JP5151784B2 - センターピラーアウターパネルの製造方法およびセンターピラーアウターパネル用ブランク - Google Patents

Description

本発明は、熱間プレス成形によるセンターピラーアウターパネルの製造方法およびセンターピラーアウターパネル用ブランクに関する。本発明は、特に、熱間プレス成形後のトリム性および表面品質に優れたセンターピラーアウターパネルの製造方法およびセンターピラーアウターパネル用ブランクに関する。

近年、自動車用構造部材には、地球環境問題および衝突安全性能の観点から、薄肉化と高強度化とが求められている。これらの相反する要求を満足するために高強度鋼板の適用が拡大している。しかし、高強度鋼板を用いる場合の問題の一つとして、しわをはじめとする成形不良があり、高強度鋼板の適用拡大の障害となっている。

これら問題を解決する手法として、７００℃以上の高温に加熱した被加工材（ブランク）をプレス成形し、次いで金型内もしくは金型外で焼入れを行うことにより高強度成形品の製造を行う熱間プレス成形方法が知られている。

熱間プレス成形は、鋼板の引張強度が低下する高温域で成形するため、成形不良を容易に抑制または解消することができる。また、成形後に焼き入れを行うことにより高強度化を実現するため、引張強度が１５００ＭＰａ級の超高強度の製品を製造することができる。

しかし、この熱間プレス成形によって焼入れされた成形品の引張強度は、例えば１５００ＭＰａ程度と極めて大きいため、この成形品を製品形状にトリム加工する場合には様々な問題を伴う。例えば、センターピラーアウターパネル（以下、単に「センターピラーアウター」ともいう）を絞り成形によって熱間プレス成形する場合（以下、単に「絞り成形」ともいう）について説明する。

絞り成形では、ダイ、ブランクホルダー、パンチおよびパッドからなる金型を用い、所定温度まで加熱されたブランクをパンチとパッドとにより挟み、かつ、ブランクの周囲に設けられる切捨て部をダイとブランクホルダーとにより拘束した状態で成形が行われ、ブランクは成形の下死点で金型と接触することにより焼き入れされ、絞り成形品が得られる。絞り成形品の周囲の切捨て部は、絞り成形後にトリム加工により除去される。

しかし、絞り成形後のトリム加工をせん断加工により行うと、絞り成形品が高強度であるため、せん断加工に用いる工具の使用寿命が短くなりコストが増大する。また、このトリム加工をレーザ切断加工により行うと、製品部と切捨て部との境界線であるトリムラインは絞り成形品の内部の製品部の周囲を囲んで存在するためにトリムする距離が長いことから、トリムに要する時間およびコストが増大し、生産性が低下する。これらの理由から、一般に、トリム加工が必要となる絞り成形は回避される傾向にある。

例えば、特許文献１、２には、成形後のトリム加工を不用とする熱間曲げ成形（以下、単に「曲げ成形」ともいう）により、バンパービームやバンパー補強材を熱間プレスする方法が開示されている。

曲げ成形は、ダイ、パンチおよびパッドからなる金型を用い、所定温度まで加熱されたブランクをパンチとパッドとにより挟むとともに、ダイを下降させることにより行われ、ブランクは成形下死点で金型と接触することにより焼き入れされる。曲げ成形に用いられるブランクの形状は、曲げ成形により得られる曲げ成形品の形状が製品形状と同じとなるように、すなわち曲げ成形品を展開した形状に予め調整される。このため、曲げ成形により得られる曲げ成形品は、絞り成形品のような切捨て部を有さず、曲げ成形後にはトリム加工は不要である。
特開２００７−３８７５６号公報 特開２００４−２１７０１４号公報

しかし、曲げ成形によってセンターピラーアウターを製造しようとすると、センターピラーアウターの長手方向への湾曲形状に起因して、曲げ成形中に肉余りが生じる。この肉余りは、長手方向の中央部に位置する壁高さが急変する箇所の壁やフランジにおけるしわとなって発生する。

一般的な形状を有するセンターピラーアウターのしわの発生箇所は、センターピラーアウターの長手方向の中央から長手方向の両側にセンターピラーアウターの長さのほぼ３０％以内の領域、すなわち両端からほぼ２０％の領域を除くほぼ６０％以内の領域に存在する。このしわは、フランジの成形に至る前に壁部で重なりしわとなることもあり、下死点まで成形することさえも阻害し、センターピラーアウターの曲げ成形を行う上で大きな障害となる。

つまり、熱間プレス成形によりセンターピラーアウターを製造する際、絞り成形により熱間プレス成形を行う場合には絞り成形後に必要となるトリム加工に要するコストおよび工数が嵩み、一方、曲げ成形により熱間プレス成形を行う場合には曲げ成形時に上述した領域にしわが発生する。

本発明の目的は、成形後のトリム加工に要するコストおよび工数の増加を伴うことなく、しわの発生を抑制または解消して、熱間プレス成形により熱間プレス成形後のトリム性および表面品質に優れたセンターピラーアウターパネルを製造することである。

本発明者らは、この課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ブランクの一部分に行う絞り成形とこの一部分を除く残余の部分に行う曲げ成形とを組み合わせた熱間プレス成形を行うことによって、成形後のトリム加工に要するコストおよび工数の増加を伴うことなく、しわの発生を抑制または解消することができ、これにより、熱間プレス成形後のトリム性および表面品質に優れ、高強度化と高剛性化を実現して高い衝突安全性能を有するセンターピラーアウターを提供できることを知見して、本発明を完成した。

本発明は、所定温度に加熱したブランクを金型に装入して成形品に熱間プレス成形し、この成形品にトリム加工を施してセンターピラーアウターパネルを製造する方法であって、熱間プレス成形はブランクの、少なくともブランクの長手方向の中央から長手方向の両側にブランクの長さの３０％以下の領域の一部を含む一部分に行う絞り成形とこの一部分を除く、少なくとも長手方向の両端から長手方向にブランクの長さの１０％以下の領域を含む残余の部分に行う曲げ成形との組み合わせから構成されることを特徴とするセンターピラーアウターパネルの製造方法である。

この場合に、ブランクの長さの３０％以下の領域の一部が、ブランクの長さの２０％以下の領域の全部であることが望ましい。

これらの本発明に係るセンターピラーアウターパネルの製造方法では、成形品は、少なくとも成形品の長手方向の一部に、長手方向に延びて設けられる溝部を備えることが望ましい。この場合に、溝部が、溝部が形成された成形品の断面における壁高さ以下の深さを有することが望ましい。

これらの本発明に係るセンターピラーアウターパネルの製造方法では、ブランクは、一部分の全てに、絞り成形で用いるダイおよびブランクホルダーによって拘束されるとともにトリム加工により除去される切捨て部を有するとともに、残余の部分の少なくとも一部にはトリム加工により除去される切捨て部を有さないことが望ましい。

特に、残余の部分の少なくとも一部は、最終製品の形状を有し、トリム加工により除去する必要がないことがさらに望ましい
別の面からは、本発明は、熱間プレス成形に供され、少なくとも、ブランクの長手方向の中央から長手方向の両側にブランクの長さの２０％以下の領域の全部に切捨て部を有するとともに、少なくとも、長手方向の両端から長手方向にブランクの長さの１０％以下の領域には切捨て部を有さないこと、および、切捨て部を有する領域は絞り成形に供されるとともに、切捨て部を有さない領域は曲げ成形に供されることを特徴とするセンターピラーアウターパネル用ブランクである。

本発明によれば、成形後のトリム加工に要するコストおよび工数の増加を伴うことなく、しわの発生を抑制または解消して、熱間プレス成形により熱間プレス成形後のトリム性および表面品質に優れたセンターピラーアウターパネルを製造することができ、自動車用構造部材であるセンターピラーアウターパネルの薄肉化および高強度化に大きく貢献できる。

（実施の形態１）
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の実施の形態を説明する前に、まず、絞り成形または曲げ成形を用いる熱間プレス成形によるセンターピラーアウターの従来の製造方法を説明する。
（ｉ）絞り成形を用いる熱間プレス成形
図１（ａ）および図１（ｂ）は、センターピラーアウターの熱間プレス成形用金型の概略を示す説明図である。また、図２は、センターピラーアウターのブランクの各種形状の概略を示す説明図であって、図２（ａ）は絞り成形用ブランクを示し、図２（ｂ）は曲げ成形用ブランクを示し、図２（ｃ）は本発明に係る曲げおよび絞り成形用ブランクを示す。

絞り成形には、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すダイ１、ブランクホルダー２、パンチ３およびパッド４からなる金型と、図２（ａ）に示す絞り成形用ブランク５とを用いる。絞り成形用ブランク５は、絞り成形後に製品となる部分５ａと、この部分５ａの周囲に、絞り成形時にはダイ１とブランクホルダー２とによって拘束されるとともに絞り成形後のトリム加工により除去される切捨て部５ｂとを有する。

図３（ａ）〜図３（ｅ）は、熱間プレス工程を示す説明図であって、図３（ａ）および図３（ｂ）は絞り成形における成形開始前と成形下死点のそれぞれの状態を示し、図３（ｃ）および図３（ｄ）は曲げ成形における成形開始前と成形下死点のそれぞれの状態を示す。

絞り成形では、まず、Ａｃ_１変態点以上の所定温度まで加熱された絞り成形用ブランク５をブランクホルダー２上の所定位置に配置する。次に、図３（ａ）に示すように、ダイ１とパッド4を同時に下降させ、ダイ１とブランクホルダー２とによって絞り成形用ブランク５の切捨て部５ｂを拘束するとともに、パンチ３とパッド４とにより絞り成形用ブランク５の製品となる部分５ａを挟む。

次に、図３（ｂ）に示すように、絞り成形用ブランク５の切捨て部５ｂを、ダイ１とブランクホルダー２とによって拘束したままダイ１とブランクホルダー２とを下降し、絞り成形用ブランク５の製品となる部分５ａをパンチ３に押し付け、材料の伸びと流入とによって立体形状を作ることにより、成形品５ｃを得る。

絞り成形用ブランク５は、成形下死点で金型と接触することにより焼き入れされる。成形品５ｃは、製品部と、この製品部の外周に、ダイ１とブランクホルダー２とによって拘束された切捨て部とを有する。切捨て部は、成形後のトリム加工において、製品部と切捨て部との境界線であるトリムラインに沿ってせん断されて、除去される。このようにして、センターピラーアウターが製造される。

図４は、成形品５ｃのトリム加工におけるせん断用金型の刃の移動方向（せん断方向）に垂直な方向（破線で示す）と、トリムラインとが成す角度（以下、せん断角度ともいう）を模式的に示す説明図である。トリム加工をせん断加工で行う場合、上記せん断角度が大きいと、刃の通過距離、すなわちせん断幅が大きくなることからせん断用金型が損傷し易く、トリム加工が困難となる。これに対し、このせん断角度が小さいとトリム加工が容易となる。

通常、成形品５ｃのトリム加工をせん断加工で行う場合には、図４に示すように、成形品５ｃを水平に配置して、せん断加工する。このとき、上記せん断角度は、成形品５ｃの各部分で相違する。

すなわち、長手方向の中央部におけるせん断角度１０は、壁高さが小さいアッパー側および壁高さが大きいロアー側にそれぞれ存在するＴ字成形部位壁部１２Ｕ、１２Ｌにおけるせん断角度１１Ｕ、１１Ｌに比べて、小さい。

例えば、長手方向の中央部におけるせん断角度１０は通常２０°程度以下であるのに対し、アッパー側とロアー側に存在するＴ字成形部位壁部１２におけるせん断角度１１Ｕ、１１Ｌはいずれも通常６０°程度以上である。したがって、特に、Ｔ字成形部位壁部１２Ｕ、１２Ｌのトリム加工が困難となる。通常、Ｔ字成形部位壁部１２Ｕ、１２Ｌは、センターピラーアウターの長手方向の両端より長手方向にセンターピラーアウターの長さのほぼ１０％以下の領域に存在する。
（ｉｉ）曲げ成形を用いる熱間プレス成形
曲げ成形は、図１（ａ）〜図１（ｂ）に示すように、ダイ１、パンチ３およびパッド４からなる金型と、図２（ｂ）に示す曲げ成形用ブランク６を用いる。一般に、曲げ成形において、ブランクホルダー２は使用しない。曲げ成形用ブランク６は、熱間曲げ成形後にそのままで製品形状が得られるように、予め形状を調整したものである。

曲げ成形では、Ａｃ_１変態点以上の所定温度まで加熱された曲げ成形用ブランク６をパンチ３の上の所定位置に配置する。次いで、図３（ｃ）に示すように、パッド４とダイ１を同時に下降させ、パンチ３とパッド４とにより曲げ成形用ブランク６を挟み、図３（ｄ）に示すように、ブランク６を曲げ立体形状を作ることにより曲げ成形品６ａを得る。

曲げ成形用ブランク６は、成形下死点で金型と接触することにより焼き入れされる。上述したように、曲げ成形用ブランク６の形状は、曲げ成形品６ａの形状が製品形状に一致するように予め調整されているため、曲げ成形品６ａは、絞り成形品５ｃが有する切捨て部を有さず、曲げ成形後のトリム加工を必要としない。

しかし、このように曲げ成形によってセンターピラーアウターを成形すると、曲げ成形品は図４に示すような長手方向への湾曲形状を有することから、曲げ成形中に肉余りが生じる。この肉余りは、長手方向の中央部に位置する、アッパー側とロアー側の壁高さが急激に変化する箇所１４の壁やフランジにおけるしわとなって発生する。

通常、アッパー側とロアー側の壁高さが急激に変化する箇所は、センターピラーアウターの長手方向の中央から長手方向の両側にセンターピラーアウターの長さのほぼ３０％以下の領域に存在する。すなわち、両端からほぼ２０％以下の領域を除く長手方向のほぼ６０％以下の領域においてしわは発生し易い。

このしわは、フランジの成形に至る前に壁部で重なりしわとなることもあり、センターピラーアウターを曲げ成形する上で大きな障害となる。
（ｉｉｉ）本実施の形態の曲げおよび絞り成形を用いる熱間プレス成形
次に本発明の実施の形態を説明する。

本実施の形態においても、Ａｃ_１変態点以上、好ましくはＡｃ_３変態点以上の所定温度に加熱した鋼組成のブランクを金型に装入して成形品に熱間プレス成形し、この成形品にトリム加工を施してセンターピラーアウターを製造する。

この際、この熱間プレス成形は、ブランクの一部分、具体的には、少なくともブランクの長手方向の中央から長手方向の両側にブランクの長さの３０％以下の領域の一部に対して行う絞り成形と、この一部分を除く残余の部分、具体的には、少なくとも長手方向の両端から長手方向にブランクの長さの１０％以下の領域に対して行う曲げ成形とを組み合わせた熱間プレス成形（以下、単に「曲げおよび絞り成形」という）を行って、センターピラーアウターを製造する。

上述したように、センターピラーアウターの長手方向の両端から長手方向にほぼ２０％以下の領域を除く長手方向にほぼ６０％以下の領域（以下、「中央部」ともいう）では、曲げ成形によりしわが発生しやすい。したがって、この領域の一部の領域に対して絞り成形を行うことにより、しわの発生を抑制することができる。少なくとも長手方向の中央から長手方向の両側にブランクの長さの２０％以下の領域の全部、すなわち少なくとも両端面から長手方向に３０％以下の領域を除く４０％の領域の全部を絞り成形とすることが、しわの発生を防止するためには望ましい。少なくとも長手方向の中央を含み、両側の長手方向にブランクの長さの３０％以下の領域の全部、即ち少なくとも両端面から長手方向に２０％以下の領域を除く６０％の領域の全部を絞り成形とするのが、さらに望ましい。

長手方向の両端から長手方向にブランクの長さの１０％以下の領域において絞り成形を行うと、成形後のトリム加工において、トリムラインとせん断加工用金型の刃の移動方向に垂直な方向とが成す角度、すなわちせん断角度が大きくなるため、せん断幅が大きくなり工具の損傷を招きやすいが、本実施の形態ではこの領域に対しては曲げ成形を行うためにトリム加工が不要となるので、トリム加工に伴う問題が解消する。

曲げおよび絞り成形には、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すダイ１、ブランクホルダー２、パンチ３およびパッド４からなる金型と、図２（ｃ）に示す本発明に係る曲げおよび絞り成形用ブランク７を用いる。

曲げおよび絞り成形用ブランク７は、一部分７−１に対する絞り成形と、この一部分を除く残余の部分７−２、７−２に対する曲げ成形とを組み合わせた熱間プレス成形に供されるセンターピラーアウター用ブランクである。曲げおよび絞り成形用ブランク７は、曲げおよび絞り成形後に製品部となる部分８ａと、ダイ１とブランクホルダー２とによって拘束（ホールド）され、曲げおよび絞り成形後にトリムライン９に沿ったトリム加工により除去される切捨て部（以下、「ブランクホールドしろ」ともいう）８ｂ、８ｂとからなる。

切捨て部８ｂは、絞り成形を行われる一部分７−１に設けられる。また、本実施の形態では、残余の部分７−２、７−２には、トリム加工により除去される切捨て部が設けられていないように構成したが、残余の部分７−２の全てにこの切捨て部が設けられていなければよく、換言すると、残余の部分７−２の少なくとも一部には、トリム加工により除去される切捨て部を有さないように構成されていればよい。これにより、図２（ａ）に示す絞り成形用ブランク５よりもトリムライン９の長さを大幅に低減することができる。

図２（ｃ）に示すように、この曲げおよび絞り成形用ブランク７は、少なくとも、ブランク７の長手方向の中央から長手方向の両側にブランク７の長さの２０％以下の領域の全部に切捨て部８ｂを有するとともに、少なくとも、長手方向の両端から長手方向にブランクの長さの１０％以下の領域には切捨て部を有さないことが望ましい。

まず、Ａｃ_１変態点以上の所定温度まで加熱された曲げおよび絞り成形用ブランク７をブランクホルダー２上の所定位置に配置する。次に、図３（ｅ）（図１（ａ）のＡ−Ａ’断面）、および図３（ａ）（図１（ａ）のＢ−Ｂ’断面）に示すように、ダイ１とパッド４を同時に下降させ、ダイ１とブランクホルダー２によって、二つのブランクホールドしろ８ｂを拘束するとともに、パンチ３とパッド４とによりブランク７を挟む。

次に、図３（ｄ）（図１（ａ）のＡ−Ａ’断面）、および図３（ｂ）（図１（ａ）のＢ−Ｂ’断面）に示すように、曲げおよび絞り成形用ブランク７を拘束したまま、ダイ１とブランクホルダー２を下降させる。切捨て部８ｂの拘束により張力が発生する箇所は絞り成形となり、それ以外は曲げ成形となる。曲げおよび絞り成形用ブランク７は、成形下死点で金型と接触することにより焼き入れされる。

このように、曲げおよび絞り成形用ブランク７を用いて、熱間曲げおよび絞り成形によってセンターピラーアウターを成形すると、切捨て部８ｂが、ダイ１とブランクホルダー２によって拘束される。これによって、曲げおよび絞り成形用ブランク７の幅方向に張力が生じるため、しわの発生が抑制または解消される。

本実施の形態の曲げおよび絞り成形用ブランク７は切捨て部８ｂを有するため、曲げおよび絞り成形後にこの切捨て部８ｂを除去するためのトリム加工を行う必要がある。この際、トリム加工をせん断加工で行う場合、図４に示すように、曲げおよび絞り成形品を水平に配置して行うこととなるが、切捨て部８ｂは、曲げおよび絞り成形品の長手方向の中央に位置する一部分７−１に存在し、残余の部分７−２には基本的に存在しないため、切捨て部８ｂが存在する部分では、せん断角度１０は例えば２０°以下と小さく、せん断幅が短いため、トリム加工は容易である。また、レーザによるトリム加工を行う場合であっても、トリムラインが短いためにトリム加工に要するコストおよび工数が削減されると同時に加工時間が短縮される。

このようにして、本実施の形態によれば、成形後のトリム加工に要するコストおよび工数の増加をできるだけ抑制しながら、しわの発生を抑制または解消して、熱間プレス成形によりセンターピラーアウターパネルを製造することが可能になる。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２を説明する。以降の説明では、上述した実施の形態１と相違する部分を説明し、共通する部分には同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。

図１（ｃ）および図１（ｄ）は、本実施の形態で用いる、センターピラーアウターの熱間プレス成形用金型の概略を示す説明図である。また図３（ｆ）〜図３（ｉ）は、本実施の形態における熱間プレス工程を示す説明図であって、図３（ｆ）および図３（ｇ）は絞り成形を示し、図３（ｈ）および図３（ｉ）は曲げ成形を示す。

本実施の形態が、実施の形態１と相違するのは、曲げおよび絞り成形により、曲げおよび絞り成形品の一部に長手方向へ延びる溝１８を設ける点である。
本実施の形態においては、図１（ｃ）および図１（ｄ）に示すダイ１、ブランクホルダー２、凹形状を有するパンチ１５、凸形状を有するパッド１６からなる金型と、図２（ｃ）に示す曲げおよび絞り成形用ブランク７とを用いる。曲げおよび絞り成形用ブランク７は、上述したように、曲げおよび絞り成形後に製品部となる部分８ａと、ダイ１とブランクホルダー２とによって拘束（ホールド）され、曲げおよび絞り成形後にトリム加工により除去される切捨て部８ｂ、８ｂとからなる。

まず、図３（ｆ）に示すように、Ａｃ_１変態点以上の所定温度域まで加熱された曲げおよび絞り成形用ブランク７をブランクホルダー２上の所定位置に配置する。次に、ダイ１とパッド１６を同時に下降させ、ダイ１とブランクホルダー２とによって切捨て部８ｂを拘束するとともに、パンチ１５とパッド１６とにより曲げおよび絞り成形用ブランク７を挟む。なお、図３（ｆ）は図１（ｃ）におけるＡ−Ａ’断面を示す。

次に、図３（ｇ）に示すように、曲げおよび絞り成形用ブランク７を拘束したまま、ダイ１とブランクホルダー２とを下降させる。これにより、切捨て部８ｂを有する一部分７−１には張力が発生し、絞り成形となる。一方、切捨て部８ｂを有さない残余の部分７−２には張力は発生せず、曲げ成形となる。なお、図３（ｇ）は、図１（ｃ）のＡ−Ａ’断面である。曲げおよび絞り成形用ブランク７は、成形下死点で金型と接触することにより焼き入れされ、切捨て部８ｂは成形後のトリム加工により除去され、製品であるセンターピラーアウターが得られる。

この製品は、少なくとも長手方向の一部、すなわち絞り成形が行われる部分に、長手方向へ延びる溝部１７が設けられている。このため、このセンターピラーアウターは、曲げ強度が高く、衝突安全性能が向上する。溝部１７は、ロアー側に比べ壁高さが小さいアッパー側の領域に設けるのが望ましい。溝部１７の深さは、特に制約されないが、センターピラーアウターを車体に装着する際の制約から、実用的には溝部１７が形成された成形品の断面における壁高さ以下の深さとすることが望ましい。高強度の観点から、溝部１７の深さは、その溝部１７が形成された成形品の断面における壁高さの２５％以上とするのが望ましい。

本実施の形態によれば、成形後のトリム加工に要するコストおよび工数の増加を伴うことなく、しわの発生を抑制または解消して、熱間プレス成形により、曲げ強度が高く、衝突安全性能が向上するセンターピラーアウターパネルを製造することができる。

次に、実施例を参照しながら、本発明をさらに具体的に説明する。

本発明例では、表１に示す鋼組成（残部：Ｆｅおよび不純物）を有する図２（ｃ）に示す曲げおよび絞り成形用ブランク７に対して、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すダイ１、ブランクホルダー２、パンチ３およびパッド４からなる金型を有するプレス装置を用いて、熱間曲げおよび絞りプレス成形を行って、センターピラーアウターを製造した。そして、しわの発生状況およびトリム加工性を評価した。

なお、製造したセンターピラーアウターの寸法は、長手方向の長さ１２００ｍｍ、アッパー側の端部幅２００ｍｍ、ロアー側の端部幅４４０ｍｍ、長手方向の中央の幅１６０ｍｍである。また、アッパー側の成形深さ（壁高さ）は３０ｍｍ、ロアー側の成形深さ（壁高さ）は７５ｍｍであり、アッパー側の端部から４００ｍｍの位置から６００ｍｍの位置までで壁高さが急激に変化する。ブランクの寸法は、長手方向の長さが１２１０ｍｍ、アッパー側の端部幅２００ｍｍ、ロアー側の端部幅４４０ｍｍであり、アッパー側の端部から長手方向に３５０ｍｍの位置から７５０ｍｍの位置までの長さ４００ｍｍの領域に、最大２５ｍｍの幅の切捨て部８ｂを有する。

また、比較例１として図２（ｂ）に示す、成形後に製品形状となるように予め形状を調整された曲げ成形用ブランク６に対して、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すダイ１、パンチ３およびパッド４からなる金型を有するプレス装置を用いて、ブランクホルダー２は使用せずに曲げ成形により熱間プレス成形を行って曲げ成形品を得て、これについて同様に評価した。

さらに、比較例２として図２（ａ）に示す、成形後に製品形状となる部分５ａと、その全周にダイ１とブランクホルダー２によって拘束（ホールド）される部分５ｂ（切捨て部）からなる絞り成形用ブランク５に対して、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すダイ１、ブランクホルダー２、パンチ３およびパッド４からなる金型を有するプレス装置を用いて、熱間絞りプレス成形を行って絞り成形品を得て、同様に評価した。

本発明例である曲げおよび絞り成形は、次の手順で行った。
（１）曲げおよび絞り成形用ブランク７を、加熱炉内で昇温速度６℃／秒で９２０℃まで加熱した後、この温度に１００秒間保持する。
（２）加熱された曲げおよび絞り成形用ブランク７を、搬送装置により図１（ａ）および図１（ｂ）に示す金型内へ速やかに搬送し、ブランクホルダー２の上の所定位置に配置する。
（３）ダイ１とパッド4を同時に下降させ、ダイ１とブランクホルダー２とによって、曲げおよび絞り成形用ブランク７の切捨て部８ｂを拘束するとともに、パンチ３とパッド４とにより曲げおよび絞り成形用ブランク７を挟む。このときの図１（ａ）のＡ−Ａ’断面の様子を図３（ｅ）に示す。また、Ｂ−Ｂ’断面の様子を図３（ａ）に示す。
（４）切捨て部８ｂを拘束したまま、ダイ１とブランクホルダー２を下降させる。切捨て部８ｂを有する部分には張力が発生して絞り成形となり、切捨て部８ｂを有さない部分は曲げ成形となる。このときの図１（ａ）のＡ−Ａ’断面の様子を図３（ｄ）に示すとともにＢ−Ｂ’断面の様子を図３（ｂ）に示す。曲げおよび絞り成形用ブランク７は、成形下死点で金型と接触することにより焼き入れされる。

また、比較例１である曲げ成形は、次の手順で行った。
（１）曲げ成形用ブランク６を、加熱炉内で昇温速度６℃／秒で９２０℃まで加熱した後、この温度に１００秒間保持する。
（２）加熱された曲げ成形用ブランク６を、搬送装置により図１（ａ）および図１（ｂ）に示す金型内へ速やかに搬送し、パンチ３の上の所定位置に配置する。
（３）ダイ１とパッド４を同時に下降させ、パンチ３とパッド４とによって曲げ成形用ブランク６を挟む。このときの図１（ａ）のＡ−Ａ’断面およびＢ−Ｂ’断面の様子を図３（ｃ）に示す。
（４）曲げ成形用ブランク６を挟むとともに、ダイ１により、曲げ成形用ブランク６を曲げ、立体形状を作ることで成形品を得る。このときの図１（ａ）のＡ−Ａ’断面およびＢ−Ｂ’断面の様子を図３（ｄ）に示す。曲げ成形用ブランク６は、成形下死点で金型と接触することにより焼き入れされる。

さらに、比較例２である絞り成形は、次の手順で行った。
（１）絞り成形用ブランク５を、加熱炉内で昇温速度６℃／秒で９２０℃まで加熱した後、この温度に１００秒間保持する。
（２）加熱された絞り成形用ブランク５を、搬送装置により図１（ａ）および図１（ｂ）に示す金型内へ速やかに搬送し、ブランクホルダー２の上の所定位置に配置する。
（３）ダイ１とパッド４を同時に下降させ、ダイ１とブランクホルダー２によって、絞り成形用ブランク５の一部分（切捨て部５ｂ）を拘束するとともに、パンチ３とパッド４で絞り成形用ブランク５を挟む。このときの図１（ａ）のＡ−Ａ’断面およびＢ−Ｂ’断面の様子を図３（ａ）に示す。
（４）絞り成形用ブランク５の一部分（切捨て部５ｂ）を拘束したまま、ダイ１とブランクホルダー２を下降させ、絞り成形用ブランク５をパンチ３に押し付け、材料の伸びと流入によって立体形状を作ることで成形品を得る。このときの図１（ａ）のＡ−Ａ’断面およびＢ−Ｂ’断面の様子を図３（ｂ）に示す。絞り成形用ブランク５は、成形下死点で金型と接触することにより焼き入れされる。

本発明例、比較例１、２それぞれの成形品のビッカース硬度は、いずれも４５０程度であった。
本発明例、比較例１、２の成形品について、
（ｉ）壁高さが急激に変化するアッパー側から長手方向に４００〜６００ｍｍの領域に発生するしわの官能評価、
（ｉｉ）トリムラインの長さの測定、および
（ｉｉｉ）トリムラインとせん断加工用金型の刃の移動方向に垂直な方向とのなす角度、すなわちせん断角度が６０°以上の箇所の角度と距離の測定
を行った。

なお、トリムラインの長さは、レーザ方式でのトリム加工における加工時間に影響を及ぼし、トリムラインが長くなると加工時間が長くなる。また、せん断角度は、せん断方式でのトリム加工における加工難易度に影響を及ぼし、この角度が大きいとせん断加工が困難となる。

評価結果を表２にまとめて示す。

表２に示す通り、本発明例の成形品は、熱間曲げ成形で問題となるしわの発生が無く、しわの問題を解消できたことがわかる。また、トリムラインが短いために、レーザ方式でのトリム加工におけるコストが削減されるとともに加工時間が短縮される。さらに、絞り成形で問題となるトリム加工においても、せん断角度は２０°程度であり、絞り成形品を製品形状にトリム加工する場合と比較すれば、せん断幅は短く、トリム加工も容易である。

一方、比較例１の成形品は、曲げ成形中に壁部で重なりしわが発生し、金型損傷の恐れがあるため、成形を途中で中止せざるを得なかった。また、比較例２では、しわの発生はないものの、トリムラインが長く、また、せん断角度が６０°以上となる領域が発生し、トリム加工の問題を解消できなかった。

次に、長手方向に延びる溝を形成した実施例を説明する。
本発明例２として、本発明例１と同様に、表１に示す鋼組成（残部：Ｆｅおよび不純物）を有するとともに、成形後に製品形状となる部分８ａに加えてダイ１とブランクホルダー２によって拘束（ホールド）される部分（切捨て部８ｂ）からなる曲げおよび絞り成形用ブランク７を用意し、図１（ｃ）および図１（ｄ）に示す、ダイ１、ブランクホルダー２、凹形状を有するパンチ１５、および凸形状を有するパッド１６からなる金型を有するプレス装置を用いて、センターピラーアウターの熱間曲げおよび絞りプレス成形を行った。その後、この成形品について、しわの発生状況およびトリム加工性を、実施例１と同様に評価した。

なお、製造したセンターピラーアウターの寸法は、長手方向の長さ１２００ｍｍ、アッパー側の端部幅２００ｍｍ、ロアー側の端部幅４４０ｍｍ、長手方向の中央の幅１６０ｍｍである。また、アッパー側の成形深さ（壁高さ）は３０ｍｍ、ロアー側の成形深さは７５ｍｍであり、アッパー側の端から長手方向に４００ｍｍから６００ｍｍまでの領域で壁高さは急激に変化する。

また、図１（ｃ）に示すように、センターピラーアウターの長手方向のアッパー側の端より長手方向に１００ｍｍから５００ｍｍまでの領域に、かつ幅方向中央に、長さ４００ｍｍで幅２５ｍｍ、深さ２５ｍｍの長手方向に一様の台形状の断面の溝１７を形成した。なお、アッパー側の端より長手方向に１００ｍｍの位置から５００ｍｍの位置までの領域における壁高さは３０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。ブランクの寸法は、長手方向の長さが１２１０ｍｍ、アッパー側の端部幅２００ｍｍ、ロアー側の端部幅４４０ｍｍであり、アッパー側の端部から長手方向に３５０ｍｍの位置から７５０ｍｍの位置までの長さ４００ｍｍの領域に、最大３０ｍｍの幅の切捨て部８ｂを有する。

また、比較例３として図２（ｂ）に示す、成形後に製品形状となるように予め形状を調整された曲げ成形用ブランク６に対して、図１（ｃ）および図１（ｄ）に示すダイ１、凹形状を有するパンチ１５、および凸形状を有するパッド１６からなる金型を有するプレス装置を用いて、ブランクホルダー２は使用せずに曲げ成形を行って成形品を得て、同様の評価を行った。

本発明例２の成形は、次の手順で行った。
（１）曲げおよび絞り成形用ブランク７を、加熱炉内で昇温速度６℃／秒で９２０℃まで加熱した後、この温度に１００秒間保持する。
（２）加熱された曲げおよび絞り成形用ブランク７を、搬送装置により図１（ｃ）および図１（ｄ）に示す金型内へ速やかに搬送し、ブランクホルダー２の上の所定位置に配置する。
（３）ダイ１とパッド１６を同時に下降させ、ダイ１とブランクホルダー２によって、ブランク７の切捨て部８ｂを拘束するとともに、パンチ１５とパッド１６で曲げおよび絞り成形用ブランク７を挟む。このときの図１（ｃ）のＡ−Ａ’断面の様子を図３（ｆ）に示す。
（４）切捨て部８ｂを拘束したまま、ダイ１とブランクホルダー２を下降させる。切捨て部８ｂによって張力が発生する箇所は絞り成形となり、それ以外の張力が発生しない箇所は曲げ成形となる。このときの図１（ｃ）のＡ−Ａ’断面の様子を図３（ｇ）に示す。

比較例３の成形は、次の手順により行った。
（１）曲げ成形用ブランク６を、加熱炉内で昇温速度６℃／秒で９２０℃まで加熱した後、この温度に１００秒間保持する。
（２）加熱された曲げ成形用ブランク６を、搬送装置により図１（ｃ）および図１（ｄ）に示す金型内へ速やかに搬送し、パンチ１５の上の所定位置に配置する。
（３）ダイ１とパッド１６を同時に下降させ、パンチ１５とパッド１６とにより曲げ成形用ブランク６を挟む。このときの図１（ｃ）のＡ−Ａ’断面の様子を図３（ｈ）に示す。
（４）ダイ１で曲げ成形用ブランク６を挟むとともに曲げることで立体形状を作ることで成形品を得る。このときの図１（ｃ）のＡ−Ａ’断面の様子を図３（ｉ）に示す。曲げ成形用ブランク６は、成形下死点で金型と接触することにより焼き入れされ、高強度化する。

本発明例２および比較例３について、
（ｉｖ）壁高さが急激に変化するアッパー側の端部から４００ｍｍの位置から６００ｍｍの位置までの領域に発生するしわの官能評価
を行った。

その結果、本発明例は上記（ｉｖ）の評価においても、しわは消去され、表面の品質に問題は無かった。
これに対し、比較例３は上記（ｉｖ）の評価においてしわが発生していた。すなわち、アッパー側の端部から４００ｍｍの位置から６００ｍｍの位置までの領域では曲げ成形中に壁部で重なりしわとなり、金型損傷の恐れがあるため、成形を途中で中止せざるを得なかった。

図１（ａ）および図１（ｂ）は、実施の形態１で用いる、センターピラーアウターの熱間プレス成形用金型の概略を示す説明図であり、図１（ｃ）および図１（ｄ）は、実施の形態２で用いる、センターピラーアウターの熱間プレス成形用金型の概略を示す説明図である。 図２は、センターピラーアウターの各種のブランク形状の概略を示す説明図であって、図２（ａ）は絞り成形用ブランクを示し、図２（ｂ）は曲げ成形用ブランクを示し、図２（ｃ）は本発明に係る曲げおよび絞り成形用ブランクを示す。 図３（ａ）〜図３（ｉ）は、熱間プレス工程を示す説明図であって、図３（ａ）および図３（ｂ）は絞り成形を示し、図３（ｃ）〜（ｅ）は曲げ成形を示し、図３（ｆ）および図３（ｇ）は絞り成形により溝部を形成する場合を示し、図３（ｈ）および図３（ｉ）は曲げ成形により溝部を形成する場合を示す。 トリム加工をせん断加工で行う場合におけるせん断金型の刃の移動方向に垂直な方向とセンターピラーアウターのトリムラインとのなす角度の概略を示す説明図である。

符号の説明

１ ダイ
２ ブランクホルダー
３ パンチ
４ パッド
５ 絞り成形用ブランク
５ａ 製品となる部分
５ｂ 切捨て部
５ｃ 成形品
６ 曲げ成形用ブランク
７ 本発明に係る曲げおよび絞り成形用ブランク
７−１ 一部分
７−２ 残余の部分
８ａ 製品部となる部分
８ｂ 切捨て部
９ 成形後のトリムライン
１０ 成形品の長手方向の中央部におけるトリムラインとせん断用金型の刃の移動方向に垂直な方向とが成す角度
１１ Ｔ字成形部位壁部にあるトリムラインとせん断用金型の刃の移動方向に垂直な方向とが成す角度
１２ Ｔ字成形部位壁部
１３ 絞り成形品のトリムライン
１４ 壁高さが急変する位置
１５ 凹形状を有するパンチ
１６ 凸形状を有するパッド
１７ 溝形状（凹形状）
１８ 溝形状（凸形状）

Claims (5)

1. 所定温度に加熱したブランクを金型に装入して成形品に熱間プレス成形し、該成形品にトリム加工を施してセンターピラーアウターパネルを製造する方法であって、前記熱間プレス成形は前記ブランクの、少なくとも前記ブランクの長手方向の中央から長手方向の両側に前記ブランクの長さの３０％以下の領域の一部を含む一部分に行う絞り成形と前記一部分を除く、少なくとも長手方向の両端から長手方向に前記ブランクの長さの１０％以下の領域を含む残余の部分に行う曲げ成形との組み合わせから構成されることを特徴とするセンターピラーアウターパネルの製造方法。
2. 前記ブランクの長さの３０％以下の領域の一部は、前記ブランクの長さの２０％以下の領域の全部である請求項１に記載のセンターピラーアウターパネルの製造方法。
3. 前記成形品は、少なくとも前記成形品の長手方向の一部に、長手方向に延びて設けられる溝部を備える請求項１または請求項２に記載のセンターピラーアウターパネルの製造方法。
4. 前記ブランクは、前記一部分の全てに、前記絞り成形で用いるダイおよびブランクホルダーによって拘束されるとともに前記トリム加工により除去される切捨て部を有するとともに、前記残余の部分の少なくとも一部には前記トリム加工により除去される切捨て部を有さない請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のセンターピラーアウターパネルの製造方法。
5. 熱間プレス成形に供され、少なくとも、前記ブランクの長手方向の中央から長手方向の両側に前記ブランクの長さの２０％以下の領域の全部に切捨て部を有するとともに、少なくとも、長手方向の両端から長手方向に前記ブランクの長さの１０％以下の領域には切捨て部を有さないこと、および、前記切捨て部を有する領域は絞り成形に供されるとともに、前記切捨て部を有さない領域は曲げ成形に供されることを特徴とするセンターピラーアウターパネル用ブランク。

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