WO2021025083A1 - プレス成形品の製造方法、プレス成形品、およびプレス成形装置 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a method for manufacturing a press-molded product, a press-molded product, and a press-molding device.
- a structural member having a predetermined shape is used to connect the plurality of members.
- Such structural members are required to transmit loads between the members. Therefore, a flange may be provided that is erected from the vertical wall of the structural member and is attached in surface contact with other members.
- a saddle-shaped member In such a saddle-shaped member, the floor flange portion and the vertical flange portion erected from the vertical wall are in surface contact with other members.
- a saddle-shaped member may have a continuous flange in which the floor flange portion and the vertical flange portion are continuous in order to improve the load transmission capacity.
- Patent Document 1 International Publication WO 2013/154114
- Patent Document 2 Patent No. 59586444
- Patent Document 3 Patent No. 5569661
- Patent Document 4 Patent No. 6265315
- the structural member for connecting the members there is a structural member having a so-called bag-shaped portion in which vertical walls are formed on three sides of the top plate.
- the peripheral wall portion 13 is formed from the three peripheral edges of the top plate portion 11.
- the floor flange portion 15 extends from the lower end of the peripheral wall portion 13 in the vertical direction (Z direction shown in FIG. 39A).
- the side vertical flange portion 17 extends from the peripheral end portion of the peripheral wall portion 13 in the circumferential direction.
- the floor flange portion 15 of the structural member 10 is attached in surface contact with the top plate 21 of one member 20. Further, the side vertical flange portion 17 is attached in surface contact with the vertical wall 31 of the other member 30. As a result, the structural member 10 connects one member 20 and the other member 30, and the load is transmitted.
- the floor flange portion 15 and the side vertical flange portion 17 are not continuous, and a notch 19 is formed.
- the reason for this is that, when a structural member having a bag-shaped portion is conventionally molded, when a continuous flange is formed by drawing molding, wrinkles are concentrated on a portion between the floor flange portion 15 and the side vertical flange portion 17. It can be mentioned that there was a risk of causing problems such as poor appearance. On the other hand, although the structural member 10 having the notch 19 does not cause the problem of wrinkles, there is room for improvement in improving the load transmission capacity and the rigidity.
- the present disclosure has been made in view of the above problems, and the purpose of the present disclosure is a portion between the floor flange portion and the side vertical flange portion in a press-molded product having a so-called bag-shaped portion. It is an object of the present invention to provide a new and excellent method for producing a press-molded product, a press-molded product, and a press-molding apparatus capable of suppressing the concentration of wrinkles caused in
- a floor extending outward from the end opposite to the end continuous with the top plate of the peripheral wall in the direction intersecting the peripheral wall extending from the peripheral edge and the extending direction of the peripheral wall.
- the flange portion, the side vertical flange portion extending outward from the circumferential end of the peripheral wall portion, and the inclined flange portion which is a continuous inclined wall between the side vertical flange portion and the floor flange portion.
- a method of manufacturing a press-molded product including the first press molding and the second press molding, in which the first press molding becomes a floor flange portion of a metal plate with a first holder and a first die.
- the metal plate sandwiched between the first holder and the first die is moved relative to the first punch in a state where the portion is sandwiched, and the peripheral wall portion is drawn and formed on the metal plate, which is provided on the first punch.
- the metal plate comes into contact with the first punch convex forming portion, the convex convex flange portion formed on the inclined flange portion is bent and molded into the metal plate, and the metal plate comes into contact with the first punch.
- the side vertical flange main body located on the opposite side of the inclined flange side end of the side vertical flange part, and the inclined flange part of the floor flange part rather than the inclined flange side end.
- An intermediate molded product is formed from the metal plate by performing processing including bending and molding the floor flange main body located on the opposite side into at least a metal plate, and the second press molding is an intermediate molded product.
- a method for manufacturing a press-molded product which comprises bending a convex flange portion into an inclined flange portion by a second die and a second punch.
- the peripheral wall portion is formed on the top plate portion in a direction intersecting the extending direction of the top plate portion and opposite to the extending direction of the peripheral wall portion.
- a central vertical flange portion extending from an unfinished end portion and continuous with a side vertical flange portion is further included, and in the first press forming, a metal is formed by a first pad and a first punch before drawing.
- a ridge line portion between the top plate portion and the peripheral wall portion on the end side where the peripheral wall portion is not formed and a continuous portion between the central vertical flange portion and the side vertical flange portion are formed on the plate. May be good.
- the first press-molding may include bending a convex flange portion having at least one stepped shape in a side view after the first press-molding into a metal plate.
- the first press-molding includes bending the side vertical flange portion and the floor flange portion into the metal plate by abutting the metal plate on the first punch. Good.
- the metal plate comes into contact with the first punch, so that the side vertical flange main body portion, the side vertical flange main body portion, and the convex flange portion are formed.
- the first preliminary ridge line connecting the two, the floor flange main body portion of the floor flange portion, and the second preliminary ridge line connecting the floor flange main body portion and the convex flange portion are bent and molded into a metal plate, and the second press molding is performed. Bends the intermediate molded product with the second die and the second punch so that the first spare ridge line is a part of the side vertical flange portion and the second spare ridge line is a part of the floor flange portion. It may include performing at least one of the moldings.
- the first preliminary ridge line is bent and molded into a part of the side vertical flange portion by the second die and the second punch, and the second preliminary ridge line is formed by the floor flange portion. It may include bending molding into a part of.
- the press-molded product has an upper flange ridgeline portion formed between the inclined flange portion and the side vertical flange portion, and a lower portion formed between the inclined flange portion and the floor flange portion.
- the first press molding including the flange ridge portion, at least one of the portion that becomes the upper flange ridge portion and the portion that becomes the lower flange ridge portion of the convex flange portion may have a flat shape.
- the top plate portion and the direction formed along the three peripheral edges of the top plate portion and intersecting the extending direction of the top plate portion In the direction intersecting the peripheral wall portion and the extending direction of the peripheral wall portion, which extends from the peripheral portion, extends outward from the end portion opposite to the end portion continuous with the top plate portion of the peripheral wall portion.
- the floor flange portion, the side vertical flange portion extending outward from the circumferential end of the peripheral wall portion, and the inclined flange portion which is a continuous inclined wall between the side vertical flange portion and the floor flange portion. And, including, press molded products are provided.
- the flanges formed around the press-molded product including the floor flange portion, the side vertical flange portion, and the inclined flange portion, may be continuous over the entire circumference of the press-molded product.
- the line length of the inclined flange portion when viewed from the side may be 10% or more and 70% or less of the distance between the top plate portion and the floor flange portion.
- a direction formed along the top plate portion and the three peripheral edges of the top plate portion and intersecting the extending direction of the top plate portion In the direction intersecting the peripheral wall portion and the extending direction of the peripheral wall portion, which extends from the peripheral portion, extends outward from the end portion opposite to the end portion continuous with the top plate portion of the peripheral wall portion.
- An inclined flange portion that is a continuous inclined wall between the side vertical flange portion and the side vertical flange portion extending outward from the peripheral end of the peripheral wall portion and the floor flange portion.
- a press forming apparatus for obtaining a press-molded product which includes, a first holder having a portion abutting on a region to be a floor flange portion of one surface of a metal plate, and another surface of the metal plate.
- a first die having a portion abutting on a region serving as a floor flange portion, a portion sandwiching a metal plate between the first holder, and a portion abutting a region serving as a peripheral wall portion of the metal plate, and a first punch.
- the first punch has a first punch peripheral wall forming portion that abuts on a region to be a peripheral wall portion of one surface of the metal plate and draws and forms the peripheral wall portion with respect to the metal plate together with the first die.
- the first punch convex forming portion that abuts on the region to be the inclined flange portion of one surface of the metal plate and bends and forms the convex flange portion with respect to the metal plate together with the first die, and the side of one surface of the metal plate.
- the side vertical flange main body located on the side opposite to the inclined flange portion of the side vertical flange portion with respect to the metal plate on the inclined flange portion side.
- At least the first punch vertical flange forming portion to be bent and formed is in contact with the region to be the floor flange portion on one surface of the metal plate, and together with the first die, the inclined flange portion side of the floor flange portion with respect to the metal plate
- the press forming apparatus has a first punched floor flange forming portion for bending and forming at least a floor flange main body located on the side opposite to the inclined flange portion from the end portion, and the press forming apparatus has a slope that abuts on another surface of the convex flange portion.
- a second die including a second die and a second punch are further included, and the second punch is provided on one surface side of the convex flange portion, and is convex by sandwiching the convex flange portion with the second die.
- a press forming apparatus having a second punch inclined portion for bending and forming an inclined flange portion from a flange portion.
- the first punch vertical flange forming portion has a shape in which the side vertical flange portion is bent and molded
- the first punch floor flange forming portion has a shape in which the floor flange portion is bent and molded. May be good.
- the first punch vertical flange forming portion is formed by bending a first preliminary ridge line connecting the side vertical flange main body portion, the side vertical flange main body portion and the convex flange portion among the side vertical flange portions into a metal plate.
- the first punched floor flange forming portion has a shape in which the floor flange main body portion and the second preliminary ridge line connecting the floor flange main body portion and the convex flange portion are bent and formed into a metal plate.
- the second punch has a first bending molding portion that bends and molds the first preliminary ridge line to a part of the side vertical flange portion with the second die, and a floor flange portion that bends the second spare ridge line with the second die. It may have at least one of the second bending molding portions which are bent and molded into a part of the above.
- a press-molded product having a so-called bag-shaped portion it is possible to suppress the concentration of wrinkles generated in the portion between the floor flange portion and the side vertical flange portion. Moreover, an excellent method for producing a press-molded product, a press-molded product, and a press-molding apparatus are provided.
- FIG. 1A is a perspective view of the press-molded product 100 according to the first embodiment.
- the press-molded product 100 according to the first embodiment is a structural member having a so-called bag-shaped portion 101.
- the bag-shaped portion 101 means a shape formed along the peripheral edge of the top plate and at least three sides of the top plate are covered with vertical walls, and only a pair of opposite vertical walls formed by bending molding. The purpose is not to include the hat shape that it has.
- the press-molded product 100 transmits a load between both members by connecting the members.
- the press-molded product 100 is formed by press-molding a metal plate (corresponding to blank 1 described later in FIG. 2). Details regarding press molding will be described later.
- the press-molded product 100 is formed of a steel plate.
- the press-formed product 100 is formed of a high-strength steel plate.
- the plate thickness of the blank 1 may be 0.8 mm or more, and can be appropriately set depending on the strength and rigidity of the press-molded product 100.
- the shape of the blank 1 and the dimensions (distances in the X, Y, Z directions) of the press-molded product 100 after molding can be appropriately set depending on the strength and rigidity of the press-molded product 100.
- the press-molded product 100 has a top plate portion 110, a peripheral wall portion 120, a floor flange portion 140, a side vertical flange portion 170, and an inclined flange portion 190.
- the bag-shaped portion 101 of the press-molded product 100 is mainly formed by the top plate portion 110 and the peripheral wall portion 120. Further, in the used state, the press-molded product 100 is joined by surface contact with one member (not shown) by the floor flange portion 140, and another member (not shown) by the vertical flange portion 160 including the side vertical flange portion 170. Is in surface contact with and joined.
- the top plate portion 110 is a planar portion extending along the XY plane shown in FIG. 1A in the press-molded product 100.
- the top plate portion 110 has a substantially rectangular shape having a long side along the X direction in a plan view (Z direction view in FIG. 1A).
- the top plate portion 110 constitutes a part of the bag-shaped portion 101.
- the peripheral wall portion 120 is formed along the three peripheral edges of the top plate portion 110, and extends from the peripheral edge portion in a direction intersecting the extending direction of the top plate portion 110.
- the peripheral wall portion 120 constitutes a part of the bag-shaped portion 101. Specifically, as shown in FIG. 1A, the peripheral wall portion 120 is bent from the peripheral edge portion including one end of the top plate portion 110 in the X direction and both ends of the top plate portion 110 in the Y direction and extends in the Z direction. Being present.
- the peripheral wall portion 120 has a central vertical wall portion 121 continuous with one end in the X direction of the top plate portion 110, and a side vertical wall portion 123 continuous with both ends in the Y direction of the top plate portion 110. Further, the peripheral wall portion 120 has a ridgeline vertical wall portion 125 that connects the central vertical wall portion 121 and the side vertical wall portion 123. By connecting the central vertical wall portion 121 and the side vertical wall portion 123 by the ridgeline vertical wall portion 125, the rigidity of the press-molded product 100 is improved, the resistance to twisting and crushing is increased, and the load transmission capacity is increased. Is improved.
- a top plate ridge line portion 130 having a predetermined radius of curvature is formed between the top plate portion 110 and the peripheral wall portion 120. Specifically, a central top plate ridge line portion 131 is formed between the top plate portion 110 and the central vertical wall portion 121. Further, a side top plate ridge line portion 133 is formed between the top plate portion 110 and the side vertical wall portion 123.
- the radius of curvature of the top plate ridge line portion 130 is appropriately set depending on the workability at the time of press molding, the strength of the press molded product 100, and the rigidity.
- a top plate corner portion 135 is formed between the central top plate ridge line portion 131 and the side top plate ridge line portion 133. Further, the top plate corner portion 135 connects the ridgeline vertical wall portion 125 and the top plate portion 110. By connecting the central top plate ridge line portion 131 and the side top plate ridge line portion 133 by the top plate corner portion 135, the rigidity of the press-molded product 100 is improved, the resistance to twisting and crushing is increased, and the load is increased. Communication ability is improved.
- the floor flange portion 140 extends outward from an end opposite to the end continuous with the top plate portion 110 of the peripheral wall portion 120 in a direction intersecting the extending direction of the peripheral wall portion 120. Specifically, as shown in FIG. 1A, the floor flange portion 140 is the end portion of the peripheral wall portion 120 in the Z direction, and the bag-shaped portion 101 is formed from the end portion on the side opposite to the top plate portion 110. It extends outward along the XY plane with respect to the internal space.
- the floor flange portion 140 has a central floor flange portion 141 continuous with the central vertical wall portion 121, and a side floor flange portion 143 continuous with the side vertical wall portion 123. Further, the floor flange portion 140 has a ridgeline floor flange portion 145 that connects the central floor flange portion 141 and the side floor flange portion 143.
- a floor flange ridge line portion 150 is formed between the peripheral wall portion 120 and the floor flange portion 140. Specifically, the central floor flange ridge line portion 151 is formed between the central vertical wall portion 121 and the central floor flange portion 141. Further, a side floor flange ridge line portion 153 is formed between the side vertical wall portion 123 and the side floor flange portion 143.
- a floor flange corner portion 155 is formed between the central floor flange ridgeline portion 151 and the side floor flange ridgeline portion 153. Further, the floor flange corner portion 155 connects the ridgeline vertical wall portion 125 and the ridgeline floor flange portion 145 of the floor flange portion 140. By connecting each part by the floor flange corner portion 155, the rigidity of the press-molded product 100 is improved, the resistance to twisting and crushing is increased, and the load transmission capacity is improved.
- the side vertical flange portion 170 extends outward from the peripheral end portion of the peripheral wall portion 120 in the circumferential direction. Specifically, as shown in FIG. 1A, the side vertical flange portion 170 forms a bag-shaped portion 101 from the end portion of the side vertical wall portion 123 on the side opposite to the side on which the central vertical wall portion 121 is provided. It extends outward along the Y direction with respect to the internal space. A side vertical flange ridge line portion 171 is formed between the side vertical flange portion 170 and the side vertical wall portion 123.
- the inclined flange portion 190 is a continuous inclined wall between the side vertical flange portion 170 and the floor flange portion 140. Specifically, as shown in FIG. 1A, the inclined flange portion 190 is formed between the side floor flange portion 143 and the side vertical flange portion 170 of the floor flange portion 140 with respect to the X direction and the Z direction in the Y direction. Is tilted. The smaller the angle (inclination angle) formed by the extending direction of the inclined flange portion 190 and the X direction shown in FIG. 1A, the larger the area of the side vertical flange portion 170, so that the load transmission capacity of the press-formed product 100 can be increased. Rigidity is improved. For example, the inclination angle of the inclined flange portion 190 is set to about 30 to 45 degrees.
- the inclined flange portion 190 makes the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170 continuous, thereby improving the load transmission capacity and rigidity of the press-molded product 100. Further, as will be described later, in the inclined flange portion 190, the convex flange portion 51 is crushed after the convex convex flange portion 51 is formed between the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170. Is formed by. Therefore, wrinkles are dispersed and present in the inclined flange portion 190, and the concentration of wrinkles is suppressed.
- An inclined flange ridge line portion 191 is formed between the inclined flange portion 190 and the side vertical wall portion 123. Since the inclined flange portion 190 and the side vertical wall portion 123 are continuous and the inclined flange portion 190 is continuous with the bag-shaped portion 101 by the inclined flange ridge line portion 191, the load transmission capacity and rigidity of the press-formed product 100 are improved. To do.
- a lower flange ridge line portion 192 is formed between the inclined flange portion 190 and the side floor flange portion 143. Further, a lower flange corner portion 193 is formed between the lower flange ridge line portion 192, the inclined flange ridge line portion 191 and the side floor flange ridge line portion 153, and the side vertical wall portion 123.
- an upper flange ridge line portion 194 is formed between the inclined flange portion 190 and the side vertical flange portion 170. Further, an upper flange corner portion 195 is formed between the upper flange ridge line portion 194, the inclined flange ridge line portion 191 and the side vertical flange ridge line portion 171 and the side vertical wall portion 123.
- the inclined flange portion 190, the side floor flange portion 143, and the side vertical flange portion 170 are continuous with a predetermined radius of curvature. As a result, the load transmission capacity of the press-molded product 100 is improved.
- the inclined flange ridge line portion 191 is continuous with the side floor flange ridge line portion 153 and the side vertical flange ridge line portion 171.
- the inclined flange portion 190 is continuous with other portions via the inclined flange ridge line portion 191 to improve the load transmission capacity and the rigidity of the press-molded product 100.
- the line length L of the inclined flange portion 190 when viewed from the side is the height H of the press-molded product 100 (the top plate portion 110 and the floor flange portion 140). The distance between them) is set to be 10% or more and 70% or less.
- the line length L of the inclined flange portion 190 is set between the upper flange ridge line portion 194 and the lower flange ridge line portion 192, which will be described later, when the press-formed product 100 is viewed from the side (viewed in the Y direction shown in FIG. 1B). It is a distance along the inclined flange portion 190.
- the line length L of the inclined flange portion 190 is in the range of about 5 mm or more and 35 mm or less.
- the load transmission capacity of the press-molded product 100 is improved. That is, by shortening the line length L of the inclined flange portion 190, it is possible to increase the area where the side vertical flange portion 170 or the side floor flange portion 143 comes into contact with other members (not shown). By increasing the contact area with other members, the rigidity and load transmission capacity of the press-molded product 100 are improved. Further, the load applied per unit area of the inclined flange portion 190 or the vertical flange portion 160 is reduced, and the load is applied to the press-molded product 100 and the two members (not shown) connected via the press-molded product 100. The moment is also suppressed. Further, by increasing the contact area, when the press-molded product 100 is welded to another member (not shown), the welded area can also be increased.
- a moment is generated for the press-formed product 100.
- a moment is generated for the press-formed product 100.
- a gap may occur between the portion where the load from the side sill acts and the support portion (joint portion), and as a result, a moment may be generated in the press-molded product 100. Therefore, as described above, by setting the length of the line length L within a predetermined range, it is possible to suppress the generation of such a moment and more effectively suppress the deformation of the press-molded product 100.
- the line length L of the inclined flange portion 190 is set to 10% or more with respect to the height H of the press-molded product 100, so that the upper flange ridge portion 194 and the lower flange ridge line can be secured while ensuring the load transmission capacity.
- the moldability of the inclined flange portion 190 can be improved without increasing the portion 192. Further, when the press-molded product 100 is welded to another member (not shown) via the inclined flange portion 190, a welded area is secured.
- the load transmission capacity and rigidity required for the press-molded product 100 are not satisfied. For example, it becomes difficult to function as a press-molded product 100 for connecting other members.
- the line length L of the inclined flange portion 190 is smaller than 10% with respect to the height H of the press-molded product 100, it becomes difficult to form the flat portion of the inclined flange portion 190.
- the press-molded product 100 may further have a central vertical flange portion 180.
- the vertical flange portion 160 is configured by including the side vertical flange portion 170 and the central vertical flange portion 180.
- the press-molded product 100 may come into surface contact with another member (not shown) by the vertical flange portion 160.
- the central vertical flange portion 180 is not formed with the peripheral wall portion 120 in the top plate portion 110 in a direction intersecting the extending direction of the top plate portion 110 and in a direction opposite to the extending direction of the peripheral wall portion 120. It extends from the end and is continuous with the side vertical flange portion 170. Specifically, as shown in FIG. 1A, the central vertical wall portion 121 of the top plate portion 110 extends from the end on the side opposite to the side provided along the Z direction. Further, a ridgeline vertical flange portion 181 is formed between the central vertical flange portion 180 and the side vertical flange portion 170.
- a central vertical flange ridge line portion 183 is formed between the central vertical flange portion 180 and the top plate portion 110.
- a vertical flange corner portion 185 is formed between the central vertical flange ridge line portion 183 and the side vertical flange ridge line portion 171. Further, the vertical flange corner portion 185 connects the side top plate ridge line portion 133 and the ridge line vertical flange portion 181.
- the central vertical flange portion 180 and the side vertical flange portion 170 are connected by the ridge line vertical flange portion 181 so that the floor flange portion 140, the side vertical flange portion 170, and the central vertical flange portion 180 are continuous. Is formed. As a result, the load transmitting ability of the press-molded product 100 between one member and the other member is improved. Further, the central vertical flange portion 180 is connected to the bag-shaped portion 101 including the top plate portion 110 and the side vertical flange portion 170 via various ridge line portions and corner portions. As a result, the load transmission capacity and rigidity of the press-molded product 100 are further improved.
- the flange formed around the press-molded product 100 including the floor flange portion 140, the side vertical flange portion 170, the central vertical flange portion 180, and the inclined flange portion 190 is the press-molded product 100. It is continuous over the entire circumference of. That is, the floor flange portion 140, the side vertical flange portion 170, the central vertical flange portion 180, and the inclined flange portion 190 forming the flange are continuous over the entire circumference of the press-molded product 100. Therefore, the rigidity of the press-molded product 100 is improved.
- the intermediate molded product (corresponding to the intermediate molded product 50 shown in FIG. 9B) has a shape corresponding to the bag-shaped portion 101 of the press molded product 100 and a shape including a convex flange portion 51.
- the convex flange portion 51 is provided between a portion corresponding to the side floor flange portion 143 and a portion corresponding to the side vertical flange portion 170.
- the intermediate molded product 50 is further press-molded to flatten the convex flange portion 51, whereby the inclined flange portion 190 is formed from the convex flange portion 51, and the inclined flange portion 190 is formed.
- the press-molded product 100 having the above is molded.
- the schematic configuration of the press-molded product 100 according to the first embodiment has been described above.
- FIG. 2 is a diagram for schematically explaining the configuration of the first mold 200 according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a diagram for schematically explaining the configuration of the second mold 300 according to the first embodiment. It should be noted that the mold configurations shown in FIGS. 2 and 3 are merely schematic and do not show the actual mold itself.
- the mold according to the first embodiment includes a first mold 200 and a second mold 300.
- the method for manufacturing the press-molded product 100 will be described in detail later, but a portion corresponding to the space between the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170 with respect to the blank 1 by the first press molding using the first mold 200.
- An intermediate molded product 50 having a convex flange portion 51 is formed on the surface.
- the convex flange portion 51 is flattened to form the inclined flange portion 190 from the convex flange portion 51, and the press molded product 100 having the inclined flange portion 190 is formed. It is formed.
- the first mold 200 is used in the first press molding to preliminarily mold the blank 1 into an intermediate molded product having a predetermined shape (corresponding to the intermediate molded product 50 described with reference to FIG. 9B). Specifically, as shown in FIG. 2, the first mold 200 includes a first holder 210, a first die 230, and a first punch 250.
- the first holder 210 abuts against one surface of the blank 1 along the Z direction in FIG. For example, when the first mold 200 moves relative to the vertical direction, the first holder 210 comes into contact with the lower surface of the blank 1.
- the first holder 210 has a portion of the outer peripheral edge of the blank 1 that comes into contact with a region of the press-molded product 100 that becomes the floor flange portion 140. Further, the first holder 210 has a portion for sandwiching the blank 1 with the first die 230, which will be described later.
- the first holder 210 has a holder flat surface portion 211 extending along an XY plane, and has a semicircular shape at a portion of the holder flat surface portion 211 corresponding to the position of the blank 1. It has a notched portion 213 that is notched.
- the cutout portion 213 is provided with a size capable of avoiding interference with a portion of the first punch 250, which will be described later, that forms the bag-shaped portion 101 of the press-molded product 100.
- the first die 230 abuts against the other surface of the blank 1 along the Z direction in FIG. For example, when the first mold 200 moves relative to the vertical direction, the first die 230 comes into contact with the upper surface of the blank 1.
- the first die 230 has a portion of the outer peripheral edge portion of the blank 1 that comes into contact with a region of the press-molded product 100 that becomes the floor flange portion 140, and a portion that sandwiches the blank 1 between the first holder 210. .. Further, the first die 230 has a portion of the blank 1 that comes into contact with the region of the press-molded product 100 that becomes the peripheral wall portion 120.
- the first die 230 includes a first die flat surface portion 231, a first die peripheral wall forming portion 233 erected from substantially the center of the first die flat surface portion 231 and an X-direction end of the first die flat surface portion 231. It has a first die convex forming portion 235 provided on the portion and a first die vertical flange forming portion 237 provided on the X-direction end portion of the first die convex forming portion 235.
- the first die flat surface portion 231 sandwiches the outer peripheral edge portion of the blank 1 with the first holder 210.
- the first die peripheral wall forming portion 233 is a peripheral wall-shaped portion erected from substantially the center of the first die flat surface portion 231.
- the peripheral wall portion 233 of the first die forms the peripheral wall portion 120 by drawing and forming the blank 1 with the first punch 250 described later.
- the first die convex forming portion 235 holds the blank 1 from the upper surface, and forms a convex flange portion 51 having a convex shape on the blank 1.
- the first die convex forming portion 235 is provided on both sides of the first die peripheral wall forming portion 233 in the Y direction, and has a stepped shape having a predetermined height from the first die flat surface portion 231.
- the first die vertical flange forming portion 237 is a wall surface erected from the first die convex forming portion 235, and the side vertical flange portion is formed by bending the blank 1 with the first punch 250 described later.
- a vertical flange portion 160 including 170 is formed.
- the first punch 250 abuts on one surface of the blank 1 along the Z direction in FIG. For example, when the first mold 200 moves relative to the vertical direction, the first punch 250 comes into contact with the lower surface of the blank 1.
- the first punch 250 has a portion that abuts on a region of one surface of the blank 1 to be the peripheral wall portion 120 and performs drawing forming together with the first die 230 to form the peripheral wall portion 120 with respect to the blank 1.
- the first punch 250 is bent to form a convex flange portion 51 having a convex shape that abuts on a region of one surface of the blank 1 that becomes an inclined flange portion 190 and projects toward the other surface. It has a first punch convex forming portion 253 which is a convex portion.
- the first punch 250 has a first punch peripheral wall forming portion 251, a first punch convex forming portion 253, and a first punch vertical flange forming portion 255.
- the first punch peripheral wall forming portion 251 is a trapezoidal portion that abuts on the lower surface of the region that becomes the bag-shaped portion 101 of the blank 1. That is, the first punch peripheral wall forming portion 251 is a portion that abuts on the region of one surface of the blank 1 to be the peripheral wall portion 120 and draws and forms the peripheral wall portion 120 with respect to the blank 1 together with the first die 230.
- the bag-shaped portion 101 of the press-molded product 100 is formed by drawing and molding the blank 1 along the outer surface of the first punch peripheral wall forming portion 251.
- the first punch convex forming portion 253 is a stepped portion provided on both sides of the first punch peripheral wall forming portion 251 in the Y direction. That is, the first punch convex forming portion 253 is a portion where the convex flange portion 51 is bent and formed with respect to the blank 1 together with the first die 230 by abutting on the region serving as the inclined flange portion 190 on one surface of the blank 1. is there.
- the first punch convex forming portion 253 sandwiches the blank 1 with the first die convex forming portion 235 and bend-molds the blank 1 to form a convex flange portion 51 having a convex shape.
- the first punch vertical flange forming portion 255 is a wall-shaped portion continuously provided at the ends of the first punch peripheral wall forming portion 251 and the first punch convex forming portion 253.
- the first punch vertical flange forming portion 255 sandwiches the blank 1 with the first die vertical flange forming portion 237 to form the vertical flange portion 160 of the press-molded product 100.
- the first mold 200 may have a first pad 270.
- the first pad 270 abuts against the other surface of the blank 1 along the Z direction in FIG. For example, when the first mold 200 moves relative to the vertical direction, the first pad 270 comes into contact with the upper surface of the blank 1.
- the first pad 270 has a first pad top plate holding portion 271, a first pad ridge line forming portion 273, and a first pad vertical flange forming portion 275.
- the first pad top plate holding portion 271 is a tongue piece-shaped portion of the blank 1 that abuts on the top plate portion 110 of the press-molded product 100. The first pad top plate holding portion 271 sandwiches the blank 1 with the first punch 250.
- the first pad ridge line forming portion 273 is a portion provided on both sides in the Y direction at the end portion in the X direction of the first pad top plate holding portion 271.
- the first pad ridge line forming portion 273 has an arc shape extending from the plane position of the first pad top plate holding portion 271 toward the blank 1 side in the Z direction, and further has an arc shape. It has a portion that is bent outward from the tip in the Y direction.
- the first pad ridge line forming portion 273 is provided on the end side of the first pad top plate holding portion 271 on the first pad vertical flange forming portion 275 side.
- the first pad ridge line forming portion 273 forms a part of the side top plate ridge line portion 133 on the vertical flange portion 160 side.
- the first pad vertical flange forming portion 275 is a first pad vertical flange forming portion which is a wall-shaped portion erected from the X-direction end portion of the first pad top plate holding portion 271 and the first pad ridge line forming portion 273. The 275 sandwiches the blank 1 with the first punch 250 to form the vertical flange portion 160 of the press-molded product 100.
- the second mold 300 of the mold according to the first embodiment will be described.
- the second mold 300 is used to mold the intermediate molded product 50 preformed in the first press molding as the press molded product 100 by the second press molding.
- the intermediate molded product 50 refers to a product before being molded into the press-molded product 100 by the second press molding, and the press-molded product 100 according to the first embodiment becomes the final product. It is not intended to suggest.
- the second mold 300 includes a second die 310 and a second punch 330.
- the second die 310 comes into contact with the other surface of the intermediate molded product 50 from the Z direction in FIG. For example, when the second mold 300 moves relative to the vertical direction, the second die 310 comes into contact with the upper surface of the intermediate molded product 50. Further, the second die 310 includes a slope that abuts on another surface of the convex flange portion 51.
- the second die 310 is provided at the second die flat surface portion 311 and the second die peripheral wall holding portion 313 provided at substantially the center of the second die flat surface portion 311 and at the end of the flat surface portion in the X direction. It has a second die slope portion 315 and a second die vertical flange forming portion 317 continuous from the second die slope portion 315.
- the second die flat surface portion 311 sandwiches a portion corresponding to the floor flange portion 140 in the intermediate molded product 50 with the second punch 330 described later.
- the second die peripheral wall holding portion 313 is a peripheral wall-shaped portion erected from substantially the center of the second die flat surface portion 311.
- the second die peripheral wall holding portion 313 sandwiches a portion corresponding to the peripheral wall portion 120 of the intermediate molded product 50 with the second punch 330 described later.
- the second die slope portion 315 presses the convex flange portion 51 of the intermediate molded product 50 from the upper surface to form the inclined flange portion 190 on the press molded product 100.
- the second die slope portion 315 is an inclined wall provided on both sides of the second die peripheral wall holding portion 313 in the Y direction and erected from the second die flat surface portion 311.
- the second die vertical flange forming portion 317 is a wall surface erected from the second die slope portion 315, and is a vertical flange including the side vertical flange portion 170 of the press-molded product 100 with the second cam 370 described later.
- the portion 160 is formed.
- the second punch 330 comes into contact with one surface of the intermediate molded product 50 from the Z direction in FIG. For example, when the second mold 300 moves relative to the vertical direction, the second punch 330 comes into contact with the lower surface of the intermediate molded product 50.
- the second punch 330 is provided on one surface side of the convex flange portion 51 of the intermediate molded product 50, and the inclined flange portion 190 is bent and molded by sandwiching the convex flange portion 51 with the second die 310. ..
- the second punch 330 has a second punch flat surface portion 331, a second punch peripheral wall holding portion 333, a second punch slope portion 335, and a second punch vertical flange forming portion 337.
- the second punch plane portion 331 extends along the XY plane and sandwiches a portion corresponding to the floor flange portion 140 in the intermediate molded product 50 with the second die 310.
- the second punch peripheral wall holding portion 333 is a trapezoidal portion provided at a substantially central portion of the second punch flat surface portion 331 and in contact with the lower surface of the region corresponding to the bag-shaped portion 101 in the intermediate molded product 50.
- the second punch slope portion 335 is an inclined wall provided on both sides of the second punch peripheral wall holding portion 333 in the Y direction in FIG. 3 and erected from the second punch flat surface portion 331.
- the second punch slope portion 335 forms the inclined flange portion 190 by sandwiching the convex flange portion 51 of the intermediate molded product 50 with the second die slope portion 315. That is, the second punch slope portion 335 is provided on one surface side of the convex flange portion 51, and by sandwiching the convex flange portion 51 with the second die 310, the convex flange portion 51 to the inclined flange portion 190 It is a part to be bent and molded.
- the second punch vertical flange forming portion 337 is a wall-shaped portion continuously provided at the X-direction end portion of the second punch peripheral wall holding portion 333.
- the second punch vertical flange forming portion 337 sandwiches a portion corresponding to the vertical flange portion 160 in the intermediate molded product 50 with the second pad 350 described later.
- the second mold 300 may further have a second pad 350.
- the second pad 350 has a second pad top plate holding portion 351 and a second pad vertical flange forming portion 353.
- the second pad top plate holding portion 351 is a tongue piece-shaped portion, and a portion corresponding to the top plate portion 110 in the intermediate molded product 50 is sandwiched between the second punch peripheral wall holding portion 333.
- the second pad vertical flange forming portion 353 is a wall-shaped portion erected from the X-direction end portion of the second pad top plate holding portion 351 and is intermediately formed with the second punch vertical flange forming portion 337. A portion corresponding to the vertical flange portion 160 in the product 50 is sandwiched.
- the second mold 300 may further have a second cam 370.
- the second cam 370 comes into contact with the intermediate molded product 50 from the X direction in FIG.
- the second cam 370 sandwiches a portion corresponding to the vertical flange portion 160 of the intermediate molded product 50 with the second die vertical flange forming portion 317, and determines the shape of the vertical flange portion 160 of the press molded product 100. It is a dimension.
- the mold according to the first embodiment may further have a third mold 400.
- the third mold 400 is composed of a plurality of cams. After the second press molding by the second mold 300, the cam of the third mold 400 comes into contact with a predetermined position, so that the shape of each part of the press molded product 100 is accurately finished. Details of the third mold 400 will be described later.
- the mold according to the first embodiment has been described above.
- the mold according to the first embodiment is used for press molding in a state of being provided in the press molding apparatus 500.
- the press molding apparatus 500 includes general drive mechanisms 511 to 516 for performing press molding using a mold, and a control mechanism, a detection mechanism, and the like (not shown). It does not have to be limited.
- the mold can be moved by being driven by a hydraulic cylinder mechanism as a drive mechanism 511 to 516. Further, the positions of the mold and the blank 1 are detected by a laser sensor as a detection mechanism.
- the function as a control mechanism is realized by the cooperation of a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like.
- the control mechanism controls the press molding process in the press molding device based on the output from the hydraulic cylinder mechanism, the laser sensor, and the like, and the input from the input device. Further, the control mechanism 520 controls the position of the mold, the moving speed, the operation timing, and the like.
- the method for producing the press-molded product 100 according to the first embodiment includes a first press-molding and a second press-molding.
- 4A to 8B are diagrams for schematically explaining the first press molding step in the first embodiment.
- the bag-shaped portion 101 including the peripheral wall portion 120 of the press-molded product 100 is roughly formed by drawing molding, and the convex flange portion 51 is formed between the side vertical flange portion 170 and the floor flange portion 140. It is formed by bending molding.
- the first press molding will be described with reference to FIGS. 4A to 8B.
- the blank 1 is sandwiched between the first holder 210 and the first die 230.
- the blank 1 is a plate material having a substantially circular shape in a plan view (Z direction view in FIG. 4A), and the longest length in the X direction is about 170 mm in the Y direction. The longest length is about 200 mm.
- the first holder 210 and the first die 230 sandwich a portion of the blank 1 that becomes the floor flange portion 140 of the press-molded product 100. Specifically, the outer peripheral edge portion of the blank 1 is sandwiched between the holder flat surface portion 211 and the first die flat surface portion 231.
- the blank 1 sandwiched between the first holder 210 and the first die 230 is moved relative to the first punch 250 to form the first punch 250 and the blank 1. Abut. Specifically, the substantially central portion of the blank 1 and the upper wall surface of the first punch peripheral wall forming portion 251 come into contact with each other. Further, as shown in FIG. 5A, the X-direction end portion 1A of the blank 1 comes into contact with the first punch vertical flange forming portion 255 and is deformed.
- the first pad 270 comes into contact with the blank 1 prior to the draw forming.
- a part of the side top plate ridge line portion 133 which is the ridge line portion between the peripheral wall portion 120 and the top plate portion 110 on the end side where the peripheral wall portion 120 is not formed, is formed in the press-molded product 100. Ridge. Further, a continuous portion between the central vertical flange portion 180 and the side vertical flange portion 170 of the press-molded product 100 is formed.
- the blank 1 is sandwiched between the first pad ridge line forming portion 273 and the first punch peripheral wall forming portion 251 so that a part of the side top plate ridge line portion 133 is formed. It is formed. Further, the first pad vertical flange forming portion 275 comes into contact with the X-direction end portion 1A of the blank 1. As a result, as shown in FIG. 5B, the blank 1 is sandwiched between the first pad vertical flange forming portion 275 and the first punch vertical flange forming portion 255, and the blank 1 is partially bent and formed. The formation of the central vertical flange portion 180 and its peripheral portion is started.
- FIG. 6A is a diagram schematically illustrating a state of molding by the first pad 270. Further, it is an end view of AA'in FIGS. 6B to 6D, and is a diagram schematically explaining a state of molding by the first pad 270.
- the first pad 270 is brought into contact with the upper surface of the blank 1 prior to the draw forming by the first die 230 and the first punch 250.
- the tip end portion of the first pad ridge line forming portion 273 comes into contact with the blank 1.
- the blank 1 is sandwiched between the first pad ridge line forming portion 273 and the first punch peripheral wall forming portion 251 and the blank 1 is sandwiched between the side ceilings. A part of the plate ridge line portion 133 is bent and molded. At this time, a surplus thickness of the blank 1 is generated in the middle portion of the blank 1 in the Y direction (see the dotted line region B in FIG. 6C). That is, as a result of sandwiching both ends of the blank 1 in the Y direction by the first pad ridge line forming portion 273 and the first punch 250, bending occurs in the central portion in the Y direction.
- the side top plate ridge line portion 133 is bent and molded as shown in FIG. 6D.
- the central vertical flange portion 180 and the ridgeline vertical flange portion 181 are also bent and formed between the first pad ridge line forming portion 273 and the first punch peripheral wall forming portion 251.
- the surplus wall of the blank 1 shown in FIG. 6C is used for bending between the first pad 270 and the first punch 250 due to the material flow, so that the ridgeline vertical flange portion 181 is formed.
- the concentration of tensile strain on the flange portion 181 is further suppressed.
- the molding of the side top plate ridge line portion 133, the central vertical flange portion 180, and the peripheral portion thereof by the first pad 270 has been described above.
- the blank 1 sandwiched between the first holder 210 and the first die 230 is further moved relative to the first punch 250, and the peripheral wall portion 120 is drawn by drawing. It begins to form.
- the substantially central portion of the blank 1 is drawn while being sandwiched between the first die peripheral wall forming portion 233 and the first punch peripheral wall forming portion 251.
- the top plate ridge line portion 130 is drawn and molded. Since the top plate ridge line portion 130 is formed by drawing forming, the occurrence of wrinkles at a portion adjacent to the top plate ridge line portion 130 is suppressed.
- the plate thickness of the blank 1 is uniformly reduced from the top plate ridge line portion 130 to the top plate portion 110 and the peripheral wall portion 120 with the drawing forming, and wrinkles are generated. It is suppressed.
- the first pad 270 moves relative to the first punch 250 together with the first holder 210 and the first die 230.
- the first pad ridge line forming portion 273 forms the side top plate ridge line portion 133 with the first punch 250.
- the X-direction end portion of the blank 1 is sandwiched between the first pad vertical flange forming portion 275 and the first punch vertical flange forming portion 255 and bent to form the central vertical flange ridge line portion 183. Will be done.
- the first pad top plate holding portion 271 holds a substantially central portion of the blank 1 from above. Finally, the first pad top plate holding portion 271 sandwiches substantially the center of the blank 1 with the upper wall surface of the first punch peripheral wall forming portion 251.
- the blank 1 sandwiched between the first holder 210 and the first die 230 is further moved relative to the first punch 250 to form the peripheral wall portion 120. .. Further, when the blank 1 is brought into contact with the first punch convex forming portion 253, the convex convex flange portion 51 is bent and formed. Specifically, by moving the blank 1 relative to the first punch 250, a part of the blank 1 is sandwiched between the first die convex forming portion 235 and the first punch convex forming portion 253.
- the convex flange portion 51 is formed by being deformed into at least one stepped shape. The height of the stepped shape of the convex flange portion 51 is appropriately set to such an extent that the inclined flange portion 190 can be formed based on the plate thickness and tensile strength of the blank 1.
- FIG. 9A is an explanatory diagram schematically showing a state after the completion of the first press molding.
- FIG. 9B is a side view showing an example of the intermediate molded product 50 after the first press molding.
- the blank 1 is molded into an intermediate molded product 50 including a shape corresponding to the bag-shaped portion 101 and a convex flange portion 51.
- the intermediate molded product 50 taken out from the first mold 200 is used for the second press molding.
- the angle formed by the portion corresponding to the vertical flange portion 160 including the top plate portion 110, the peripheral wall portion 120, the floor flange portion 140, or the side vertical flange portion 170 of the intermediate molded product 50 is a large obtuse angle. It may be formed so as to be. Thereby, the concentration of strain at the time of molding can be relaxed. In this case, in the second press molding or the third press molding, molding is performed so that the angle formed by each part of the press-molded product 100 is a predetermined angle.
- FIGS. 10A to 13B are diagrams for schematically explaining the second press molding step in the first embodiment.
- the convex flange portion 51 is formed into the inclined flange portion 190 by bending molding.
- the second press molding will be described with reference to FIGS. 10A to 13B.
- the intermediate molded product 50 comes into contact with the second mold 300. Specifically, the inner peripheral surface of the portion corresponding to the peripheral wall portion 120 in the intermediate molded product 50 and the outer peripheral surface of the second punch peripheral wall holding portion 333 come into contact with each other. Further, the second pad top plate holding portion 351 comes into contact with the portion corresponding to the top plate portion 110 of the intermediate molded product 50. The intermediate molded product 50 is pushed down by the second pad top plate holding portion 351 and guided by the second punch peripheral wall holding portion 333 to move relative to the second punch 330.
- the portion corresponding to the floor flange portion 140 of the intermediate molded product 50 is the first. 2 Abuts on the punch flat surface portion 331. Further, the inner peripheral surface of the bag-shaped portion 101 of the intermediate molded product 50 comes into contact with the outer peripheral surface of the second punch peripheral wall holding portion 333. As a result, the intermediate molded product 50 is held in the second mold 300. At this time, the convex flange portion 51 of the intermediate molded product 50 is located on the upper side of the second punch slope portion 335.
- the second die 310 moves toward the intermediate molded product 50 along the Z direction.
- the second die flat surface portion 311 sandwiches a portion corresponding to the floor flange portion 140 of the intermediate molded product 50 with the second punch flat surface portion 331.
- the second die peripheral wall holding portion 313 sandwiches a portion corresponding to the peripheral wall portion 120 of the intermediate molded product 50 with the second punch peripheral wall holding portion 333.
- the second die slope portion 315 presses the convex convex flange portion 51 with the second punch slope portion 335, and bends and forms the shape into a flat shape.
- the inclined flange portion 190 which is a continuous inclined wall between the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170, is formed.
- the present disclosures have found that the wall thickness is uneven (wrinkles are concentrated) at the edge). It is considered that this is because when the flat shape is directly formed, the compressive strain is concentrated on the end of the inclined wall due to the material flow during press molding, and more wrinkles are formed. Therefore, as a result of diligent studies, the present disclosers have found that once a convex flange portion 51 having a convex shape is formed and the convex flange portion 51 is crushed, wrinkles can be dispersed and the concentration of wrinkles can be suppressed.
- the concentration of wrinkles on the inclined flange portion 190 of the press molded product 100 is suppressed.
- the concentration of wrinkles can be suppressed by pressing the convex flange portion 51 to form the inclined flange portion 190.
- the second cam 370 abuts on the vertical flange portion of the intermediate molded product 50 along the X direction (see the arrow in FIG. 13). That is, the second cam 370 sandwiches the portion corresponding to the vertical flange portion 160 of the intermediate molded product 50 with the second punch vertical flange forming portion 337.
- the first press molding and the second press molding in the method for manufacturing the press molded product 100 according to the first embodiment have been described above.
- the method for producing the press-molded product 100 according to the first embodiment may include various additional steps necessary for producing the press-molded product 100, in addition to the first press molding and the second press molding.
- the method for producing the press-molded product 100 according to the first embodiment may include a third press-molding.
- the third press molding is a step performed after the second press molding in order to reduce the radius of curvature of the ridge line portion of the press molded product 100 and improve the shape accuracy.
- 14A to 16B are schematic views illustrating a third press molding of the method for manufacturing the press molded product 100 according to the first embodiment. Hereinafter, the third press molding will be described with reference to FIGS. 14A to 16B.
- the press-molded product 100 is arranged in the third mold 400.
- the third mold 400 has a third pad 410, a third punch 430, a third central vertical wall cam 450, and a third side vertical wall cam 470.
- the third punch 430 supports the bag-shaped portion 101 of the press-molded product 100 from the inside, and also supports the floor flange portion 140 and the vertical flange portion.
- the third pad 410 can press the top plate portion 110 of the press-molded product 100 from above.
- the third central vertical wall cam 450 faces the central vertical wall portion 121 and the ridgeline vertical wall portion 125 of the press-molded product 100
- the third side vertical wall cam 470 faces the side vertical wall portion 123 of the press-molded product 100. Facing.
- the press-molded product 100 is held by the third pad 410 and the third punch 430. Subsequently, as shown in FIGS. 16A and 16B, the third central vertical wall cam 450 and the third side vertical wall cam 470 move toward the press-molded product 100 (see the arrow in FIG. 16). As a result, the press-molded product 100 is sandwiched between the third central vertical wall cam 450, the third vertical wall cam 470, and the third punch 430, and the radius of curvature at each part of the press-molded product 100 is increased. It is smaller than before the third press molding. As a result, the press-molded product 100 has a predetermined shape. The method for manufacturing the press-molded product 100 according to the first embodiment has been described above.
- the first punch 250 abuts on the region of one surface of the blank 1 to be the inclined flange portion 190, and bends and forms the convex flange portion 51 with respect to the blank 1 together with the first die 230.
- the 1-punch convex forming portion 253 comes into contact with the region serving as the side vertical flange portion 170 on one surface of the blank 1, and together with the first die 230, the inclined flange portion 190 side of the side vertical flange portion 170 with respect to the blank 1
- the first punch vertical flange forming portion 255 for bending and forming at least the side vertical flange main body 170B located on the side opposite to the inclined flange portion 190 from the end portion 170A, and the floor flange portion 140 on one surface of the blank 1.
- the first punch vertical flange forming portion 255 includes a side vertical flange portion 170 including an end portion 170A on the inclined flange portion 190 side and a side vertical flange main body portion 170B among the side vertical flange portions 170. It has a shape in which the entire 170 is bent and molded. Further, in the first embodiment, the first punched floor flange forming portion 257 is the entire floor flange portion 140 including the end portion 140A of the floor flange portion 140 on the inclined flange portion 190 side and the floor flange main body portion 140B. Has a shape to be bent and molded.
- the second die 310 includes a slope 312 that abuts on the other surface of the convex flange portion 51.
- the second punch 330 is provided on one surface side of the convex flange portion 51, and by sandwiching the convex flange portion 51 with the second die 310, the inclined flange portion 190 is bent and formed from the convex flange portion 51. It has a second punch slope portion 335.
- the blank 1 comes into contact with the first punch convex forming portion 253 provided on the first punch 250, so that the convex convex shape formed on the inclined flange portion 190 is formed.
- the side vertical flange portion 170 is on the side opposite to the inclined flange portion 190 from the end portion 170A on the inclined flange portion 190 side.
- the intermediate molded product 50 is formed from the blank 1 by performing a process including molding on the blank 1.
- the side vertical flange portion 170 when the blank 1 comes into contact with the first punch 250, the side vertical flange portion 170 includes the end portion 170A on the inclined flange portion 190 side and the side vertical flange main body portion 170B. This includes bending and molding the flange portion 170, the end portion 140A of the floor flange portion 140 on the inclined flange portion 190 side, and the floor flange portion 140 including the floor flange main body portion 140B into the blank 1.
- the second press molding includes bending the convex flange portion 51 into the inclined flange portion 190 with the second die 310 and the second punch 330 with respect to the intermediate molded product 50.
- the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170 are continuous by the inclined flange portion 190. Further, the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170 extend from the bag-shaped portion 101 and are continuous. As a result, the rigidity of the press-molded product 100 is improved, the resistance to twisting and crushing is increased, and the load transmission capacity is also improved.
- the convex flange portion 51 is formed and then the inclined flange portion 190 is formed at the portion where the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170 are continuous. Therefore, it is possible to eliminate the bias of the wall thickness. That is, once the convex flange portion 51 is formed, the convex flange portion 51 is flattened to prevent wrinkles from concentrating on the end portion of the inclined flange portion 190 due to the material flow during pressing, and the inclined flange portion 51 is formed. Can disperse 190 wrinkles. As a result, even when drawing molding is applied to the press-molded product 100 having the bag-shaped portion 101, the concentration of wrinkles generated between the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170 can be suppressed.
- the bag-shaped portion 101 including the peripheral wall portion 120 of the press-molded product 100 is formed by drawing molding. Further, by bending molding, a convex flange portion 51 and a vertical flange portion 160 including a side vertical flange portion 170 are formed. In this way, a press-molded product 100 having a bag-shaped portion 101 and having a floor flange portion 140 and a side vertical flange portion 170 continuous, which could not be realized only by bending molding, is molded by a combination of draw molding and bending molding. Will be realized.
- the convex flange portion 51 has a stepped shape in a side view. Since the convex flange portion 51 has a stepped shape, a sufficient line length in the side view of the convex flange portion 51 is sufficiently secured, and wrinkles during the second press molding are effectively dispersed.
- the first embodiment of the present disclosure has been described above.
- FIG. 18 is a side view of the intermediate molded product 50 according to one modification.
- the convex flange portion 51 has an arc shape in a side view (Y direction view in FIG. 18).
- the convex flange portion 51 can be easily formed in the first press molding, and the effect of suppressing the concentration of wrinkles can be ensured.
- FIG. 19 is a side view of the intermediate molded product 50 according to another modified example.
- the convex flange portion 51 has a plurality of stepped shapes in a side view.
- the line length of the convex flange portion 51 in the side view is secured longer, and wrinkles are more effectively dispersed.
- by adjusting the number of step shapes it becomes easy to cope with a change in the distance between the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170.
- the configuration other than the shape of the convex flange portion 51 is common to the above-described embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
- FIG. 20 is a perspective view of the press-molded product 100A according to one modification.
- the central vertical wall portion 121A is formed in the peripheral wall portion 120 in an arc shape in a plan view (Z direction view shown in FIG. 20).
- the bag-shaped portion 101 can be easily molded.
- FIG. 21 is a perspective view of the press-molded product 100B according to another modified example.
- the press-molded product 100B of this modified example has a shape in which a part of the vertical flange portion is cut off.
- the press-molded product 100B does not have the ridgeline vertical flange portion 181 and the vertical flange corner portion 185, and is discontinuous at the relevant portions. This facilitates the molding of the central vertical flange portion 180 and the side vertical flange portion 170.
- FIG. 22 is a perspective view of the press-molded product 100C according to another modified example.
- the inclined flange portion 190 and the vertical flange portion 160 including the side vertical flange portion 170 are integrally formed.
- the load transmission capacity of the press-formed product 100 when the vertical flange portion 160 is fully fastened to another member (not shown) is further improved.
- the wrinkles in the inclined flange portion 190 can be dispersed, and the concentration of wrinkles is further suppressed.
- the configurations other than the shapes of the press-molded products 100A, 100B, and 100C are common to the above-described embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
- a simulation calculation was performed assuming the manufacturing method according to the first embodiment, and the wrinkle generation was used as a guideline based on the plate thickness reduction rate (plate reduction rate) in the model shape of the calculation result.
- the simulation conditions were press molding using a steel plate having a tensile strength of 440 MPa and a plate thickness of about 2.3 mm.
- FIG. 23 is a diagram showing a simulation result of Comparative Example 1.
- Comparative Example 1 is a result of forming an inclined wall on a continuous flange in one step in press molding. Specifically, this is a case where the flat blank 1 is press-molded using a mold corresponding to the second mold 300 according to the first embodiment. As shown in FIG. 23, in the press-molded product 600 according to Comparative Example 1, deformation such as entanglement of a plate material occurred at the end of the inclined flange portion 690.
- FIG. 24 is a diagram showing the simulation results of Comparative Example 2.
- Comparative Example 2 is a result of forming a sloping wall instead of a convex shape in the first step and further forming a sloping wall on the continuous flange in the second step, although the press molding is performed in two steps in the press molding. ..
- a mold corresponding to the first mold 200 according to the first embodiment, in which only the convex flange forming portion of the first punch 250 is a slope instead of a step is used, and further, a second mold is used.
- This is the case of press molding with a die corresponding to 300.
- FIG. 24 in the press-molded product 700 according to Comparative Example 2, there is a portion in the inclined flange portion 790 where the plate thickness is greatly increased although the deformation is not caused as in Comparative Example 1. Large wrinkles occurred.
- FIG. 25 is a diagram showing the simulation results of the examples. As shown in FIG. 25, in the press-molded product 100 according to the example, in the inclined flange portion 190, no portion where the plate thickness reduction rate was significantly changed was observed, and wrinkles were dispersed. That is, according to this example, it was shown that the concentration of wrinkles was suppressed.
- the structure of the intermediate molded product is different from that in the first embodiment. That is, as shown in FIG. 26A, the intermediate molded product 50 has a shape including a portion 57 corresponding to the bag-shaped portion 101 of the press molded product 100 and a convex flange portion 51.
- the convex flange portion 51 is continuous with a portion 58 which becomes a side vertical flange portion 170, a portion 59 which becomes a floor flange portion 140, and a first spare ridge line 53 and a second spare ridge line 55 which will be described later.
- the convex flange portion 51 is continuous with the portion that becomes the side floor flange portion 143 via the second preliminary ridge line 55.
- the convex flange portion 51 is formed as an inclined flange portion 190 of the press-molded product 100, as will be described later.
- the intermediate molded product 50 has a first preliminary ridge line 53 between the convex flange portion 51 and the portion 58 that becomes the side vertical flange portion 170.
- the first preliminary ridge line 53 is an R-shaped portion having a predetermined radius of curvature that connects the convex flange portion 51 and the side vertical flange portion 170.
- the intermediate molded product 50 has a second preliminary ridge line 55 between the convex flange portion 51 and the portion 59 that becomes the floor flange portion 140.
- the second preliminary ridge line 55 is formed between the convex flange portion 51 and the portion that becomes the side floor flange portion 143.
- the second preliminary ridge line 55 is an R-shaped portion having a predetermined radius of curvature that connects the convex flange portion 51 and the floor flange portion 140.
- the portion 51A corresponding to the upper flange ridgeline portion 194 of the press-molded product 100 has a flat shape.
- the portion 51B corresponding to the lower flange ridge line portion 192 of the press-molded product 100 has a flat shape.
- the stepped flat portion of the convex flange portion 51 is not preprocessed.
- the portion 51A corresponding to the upper flange ridgeline portion 194 or the portion 51B corresponding to the lower flange ridgeline portion 192 has a flat shape. Since the pre-processing is not performed, the moldability of the upper flange ridge line portion 194 and the lower flange ridge line portion 192 is improved when the intermediate molded product 50 is molded as the press-molded product 100.
- the intermediate molded product 50 is further press-molded to flatten the convex flange portion 51. Further, the first preliminary ridge line 53 or the second preliminary ridge line 55 is bent and formed as a part of the side vertical flange portion 170 or a part of the side floor flange portion and 143. As a result, the press-molded product 100 having the inclined flange portion 190 is molded.
- the basic configuration of the mold shown in FIGS. 27 and 28 is the same as that in the first embodiment.
- the configuration of the first mold 200 is different from that of the first embodiment in that the above-mentioned intermediate molded product 50 can be manufactured.
- the configuration of the second mold 300 is different from that of the first embodiment in that the press-molded product 100 can be manufactured from the above-mentioned intermediate molded product 50.
- An intermediate molded product 50 having a convex flange portion 51 is formed between the portion 59 to be the flange portion 140.
- the press-molded product 100 having the inclined flange portion 190 is formed by flattening the convex flange portion 51.
- the second die slope portion 315 of the second die presses the convex flange portion 51 of the intermediate molded product 50 from the upper surface to form the inclined flange portion 190 on the press molded product 100. Further, in the second die slope portion 315 of the second mold, the first spare ridge line 53 and the second spare ridge line 55 are bent to form a part of the side floor flange portion 143 and a part of the side vertical flange portion 170. To do.
- the second die slope portion 315 is an inclined wall provided on both sides of the second die peripheral wall holding portion 313 in the Y direction and erected from the second die flat surface portion 311.
- the second die vertical flange forming portion 317 is a wall surface erected from the second die slope portion 315, and is a vertical flange including the side vertical flange portion 170 of the press-molded product 100 with the second cam 370 described later.
- the portion 160 is formed.
- the second punch 330 of the second mold abuts on one surface of the intermediate molded product 50 from the Z direction in FIG. For example, when the second mold 300 moves relative to the vertical direction, the second punch 330 comes into contact with the lower surface of the intermediate molded product 50.
- the second punch 330 is provided on one surface side of the convex flange portion 51 of the intermediate molded product 50, and the inclined flange portion 190 is bent and molded by sandwiching the convex flange portion 51 with the second die 310. .. Further, the second punch 330 forms the inclined flange portion 190 and bends the first preliminary ridge line 53 and the second preliminary ridge line 55 with the second die 310 to form a part and the side of the side vertical flange portion 170. A part of the floor flange portion 143 is formed.
- the basic steps of the manufacturing method are the same as those in the first embodiment (see FIGS. 2 and 3).
- the first press molding is different from the first embodiment in that the above-mentioned intermediate molded product 50 can be manufactured.
- the second press molding is different from the first embodiment in that the press molded product 100 can be manufactured from the above-mentioned intermediate molded product 50.
- the blank 1 is sandwiched between the first holder 210 and the first die 230.
- the blank 1 is a substantially circular plate material in a plan view (Z direction view in FIG. 4A), and the longest length in the X direction is about 170 mm in the Y direction. The longest length is about 200 mm.
- the first holder 210 and the first die 230 sandwich a portion of the blank 1 corresponding to the floor flange portion 140 of the press-molded product 100.
- the outer peripheral edge portion of the blank 1 is sandwiched between the holder flat surface portion 211 and the first die flat surface portion 231.
- the blank 1 sandwiched between the first holder 210 and the first die 230 is moved relative to the first punch 250 to form the first punch 250 and the blank 1. Abut. Specifically, the substantially central portion of the blank 1 and the upper wall surface of the first punch peripheral wall forming portion 251 come into contact with each other. Further, as shown in FIG. 30A, the X-direction end portion 1A of the blank 1 comes into contact with the first punch vertical flange forming portion 255 and is deformed.
- the first pad 270 comes into contact with the blank 1 prior to the draw forming.
- a part of the side top plate ridge line portion 133 which is the ridge line portion between the peripheral wall portion 120 and the top plate portion 110 on the end side where the peripheral wall portion 120 is not formed, is formed in the press-molded product 100. Ridge. Further, a continuous portion between the central vertical flange portion 180 and the side vertical flange portion 170 of the press-molded product 100 is formed.
- the blank 1 is sandwiched between the first pad ridge line forming portion 273 and the first punch peripheral wall forming portion 251 to form a part of the side top plate ridge line portion 133. It is formed. Further, the first pad vertical flange forming portion 275 comes into contact with the X-direction end portion 1A of the blank 1. As a result, as shown in FIG. 30B, the blank 1 is sandwiched between the first pad vertical flange forming portion 275 and the first punch vertical flange forming portion 255, and the blank 1 is partially bent and formed. The formation of the central vertical flange portion 180 and its peripheral portion is started.
- the molding of the side top plate ridge line portion 133 and the central vertical flange portion 180 by the first pad 270 is the same as in the first embodiment (see FIGS. 6A to 6D).
- the blank 1 sandwiched between the first holder 210 and the first die 230 is further moved relative to the first punch 250, and the peripheral wall portion 120 is drawn by drawing. It begins to form.
- the substantially central portion of the blank 1 is drawn while being sandwiched between the first die peripheral wall forming portion 233 and the first punch peripheral wall forming portion 251.
- the top plate ridge line portion 130 is drawn and molded. Since the top plate ridge line portion 130 is formed by drawing forming, the occurrence of wrinkles at a portion adjacent to the top plate ridge line portion 130 is suppressed.
- the plate thickness of the blank 1 is uniformly reduced from the top plate ridge line portion 130 to the top plate portion 110 and the peripheral wall portion 120 with the drawing forming, and wrinkles are generated. It is suppressed.
- the first pad 270 moves relative to the first punch 250 together with the first holder 210 and the first die 230.
- the first pad ridge line forming portion 273 forms the side top plate ridge line portion 133 with the first punch 250.
- the X-direction end portion of the blank 1 is sandwiched between the first pad vertical flange forming portion 275 and the first punch vertical flange forming portion 255 and bent to form the central vertical flange ridge line portion 183. Will be done.
- the first pad top plate holding portion 271 holds a substantially central portion of the blank 1 from above. Finally, the first pad top plate holding portion 271 sandwiches substantially the center of the blank 1 with the upper wall surface of the first punch peripheral wall forming portion 251.
- the blank 1 sandwiched between the first holder 210 and the first die 230 is further moved relative to the first punch 250 to further move the peripheral wall.
- Part 120 is molded.
- the convex convex flange portion 51 is bent and formed. Specifically, by moving the blank 1 relative to the first punch 250, a part of the blank 1 is sandwiched between the first die convex forming portion 235 and the first punch convex forming portion 253.
- the convex flange portion 51 is formed by being deformed into a stepped shape.
- first preliminary ridge line 53 and the second preliminary ridge line 55 are formed together with the convex flange portion 51.
- the height of the stepped shape of the convex flange portion 51 is appropriately set to such an extent that the inclined flange portion 190 can be formed based on the plate thickness and tensile strength of the blank 1.
- FIG. 33 is an explanatory view schematically showing a state after the completion of the first press molding.
- the blank 1 is molded into an intermediate molded product 50 including a portion 57 corresponding to the bag-shaped portion 101 and a convex flange portion 51.
- the intermediate molded product 50 taken out from the first mold 200 is used for the second press molding.
- the angle formed by the portion corresponding to the vertical flange portion 160 including the top plate portion 110, the peripheral wall portion 120, the floor flange portion 140, or the side vertical flange portion 170 of the intermediate molded product 50 is a large obtuse angle. It may be formed so as to be. As a result, the concentration of strain during molding can be alleviated. In this case, in the second press molding or the third press molding, molding is performed so that the angle formed by each part of the press molded product 100 is a predetermined angle.
- the intermediate molded product 50 is placed in the second mold 300 in preparation for the second press molding. Specifically, the intermediate molded product 50 is placed at a predetermined position on the second punch 330.
- the inner peripheral surface of the portion corresponding to the peripheral wall portion 120 in the intermediate molded product 50 and the outer peripheral surface of the second punch peripheral wall holding portion 333 come into contact with each other. Further, the second pad top plate holding portion 351 comes into contact with the portion corresponding to the top plate portion 110 of the intermediate molded product 50. The intermediate molded product 50 is pushed down by the second pad top plate holding portion 351 and guided by the second punch peripheral wall holding portion 333 to move relative to the second punch 330.
- the portion corresponding to the floor flange portion 140 of the intermediate molded product 50 is the first. 2 Abuts on the punch flat surface portion 331. Further, the inner peripheral surface of the bag-shaped portion 101 of the intermediate molded product 50 comes into contact with the outer peripheral surface of the second punch peripheral wall holding portion 333. As a result, the intermediate molded product 50 is held in the second mold 300. At this time, the convex flange portion 51 of the intermediate molded product 50 is located on the upper side of the second punch slope portion 335.
- the convex flange portion 51 is separated from the second punch slope portion 335.
- the virtual line VL connecting the vertices of the first preliminary ridge line 53 and the second preliminary ridge line 55 of the convex flange portion 51 has an offset amount T of a predetermined distance between the first preliminary ridge line 53 and the second punch slope portion 335.
- the offset amount T is, for example, 1 mm or more and 5 mm or less.
- the offset amount T By setting the offset amount T to 1 mm or more, bending of the first preliminary ridge line 53 and the second preliminary ridge line 55, which will be described later, is realized. That is, wrinkles are dispersed around the inclined flange portion 190, and the effect of suppressing wrinkles in the inclined flange portion 190 is improved.
- the offset amount T when the offset amount T is 5 mm or less, the workability when forming the convex flange portion 51 on the inclined flange portion 190 is improved. In other words, when the offset amount T is larger than 5 mm, when the convex flange portion 51 is formed on the inclined flange portion 190, the crushing allowance may be large and processing may be difficult, but the offset amount T is less than a predetermined value. Because it is offset, it is easy to process.
- the second die 310 moves toward the intermediate molded product 50 along the Z direction.
- the second die flat surface portion 311 sandwiches a portion 59 that becomes the floor flange portion 140 of the intermediate molded product 50 with the second punch flat surface portion 331.
- the second die peripheral wall holding portion 313 sandwiches the portion 57 corresponding to the peripheral wall portion 120 of the intermediate molded product 50 with the second punch peripheral wall holding portion 333.
- the second die slope portion 315 presses the convex convex flange portion 51 with the second punch slope portion 335, and bends and forms the shape into a flat shape.
- the inclined flange portion 190 which is a continuous inclined wall between the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170, is formed.
- the first preliminary ridge line 53 of the convex flange portion 51 is bent by the second die 310 and the second punch 330 (arrows in FIG. 35C). reference).
- the first preliminary ridge line 53 is formed as a part of the side vertical flange portion 170.
- the first preliminary ridge line 53 is formed as one end of the side vertical flange portion 170 in the Z direction (the portion on the inclined flange portion 190 side).
- the second preliminary ridge line 55 of the convex flange portion 51 is bent by the second die 310 and the second punch 330 (see the arrow in FIG. 35C).
- the second preliminary ridge line 55 is formed as a part of the side floor flange portion 143.
- the second preliminary ridge line 55 is formed as one end portion (a portion on the inclined flange portion 190 side) of the side floor flange portion 143 in the X direction.
- the present inventors have found that the wall thickness is uneven (wrinkles are concentrated) at the edge). It is considered that this is because when the flat shape is directly formed, the compressive strain is concentrated on the end of the inclined wall due to the material flow during press molding, and more wrinkles are formed. Therefore, as a result of diligent studies, the present inventors have found that the convex flange portion 51 is once formed and the convex flange portion 51 is crushed to disperse the wrinkles and suppress the concentration of the wrinkles.
- the concentration of wrinkles on the inclined flange portion 190 of the press molded product 100 is suppressed.
- the concentration of wrinkles can be suppressed by pressing the convex flange portion 51 to form the inclined flange portion 190.
- the concentration of wrinkles can be further suppressed by processing a wider area than the area. It is considered that this is because in the dispersion of wrinkles by crushing the convex flange portion 51 as described above, the concentration of wrinkles in the inclined flange portion 190 is further suppressed by widening the dispersion range.
- FIG. 35D is a partially enlarged view schematically explaining the bending of the preliminary ridge line in the second press molding step as a reference example.
- FIG. 35E is a partially enlarged view schematically explaining the bending of the preliminary ridge line in the second press molding step according to the first embodiment.
- FIG. 35D it is assumed that only the region corresponding to the inclined flange portion 190 of the press-molded product 100 is the convex flange portion 51 of the intermediate molded product 50. In this case, the convex flange portion 51 is crushed and the wrinkles are dispersed in the inclined flange portion 190.
- the convex flange portion 51 is deformed, the material flow during the deformation stays at the inclined flange portion 190.
- a first preliminary ridge line 53 is provided between the portion 58 that becomes the side vertical flange portion 170 and the convex flange portion 51, and the portion 59 that becomes the floor flange portion 140 and the convex flange portion 51.
- a second preliminary ridge line 55 is provided between them.
- a region wider than the region to be the inclined flange portion 190 is processed.
- the portion 58 that becomes the side vertical flange portion 170 has a shorter line length in the side view (Y direction view) than the side vertical flange portion 170 of the press-molded product 100, and the first preliminary ridge line 53 is formed during press working. By being bent, it is formed as a side vertical flange portion 170.
- the portion 59 to be the floor flange portion 140 has a shorter line length in the side view (Y direction view) than the floor flange portion 140 of the press-molded product 100, and the second preliminary ridge line 55 is bent during press working. As a result, it is formed as a floor flange portion 140.
- the second cam 370 moves along the X direction to come into contact with the vertical flange portion of the intermediate molded product 50. That is, the second cam 370 sandwiches the portion corresponding to the vertical flange portion 160 of the intermediate molded product 50 with the second punch vertical flange forming portion 337.
- the first press molding and the second press molding in the method for manufacturing the press molded product 100 according to the second embodiment have been described above.
- the method for producing the press-molded product 100 according to the second embodiment may include various additional steps necessary for producing the press-molded product 100, in addition to the first press molding and the second press molding.
- the first punch 250 abuts on the region of one surface of the blank 1 to be the inclined flange portion 190, and bends and forms the convex flange portion 51 with respect to the blank 1 together with the first die 230.
- the 1-punch convex forming portion 253 comes into contact with the region serving as the side vertical flange portion 170 on one surface of the blank 1, and together with the first die 230, the inclined flange portion 190 side of the side vertical flange portion 170 with respect to the blank 1
- the first punch vertical flange forming portion 255 for bending and forming at least the side vertical flange main body 170B located on the side opposite to the inclined flange portion 190 from the end portion 170A, and the floor flange portion 140 on one surface of the blank 1.
- the first punch vertical flange forming portion 255 is the first spare that connects the side vertical flange main body 170B, the side vertical flange main body 170B, and the convex flange 51 of the side vertical flange 170. It has a shape in which the ridge line 53 is bent and molded into the blank 1. Further, the first punch floor flange forming portion 257 is formed by bending the second spare ridge line 55 connecting the floor flange main body portion 140B, the floor flange main body portion 140B and the convex flange portion 51 of the floor flange portion 140 into the blank 1. Has a shape.
- the second die 310 includes a slope 312 that abuts on the other surface of the convex flange portion 51.
- the second punch 330 is provided on one surface side of the convex flange portion 51, and by sandwiching the convex flange portion 51 with the second die 310, the inclined flange portion 190 is bent and formed from the convex flange portion 51. It has a second punch slope portion 335. Further, the second punch 330 is formed by bending the first preliminary ridge line 53 into a part of the side vertical flange portion 170 with the second die 310, and the second preliminary with the second die 310.
- the second punch 330 may have both a first bending forming portion 341 and a second bending forming portion 342.
- the blank 1 comes into contact with the first punch convex forming portion 253 provided on the first punch 250, so that the convex convex shape formed on the inclined flange portion 190 is formed.
- the side vertical flange portion 170 is on the side opposite to the inclined flange portion 190 from the end portion 170A on the inclined flange portion 190 side.
- the intermediate molded product 50 is formed from the blank 1 by performing a process including molding on the blank 1.
- the blank 1 comes into contact with the first punch 250 to connect the side vertical flange main body 170B, the side vertical flange main body 170B, and the convex flange 51 of the side vertical flange 170.
- the preliminary ridge line 53, the floor flange main body portion 140B of the floor flange portion 140, and the second spare ridge line 55 connecting the floor flange main body portion 140B and the convex flange portion 51 are bent and formed into the blank 1.
- the intermediate molded product 50 is bent by the second die 310 and the second punch 330 so that the first preliminary ridge line 53 is a part of the side vertical flange portion 170. It includes performing at least one of molding and bending molding in which the second preliminary ridge line 55 is a part of the floor flange portion 140.
- the second press molding is performed by bending the intermediate molded product 50 with the second die 310 and the second punch 330 so that the first preliminary ridge 53 is a part of the side vertical flange portion 170, and the second preliminary ridge 55. You may perform both bending molding which makes a part of the floor flange portion 140.
- the second press molding includes bending the convex flange portion 51 into the inclined flange portion 190 with the second die 310 and the second punch 330 with respect to the intermediate molded product 50.
- the press-formed product 100 has an upper flange ridge line portion 194 formed between the inclined flange portion 190 and the side vertical flange portion 170, and a lower flange formed between the inclined flange portion 190 and the floor flange portion 140.
- the ridge line portion 192 is included, in the first press molding, at least one of the portion of the convex flange portion 51 that becomes the upper flange ridge line portion 194 or the lower flange ridge line portion 192 may have a flat shape.
- the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170 are continuous by the inclined flange portion 190. Further, the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170 extend from the bag-shaped portion 101 and are continuous. As a result, the rigidity of the press-molded product 100 is improved, the resistance to twisting and crushing is increased, and the load transmission capacity is also improved.
- the intermediate molded product 50 in which the convex flange portion 51 is formed at the portion where the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170 are continuous in the press molded product 100 is used. Since the inclined flange portion 190 is formed, it is possible to eliminate the unevenness of the wall thickness. That is, by flattening the convex shape of the intermediate molded product 50 once formed into a convex shape, it is possible to prevent wrinkles from concentrating on the inclined flange portion 190 due to the material flow during pressing, and the inclined flange portion 190. Can disperse wrinkles. As a result, even when drawing molding is applied to the press-molded product 100 having the bag-shaped portion 101, the concentration of wrinkles generated between the floor flange portion 140 and the side vertical flange portion 170 can be suppressed.
- first spare ridge line 53 and the second spare ridge line 55 of the intermediate molded product 50 are bent and formed as a part of the side vertical flange portion 170 and a part of the side floor flange portion 143, respectively.
- the range in which the wrinkles are dispersed is widened from the inclined flange portion 190, and the wrinkles generated in the inclined flange portion 190 are further suppressed.
- the line length of the inclined flange portion 190 can be shortened, and the load transmission capacity of the press-molded product 100 is further improved.
- the offset amount T (FIG. (See 34C.) Can be set relatively large, and the region between the first preliminary ridge line 53 and the second preliminary ridge line 55 of the convex flange portion 51 can be set wider than the region of the inclined flange portion 190. .. Therefore, the wrinkles generated by the molding of the inclined flange portion 190 can be dispersed in a wide area, and the wrinkle dispersion effect becomes remarkable. Therefore, the smaller the length L of the inclined flange portion 190 with respect to the height H, the more superior the method for manufacturing the press-molded product according to the second embodiment to the method for manufacturing the press-molded product according to the first embodiment. improves.
- the bag-shaped portion 101 including the peripheral wall portion 120 of the press-molded product 100 is formed by drawing molding. Further, by bending molding, a convex flange portion 51 and a vertical flange portion 160 including a side vertical flange portion 170 are formed. In this way, a press-molded product 100 having a bag-shaped portion 101 and having a floor flange portion 140 and a side vertical flange portion 170 continuous, which could not be realized only by bending molding, is molded by a combination of draw molding and bending molding. Will be realized.
- the convex flange portion 51 has a stepped shape in a side view. Since the convex flange portion 51 has a stepped shape, a sufficient line length in the side view of the convex flange portion 51 is sufficiently secured, and wrinkles during the second press molding are effectively dispersed.
- the intermediate molded product 50 is provided with both the first spare ridge line 53 and the second spare ridge line 55, and the first spare ridge line 53 and the second spare ridge line 55 are provided with the side vertical flange portion 170 and the side vertical flange portions 55, respectively.
- the present invention is not limited thereto.
- the intermediate molded product 50 is provided with either the first spare ridge 53 or the second spare ridge 55, and either the first spare ridge 53 or the second spare ridge 55 is provided with the side vertical flange portion 170 and the second spare ridge 55, respectively. It may be formed as a side floor flange portion 143.
- the embodiment of the present invention has been described above.
- a simulation calculation was performed assuming the manufacturing method according to the second embodiment, and the wrinkle generation was used as a guideline based on the plate thickness reduction rate (plate reduction rate) in the model shape of the calculation result.
- the simulation conditions were press molding using a steel plate having a tensile strength of 440 MPa and a plate thickness of about 2.3 mm.
- FIG. 38 is a diagram showing the simulation results of the examples. As shown in FIG. 38, no portion where the plate thickness reduction rate was significantly changed was observed, and wrinkles were dispersed. That is, according to this example, it was shown that the concentration of wrinkles was suppressed. Further, it was shown that the region where the plate thickness reduction rate was equal to or less than the predetermined value was wider than that of the reference example, and the concentration of wrinkles was further suppressed.
- each adjacent portion is not limited to the orthogonal direction, and is appropriately set according to the strength and rigidity required for the press-molded product 100.
- the top plate portion 110, the peripheral wall portion 120, the floor flange portion 140, and the like have a planar shape
- the present disclosure is not limited to such an example.
- the portion may have a partial unevenness or a curved surface, or may have a partial opening.
- the press-molded product 100 has a ridge line portion and a corner portion
- the present disclosure is not limited to such an example.
- the top plate ridge line portion 130 may not be formed between the top plate portion 110 and the peripheral wall portion 120, and the top plate portion 110 and the peripheral wall portion 120 may be directly connected to each other.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
プレス成形品の製造方法は、第1プレス成形及び第2プレス成形を備える。第1プレス成形は、金属板に周壁部を絞り成形すること、凸フランジ部を金属板に曲げ成形すること、側縦フランジ部のうち側縦フランジ本体部と、床フランジ部のうち床フランジ本体部とを少なくとも金属板に曲げ成形することを含む加工を金属板に施すことにより、金属板から中間成形品を形成する。第2プレス成形は、中間成形品に対し、凸フランジ部を傾斜フランジ部に曲げ成形することを含む。
Description
本開示は、プレス成形品の製造方法、プレス成形品、およびプレス成形装置に関する。
複数の部材から構成される構造において、複数の部材間を連結するため、所定形状の構造部材が用いられる。かかる構造部材は、部材間で荷重を伝達することが求められる。そのため、構造部材の縦壁から立設し、他の部材と面接触して取り付けられるフランジが設けられる場合がある。
上記構造部材の例として、いわゆる鞍型形状の部材が挙げられる。かかる鞍型形状の部材では、縦壁から立設した床フランジ部と縦フランジ部とが、他の部材と面接触している。特に、鞍型形状の部材では、荷重伝達能力を向上するため、床フランジ部と縦フランジ部とが連続した連続フランジを有する場合がある。例えば、特許文献1(国際公開WO2013/154114号)、特許文献2(特許第5958644号公報)、特許文献3(特許第5569661号公報)、及び特許文献4(特許第6265315号公報)には、自動車の車体下部構造において、サイドシルとフロアパネルを連結する鞍型形状のフロアクロスメンバが、連続フランジを有することが記載されている。
一方、部材間を連結するための構造部材のその他の例として、天板の三方に縦壁が形成された、いわゆる袋状部分を有する構造部材がある。図39Aに示すように、袋状部分を有する構造部材10では、天板部11の三方の周縁部から周壁部13が形成されている。周壁部13の鉛直方向(図39Aに示すZ方向)の下端から、床フランジ部15が延在されている。また、周壁部13の周方向の端部から、側縦フランジ部17が延在されている。
図39Bに示すように、構造部材10の床フランジ部15は、一の部材20の天板21と面接触して取り付けられる。また、側縦フランジ部17は、他の部材30の縦壁31と面接触して取り付けられる。この結果、構造部材10によって、一の部材20と他の部材30とが連結され、荷重が伝達される。
ここで、図39Aに示すように、従来の袋状部分を有する構造部材10では、床フランジ部15と、側縦フランジ部17との間は、連続しておらず、切り欠き19が形成されていた。この理由として、従来、袋状部分を有する構造部材を成形する際、絞り成形を用いて連続フランジを成形しようとすると、床フランジ部15と側縦フランジ部17の間の部位に、しわが集中して発生し、外観不良等の問題を生じるおそれがあったことが挙げられる。一方、切り欠き19を有する構造部材10は、しわの問題は生じないものの、荷重伝達能力および剛性の向上には、改善の余地を残していた。
そのため、袋状部分を有する構造部材において、荷重伝達能力および剛性を向上するため、鞍型形状の構造部材のように連続フランジを実現することが求められている。ここで、上述した、絞り成形に伴って生じる連続フランジでのしわの問題を回避するため、例えば、上記特許文献4に記載のように、曲げプレス成形を用いて、縦壁部とフランジ部を成形することも考えられる。
しかしながら、上記特許文献4に記載の技術では、床フランジ部に相当する部分を予め成形しておき、縦壁部を天板部から曲げ成形している(特許文献4、図28参照)。そのため、袋状部分を絞りプレス成形する際に必要なブランク縁部の挟持ができず、当該技術では、袋状部分を有する、連続フランジのプレス成形品を実現できないといった問題があった。
そこで、本開示は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的とするところは、いわゆる袋状部分を有するプレス成形品において、床フランジ部と側縦フランジ部との間の部位に生じるしわの集中を抑制することが可能な新規かつ優れたプレス成形品の製造方法、プレス成形品、およびプレス成形装置を提供することである。
上記課題を解決するために、本開示のある観点によれば、天板部と、天板部の三方の周縁部に沿って形成され、天板部の延在方向と交差する方向に、当該周縁部から延在された、周壁部と、周壁部の延在方向と交差する方向に、周壁部の天板部と連続した端部と反対側の端部から外方へ延在された床フランジ部と、周壁部の周方向の端部から外方へ延在された側縦フランジ部と、側縦フランジ部と床フランジ部との間に連続する傾斜壁である傾斜フランジ部と、を含む、プレス成形品を、第1プレス成形と第2プレス成形とを含んで製造する方法であって、第1プレス成形は、第1ホルダと第1ダイとで金属板の床フランジ部になる箇所を挟持した状態で、第1ホルダと第1ダイとで挟持された金属板を、第1パンチに対して相対移動させて、金属板に周壁部を絞り成形すること、第1パンチに設けられた第1パンチ凸形成部に金属板が当接することで、傾斜フランジ部に成形される凸形状の凸フランジ部を金属板に曲げ成形すること、第1パンチに金属板が当接することで、側縦フランジ部のうち傾斜フランジ部側の端部よりも傾斜フランジ部と反対側に位置する側縦フランジ本体部と、床フランジ部のうち傾斜フランジ部側の端部よりも傾斜フランジ部と反対側に位置する床フランジ本体部とを少なくとも金属板に曲げ成形すること、を含む加工を金属板に施すことにより、金属板から中間成形品を形成し、第2プレス成形は、中間成形品に対し、第2ダイと第2パンチとで凸フランジ部を傾斜フランジ部に曲げ成形することを含む、プレス成形品の製造方法が提供される。
上記プレス成形品の製造方法において、プレス成形品は、天板部の延在方向と交差する方向であって周壁部の延在された方向と反対の方向に、天板部における周壁部の形成されていない端部から延在されて、側縦フランジ部と連続した中央縦フランジ部をさらに含み、第1プレス成形において、絞り成形がされる前に、第1パッドと第1パンチとで金属板に、周壁部の形成されていない端部側の天板部と周壁部との間の稜線部と、中央縦フランジ部と側縦フランジ部との間の連続した部位と、を成形してもよい。
上記プレス成形品の製造方法において、第1プレス成形は、第1プレス成形した後の側面視で少なくとも一つの段差形状を有する凸フランジ部を金属板に曲げ成形することを含んでいてもよい。
上記プレス成形品の製造方法において、第1プレス成形は、第1パンチに金属板が当接することで、側縦フランジ部と、床フランジ部とを金属板に曲げ成形することを含んでいてもよい。
上記プレス成形品の製造方法において、第1プレス成形は、第1パンチに金属板が当接することで、側縦フランジ部のうち側縦フランジ本体部と、側縦フランジ本体部と凸フランジ部とを繋ぐ第1予備稜線と、床フランジ部のうち床フランジ本体部と、床フランジ本体部と凸フランジ部とを繋ぐ第2予備稜線とを金属板に曲げ成形することを含み、第2プレス成形は、中間成形品に対し、第2ダイと第2パンチとで、第1予備稜線を側縦フランジ部の一部とする曲げ成形、及び第2予備稜線を床フランジ部の一部とする曲げ成形の少なくともいずれか一方を行うことを含んでいてもよい。
上記プレス成形品の製造方法において、第2プレス成形は、第2ダイと第2パンチとで、第1予備稜線を側縦フランジ部の一部に曲げ成形し、第2予備稜線を床フランジ部の一部に曲げ成形することを含んでいてもよい。
上記プレス成形品の製造方法において、プレス成形品は、傾斜フランジ部と側縦フランジ部との間に形成された上フランジ稜線部と、傾斜フランジ部と床フランジ部との間に形成された下フランジ稜線部とを含み、第1プレス成形は、凸フランジ部において、上フランジ稜線部になる箇所又は下フランジ稜線部になる箇所の少なくとも一方を、平坦形状にしてもよい。
また、上記課題を解決するために、本開示の他の観点によれば、天板部と、天板部の三方の周縁部に沿って形成され、天板部の延在方向と交差する方向に、当該周縁部から延在された、周壁部と、周壁部の延在方向と交差する方向に、周壁部の天板部と連続した端部と反対側の端部から外方へ延在された床フランジ部と、周壁部の周方向の端部から外方へ延在された側縦フランジ部と、側縦フランジ部と床フランジ部との間に連続する傾斜壁である傾斜フランジ部と、を含む、プレス成形品が提供される。
上記プレス成形品において、床フランジ部、側縦フランジ部、及び傾斜フランジ部を含み、プレス成形品の周囲に形成されたフランジが、プレス成形品の全周に亘って連続していてもよい。
上記プレス成形品において、傾斜フランジ部は、側面視したときの線長が、天板部と床フランジ部との間の距離の10%以上70%以下とされていてもよい。
また、上記課題を解決するために、本開示の他の観点によれば、天板部と、天板部の三方の周縁部に沿って形成され、天板部の延在方向と交差する方向に、当該周縁部から延在された、周壁部と、周壁部の延在方向と交差する方向に、周壁部の天板部と連続した端部と反対側の端部から外方へ延在された床フランジ部と、周壁部の周方向の端部から外方へ延在された側縦フランジ部と、側縦フランジ部と床フランジ部との間に連続する傾斜壁である傾斜フランジ部と、を含む、プレス成形品を得るためのプレス成形装置であって、金属板の一の面の床フランジ部となる領域に当接する部分を有する第1ホルダと、金属板の他の面の床フランジ部となる領域に当接する部分と、第1ホルダとの間で金属板を挟持する部分と、金属板の周壁部となる領域に当接する部分とを有する第1ダイと、第1パンチと、を含み、第1パンチは、金属板の一の面の周壁部となる領域に当接して、第1ダイとともに金属板に対して周壁部を絞り成形する第1パンチ周壁形成部と、金属板の一の面の傾斜フランジ部となる領域に当接して、第1ダイとともに金属板に対して凸フランジ部を曲げ成形する第1パンチ凸形成部と、金属板の一の面の側縦フランジ部となる領域に当接して、第1ダイとともに金属板に対して側縦フランジ部のうち傾斜フランジ部側の端部よりも傾斜フランジ部と反対側に位置する側縦フランジ本体部を少なくとも曲げ成形する第1パンチ縦フランジ形成部と、金属板の一の面の床フランジ部となる領域に当接して、第1ダイとともに金属板に対して床フランジ部のうち傾斜フランジ部側の端部よりも傾斜フランジ部と反対側に位置する床フランジ本体部を少なくとも曲げ成形する第1パンチ床フランジ形成部とを有し、プレス成形装置は、凸フランジ部の他の面に当接する斜面を含む第2ダイと、第2パンチと、をさらに含み、第2パンチは、凸フランジ部の一の面側に設けられ、第2ダイとの間で凸フランジ部を挟持することにより、凸フランジ部から傾斜フランジ部を曲げ成形する第2パンチ斜面部を有する、プレス成形装置が提供される。
上記プレス成形装置において、第1パンチ縦フランジ形成部は、側縦フランジ部を曲げ成形する形状を有し、第1パンチ床フランジ形成部は、床フランジ部を曲げ成形する形状を有していてもよい。
上記プレス成形装置において、第1パンチ縦フランジ形成部は、側縦フランジ部のうち側縦フランジ本体部と、側縦フランジ本体部と凸フランジ部とを繋ぐ第1予備稜線を金属板に曲げ成形する形状を有し、第1パンチ床フランジ形成部は、床フランジ部のうち床フランジ本体部と、床フランジ本体部と凸フランジ部とを繋ぐ第2予備稜線を金属板に曲げ成形する形状を有し、第2パンチは、第2ダイとで第1予備稜線を側縦フランジ部の一部に曲げ成形する第1曲げ成形部、及び、第2ダイとで第2予備稜線を床フランジ部の一部に曲げ成形する第2曲げ成形部の少なくともいずれか一方を有していてもよい。
以上、説明したように本開示によれば、いわゆる袋状部分を有するプレス成形品において、床フランジ部と側縦フランジ部との間の部位に生じる、しわの集中を抑制することが可能な新規かつ優れたプレス成形品の製造方法、プレス成形品、およびプレス成形装置が提供される。
[第一実施形態]
はじめに、本開示の好適な第一実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
はじめに、本開示の好適な第一実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
<1.プレス成形品100の構成>
まず、図1Aを参照しながら、本開示の第一実施形態に係るプレス成形品100の概略構成について説明する。図1Aは、第一実施形態に係るプレス成形品100の斜視図である。図1Aに示すように、第一実施形態に係るプレス成形品100は、いわゆる袋状部分101を有する構造部材である。ここで、袋状部分101とは、天板の周縁に沿って形成され、少なくとも天板の三方が縦壁によって覆われた形状をいい、曲げ成形によって形成された一対の対向する縦壁のみを有するハット形状を含まない趣旨である。プレス成形品100は、部材間を連結することで、両部材間での荷重を伝達する。
まず、図1Aを参照しながら、本開示の第一実施形態に係るプレス成形品100の概略構成について説明する。図1Aは、第一実施形態に係るプレス成形品100の斜視図である。図1Aに示すように、第一実施形態に係るプレス成形品100は、いわゆる袋状部分101を有する構造部材である。ここで、袋状部分101とは、天板の周縁に沿って形成され、少なくとも天板の三方が縦壁によって覆われた形状をいい、曲げ成形によって形成された一対の対向する縦壁のみを有するハット形状を含まない趣旨である。プレス成形品100は、部材間を連結することで、両部材間での荷重を伝達する。
プレス成形品100は、金属板(図2において後述するブランク1に相当)をプレス成形することによって形成される。プレス成形に関する詳細は後述する。プレス成形品100は、鋼板から形成される。特に、プレス成形品100は、高張力鋼板から形成される。また、ブランク1の板厚は、0.8mm以上であればよく、プレス成形品100の強度、剛性によって適宜設定され得る。また、ブランク1の形状、および成形後のプレス成形品100の寸法(X、Y、Z方向の距離)は、プレス成形品100の強度、剛性によって適宜設定され得る。
図1Aに示すようにプレス成形品100は、天板部110と、周壁部120と、床フランジ部140と、側縦フランジ部170と、傾斜フランジ部190とを有している。プレス成形品100の袋状部分101は、主に天板部110と周壁部120とによって形成される。また、プレス成形品100は、使用状態において、床フランジ部140によって図示しない一の部材と面接触して、接合されるとともに、側縦フランジ部170を含む縦フランジ部160によって図示しない他の部材と面接触して、接合されている。
[天板部]
天板部110は、プレス成形品100において、図1Aに示すX-Y平面に沿って延在された平面状の部位である。天板部110は、平面視(図1AにおけるZ方向視)で、X方向に沿った長辺を有する略矩形状である。天板部110は、袋状部分101の一部を構成する。
天板部110は、プレス成形品100において、図1Aに示すX-Y平面に沿って延在された平面状の部位である。天板部110は、平面視(図1AにおけるZ方向視)で、X方向に沿った長辺を有する略矩形状である。天板部110は、袋状部分101の一部を構成する。
[周壁部]
周壁部120は、天板部110の三方の周縁部に沿って形成され、天板部110の延在方向と交差する方向に、当該周縁部から延在されている。周壁部120は、袋状部分101の一部を構成する。具体的には、図1Aに示すように、周壁部120は、天板部110のX方向の一端と天板部110のY方向の両端とを含む周縁部から屈曲されて、Z方向に延在されている。
周壁部120は、天板部110の三方の周縁部に沿って形成され、天板部110の延在方向と交差する方向に、当該周縁部から延在されている。周壁部120は、袋状部分101の一部を構成する。具体的には、図1Aに示すように、周壁部120は、天板部110のX方向の一端と天板部110のY方向の両端とを含む周縁部から屈曲されて、Z方向に延在されている。
周壁部120は、天板部110のX方向の一端と連続した中央縦壁部121と、天板部110のY方向の両端のそれぞれと連続する側縦壁部123とを有する。また、周壁部120は、中央縦壁部121と側縦壁部123とを連結する稜線縦壁部125とを有する。中央縦壁部121と側縦壁部123とが、稜線縦壁部125によって連結されていることで、プレス成形品100の剛性が向上し、ねじれや圧壊に対する抵抗力が増すとともに、荷重伝達能力が向上する。
天板部110と周壁部120との間には、所定の曲率半径を有する天板稜線部130が形成される。具体的には、天板部110と中央縦壁部121との間には、中央天板稜線部131が形成される。また、天板部110と側縦壁部123との間には、側天板稜線部133が形成される。天板稜線部130の曲率半径は、プレス成形時の加工性、プレス成形品100の強度、剛性によって適宜設定される。
中央天板稜線部131と側天板稜線部133の間には、天板コーナ部135が形成される。また、天板コーナ部135は、稜線縦壁部125と天板部110とを連結する。中央天板稜線部131と側天板稜線部133とが、天板コーナ部135によって、連結されることで、プレス成形品100の剛性が向上し、ねじれや圧壊に対する抵抗力が増すとともに、荷重伝達能力が向上する。
[床フランジ部]
床フランジ部140は、周壁部120の延在方向と交差する方向に、周壁部120の天板部110と連続した端部と反対側の端部から外方へ延在されている。具体的には、図1Aに示すように、床フランジ部140は、周壁部120のZ方向の端部であって、天板部110とは反対側の端部から、袋状部分101の形成する内部空間に対して外方へ、X-Y平面に沿って延在されている。床フランジ部140は、中央縦壁部121と連続した中央床フランジ部141と、側縦壁部123と連続した側床フランジ部143とを有する。また、床フランジ部140は、中央床フランジ部141と、側床フランジ部143とを連結する稜線床フランジ部145を有する。
床フランジ部140は、周壁部120の延在方向と交差する方向に、周壁部120の天板部110と連続した端部と反対側の端部から外方へ延在されている。具体的には、図1Aに示すように、床フランジ部140は、周壁部120のZ方向の端部であって、天板部110とは反対側の端部から、袋状部分101の形成する内部空間に対して外方へ、X-Y平面に沿って延在されている。床フランジ部140は、中央縦壁部121と連続した中央床フランジ部141と、側縦壁部123と連続した側床フランジ部143とを有する。また、床フランジ部140は、中央床フランジ部141と、側床フランジ部143とを連結する稜線床フランジ部145を有する。
中央床フランジ部141と、側床フランジ部143とが、稜線床フランジ部145によって、連結されることで、プレス成形品100の剛性が向上し、ねじれや圧壊に対する抵抗力が増すとともに、荷重伝達能力が向上する。
周壁部120と床フランジ部140との間には、床フランジ稜線部150が形成される。具体的には、中央縦壁部121と中央床フランジ部141との間には、中央床フランジ稜線部151が形成される。また、側縦壁部123と側床フランジ部143との間には、側床フランジ稜線部153が形成される。
中央床フランジ稜線部151と側床フランジ稜線部153との間には、床フランジコーナ部155が形成される。また、床フランジコーナ部155は、稜線縦壁部125と床フランジ部140の稜線床フランジ部145とを連結する。床フランジコーナ部155によって各部位が連結されていることで、プレス成形品100の剛性が向上し、ねじれや圧壊に対する抵抗力が増すとともに、荷重伝達能力が向上する。
[側縦フランジ部]
側縦フランジ部170は、周壁部120の周方向の端部から外方へ延在されている。具体的には、図1Aに示すように、側縦フランジ部170は、側縦壁部123における、中央縦壁部121が設けられた側と反対側の端部から、袋状部分101の形成する内部空間に対して外方へ、Y方向に沿って延在されている。側縦フランジ部170と、側縦壁部123との間には、側縦フランジ稜線部171が形成される。
側縦フランジ部170は、周壁部120の周方向の端部から外方へ延在されている。具体的には、図1Aに示すように、側縦フランジ部170は、側縦壁部123における、中央縦壁部121が設けられた側と反対側の端部から、袋状部分101の形成する内部空間に対して外方へ、Y方向に沿って延在されている。側縦フランジ部170と、側縦壁部123との間には、側縦フランジ稜線部171が形成される。
[傾斜フランジ部]
傾斜フランジ部190は、側縦フランジ部170と床フランジ部140との間に連続する傾斜壁である。具体的には、図1Aに示すように、傾斜フランジ部190は、床フランジ部140の側床フランジ部143と側縦フランジ部170との間において、Y方向視でX方向とZ方向に対して傾斜している。傾斜フランジ部190の延在方向と、図1Aに示すX方向との成す角度(傾斜角度)が小さいほど、側縦フランジ部170の面積が大きくなることから、プレス成形品100の荷重伝達能力や剛性が向上する。例えば、傾斜フランジ部190の傾斜角度は、約30~45度に設定される。
傾斜フランジ部190は、側縦フランジ部170と床フランジ部140との間に連続する傾斜壁である。具体的には、図1Aに示すように、傾斜フランジ部190は、床フランジ部140の側床フランジ部143と側縦フランジ部170との間において、Y方向視でX方向とZ方向に対して傾斜している。傾斜フランジ部190の延在方向と、図1Aに示すX方向との成す角度(傾斜角度)が小さいほど、側縦フランジ部170の面積が大きくなることから、プレス成形品100の荷重伝達能力や剛性が向上する。例えば、傾斜フランジ部190の傾斜角度は、約30~45度に設定される。
傾斜フランジ部190によって、床フランジ部140と側縦フランジ部170とが連続することで、プレス成形品100の荷重伝達能力および剛性が向上する。また、後述するように、傾斜フランジ部190は、床フランジ部140と側縦フランジ部170との間に凸形状の凸フランジ部51が形成された後、この凸フランジ部51が圧し潰されることにより形成される。このため、傾斜フランジ部190において、しわが分散して存在し、しわの集中が抑制される。
傾斜フランジ部190と側縦壁部123との間には、傾斜フランジ稜線部191が形成される。傾斜フランジ稜線部191によって、傾斜フランジ部190と、側縦壁部123とが連続し、傾斜フランジ部190が、袋状部分101と連続するので、プレス成形品100の荷重伝達能力および剛性が向上する。
また、傾斜フランジ部190と側床フランジ部143との間には、下フランジ稜線部192が形成される。さらに、下フランジ稜線部192、傾斜フランジ稜線部191、側床フランジ稜線部153、および側縦壁部123の間には、下フランジコーナ部193が形成される。
また、傾斜フランジ部190と側縦フランジ部170との間には、上フランジ稜線部194が形成される。さらに、上フランジ稜線部194、傾斜フランジ稜線部191、側縦フランジ稜線部171、および側縦壁部123の間には、上フランジコーナ部195が形成される。
下フランジ稜線部192および上フランジ稜線部194が設けられることにより、傾斜フランジ部190と、側床フランジ部143および側縦フランジ部170との間が、所定の曲率半径をもって連続する。この結果、プレス成形品100の荷重伝達能力が向上する。
さらに、下フランジコーナ部193と上フランジコーナ部195が設けられることにより、傾斜フランジ稜線部191が、側床フランジ稜線部153および側縦フランジ稜線部171と、連続する。このように、傾斜フランジ稜線部191を介して、傾斜フランジ部190が、他の部位と連続することで、プレス成形品100の荷重伝達能力および剛性が向上する。
また、傾斜フランジ部190は、図1Bに示すように、側面視したときの傾斜フランジ部190の線長Lが、プレス成形品100の高さH(天板部110と床フランジ部140との間の距離)に対して、10%以上70%以下となる様に設定されている。ここで、傾斜フランジ部190の線長Lは、プレス成形品100を側面視(図1Bに示すY方向視)した場合に、後述する上フランジ稜線部194と下フランジ稜線部192との間の傾斜フランジ部190に沿った距離である。
一例として、プレス成形品100の高さHが、50mm程度である場合、傾斜フランジ部190の線長Lは、5mm以上35mm以下程度の範囲とされている。
傾斜フランジ部190の線長Lが、プレス成形品100の高さHに対して、70%以下とされることで、プレス成形品100の荷重伝達能力が向上する。すなわち、傾斜フランジ部190の線長Lが短くなることで、側縦フランジ部170又は側床フランジ部143が、図示しない他の部材と接触する面積を増やすことができる。他の部材との接触面積が増えることで、プレス成形品100の剛性、荷重伝達能力が向上する。また、傾斜フランジ部190又は縦フランジ部160の単位面積当たりに負荷される荷重が低減され、プレス成形品100、およびプレス成形品100を介して連結されている2つの部材(図示省略)にかかるモーメントも抑制される。また、接触面積が増えることで、プレス成形品100が図示しない他の部材と溶接される場合には、溶接面積も増やすことができる。
また、傾斜フランジ部190の線長Lが長く、側縦フランジ部170又は側床フランジ部143が他の部材と接触する面積が十分確保できない場合と比較して、プレス成形品100に対するモーメントの発生も抑制される。具体的には、例えば、側縦フランジ部170の上部側(天板部110側)のみが、図示しない他の部材(例えば、サイドシル等)と接合されているとする。この場合、プレス成形品100には、サイドシルからの荷重の作用する箇所と支持箇所(接合部分)との間にずれが生じ、結果としてプレス成形品100にモーメントが生じ得る。そこで、上述の通り、線長Lの長さを所定の範囲内とすることで、かかるモーメントの発生を抑制し、プレス成形品100の変形をより効果的に抑制できる。
また、傾斜フランジ部190の線長Lが、プレス成形品100の高さHに対して、10%以上とされることで、荷重伝達能力を確保しながら、上フランジ稜線部194及び下フランジ稜線部192を大きくすることなく、傾斜フランジ部190の成形性を向上させることができる。また、プレス成形品100が傾斜フランジ部190を介して図示しない他の部材と溶接される場合には、溶接面積が確保される。
換言すれば、傾斜フランジ部190の線長Lが、プレス成形品100の高さHに対して、70%よりも大きい場合、プレス成形品100に要求される荷重伝達能力、剛性が満足されず、例えば、他部材を連結するプレス成形品100としての機能を奏することが困難となる。一方、傾斜フランジ部190の線長Lが、プレス成形品100の高さHに対して、10%よりも小さい場合、傾斜フランジ部190における平面部分の成形が困難となる。
[中央縦フランジ部]
プレス成形品100は、さらに中央縦フランジ部180を有してもよい。側縦フランジ部170と中央縦フランジ部180とを含んで縦フランジ部160が構成される。プレス成形品100は、縦フランジ部160によって、図示しない他の部材と面接触してもよい。
プレス成形品100は、さらに中央縦フランジ部180を有してもよい。側縦フランジ部170と中央縦フランジ部180とを含んで縦フランジ部160が構成される。プレス成形品100は、縦フランジ部160によって、図示しない他の部材と面接触してもよい。
中央縦フランジ部180は、天板部110の延在方向と交差する方向であって周壁部120の延在された方向と反対の方向に、天板部110における周壁部120の形成されていない端部から延在されて、側縦フランジ部170と連続している。具体的には、図1Aに示すように、天板部110の中央縦壁部121が設けられた側と反対側の端部から、Z方向に沿って延在されている。また、中央縦フランジ部180と、側縦フランジ部170との間には、稜線縦フランジ部181が形成される。
中央縦フランジ部180と天板部110との間には、中央縦フランジ稜線部183が形成される。中央縦フランジ稜線部183と側縦フランジ稜線部171との間には、縦フランジコーナ部185が形成される。また、縦フランジコーナ部185は、側天板稜線部133と稜線縦フランジ部181とを連結する。
中央縦フランジ部180と、側縦フランジ部170とが、稜線縦フランジ部181によって、連結されることで、プレス成形品100の剛性が向上し、ねじれや圧壊に対する抵抗力が増すとともに、荷重伝達能力が向上する。
さらに、中央縦フランジ部180と、側縦フランジ部170とが、稜線縦フランジ部181によって、連結されることにより、床フランジ部140、側縦フランジ部170、および中央縦フランジ部180が、連続的に形成される。この結果、プレス成形品100による一の部材と他の部材との間での荷重伝達能力が向上する。さらに、中央縦フランジ部180は、種々の稜線部、コーナ部を介して、天板部110を含む袋状部分101および側縦フランジ部170と連結されている。これにより、プレス成形品100の荷重伝達能力および剛性がより向上する。
以上説明したプレス成形品100において、床フランジ部140、側縦フランジ部170、中央縦フランジ部180及び傾斜フランジ部190を含み、プレス成形品100の周囲に形成されたフランジは、プレス成形品100の全周に亘って連続している。つまり、フランジを形成する床フランジ部140、側縦フランジ部170、中央縦フランジ部180及び傾斜フランジ部190は、プレス成形品100の全周に亘って連続している。したがって、プレス成形品100の剛性が向上する。
(中間成形品)
続いて、第一実施形態に係るプレス成形品100の成形に際して、予備的に成形される中間成形品について説明する。中間成形品(図9Bに示す中間成形品50に相当)は、プレス成形品100の袋状部分101に相当する形状と、凸フランジ部51と、を含む形状を有している。凸フランジ部51は、側床フランジ部143に相当する部位と、側縦フランジ部170に相当する部位との間に設けられている。詳細は後述するが、中間成形品50に対して、さらにプレス成形が行われ、凸フランジ部51が平坦化されることで、凸フランジ部51から傾斜フランジ部190が形成され、傾斜フランジ部190を有するプレス成形品100が成形される。以上、第一実施形態に係るプレス成形品100の概略構成について説明した。
続いて、第一実施形態に係るプレス成形品100の成形に際して、予備的に成形される中間成形品について説明する。中間成形品(図9Bに示す中間成形品50に相当)は、プレス成形品100の袋状部分101に相当する形状と、凸フランジ部51と、を含む形状を有している。凸フランジ部51は、側床フランジ部143に相当する部位と、側縦フランジ部170に相当する部位との間に設けられている。詳細は後述するが、中間成形品50に対して、さらにプレス成形が行われ、凸フランジ部51が平坦化されることで、凸フランジ部51から傾斜フランジ部190が形成され、傾斜フランジ部190を有するプレス成形品100が成形される。以上、第一実施形態に係るプレス成形品100の概略構成について説明した。
<2.金型>
次に、図2、図3を参照しながら、第一実施形態に係る金型について説明する。図2は、第一実施形態に係る第1金型200の構成を模式的に説明するための図である。また、図3は、第一実施形態に係る第2金型300の構成を模式的に説明するための図である。なお、図2、図3に示した金型の構成は、あくまで模式的なものであり、実際の金型そのものを示すものではない。
次に、図2、図3を参照しながら、第一実施形態に係る金型について説明する。図2は、第一実施形態に係る第1金型200の構成を模式的に説明するための図である。また、図3は、第一実施形態に係る第2金型300の構成を模式的に説明するための図である。なお、図2、図3に示した金型の構成は、あくまで模式的なものであり、実際の金型そのものを示すものではない。
第一実施形態に係る金型は、第1金型200と、第2金型300とを含んでいる。プレス成形品100の製造方法について詳細は後述するが、第1金型200を用いた第1プレス成形によって、ブランク1に対して床フランジ部140と側縦フランジ部170との間に相当する箇所に凸フランジ部51を有する中間成形品50が形成される。さらに、第2金型300を用いた第2プレス成形によって、かかる凸フランジ部51を平坦にして、凸フランジ部51から傾斜フランジ部190を形成し、傾斜フランジ部190を有するプレス成形品100が形成される。
[第1金型]
第1金型200は、第1プレス成形において、ブランク1を所定の形状を有する中間成形品(図9Bで説明する中間成形品50に相当)へと予備的に成形するために用いられる。具体的には、図2に示すように、第1金型200は、第1ホルダ210と、第1ダイ230と、第1パンチ250とを含んで構成される。
第1金型200は、第1プレス成形において、ブランク1を所定の形状を有する中間成形品(図9Bで説明する中間成形品50に相当)へと予備的に成形するために用いられる。具体的には、図2に示すように、第1金型200は、第1ホルダ210と、第1ダイ230と、第1パンチ250とを含んで構成される。
[第1ホルダ]
第1ホルダ210は、ブランク1の一の面に対して図2におけるZ方向に沿って当接する。例えば、第1金型200が鉛直方向に相対移動する場合、第1ホルダ210は、ブランク1の下面に対して当接する。第1ホルダ210は、ブランク1の外周縁部の内、プレス成形品100の床フランジ部140となる領域に当接する部分を有する。また、第1ホルダ210は、後述する第1ダイ230との間でブランク1を挟持する部分を有する。
第1ホルダ210は、ブランク1の一の面に対して図2におけるZ方向に沿って当接する。例えば、第1金型200が鉛直方向に相対移動する場合、第1ホルダ210は、ブランク1の下面に対して当接する。第1ホルダ210は、ブランク1の外周縁部の内、プレス成形品100の床フランジ部140となる領域に当接する部分を有する。また、第1ホルダ210は、後述する第1ダイ230との間でブランク1を挟持する部分を有する。
第1ホルダ210は、一例として、X-Y平面に沿って延在されたホルダ平面部211を有し、かかるホルダ平面部211の内、ブランク1の位置に対応する部位に、半円状に切り欠かれた切欠部213を有している。切欠部213は、後述する第1パンチ250における、プレス成形品100の袋状部分101を形成する部位との干渉を避けることが可能な大きさで設けられている。
[第1ダイ]
第1ダイ230は、ブランク1の他の面に対して図2におけるZ方向に沿って当接する。例えば、第1金型200が鉛直方向に相対移動する場合、第1ダイ230は、ブランク1の上面に対して当接する。第1ダイ230は、ブランク1の外周縁部の内、プレス成形品100の床フランジ部140となる領域に当接する部分と、第1ホルダ210との間でブランク1を挟持する部分とを有する。また、第1ダイ230は、ブランク1の内、プレス成形品100の周壁部120となる領域に当接する部分を有する。
第1ダイ230は、ブランク1の他の面に対して図2におけるZ方向に沿って当接する。例えば、第1金型200が鉛直方向に相対移動する場合、第1ダイ230は、ブランク1の上面に対して当接する。第1ダイ230は、ブランク1の外周縁部の内、プレス成形品100の床フランジ部140となる領域に当接する部分と、第1ホルダ210との間でブランク1を挟持する部分とを有する。また、第1ダイ230は、ブランク1の内、プレス成形品100の周壁部120となる領域に当接する部分を有する。
第1ダイ230は、一例として、第1ダイ平面部231と、第1ダイ平面部231の略中央から立設された第1ダイ周壁形成部233と、第1ダイ平面部231のX方向端部に設けられた第1ダイ凸形成部235と、第1ダイ凸形成部235のX方向端部に設けられた第1ダイ縦フランジ形成部237とを有する。
第1ダイ平面部231は、第1ホルダ210との間でブランク1の外周縁部を挟持する。第1ダイ周壁形成部233は、第1ダイ平面部231の略中央から立設された周壁状の部位である。第1ダイ周壁形成部233は、後述する第1パンチ250との間で、ブランク1を絞り成形することで、周壁部120を形成する。
第1ダイ凸形成部235は、ブランク1を上面から保持し、ブランク1に凸形状である凸フランジ部51を形成する。第1ダイ凸形成部235は、第1ダイ周壁形成部233のY方向の両側方に設けられ、第1ダイ平面部231から所定の高さを有する段差形状を有している。第1ダイ縦フランジ形成部237は、第1ダイ凸形成部235から立設された壁面であり、後述する第1パンチ250との間で、ブランク1を曲げ成形することで、側縦フランジ部170含む縦フランジ部160を形成する。
[第1パンチ]
第1パンチ250は、ブランク1の一の面に対して図2におけるZ方向に沿って当接する。例えば、第1金型200が鉛直方向に相対移動する場合、第1パンチ250は、ブランク1の下面に対して当接する。第1パンチ250は、ブランク1の一の面の周壁部120となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して周壁部120を形成する絞り成形を行う部分を有する。また、第1パンチ250は、ブランク1の一の面の傾斜フランジ部190となる領域に当接して、他の面に向かって突出する凸形状である凸フランジ部51を形成する曲げ成形を施す凸部である第1パンチ凸形成部253を有している。
第1パンチ250は、ブランク1の一の面に対して図2におけるZ方向に沿って当接する。例えば、第1金型200が鉛直方向に相対移動する場合、第1パンチ250は、ブランク1の下面に対して当接する。第1パンチ250は、ブランク1の一の面の周壁部120となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して周壁部120を形成する絞り成形を行う部分を有する。また、第1パンチ250は、ブランク1の一の面の傾斜フランジ部190となる領域に当接して、他の面に向かって突出する凸形状である凸フランジ部51を形成する曲げ成形を施す凸部である第1パンチ凸形成部253を有している。
第1パンチ250は、一例として、第1パンチ周壁形成部251と、第1パンチ凸形成部253と、第1パンチ縦フランジ形成部255とを有する。第1パンチ周壁形成部251は、ブランク1の袋状部分101となる領域の下面に当接する、台形状の部分である。つまり、第1パンチ周壁形成部251は、ブランク1の一の面の周壁部120となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して周壁部120を絞り成形する部分である。第1パンチ周壁形成部251の外面に沿って、ブランク1が絞り成形されることにより、プレス成形品100の袋状部分101が形成される。
第1パンチ凸形成部253は、第1パンチ周壁形成部251のY方向の両側方に設けられた段差形状の部分である。つまり、第1パンチ凸形成部253は、ブランク1の一の面の傾斜フランジ部190となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して凸フランジ部51を曲げ成形する部分である。第1パンチ凸形成部253は、第1ダイ凸形成部235との間で、ブランク1を挟持し、曲げ成形することで、凸形状である凸フランジ部51を形成する。第1パンチ縦フランジ形成部255は、第1パンチ周壁形成部251と第1パンチ凸形成部253との端部に連続して設けられた壁状の部分である。第1パンチ縦フランジ形成部255は、第1ダイ縦フランジ形成部237との間でブランク1を挟持して、プレス成形品100の縦フランジ部160を形成する。
[第1パッド]
さらに、第1金型200は、第1パッド270を有してもよい。第1パッド270は、ブランク1の他の面に対して図2におけるZ方向に沿って当接する。例えば、第1金型200が鉛直方向に相対移動する場合、第1パッド270は、ブランク1の上面に対して当接する。第1パッド270は、第1パッド天板押さえ部271と、第1パッド稜線形成部273と、第1パッド縦フランジ形成部275とを有する。第1パッド天板押さえ部271は、ブランク1の内、プレス成形品100の天板部110に当接する舌片状の部位である。第1パッド天板押さえ部271は、第1パンチ250との間で、ブランク1を挟持する。
さらに、第1金型200は、第1パッド270を有してもよい。第1パッド270は、ブランク1の他の面に対して図2におけるZ方向に沿って当接する。例えば、第1金型200が鉛直方向に相対移動する場合、第1パッド270は、ブランク1の上面に対して当接する。第1パッド270は、第1パッド天板押さえ部271と、第1パッド稜線形成部273と、第1パッド縦フランジ形成部275とを有する。第1パッド天板押さえ部271は、ブランク1の内、プレス成形品100の天板部110に当接する舌片状の部位である。第1パッド天板押さえ部271は、第1パンチ250との間で、ブランク1を挟持する。
第1パッド稜線形成部273は、第1パッド天板押さえ部271のX方向端部において、Y方向の両側部に設けられた部位である。第1パッド稜線形成部273は、第1パッド天板押さえ部271の平面位置からZ方向でブランク1側へ向かって延出されたX方向視で円弧形状を有し、さらに、かかる円弧形状の先端からY方向の外方へ向かって屈曲された部位を有している。第1パッド稜線形成部273は、第1パッド天板押さえ部271における第1パッド縦フランジ形成部275側の端部側に設けられる。すなわち、第1パッド稜線形成部273は、側天板稜線部133の内、縦フランジ部160側の一部を形成する。第1パッド縦フランジ形成部275は、第1パッド天板押さえ部271と第1パッド稜線形成部273とのX方向端部から立設された壁状の部位である第1パッド縦フランジ形成部275は、第1パンチ250との間でブランク1を挟持し、プレス成形品100の縦フランジ部160を成形する。
[第2金型]
引き続き、第一実施形態に係る金型の第2金型300について説明する。第2金型300は、第1プレス成形において予備的に成形された中間成形品50を、第2プレス成形によってプレス成形品100として成形するために用いられる。ここで、中間成形品50とは、第2プレス成形によってプレス成形品100に成形される前の製品を指すものであり、第一実施形態に係るプレス成形品100が最終的な製品になることを示唆する趣旨ではない。具体的には、図3に示すように、第2金型300は、第2ダイ310と、第2パンチ330とを含んで構成される。
引き続き、第一実施形態に係る金型の第2金型300について説明する。第2金型300は、第1プレス成形において予備的に成形された中間成形品50を、第2プレス成形によってプレス成形品100として成形するために用いられる。ここで、中間成形品50とは、第2プレス成形によってプレス成形品100に成形される前の製品を指すものであり、第一実施形態に係るプレス成形品100が最終的な製品になることを示唆する趣旨ではない。具体的には、図3に示すように、第2金型300は、第2ダイ310と、第2パンチ330とを含んで構成される。
[第2ダイ]
第2ダイ310は、中間成形品50の他の面に対して図3におけるZ方向から当接する。例えば、第2金型300が鉛直方向に相対移動する場合、第2ダイ310は、中間成形品50の上面に対して当接する。また、第2ダイ310は、凸フランジ部51の他の面に当接する斜面を含んでいる。
第2ダイ310は、中間成形品50の他の面に対して図3におけるZ方向から当接する。例えば、第2金型300が鉛直方向に相対移動する場合、第2ダイ310は、中間成形品50の上面に対して当接する。また、第2ダイ310は、凸フランジ部51の他の面に当接する斜面を含んでいる。
第2ダイ310は、一例として、第2ダイ平面部311と、第2ダイ平面部311の略中央に設けられた第2ダイ周壁保持部313と、平面部のX方向端部に設けられた第2ダイ斜面部315と、第2ダイ斜面部315から連続した第2ダイ縦フランジ形成部317とを有する。第2ダイ平面部311は、後述する第2パンチ330との間で中間成形品50における床フランジ部140に相当する部位を挟持する。第2ダイ周壁保持部313は、第2ダイ平面部311の略中央から立設された周壁状の部位である。第2ダイ周壁保持部313は、後述する第2パンチ330との間で、中間成形品50の周壁部120に相当する部位を挟持する。
第2ダイ斜面部315は、中間成形品50の凸フランジ部51を上面から押圧し、プレス成形品100に傾斜フランジ部190を形成する。第2ダイ斜面部315は、第2ダイ周壁保持部313のY方向の両側方に設けられ、第2ダイ平面部311から立設された傾斜壁である。第2ダイ縦フランジ形成部317は、第2ダイ斜面部315から立設された壁面であり、後述する第2カム370との間で、プレス成形品100の側縦フランジ部170を含む縦フランジ部160を形成する。
[第2パンチ]
第2パンチ330は、中間成形品50の一の面に対して図3におけるZ方向から当接する。例えば、第2金型300が鉛直方向に相対移動する場合、第2パンチ330は、中間成形品50の下面に対して当接する。第2パンチ330は、中間成形品50の凸フランジ部51の一の面側に設けられ、第2ダイ310との間で凸フランジ部51を挟持することにより、傾斜フランジ部190を曲げ成形する。
第2パンチ330は、中間成形品50の一の面に対して図3におけるZ方向から当接する。例えば、第2金型300が鉛直方向に相対移動する場合、第2パンチ330は、中間成形品50の下面に対して当接する。第2パンチ330は、中間成形品50の凸フランジ部51の一の面側に設けられ、第2ダイ310との間で凸フランジ部51を挟持することにより、傾斜フランジ部190を曲げ成形する。
第2パンチ330は、一例として、第2パンチ平面部331と、第2パンチ周壁保持部333と、第2パンチ斜面部335と、第2パンチ縦フランジ形成部337とを有する。第2パンチ平面部331は、X-Y平面に沿って延在され、第2ダイ310との間で中間成形品50における床フランジ部140に相当する箇所を挟持する。第2パンチ周壁保持部333は、第2パンチ平面部331の略中央部に設けられ、中間成形品50における袋状部分101に相当する領域の下面に当接する、台形状の部分である。
第2パンチ斜面部335は、第2パンチ周壁保持部333の図3におけるY方向の両側方に設けられ、第2パンチ平面部331から立設された傾斜壁である。第2パンチ斜面部335は、第2ダイ斜面部315との間で、中間成形品50の凸フランジ部51を挟持することで、傾斜フランジ部190を形成する。つまり、第2パンチ斜面部335は、凸フランジ部51の一の面側に設けられ、第2ダイ310との間で凸フランジ部51を挟持することにより、凸フランジ部51から傾斜フランジ部190を曲げ成形する部分である。第2パンチ縦フランジ形成部337は、第2パンチ周壁保持部333のX方向端部に連続して設けられた壁状の部分である。第2パンチ縦フランジ形成部337は、後述する第2パッド350との間で中間成形品50における縦フランジ部160に相当する箇所を挟持する。
また、第2金型300は、さらに第2パッド350を有してもよい。第2パッド350は、第2パッド天板押さえ部351と、第2パッド縦フランジ形成部353を有する。第2パッド天板押さえ部351は、舌片状の部分であり、中間成形品50における天板部110に相当する箇所を、第2パンチ周壁保持部333との間で挟持する。第2パッド縦フランジ形成部353は、第2パッド天板押さえ部351のX方向端部から立設された壁状の部分であり、第2パンチ縦フランジ形成部337との間で、中間成形品50における縦フランジ部160に相当する箇所を挟持する。
また、第2金型300は、さらに第2カム370を有してもよい。第2カム370は、中間成形品50に対して図3におけるX方向から当接する。第2カム370は、第2ダイ縦フランジ形成部317との間で、中間成形品50の縦フランジ部160に相当する箇所を挟持し、プレス成形品100の縦フランジ部160の形状を所定の寸法とする。
また、第一実施形態に係る金型は、さらに第3金型400を有してもよい。第3金型400は、複数のカムからなる。第2金型300による第2プレス成形後、第3金型400のカムが所定個所に当接することで、プレス成形品100の各部の形状が精度よく仕上げられる。第3金型400の詳細については、後述する。以上、第一実施形態に係る金型について説明した。
(プレス成形装置)
第一実施形態に係る金型は、プレス成形装置500に備えられた状態で、プレス成形に用いられる。図2および図3に示すように、かかるプレス成形装置500は、金型を用いて、プレス成形を行うための一般的な駆動機構511~516、および図示しない制御機構、検出機構等を有していればよく、特に限定されない。例えば、金型は、駆動機構511~516としての油圧シリンダ機構によって駆動されることで移動可能とされる。また、金型、ブランク1の位置は、検出機構としてのレーザセンサによって検出される。さらに、制御機構としての機能は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等の協働によって実現される。制御機構は、油圧シリンダ機構、レーザセンサ等からの出力、および入力装置からの入力に基づいて、プレス成形装置におけるプレス成形工程を制御する。また、制御機構520は、金型の位置、移動速度、および動作タイミング等を制御する。
第一実施形態に係る金型は、プレス成形装置500に備えられた状態で、プレス成形に用いられる。図2および図3に示すように、かかるプレス成形装置500は、金型を用いて、プレス成形を行うための一般的な駆動機構511~516、および図示しない制御機構、検出機構等を有していればよく、特に限定されない。例えば、金型は、駆動機構511~516としての油圧シリンダ機構によって駆動されることで移動可能とされる。また、金型、ブランク1の位置は、検出機構としてのレーザセンサによって検出される。さらに、制御機構としての機能は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等の協働によって実現される。制御機構は、油圧シリンダ機構、レーザセンサ等からの出力、および入力装置からの入力に基づいて、プレス成形装置におけるプレス成形工程を制御する。また、制御機構520は、金型の位置、移動速度、および動作タイミング等を制御する。
<3.製造方法>
次に、図4A~図16Bを参照しながら、第一実施形態に係るプレス成形品100の製造方法の一例について説明する。第一実施形態に係るプレス成形品100の製造方法は、第1プレス成形と、第2プレス成形とを含んでいる。図4A~図8Bは、第一実施形態における第1プレス成形工程を模式的に説明するための図である。第1プレス成形では、プレス成形品100の周壁部120を含む袋状部分101が絞り成形によって概ね成形されるとともに、側縦フランジ部170と床フランジ部140との間に、凸フランジ部51が曲げ成形によって成形される。以下、図4A~図8Bを参照しながら、第1プレス成形について説明する。
次に、図4A~図16Bを参照しながら、第一実施形態に係るプレス成形品100の製造方法の一例について説明する。第一実施形態に係るプレス成形品100の製造方法は、第1プレス成形と、第2プレス成形とを含んでいる。図4A~図8Bは、第一実施形態における第1プレス成形工程を模式的に説明するための図である。第1プレス成形では、プレス成形品100の周壁部120を含む袋状部分101が絞り成形によって概ね成形されるとともに、側縦フランジ部170と床フランジ部140との間に、凸フランジ部51が曲げ成形によって成形される。以下、図4A~図8Bを参照しながら、第1プレス成形について説明する。
(第1プレス成形)
具体的には、図4Bに示すように、まず、ブランク1が第1ホルダ210と第1ダイ230とで挟持される。ここで、ブランク1は、図4Aに示すように、平面視(図4AにおけるZ方向視)で、略円形状の板材であり、X方向の最長長さは、170mm程度であり、Y方向の最長長さは、200mm程度とされている。第1ホルダ210と第1ダイ230は、ブランク1において、プレス成形品100の床フランジ部140になる箇所を挟持する。具体的には、ホルダ平面部211と第1ダイ平面部231とによって、ブランク1の外周縁部が挟持される。
具体的には、図4Bに示すように、まず、ブランク1が第1ホルダ210と第1ダイ230とで挟持される。ここで、ブランク1は、図4Aに示すように、平面視(図4AにおけるZ方向視)で、略円形状の板材であり、X方向の最長長さは、170mm程度であり、Y方向の最長長さは、200mm程度とされている。第1ホルダ210と第1ダイ230は、ブランク1において、プレス成形品100の床フランジ部140になる箇所を挟持する。具体的には、ホルダ平面部211と第1ダイ平面部231とによって、ブランク1の外周縁部が挟持される。
次に、図5Bに示すように、第1ホルダ210と第1ダイ230とで挟持されたブランク1が、第1パンチ250に対して相対的に移動されて、第1パンチ250とブランク1とが当接する。具体的には、ブランク1の略中央部と、第1パンチ周壁形成部251の上壁面とが、当接する。また、図5Aに示すように、ブランク1のX方向端部1Aが、第1パンチ縦フランジ形成部255と当接し、変形される。
また、第1金型200が、第1パッド270を有する実施形態の場合には、第1パッド270が、絞り成形に先行して、ブランク1に当接する。これにより、プレス成形品100における、周壁部120の形成されていない端部側の天板部110と周壁部120との間の稜線部である、側天板稜線部133の一部が形成される。また、プレス成形品100の中央縦フランジ部180と側縦フランジ部170との間の連続した部位が成形される。つまり、第1プレス成形において、絞り成形がされる前に、第1パッド270と、第1パンチ250とによって、側天板稜線部133の一部と、中央縦フランジ稜線部183および縦フランジコーナ部185が形成される。
具体的には、図5Aに示すように、第1パッド稜線形成部273と、第1パンチ周壁形成部251との間で、ブランク1が挟持されて、側天板稜線部133の一部が形成される。また、第1パッド縦フランジ形成部275が、ブランク1のX方向端部1Aに当接する。これにより、図5Bに示すように、第1パッド縦フランジ形成部275と、第1パンチ縦フランジ形成部255との間で、ブランク1が挟持され、部分的にブランク1が曲げ成形されて、中央縦フランジ部180およびその周辺部位の形成が開始される。
ここで、第1パッド270による側天板稜線部133、および中央縦フランジ部180の成形について、図6A~図6Dを参照しながら、より詳しく説明する。図6Aは、第1パッド270による成形の様子を模式的に説明する図である。また、図6B~図6DにおけるA-A’端面図であり、第1パッド270による成形の様子を模式的に説明する図である。
図6Aに示すように、第1ダイ230と第1パンチ250とによる絞り成形の前に、第1パッド270が、ブランク1の上面に先行して当接される。このとき、図6Bに示すように、まず、第1パッド稜線形成部273の先端部が、ブランク1に当接する。
さらに、第1パッド270がZ方向に移動されると、図6Cに示すように、第1パッド稜線形成部273と第1パンチ周壁形成部251との間で、ブランク1が挟持され、側天板稜線部133の一部が曲げ成形される。このとき、ブランク1のY方向中間部では、ブランク1の余肉が生じている(図6Cの点線領域B参照)。すなわち、第1パッド稜線形成部273と第1パンチ250によってブランク1のY方向の両端が挟持された結果、Y方向の中央部での撓みが生じている。
さらに、第1パッド270をZ方向に移動させると、図6Dに示すように、側天板稜線部133が曲げ成形される。また、このとき、図5Bに示すように、第1パッド稜線形成部273と第1パンチ周壁形成部251との間で、中央縦フランジ部180および稜線縦フランジ部181も曲げ成形される。これらの部位が曲げ成形されることにより、引っ張り歪の集中が抑制され、最終的に形成される稜線縦フランジ部181における歪の集中が抑制される。
また、稜線縦フランジ部181の形成において、図6Cで示したブランク1の余肉が材料流動によって、第1パッド270と第1パンチ250との間での曲げ成形に利用されるので、稜線縦フランジ部181における引っ張り歪の集中がより抑制される。このように、第1パッド270を絞り成形前に先行してブランク1に当接させることで、稜線縦フランジ部181での歪の集中が抑制される結果、割れの発生が抑制される。以上、第1パッド270による側天板稜線部133および、中央縦フランジ部180ならびに、その周辺部位の成形について説明した。
続いて、図7Aに示すように、第1ホルダ210と第1ダイ230とで挟持されたブランク1が、第1パンチ250に対してさらに相対的に移動されて、周壁部120が絞り成形によって形成され始める。具体的には、図7Bに示すように、ブランク1の略中央部が、第1ダイ周壁形成部233と第1パンチ周壁形成部251との間で挟持されながら、絞り成形される。このとき、まず、天板稜線部130が絞り成形される。絞り成形で天板稜線部130が形成されるため、天板稜線部130に隣接する箇所のしわの発生が抑制される。実際に、図7Aに示すように、絞り成形に伴い、天板稜線部130から、天板部110および周壁部120にかけて、ブランク1の板厚が一様に減少しており、しわの発生が抑制されている。
また、第1金型200が、第1パッド270を有する実施形態の場合には、第1パッド270が、第1ホルダ210及び第1ダイ230とともに、第1パンチ250に対して相対移動する。図6Cで説明したように、第1パッド稜線形成部273は、第1パンチ250との間で、側天板稜線部133を形成する。また、ブランク1のX方向端部が、第1パッド縦フランジ形成部275と、第1パンチ縦フランジ形成部255とによって挟持されて、曲げ成形されることにより、中央縦フランジ稜線部183が形成される。また、第1ホルダ210と第1ダイ230とによる絞り成形の間、第1パッド天板押さえ部271は、ブランク1の略中央部を上方から保持する。最終的に、第1パッド天板押さえ部271は、第1パンチ周壁形成部251の上壁面との間でブランク1の略中央を挟持する。
図8Aおよび図8Bに示すように、第1ホルダ210と第1ダイ230とで挟持されたブランク1が、第1パンチ250に対してさらに相対的に移動されて、周壁部120が成形される。また、ブランク1が第1パンチ凸形成部253に当接されることで、凸形状の凸フランジ部51が曲げ成形される。具体的には、ブランク1が、第1パンチ250に対して相対移動されることで、ブランク1の一部が、第1ダイ凸形成部235と第1パンチ凸形成部253との間に挟持されて、少なくとも一つの段差形状に変形されることにより、凸フランジ部51が形成される。凸フランジ部51の段差形状の高さは、ブランク1の板厚、引っ張り強度に基づいて、傾斜フランジ部190が形成可能な程度に適宜設定される。
図9Aは、第1プレス成形完了後の様子を模式的に示す説明図である。図9Bは、第1プレス成形後の中間成形品50の一例を示す側面図である。図9Aおよび図9Bに示すように、第1プレス成形終了後、ブランク1は、袋状部分101に相当する形状と凸フランジ部51とを含む中間成形品50に成形される。第1金型200から取り出された中間成形品50は、第2プレス成形に用いられる。
なお、第1プレス成形において、中間成形品50の天板部110、周壁部120、床フランジ部140、または側縦フランジ部170を含む縦フランジ部160に相当する部位の成す角度は、大きく鈍角となる様に形成されてもよい。これにより、成形時の歪の集中を緩和することができる。この場合、第2プレス成形、または第3プレス成形において、プレス成形品100における各部位の成す角度が、所定の角度となるように成形が行われる。
(第2プレス成形)
続いて、図10A~図13Bを参照しながら、第一実施形態に係る製造方法の第2プレス成形について説明する。図10A~図13Bは、第一実施形態における第2プレス成形工程を模式的に説明するための図である。第2プレス成形では、凸フランジ部51が、曲げ成形によって、傾斜フランジ部190に成形される。以下、図10A~図13Bを参照しながら、第2プレス成形について説明する。
続いて、図10A~図13Bを参照しながら、第一実施形態に係る製造方法の第2プレス成形について説明する。図10A~図13Bは、第一実施形態における第2プレス成形工程を模式的に説明するための図である。第2プレス成形では、凸フランジ部51が、曲げ成形によって、傾斜フランジ部190に成形される。以下、図10A~図13Bを参照しながら、第2プレス成形について説明する。
まず、図10Aおよび図10Bに示すように、中間成形品50が、第2金型300と接触する。具体的には、中間成形品50における周壁部120に相当する部位の内周面と、第2パンチ周壁保持部333の外周面とが接触する。さらに、第2パッド天板押さえ部351が、中間成形品50の天板部110に相当する部位に当接する。中間成形品50は、第2パッド天板押さえ部351によって押し下げられ、第2パンチ周壁保持部333にガイドされて、第2パンチ330に対して相対移動する。
次に、図11Aおよび図11Bに示すように、中間成形品50が、第2パッド天板押さえ部351によって、押し下げられた結果、中間成形品50の床フランジ部140に相当する部位が、第2パンチ平面部331に当接する。また、中間成形品50の袋状部分101の内周面が、第2パンチ周壁保持部333の外周面に当接する。これによって、第2金型300内に、中間成形品50が保持される。このとき、中間成形品50の凸フランジ部51が、第2パンチ斜面部335の上方側に位置している。
続いて、図12Aおよび図12Bに示すように、第2ダイ310が、中間成形品50に向かってZ方向に沿って移動する。第2ダイ平面部311は、第2パンチ平面部331との間で、中間成形品50の床フランジ部140に相当する部位を挟持する。また、第2ダイ周壁保持部313は、第2パンチ周壁保持部333との間で、中間成形品50の周壁部120に相当する部位を挟持する。第2ダイ斜面部315は、第2パンチ斜面部335との間で凸形状の凸フランジ部51を押圧し、平坦な形状に曲げ成形を行う。この結果、床フランジ部140と側縦フランジ部170との間に連続する傾斜壁である、傾斜フランジ部190が形成される。
ここで、例えば、凸形状の凸フランジ部51を形成することを経ずに、当初から平坦な傾斜壁を形成しようすると、傾斜壁の端部(側面視(Y方向視)した場合のX方向端部)において、肉厚が偏る(しわが集中する)ことを本開示者らは知見した。これは、平坦形状を直接、形成しようとすると、プレス成形中の材料流動によって、傾斜壁の端部へ圧縮歪が集中し、より多くのしわが寄ってしまうことが原因と考えられる。そこで、本開示者らが、鋭意検討したところ、一旦、凸形状である凸フランジ部51を形成し、当該凸フランジ部51を潰すことでしわを分散し、しわの集中を抑制できることを見出した。具体的には、中間成形品50の凸フランジ部51を押圧して、平坦な形状にすることで、プレス成形品100の傾斜フランジ部190におけるしわの集中が抑制される。特に、プレス成形品100が、高張力鋼板から成る場合、凸フランジ部51を押圧して傾斜フランジ部190とすることで、しわの集中を抑制することができる。
続いて、図13Aおよび図13Bに示すように、第2カム370がX方向に沿って中間成形品50の縦フランジ部に当接する(図13中の矢印参照)。つまり、第2カム370が、第2パンチ縦フランジ形成部337との間で、中間成形品50の縦フランジ部160に相当する部位を挟持する。以上、第一実施形態に係るプレス成形品100の製造方法における、第1プレス成形、および第2プレス成形について説明した。なお、第一実施形態に係るプレス成形品100の製造方法は、第1プレス成形、第2プレス成形の他、プレス成形品100を製造するために必要な種々の追加工程を含み得る。
(第3プレス成形)
また、第一実施形態に係るプレス成形品100の製造方法は、第3プレス成形を含んでもよい。第3プレス成形は、第2プレス成形の後に、プレス成形品100の稜線部分の曲率半径を小さくし、形状精度を高めるために行われる工程である。図14A~図16Bは、第一実施形態に係るプレス成形品100の製造方法の第3プレス成形を説明する模式図である。以下、図14A~図16Bを参照しながら、第3のプレス成形について説明する。
また、第一実施形態に係るプレス成形品100の製造方法は、第3プレス成形を含んでもよい。第3プレス成形は、第2プレス成形の後に、プレス成形品100の稜線部分の曲率半径を小さくし、形状精度を高めるために行われる工程である。図14A~図16Bは、第一実施形態に係るプレス成形品100の製造方法の第3プレス成形を説明する模式図である。以下、図14A~図16Bを参照しながら、第3のプレス成形について説明する。
図14Aおよび図14Bに示すように、プレス成形品100が、第3金型400内に配置される。第3金型400は、第3パッド410、第3パンチ430、第3中央縦壁カム450、および第3側縦壁カム470を有している。第3パンチ430は、プレス成形品100の袋状部分101を内側から支持するとともに、床フランジ部140、縦フランジ部を支持している。第3パッド410は、プレス成形品100の天板部110を上方から押さえることが可能である。また、第3中央縦壁カム450は、プレス成形品100の中央縦壁部121および稜線縦壁部125に対向し、第3側縦壁カム470は、プレス成形品100の側縦壁部123に対向している。
図15Aおよび図15Bに示すように、第3パッド410と第3パンチ430とによってプレス成形品100が保持される。続いて、図16Aおよび図16Bに示すように、第3中央縦壁カム450、および第3側縦壁カム470が、プレス成形品100に向かって移動する(図16中の矢印参照)。この結果、第3中央縦壁カム450、および第3側縦壁カム470と、第3パンチ430との間で、プレス成形品100が挟持され、プレス成形品100の各部位における曲率半径が、第3プレス成形前よりも小さくなる。これによって、プレス成形品100が所定の形状とされる。以上、第一実施形態に係るプレス成形品100の製造方法について説明した。
なお、第一実施形態について、図17を参照しながら、以下の通り補足する。
第一実施形態において、第1パンチ250は、ブランク1の一の面の傾斜フランジ部190となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して凸フランジ部51を曲げ成形する第1パンチ凸形成部253と、ブランク1の一の面の側縦フランジ部170となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して側縦フランジ部170のうち傾斜フランジ部190側の端部170Aよりも傾斜フランジ部190と反対側に位置する側縦フランジ本体部170Bを少なくとも曲げ成形する第1パンチ縦フランジ形成部255と、ブランク1の一の面の床フランジ部140となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して床フランジ部140のうち傾斜フランジ部190側の端部140Aよりも傾斜フランジ部190と反対側に位置する床フランジ本体部140Bを少なくとも曲げ成形する第1パンチ床フランジ形成部257とを有する。
第一実施形態において、第1パンチ250は、ブランク1の一の面の傾斜フランジ部190となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して凸フランジ部51を曲げ成形する第1パンチ凸形成部253と、ブランク1の一の面の側縦フランジ部170となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して側縦フランジ部170のうち傾斜フランジ部190側の端部170Aよりも傾斜フランジ部190と反対側に位置する側縦フランジ本体部170Bを少なくとも曲げ成形する第1パンチ縦フランジ形成部255と、ブランク1の一の面の床フランジ部140となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して床フランジ部140のうち傾斜フランジ部190側の端部140Aよりも傾斜フランジ部190と反対側に位置する床フランジ本体部140Bを少なくとも曲げ成形する第1パンチ床フランジ形成部257とを有する。
また、第一実施形態において、第1パンチ縦フランジ形成部255は、側縦フランジ部170のうち傾斜フランジ部190側の端部170A、及び、側縦フランジ本体部170Bを含む、側縦フランジ部170の全体を曲げ成形する形状を有している。また、第一実施形態において、第1パンチ床フランジ形成部257は、床フランジ部140のうち傾斜フランジ部190側の端部140A、及び、床フランジ本体部140Bを含む、床フランジ部140の全体を曲げ成形する形状を有している。
第2ダイ310は、凸フランジ部51の他の面に当接する斜面312を含む。第2パンチ330は、凸フランジ部51の一の面側に設けられ、第2ダイ310との間で凸フランジ部51を挟持することにより、凸フランジ部51から傾斜フランジ部190を曲げ成形する第2パンチ斜面部335を有する。
そして、第一実施形態において、第1プレス成形は、第1パンチ250に設けられた第1パンチ凸形成部253にブランク1が当接することで、傾斜フランジ部190に成形される凸形状の凸フランジ部51をブランク1に曲げ成形すること、第1パンチ250にブランク1が当接することで、側縦フランジ部170のうち傾斜フランジ部190側の端部170Aよりも傾斜フランジ部190と反対側に位置する側縦フランジ本体部170Bと、床フランジ部140のうち傾斜フランジ部190側の端部140Aよりも傾斜フランジ部190と反対側に位置する床フランジ本体部190Bとを少なくともブランク1に曲げ成形すること、を含む加工をブランク1に施すことにより、ブランク1から中間成形品50を形成する。
この第1プレス成形は、第1パンチ250にブランク1が当接することで、側縦フランジ部170のうち傾斜フランジ部190側の端部170A、及び、側縦フランジ本体部170Bを含む、側縦フランジ部170と、床フランジ部140のうち傾斜フランジ部190側の端部140A、及び、床フランジ本体部140Bを含む、床フランジ部140とを、ブランク1に曲げ成形することを含む。
また、第一実施形態において、第2プレス成形は、中間成形品50に対し、第2ダイ310と第2パンチ330とで凸フランジ部51を傾斜フランジ部190に曲げ成形することを含む。
(作用効果)
第一実施形態によれば、プレス成形品100において、床フランジ部140と側縦フランジ部170とが、傾斜フランジ部190によって連続している。また、床フランジ部140、および側縦フランジ部170が、袋状部分101から延在されて、連続している。これにより、プレス成形品100の剛性が向上し、ねじれや圧壊に対する抵抗力が増すとともに、荷重伝達能力も向上する。
第一実施形態によれば、プレス成形品100において、床フランジ部140と側縦フランジ部170とが、傾斜フランジ部190によって連続している。また、床フランジ部140、および側縦フランジ部170が、袋状部分101から延在されて、連続している。これにより、プレス成形品100の剛性が向上し、ねじれや圧壊に対する抵抗力が増すとともに、荷重伝達能力も向上する。
さらに、第一実施形態によれば、プレス成形品100における、床フランジ部140と側縦フランジ部170との間が連続した部位において、凸フランジ部51を形成した後、傾斜フランジ部190を形成するので、肉厚の偏りをなくすことができる。すなわち、一旦、凸フランジ部51を形成した後、当該凸フランジ部51を平坦化することで、プレス中の材料流動によって傾斜フランジ部190の端部にしわが集中することを抑制し、傾斜フランジ部190のしわを分散できる。この結果、袋状部分101を有するプレス成形品100に絞り成形を適用する場合でも、床フランジ部140と側縦フランジ部170との間に発生するしわの集中を抑制できる。
また、第一実施形態によれば、絞り成形によって、プレス成形品100の周壁部120を含む袋状部分101が形成される。また、曲げ成形によって、凸フランジ部51と、側縦フランジ部170を含む縦フランジ部160が形成される。このように、曲げ成形のみでは実現できなかった、袋状部分101を有するとともに、床フランジ部140と側縦フランジ部170とが連続するプレス成形品100を、絞り成形と曲げ成形の組み合わせによって成形することが実現される。
また、第一実施形態によれば、凸フランジ部51は、側面視で段差形状を有している。凸フランジ部51が段差形状を有していることで、凸フランジ部51の側面視での線長が十分確保され、第2プレス成形中のしわの分散が効果的に行われる。以上、本開示の第一実施形態について説明した。
<変形例1>
続いて、本開示の第一実施形態のいくつかの変形例について、図18、19を参照しながら説明する。いくつかの変形例では、上記実施形態と比較して、中間成形品50の凸フランジ部51の形状が相違する。図18は、一の変形例に係る中間成形品50の側面図である。図18に示すように、本変形例では、凸フランジ部51は、側面視(図18におけるY方向視)で円弧形状を有している。これにより、第1プレス成形における凸フランジ部51の形成が容易になるとともに、しわの集中の抑制効果を確保できる。
続いて、本開示の第一実施形態のいくつかの変形例について、図18、19を参照しながら説明する。いくつかの変形例では、上記実施形態と比較して、中間成形品50の凸フランジ部51の形状が相違する。図18は、一の変形例に係る中間成形品50の側面図である。図18に示すように、本変形例では、凸フランジ部51は、側面視(図18におけるY方向視)で円弧形状を有している。これにより、第1プレス成形における凸フランジ部51の形成が容易になるとともに、しわの集中の抑制効果を確保できる。
また、図19は、他の変形例に係る中間成形品50の側面図である。図19に示すように、本変形例では、凸フランジ部51は、側面視で複数の段差形状を有している。これにより、凸フランジ部51の側面視での線長がより長く確保され、しわの分散がより効果的に行われる。また、段差形状の数を調整することで、床フランジ部140と側縦フランジ部170の間の距離の変化にも対応しやすくなる。なお、上記した変形例において、凸フランジ部51の形状以外の構成は、上記実施形態と共通するので、説明は省略する。
<変形例2>
続いて、本開示の第一実施形態のいくつかの変形例について、図20~図22を参照しながら説明する。いくつかの変形例では、上記実施形態と比較して、プレス成形品100の形状が相違する。図20は、一の変形例に係るプレス成形品100Aの斜視図である。図20に示すように、本変形例のプレス成形品100Aは、周壁部120において、中央縦壁部121Aが、平面視(図20に示すZ方向視)で円弧状に形成されている。これにより、袋状部分101の成形が簡便に行える。また、プレス成形品100Aと周辺部品との干渉を抑制することが可能となる。
続いて、本開示の第一実施形態のいくつかの変形例について、図20~図22を参照しながら説明する。いくつかの変形例では、上記実施形態と比較して、プレス成形品100の形状が相違する。図20は、一の変形例に係るプレス成形品100Aの斜視図である。図20に示すように、本変形例のプレス成形品100Aは、周壁部120において、中央縦壁部121Aが、平面視(図20に示すZ方向視)で円弧状に形成されている。これにより、袋状部分101の成形が簡便に行える。また、プレス成形品100Aと周辺部品との干渉を抑制することが可能となる。
また、図21は、他の変形例に係るプレス成形品100Bの斜視図である。図21に示すように、本変形例のプレス成形品100Bは、縦フランジ部の一部が切りかかれた形状を有している。具体的には、プレス成形品100Bは、稜線縦フランジ部181および縦フランジコーナ部185を有さず、当該部位で不連続となっている。これにより、中央縦フランジ部180、および側縦フランジ部170の成形が容易になる。
また、図22は、その他の変形例に係るプレス成形品100Cの斜視図である。図22に示すように、本変形例のプレス成形品100Cは、傾斜フランジ部190と側縦フランジ部170を含む縦フランジ部160とが一体となって形成されている。傾斜フランジ部190と側縦フランジ部170とが一体とされることで、図示しない他の部材と縦フランジ部160を全面締結させた場合のプレス成形品100の荷重伝達能力がより向上する。また、傾斜フランジ部190におけるしわを分散させることができる、しわの集中がより抑制される。なお、上記した変形例において、プレス成形品100A、100B、100Cの形状以外の構成は、上記実施形態と共通するので、説明は省略する。
本開示に係る製造方法、プレス成形品100およびプレス成形装置の効果を確認するため、第一実施形態に係る製造方法を適用して成形されたプレス成形品100のしわによる影響の抑制に関する特性評価を行った。
具体的には、第一実施形態に係る製造方法を想定したシミュレーション計算を行い、計算結果のモデル形状における板厚減少率(板減率)によってしわの発生の目安とした。シミュレーション条件は、引張強度で440MPa級の板厚2.3mm程度の鋼板を用いたプレス成形とした。
図23~図25を参照しながら、シミュレーション結果について説明する。図23は、比較例1のシミュレーション結果を示す図である。比較例1は、プレス成形において、1工程で連続フランジに傾斜壁を形成した結果である。具体的には、第一実施形態に係る第2金型300に相当する金型を用いて、平板なブランク1をプレス成形した場合である。図23に示すように、比較例1に係るプレス成形品600では、傾斜フランジ部690の端部において、板材の巻き込みのような変形が発生した。
図24は、比較例2のシミュレーション結果を示す図である。比較例2は、プレス成形において、2工程に分けてプレス成形を行うものの、1工程目では凸形状ではなく傾斜壁を形成し、2工程目で連続フランジにさらに傾斜壁を形成した結果である。具体的には、第一実施形態に係る第1金型200に相当する金型で、第1パンチ250の凸フランジ形成部のみが、段差ではなく斜面であるものを用い、さらに第2金型300に相当する金型でプレス成形した場合である。図24に示すように、比較例2に係るプレス成形品700では、傾斜フランジ部790において、比較例1のような変形までは生じていないものの、板厚が大きく増加している部位があり、大きなしわが発生した。
図25は、実施例のシミュレーション結果を示す図である。図25に示すように、実施例に係るプレス成形品100では、傾斜フランジ部190において、板厚減少率が著しく変化した部位は見受けられず、しわが分散した。すなわち、本実施例によれば、しわの集中が抑制されることが示された。
[第二実施形態]
次に、本開示の好適な第二実施形態について詳細に説明する。第二実施形態は、第一実施形態に対し、次のように実施の形態が変更されている。
次に、本開示の好適な第二実施形態について詳細に説明する。第二実施形態は、第一実施形態に対し、次のように実施の形態が変更されている。
(中間成形品の変更点)
第二実施形態では、中間成形品の構成が第一実施形態と異なっている。すなわち、図26Aに示すように、中間成形品50は、プレス成形品100の袋状部分101に相当する部位57と、凸フランジ部51と、を含む形状を有している。凸フランジ部51は、側縦フランジ部170になる箇所58と、床フランジ部140になる箇所59と後述する第1予備稜線53及び第2予備稜線55を介して連続している。特に、凸フランジ部51は、側床フランジ部143になる箇所と第2予備稜線55を介して連続している。凸フランジ部51は、後述するように、プレス成形品100の傾斜フランジ部190として形成される。
第二実施形態では、中間成形品の構成が第一実施形態と異なっている。すなわち、図26Aに示すように、中間成形品50は、プレス成形品100の袋状部分101に相当する部位57と、凸フランジ部51と、を含む形状を有している。凸フランジ部51は、側縦フランジ部170になる箇所58と、床フランジ部140になる箇所59と後述する第1予備稜線53及び第2予備稜線55を介して連続している。特に、凸フランジ部51は、側床フランジ部143になる箇所と第2予備稜線55を介して連続している。凸フランジ部51は、後述するように、プレス成形品100の傾斜フランジ部190として形成される。
中間成形品50は、図26Aに示すように、凸フランジ部51と側縦フランジ部170になる箇所58との間に第1予備稜線53を有している。第1予備稜線53は、凸フランジ部51と側縦フランジ部170とを連続する、所定の曲率半径を有するR形状部分である。また、中間成形品50は、凸フランジ部51と床フランジ部140になる箇所59との間に第2予備稜線55を有している。特に、第2予備稜線55は、凸フランジ部51と側床フランジ部143になる箇所との間に形成されている。第2予備稜線55は、凸フランジ部51と床フランジ部140とを連続する、所定の曲率半径を有するR形状部分である。
また、図26Bに示すように、凸フランジ部51において、プレス成形品100の上フランジ稜線部194に相当する部位51Aは、平坦な形状とされている。さらに、凸フランジ部51において、プレス成形品100の下フランジ稜線部192に相当する部位51Bは、平坦な形状とされている。
具体的には、凸フランジ部51の段差形状の平坦部分には、予備加工が施されていない。この結果、凸フランジ部51において、上フランジ稜線部194に相当する部位51A、または下フランジ稜線部192に相当する部位51Bが平坦な形状とされている。予備加工が施されていないことにより、中間成形品50がプレス成形品100として成形される際に、上フランジ稜線部194および下フランジ稜線部192の成形性が向上する。
詳細は後述するが、中間成形品50に対して、さらにプレス成形が行われ、凸フランジ部51が平坦化される。また、第1予備稜線53または第2予備稜線55が折り曲げられ、側縦フランジ部170の一部、または側床フランジ部と143の一部として成形される。この結果、傾斜フランジ部190を有するプレス成形品100が成形される。
<2.金型の変更点>
第二実施形態において、図27、図28に示される金型の基本的な構成は、第一実施形態と同様である。ただし、第二実施形態では、上述の中間成形品50を製造し得る点で第1金型200の構成が第一実施形態と異なる。また、第二実施形態では、上述の中間成形品50からプレス成形品100を製造し得る点で第2金型300の構成が第一実施形態と異なる。
第二実施形態において、図27、図28に示される金型の基本的な構成は、第一実施形態と同様である。ただし、第二実施形態では、上述の中間成形品50を製造し得る点で第1金型200の構成が第一実施形態と異なる。また、第二実施形態では、上述の中間成形品50からプレス成形品100を製造し得る点で第2金型300の構成が第一実施形態と異なる。
すなわち、プレス成形品100の製造方法について詳細は後述するが、第1金型200を用いた第1プレス成形(予備成形)によって、ブランク1に対して側縦フランジ部170になる箇所58と床フランジ部140になる箇所59との間に凸フランジ部51を有する中間成形品50が形成される。さらに、第2金型300を用いた第2プレス成形によって、かかる凸フランジ部51を平坦にして傾斜フランジ部190を有するプレス成形品100が形成される。
第2金型の第2ダイ斜面部315は、中間成形品50の凸フランジ部51を上面から押圧し、プレス成形品100に傾斜フランジ部190を形成する。また、第2金型の第2ダイ斜面部315は、第1予備稜線53および第2予備稜線55を折り曲げて、側床フランジ部143の一部と側縦フランジ部170の一部とを成形する。第2ダイ斜面部315は、第2ダイ周壁保持部313のY方向の両側方に設けられ、第2ダイ平面部311から立設された傾斜壁である。第2ダイ縦フランジ形成部317は、第2ダイ斜面部315から立設された壁面であり、後述する第2カム370との間で、プレス成形品100の側縦フランジ部170を含む縦フランジ部160を形成する。
第2金型の第2パンチ330は、中間成形品50の一の面に対して図3におけるZ方向から当接する。例えば、第2金型300が鉛直方向に相対移動する場合、第2パンチ330は、中間成形品50の下面に対して当接する。第2パンチ330は、中間成形品50の凸フランジ部51の一の面側に設けられ、第2ダイ310との間で凸フランジ部51を挟持することにより、傾斜フランジ部190を曲げ成形する。また、第2パンチ330は、傾斜フランジ部190を成形するとともに、第2ダイ310との間で第1予備稜線53および第2予備稜線55を折り曲げて、側縦フランジ部170の一部および側床フランジ部143の一部を形成する。
<3.製造方法の変更点>
第二実施形態において、製造方法の基本的な工程は、第一実施形態と同様である(図2、図3参照)。ただし、第二実施形態では、上述の中間成形品50を製造し得る点で第1プレス成形が第一実施形態と異なる。また、第二実施形態では、上述の中間成形品50からプレス成形品100を製造し得る点で第2プレス成形が第一実施形態と異なる。
第二実施形態において、製造方法の基本的な工程は、第一実施形態と同様である(図2、図3参照)。ただし、第二実施形態では、上述の中間成形品50を製造し得る点で第1プレス成形が第一実施形態と異なる。また、第二実施形態では、上述の中間成形品50からプレス成形品100を製造し得る点で第2プレス成形が第一実施形態と異なる。
(第1プレス成形(予備成形))
具体的には、図29Bに示すように、まず、ブランク1が第1ホルダ210と第1ダイ230とで挟持される。ここで、ブランク1は、図29Aに示すように、平面視(図4AにおけるZ方向視)で、略円形状の板材であり、X方向の最長長さは、170mm程度であり、Y方向の最長長さは、200mm程度とされている。第1ホルダ210と第1ダイ230は、ブランク1において、プレス成形品100の床フランジ部140に相当する部位を挟持する。具体的には、ホルダ平面部211と第1ダイ平面部231とによって、ブランク1の外周縁部が挟持される。
具体的には、図29Bに示すように、まず、ブランク1が第1ホルダ210と第1ダイ230とで挟持される。ここで、ブランク1は、図29Aに示すように、平面視(図4AにおけるZ方向視)で、略円形状の板材であり、X方向の最長長さは、170mm程度であり、Y方向の最長長さは、200mm程度とされている。第1ホルダ210と第1ダイ230は、ブランク1において、プレス成形品100の床フランジ部140に相当する部位を挟持する。具体的には、ホルダ平面部211と第1ダイ平面部231とによって、ブランク1の外周縁部が挟持される。
次に、図30Bに示すように、第1ホルダ210と第1ダイ230とで挟持されたブランク1が、第1パンチ250に対して相対的に移動されて、第1パンチ250とブランク1とが当接する。具体的には、ブランク1の略中央部と、第1パンチ周壁形成部251の上壁面とが、当接する。また、図30Aに示すように、ブランク1のX方向端部1Aが、第1パンチ縦フランジ形成部255と当接し、変形される。
また、第1金型200が、第1パッド270を有する実施形態の場合には、第1パッド270が、絞り成形に先行して、ブランク1に当接する。これにより、プレス成形品100における、周壁部120の形成されていない端部側の天板部110と周壁部120との間の稜線部である、側天板稜線部133の一部が形成される。また、プレス成形品100の中央縦フランジ部180と側縦フランジ部170との間の連続した部位が成形される。つまり、第1プレス成形において、絞り成形がされる前に、第1パッド270と、第1パンチ250とによって、側天板稜線部133の一部と、中央縦フランジ稜線部183および縦フランジコーナ部185が形成される。
具体的には、図30Aに示すように、第1パッド稜線形成部273と、第1パンチ周壁形成部251との間で、ブランク1が挟持されて、側天板稜線部133の一部が形成される。また、第1パッド縦フランジ形成部275が、ブランク1のX方向端部1Aに当接する。これにより、図30Bに示すように、第1パッド縦フランジ形成部275と、第1パンチ縦フランジ形成部255との間で、ブランク1が挟持され、部分的にブランク1が曲げ成形されて、中央縦フランジ部180およびその周辺部位の形成が開始される。
ここで、第1パッド270による側天板稜線部133、および中央縦フランジ部180の成形は、第一実施形態と同様である(図6A~図6D参照)。
続いて、図31Aに示すように、第1ホルダ210と第1ダイ230とで挟持されたブランク1が、第1パンチ250に対してさらに相対的に移動されて、周壁部120が絞り成形によって形成され始める。具体的には、図31Bに示すように、ブランク1の略中央部が、第1ダイ周壁形成部233と第1パンチ周壁形成部251との間で挟持されながら、絞り成形される。このとき、まず、天板稜線部130が絞り成形される。絞り成形で天板稜線部130が形成されるため、天板稜線部130に隣接する箇所のしわの発生が抑制される。実際に、図31Aに示すように、絞り成形に伴い、天板稜線部130から、天板部110および周壁部120にかけて、ブランク1の板厚が一様に減少しており、しわの発生が抑制されている。
また、第1金型200が、第1パッド270を有する実施形態の場合には、第1パッド270が、第1ホルダ210及び第1ダイ230とともに、第1パンチ250に対して相対移動する。図6Cで説明したように、第1パッド稜線形成部273は、第1パンチ250との間で、側天板稜線部133を形成する。また、ブランク1のX方向端部が、第1パッド縦フランジ形成部275と、第1パンチ縦フランジ形成部255とによって挟持されて、曲げ成形されることにより、中央縦フランジ稜線部183が形成される。また、第1ホルダ210と第1ダイ230とによる絞り成形の間、第1パッド天板押さえ部271は、ブランク1の略中央部を上方から保持する。最終的に、第1パッド天板押さえ部271は、第1パンチ周壁形成部251の上壁面との間でブランク1の略中央を挟持する。
第1プレス成形では、図32Aおよび図32Bに示すように、第1ホルダ210と第1ダイ230とで挟持されたブランク1が、第1パンチ250に対してさらに相対的に移動されて、周壁部120が成形される。また、ブランク1が第1パンチ凸形成部253に当接されることで、凸形状の凸フランジ部51が曲げ成形される。具体的には、ブランク1が、第1パンチ250に対して相対移動されることで、ブランク1の一部が、第1ダイ凸形成部235と第1パンチ凸形成部253との間に挟持されて、段差形状に変形されることにより、凸フランジ部51が形成される。さらに、凸フランジ部51とともに、第1予備稜線53及び第2予備稜線55が形成される。凸フランジ部51の段差形状の高さは、ブランク1の板厚、引っ張り強度に基づいて、傾斜フランジ部190が形成可能な程度に適宜設定される。
図33は、第1プレス成形完了後の様子を模式的に示す説明図である。図33に示すように、第1プレス成形終了後、ブランク1は、袋状部分101に相当する部位57と凸フランジ部51とを含む中間成形品50に成形される。第1金型200から取り出された中間成形品50は、第2プレス成形に用いられる。
なお、第1プレス成形において、中間成形品50の天板部110、周壁部120、床フランジ部140、または側縦フランジ部170を含む縦フランジ部160に相当する部位の成す角度は、大きく鈍角となる様に形成されてもよい。これにより、成形時の歪の集中を緩和することができる。この場合、第2プレス成形、または第3プレス成形において、プレス成形品100における各部位の成す角度が、所定の角度となるように成形が行われる。
(第2プレス成形)
第2プレス成形では、中間成形品50が、第2プレス成形における準備として第2金型300に配置される。具体的には、中間成形品50は、第2パンチ330の所定位置に載置される。
第2プレス成形では、中間成形品50が、第2プレス成形における準備として第2金型300に配置される。具体的には、中間成形品50は、第2パンチ330の所定位置に載置される。
具体的には、中間成形品50における周壁部120に相当する部位の内周面と、第2パンチ周壁保持部333の外周面とが接触する。さらに、第2パッド天板押さえ部351が、中間成形品50の天板部110に相当する部位に当接する。中間成形品50は、第2パッド天板押さえ部351によって押し下げられ、第2パンチ周壁保持部333にガイドされて、第2パンチ330に対して相対移動する。
次に、図34Aおよび図34Bに示すように、中間成形品50が、第2パッド天板押さえ部351によって、押し下げられた結果、中間成形品50の床フランジ部140に相当する部位が、第2パンチ平面部331に当接する。また、中間成形品50の袋状部分101の内周面が、第2パンチ周壁保持部333の外周面に当接する。これによって、第2金型300内に、中間成形品50が保持される。このとき、中間成形品50の凸フランジ部51が、第2パンチ斜面部335の上方側に位置している。
図34Cに示すように、凸フランジ部51は、第2パンチ斜面部335に対して離間している。具体的には、凸フランジ部51の第1予備稜線53と第2予備稜線55の頂点同士を結ぶ仮想線VLは、第2パンチ斜面部335との間に所定距離のオフセット量Tを有している。オフセット量Tは、一例として、1mm以上5mm以下である。
オフセット量Tが1mm以上とされることで、後述する第1予備稜線53および第2予備稜線55の折り曲げが実現される。すなわち、傾斜フランジ部190の周辺にしわが分散し、傾斜フランジ部190におけるしわ抑制の効果が向上する。一方、オフセット量Tが5mm以下とされることで、凸フランジ部51を傾斜フランジ部190に形成する際の加工性が向上する。換言すれば、オフセット量Tが5mmより大きい場合、凸フランジ部51を傾斜フランジ部190へ形成する際、潰し代が大きく、加工が困難になる場合があるが、オフセット量Tが所定値以下とされているので、加工がしやすくなる。
続いて、図35Aおよび図35Bに示すように、第2ダイ310が、中間成形品50に向かってZ方向に沿って移動する。第2ダイ平面部311は、第2パンチ平面部331との間で、中間成形品50の床フランジ部140になる箇所59を挟持する。また、第2ダイ周壁保持部313は、第2パンチ周壁保持部333との間で、中間成形品50の周壁部120に相当する部位57を挟持する。第2ダイ斜面部315は、第2パンチ斜面部335との間で凸形状の凸フランジ部51を押圧し、平坦な形状に曲げ成形を行う。この結果、床フランジ部140と側縦フランジ部170との間に連続する傾斜壁である、傾斜フランジ部190が形成される。
また、傾斜フランジ部190が形成される際、図35Cに示すように、凸フランジ部51の第1予備稜線53が、第2ダイ310と第2パンチ330とによって折り曲げられる(図35C中の矢印参照)。この結果、第1予備稜線53は、側縦フランジ部170の一部として形成される。具体的には、第1予備稜線53は、側縦フランジ部170のZ方向の一端部(傾斜フランジ部190側の部分)として形成される。
また、凸フランジ部51の第2予備稜線55が、第2ダイ310と第2パンチ330とによって折り曲げられる(図35C中の矢印参照)。この結果、第2予備稜線55は、側床フランジ部143の一部として形成される。具体的には、第2予備稜線55は、側床フランジ部143のX方向の一端部(傾斜フランジ部190側の部分)として形成される。
ここで、例えば、凸形状の凸フランジ部51を形成することを経ずに、当初から平坦な傾斜壁を形成しようすると、傾斜壁の端部(側面視(Y方向視)した場合のX方向端部)において、肉厚が偏る(しわが集中する)ことを本発明者らは知見した。これは、平坦形状を直接、形成しようとすると、プレス成形中の材料流動によって、傾斜壁の端部へ圧縮歪が集中し、より多くのしわが寄ってしまうことが原因と考えられる。そこで、本発明者らが、鋭意検討したところ、一旦、凸フランジ部51を形成し、当該凸フランジ部51を潰すことでしわを分散し、しわの集中を抑制できることを見出した。具体的には、中間成形品50の凸形状の凸フランジ部51を押圧して、平坦な形状にすることで、プレス成形品100の傾斜フランジ部190におけるしわの集中が抑制される。特に、プレス成形品100が、高張力鋼板から成る場合、凸フランジ部51を押圧して傾斜フランジ部190とすることで、しわの集中を抑制することができる。
さらに、発明者らが鋭意検討したところ、プレス成形品100の傾斜フランジ部190に相当する領域のみを中間成形品50における凸フランジ部51とする場合と比較して、傾斜フランジ部190に相当する領域よりも広い領域に対して加工を加えた方が、しわの集中をより抑制できることを発明者らは知見した。これは、上述したような凸フランジ部51を潰すことによるしわの分散において、その分散範囲を広げることで、傾斜フランジ部190における、しわの集中がさらに抑制されるためと考えられる。
図35D及び図35Eを参照しながら、第二実施形態に係るしわの抑制についてより具体的に説明する。図35Dは、参考例として、第2プレス成形工程における予備稜線の折り曲げを模式的に説明する部分拡大図である。図35Eは、第一実施形態に係る第2プレス成形工程における予備稜線の折り曲げを模式的に説明する部分拡大図である。まず、図35Dに示すように、プレス成形品100の傾斜フランジ部190に相当する領域のみを中間成形品50における凸フランジ部51にしたとする。この場合、凸フランジ部51が圧し潰されることにより、しわが傾斜フランジ部190において分散する。一方、凸フランジ部51に対して変形が加えられるため、変形中の材料流動は、傾斜フランジ部190に留まる。
一方、図35Eに示すように、側縦フランジ部170になる箇所58と凸フランジ部51との間に第1予備稜線53を設け、さらに床フランジ部140になる箇所59と凸フランジ部51の間に第2予備稜線55を設ける。この場合、中間成形品50に第1予備稜線53及び第2予備稜線55を設けることで、傾斜フランジ部190となる領域よりも広い領域が加工の対象となる。
つまり、側縦フランジ部170になる箇所58は、プレス成形品100の側縦フランジ部170よりも側面視(Y方向視)で短い線長とされ、プレス加工の際、第1予備稜線53が折り曲げられることで、側縦フランジ部170として形成される。また、床フランジ部140になる箇所59は、プレス成形品100の床フランジ部140よりも側面視(Y方向視)で短い線長とされ、プレス加工の際、第2予備稜線55が折り曲げられることで、床フランジ部140として形成される。このように、凸フランジ部51を押圧する際に、第1予備稜線53及び第2予備稜線55を折り曲げて、側縦フランジ部170及び側床フランジ部143として形成する。これにより、加工の範囲が広がるので、傾斜フランジ部190だけでなく、周辺の部位にもしわの分散範囲が広がることになる。この結果、プレス成形品100の傾斜フランジ部190における、しわがより抑制される。
続いて、図36Aおよび図36Bに示すように、第2カム370がX方向に沿って移動することで中間成形品50の縦フランジ部に当接する。つまり、第2カム370が、第2パンチ縦フランジ形成部337との間で、中間成形品50の縦フランジ部160に相当する部位を挟持する。以上、第二実施形態に係るプレス成形品100の製造方法における、第1プレス成形、および第2プレス成形について説明した。なお、第二実施形態に係るプレス成形品100の製造方法は、第1プレス成形、第2プレス成形の他、プレス成形品100を製造するために必要な種々の追加工程を含み得る。
なお、第二実施形態について、図37を参照しながら、以下の通り補足する。
第二実施形態において、第1パンチ250は、ブランク1の一の面の傾斜フランジ部190となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して凸フランジ部51を曲げ成形する第1パンチ凸形成部253と、ブランク1の一の面の側縦フランジ部170となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して側縦フランジ部170のうち傾斜フランジ部190側の端部170Aよりも傾斜フランジ部190と反対側に位置する側縦フランジ本体部170Bを少なくとも曲げ成形する第1パンチ縦フランジ形成部255と、ブランク1の一の面の床フランジ部140となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して床フランジ部140のうち傾斜フランジ部190側の端部140Aよりも傾斜フランジ部190と反対側に位置する床フランジ本体部140Bを少なくとも曲げ成形する第1パンチ床フランジ形成部257とを有する。
第二実施形態において、第1パンチ250は、ブランク1の一の面の傾斜フランジ部190となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して凸フランジ部51を曲げ成形する第1パンチ凸形成部253と、ブランク1の一の面の側縦フランジ部170となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して側縦フランジ部170のうち傾斜フランジ部190側の端部170Aよりも傾斜フランジ部190と反対側に位置する側縦フランジ本体部170Bを少なくとも曲げ成形する第1パンチ縦フランジ形成部255と、ブランク1の一の面の床フランジ部140となる領域に当接して、第1ダイ230とともにブランク1に対して床フランジ部140のうち傾斜フランジ部190側の端部140Aよりも傾斜フランジ部190と反対側に位置する床フランジ本体部140Bを少なくとも曲げ成形する第1パンチ床フランジ形成部257とを有する。
また、第二実施形態において、第1パンチ縦フランジ形成部255は、側縦フランジ部170のうち側縦フランジ本体部170Bと、側縦フランジ本体部170Bと凸フランジ部51とを繋ぐ第1予備稜線53をブランク1に曲げ成形する形状を有する。また、第1パンチ床フランジ形成部257は、床フランジ部140のうち床フランジ本体部140Bと、床フランジ本体部140Bと凸フランジ部51とを繋ぐ第2予備稜線55をブランク1に曲げ成形する形状を有する。
第2ダイ310は、凸フランジ部51の他の面に当接する斜面312を含む。第2パンチ330は、凸フランジ部51の一の面側に設けられ、第2ダイ310との間で凸フランジ部51を挟持することにより、凸フランジ部51から傾斜フランジ部190を曲げ成形する第2パンチ斜面部335を有する。また、第2パンチ330は、第2ダイ310とで第1予備稜線53を側縦フランジ部170の一部に曲げ成形する第1曲げ成形部341、及び、第2ダイ310とで第2予備稜線55を床フランジ部140の一部に曲げ成形する第2曲げ成形部342の少なくともいずれか一方を有する。第2パンチ330は、第1曲げ成形部341及び第2曲げ成形部342の両方を有していてもよい。
そして、第二実施形態において、第1プレス成形は、第1パンチ250に設けられた第1パンチ凸形成部253にブランク1が当接することで、傾斜フランジ部190に成形される凸形状の凸フランジ部51をブランク1に曲げ成形すること、第1パンチ250にブランク1が当接することで、側縦フランジ部170のうち傾斜フランジ部190側の端部170Aよりも傾斜フランジ部190と反対側に位置する側縦フランジ本体部170Bと、床フランジ部140のうち傾斜フランジ部190側の端部140Aよりも傾斜フランジ部190と反対側に位置する床フランジ本体部140Bとを少なくともブランク1に曲げ成形すること、を含む加工をブランク1に施すことにより、ブランク1から中間成形品50を形成する。
この第1プレス成形は、第1パンチ250にブランク1が当接することで、側縦フランジ部170のうち側縦フランジ本体部170Bと、側縦フランジ本体部170Bと凸フランジ部51とを繋ぐ第1予備稜線53と、床フランジ部140のうち床フランジ本体部140Bと、床フランジ本体部140Bと凸フランジ部51とを繋ぐ第2予備稜線55とをブランク1に曲げ成形することを含む。
また、第二実施形態において、第2プレス成形は、中間成形品50に対し、第2ダイ310と第2パンチ330とで、第1予備稜線53を側縦フランジ部170の一部とする曲げ成形、及び第2予備稜線55を床フランジ部140の一部とする曲げ成形の少なくともいずれか一方を行うことを含む。第2プレス成形は、中間成形品50に対し、第2ダイ310と第2パンチ330とで、第1予備稜線53を側縦フランジ部170の一部とする曲げ成形、及び第2予備稜線55を床フランジ部140の一部とする曲げ成形の両方を行ってもよい。また、第2プレス成形は、中間成形品50に対し、第2ダイ310と第2パンチ330とで凸フランジ部51を傾斜フランジ部190に曲げ成形することを含む。
なお、プレス成形品100が、傾斜フランジ部190と側縦フランジ部170との間に形成された上フランジ稜線部194と、傾斜フランジ部190と床フランジ部140との間に形成された下フランジ稜線部192とを含む場合、第1プレス成形は、凸フランジ部51において、上フランジ稜線部194になる箇所又は下フランジ稜線部192になる箇所の少なくとも一方を、平坦形状にしてもよい。
(作用効果)
第二実施形態によれば、プレス成形品100において、床フランジ部140と側縦フランジ部170とが、傾斜フランジ部190によって連続している。また、床フランジ部140、および側縦フランジ部170が、袋状部分101から延在されて、連続している。これにより、プレス成形品100の剛性が向上し、ねじれや圧壊に対する抵抗力が増すとともに、荷重伝達能力も向上する。
第二実施形態によれば、プレス成形品100において、床フランジ部140と側縦フランジ部170とが、傾斜フランジ部190によって連続している。また、床フランジ部140、および側縦フランジ部170が、袋状部分101から延在されて、連続している。これにより、プレス成形品100の剛性が向上し、ねじれや圧壊に対する抵抗力が増すとともに、荷重伝達能力も向上する。
さらに、第二実施形態によれば、プレス成形品100における、床フランジ部140と側縦フランジ部170との間が連続した部位において、凸フランジ部51を形成した中間成形品50を用いて、傾斜フランジ部190を形成するので、肉厚の偏りをなくすことができる。すなわち、一旦、凸形状を形成した中間成形品50に対して、当該凸形状を平坦化することで、プレス中の材料流動によって傾斜フランジ部190にしわが集中することを抑制し、傾斜フランジ部190のしわを分散できる。この結果、袋状部分101を有するプレス成形品100に絞り成形を適用する場合でも、床フランジ部140と側縦フランジ部170との間に発生するしわの集中を抑制できる。
また、中間成形品50の第1予備稜線53および第2予備稜線55が折り曲げられ、それぞれ側縦フランジ部170の一部および側床フランジ部143の一部として形成される。これにより、傾斜フランジ部190から、しわの分散する範囲が広がり、傾斜フランジ部190に生じるしわがより抑制される。さらに、傾斜フランジ部190における、しわの抑制効果が確保されるので、傾斜フランジ部190の線長を短くすることができ、プレス成形品100における荷重伝達能力がさらに向上する。
また、傾斜フランジ部190の長さLがプレス成形品100の高さHに対して比較的小さいプレス成形品100を第二実施形態に記載した製造方法で製造する場合は、オフセット量T(図34C参照。)を比較的大きく設定することができ、凸フランジ部51の第1予備稜線53と第2予備稜線55の間の領域を傾斜フランジ部190の領域に対して広く設定することができる。そのため、傾斜フランジ部190の成形に伴い生じるしわを、広い領域に分散させることができ、しわ分散効果が顕著になる。したがって、傾斜フランジ部190の長さLが高さHに対して小さいほど、第二実施形態に係るプレス成形品の製造方法の、第一実施形態に係るプレス成形品の製造方法に対する優位性が向上する。
また、第二実施形態によれば、絞り成形によって、プレス成形品100の周壁部120を含む袋状部分101が形成される。また、曲げ成形によって、凸フランジ部51と、側縦フランジ部170を含む縦フランジ部160が形成される。このように、曲げ成形のみでは実現できなかった、袋状部分101を有するとともに、床フランジ部140と側縦フランジ部170とが連続するプレス成形品100を、絞り成形と曲げ成形の組み合わせによって成形することが実現される。
また、第二実施形態によれば、凸フランジ部51は、側面視で段差形状を有している。凸フランジ部51が段差形状を有していることで、凸フランジ部51の側面視での線長が十分確保され、第2プレス成形中のしわの分散が効果的に行われる。
なお、第二実施形態において、中間成形品50に第1予備稜線53および第2予備稜線55の両方が設けられ、第1予備稜線53および第2予備稜線55が、それぞれ側縦フランジ部170および側床フランジ部143として形成される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、中間成形品50に第1予備稜線53または第2予備稜線55のいずれか一方が設けられ、第1予備稜線53または第2予備稜線55のいずれか一方が、それぞれ側縦フランジ部170および側床フランジ部143として形成されてもよい。以上、本発明の一の実施形態について説明した。
本発明に係る製造方法、プレス成形品100およびプレス成形装置の効果を確認するため、第二実施形態に係る製造方法を適用して成形されたプレス成形品100のしわによる影響の抑制に関する特性評価を行った。
具体的には、第二実施形態に係る製造方法を想定したシミュレーション計算を行い、計算結果のモデル形状における板厚減少率(板減率)によってしわの発生の目安とした。シミュレーション条件は、引張強度で440MPa級の板厚2.3mm程度の鋼板を用いたプレス成形とした。
図38は、実施例のシミュレーション結果を示す図である。図38に示すように、板厚減少率が著しく変化した部位は見受けられず、しわが分散した。すなわち、本実施例によれば、しわの集中が抑制されることが示された。また、板厚減少率が所定値以下となる領域が、参考例と比較して広くなっており、しわの集中がより抑制されることが示された。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示は係る実施形態に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施形態において、天板部110、周壁部120、床フランジ部140等が直交する例を示したが、本開示は、かかる例に限定されない。隣接する各部位の延在される方向は、直交される方向に限定されず、プレス成形品100に求められる強度、剛性によって適宜設定される。
また、上記実施形態において、天板部110、周壁部120、床フランジ部140等が、平面形状である例を示したが、本開示は、かかる例に限定されない。例えば、上記部位が、部分的な凹凸、曲面を有してもよく、また、部分的に開口を有してもよい。
また、上記実施形態において、プレス成形品100が、稜線部、コーナ部を有する例を示したが、本開示は、かかる例に限定されない。例えば、天板部110と周壁部120との間には、天板稜線部130が形成されず、天板部110と周壁部120が直接連結されるように構成してもよい。
なお、日本国特許特願2019-143704及び日本国特許特願2019-230803の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
1 ブランク(金属板)
50 中間成形品
51 凸フランジ部
53 第1予備稜線
55 第2予備稜線
100 プレス成形品
101 袋状部分
110 天板部
120 周壁部
130 天板稜線部
133 側天板稜線部
140 床フランジ部
143 側床フランジ部
150 床フランジ稜線部
160 縦フランジ部
170 側縦フランジ部
180 中央縦フランジ部
190 傾斜フランジ部
200 第1金型
210 ホルダ
230 第1ダイ
250 第1パンチ
253 第1パンチ凸形成部(凸部)
270 第1パッド
300 第2金型
310 第2ダイ
315 第2ダイ斜面部(斜面)
330 第2パンチ
350 第2パッド
370 第2カム
500 プレス成形装置
50 中間成形品
51 凸フランジ部
53 第1予備稜線
55 第2予備稜線
100 プレス成形品
101 袋状部分
110 天板部
120 周壁部
130 天板稜線部
133 側天板稜線部
140 床フランジ部
143 側床フランジ部
150 床フランジ稜線部
160 縦フランジ部
170 側縦フランジ部
180 中央縦フランジ部
190 傾斜フランジ部
200 第1金型
210 ホルダ
230 第1ダイ
250 第1パンチ
253 第1パンチ凸形成部(凸部)
270 第1パッド
300 第2金型
310 第2ダイ
315 第2ダイ斜面部(斜面)
330 第2パンチ
350 第2パッド
370 第2カム
500 プレス成形装置
Claims (13)
- 天板部と、
前記天板部の三方の周縁部に沿って形成され、前記天板部の延在方向と交差する方向に、当該周縁部から延在された、周壁部と、
前記周壁部の延在方向と交差する方向に、前記周壁部の前記天板部と連続した端部と反対側の端部から外方へ延在された床フランジ部と、
前記周壁部の周方向の端部から外方へ延在された側縦フランジ部と、
前記側縦フランジ部と前記床フランジ部との間に連続する傾斜壁である傾斜フランジ部と、
を含む、プレス成形品を、第1プレス成形と第2プレス成形とを含んで製造する方法であって、
前記第1プレス成形は、
第1ホルダと第1ダイとで金属板の前記床フランジ部になる箇所を挟持した状態で、前記第1ホルダと前記第1ダイとで挟持された前記金属板を、第1パンチに対して相対移動させて、前記金属板に前記周壁部を絞り成形すること、
前記第1パンチに設けられた第1パンチ凸形成部に前記金属板が当接することで、前記傾斜フランジ部に成形される凸形状の凸フランジ部を前記金属板に曲げ成形すること、
前記第1パンチに前記金属板が当接することで、前記側縦フランジ部のうち前記傾斜フランジ部側の端部よりも前記傾斜フランジ部と反対側に位置する側縦フランジ本体部と、前記床フランジ部のうち前記傾斜フランジ部側の端部よりも前記傾斜フランジ部と反対側に位置する床フランジ本体部とを少なくとも前記金属板に曲げ成形すること、
を含む加工を前記金属板に施すことにより、前記金属板から中間成形品を形成し、
前記第2プレス成形は、
前記中間成形品に対し、第2ダイと第2パンチとで前記凸フランジ部を前記傾斜フランジ部に曲げ成形することを含む、
プレス成形品の製造方法。 - 前記プレス成形品は、
前記天板部の延在方向と交差する方向であって前記周壁部の延在された方向と反対の方向に、前記天板部における前記周壁部の形成されていない端部から延在されて、前記側縦フランジ部と連続した中央縦フランジ部をさらに含み、
前記第1プレス成形において、前記絞り成形がされる前に、
第1パッドと前記第1パンチとで前記金属板に、前記周壁部の形成されていない端部側の前記天板部と前記周壁部との間の稜線部と、前記中央縦フランジ部と前記側縦フランジ部との間の連続した部位と、を成形する、
請求項1に記載のプレス成形品の製造方法。 - 前記第1プレス成形は、前記第1プレス成形した後の側面視で少なくとも一つの段差形状を有する前記凸フランジ部を前記金属板に曲げ成形することを含む、
請求項1又は2に記載のプレス成形品の製造方法。 - 前記第1プレス成形は、
前記第1パンチに前記金属板が当接することで、前記側縦フランジ部と、前記床フランジ部とを前記金属板に曲げ成形することを含む、
請求項1~3のいずれか一項に記載のプレス成形品の製造方法。 - 前記第1プレス成形は、
前記第1パンチに前記金属板が当接することで、前記側縦フランジ部のうち前記側縦フランジ本体部と、前記側縦フランジ本体部と前記凸フランジ部とを繋ぐ第1予備稜線と、前記床フランジ部のうち前記床フランジ本体部と、前記床フランジ本体部と前記凸フランジ部とを繋ぐ第2予備稜線とを前記金属板に曲げ成形することを含み、
前記第2プレス成形は、
前記中間成形品に対し、前記第2ダイと前記第2パンチとで、前記第1予備稜線を前記側縦フランジ部の一部とする曲げ成形、及び前記第2予備稜線を前記床フランジ部の一部とする曲げ成形の少なくともいずれか一方を行うことを含む、
請求項1~3のいずれか一項に記載のプレス成形品の製造方法。 - 前記第2プレス成形は、
前記第2ダイと前記第2パンチとで、前記第1予備稜線を前記側縦フランジ部の一部に曲げ成形し、前記第2予備稜線を前記床フランジ部の一部に曲げ成形することを含む、
請求項5に記載のプレス成形品の製造方法。 - 前記プレス成形品は、前記傾斜フランジ部と前記側縦フランジ部との間に形成された上フランジ稜線部と、前記傾斜フランジ部と前記床フランジ部との間に形成された下フランジ稜線部とを含み、
前記第1プレス成形は、前記凸フランジ部において、前記上フランジ稜線部になる箇所又は前記下フランジ稜線部になる箇所の少なくとも一方を、平坦形状にする、
請求項5又は6に記載のプレス成形品の製造方法。 - 天板部と、
前記天板部の三方の周縁部に沿って形成され、前記天板部の延在方向と交差する方向に、当該周縁部から延在された、周壁部と、
前記周壁部の延在方向と交差する方向に、前記周壁部の前記天板部と連続した端部と反対側の端部から外方へ延在された床フランジ部と、
前記周壁部の周方向の端部から外方へ延在された側縦フランジ部と、
前記側縦フランジ部と前記床フランジ部との間に連続する傾斜壁である傾斜フランジ部と、
を含む、プレス成形品。 - 前記床フランジ部、前記側縦フランジ部、及び傾斜フランジ部を含み、前記プレス成形品の周囲に形成されたフランジが、前記プレス成形品の全周に亘って連続している、
請求項8に記載のプレス成形品。 - 前記傾斜フランジ部は、側面視したときの線長が、前記天板部と前記床フランジ部との間の距離の10%以上70%以下とされる、
請求項8又は9に記載のプレス成形品。 - 天板部と、
前記天板部の三方の周縁部に沿って形成され、前記天板部の延在方向と交差する方向に、当該周縁部から延在された、周壁部と、
前記周壁部の延在方向と交差する方向に、前記周壁部の前記天板部と連続した端部と反対側の端部から外方へ延在された床フランジ部と、
前記周壁部の周方向の端部から外方へ延在された側縦フランジ部と、
前記側縦フランジ部と前記床フランジ部との間に連続する傾斜壁である傾斜フランジ部と、
を含む、プレス成形品を得るためのプレス成形装置であって、
金属板の一の面の前記床フランジ部となる領域に当接する部分を有する第1ホルダと、
前記金属板の他の面の前記床フランジ部となる領域に当接する部分と、前記第1ホルダとの間で前記金属板を挟持する部分と、前記金属板の前記周壁部となる領域に当接する部分とを有する第1ダイと、
第1パンチと、
を含み、
前記第1パンチは、
前記金属板の前記一の面の前記周壁部となる領域に当接して、前記第1ダイとともに前記金属板に対して前記周壁部を絞り成形する第1パンチ周壁形成部と、
前記金属板の前記一の面の前記傾斜フランジ部となる領域に当接して、前記第1ダイとともに前記金属板に対して凸フランジ部を曲げ成形する第1パンチ凸形成部と、
前記金属板の前記一の面の前記側縦フランジ部となる領域に当接して、前記第1ダイとともに前記金属板に対して前記側縦フランジ部のうち前記傾斜フランジ部側の端部よりも前記傾斜フランジ部と反対側に位置する側縦フランジ本体部を少なくとも曲げ成形する第1パンチ縦フランジ形成部と、
前記金属板の前記一の面の前記床フランジ部となる領域に当接して、前記第1ダイとともに前記金属板に対して前記床フランジ部のうち前記傾斜フランジ部側の端部よりも前記傾斜フランジ部と反対側に位置する床フランジ本体部を少なくとも曲げ成形する第1パンチ床フランジ形成部とを有し、
前記プレス成形装置は、
前記凸フランジ部の前記他の面に当接する斜面を含む第2ダイと、
第2パンチと、
をさらに含み、
前記第2パンチは、前記凸フランジ部の前記一の面側に設けられ、前記第2ダイとの間で前記凸フランジ部を挟持することにより、前記凸フランジ部から前記傾斜フランジ部を曲げ成形する第2パンチ斜面部を有する、
プレス成形装置。 - 前記第1パンチ縦フランジ形成部は、前記側縦フランジ部を曲げ成形する形状を有し、
前記第1パンチ床フランジ形成部は、前記床フランジ部を曲げ成形する形状を有する、
請求項11に記載のプレス成形装置。 - 前記第1パンチ縦フランジ形成部は、前記側縦フランジ部のうち前記側縦フランジ本体部と、前記側縦フランジ本体部と前記凸フランジ部とを繋ぐ第1予備稜線を前記金属板に曲げ成形する形状を有し、
前記第1パンチ床フランジ形成部は、前記床フランジ部のうち前記床フランジ本体部と、前記床フランジ本体部と前記凸フランジ部とを繋ぐ第2予備稜線を前記金属板に曲げ成形する形状を有し、
前記第2パンチは、前記第2ダイとで前記第1予備稜線を前記側縦フランジ部の一部に曲げ成形する第1曲げ成形部、及び、第2ダイとで前記第2予備稜線を前記床フランジ部の一部に曲げ成形する第2曲げ成形部の少なくともいずれか一方を有する、
請求項11に記載のプレス成形装置。
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