WO2022075373A1 - 金型及びプレス成形装置 - Google Patents

Abstract

金型は、第一の型と、第二の型とを備える金型であって、第一の型及び第二の型のうち少なくとも一方が、板状の底部と、底部と離れて設けられた板状の頂部と、一端が底部に直接接続され他端が頂部に接続され底部側から頂部側に向かうに従って底部との接続部分から頂部の中央が位置する側に向かって傾斜して延びる補剛部材と、を有する。

Description

金型及びプレス成形装置

　本開示は、金型及びプレス成形装置に関する。

　従来、金型を用いて、鋼板等の被加工材に対するプレス成形を行う際、特許第４９５５９２３号公報に記載されているように、金型が撓むことが知られている。例えば、プレス機のベッドが内部にクッションパッド等を収納するための空洞を有する場合、金型の下型は、ボルスターを介してベッドの空洞の上に載置される。また、下型の上には、下型に対応する上型が配置される。

　そして、プレス成形の際、ボルスターの上側に配置されたスライドが下降して金型を押圧すると、空洞の存在によって、成形下死点においてボルスター及び下型に弾性変形が生じる。また、下型の被加工材側の領域である頂部には、中央が下側に突出するお椀状の撓みが、一時的に形成される。

　金型が用いられるプレス機の他の例として、特開平７－３２３４００号公報には、下型としてのパネルが配置された下フレームと、上型としてのパネルが配置された上フレームと、を有するプレス型が開示されている。特開平７－３２３４００号公報の下型の内部には、下部から上部に向かって延びる斜めリブが設けられる。

　また、特開昭６１－２６６１４７号公報には、下型と上型とを有するプレス用金型が開示されている。特開昭６１－２６６１４７号公報の下型には、底板部と、底板部から鉛直に起立する一対の側板部と、一対の側板部に接続された一対の上板部とが設けられている。一対の上板部のそれぞれは、側板部から上側に向かうに従って互いに近接するように傾斜して延びる。一対の上板部は、下型の上部としての形成部に接続される。

　更に、特許第５４５８３４１号公報には、棒状部材によって平面視で矩形状に形成された枠型のベースと、ベースの４隅からそれぞれ垂直に下降する棒状部材とを有するプレス成形用金型の下型が開示されている。特許第５４５８３４１号公報の下型は、矩形状の枠の一辺に相当する上側の棒状部材と、上側の棒状部材の下に上側の棒状部材と間を空けて平行に配置された下側の棒状部材と、上側の棒状部材と下側の棒状部材との間を斜めに接続する棒状の補強材とを有する。

　特許文献１：特許第４９５５９２３号公報
　特許文献２：特開平７－３２３４００号公報
　特許文献３：特開昭６１－２６６１４７号公報
　特許文献４：特許第５４５８３４１号公報

　ここで、プレス成形時には、下型の頂部の上面、又は、頂部の上に載置されたインサートの上面によって、成形用のダイフェースが形成される。このため、下型の頂部の撓みは、ダイフェースの撓みにつながる。結果、プレス成形における成形容易性や製品としてのプレス成形品の品質に問題が生じる、或いは、金型の開発が困難になるという問題が生じる。なお、こうした問題の原因となる金型の撓みは、下型の頂部にだけでなく、上型の被加工材側の領域である頂部にも形成され得る。

　金型の撓みに起因する問題を解決する技術として、特許第４９５５９２３号公報には、プレス機のボルスターの構造を改良する技術が開示されている。特許第４９５５９２３号公報では、ベッドの内部空間の床部に鉛直な平板状部材を十字に組み合わせた支持部が立てて設けられている。この支持部がボルスターの下面中央を下側から支持することによって、ボルスターの撓みが抑えられ、高精度なプレス成形が実現できるとされている。

　しかし、プレス機を構成するボルスター及びベッドは、寸法が比較的大きい部材であるため、改良作業が大掛かりとなり、プレス成形装置全体の改良コストが嵩むという問題が生じる。また、既存のプレス成形装置を改良する場合、改良作業のためにプレスラインを停止する時間が長くなる懸念も生じる。すなわち、特許第４９５５９２３号公報の技術を用いてプレス機側の構成を改良する場合、改良作業の負担が大きいという問題がある。

　また、特開平７－３２３４００号公報に開示されたプレス型の場合、斜めリブは、側面視で、下フレームの中央側から外側の端部に向かって延びている。このため、特開平７－３２３４００号公報のプレス型の場合、被加工材側である下型の上部において、大きな撓みが生じる中央側を効率的に支持できない。また、特開平７－３２３４００号公報のプレス型の場合、下フレームの下部が床面に接地していないため、下フレームの下部に接続された斜めリブと床面との間で、プレス成形時の荷重が、伝達し難い。すなわち、特開平７－３２３４００号公報では、金型の撓みを抑制すること自体が、十分に考慮されていない。

　また、特開昭６１－２６６１４７号公報に開示されたプレス用金型の場合、下型において、内部に配置された上板部が、上側に向かって傾斜して延びるため、下型の上部をなす形成部の中央側が、上板部によって、ある程度支持されるようにも考えられる。しかし、特開昭６１－２６６１４７号公報のプレス用金型の場合、上板部は、接地部側である底板部に直接接続されておらず、鉛直なストレート部としての側板部を介して、底板部に間接的に接続されている。すなわち、プレス成形時の荷重は、下型の内部で底板部から上板部から伝達される際、上板部に先立ち鉛直な側板部を経由する必要が生じる。このため、上板部と形成部との間で、プレス成形時の荷重を効率的に誘導することが難しくなる。

　また、特許第５４５８３４１号公報に開示されたプレス成形用金型の下型の場合、下型の上部の構造は、板状ではなく、枠型である。また、補強材は、矩形状の枠型の一辺、すなわち端部の位置で、上側の棒状部材と下側の棒状部材との間に形成される鉛直面の中で、傾斜して延びる。このため、補強材によって支持されるのは、下型の上部における端部の一辺部分だけであり、プレス成形時に大きな撓みが生じる、被加工材側である上部の中央側を効率的に支持できない。すなわち、特許第５４５８３４１号公報では、金型の撓みを抑制すること自体が、十分に考慮されていない。

　本開示は、上記の問題に鑑み、プレス機側の構成を改良する必要がなく、金型そのものを直接、比較的簡易に改良することによって、金型の被加工材側の撓みを抑制できる金型及びプレス成形装置を提供することを目的とする。

　本開示の第１の観点に係る金型は、第一の型と第二の型とを備える金型であって、第一の型及び第二の型のうち少なくとも一方が、板状の底部と、底部と離れて設けられた板状の頂部と、一端が底部に直接接続され他端が頂部に接続され底部側から頂部側に向かうに従って底部との接続部分から頂部の中央が位置する側に向かって傾斜して延びる補剛部材と、を有する。

　本開示の第２の観点に係るプレス成形装置は、支持装置と、プレス成形時に下降するスライドと、支持装置とスライドとの間に配置される、第１の観点に係る金型と、を備える。

　本開示によれば、プレス機側の構成を改良する必要がなく、金型そのものを直接、比較的簡易に改良することによって、金型の被加工材側の撓みを抑制できる金型及びプレス成形装置を提供できる。

図１は、第１実施形態に係るプレス成形装置の構成を、一部を切断して説明する正面図である。 図２は、第１実施形態に係るプレス成形装置に含まれるプレス機及び金型が撓んだ状態を、一部を切断して説明する正面図である。 図３は、第１実施形態に係る下型が撓んだ状態を、一部を切断して説明する拡大正面図である。 図４は、比較例に係るプレス成形装置に含まれるプレス機及び金型が撓んだ状態を、一部を切断して説明する正面図である。 図５は、比較例に係る下型が撓んだ状態を、一部を切断して説明する拡大正面図である。 図６は、第１実施形態に係る下型に対応する解析用の下型の金型モデルの構造を説明する斜視図である。 図７は、解析用の金型モデルを用いて計算された、第１実施形態の実施例に係る下型の撓み量と比較例に係る下型の撓み量とを示すグラフ図である。 図８Ａは、第１実施形態の変形例に係る下型において、左右方向の一方側にのみ補剛部材が設けられた場合の構成を説明する正面図である。 図８Ｂは、第１実施形態の変形例に係る下型において、左右に２対の補剛部材が設けられた場合の構成を説明する正面図である。 図８Ｃは、第１実施形態の変形例に係る下型において、プレス成形時、ボルスターの撓みの最深部と下型の頂部の中心とが、ずれて配置された場合の構成を、一部を切断して説明する正面図である。 図９Ａは、第１実施形態の変形例に係る下型において、縦リブと接続されない補剛部材が設けられた場合の構成を説明する正面図である。 図９Ｂは、第１実施形態の変形例に係る下型において、補剛部材の上部が縦リブの中央高さの領域に接続された場合の構成を説明する正面図である。 図９Ｃは、第１実施形態の変形例に係る下型において、２個の補剛部材が１本の縦リブを両側から支持する場合の構成を説明する正面図である。 図９Ｄは、第１実施形態の変形例に係る下型において、２個の補剛部材の上部が、下型の内部の中央で接続され、かつ、１本の縦リブが、２個の補剛部材の接続部から上側に延びる場合の構成を説明する正面図である。 図１０Ａは、第１実施形態の変形例に係る下型において、縦リブが設けられない場合の構成を説明する正面図である。 図１０Ｂは、第１実施形態の変形例に係る下型において、縦リブが設けられない場合の他の構成を説明する正面図である。 図１０Ｃは、第１実施形態の変形例に係る下型において、補剛部材が下型の側壁を兼ねる場合の構成を説明する正面図である。 図１０Ｄは、図１０Ｃ中の下型において、縦リブが設けられた場合の構成を説明する正面図である。 図１１Ａは、第１実施形態の変形例に係る下型において、４個の補剛部材が設けられた場合の構成を説明する斜視図である。 図１１Ｂは、第１実施形態の変形例に係る下型において、８個の補剛部材が設けられた場合の構成を説明する斜視図である。 図１２Ａは、第１実施形態の変形例に係る下型において、矩形状の補剛部材の一辺が、Ｘ方向及びＹ方向と交差する場合の構成を説明する斜視図である。 図１２Ｂは、第１実施形態の変形例に係る下型において、三角形状の補剛部材の上部が、縦リブの上端の領域に接続された場合の構成を説明する斜視図である。 図１２Ｃは、第１実施形態の変形例に係る下型において、三角形状の補剛部材の上部が、縦リブの中央高さの領域に接続された場合の構成を説明する斜視図である。 図１３Ａは、第１実施形態の変形例に係る下型において、台形状の補剛部材が設けられた場合の構成を説明する斜視図である。 図１３Ｂは、第１実施形態の変形例に係る下型において、台形状の補剛部材が設けられた、他の例の場合の構成を説明する斜視図である。 図１３Ｃは、第１実施形態の変形例に係る下型において、台形状の補剛部材が設けられた、更に他の例の場合の構成を説明する斜視図である。 図１４Ａは、第１実施形態の変形例に係る下型において、肉抜き処理の一例である中抜き部分が形成された矩形状の補剛部材の構成を説明する斜視図である。 図１４Ｂは、第１実施形態の変形例に係る下型において、肉抜き処理の一例である中抜き部分が形成された三角形状の補剛部材の構成を説明する斜視図である。 図１４Ｃは、第１実施形態の変形例に係る下型において、肉抜き処理の一例である狭幅化が施された補剛部材の構成を説明する斜視図である。 図１４Ｄは、第１実施形態の変形例に係る下型において、肉抜き処理の一例である狭幅化が施された補剛部材の他の例の構成を説明する斜視図である。 図１５Ａは、第１実施形態の変形例に係る下型において、肉抜き処理の一例である狭幅化が施された１本の棒状の補剛部材の構成を説明する斜視図である。 図１５Ｂは、第１実施形態の変形例に係る下型において、肉抜き処理の一例である狭幅化が施された１本の棒状の補剛部材の他の例の構成を説明する斜視図である。 図１５Ｃは、第１実施形態の変形例に係る下型において、肉抜き処理の一例である狭幅化が施された２本の棒状の補剛部材の構成を説明する斜視図である。 図１５Ｄは、第１実施形態の変形例に係る下型において、肉抜き処理の一例である狭幅化が施された２本の棒状の補剛部材の他の例の構成を説明する斜視図である。 図１６は、第１実施形態の変形例に係る下型の構成を説明する断面図である。 図１７は、第２実施形態に係るプレス成形装置の構成を、一部を切断して説明する正面図である。 図１８は、第３実施形態に係るプレス成形装置の構成を、一部を切断して説明する正面図である。 図１９Ａは、金型の第一の型と第二の型とが水平方向に対向配置された場合に第一の型と第二の型とが離れた状態のプレス成形装置の構成を説明する正面図である。 図１９Ｂは、図１９Ａに続いて、金型の第一の型と第二の型とが近接した状態のプレス成形装置の構成を説明する正面図である。

　以下に本開示の第１～第３実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一の部分及び類似の部分には、同一の符号又は類似の符号を付している。但し、図面における厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判定すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

－第１実施形態－
＜プレス成形装置の構造＞
　まず、第１実施形態に係るプレス成形装置１００を、図１～図１６を参照して説明する。第１実施形態に係るプレス成形装置１００は、図１に示すように、ベッド４０と、ボルスター５０と、金型３０と、スライド６０と、を備える。第１実施形態では、ベッド４０、ボルスター５０及びスライド６０は、プレス機である。

　ベッド４０の中央の内部には、上側に開口する空洞４２が設けられている。空洞４２には、例えば、ダイクッションパッド（不図示）が収納される。ボルスター５０は、ベッド４０の空洞４２の上に載置されている。本実施形態のベッド４０は、本開示の「支持装置」に相当し、ベッド４０とスライド６０との間に配置される金型３０を支持する。

　スライド６０は、金型３０の上側に設けられている。スライド６０は、箱型であり、底部６２、頂部６４、側壁６５を有する。スライド６０の内部には空洞が形成されている。本開示では、スライド６０の構造は、図１中に例示されたものに限定されず、適宜変更できる。スライド６０には、駆動装置（不図示）が接続され、スライド６０は、駆動装置によって、上昇可能及び下降可能である。スライド６０は、プレス成形時に金型３０に向かって下降し、金型３０に荷重を負荷する。

　なお、ベッド４０の空洞４２と、スライド６０の空洞とは、いずれも、本開示の「空洞」である。すなわち、「空洞」は、部分的に開口していてもよいし、或いは、周囲全体が囲まれることによって閉鎖されていてもよい。また、例えば、スライド６０の内部に１個以上の隔壁が設けられ、隔壁同士、又は、隔壁と側壁との間に空洞が形成されてもよい。

＜金型＞
　金型３０は、図１に示すように、ボルスター５０の上で、ベッド４０の空洞４２に重ねて配置されている。金型３０は、下型１０と上型２０Ｚとを備える。本実施形態の下型１０は、本開示の「第一の型」に相当すると共に、本実施形態の上型２０Ｚは、本開示の「第二の型」に相当する。

　第１実施形態では、下型１０の全体形状及び上型２０Ｚの全体形状は、それぞれ直方体状である。なお、本開示では、下型１０の全体形状及び上型２０Ｚの全体形状は、直方体状に限定されず、他の任意の幾何学形状であってよい。また、下型１０の全体形状及び上型２０Ｚの全体形状は、それぞれ互いに異なってもよい。また、プレス成形時に下型１０と上型２０Ｚとの嵌合を補助するため、例えば凸部と凹部のように互いに対応して嵌合するガイド部が追加で設けられてもよい。

　金型３０を構成する下型１０の材質、及び、上型２０Ｚの材質としては、例えば、ＪＩＳでダクタイル鋳鉄のＦＣＤ６００－３（ＩＳＯで６００－３）、ＪＩＳでねずみ鋳鉄のＦＣ２５０（ＩＳＯで１８５／ＪＬ／２５０）の鋼材を採用できる。また、ＪＩＳで一般構造用の鉄鋼材のＳＳ４００（ＩＳＯでＥ２７５Ａ，Ｅ２７５Ｂ，Ｅ２７５Ｃ，Ｅ２７５Ｄ，Ｒ６３０，Ｆｅ４２Ａ，４４Ａ）の鋼材を採用できる。また、ＪＩＳで機械構造用の炭素鋼鋼材Ｓ４５Ｃ（ＩＳＯでＣ４５）、ＪＩＳで合金工具鋼のＳＫＤ１１（ＩＳＯでＸ２１０Ｃｒ１２Ｗ１２）の鋼材を採用できる。ただし、本開示では、金型を構成する下型の材質及び上型の材質は、鋼材に限定されず、適宜変更できる。

　下型１０の上面には、ダイフェースを形成する下側インサート７０が配置されている。また、上型２０Ｚの下面には、上側インサート８０が、下側インサート７０と対をなして配置されている。下側インサート７０と上側インサート８０との間には、鋼板等の被加工材９０が挟まれる。なお、被加工材としては、鋼板に限定されず、他の各種の金属素材が採用され得ると共に、金属素材以外の被加工材側が採用されてもよい。

（上型）
　上型２０Ｚは、底部２２、頂部２４、側壁２５及び縦リブ２６を有する。底部２２と頂部２４とは、側壁２５及び縦リブ２６によって、互いに接続されている。底部２２は、板状であり、スライド６０側（図１中の上側）に設けられている。頂部２４は、板状であり、ボルスター５０側（図１中の下側）に底部２２と離れて設けられ、図１中の頂部２４の下側には、被加工材９０が位置する。側壁２５は、板状であり、上型２０ＺのＸ方向（図１中の左右方向）の両端に設けられ、Ｚ方向（図１中の上下方向）に沿って鉛直に延びている。Ｚ方向は、スライド６０の可動方向である。図１中の底部２２の下面には、側壁２５の上端と縦リブ２６の上端とが、接続されている。また、図１中の頂部２４の上面には、側壁２５の下端と縦リブ２６の下端とが、接続されている。

　上型２０Ｚの縦リブ２６は、板状であり、上型２０Ｚの内部で一対の側壁２５の間に２個設けられ、縦リブ２６は、底部と頂部との間で、Ｚ方向に平行に延びている。換言すると、縦リブ２６は、底部２２の板面及び頂部２４の板面とそれぞれ垂直に延びている。上型２０Ｚの底部２２、頂部２４、側壁２５及び縦リブ２６のそれぞれの厚み又は太さは、例えば、４０ｍｍ～８０ｍｍである。なお、本開示では、上型の底部、頂部、側壁及び縦リブの形状及び寸法等は、適宜変更できる。

（下型）
　下型１０は、底部１２、頂部１４、側壁１５、縦リブ１６及び補剛部材１８を有する。底部１２と頂部１４とは、側壁１５、縦リブ１６及び補剛部材１８によって、互いに接続されている。底部１２は、板状であり、ボルスター５０側（図１中の下側）に設けられている。頂部１４は、板状であり、スライド６０側（図１中の上側）に底部１２と離れて設けられ、下型１０の上側には、被加工材９０が載置されている。側壁１５は、板状であり、下型１０のＸ方向（図１中の左右方向）の両端に設けられ、Ｚ方向（図１中の上下方向）に沿って鉛直に延びている。図１中の底部１２の上面には、側壁１５の下端と縦リブ１６の下端と補剛部材１８の下端とが、接続されている。また、図１中の頂部１４の下面には、側壁１５の上端と縦リブ１６の上端と補剛部材１８の上端とが、接続されている。

　下型１０の縦リブ１６は、板状であり、下型１０の内部で一対の側壁１５の間に２個設けられ、底部と頂部との間で、スライド６０の可動方向と平行に、鉛直に延びている。縦リブ１６は、底部１２の板面及び頂部１４の板面とそれぞれ垂直に延びている。下型１０の縦リブ１６は、上型２０Ｚの縦リブ２６と、上下方向で重なる位置に設けられている。下型１０の底部１２、頂部１４、側壁１５及び縦リブ１６のそれぞれの厚み又は太さは、例えば、４０ｍｍ～８０ｍｍである。なお、本開示では、下型の底部、頂部、側壁及び縦リブの形状及び寸法等は、適宜変更できる。

（補剛部材）
　第１実施形態に係る補剛部材１８は、板状であり、頂部１４の中央を挟んで、一対配置されている。なお、本開示では、補剛部材１８の形状及び、個数は、任意に設定できる。例えば、補剛部材１８は、板状に限定されず、棒状でもよい。また、本開示では、補剛部材１８の厚み又は太さは、例えば、下型１０の底部１２、頂部１４、側壁１５、縦リブ１６のそれぞれの厚み又は太さの１／２倍、又は、２倍等、適宜設定できる。

　補剛部材１８が板状である場合、板の形状としては、必要な強度が確保される限り、例えば平面状であってもよいし、或いは、凹凸や段差が設けられた形状であってもよい。また、補剛部材１８に中抜きの形成や狭幅化等の肉抜き処理が施されてもよい。また、補剛部材が棒状である場合、棒の形状としては、必要な強度が確保される限り、例えば直線状であってもよいし、或いは、屈曲や段差が設けられた形状あってもよい。また、棒状であっても、補剛部材に中抜き等が形成されていてもよい。肉抜き処理が施された補剛部材の形状については、後で図１４を参照して説明する。また、棒状の補剛部材の形状については、後で図１５を参照して説明する。

　補剛部材１８は、一端が底部１２に直接接続され、他端が頂部１４に接続されている。なお、図１中に例示された補剛部材１８の上側の他端は頂部１４に直接接続されているが、本開示では、これに限定されない。補剛部材１８の他端が図１中の縦リブ１６の上下方向の中央に接続されることによって、縦リブ１６を介して、補剛部材１８が、頂部１４に間接的に接続されてもよい。

　補剛部材１８は、底部１２側から頂部１４側に向かうに従って、底部１２との接続部分から頂部１４の中央が位置する側に向かって傾斜して延びている。すなわち、Ｚ方向に沿った平面視で、頂部１４の中心である最深部Ｃ１（図６参照）から測った、頂部１４と補剛部材１８との接続部分までの最短距離は、底部１２と補剛部材１８との接続部分との間の最短距離より短くなる。

　図１に示したように、第１実施形態では、補剛部材１８は、底部１２、縦リブ１６及び頂部１４によって形成された矩形の対角線の位置に配置されている。すなわち、底部１２、縦リブ１６及び補剛部材１８によって、下型１０にトラス構造が形成されている。ただし、本開示では、補剛部材は、必ずしも対角線の位置に配置される必要はなく、配置位置は、任意に設定できる。

　なお、第１実施形態では、補剛部材１８は、下型１０に設けられているが、本開示では、補剛部材は、下型及び上型のうち少なくとも一方に設けられればよいし、或いは、下型及び上型の両方に設けられてもよい。上型にのみ補剛部材が設けられた金型については、第２実施形態において説明すると共に、下型及び上型の両方に補剛部材が設けられた金型については、第３実施形態において説明する。

　また、第１実施形態に係る下型１０は、例えば鋳造によって一体的に製造可能である。但し、例えば補剛部材１８を下型の本体とは別途に作製し、補剛部材が設けられていない既存の下型に溶接等によって取り付けることによって、本開示に係る下型を製造することもできる。

＜プレス成形方法＞
　第１実施形態に係る金型３０を有するプレス成形装置１００を用いたプレス成形時には、図１に示したように、頂部２４の上に上側インサート８０が取り付けられた上型２０Ｚが、スライド６０の下部に設けられる。また、頂部１４の上に下側インサート９０が取り付けられた下型１０が、ボルスター５０の上に設けられる。下型１０側の下側インサート９０の上の所定の位置に、被加工材９０が配置される。

　そして、スライド６０の下降によって上側インサート８０が被加工材９０及び下側インサート９０に接触する。そして、金型３０に荷重が負荷されると、被加工材９０は、金型３０のダイフェースの形状に応じて、所望の形状に成形される。そして、図２に示すように、金型３０を介して上側から荷重が負荷されたベッド４０及びボルスター５０は、成形下死点において、空洞４２の影響によって、中央が下側に突出するように弾性変形する。そして、図２に示すように、スライド６０の上昇によって、上型２０Ｚは、下型１０から離れる。

　図３に示すように、プレス成形時、プレス機の内部ではプレス荷重の反力としての荷重が発生し、発生した荷重は、ボルスター５０から下型１０に伝達される。ここで、下型１０は、ベッド４０の空洞４２に重ねてボルスター５０の上に配置されている。このため、頂部１４の中央が下側に突出するように弾性変形することによって、下型１０の頂部１４には、ボルスター５０と同様に、お椀状の撓みが形成される。図３中には、第１実施形態の下型１０の頂部１４の撓み量Ｄ１が、Ｚ方向における、頂部１４の撓みの最深部Ｃ１と、頂部１４の外側端部における最も高い位置との間の高低差として、例示されている。

　第１実施形態では、図３に示すように、湾曲したボルスター５０の撓みの最深部Ｂと、下型１０の頂部１４の撓みの最深部Ｃ１とは、上下方向（Ｚ方向）で重なっている。また、お椀状の撓みによって、ボルスター５０から下型１０に伝達される荷重は、下型１０の底部１２において、ボルスター５０の撓みの最深部Ｂから外側に離れている領域における荷重程、内側と比べ大きくなる。図３中のボルスター５０の内部には、白抜き矢印の長さによって、それぞれの荷重の大きさの違いが例示されている。

　第１実施形態では、ボルスター５０の最深部Ｂより外側に離れている領域から底部１２に伝達される荷重は、外側から中央側が位置する側に向かって傾斜する補剛部材１８によって、頂部１４の中央に向かって誘導される。すなわち、底部１２の中央より外側に離れている領域から伝達されるボルスター５０からの荷重が、頂部１４の両端に集中することなく分散される。

　なお、第１実施形態では、プレス成形時に下型１０と同時に、上型２０Ｚも撓む場合が例示されている。スライド６０の内部に空洞が形成されている場合、図２に示したように、プレス成形時の荷重によって、スライド６０の中央が上側に突出して撓む場合がある。そして、ボルスター５０と下型１０との関係と同様に、スライド６０の中央から上型２０Ｚに伝達される荷重の大きさと、外側から上型２０Ｚに伝達される荷重の大きさとの違いに起因して、上型２０Ｚが撓み得る。

　このため、第１実施形態では、スライド６０が成形下死点に到達した図２中のプレス成形装置１００において、下側インサート７０と上側インサート８０との間にギャップが形成されることになる。第１実施形態では、図２中で下側インサート７０と上側インサート８０との間の上下方向に沿って測った最大の長さＬから、被加工材９０の厚みｔを減じた長さを「最大ギャップＧ」と定義する（すなわち、Ｇ＝Ｌ－ｔ）。換言すると、最大ギャップＧは、プレス成形装置１００を構成する部材や被加工材９０が存在しない領域の上下方向の最大長さである。第１実施形態では、最大の長さＬ及び最大ギャップＧが形成される位置は、頂部１４の最深部Ｃ１と重なっている。

　図２中では、下側インサート７０の上面が被加工材９０の下面と接触すると共に、上側インサート８０の左右の両端が被加工材９０と接触した状態が例示されている。また、図２中では、左右方向の中央では、下側インサート７０の上面と被加工材９０の下面との間にほとんど隙間が形成されていないと共に、上側インサート８０の下面と被加工材９０の上面との間に隙間が形成された状態が例示されている。このため、本実施形態では、最大ギャップＧは、実質的に、上側インサート８０の下面と被加工材９０の上面との間の長さによって構成されている。

　ただし、本開示では、最大ギャップは、これに限定されず、プレス成形装置の仕様及びプレス条件に応じて適宜形成される。本開示では、最大ギャップは、上側インサートの下面と被加工材の上面との間の最大長さと、下側インサートの上面と被加工材の下面との間の最大長さとの和によっても形成され得る。また、最大ギャップは、下側インサートの上面と被加工材の下面との間の最大長さだけによっても形成され得る。

（比較例）
　一方、図４中には、補剛部材１８を備えることなく、縦リブ１６しか設けられていない下型１０Ｚが設けられた、比較例に係るプレス成形装置１００Ｚが例示されている。なお、比較例の頂部１４の撓み量Ｄ２は、図５中のＺ方向における、頂部１４の撓みの最深部Ｃ２と、頂部１４の外側端部における最も高い位置との間の高低差である。

　比較例の下型１０Ｚの場合、底部１２の中央より外側に離れている領域から伝達されるボルスター５０からの荷重は、両端の側壁１５によって、頂部１４の両端にそれぞれ誘導される。また、底部１２の中央側に伝達されるボルスター５０からの荷重は、頂部１４と底部１２との間に設けられた２個の縦リブ１６を介して、頂部１４の中央に伝達される。

　比較例の下型１０Ｚの場合、第１実施形態と比べ、底部１２の中央より外側に離れている領域から伝達されるボルスター５０からの荷重が、頂部１４の両端に集中して伝わる。このため、頂部１４に作用する曲げモーメントが第１実施形態と比して大きく、比較例の下型１０Ｚの頂部１４の撓み量Ｄ２は、第１実施形態の下型１０の頂部１４の撓み量Ｄ１より、大きくなる。換言すると、比較例に係る下型１０Ｚでは、ボルスター５０の最深部Ｂより外側に離れている領域から伝達される荷重を、中央側で十分に支持することができない。

　下型１０Ｚの頂部１４の撓みが大きくなるため、図４に示したように、比較例に係るプレス成形装置１００Ｚでは、左右方向の両端部においてのみ、下側インサート７０及び上側インサート８０が、被加工材９０と接触する。また、図４中のプレス成形装置１００Ｚでは、左右方向の中央において、下側インサート７０と被加工材９０との間に、図２中に示した第１実施形態の下型１０と異なり、大きな隙間が形成される。比較例に係るプレス成形装置１００Ｚでは、最大ギャップは、上側インサート８０の下面と被加工材９０の上面との間の上下方向の最大長さと、下側インサート７０の上面と被加工材９０の下面との間の上下方向の最大長さとの和によって形成される。

（撓み量計算）
　図６に示すように、本発明者らは、解析用の本実施例に係る下型１０の金型モデルを作成した。説明の便宜上、図６中の下型１０の金型モデルの各構成要素には、図３中の実際の下型１０において、それぞれ対応する構成要素と同じ符号が付されている。

　また、下型１０の金型モデルの寸法は、Ｘ方向：約１２４０ｍｍ、Ｙ方向：約６１０ｍｍ、Ｚ方向：約４２２ｍｍとした。また、２個の補剛部材１８を設けることによって、２個のトラス構造を形成した。また、撓み量Ｄ１は、頂部１４の最深部Ｃ１と、平面視で頂部１４の矩形の長手方向（図６中のＸ方向）の端部の仮想位置Ｅとの間の、Ｚ方向に沿って測った高低差である。また、最深部Ｃ１と仮想位置Ｅとは、平面視でＸ方向に平行な直線上に位置する。

　また、本発明者らは、本実施例に係る下型１０の金型モデルと同様に、補剛部材１８を有さない、解析用の比較例に係る下型１０の金型モデルを作成した。そして、実施例の下側の頂部１４の撓み量Ｄ１と、比較例の下側の頂部１４の撓み量Ｄ２とを計算した。成形荷重は、いずれも３５０トンとした。

　図７に示すように、計算の結果、実施例の下型１０の頂部１４の最深部の撓み量Ｄ１は、２８μｍであった。また、比較例の下型の頂部１４の最深部の撓み量Ｄ２は、５４μｍであった。すなわち、比較例の撓み量Ｄ２を１００％とした場合、実施例の撓み量Ｄ１を、比較例の５０％程度に抑制することができた。

　なお、上記の実施例で開示された値は例示であり、本開示では、撓み量は、これに限定されない。撓み量は、プレス機、ダイフェース、金型構造及び荷重等の成形条件によって変化し得る。例えば、実施例の場合、計算された撓み量の差は、ミクロンオーダの値であったが、条件によって、１ｍｍ以上の撓み量の差も生じ得る。

（最大ギャップの計算）
　また、本発明者らは、上型２０Ｚと下型１０との間に形成される最大ギャップＧを、実施例と比較例とのそれぞれにおいて計算した。計算の結果、実施例では、最大ギャップＧを、比較例の場合より、数十ミクロン減少させることができた。なお、撓み量の場合と同様、最大ギャップＧの値は、上記の実施例の値に限定されない。本開示では、最大ギャップＧは、例えば数十μｍ程度～数ｍｍ程度等、成形条件によって変化し得る。

（作用効果）
　第１実施形態に係る下型１０は、一端が底部１２に直接接続され、他端が頂部１４に接続された補剛部材１８を有し、補剛部材１８は、底部１２側から頂部１４側に向かうに従って、底部１２との接続部分から頂部１４の中央が位置する側に向かって延びている。

　このため、プレス成形時に、ボルスター５０の中央が下側に突出するお椀状に撓んでも、下型１０の内部では、ボルスター５０から下型１０に伝達される荷重が、補剛部材１８によって、板状の頂部１４の中央側に誘導される。補剛部材１８は、一端が底部１２に直接接続され、他端が頂部１４に接続される。このため、補剛部材１８によって誘導された荷重は、頂部１４の中央の撓みに抗する力として効率的に活用される。換言すると、下型１０の底部１２では外側に偏ってボルスター５０から伝達される荷重が、頂部１４では中央と外側との間の偏りが抑えられるように、補剛部材１８によって分散される。

　結果、頂部１４と底部１２との間に、スライド６０の可動方向に沿って平行に延びる鉛直な縦リブ１６のみが設けられた下型と比べ、下型１０の頂部１４の剛性が補強されるので、下型１０の被加工材側の頂部１４の撓みを抑制できる。

　また、第１実施形態では、金型の改良として下型１０に補剛部材１８を設けるだけでよく、プレス機が撓んだとしてもプレス機側の構成を改良する必要がない。また、下型１０の改良作業として補剛部材１８を設けるだけで済むので、改良作業が比較的簡易である。

　よって、第１実施形態によれば、プレス機側の構成を改良する必要がなく、下型１０そのものを直接、比較的簡易に改良することによって、下型１０の上面の撓みを抑制できる。

　また、通常、下型の撓みが大きい程、金型の開発負担が大きくなるという問題がある。具体的には、例えば、実際の金型（実機）を開発する際、金型構造設計のため、まず、プレス成形シミュレーション（解析）によって、金型モデルが構築される。ここで、金型を剛体と仮定した剛体金型モデル（ＣＡＥ）解析の場合、ダイフェースが撓まないという前提になる。

　しかし、実際には金型に撓みが生じるため、金型モデルと実際の金型との構成の乖離が大きくなる。このため、撓みを考慮して金型モデルを修正する必要が生じるが、修正に係る計算作業が複雑になるため、計算時間が長くなることや計算コストが嵩み、結果、金型を開発する負担が大きくなる。

　加えて、計算作業が複雑になるため、金型モデルを正確に再現することが困難になり、結果、金型モデルの再現性が低くなる。すなわち、必要な構造を備えた実機と解析用の金型モデルとの乖離が大きくなる。また、金型開発の負担や再現性が低いといった問題は、成形荷重が大きくなる程、顕著になる。

　しかし、第１実施形態によれば、補剛部材１８によって、ダイフェースが支持され、荷重を適切にダイフェースに伝達することが可能になる。このため、ボルスター５０が撓んでもダイフェースの変形を低減できるので、金型を開発する負担が低減される。

　また、第１実施形態の実施例で説明したように、比較例の撓み量Ｄ２を１００％と仮定した場合、実施例の撓み量Ｄ１を、比較例の５０％程度に抑制することができた。このため、プレス成形シミュレーションで金型３０を用いてプレス成形された製品に生じるスプリングバック量に関し、比較例と剛体金型モデルとの差を１００％と仮定すると、実施例と剛体金型モデルとの差は、５０％に抑えられる。すなわち、第１実施形態によれば、数値解析の予測精度が向上する。このため、実機の金型と解析用の金型モデルとの乖離が抑制されるので、シミュレーションの再現性を高めることができる。

　また、第１実施形態では、一対の補剛部材１８が、頂部１４の中央を挟んで配置されているため、プレス成形時、片側からのみでなく、頂部１４の中央に対して両側から荷重が誘導される。このため、頂部１４の撓みを、偏りを低減しつつバランスよく抑制できる。

　また、第１実施形態では、縦リブ１６、底部１２及び補剛部材１８によって、トラス構造が形成されているため、下型１０の剛性を更に向上できる。

　また、第１実施形態に係るプレス成形装置１００では、補剛部材１８を有する下型１０を備えた金型３０が用いられているため、下型１０の撓みを効果的に抑制でき、結果、成形品の成形性や寸法精度を向上できる。

　また、第１実施形態に係るプレス成形装置１００では、下型１０において、底部１２と頂部１４とに接続された補剛部材１８は、底部１２及び頂部１４と一体的に形成されているため、下型１０を効率よく製造できる。また、底部１２及び頂部１４とは別途に作製されることで別体として形成された補剛部材１８を、補剛部材を有さない既存の下型に溶接等で固定することによって、既存設備の下型を廃棄することなく、有効に活用できる。なお、既に補剛部材１８が形成されている下型１０に対して、別体の補剛部材１８が後付けで追加されることによって、本開示の下型が構成されてもよい。

＜変形例＞
　次に、図８～図１６を参照して、第１実施形態の変形例を説明する。なお、以下の変形例に係る金型３０においては、図１～図７を用いて説明した金型３０と異なる構成について主に説明する。また、それぞれの変形例において、図１～図７を用いて説明した金型３０と同様の部分の構成については、重複説明を省略する。

　図８Ａに示すように、補剛部材１８は、下型１０Ａの中央の左右両側のうち一方側にのみ設けられてもよい。また、図８Ｂ中には、下型１０Ｂの中央を挟む２対の補剛部材１８が例示されている。すなわち、本開示では、補剛部材１８は、複数対設けられてもよいし、或いは、対をなさない状態で複数設けられてもよい。また、図８Ｃに示すように、プレス成形時、ボルスター５０の撓みの最深部Ｂと、下型１０Ｃの頂部の中心Ｃ３とは、ずれて配置されてよい。すなわち、ボルスター５０の撓みの最深部Ｂと、下型１０Ｃの頂部の中心Ｃ３とは、同軸で配置されなくてもよい。なお、図８Ｃ中では、見易さのため、ボルスター５０は、切断された状態で描かれている。

　図８Ｃ中の４個の補剛部材１８のうち左側から２番目の補剛部材１８は、下側の底部から上側の頂部に向かうに従って、底部との接続部分から頂部の中心Ｃ３の外側に向かって傾斜して延びている。このため、図８Ｃ中の左側から２番目の補剛部材１８は、正面視だけでは、中央が位置する側に向かって傾斜して延びていないように見える。しかし、本開示では、複数個の補剛部材が金型に含まれる場合、一部の補剛部材が、底部から頂部に向かうに従って、底部との接続部分から頂部の中央が位置する側に向かって傾斜して延びていればよい。プレス成形時の荷重が、複数個の補剛部材によって、全体として、底部から頂部の中央側に誘導できればよい。

　図８Ｃ中の下型１０Ｃの場合、４個の補剛部材１８のうち、右側の２個と左端の１個とからなる３個の補剛部材１８は、いずれも、下側の底部から上側の頂部に向かうに従って、底部との接続部分から、頂部の中央が位置する側に向かって傾斜して延びている。このため、図８Ｃ中の下型１０Ｃは、頂部の中央が位置する側に向かって傾斜して延びていない左側から２番目の補剛部材１８を１個有していても、４個の補剛部材１８全体としては、プレス成形時の荷重を、底部から頂部の中央側に誘導し得る。よって、図８Ｃ中の下型１０Ｃは、本開示の下型に対応する。

　また、本開示では、補剛部材１８は、下型１０Ｄに設けられている縦リブ１６のうち一部又はすべての縦リブ１６と接続されなくてもよい。図９Ａ中には、下型１０Ｄに設けられている２本のすべての縦リブ１６と接続されていない補剛部材１８が例示されている。補剛部材１８は、ボルスター５０側からの荷重を頂部１４の中央に誘導できればよい。また、図９Ｂに示すように、下型１０Ｅでは、補剛部材１８が縦リブ１６を支持するように、補剛部材１８の上部が、鉛直に延びる縦リブ１６の中央高さの領域に接続されてもよい。すなわち、トラス構造の形成は、必須ではない。

　また、図９Ｃに示すように、下型１０Ｆでは、縦リブ１６が、左右方向の中央に１本設けられると共に、２個の補剛部材１８のそれぞれの上部が、縦リブ１６の中央高さの領域に接続され、２個の補剛部材１８が１本の縦リブ１６を両側から支持してもよい。図９Ｃ中の下型１０Ｆの場合、補剛部材１８は、縦リブ１６を介して頂部１４に接続されている。また、図示を省略するが、例えば図９Ｃ中の左右方向の中央に位置する縦リブ１６より左側の領域内で、左下のコーナー部から右上に向かって延びている補剛部材１８が、縦リブ１６の位置を超え、縦リブ１６より右側の領域内で更に連続して延びてもよい。

　また、図９Ｄに示すように、２個の補剛部材１８の上部が、下型１０Ｇの左右方向の中央、かつ、上下方向の中央で接続されてもよい。また、１本の縦リブ１６が、２個の補剛部材１８の接続部から上側に延びるように設けられてもよい。下型１０Ｇでは、２個の補剛部材１８が、上側の縦リブ１６を下から支持すると共に、縦リブ１６を介して頂部１４に接続されている。なお、図９Ｄ中の縦リブ１６は、図９Ａ～図９Ｃ中に例示された縦リブ１６と異なり、下部が底部に接続されていない、補助的な縦リブである。

　また、図１０Ａに示すように、下型１０Ｈに、縦リブ１６が設けられることなく、内部に補剛部材１８のみが設けられてもよい。また、図１０Ｂに示すように、縦リブ１６が設けられない状態で、２個の補剛部材１８の上部が、下型１０Ｉの左右方向の中央で頂部１４に、互いに近接して接続されてもよい。

　また、図１０Ｃに示すように、下型１０Ｊに、補剛部材１８とは別部材としての側壁が設けられなくてもよい。図１０Ｃ中に例示された下型１０Ｊでは、補剛部材１８が左右の外縁を形成することによって、外縁全外が台形状である。また、図１０Ｄに示すように、外縁全外が台形状である下型１０Ｋの内側に、縦リブ１６が設けられてもよい。

　なお、縦リブ１６は、補剛部材１８のように、外側の荷重を中央に誘導するという機能を有さないため、本開示では必須ではない。しかし、縦リブが金型の中央に配置されている場合、成形荷重が比較的低い荷重域では、ボルスター５０から伝達される荷重を、頂部に有効に伝達する機能を一定程度確保することが可能である。このため、低荷重域では、縦リブ１６と補剛部材１８とを組み合わせて設けることは、補剛部材１８の機能を補助できる点で好ましい。

　図１～図１０中に例示された変形例に係る補剛部材１８の形状は、２次元（平面）的な形状で描かれていたが、本開示に係る補剛部材１８は、図１１～図１５に示すように、実際には、平面（ＺＸ平面）に直交する方向（Ｙ方向）に存在している。すなわち、補剛部材１８は、下型１０の内側に３次元的に配置されている。なお、図１１～図１５中では、見易さのため、下型の頂部の図示を省略すると共に、補剛部材１８の輪郭のみが、実線で、かつ、底部及び縦リブの輪郭のみが、破線で、それぞれ例示的に図示されている。

　図１１Ａ中の下型１０Ｌは、４個の縦リブを有する。下型１０Ｌの内側には、４個の縦リブが、Ｘ方向に沿って２個、かつ、Ｙ方向に沿って２個、互いに間を空けて設けられることによって、９個の区画が形成されている。図１１Ａに示すように、本開示では、頂部１４の中央を囲むように、複数個の補剛部材１８が設けられてもよい。図１１Ａ中の下型１０Ｌでは、４個の板状の補剛部材１８が、頂部の中央を囲むように配置されている。また、４個の補剛部材１８は、Ｚ方向からＸＹ平面を見た平面視で、９０度の回転対称が形成されるように配置されている。それぞれの補剛部材１８は、ＸＹ平面に沿った底部１２の上面から、Ｚ方向に沿って底部１２の中央に向かって延びている。

　また、図１１Ｂ中の下型１０Ｍは、１６個の縦リブを有する。下型１０Ｍの内側には、１６個の縦リブが、Ｘ方向に沿って４個、かつ、Ｙ方向に沿って４個、互いに間を空けて設けられることによって、２５個の区画が形成されている。下型１０Ｍは、平面視で矩形状であり、８個の補剛部材１８は、矩形の４辺に対応する外側の区画のそれぞれに、９０度の回転対称が形成された状態で、２個ずつ配置されている。補剛部材１８は、下型１０Ｍを正面又は側面から見て表れる５個の区画のうち、両端及び中央に挟まれた２個の区画に、配置されている。なお、本開示では、補剛部材１８の回転対称の角度は、９０度に限定されず、適宜変更できる。また、本開示では、補剛部材１８の回転対称配置は必須ではない。

　図１１Ｂ中に例示された下型１０Ｍの補剛部材１８のように、本開示では、補剛部材は、頂部の中央自体に向かって延びることは必須ではない。下型１０Ｍの補剛部材１８の傾斜状態を、Ｘ方向又はＹ方向に沿って見た場合、補剛部材１８が、底部との接続部分から、頂部の中央が位置する側に向かって延びている。また、平面視で、頂部の中心から測った、頂部と補剛部材１８との接続部分までの最短距離は、底部と補剛部材１８との接続部分との間の最短距離より短くなる。

　図１１Ａ及び図１１Ｂ中の板状の補剛部材１８は矩形状であり、底部と接続する部分の矩形の一辺、及び、頂部と接続する部分の矩形の一辺は、Ｘ方向又はＹ方向に平行に延びていた。しかし、図１２Ａ中に例示した下型１０Ｎの補剛部材１８のように、本開示では、補剛部材１８の矩形の一辺は、Ｘ方向及びＹ方向と交差してもよい。

　また、図１２Ｂ中に例示された下型１０Ｐの補剛部材１８のように、補剛部材の形状は、矩形状でなく、三角形状でもよい。また、図１２Ｃ中に例示された下型１０Ｑの補剛部材１８のように、三角形状の補剛部材１８の上部が、縦リブ１６の中央高さの領域に接続され、縦リブ１６を介して頂部１４に接続されてもよい。

　なお、図１２及び図１３中の下型は、いずれも平面視で矩形状であり、それぞれの図面中には、説明の便宜のため、中心軸Ｌが例示されている。中心軸Ｌは、下型が水平面上に載置された際、下型の重心を通ってＺ方向（鉛直方向）に沿って延びる仮想線として設定できる。

　また、図１３（Ａ）中に例示された下型１０Ｒの補剛部材１８のように、補剛部材の形状は、台形状でもよい。また、図１３（Ｂ）に示すように、台形状の補剛部材１８の下底部の部分の両端が、下型１０Ｓの外縁まで延びることなく、内側に留まってもよい。また、図１３（Ｃ）中に例示された下型１０Ｔの補剛部材１８のように、台形状の補剛部材１８の上底部の部分の両端が、それぞれ近接する縦リブ１６の中央高さの領域に接続され、補剛部材１８が、縦リブ１６を介して頂部１４に接続されてもよい。

　また、図１４Ａ～図１４Ｄ中には、肉抜き処理が施された補剛部材１８が例示されている。図１４Ａ中の矩形状の補剛部材１８の板面の中央には、矩形状の穴が、肉抜き処理によって、中抜き部分として形成されている。図１４Ａ中の補剛部材１８は、額縁状であると共に、補剛部材１８の外縁は、矩形状である。

　また、図１４Ｂ中の三角形状の補剛部材１８の板面の中央には、三角形状の穴が、肉抜き処理によって、中抜き部分として形成されている。図１４Ｂ中の補剛部材１８は、額縁状であると共に、補剛部材１８の外縁は、三角形状である。なお、本開示では、中抜き部分の穴の角部は、補剛部材の耐久性を考慮して、尖っておらず、丸みを有することが好ましい。

　また、図１４Ｃ中の矩形状の補剛部材１８の下側の一端の幅は、肉抜き処理によって、底部の左右方向の幅の半分程度に狭くされている。また、図１４Ｃ中の矩形状の補剛部材１８の上側の他端の幅は、肉抜き処理によって、頂部の左右方向の幅の半分程度に狭くされている。図１４Ｃ中の狭幅化された矩形状の補剛部材１８は、補剛部材１８の右端が底部の右端と頂部の右端とに揃った状態で配置されている。

　また、図１４Ｄ中の矩形状の補剛部材１８の下側の一端の幅は、肉抜き処理によって、底部の左右方向の幅の半分程度に狭くされている。また、図１４Ｄ中の矩形状の補剛部材１８の上側の他端の幅は、肉抜き処理によって、頂部の左右方向の幅の半分程度に狭くされている。図１４Ｄ中の狭幅化された矩形状の補剛部材１８は、補剛部材１８の左端が底部の左端と頂部の左端とに揃った状態で配置されている。

　また、図１５Ａ～図１５Ｄ中には、棒状の補剛部材１８が例示されている。なお、本開示では、「棒状の補剛部材」には、狭幅化された板状の補剛部材が含まれ得る。すなわち、狭幅化された板状の補剛部材を「棒状」と表現してもよい。

　図１５Ａに示すように、棒状の補剛部材１８の下側の一端は、底部の左右方向の中央に接続されていると共に、棒状の補剛部材１８の上側の他端は、頂部の左右方向の中央に接続されている。また、図１５Ｂに示すように、棒状の補剛部材１８の下側の一端は、底部の左端に接続されていると共に、棒状の補剛部材１８の上側の他端は、頂部の右端に接続されている。

　また、図１５Ｃに示すように、２本の棒状の補剛部材１８が、平行に設けられてもよい。図１５Ｃ中では、右側の棒状の補剛部材１８の下側の一端は、底部の左右方向の中央に接続されていると共に、右側の棒状の補剛部材１８の上側の他端は、頂部の左右方向の中央に接続されている。また、図１５Ｃ中では、左側の棒状の補剛部材１８の下側の一端は、底部の左端に接続されていると共に、左側の棒状の補剛部材１８の上側の他端は、頂部の左端に接続されている。

　また、図１５Ｄに示すように、２本の棒状の補剛部材１８が、交差して設けられてもよい。図１５Ｄ中では、右側の棒状の補剛部材１８の下側の一端は、底部の右端に接続されていると共に、右側の棒状の補剛部材１８の上側の他端は、頂部の右端に接続されている。また、図１５Ｄ中では、左側の棒状の補剛部材１８の下側の一端は、底部の左端に接続されていると共に、左側の棒状の補剛部材１８の上側の他端は、右側の棒状の補剛部材１８の上側の他端と接触した状態で、頂部の左側に接続されている。

　また、図１６に示すように、補剛部材１８の根元である底部１２との接続部分が、補剛部材１８の中央の領域より拡幅されてもよい。図１６中に例示された下型１０Ｕでは、補剛部材１８の中央の領域の幅Ｗ１より、補剛部材１８の底部１２との接続部分の幅Ｗ２の方が広い。このため、下型１０Ｕの剛性をより向上することができる。

　また、図１６に示すように、補剛部材１８の上側における頂部１４との接続部分が、補剛部材１８の中央の領域より拡幅されてもよい。図１６中に例示された下型１０Ｕでは、補剛部材１８の中央の領域の幅Ｗ１より、補剛部材１８の頂部１４との接続部分の幅Ｗ３の方が広い。このため、補剛部材１８の底部１２との接続部分のみが補剛部材１８の中央の領域より拡幅されている場合に比べ、下型１０Ｕの剛性を一層向上することができる。

　なお、補剛部材１８の中央の領域の幅Ｗ１、底部１２との接続部分の幅Ｗ２、及び、頂部１４との接続部分の幅Ｗ３は、断面視又は正面視で、補剛部材１８の厚み方向に沿って測った幅である。また、図１６中の補剛部材１８では、底部１２との接続部分と頂部１４との接続部分との両方が拡幅された場合が例示されたが、本開示ではこれに限定されず、いずれか一方のみが拡幅されてもよい。また、補剛部材１８の底部１２との接続部分の幅Ｗ２と、補剛部材１８の頂部１４との接続部分の幅Ｗ３とは、同じであってもよいし、或いは互いに異なってもよく、任意に設定できる。

－第２実施形態－
＜プレス成形装置の構造＞
　次に、第２実施形態に係るプレス成形装置１００Ａを、図１７を参照して説明する。第２実施形態に係るプレス成形装置１００Ａは、図１中に示したプレス成形装置１００と同様に、ベッド４０と、ボルスター５０と、金型３０と、スライド６０とを備えると共に、金型３０が下型１０Ｚと上型２０とを有する点は同じである。しかし、図１７に示すように、金型３０の下型１０Ｚに補剛部材１８が設けられていないと共に、上型２０に補剛部材２８が設けられている点が、第１実施形態と異なる。

　図１７に示すように、上型２０には、一対の補剛部材２８が、頂部２４の中央を挟んで配置されている。補剛部材２８はそれぞれ、Ｚ方向において上側の底部２２側から下側の頂部２４側に向かうに従って、底部２２との接続部分から、頂部２４の左右方向（Ｘ方向）の中央が位置する側に向かって延びている。補剛部材２８によって、上型２０の内部にトラス構造が形成されている。

　第２実施形態に係る上型２０は、第１実施形態に係る下型１０と同様に、例えば鋳造によって製造可能である。また、補剛部材２８を上型の本体とは別途に作製し、補剛部材が設けられていない既存の上型に溶接等によって取り付けることによって、上型２０を製造することもできる。第２実施形態に係るプレス成形装置１００Ａの他の部材の構成については、第１実施形態に係るプレス成形装置１００における同名の部材の構成と同様であるため、重複説明を省略する。また、第２実施形態に係るプレス成形装置１００Ａを用いたプレス成形方法についても、第１実施形態に係るプレス成形装置１００を用いたプレス成形方法の場合と同様であるため、重複説明を省略する。

（作用効果）
　第２実施形態では、第１実施形態において図２を用いて説明したように、スライド６０の内部に空洞が形成されているため、プレス成形時の荷重によって、スライド６０の中央が上側に突出するお椀状に撓む。そして、第１実施形態で説明したボルスター５０と下型１０との関係と同様に、スライド６０の中央から上型２０に伝達される荷重の大きさと、外側から上型２０に伝達される荷重の大きさとの違いに起因して、上型２０の被加工材側の下面が撓む。

　しかし、第２実施形態に係る上型２０の内部では、プレス成形時に、スライド６０から上型２０に伝達される荷重が、補剛部材２８によって、板状の頂部２４の中央側に誘導される。誘導された荷重は、頂部２４の中央の撓みに抗する力として効率的に活用される。結果、第１実施形態に係る下型１０の場合と同様に、鉛直な縦リブ２６のみが設けられた上型と比べ、頂部２４の剛性が補強されるので、上型２０の被加工材側の頂部２４の撓みを抑制できる。

　また、第１実施形態に係る下型１０の場合と同様に、金型の改良として上型２０に補剛部材２８を設けるだけでよく、プレス機が撓んだとしてもプレス機側の構成を改良する必要がない。また、上型２０の改良作業として補剛部材２８を設けるだけで済むので、改良作業が、比較的簡易である。

　よって、第２実施形態によれば、プレス機側の構成を改良する必要がなく、上型２０そのものを直接、比較的簡易に改良することによって、上型２０の被加工材側の下面の撓みを抑制できる。第２実施形態に係るプレス成形装置１００Ａの上型２０の他の作用効果については、第１実施形態に係る下型１０の場合と同様である。

－第３実施形態－
＜プレス成形装置の構造＞
　次に、第３実施形態に係るプレス成形装置１００Ｂを、図１８を参照して説明する。第３実施形態に係るプレス成形装置１００Ｂは、図１中に示したプレス成形装置１００と同様に、ベッド４０と、ボルスター５０と、金型３０と、スライド６０とを備えると共に、金型３０が下型１０と上型２０とを有する点は同じである。しかし、図１８に示すように、金型３０の上型２０に補剛部材２８が設けられることによって、下型１０と上型２０との両方が補剛部材を備える点が、第１実施形態と異なる。

　第３実施形態に係る上型２０は、第２実施形態に係る上型２０と同様に、例えば鋳造によって製造可能である。また、補剛部材２８を上型の本体とは別途に作製し、補剛部材が設けられていない既存の上型に溶接等によって取り付けることによって、上型２０を製造することもできる。

　第３実施形態に係るプレス成形装置１００Ｂの他の部材の構成については、第１実施形態及び第２実施形態における同名の部材の構成と同様であるため、重複説明を省略する。また、第３実施形態に係るプレス成形装置１００Ｂを用いたプレス成形方法についても、第１実施形態及び第２実施形態におけるプレス成形方法の場合と同様であるため、重複説明を省略する。

（作用効果）
　第３実施形態では、補剛部材１８によって、下型１０の頂部１４の剛性が補強されると共に、補剛部材２８によって、上型２０の頂部２４の剛性が補強される。よって、第３実施形態によれば、プレス機側の構成を改良する必要がなく、下型１０及び上型２０そのものを直接、比較的簡易に改良することによって、下型１０の被加工材側の上面の撓みと上型２０の被加工材側の下面の撓みとの両方を抑制できる。第３実施形態に係るプレス成形装置１００Ｂの他の作用効果については、第１実施形態及び第２実施形態の場合と同様である。

＜その他の実施形態＞
　本開示は上記の開示した実施の形態によって説明したが、この説明は、本開示を限定するものではない。本開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになると考えられるべきである。例えば、本実施形態では、金型が使用される成形技術として、曲げ加工或いは絞り加工に適用されたプレス成形の場合が例示的に説明されたが、本開示は、これに限定されない。金型の撓みを抑制できる限り、例えば、打ち抜き、切断、バーリング加工等、他のプレス成形技術においても本開示は適用できる。

　また、本実施形態中の説明で用いられたプレス機であるベッド４０、ボルスター５０及びスライド６０のそれぞれの名称は例示であり、本開示では、実質的に同様の機能を有する部材であれば、名称は限定されない。また、明細書に開示されていないプレス成形用の装置や設備を追加することも阻害されない。

　また、図１中に例示した金型３０では、第一の型としての下型１０と第二の型としての上型２０Ｚとが上下方向に対向配置された場合のプレス成形装置１００が例示されていた。しかし、本開示では、第一の型と第二の型との対向配置の状態に限定されない。第一の型と第二の型とは、水平方向に対向配置されてもよいし、或いは、互いの頂部の中心同士を結ぶ仮想線が水平方向に対して傾斜するように対向配置されてもよい。

　図１９Ａ中には、金型３０Ｘの第一の型１０Ｘと第二の型２０Ｘとが水平方向に対向配置された場合のプレス成形装置１００Ｃが例示されている。図１９Ａに示すように、プレス成形装置１００Ｃは、床面Ｆ上に載置された箱状の支持装置４０Ａを備え、支持装置４０Ａの左側壁の壁面上には、第一の型１０Ｘが、底部１２が支持装置４０Ａ側に位置するように支持されている。図１９Ａ中のプレス成形装置１００Ｃにおいても、第１～第３実施形態の場合と同様に、金型３０Ｘは、支持装置４０Ａとスライド６０との間に配置されている。また、図示を省略するが、支持装置４０Ａの内部は中空である。

　また、図１９Ａ中の支持装置４０Ａの上側には、スライド６０が設けられ、スライド６０の下面には、下側に延びる第１カム部材１０２が取り付けられている。第１カム部材１０２の下側には、第２カム部材１０４が、不図示の支持部材によって、空中で、水平方向に移動可能に支持されている。図１９Ａ中の第２カム部材１０４の右端には、第二の型２０Ｘが、底部２２が第２カム部材１０４側に位置するように支持されている。

　図１９Ａ中に例示したように、本開示では第一の型と第二の型との対向配置の状態は、上下方向に対向配置されるものに限定されることなく、任意に設定できる。なお、図１９Ａ及び図１９Ｂ中では、上側インサート７０、下側インサート８０及び被加工材９０の図示は、説明の便宜のため省略する。また、図１９Ａ中の金型３０Ｘの構造は、第一の型１０Ｘと第二の型２０Ｘとの配置状態以外、図１中の金型３０の構造と同様である。

　第１カム部材１０２は、水平面に対して約４５度で傾斜する摺動面１０２Ａを下部に備えると共に、第２カム部材１０４は、第１カム部材１０２の摺動面１０２Ａとほぼ同じ傾斜角度を有する摺動面１０４Ａを上部に備えている。なお、傾斜角度は、４５度に限定されず、適宜変更できる。第１カム部材１０２の摺動面１０２Ａと第２カム部材１０４の摺動面１０４Ａとは、互いに接触している。

　第１カム部材１０２は、スライド６０と共に下降する。また、第１カム部材１０２の摺動面１０２Ａと第２カム部材１０４の摺動面１０４Ａとは、互いに円滑であり、図１９Ｂに示すように、第１カム部材１０２が下降すると、第２カム部材１０４が、連動して右側に水平移動する。すなわち、第１カム部材１０２と第２カム部材１０４とによってカム構造が形成されている。第２カム部材１０４の水平移動によって、第二の型２０Ｘが第一の型１０Ｘに押し付けられ、第一の型１０Ｘと第二の型２０Ｘとの間に挟まれた被加工材が、所定の形状にプレス成形される。

　プレス成形時には、第一の型（下型）と第二の型（上型）とが上下方向に対向配置されボルスター５０が用いられる第１～第３実施形態の場合と同様に、プレス荷重によって第一の型１０Ｘが支持されている支持装置４０Ａの側壁が撓むという問題が生じる。このため、図示を省略するが、プレス成形装置１００Ｃにおいても、第一の型１０Ｘの頂部１４は、中央が図１９Ｂ中の右側に突出するように撓み得る。また、第二の型２０Ｘの頂部２４は、中央が図１９Ｂ中の左側に突出するように撓み得る。しかし、第１～第３実施形態の場合と同様に、第一の型１０Ｘ又は第二の型２０Ｘに補剛部材１８，２８が設けられていることによって、頂部１４，２４の撓みを抑制できる。

　また、図１～図１９中に示した構成を部分的に組み合わせて、本開示に係る金型及びプレス成形装置を構成することもできる。例えば、本開示の補剛部材は、根元部分が板状であると共に、被加工材側の部分が１本以上の棒状部分で構成することもできる。本開示は、上記に記載していない様々な実施の形態等を含むと共に、本開示の技術的範囲は、上記の説明から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ定められるものである。

≪付記≫
　本明細書からは、以下の態様が概念化される。

　すなわち、態様１は、
　第一の型と第二の型とを備える金型であって、前記第一の型及び前記第二の型のうち少なくとも一方が、
　板状の底部と、
　前記底部と離れて設けられた板状の頂部と、
　一端が前記底部に直接接続され他端が前記頂部に接続され前記底部側から前記頂部側に向かうに従って前記底部との接続部分から前記頂部の中央が位置する側に向かって傾斜して延びる補剛部材と、
　を有する金型。

　態様２は、
　前記補剛部材は、前記第一の型にのみ設けられている、
　態様１に記載の金型。

　態様３は、
　前記補剛部材は、前記第二の型にのみ設けられている、
　態様１に記載の金型。

　態様４は、
　前記補剛部材は、前記第一の型と前記第二の型との両方に設けられている、
　態様１に記載の金型。

　態様５は、
　一対の前記補剛部材が、前記頂部の中央を挟んで配置されている、
　態様１～４のいずれかに記載の金型。

　態様６は、
　前記第一の型及び前記第二の型のうち少なくとも一方が、プレス機のスライドの可動方向に沿って平行に延びる縦リブを更に有し、
　前記縦リブ、前記底部及び前記補剛部材によって、トラス構造が形成されている、
　態様１～５のいずれかに記載の金型。

　態様７は、
　前記補剛部材の前記底部との接続部分、又は、前記補剛部材の前記頂部との接続部分は、前記補剛部材の中央の領域より拡幅されている、
　態様１～６のいずれかに記載の金型。

　態様８は、
　前記第一の型及び前記第二の型のうち少なくとも一方において、前記補剛部材は、前記底部及び前記頂部と一体的に形成されている、
　態様１～７のいずれかに記載の金型。

　態様９は、
　前記第一の型及び前記第二の型のうち少なくとも一方において、前記補剛部材は、前記底部及び前記頂部とは別体として形成されている、
　態様１～７のいずれかに記載の金型。

　態様１０は、
　支持装置と、
　プレス成形時に下降するスライドと、
　前記支持装置と前記スライドとの間に配置される、態様１～９のいずれかに記載の金型と、
　を備えるプレス成形装置。

≪他の態様≫
　また、本明細書からは、以下の他の態様が概念化される。

　すなわち、他の態様１は、
　第一の型と第二の型とを備える金型であって、前記第一の型及び前記第二の型のうち少なくとも一方が、
　板状の底部と、
　前記底部と離間して設けられた板状の頂部と、
　前記底部と前記頂部とに連結され前記底部側から前記頂部側に向かうに従って前記底部との接続部分から前記頂部の中央が位置する側に向かって傾斜して延びる補剛部材と、
　を有する金型。

　他の態様２は、
　前記補剛部材は、前記第一の型にのみ設けられている、
　他の態様１に記載の金型。

　他の態様３は、
　前記補剛部材は、前記第二の型にのみ設けられている、
　他の態様１に記載の金型。

　他の態様４は、
　前記補剛部材は、前記第一の型と前記第二の型との両方に設けられている、
　他の態様１に記載の金型。

　他の態様５は、
　一対の前記補剛部材が、前記頂部の中央を挟んで配置されている、
　他の態様１～４のいずれか１項に記載の金型。

　他の態様６は、
　前記第一の型及び前記第二の型のうち少なくとも一方が、プレス機のスライドの可動方向に沿って平行に延びる縦リブを更に有し、
　前記縦リブ、前記底部及び前記補剛部材によって、トラス構造が形成されている、
　他の態様１～５のいずれかに記載の金型。

　他の態様７は、
　前記補剛部材の前記底部との接続部分、又は、前記補剛部材の前記頂部との接続部分は、前記補剛部材の中央の領域より拡幅されている、
　他の態様１～６のいずれかに記載の金型。

　他の態様８は、
　前記第一の型及び前記第二の型のうち少なくとも一方において、前記補剛部材は、前記底部及び前記頂部と一体的に形成されている、
　他の態様１～７のいずれかに記載の金型。

　他の態様９は、
　前記第一の型及び前記第二の型のうち少なくとも一方において、前記補剛部材は、前記底部及び前記頂部とは別体として形成されている、
　他の態様１～７のいずれかに記載の金型。

　他の態様１０は、
　支持装置と、
　プレス成形時に下降するスライドと、
　前記支持装置と前記スライドとの間に配置される、他の態様１～９のいずれかに記載の金型と、
　を備えるプレス成形装置。

　上記の他の態様においては、以下の作用効果を奏する。

　他の態様に係る金型及びプレス成形装置によれば、プレス機側の構成を改良する必要がなく、金型そのものを直接、比較的簡易に改良することによって、金型の被加工材側の撓みを抑制できる。

　２０２０年１０月６日に出願した日本国特許出願２０２０－１６９３９５号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。

　また、本明細書に記載されたすべての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

１０，１０Ｚ　下型（第一の型）
１０Ｘ　第一の型
１２　底部
１４　頂部
１６　縦リブ
１８　補剛部材
２０，２０Ｚ　上型（第二の型）
２０Ｘ　第二の型
２２　底部
２４　頂部
２５　側壁
２６　縦リブ
２８　補剛部材
３０，３０Ｘ　金型
４０　ベッド（支持装置）
４０Ａ　支持装置
４２　空洞
５０　ボルスター
６０　スライド
７０　下側インサート
８０　上側インサート
９０　被加工材
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｚ　プレス成形装置
Ｂ　ボルスターの最深部
Ｃ１，Ｃ２　頂部の最深部
Ｄ１，Ｄ２　撓み量
Ｅ　仮想位置
Ｇ　最大ギャップ
Ｌ　下側インサートと上側インサートとの間の最大の長さ
ｔ　被加工材の厚み

Claims (10)

1. 　第一の型と第二の型とを備える金型であって、前記第一の型及び前記第二の型のうち少なくとも一方が、
   　板状の底部と、
   　前記底部と離れて設けられた板状の頂部と、
   　一端が前記底部に直接接続され他端が前記頂部に接続され前記底部側から前記頂部側に向かうに従って前記底部との接続部分から前記頂部の中央が位置する側に向かって傾斜して延びる補剛部材と、
   　を有する金型。
2. 　前記補剛部材は、前記第一の型にのみ設けられている、
   　請求項１に記載の金型。
3. 　前記補剛部材は、前記第二の型にのみ設けられている、
   　請求項１に記載の金型。
4. 　前記補剛部材は、前記第一の型と前記第二の型との両方に設けられている、
   　請求項１に記載の金型。
5. 　一対の前記補剛部材が、前記頂部の中央を挟んで配置されている、
   　請求項１～４のいずれか一項に記載の金型。
6. 　前記第一の型及び前記第二の型のうち少なくとも一方が、プレス機のスライドの可動方向に沿って平行に延びる縦リブを更に有し、
   　前記縦リブ、前記底部及び前記補剛部材によって、トラス構造が形成されている、
   　請求項１～５のいずれか一項に記載の金型。
7. 　前記補剛部材の前記底部との接続部分、又は、前記補剛部材の前記頂部との接続部分は、前記補剛部材の中央の領域より拡幅されている、
   　請求項１～６のいずれか一項に記載の金型。
8. 　前記第一の型及び前記第二の型のうち少なくとも一方において、前記補剛部材は、前記底部及び前記頂部と一体的に形成されている、
   　請求項１～７のいずれか一項に記載の金型。
9. 　前記第一の型及び前記第二の型のうち少なくとも一方において、前記補剛部材は、前記底部及び前記頂部とは別体として形成されている、
   　請求項１～７のいずれか一項に記載の金型。
10. 　支持装置と、
    　プレス成形時に下降するスライドと、
    　前記支持装置と前記スライドとの間に配置される、請求項１～９のいずれか一項に記載の金型と、
    　を備えるプレス成形装置。

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