WO2021181982A1 - プレス部品の製造方法、プレス成形用の金属板、及び高張力鋼板 - Google Patents

Abstract

側面視で天板部が凸又は凹に湾曲した１又は２以上の湾曲部をあるプレス部品形状へのプレス成形の際に、簡易な手段で、しわ発生を抑制する。天板部（１Ａ）と上記天板部（１Ａ）の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部（１ｄ）を介して連続する側壁部（１Ｂ）とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部（１Ａ）が凸又は凹となるように湾曲した湾曲部（１０）を１又は２以上有するプレス部品形状（１）に、金属板（４）を成形するプレス部品の製造方法であって、上記金属板（４）に対し、上記第１曲げ部（１ｄ）となる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビード（４ａ）を形成する工程を有する第１予備成形工程と、上記第１予備成形工程後の上記金属板（４）を上記プレス部品形状（１）に成形する第１部品成形工程と、を備える。

Description

プレス部品の製造方法、プレス成形用の金属板、及び高張力鋼板

　本発明は、少なくとも天板部と天板部の幅方向の少なくとも一方に連続する側壁部とを有するコ字状断面、ハット形断面、Ｌ字状断面などの断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って、側面視で天板部が当該天板部の板厚方向へ凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状のプレス部品を製造するプレス部品の製造方技術に関する。

　自動車や家電をはじめ、多くのプレス部品は、平坦な金属板を様々な形状に変形させることで作られる。プレス部品を大量生産する場合、プレス部品の製造に、プレス機と金型を用いて金属板を変形させるプレス成形（プレス加工）が広く用いられている。通常、加工前の金属板は平坦であるから、それを複雑な立体形状に変形させるには、金属板が、立体形状に合わせて伸び縮みをしなければならない。しかし、プレス部品の形状が複雑になるほど、立体形状に合わせた伸び縮みを金属板に与えることは困難になる。特に、プレス成形する金属板が、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高張力鋼板やアルミニウム合金板等からなり、且つ当該金属板として延性やランクフォード値が劣る難成形部材を採用した場合、上記の困難が生じやすくなる。

　プレス成形において、立体形状に合わせた伸び縮みを金属板に与えられない場合、金属板に割れやしわといった成形不良が発生する。すなわち、金属板が立体形状に変形させられる際、金属板の長さが不足して周囲から不足分を補えない部位では、金属板は伸びざるを得ず、金属板が自身の延性を超えて引っ張られると割れが発生する。一方、立体形状に変形させられる際に、金属板の長さが縮まなければならない場合や、周囲から過剰に流入する部位では、しわが発生する傾向にある。

　プレス成形が困難な部品形状の例として、天板部とその天板部に連続する縦壁部とその縦壁部に連続して形成されたフランジ部とを備えた断面を有し、且つ長手方向に沿って側面視で１又は２以上の湾曲形状を有するプレス成形部品がある。
　このような複雑な部品形状を平坦な金属板からプレス成形する場合、成形途中で金属板に引張変形や圧縮変形が発生するため、プレス部品に割れやしわが発生しやすい。

　ここで、上記のような複雑な形状を有する製品を金属板からプレス成形する場合、例えば、パンチ、ダイ、及びパッドからなる金型を用いた曲げ加工や、パンチ、ダイ、及びブランクホルダー（しわ押さえ）からなる金型を用いた絞り加工が行われる。曲げ加工の場合は、フランジ部にしわが発生し成形不良の原因となる。また、絞り加工の場合は、天板部にしわが発生し成形不良の原因となる。
　この問題の対策として、例えば、特許文献１に記載のような湾曲部品の製造方法及び湾曲部品の製造装置がある。

特許第５７３３４７５号公報

　ここで、曲げ加工の場合、天板部をパッドで拘束するため、天板部での引張変形や圧縮変形を抑制できる。しかしフランジ部が拘束されないため、引張変形や圧縮変形の影響を受け、金属板にしわが発生する傾向がある。また、絞り加工の場合、フランジ部をブランクホルダーで拘束するため、フランジ部での引張変形や圧縮変形を抑制できる。しかし天板部は拘束されないため、引張変形や圧縮変形の影響を受けしわが発生する傾向になる。そのため、部品形状全体で発生する金属板の引張・圧縮変形を考慮しなければ、しわの発生を抑制することは出来ない。

　また、フォーム工法については、天板部及びフランジ部ともに拘束しないため、天板部及びフランジ部の両方に大きなしわが発生する傾向がある。このため、フォーム工法での成形は、主として用いられず、形状が複雑なプレス部品は、曲げ工法やドロー工法、及びその複合工程で成形されることが多い。
　ここで、特許文献１に記載の方法では、天板部をパッドで拘束し、かつフランジ部もブランクホルダーで拘束することで、天板部とフランジ部での両方の引張・圧縮変形を抑制することができる。しかし、通常の絞り工程に加えてパッドで材料を拘束する必要があり、生産性が劣る。また、特許文献１に記載の方法は、金型のコストも高い。

　本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、側面視で天板部が凸又は凹に湾曲した１又は２以上の湾曲部があるプレス部品形状へのプレス成形の際に、簡易な手段で、しわ発生を抑制することを目的とする。

　発明者らは、天板部とその天板部の両側に形成された縦壁部とその縦壁部に連続して形成されたフランジ部とを備えたハット形断面で且つ側面視で上下に湾曲形状を有するプレス成形部品を対象に、割れやしわが発生することなく成形でき、かつ複雑な金型構成を要しないプレス方法について検討した。そして、下記の知見を得た。
（１）予成形にてダイ肩稜線部の形状剛性を上げ、次工程で曲げ工法にて製品形状に成形することでフランジ部のしわを抑制することが可能である。
（２）また、ダイ肩稜線部に加え、パンチ肩稜線部の形状剛性を上げ、次工程で曲げ工法にて製品形状に成形することで、フランジ部のしわに加え、天板部のしわも抑制することが可能である。
　本発明は、上記知見に基づきなされたものである。

　すなわち、課題解決のために、本発明の一態様は、天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部が凸又は凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状に、金属板を成形するプレス部品の製造方法であって、上記金属板に対し、上記第１曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第１のビードを形成する工程を有する第１予備成形工程と、上記第１予備成形工程後の上記金属板を上記プレス部品形状に成形する第１部品成形工程と、を備えることを要旨とする。

　また、本発明の一態様は、天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部と上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部が凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状に、金属板を成形するプレス部品の製造方法であって、上記金属板に対し、上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第２のビードを形成する第２予備成形工程と、上記第２予備成形工程後の上記金属板を上記プレス部品形状に成形する第２部品成形工程と、を備えることを要旨とする。

　また、本発明の一態様は、天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部が凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状にプレス成形するための金属板であって、上記第１曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って延在する第１のビードを有することを要旨とする。また、本発明の一態様は、天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部とその側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部が凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状にプレス成形するための金属板であって、上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第２のビードを有することを要旨とする。

　本発明の態様によれば、側面視で上下に湾曲する湾曲形状を有するプレス部品形状に金属板をプレス成形する前に、天板部と側壁部とを接続する曲げ部からなる稜線部や側壁部とフランジ部とを接続する曲げ部からなる稜線部となる位置の少なくとも一方の稜線部に沿って、連続して（連続的）若しくは部分的にビードが形成される。この結果、本発明の態様によれば、プレス部品形状に成形する際における長手方向に沿った形状剛性が向上して、必ずしも金型で天板部やフランジ部を拘束してプレス成形しなくても、しわ発生を効率的に抑制可能となる。

本発明に基づく実施形態に係るプレス部品形状を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＡ－Ａ断面図である。 本発明に基づく実施形態に係るプレス部品の製造方法の工程例を示す図である。 予備成形工程での金型の成形面を説明する図である。 部品成形工程での金型の成形面を説明する図である。 従来におけるシワ発生の原因を説明する、側面からみた模式図である。 予備成形工程後のビード例を示す正面からみた模式図である。 本発明に基づく実施形態での、シワ抑制を説明する、側面からみた模式図である。 本発明に基づく実施形態に係る変形例での処理工程を説明する図である。 シワ発生の例を示す図である。

　次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　（プレス部品形状）
　本実施形態が対象とするプレス成形後のプレス部品形状は、少なくとも天板部とその左右幅方向両側の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部とを有するコ字状断面、ハット形断面、Ｌ字状断面などの断面の形状となっている。更に、上記のプレス部品形状は、上記断面（板幅方向）に交差する方向である、長手方向の１箇所若しくは２箇所以上に、長手方向に沿って側面視で天板部が凸又は凹に湾曲した湾曲部を１又は２以上有する形状である。なお、ハット形断面の場合、プレス部品形状は、長手方向に沿って、側面視で、フランジ部も天板部の湾曲に倣った形状となっている。

　ここで、本実施形態は、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高張力鋼板やアルミニウム合金板等、延性やランクフォード値が劣る難成形部材からなる金属板を用いた、プレス部品の製造に好適な技術である。
　なお、側面視で天板部が凸若しくは凹となるように湾曲とは、長手方向に沿って天板部の板厚方向に凸若しくは凹となるように湾曲する場合である。

　本実施形態では、プレス成形後の目的のプレス部品形状１として、図１に示すような、ハット形断面で、且つ長手方向に沿って２箇所に湾曲部１０を有するプレス部品形状１に成形する場合を例に挙げて説明する。すなわち、本実施形態では、図１に示すように、目的のプレス部品形状１として、ハット形断面であり且つ長手方向に沿って２箇所、つまり天板部１Ａが凹に湾曲（下側に屈曲）する湾曲部１０Ａと天板部１Ａが凸に湾曲（上側に屈曲）する湾曲部１０Ｂがある場合を例示する。但し、本実施形態は、湾曲部１０が１箇所でも良いし、湾曲部１０が３箇所以上であっても良い。また湾曲部１０が２箇所以上であっても、その隣り合う２箇所の湾曲部１０が共に同方向に湾曲した形状であっても構わない。
　なお、図１に併記した寸法は、実施例での寸法であって、本発明を何ら制限するものではない。

　（構成）
　本実施形態のプレス部品の製造方法は、図２に示すように、予備成形工程２と部品成形工程３とを備える。

　＜予備成形工程２＞
　予備成形工程２は、本成形前の予備的な成形を金属板に施して、しわが発生し難い、本成形用の金属板を得る工程である。
　予備成形工程２は、平坦な金属板に対し、プレス部品形状１の長手方向に沿ってプレス部品形状１に設ける湾曲部１０の湾曲に倣った湾曲形状を付与する第１工程２Ａと、第１曲げ部１ｄ及び第２曲げ部１ｅとなる位置に、第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを形成する第２工程２Ｂと、を有する。第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂは、それぞれ長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する。
　第２工程２Ｂは、第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂの一方だけを形成する工程でも良い。また、長手方向において、第１のビード４ａの形成位置と第２のビード４ｂの形成位置とが重ならないように配置してもよい。
　また、予備成形工程２は、第２工程２Ｂだけから構成されていてもよい。

　本明細書で、「長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在するビード」とは、金属板４の長手方向全長に亘って連続してビードが形成されている場合、及び、金属板４の長手方向に沿った一部にビードが形成されている場合を含む。複数個のビードが、金属板４の長手方向に沿って間隔を空けて形成されていてもよい。例えば、プレス部品形状１が複数の湾曲部１０を有する場合、２以上の湾曲部１０となる箇所に連続してビードが形成されていても良いし、各湾曲部１０毎に個別にビードが形成されていてもよい。

　第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂの断面形状の例を図６に示す。図６に示す例は、第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂをフルビードで構成した例である。
　ここで、本実施形態のビード４ａ、４ｂは、屈曲形状の断面が断面に交叉する方向（長手方向（金属板４の天板部の長手方向））に延在した形状となっている。ビード４ａ、４ｂは、フルビードや、断面段差形状のハーフビードなどからなる。

　プレス部品形状１に設けられる湾曲部１０の湾曲に倣った湾曲形状は、プレス部品形状１の天板部１Ａの側面視における輪郭形状（例えば、第１曲げ部１ｄで形成される稜線部の長手方向に沿ったプロフィール形状）を採用する。側面視における、金属板４に付与する湾曲形状の湾曲部１０の曲率半径は、プレス部品形状１に設ける湾曲部１０の曲率半径と等しく設定することが好ましい。金属板４の付与する湾曲形状の湾曲部１０の曲率半径とプレス部品形状１に設ける湾曲部１０の曲率半径との差は、例えばプレス部品形状１に設ける湾曲部１０の曲率半径の±１０％以下とすることが好ましい。

　第１曲げ部１ｄは、天板部１Ａと縦壁部との間に形成される稜線部１Ｄの断面に対応する。この稜線部１Ｄは、上側に凸となるように曲がっている。また、第２曲げ部１ｅは、縦壁部とフランジ部１Ｃとの間に形成される稜線部１Ｅの断面に対応する。この稜線部１Ｅは、上側に凹となるように曲がっている。
　ここで、第２工程２Ｂは、第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂのうちの、一方のビードだけを形成する処理構成であっても良い。
　本実施形態では、第１工程２Ａと第２工程２Ｂが、１つの金型によるプレス加工によって実行される。

　使用する金型は、図３に示すように、上型（ダイ）及び下型（パンチ）の成形面２０、２１に、側面視で、プレス部品形状１が有する湾曲形状と同様な湾曲が付与されている。本実施形態のプレス部品形状１は、天板部１Ａが凹に湾曲（下側に屈曲）する湾曲部１０Ａと天板部１Ａが凸に湾曲（上側に屈曲）する湾曲部１０Ｂを有する形状となっている。この側面視の形状に沿った形状に、上型（ダイ）及び下型（パンチ）の成形面２０、２１が、凹に湾曲（下側に屈曲）する部分と天板部１Ａが凸に湾曲（上側に屈曲）する部分を有する面形状となっている。
　これによって、金属板４には、例えば、幅方向（プレス部品形状１の幅方向と同方向）に、同一の湾曲形状を付与される。
　上型（ダイ）及び下型（パンチ）の成形面２０、２１の側面視における湾曲形状は、プレス部品形状１における側面視における天板部１Ａでの湾曲形状に等しいことが好ましい。

　通常、長手方向に沿った、側面視における天板部１Ａの湾曲形状とフランジ部１Ｃの湾曲形状は等しいかほぼ等しい。このため、上型（ダイ）及び下型（パンチ）の成形面の側面視における湾曲形状は、長手方向に沿った天板部１Ａの湾曲形状に倣った形状とすればよい。側面視における天板部１Ａの湾曲形状とフランジ部１Ｃの湾曲形状とが異なっている場合には、天板部１Ａとなる面位置及びフランジ部１Ｃとなる面位置の各湾曲形状を異なる形状としても良い。この場合、湾曲形状の差は、縦壁部を形成する成形面で吸収すればよい。

　更に、上型（ダイ）及び下型（パンチ）の成形面２０、２１には、第１曲げ部１ｄ及び第２曲げ部１ｅとなる位置に沿って、すなわち、それぞれ長手方向に沿って延在する第１のビード４ａに倣ったビード形状２０ａ、２１ａ及び第２のビード４ｂに倣ったビード形状２０ｂ、２１ｂが形成されている。第１のビード形状２０ａ、２１ａ及び第２のビード形状２０ｂ、２１ｂを形成する位置は、部品成形工程３における、部品成形工程３での金型のパンチ肩稜線部及びダイ肩稜線部に当接可能な位置である。

　ここで、第１のビード４ａは、第１曲げ部１ｄの凸方向と同方向に凸となる形状（断面上方に凸となる形状）であることが好ましい（図６参照）。
　また、第１のビード４ａのビード高さは、上記金属板４の板厚の２倍以上であることが好ましい。第１のビード４ａのビード高さの上限値は、２０ｍｍである。
　また、第２のビード４ｂは、上記第２曲げ部１ｅの凸方向と同方向に凸となる形状（下方にとつとなる形状）であることが好ましい（図６参照）。
　上記第２のビード４ｂのビード高さは、上記金属板４の板厚の２倍以上であることが好ましい。第２のビード４ｂの高さの上限値は、２０ｍｍである。
　そして、予備成形工程２では、上記の上型及び下型を用いて金属板４をプレス成形し、長手方向に沿って湾曲し且つ、長手方向に沿って延びる第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを備えた金属板４とする。

　＜部品成形工程３＞
　部品成形工程３は、予備成形工程で処理後の金属板４を、目的のプレス部品形状１に成形する本成形工程である。
　部品成形工程３は、図４に示すような成形面２２、２３を有する金型を用いて、予備成形工程２の処理後の金属板４をプレス成形して、目的とするプレス部品形状１のプレス部品とする。
　図４では、金型が、金属板４の天板部１Ａとなる位置を押さえるパッド２４を有する場合を例示している。すなわち、この例では、プレス成形として曲げ成形を採用する場合を例示している。もっとも、部品成形工程３は、天板部１Ａをパッド２４で押さえないフォーム成形を採用しても良い。
　ここで、予備成形工程２は、第１予備成形工程及び第２予備成形工程の少なくとも一方を構成する。部品成形工程３は、第１部品成形工程及び第２部品成形工程の少なくとも一方を構成する。

　（動作その他）
　本実施形態では、予備成形工程２にて、予成形として、金属板４に対し、長手方向に沿った湾曲形状（板厚方向に湾曲した形状）を付与する処理と、第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂの少なくとも一方を付与する処理とを実行する（図３）。
　このとき、予備成形工程２用の上型と下型とで金属板４をプレスした場合、相対的に上型が下型に近づくにつれて、まず、金属板４は、上型と下型の成形面２０，２１に沿った湾曲形状に変形する。更に、相対的に上型が下型に近づき下死点まで移動することで、湾曲した板形状の状態で、第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを金属板４にプレス成形する。すなわち、金属板４に対し湾曲形状が付与された後にビード４ａ、４ｂの形成が実行される。

　湾曲形状を付与後に、長手方向に延在する第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂが形成されることで、第１工程２Ａとして付与した湾曲形状の離型時の長手方向に沿ったスプリングバックが小さく抑えられる。
　また、予備成形工程２の金属板４は、ビード４ａ、４ｂの付与によって、長手方向の形状剛性が高くなる。
　次に、予備成形工程２後の金属板４を、部品成形工程３でのプレスによって、側面視で上下に湾曲した湾曲部１０を有するコ字形断面若しくはハット形断面とした場合に、金属板４はビード４ａ、４ｂによって長手方向の形状剛性が高くなっているため、座屈によるシワ発生が抑制される。

　ここで、平板からなる金属板４を側面視で上下に湾曲した湾曲部１０を有する部品形状にプレス成形した場合、図５に示すように、天板部１Ａ側に凸の湾曲部１０においては、天板部１Ａ側（凸となる側）で長手方向への伸びが発生し、フランジ部１Ｃ側（凹となる側）では長手方向での縮みが発生する。また、天板部１Ａ側に凹となる湾曲部１０では、天板部１Ａ側（凹となる側）で長手方向での縮みが発生し、フランジ部１Ｃ側（凸となる側）では長手方向への伸びが発生する。

　そして、この伸び縮みに伴い、天板部１Ａ側及びフランジ部１Ｃ側で長手方向に材料の移動が発生して、シワ発生の原因となる。例えば、天板部１Ａを拘束する曲げ成形を採用した場合、材料の移動が自由なフランジ部１Ｃで、天板部１Ａ側に凸の湾曲部１０で座屈によるシワが発生するおそれがある。また、ドロー成形を採用した場合、フランジ部１Ｃが拘束されているので、材料の移動が自由な天板部１Ａで、天板部１Ａ側が凹部の湾曲部１０で座屈によるシワが発生するおそれがある。フォーム成形を採用した場合には、天板部１Ａ及びフランジ部１Ｃが共に材料の移動が自由なため、天板部１Ａ及びフランジ部１Ｃでシワが発生するおそれがある。

　これに対し、本実施形態の部品成形工程３では、金属板４に対し図６のような第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを予め形成することで、金属板４の長手方向の形状剛性が上がる。この結果、部品成形工程３でのプレス成形の際に、金属板４に対する座屈によるシワ発生を抑止すると共に、天板部１Ａと側壁部１Ｂとの間の稜線部１Ｄ、及び側壁部１Ｂとフランジ部１Ｃとの稜線部１Ｅが変形することを防止する。

　このため、本実施形態では、部品成形工程３でのプレス成形の際に、図７に示すように、天板部１Ａに対し、プレス方向に平行移動でフランジ面が成形されて、シワの原因となる材料移動が抑制される。
　また、金属板４に対し長手方向に沿った湾曲形状を予め付与しておくことで、更に、プレス成形の際に、天板部１Ａに対し、プレス方向に平行移動でフランジ面が成形されるようになって、よりシワの原因となる材料移動が抑制される。

　（変形例）
（１）上記説明では、予備成形工程２の第１工程２Ａ及び第２工程２Ｂを、１つの金型によって実行する場合を例示した。
　第１工程２Ａと第２工程２Ｂとを、それぞれの個別の金型を用いて実行してもよい。但し、この場合、第１工程２Ａで金属板４に湾曲形状を付与した後に、第２工程２Ｂでビード４ａ、４ｂの付与を実行することが好ましい。

（２）上記説明では、予備成形工程２で第１工程２Ａ及び第２工程２Ｂの両工程を実行する場合を例示した。予備成形工程２で、第１工程２Ａを省略して第２工程２Ｂ（ビードを形成する工程）だけを実行してもよい。そして、部品成形工程３で、側面視上下方向に湾曲する湾曲形状と、幅方向に沿った、第１曲げ部１ｄと第２曲げ部１ｅ位置での曲げ加工とを実行するようにしても良い。

（３）上記説明では、第１曲げ部１ｄ及び第２曲げ部１ｅで構成される各稜線部１Ｄ、１Ｅとなる位置全体に第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを形成する場合を例示したが、第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを、長手方向に沿って、上記対応する稜線部１Ｄ、１Ｅの位置に対し部分的に設けても良い。
　この場合、少なくとも、平板からなる金属板４を上記プレス部品形状１にプレス成形した際に上記天板部１Ａにしわが発生すると推定される第１推定領域、及び、平板からなる金属板４を上記プレス部品形状１にプレス成形した際に上記フランジ部１Ｃにしわが発生すると推定される第２推定領域となる位置には、各ビードを形成するようにすることが好ましい。

　このとき、図８のように、第１推定領域取得部６及び第２推定領域取得部７を備えることが好ましい。
　第１推定領域取得部６は、平板からなる金属板４を上記プレス部品形状１にプレス成形した際に上記天板部１Ａにしわが発生すると推定される第１推定領域を求める処理を実行する。
　第２推定領域取得部７は、平板からなる金属板４を上記プレス部品形状１にプレス成形した際にフランジ部１Ｃにしわが発生すると推定される第２推定領域を求める処理を実行する。

　この第１推定領域取得部６及び第２推定領域取得部７による処理は、コンピュータを用いた成形解析で実行しても良いし、実際にプレス成形を実行しても良い。
　また、成形時のシワは、湾曲部１０における材料が集まる側の湾曲部１０に発生するため、簡易的に、天板部１Ａが凹に湾曲する湾曲部１０を第１推定領域と推定し、天板部１Ａが凸に湾曲する湾曲部１０を第２推定領域として推定しても良い。

　（効果）
　本実施形態は、次のような効果を奏する。
　（１）本実施形態では、天板部１Ａと上記天板部１Ａの幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部１ｄを介して連続する側壁部１Ｂとを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部１Ａが凸又は凹となるように湾曲した湾曲部１０を１又は２以上有するプレス部品形状１に、金属板４を成形するプレス部品の製造方法であって、上記金属板４に対し、上記第１曲げ部１ｄとなる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第１のビード４ａを形成する工程を有する第１予備成形工程と、上記第１予備成形工程後の上記金属板４を上記プレス部品形状１に成形する第１部品成形工程と、を備える。
　この構成によれば、側面視で上下に湾曲形状を有するプレス部品形状１にプレス成形する前に、天板部１Ａと側壁部１Ｂとを接続する曲げ部からなる稜線部となる位置に沿って第１のビード４ａを形成しておくことで、プレス部品形状１に成形する際における長手方向に沿った形状剛性が向上して、少なくとも天板部１Ａでのしわ発生を抑制可能となる。

　（２）上記プレス部品形状は、上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部を有する断面であり、上記第１予備成形工程は、上記第１のビードを形成する工程と、上記金属板に対し上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第２のビードを形成する工程と、を有する。
　この構成によれば、天板部１Ａ側の稜線部と共にフランジ側の稜線部の長手方向に沿った形状剛性が向上する結果、天板部１Ａと共にフランジ部１Ｃでのしわ発生を抑制可能となる。

　（３）上記第１のビード及び上記第２のビードはそれぞれ、少なくとも上記湾曲部となる位置に部分的に延在し、上記第１のビードが形成される上記湾曲部となる位置と、上記第２のビードが形成される上記湾曲部となる位置とが異なる。
　この構成によれば、ビードの形成位置を抑えることができる。

　（４）上記第１のビード４ａは、上記第１曲げ部１ｄの凸方向と同方向に凸となる形状であることが好ましい。
　この構成によれば、部品成形工程３で第１のビード４ａのビード形状を潰しやすくなる。なお、目的とするプレス部品形状１が、天板部１Ａと側壁部１Ｂとを連結する稜線部に沿ってビードが形成されている形状であってもよい。
　なお、天板部１Ａは他の部品との接続部となる面であるため、ビードは形成されていない方が好ましい。

　（５）上記第１予備成形工程は、上記金属板４に上記長手方向に沿って上記湾曲部１０の湾曲に倣った湾曲を付与する工程と、上記第１のビード４ａを形成する工程とを有していてもよい。
　この構成によれば、第１予備成形工程によって、第１のビード４ａと共に湾曲形状が付与され、例えば長手方向の形状精度が向上する。

　（６）本実施形態では、平板からなる金属板４を上記プレス部品形状１にプレス成形した際に上記天板部１Ａにしわが発生すると推定される第１推定領域を求める第１推定領域取得部６と、上記第１予備成形工程は、上記曲げ部で形成される稜線部のうち、上記第１推定領域となる領域を含む上記曲げ部に対応する金属板４部分に対し、部分的に上記第１のビード４ａを形成する構成であってもよい。
　この構成によれば、必要以上に第１のビード４ａを付与することが防止される。

　（７）上記第１のビード４ａのビード高さは、上記金属板４の板厚の２倍以上であることが好ましい。
　この構成によれば、確実に長手方向の形状剛性を向上可能となる。

　（８）本実施形態では、平板からなる金属板４を上記プレス部品形状１にプレス成形した際に上記フランジ部１Ｃにしわが発生すると推定される第２推定領域を求める第２推定領域取得部７を備え、上記第１予備成形工程は、上記第２曲げ部１ｅで形成される稜線部のうち、上記第２推定領域となる領域を含む上記第２曲げ部１ｅに対応する金属板４部分に対し、部分的に上記第２のビード４ｂを形成する構成でも良い。
　この構成によれば、必要以上に第２のビード４ｂを付与することが防止される。

　（９）本実施形態では、天板部１Ａと上記天板部１Ａの幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部１ｄを介して連続する側壁部１Ｂと上記側壁部１Ｂに第２曲げ部１ｅを介して連続するフランジ部１Ｃとを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部１Ａが凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部１０を１又は２以上有するプレス部品形状１に、金属板４を成形するプレス部品の製造方法であって、上記金属板４に対し、上記第２曲げ部１ｅとなる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第２のビード４ｂを形成する第２予備成形工程と、上記第２予備成形工程後の上記金属板４を上記プレス部品形状１に成形する第２部品成形工程と、を備える構成であってもよい。
　この構成によれば、側面視で上下に湾曲形状を有するプレス部品形状１にプレス成形する前に、側壁部１Ｂと天板部１Ａとを接続する曲げ部からなる稜線部となる位置に沿って第２のビード４ｂを形成しておくことで、プレス部品形状１に成形する際における長手方向に沿った形状剛性が向上して、少なくともフランジ部１Ｃでのしわ発生を抑制可能となる。

　（１０）上記第２予備成形工程は、上記金属板４に上記長手方向に沿って上記湾曲部１０の湾曲に倣った湾曲を付与する工程と、上記第２のビード４ｂを形成する工程とを有していてもよい。
　この構成によれば、第２予備成形工程によって、第２のビード４ｂと共に湾曲形状が付与され、例えば長手方向の形状精度が向上する。

　（１１）本実施形態では、平板からなる金属板４を上記プレス部品形状１にプレス成形した際に上記フランジ部１Ｃにしわが発生すると推定される第２推定領域を求める第２推定領域取得部７を備え、上記第２予備成形工程は、上記第２曲げ部１ｅで形成される稜線部のうち、上記第２推定領域となる領域を含む上記第２曲げ部１ｅに対応する金属板４部分に対し、部分的に上記第２のビード４ｂを形成する構成でもよい。
　この構成によれば、必要以上に第２のビード４ｂを付与することが防止される。

　（１２）上記第２のビード４ｂは、上記第２曲げ部１ｅの凹方向と同方向に凹となる形状であることが好ましい。
　この構成によれば、部品成形工程３で第２のビード４ｂのビード形状を潰しやすくなる。なお、目的とするプレス部品形状１が、側壁部１Ｂとフランジ部１Ｃとを連結する稜線部に沿ってビードが形成されている形状であってもよい。

　（１３）上記第２のビード４ｂのビード高さは、上記金属板４の板厚の２倍以上であることが好ましい。
　この構成によれば、確実に長手方向の形状剛性を向上可能となる。

　（１４）本実施形態は、天板部１Ａと上記天板部１Ａの幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部１ｄを介して連続する側壁部１Ｂとを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部１Ａが凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部１０を１又は２以上有するプレス部品形状１にプレス成形するための金属板４であって、上記第１曲げ部１ｄとなる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第１のビード４ａを有する構成であってもよい。
　この構成によれば、天板部１Ａと上記天板部１Ａの幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部１ｄを介して連続する側壁部１Ｂとを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部１Ａが凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部１０を１又は２以上有するプレス部品形状１にプレス成形する際に、少なくとも天板部１Ａに発生するシワを抑制可能となる。

　（１５）更に、金属板４は、上記側壁部１Ｂに第２曲げ部１ｅを介して連続するフランジ部１Ｃを有する断面の上記プレス部品形状１にプレス成形する金属板４であって、上記第１のビード４ａと共に、上記第２曲げ部１ｅとなる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビード４ｂを有する構成でも良い。
　この構成によれば、天板部１Ａと上記天板部１Ａの幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部１ｄを介して連続する側壁部１Ｂとを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部１Ａが凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部１０を１又は２以上有するプレス部品形状１にプレス成形する際に、天板部１Ａ及びフランジ部１Ｃに発生するシワを抑制可能となる。

　（１６）更に、金属板４は、上記長手方向に沿って上記湾曲部１０の湾曲に倣った湾曲を有する構成であってもよい。
　この構成によれば、プレス部品形状１にプレス成形した際に、長手方向の形状精度が向上する。

　（１７）本実施形態では、天板部１Ａと上記天板部１Ａの幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部１ｄを介して連続する側壁部１Ｂとその側壁部１Ｂに第２曲げ部１ｅを介して連続するフランジ部１Ｃとを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部１Ａが凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部１０を１又は２以上有するプレス部品形状１にプレス成形するための金属板４であって、上記第２曲げ部１ｅとなる位置に上記長手方向に沿って延在する第２のビード４ｂを有する構成としてもよい。
　この構成によれば、天板部１Ａと上記天板部１Ａの幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部１ｄを介して連続する側壁部１Ｂとを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部１Ａが凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部１０を１又は２以上有するプレス部品形状１にプレス成形する際に、少なくともフランジ部１Ｃに発生するシワを抑制可能となる。

　（１８）更に、金属板４は、上記長手方向に沿って上記湾曲部１０の湾曲に倣った湾曲を有する構成であってもよい。
　この構成によれば、プレス部品形状１にプレス成形した際に、長手方向の形状精度が向上する。

　次に、本発明に基づく上記実施形態のプレス成形についての実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例に規制されるものではない。
「適用材」
　本実施例では、金属板４として、５９０ＭＰａ以上の高強度鋼板を使用した。
　具体的には、金属板４として、表１に示すように、５９０ＭＰａ級鋼板（５９０材）、９８０ＭＰａ級鋼板（９８０材）、１１８０ＭＰａ級鋼板（１１８０材）、及び１４７０ＭＰａ級鋼板（１４７０材）を用いた。

　金属板４は、幅Ｗ＝２４０ｍｍ、長さＬ＝３８７ｍｍ、板厚は１．０ｍｍｔの平坦な板材とした。
　また、本実施形態では、対象とするプレス部品の部品形状を、図１に示すような、ハット形断面且つ側面視で、長手方向に沿った２箇所に湾曲部１０を有する形状とした。
　そして、比較例では、表２に示す各成形法で直接に平坦な金属板を上記のプレス部品形状にプレス成形した。また、本発明に基づく発明例では、表３に示す各成形法で、金属板を上記のプレス部品形状にプレス成形した。すなわち、比較例の成形法では、予備成形工程２を省略して、部品成形工程３（本成形工程）で、上記平坦な板材の金属板を目的のプレス部品形状１にプレス成形とした。本発明に基づく発明例での成形法では、本実施形態に基づき、予備成形工程２を行った後に、部品成形工程３で目的とするプレス部品形状とした。その結果を、表２及び表３に示す。
　表２は、比較例の成形法の評価結果（成形可否）を示す。
　表３は、発明例での成形法の評価結果（成形可否）を示す。
　なお、表中、Ｐ圧はパット圧、Ｃ圧はクッション圧である。

　ここで、成形品の評価は目視で行い、「○」、「△」、「×」の３段階で評価し、その評価を表２及び表３に記載した。
　具体的には、評価は、顕著なシワが発生した場合を「×」、顕著なしわが発生していないが僅かにシワが形成されていた場合を「△」、しわが発生しない場合を「○」として判定した。

　＜比較例＞
　比較例の成形法では、表２に示すように、９８０ＭＰａ以上の引張強度の鋼板を用いた場合、天板部１Ａ若しくはフランジ部１Ｃの少なくとも一方で、顕著なシワが発生していた。
　比較例において、１１８０材を用いて、フォーム成形した場合における、天板部１Ａ及びフランジ部１Ｃでのシワ発生の例を図９に示す。

　＜発明例＞
　一方、発明例では、表３に示すように、比較例と比較して、第１のビード４ａや第２のビード４ｂを付与した部位でのシワ発生が改善されていることが分かる。

　ここで、各発明例における、予備成形工程２後の形状について説明する。
　Ｎｏ．１は、湾曲形状を付与すると共に、第１曲げ部１ｄ及び第２曲げ部１ｅにそれぞれフルビードからなる第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを付与した例である。
　なお、ビード４ａ、４ｂの高さは、板厚の５倍とした。他の発明例でも同様である。
　また、Ｎｏ．２は、湾曲形状を付与すると共に、第１曲げ部１ｄにハーフビードからなる第１のビード４ａを、第２曲げ部１ｅにフルビードからなる第２のビード４ｂを付与した例である。

　また、Ｎｏ．３は、湾曲形状を付与すると共に、第１曲げ部１ｄに第１のビード４ａを形成せず、第２曲げ部１ｅにフルビードからなる第２のビード４ｂを付与した例である。
　また、Ｎｏ．４は、湾曲形状を付与すると共に、第１曲げ部１ｄにフルビードからなる第１のビード４ａを、第２曲げ部１ｅに第２のビード４ｂを形成しなかった例である。
　また、Ｎｏ．５は、湾曲形状を付与すると共に、第１曲げ部１ｄにハーフビードからなる第１のビード４ａを、第２曲げ部１ｅにハーフビードからなる第２のビード４ｂを付与した例である。

　また、Ｎｏ．６は、湾曲形状をせず、第１曲げ部１ｄにフルビードからなる第１のビード４ａを、第２曲げ部１ｅに第２のビード４ｂを形成しなかった例である。
　また、Ｎｏ．７は、湾曲形状を付与すると共に、第１曲げ部１ｄにおける凹の湾曲部１０Ａの位置だけに部分的にフルビードからなる第１のビード４ａを、第２曲げ部１ｅにおける凸の湾曲部１０Ｂの位置だけに長手方向に沿って部分的にフルビードからなる第２のビード４ｂを付与した例である。Ｎｏ．７では、長手方向において、第１のビード４ａを設けた湾曲部１０Ａとなる位置と、第２のビード４ｂを設けた凸の湾曲部１０Ｂとが異なる。

　Ｎｏ．１から分かるように、湾曲形状を付与すると共に、第１曲げ部１ｄ及び第２曲げ部１ｅにそれぞれフルビードからなる第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを付与した場合、天板部１Ａ及びフランジ部１Ｃにシワが発生しなかった。
　このとき、Ｎｏ．７のように、シワが発生すると推定される領域にだけ、フルビードからなる第１のビード４ａ及び第２のビード４ｂを部分的に付与した場合であっても、天板部１Ａ及びフランジ部１Ｃにシワが発生しなかった。

　また、Ｎｏ．２のように、第１のビード４ａをハーフビードとし、第２のビード４ｂをフルビードとした場合、フランジ部１Ｃにはシワが発生しなかったが、フォーム成形では天板部１Ａにシワが発生した。これは、天板部１Ａ側では形状剛性の向上が、Ｎｏ．１に比べ低くなったためである。但し、比較例（表２）に比べて天板部１Ａのシワの程度は軽度であり、ハーフビードであってもシワ低減効果はあった。
　また、Ｎｏ．３のように、第２のビード４ｂだけ設けた場合には、フランジ部１Ｃでのシワ発生を抑制できることが分かった。
　また、Ｎｏ．４のように、第１のビード４ａだけ設けた場合には、天板部１Ａでのシワ発生を抑制できることが分かった。

　また、Ｎｏ．５のように、第１のビード４ａをフルビードとし、第２のビード４ｂをハーフビードとした場合、天板部１Ａにはシワが発生しなかったが、フランジ部１Ｃにシワが発生した。これは、フランジ部１Ｃ側では形状剛性の向上が、Ｎｏ．１に比べ低くなったためである。但し、比較例（表２）に比べてフランジ部１Ｃのシワの程度は軽度であり、ハーフビードであってもシワ低減効果はあった。
　ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明なことである。

　また、本願が優先権を主張する、日本国特許出願２０２０－０３９６００（２０２０年　３月　９日出願）の全内容は、参照により本開示の一部をなす。

１ プレス部品形状
１Ａ 天板部
１Ｂ 側壁部
１Ｃ フランジ部
１Ｄ、１Ｅ 稜線部
１ｄ 第１曲げ部
１ｅ 第２曲げ部
２ 予備成形工程（第１予備成形工程、第２予備成形工程）
２Ａ　第１工程
２Ｂ　第２工程
３ 部品成形工程（第１部品成形工程、第２部品成形工程）
４ 金属板
４ａ 第１のビード
４ｂ 第２のビード
６　第１推定領域取得部
７　第２推定領域取得部
１０、１０Ａ、１０Ｂ 湾曲部

Claims (16)

1. 　天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部が凸又は凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状に、金属板を成形するプレス部品の製造方法であって、
   　上記金属板に対し、上記第１曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第１のビードを形成する工程を有する第１予備成形工程と、
   　上記第１予備成形工程後の上記金属板を上記プレス部品形状に成形する第１部品成形工程と、
   　を備えることを特徴とするプレス部品の製造方法。
2. 　上記プレス部品形状は、上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部を有する断面であり、
   　上記第１予備成形工程は、上記第１のビードを形成する工程と、上記金属板に対し上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第２のビードを形成する工程と、を有する、
   　ことを特徴とする請求項１に記載したプレス部品の製造方法。
3. 　上記第１のビード及び上記第２のビードはそれぞれ、少なくとも上記湾曲部となる位置に部分的に延在し、
   　上記第１のビードが形成される上記湾曲部となる位置と、上記第２のビードが形成される上記湾曲部となる位置とが異なる、
   　ことを特徴とする請求項２に記載したプレス部品の製造方法。
4. 　上記第１のビードは、上記第１曲げ部の凸方向と同方向に凸となる形状であることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載したプレス部品の製造方法。
5. 　上記第１予備成形工程は、更に、上記金属板に上記長手方向に沿って上記湾曲部の湾曲に倣った湾曲を付与する工程を有することを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載したプレス部品の製造方法。
6. 　上記第１のビードのビード高さは、上記金属板の板厚の２倍以上であることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１項に記載したプレス部品の製造方法。
7. 　天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部と上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部が凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状に、金属板を成形するプレス部品の製造方法であって、
   　上記金属板に対し、上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第２のビードを形成する工程を有する第２予備成形工程と、
   　上記第２予備成形工程後の上記金属板を上記プレス部品形状に成形する第２部品成形工程と、
   　を備えることを特徴とするプレス部品の製造方法。
8. 　上記第２予備成形工程は、上記金属板に上記長手方向に沿って上記湾曲部の湾曲に倣った湾曲を付与する工程と、上記第２のビードを形成する工程とを有することを特徴とする請求項７に記載したプレス部品の製造方法。
9. 　上記第２のビードは、上記第２曲げ部の凹方向と同方向に凹となる形状であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載したプレス部品の製造方法。
10. 　上記第２のビードのビード高さは、上記金属板の板厚の２倍以上であることを特徴とする請求項７～請求項９のいずれか１項に記載したプレス部品の製造方法。
11. 　天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部が凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状にプレス成形するための金属板であって、
    　上記第１曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第１のビードを有することを特徴とするプレス成形用の金属板。
12. 　上記側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部を有する断面の上記プレス部品形状にプレス成形する金属板であって、
    　上記第１のビードと共に、上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第２のビードを有することを特徴とする請求項１１に記載したプレス成形用の金属板。
13. 　上記長手方向に沿って上記湾曲部の湾曲に倣った湾曲を有することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載したプレス成形用の金属板。
14. 　天板部と上記天板部の幅方向の少なくとも一方に第１曲げ部を介して連続する側壁部とその側壁部に第２曲げ部を介して連続するフランジ部とを有する断面を有し、且つ上記断面に交差する方向である長手方向に沿って側面視で上記天板部が凸若しくは凹となるように湾曲した湾曲部を１又は２以上有するプレス部品形状にプレス成形するための金属板であって、
    　上記第２曲げ部となる位置に上記長手方向に沿って連続して若しくは部分的に延在する第２のビードを有することを特徴とするプレス成形用の金属板。
15. 　上記長手方向に沿って上記湾曲部の湾曲に倣った湾曲を有することを特徴とする請求項１４に記載したプレス成形用の金属板。
16. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載のプレス部品の製造方法のための、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高張力鋼板。

Images