JP2012232329A - プレス成形方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークに対してプレス成形を施す際、スプリングバックの発生を低減するとともに、破断や強度低下が起こることを回避する。
【解決手段】第２下型４８と第２上型５０で第２キャビティ７２が形成されるとき、第１湾曲部１４を形成するための第１湾曲成形面６０（円弧状成形部８６）と第３湾曲成形面７８との間のクリアランスをｔ１、天井壁部１２を支持するための第１天面成形面６２と第２天面成形面８０との間のクリアランスをｔ２とし、ワークの初期厚みをｔとすると、ｔ１＜ｔ＜ｔ２の関係が成り立つ。このため、押圧力を付与してプレス成形を行う際、第１湾曲部１４の材料が天井壁部１２側に向かって流動する。この流動は、第１湾曲部１４の内壁面（第２下型４８に臨む側の面）側で顕著である。
【選択図】図６

Description

本発明は、ワークに対して折曲を行うことで成形品を得るプレス成形方法及びその装置に関する。

例えば、金属板に対して絞り加工や曲げ加工等で、折曲部を設ける成形を行う場合、該金属板に対してプレス成形を施して押圧力を付与し、これにより、予め設定された角度まで折曲する。その結果、折曲部、及びその周辺の成形部位が形成された成形品が得られる。しかしながら、成形品を押圧から解放すると、折曲部や成形部位が、押圧力が指向する方向と逆方向に跳ね上がる、いわゆるスプリングバックが起こる。特に、高張力鋼板等の引張強度が高い材料では顕著である。

勿論、プレス成形を行うための成形型は、折曲部にスプリングバックが起きた後の折曲部の角度が、予め設定された所定の角度となる折曲量を金属板に付与し得るように設定される。すなわち、成形型は、所定の形状の成形品が得られるように、スプリングバックを考慮して設計される。

しかしながら、そのようにして設計された成形型を用いて成形を行っても、実際のスプリングバック量が予測したスプリングバック量と相違することがある。この場合、成形型を修正する必要がある。

このように、プレス成形の成形型の寸法や押圧力等は、スプリングバック量の予測、プレス成形のテスト、実際のスプリングバック量に基づく成形型の修正、プレス成形の再テストを繰り返して最終設定に至る。このため、最終設定に至るまでの工程数が多く、且つ長時間を要している。

そこで、スプリングバックを可及的に低減することが要請されている。この場合、スプリングバック量のばらつきも小さくなるため、スプリングバック量を予測することが容易となり、その結果、成形型の最終設定に至るまでの工程数が低減するとともに時間が短縮されると期待される。

スプリングバック低減のため、特許文献１において、ワークを局所的に鍛圧することが提案されている。具体的には、突起を設けた成形型によってワークの折曲部を加圧し、これにより板厚が局所的に減少するように塑性変形させてゴルフクラブヘッドを得るようにしている。

特開平８−２１５７５９号公報

特許文献１記載の技術では、ワークが成形型に拘束された状態で、該ワークの折曲部が前記突起によって局所的に加圧される。このため、ワークが突起に引っ掛かった状態になり、成形中にワークの材料が流動することが困難であるので、ワークが破断する懸念がある。また、折曲部の厚みが局所的に小さくなるため、該折曲部の強度が小さくなる。このようなプレス成形品は、例えば、車体パネル等、高強度が必要な構造材として採用することが容易ではない。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、折曲加工が施されたプレス成形品にスプリングバックが発生することを低減し得るプレス成形方法及びその装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、ワークに押圧力を付与することによって、前記ワークに、天面部位と、前記天面部位の両端に連なる縦壁部位と、前記天面部位と前記縦壁部位との間に介在する折曲部とを備える断面略コの字形状を有する成形品を形成するプレス成形方法であって、前記折曲部の材料を前記天面部位側に向かって流動させることを特徴とする。

なお、前記縦壁部位を拘束しながら前記折曲部に対して押圧力を付与することが好ましい。

そして、２回のプレス成形を行うようにしてもよい。この場合には、先ず、前記折曲部を形成する前に、該折曲部を形成する部位に予備折曲部位を形成する。その後、スプリングバックを起こした前記予備折曲部位を、スプリングバックの方向とは逆方向に折曲して前記折曲部を形成すればよい。

また、本発明は、ワークに押圧力を付与することによって、天面部位と、前記天面部位の両端に連なる縦壁部位と、前記天面部位と前記縦壁部位との間に介在する折曲部とを備える断面略コの字形状を有する成形品を形成するプレス成形装置であって、前記ワークに押圧力を付与するための第１成形型と第２成形型を有し、前記第１成形型と前記第２成形型とでキャビティが形成された際、前記第１成形型と前記第２成形型との間のクリアランスが、前記折曲部を形成する箇所では前記ワークの厚みに比して小さく、且つ前記天面部位を形成する箇所では前記ワークの厚みに比して大きいことを特徴とする。

なお、前記折曲部の低角度側に位置する端面を内壁面、高角度側に位置する端面を外壁面とするとき、前記第１成形型又は前記第２成形型のいずれかに、前記折曲部を内壁面から外壁面に指向して押圧力を付与する成形部を突出形成することが好ましい。

この場合において、前記成形部の好ましい突出量は、ワークの厚みの１〜１２％である。

本発明によれば、折曲部を板厚方向に押圧するので、折曲部の内壁面側の圧縮残留応力と、外壁面側の引張残留応力との差異が小さくなる。このため、内壁面側を外壁面側に向かって引っ張るように作用する力が小さい。しかも、折曲部の材料を天面部位側に流動させるようにしているので、材料の流動に伴って天面部位が内壁面側に指向して若干反る。よって、型開きを行って押圧を解除したとき、反りが外壁面側に指向して戻ろうとする。以上のことが相俟って、スプリングバックを低減することができる。

また、ワークの材料が容易に流動するので、ワークが破断する懸念が払拭される。

さらに、折曲部を成形する成形面でワークを押圧するので、折曲部の厚みが局所的に小さくなること、ひいては折曲部の強度が小さくなることが回避される。

プレス成形品の全体概略斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るワークの加工工程を示す模式的側面図である。 本発明の第１実施形態に係る第１プレス成形装置の要部概略縦断面図である。 第１プレス成形装置を構成する上型が最大限下降した状態を示す要部概略縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る第２プレス成形装置の要部概略縦断面図である。 第２プレス成形装置における折曲部を成形する箇所を示す要部拡大縦断面図である。 第２プレス成形装置を構成する上型が最大限下降した状態を示す要部概略縦断面図である。 本発明の実施の形態に係るプレス成形方法によって得られ、且つ押圧力から解除された後のプレス成形品の変形を示す模式的側面図である。 本発明の第１実施形態に係るトリム加工用プレス成形装置の要部概略縦断面図である。 図９のプレス成形装置を構成するトリム型が最大限下降した状態を示す要部概略縦断面図である。 第１実施形態及び第２実施形態によって得られたプレス成形品における第１傾斜壁部及び第２傾斜壁部の開き量を、目標値に対する割合として示すグラフである。

以下、本発明に係るプレス成形方法につき、それを実施するプレス成形装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、板形状のワークから図１に示すプレス成形品１０を得る場合を例示する。

先ず、このプレス成形品１０につき説明する。この場合、プレス成形品１０は、例えば、高張力鋼等からなり初期厚みがｔであるワークＷ１（図２参照）から得られ、水平方向（図１中の矢印Ｘ方向）に沿って延在する天面部位としての天井壁部１２と、折曲部としての第１湾曲部１４及び第２湾曲部１６の各々を介して該天井壁部１２に連なる縦壁部位としての第１傾斜壁部１８及び第２傾斜壁部２０とを有する。第１傾斜壁部１８及び第２傾斜壁部２０には、さらに、天井壁部１２の延在方向に対して平行に延在する第１フランジ部２２、第２フランジ部２４が連なる。

第１傾斜壁部１８及び第２傾斜壁部２０は、天井壁部１２に対して９０°に近い角度で交わる。なお、第１傾斜壁部１８及び第２傾斜壁部２０は、鉛直方向に対して若干傾斜していてもよい。この場合、天井壁部１２と、第１傾斜壁部１８及び第２傾斜壁部２０とは、若干開いた「コ」の字形状をなす。また、第１湾曲部１４、第２湾曲部１６の内壁側では、第１傾斜壁部１８と天井壁部１２、天井壁部１２と第２傾斜壁部２０のなす角度は９０°に近く、外壁側では２７０°に近い。

以上の第１湾曲部１４、第２湾曲部１６、第１傾斜壁部１８、第２傾斜壁部２０、第１フランジ部２２及び第２フランジ部２４は、後述するように、初期厚みがｔであるワークＷ１に対して折曲加工（プレス成形）が施されることで形成される。

このような形状のプレス成形品１０は、図２に示すように、ワークＷ１から予備成形体Ｗ２を得る第１のプレス成形と、該予備成形体Ｗ２からプレス成形品１０を得る第２のプレス成形とを経て作製することができる。以下、この場合を第１実施形態として説明する。

ここで、図３及び図４を参照し、第１のプレス成形を実施するための第１プレス成形装置２６につき説明する。この第１プレス成形装置２６は、いわゆる絞り成形を施すためのものであり、ワークＷ１を折曲加工する成形型としての第１下型２８と、図示しない昇降機構の作用下に第１下型２８に対して接近又は離間する第１上型３０と、ワークＷ１を保持するための複数個のブランクホルダ３２とを有する。なお、図３では、複数個のブランクホルダ３２中の２個を示している。

すなわち、この場合、第１下型２８は位置決め固定された固定型であり、一方、第１上型３０は変位可能な可動型である。第１下型２８は、第１凸部３６の存在により、第１上型３０に臨んで凸形状をなす。一方、第１上型３０には、第１下型２８の第１凸部３６が進入する第１凹部４０が形成されており、この第１凹部４０の存在により、凹形状をなしている。

複数個のブランクホルダ３２は、第１下型２８を囲むように配設されるとともに、その各々が、図示しない付勢手段から延在するクッションピン４２に支持される。ブランクホルダ３２は、クッションピン４２が図３における鉛直方向に沿って前進（上昇）・後退（下降）動作することに追従して変位する。

型閉じが行われた際には、図４に示すように、第１凸部３６が第１凹部４０に進入し、これにより第１キャビティ４４が形成される。

なお、第１下型２８と第１上型３０の間のクリアランスｔ０は、ワークＷ１の初期厚みｔと同等である。

次に、図５及び図６を参照し、第１実施形態に係るプレス成形装置である第２プレス成形装置４６につき説明する。勿論、第２プレス成形装置４６は、第２のプレス成形を実施するためのものである。

この第２プレス成形装置４６は、予備成形体Ｗ２が載置される第２下型４８と、図示しない昇降機構の作用下に第２下型４８に対して接近又は離間する第２上型５０とを有する。すなわち、この場合も、第２下型４８は位置決め固定された固定型であり、一方、第２上型５０は変位可能な可動型である。

第２下型４８は、第１フランジ部２２及び第２フランジ部２４を成形するための第１フランジ成形面５２、第２フランジ成形面５４を有し、これら第１フランジ成形面５２と第２フランジ成形面５４の間には第２凸部５６が介在する。この第２凸部５６の存在により、第２下型４８は、第２上型５０に臨んで凸形状をなす。

第２凸部５６には、第１フランジ成形面５２から第２フランジ成形面５４に向かって、第１傾斜成形面５８、第１湾曲成形面６０、第１天面成形面６２、第２湾曲成形面６４及び第２傾斜成形面６６がこの順序で設けられる。勿論、第１傾斜成形面５８及び第２傾斜成形面６６は第１傾斜壁部１８及び第２傾斜壁部２０を成形するための面であり、第１湾曲成形面６０及び第２湾曲成形面６４は第１湾曲部１４及び第２湾曲部１６を成形するための面である。また、第１天面成形面６２は、プレス成形品１０における天井壁部１２となる部分を第２上型５０とともに保持する。

第２上型５０は、第３フランジ成形面６８、第４フランジ成形面７０を有し、これら第３フランジ成形面６８と第４フランジ成形面７０の間には、第２凸部５６が進入した際に該第２凸部５６とともに第２キャビティ７２（図６参照）を形成する第２凹部７４が形成されている。この第２凹部７４により、第２上型５０は凹形状をなしている。

第２凹部７４には、第３フランジ成形面６８から第４フランジ成形面７０に向かって、第３傾斜成形面７６、第３湾曲成形面７８、第２天面成形面８０、第４湾曲成形面８２及び第４傾斜成形面８４がこの順序で設けられる。第３傾斜成形面７６及び第４傾斜成形面８４は第１傾斜成形面５８及び第２傾斜成形面６６にそれぞれ対向し、第３湾曲成形面７８及び第４湾曲成形面８２は第１湾曲成形面６０及び第２湾曲成形面６４にそれぞれ対向する。また、第２天面成形面８０は、プレス成形品１０における天井壁部１２となる部分を第２下型４８の第１天面成形面６２とともに保持する。

ここで、型閉じが行われた際の第１湾曲成形面６０の近傍を拡大して図６に示す。この図６から諒解されるように、第１湾曲成形面６０には、円弧状成形部８６が突出形成される。すなわち、円弧状成形部８６と第１傾斜成形面５８、第１天面成形面６２との間には、段部８８、９０が形成される。

第１実施形態では、第２キャビティ７２において、円弧状成形部８６と第３湾曲成形面７８との間のクリアランスをｔ１、第１天面成形面６２と第２天面成形面８０との間のクリアランスをｔ２とするとき、これらｔ１、ｔ２とワークＷ１の初期厚みｔとの間には、下記の式（１）に示される関係が成り立つ。
ｔ１＜ｔ＜ｔ２ …（１）

すなわち、円弧状成形部８６と第３湾曲成形面７８との間のクリアランスｔ１は、プレス成形が施される前のワークＷ１の初期厚みｔに比して小さく設定され、且つ第１天面成形面６２と第２天面成形面８０との間のクリアランスｔ２は、プレス成形が施される前のワークＷ１の初期厚みｔに比して大きく設定されている。

また、本実施の形態では、段部８８と段部９０とでは、段部９０の方が段差が大きくなっている。

円弧状成形部８６の突出量、すなわち、段部８８、９０の高さは、ワークＷ１の初期厚みｔの１〜１２％以内であることが好ましい。

また、円弧状成形部８６の円弧部の長さＬ１は、第１湾曲部１４の内壁面の長さＬ２と、ワークＷ１の初期厚みｔとの間に下記の式（２）で示される関係が成立するように設定することがより好ましい。
Ｌ１＝Ｌ２±ｔ …（２）

Ｌ１がＬ２とｔの和に比して大きいと、モーメントによる折曲効果が小さくなる傾向がある。一方、Ｌ１がＬ２からｔを引いた差に比して小さいと、圧縮作用が小さくなる傾向にある。

なお、第３湾曲成形面７８は、第１湾曲部１４の外壁面が所定の曲率半径で湾曲するように設定された曲率半径ｒ２をなす、単純な円弧状の湾曲面として形成される。

また、第１実施形態では、第２下型４８の第１傾斜成形面５８と第２上型５０の第３傾斜成形面７６との間のクリアランスｔ３は、ワークＷ１の初期厚みｔと同等であるか、若干小さい程度である。

以上の構成は、第２湾曲成形面６４、第４湾曲成形面８２においても同様である。従って、その図示及び詳細な説明を省略する。

第１実施形態に係る第１プレス成形装置２６、第２プレス成形装置４６は、基本的は以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、プレス成形方法との関係で説明する。

第１実施形態では、ワークＷ１に対して第１のプレス成形を施して、予備成形体Ｗ２を得、この予備成形体Ｗ２に生じたスプリングバックを、第２のプレス成形によって低減する（図２参照）。

はじめに、図３に示す第１プレス成形装置２６を使用し、板形状のワークＷ１に対して第１のプレス成形を行う。

先ず、型開きされた第１下型２８と第１上型３０の間にワークＷ１が配置される。この際、ワークＷ１は、ブランクホルダ３２に載置される。このとき、全てのクッションピン４２は最大限上昇している。

次に、プレス成形を施すべく、前記昇降機構が付勢されて第１上型３０が下降動作し、これにより第１下型２８に対して接近する。第１上型３０のブランクホルダ３２に対向する面が、先ず、ワークＷ１におけるブランクホルダ３２に載置された部位に当接する。

第１上型３０がさらに下降すると、第１上型３０による押圧力を受けて全てのクッションピン４２が同時に後退動作する。すなわち、複数個のブランクホルダ３２が一斉に下降動作する。

第１上型３０は、さらに継続して下降する。これに伴ってクッションピン４２が一層後退動作するとともに、第１下型２８の第１凸部３６及びワークＷ１の一部が第１上型３０の第１凹部４０に進入する。

第１上型３０が最大限下降すると、図４に示すように、クッションピン４２も最大限下降する。このとき、ワークＷ１が、第１下型２８及びブランクホルダ３２と、第１上型３０と、で挟持されるとともに、第１凹部４０と、該第１凹部４０に進入した第１凸部３６とで形成される第１キャビティ４４の形状に対応する形状に成形される。これにより第１のプレス成形が終了し、図２に示す予備成形体Ｗ２が得られる。

その後、前記昇降機構の作用下に第１上型３０を第１下型２８から離間させて型開きを行い、予備成形体Ｗ２を第１プレス成形装置２６から取り外せばよい。従来技術では、このようにして得られた予備成形体Ｗ２をそのまま製品としているが、この予備成形体Ｗ２においては、図２に示すように、スプリングバック量が比較的大きい。

そこで、次に、第２のプレス成形を行う。具体的には、予備成形体Ｗ２を、図５に示す第２プレス成形装置４６の第２下型４８にセットする。そして、プレス成形を施すべく、前記昇降機構が付勢されて第２上型５０が下降動作し、第２下型４８に対して接近する。さらに第２上型５０が下降すると、第２下型４８の第２凸部５６及び予備成形体Ｗ２の一部が第２上型５０の第２凹部７４に進入する。

この際、予備成形体Ｗ２の一端部は、第１フランジ成形面５２と第３フランジ成形面６８の間に挟持され、且つ他端部は、第２フランジ成形面５４と第４フランジ成形面７０の間に挟持される。これにより、第１フランジ部２２及び第２フランジ部２４が成形される。また、予備成形体Ｗ２において、第１天面成形面６２と第２天面成形面８０との間に介在した部位が天井壁部１２となる。

同時に、予備成形体Ｗ２の大部分が第２凸部５６とともに第２凹部７４に進入することに追従して予備成形体Ｗ２に折曲加工が施され、その結果、第１フランジ部２２と天井壁部１２との間に第１傾斜壁部１８、第１湾曲部１４が形成されるとともに、天井壁部１２と第２フランジ部２４との間に第２湾曲部１６、第２傾斜壁部２０が形成される。

図６には、このときの第１湾曲成形面６０（円弧状成形部８６）と第３湾曲成形面７８で成形される部位が示されている。上記したように円弧状成形部８６と第３湾曲成形面７８との間のクリアランスｔ２がワークＷ１の初期厚みｔに比して小さく、且つ第１天面成形面６２と第２天面成形面８０との間のクリアランスｔ１がワークＷ１の初期厚みｔに比して大きく設定されているため、予備成形体Ｗ２は、円弧状成形部８６と第３湾曲成形面７８との間で押圧され、その一方で、第１天面成形面６２と第２天面成形面８０との間では押圧されない。しかも、この実施の形態では、第１傾斜成形面５８と第３傾斜成形面７６との間のクリアランスｔ３が好ましくはワークＷ１の初期厚みｔと同一か、又は若干小さい程度に設定されている。このため、第１傾斜壁部１８は、第１傾斜成形面５８と第３傾斜成形面７６で挟持され、これにより拘束される。

このため、第１湾曲部１４となる材料の一部が、図６に矢印で示すように天井壁部１２側に向かって流動する。上記したように、予備成形体Ｗ２は、第１天面成形面６２と第２天面成形面８０との間で拘束されていないので、この間のクリアランスに材料が流動することが容易であるからである。特に、円弧状成形部８６によって加圧される内壁面側で顕著である。

このような材料の流動が起こる結果、天井壁部１２の内壁面（下端面）が第１天面成形面６２側に指向して若干撓む。換言すれば、反る。第１湾曲部１４の内壁面側の材料が過剰量となることが回避されるとともに、外壁面側の材料が不足することが回避される。また、第１湾曲部１４が板厚方向に加圧され、内壁面側の圧縮残留応力と、外壁面側の引張残留応力との差異が小さくなる。

図示及び詳細な説明は省略するが、第２湾曲部１６側においても同様の現象が進行する。

第２上型５０が最大限下降すると、図７に示すように、第２のプレス成形が終了し、図１に示すプレス成形品１０が得られる。

その後は、前記昇降機構の作用下に第２上型５０を第２下型４８から離間させて型開きを行い、プレス成形品１０を第２プレス成形装置４６から取り外せばよい。

上記したように、第１のプレス成形を行って得られる予備成形体Ｗ２には、図２に示すように、第１湾曲部１４及び第２湾曲部１６に比較的大きなスプリングバックが生じる。その結果、第１傾斜壁部１８及び第２傾斜壁部２０がプレス成形時の押圧力の指向方向とは逆に、すなわち、天井壁部１２側に向かって跳ね上がる。これは、第１湾曲部１４及び第２湾曲部１６の内壁面側では圧縮残留応力が生じ、且つ外壁面側では大きな引張残留応力が生じるため、第１傾斜壁部１８及び第２傾斜壁部２０が押圧力から解放されると、外壁面側の大きな引張残留応力の作用によって、第１傾斜壁部１８及び第２傾斜壁部２０が元の位置に戻ろうとするからである。

これに対し、第１実施形態に係るプレス成形方法によって得られたプレス成形品１０では、従来よりスプリングバックが小さくなる。この理由は、第１湾曲部１４及び第２湾曲部１６を形成する過程で予備成形体Ｗ２の材料を天井壁部１２側に流動させるようにしたため、以下のような現象が起こるからであると考えられる。

すなわち、第１湾曲部１４及び第２湾曲部１６が板厚方向に加圧されることで、第１湾曲部１４及び第２湾曲部１６の外壁面に作用する引張残留応力と、内壁面に作用する圧縮残留応力との差異が小さくなる。しかも、材料が天井壁部１２側に流動することに伴い、上記したように天井壁部１２が第１天面成形面６２に指向して若干反るので、型開きが行われると、図８に示すように、この反りが元に戻る。この戻りにより、第１傾斜壁部１８と第２傾斜壁部２０が互いに接近するように内壁面側に指向して変位する方向に力が発生する。つまり、第１湾曲部１４及び第２湾曲部１６のスプリングバックを相殺する方向に力が働く。これにより、第１傾斜壁部１８及び第２傾斜壁部２０の跳ね上がりが抑制される。

しかも、予備成形体Ｗ２の材料が容易に流動するので、第１湾曲部１４、第２湾曲部１６の局所的な伸びが抑制され、破断する懸念が払拭される。特に、円弧状成形部８６（図６参照）の突出量をワークＷ１の初期厚みｔの１〜１２％以内とした場合には予備成形体Ｗ２の材料が一層容易に流動する。

また、円弧状成形部８６の円弧部の長さＬ１、第１湾曲部１４の内壁面の長さＬ２、ワークＷ１の初期厚みｔとの間に上記式（２）で示される関係が成立するように設定することにより、折曲効果が十分に確保されるとともに、圧縮が不足してしまうことが回避される。

なお、第２のプレス成形において、トリム加工を行うようにしてもよい。

この場合、第１のプレス成形で得られた予備成形体Ｗ２を、図９に示すトリム加工用プレス成形装置９２の第３下型９４にセットする。ここで、トリム加工用プレス成形装置９２の第３下型９４は、下刃９６、９８を備える以外は図５に示す第２プレス成形装置４６における第２下型４８に準拠して構成されている。従って、同一の作用を営む成形面には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

トリム加工用プレス成形装置９２は、さらに、トリム型１０２、１０４を備える。該トリム型１０２、１０４には上刃１０６、１０８が設けられるとともに、第３上型１００を昇降動作させる昇降機構とは別の昇降機構（図示せず）の作用下に、鉛直方向に沿って変位することが可能である。

トリム加工用プレス成形装置９２の第３下型９４に予備成形体Ｗ２をセットした後、型閉じを行って図９に示す状態とする。第３下型９４の第１湾曲成形面６０、第２湾曲成形面６４には、図６と同様に円弧状成形部８６が突出形成されているので、予備成形体Ｗ２の第１湾曲部１４及び第２湾曲部１６の材料が天井壁部１２側に流動する。従って、天井壁部１２の材料が第１天面成形面６２側に向かって反る。

その後、図１０に示すように、トリム型１０２、１０４が前記昇降機構の作用下に下降する。この際、プレス成形品１０の第１フランジ部２２、第２フランジ部２４の一部が下刃９６、９８及び上刃１０６、１０８によって切断され、所定の長さに仕上げられる。

次に、型開きが行われ、プレス成形品１０が取り出される。上記と同様の理由から、このプレス成形品１０においてもスプリングバックが低減される。

上記した第１実施形態では、第１のプレス成形及び第２のプレス成形を行うことでプレス成形品１０を得るようにしているが、板形状のワークＷ１に対してプレス成形を１回のみ行うことでプレス成形品１０を得るようにしてもよい。以下、この実施の形態を第２実施形態として説明する。

第２実施形態では、板形状のワークＷ１からプレス成形品１０を直接得る。すなわち、先ず、ワークＷ１が第２プレス成形装置４６の第２下型４８に載置される。

以降は、第１実施形態における第２のプレス成形に準拠して成形が進行する。すなわち、図４に示すように第２プレス成形装置４６の第２上型５０が下降する。このとき、第２下型４８の第２凸部５６とワークＷ１の一部とが第２上型５０の第２凹部７４に進入することに追従してワークＷ１に折曲加工が施され、折曲部、すなわち第１湾曲部１４及び第２湾曲部１６が形成される。また、第１天面成形面６２に、天井壁部１２となる部分が保持される。

そして、第１湾曲成形面６０（円弧状成形面８６）と第３湾曲成形面７８との間で第１湾曲部１４が押圧され、第２湾曲成形面６４（円弧状成形面８６）と第４湾曲成形面８２との間で第２湾曲部１６が押圧されることによって、天井壁部１２側に向かって折曲部の材料が流動する。その結果、第１実施形態と同様に第１湾曲部１４及び第２湾曲部１６のスプリングバックを低減する方向に力が働き、スプリングバック量を小さく抑えることが可能となる。なお、第２実施形態におけるワークＷ１の初期厚みｔと、第２プレス成形装置４６のクリアランスｔ１〜ｔ３との関係は、第１実施形態と同様である。

図１１に、第１実施形態及び第２実施形態の各々における第１傾斜壁部１８及び第２傾斜壁部２０の目標値に対する開き量の割合を示す。なお、図１１中の点Ｐ１は、実際の開き量と目標値とが一致したときであり、これを１００％としている。スプリングバック量が大きいほど、割合が小さくなる。また、図１１中の点Ｐ２は、第１実施形態において第１のプレス成形により予備成形体Ｗ２に生じるスプリングバック量、すなわち従来のプレス成形によって生じるスプリングバック量を示す。

この図１１から、第１実施形態の開き量の割合が、第２実施形態の開き量の割合よりも大きいこと、換言すれば、スプリングバック量が小さいことが分かる。このことは、２回のプレス成形を行うことによってスプリングバックを一層低減し得ることを意味する。

本発明は、上記した第１実施形態及び第２実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、図６においては、円弧状成形部８６と、第１傾斜成形面５８及び第１天面成形面６２との間に段部８８、９０をそれぞれ設けた構成を示しているが、段部８８、９０に代替して傾斜部又は湾曲部を設け、これら傾斜部又は湾曲部を介して、円弧状成形部８６と、第１傾斜成形面５８（第２傾斜成形面６６）及び第１天面成形面６２の各々とが連なるようにしてもよい。

さらに、第２下型４８、第３下型９４が凹形状であり且つ第２上型５０、第３上型１００が凸形状であってもよい。この場合、プレス成形品１０の内壁面は第２上型５０、第３上型１００に臨み、外壁面は第２下型４８、第３下型９４に臨む。従って、円弧状成形部８６は、第２上型５０、第３上型１００に形成すればよい。

１０…プレス成形品 １２…天井壁部
１４、１６…湾曲部 １８、２０…傾斜壁部
２２、２４…フランジ部 ２６、４６、９２…プレス成形装置
２８、４８、９４…下型 ３０、５０、１００…上型
３６、５６…凸部 ４０、７４…凹部
４４、７２…キャビティ
５２、５４、６８、７０…フランジ成形面
５８、６４、７６、８４…傾斜成形面
６０、６４、７８、８２…湾曲成形面 ６２、８０…天面成形面
８８、９０…段部 ９６、９８…下刃
１０２、１０４…トリム型 １０６、１０８…上刃
Ｗ１…ワーク Ｗ２…予備成形体

Claims (6)

1. ワークに押圧力を付与することによって、前記ワークに、天面部位と、前記天面部位の両端に連なる縦壁部位と、前記天面部位と前記縦壁部位との間に介在する折曲部とを備える断面略コの字形状を有する成形品を形成するプレス成形方法であって、
   前記折曲部の材料を前記天面部位側に向かって流動させることを特徴とするプレス成形方法。
2. 請求項１記載のプレス成形方法において、
   前記縦壁部位を拘束しながら前記折曲部に対して押圧力を付与することを特徴とするプレス成形方法。
3. 請求項１又は２記載のプレス成形方法において、
   前記折曲部を形成する前に、該折曲部を形成する部位に予備折曲部位を形成する工程と、
   スプリングバックを起こした前記予備折曲部位を、スプリングバックの方向とは逆方向に折曲して前記折曲部を形成する工程と、を有することを特徴とするプレス成形方法。
4. ワークに押圧力を付与することによって、前記ワークに、天面部位と、前記天面部位の両端に連なる縦壁部位と、前記天面部位と前記縦壁部位との間に介在する折曲部とを備える断面略コの字形状を有する成形品を形成するプレス成形装置であって、
   前記ワークに押圧力を付与するための第１成形型と第２成形型を有し、
   前記第１成形型と前記第２成形型とでキャビティが形成された際、前記第１成形型と前記第２成形型との間のクリアランスが、前記折曲部を形成する箇所では前記ワークの厚みに比して小さく、且つ前記天面部位を形成する箇所では前記ワークの厚みに比して大きいことを特徴とするプレス成形装置。
5. 請求項４記載のプレス成形装置において、前記折曲部の低角度側に位置する端面を内壁面、高角度側に位置する端面を外壁面とするとき、前記第１成形型又は前記第２成形型のいずれかに、前記折曲部を内壁面から外壁面に指向して押圧力を付与する成形部が突出形成されていることを特徴とするプレス成形装置。
6. 請求項５記載のプレス成形装置において、前記成形部の突出量を、前記ワークの厚みの１〜１２％とすることを特徴とするプレス成形装置。

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