WO2018167896A1

WO2018167896A1 - 成形体、構造部材、および成形体の製造方法

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Publication number: WO2018167896A1
Application number: PCT/JP2017/010530
Authority: WO
Inventors: 隆一西村; 嘉明中澤
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2019-09-15
Also published as: US11623260B2; KR102330195B1; BR112019018145A2; KR20190126113A; US20200130037A1; MX2019010788A; CN110402218A; CA3055501A1; CN110402218B; EP3597512A4; EP3597512B1; EP3597512A1

Abstract

成形体１は、第１フランジ３、本体部１００（第１縦壁部４、天板部５、第２縦壁部６）及び第２フランジ７を有し、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼からなる。第１フランジ３は、第１縦壁部４の端部から第２フランジ７に向かって延びている。第１フランジ３及び本体部１００は、天板部５に直交する方向から見て互いに沿うように湾曲している。

Description

成形体、構造部材、および成形体の製造方法

　本発明は、成形体、成形体を備えた構造部材、および成形体の製造方法に関する。

　従来、自動車の軽量化および安全性向上の観点から、引張強度が４４０ＭＰａ以上の難加工材をプレス成形して得られる成形体が、車体の構造部材（例えば、フレームを構成する部材）として用いられている。

　例えば、特許文献１には、自動車用の構造部材として利用される中空構造部材が開示されている。特許文献１に開示された中空構造部材は、開断面形状を有する２つの部材（以下、構成部材という。）を接合した構成を有している。各構成部材は、上面部（底面部）、一対の側壁部、および一対のフランジを有している。一方のフランジは、一方の側壁部の一端から他方の側壁部に向かって延びるように形成され、他方のフランジは、他方の側壁部の一端から一方の側壁部に向かって延びるように形成されている。この中空構造部材においては、一方の構成部材の一対のフランジと、他方の構成部材の一対のフランジとが接合されている。

特開２００３－５４４４５号公報

　特許文献１には、上記の構成を有する中空構造部材において、フランジの接合部の長さ等を適切に調整することによって、曲げ変形時における中空構造部材のエネルギー吸収量を増加させることができることが記載されている。

　しかしながら、本発明者らの種々の検討の結果、上記の構成を有する中空構造部材であっても、中空構造部材に加わる曲げ荷重の方向によっては、所望の曲げ強度特性を発揮できない場合があることが分かった。

　本発明は、曲げ変形に対して優れた剛性を有する成形体、構造部材、および成形体の製造方法を提供することを目的とする。

　上述の特許文献１には、両側または片側のフランジを内向きフランジにすることで、曲げ荷重特性を変化させてエネルギー吸収を増加させることができ、コストを増加せずに、衝撃吸収力に優れた中空構造部材が製造できることが記載されている。しかし、特許文献１に記載された中空構造部材は、部材全体が直線状に造形されており、構造部材として利用する場合、利用範囲が限定される。上記の中空構造部材を、流面形を有する自動車の車体の構造部材として利用する場合には、特に利用範囲が狭くなる。

　そこで、本発明者らは、成形体の利用範囲を拡張するため、開断面形状の本体部および本体部の両端に接続された一対のフランジを有する成形体において、本体部を湾曲させた構成について詳細に検討した。その結果、少なくとも一方のフランジを内向きフランジにし、さらに、その内向きフランジを本体部に沿って湾曲させた成形体では、曲げ変形に対して優れた剛性が得られることが分かった。

　また、本発明者らは、成形体の製造方法についても鋭意検討を重ねた。その結果、本発明者らは、さらに以下に列記の知見Ａ～Ｃを得た。

（Ａ）内向きフランジを有する成形体を、パンチとダイによる通常のプレス加工方法によって成形しようとしても、プレス加工方向に対して内向きフランジを形成することになる。このため、これまでのプレス加工方法では、内向きフランジを成形できない。

（Ｂ）本体部および一対のフランジが直線状に造形された成形体においては、ブランクを加工して成形体を得る際に、本体部およびフランジともに、長手方向において伸びおよび縮みを生じることがない。このため、前記長手方向に垂直な断面内における伸び（塑性変形）のみで、成形体を造形することができる。一方、本体部およびフランジが湾曲した成形体においては、ブランクを加工して成形体を得る際に、本体部およびフランジともに、長手方向において伸びおよび縮みを生じる。このため、従来の製造方法によって、本体部およびフランジが湾曲した成形体を、所望の形状で得ることは困難である。

（Ｃ）成形体のプレス工程を多工程化して、成形部位毎に適したプレス成形方法（各種の曲げ成形，絞り成形）を用い、かつ最適な順序でプレス加工を行うことによって、内向きフランジを有する成形体を製造できる。具体的には、長尺のブランクの幅方向へ加工工程を分割するとともに、用いる金型の構造を、パッド絞りとパッド曲げを併用できる構造に変更して、プレス加工時のブランクのひずみ増分を制御する。これにより、引張強度が４４０ＭＰａ以上のブランクから、内向きフランジを有する成形体を製造できる。

　本発明は、上記の知見に基づいてなされたものである。

　本発明は、以下の通りである。

（１）開断面形状を有し、天板部、前記天板部の幅方向における一端部に連続して設けられる第１縦壁部、および前記天板部の幅方向における他端部に連続して設けられる第２縦壁部を有する本体部と、
　前記第１縦壁部において前記天板部とは反対側の端部に連続して設けられる第１フランジと、
　前記第２縦壁部において前記天板部とは反対側の端部に連続して設けられる第２フランジとを備え、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼からなる成形体であって、
　前記第１フランジおよび前記第２フランジのうちの少なくとも一方のフランジは、前記第１縦壁部または前記第２縦壁部から前記第１フランジおよび前記第２フランジのうちの他方のフランジに向かって延び、
　前記本体部および前記少なくとも一方のフランジは、前記天板部に直交する方向から見て互いに沿うように湾曲する、成形体。

（２）前記第１フランジおよび前記第２フランジのうちの前記他方のフランジは、前記天板部に直交する方向から見て前記本体部に沿うように湾曲する、上記（１）に記載の成形体。

（３）上記（１）または（２）に記載された成形体と、前記成形体の前記第１フランジと前記第２フランジとを接続するように前記第１フランジおよび前記第２フランジに接合された接合部材とを備える、構造部材。

（４）前記接合部材は、上記（１）または（２）に記載された成形体であり、
　一方の前記成形体の前記第１フランジと他方の前記成形体の前記第１フランジとが接合され、一方の前記成形体の前記第２フランジと他方の前記成形体の前記第２フランジとが接合されている、上記（３）に記載の構造部材。

（５）前記構造部材は、車体のフロントピラー、ルーフレール、フロントサイドメンバー、サイドシル、リアサイドメンバー、クラッシュボックス、またはクラッシュカンである、上記（３）または（４）に記載の構造部材。

（６）下記の第１～３工程を有する、上記（１）または（２）に記載された成形体の製造方法；
　第１工程：引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼からなる長尺のブランクに、第１パンチ、第１ダイ、第１パッドおよび第１ブランクホルダを用いてパッド絞り成形を行うことによって、前記ブランクの幅方向における一方側に設けられかつ湾曲部を有する第１部分と前記ブランクの幅方向における他方側に設けられかつ前記第１部分につながる第２部分とを備える長尺の第１中間成形品を製造する、
　第２工程：プレス方向を前記第１工程でのプレス方向から９０度転回して前記第１中間成形品の前記第１部分の一部を、第２パンチおよび第２パッドで押さえながら第２ダイおよび第２ブランクホルダを用いてパッド絞り成形を行うことによって、前記第１フランジと前記第１縦壁部と該第１縦壁部に連続する第２部分とを備える長尺の第２中間成形品を製造する、
　第３工程：プレス方向を、前記第２工程でのプレス方向から９０度転回して前記第１工程と同じ方向として、前記第２中間成形品の第２部分の幅方向における一部を第３パンチおよび第３パッドで押さえて第３ダイを用いてパッド曲げ成形を行なうことによって、または、前記一部を第３パンチおよび第３パッドで押さえながら第３ダイおよび第３ブランクホルダを用いてパッド絞り成形を行うことによって、前記第１縦壁部に連続する前記天板部と、該天板部に連続する前記第２縦壁部と、該第２縦壁部に連続する前記第２フランジとを形成する。

（７）上記（６）に記載された製造方法によって製造された成形体。

　本発明によれば、曲げ変形に対して優れた剛性を有する成形体および構造部材を得ることができる。

図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る成形体を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す成形体を示す底面図である。本発明の一実施形態に係る成形体が利用された車体を示す図である。図３は、本発明の一実施形態に係る構造部材を示す斜視図である。図４（ａ）は第１工程で用いるプレス金型を示す等角投影図であり、図４（ｂ）～図４（ｆ）は、第１工程で製造される第１中間成形品を様々な方向から見た等角投影図である。図５（ａ）は第２工程で用いるプレス金型を示す等角投影図であり、図５（ｂ）～図５（ｆ）は、第２工程で製造される第２中間成形品を様々な方向から見た等角投影図である。図６（ａ）は第３工程で用いるプレス金型を示す等角投影図であり、図６（ｂ）～図６（ｇ）は、第３工程で製造される成形体を様々な方向から見た等角投影図である。図７は、第１～３工程での、第１中間成形品、第２中間成形品および成形体の形状および板厚減少率を示す説明図である。図８（ａ）は第１工程で用いる金型を示し、図８（ｂ）は第２工程で用いる金型を示し、図８（ｃ）は第３工程で用いる金型を示す。図９（ａ）～図９（ｃ）は、第１～３工程により製造される成形体を様々な方向から見た等角投影図である。図１０は、第１～３工程での成形条件と、製造された成形体の各部の板厚減少率（％）および成形中の材料のＹ方向移動量（ｍｍ）をまとめて示す説明図である。

　以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る成形体、構造部材、および成形体の製造方法について説明する。

　１．成形体の構成
　図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る成形体１を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す成形体１を示す底面図（矢印ｂで示す方向に見た図）である。

　成形体１は、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼製のプレス成形体である。

　図１（ａ），（ｂ）に示すように、成形体１は、開断面形状を有する本体部１００と、第１フランジ３と、第２フランジ７とを有している。本実施形態では、本体部１００は、断面Ｕ字形状を有し、第１縦壁部４と、天板部５と、第２縦壁部６とを有している。本体部１００は、天板部５に直交する方向から見て湾曲している。本実施形態では、第１縦壁部４、天板部５および第２縦壁部６がそれぞれ、天板部５に直交する方向から見て湾曲している。なお、「天板部に直交する方向から見て」とは、言い換えると、「天板部の表面または裏面に垂直な方向から見て」である。以下の説明においても同様である。

　第１縦壁部４は、第１フランジ３に連続して設けられる。天板部５は、第１縦壁部４に連続して設けられる。第２縦壁部６は、天板部５に連続して設けられる。さらに、第２フランジ７は、第２縦壁部６に連続して設けられる。

　図１（ａ），（ｂ）を参照して、本実施形態では、第１フランジ３は、第１縦壁部４の端部から第２フランジ７に向かって延びている。すなわち、第１フランジ３は、本体部１００の内側に向かって延びる内向きフランジである。第１フランジ３は、天板部５に直交する方向から見て湾曲する湾曲部３ａを有している。天板部５に直交する方向から見て、湾曲部３ａは、本体部１００に沿って湾曲している。本実施形態では、第１フランジ３の全体が湾曲部３ａとして形成されている。すなわち、本実施形態では、天板部５に直交する方向から見て、本体部１００および第１フランジ３が互いに沿うように湾曲している。このため、本実施形態では、第１フランジ３と第１縦壁部４との交線（境界）が、天板部５に直交する方向から見て湾曲している。

　第２フランジ７は、第２縦壁部６の端部から、第１フランジ３から離れる方向に向かって延びている。すなわち、第２フランジ７は、本体部１００の外側に向かって延びる外向きフランジである。第１フランジ３と同様に、第２フランジ７は、天板部５に直交する方向から見て湾曲する湾曲部７ａを有している。天板部５に直交する方向から見て、湾曲部７ａは、本体部１００に沿って湾曲している。本実施形態では、第２フランジ７の全体が湾曲部７ａとして形成されている。このため、本実施形態では、第２フランジ７と第２縦壁部６との交線（境界）が、天板部５に直交する方向から見て湾曲している。図１（ｂ）に示すように、天板部５に直交する方向から見て、第１フランジ３（湾曲部３ａ）、第２フランジ７（湾曲部７ａ）及び本体部１００は、互いに沿うように湾曲している。本実施形態では、天板部５に直交する方向から見て、第１フランジ３（湾曲部３ａ）、第２フランジ７（湾曲部７ａ）及び本体部１００はそれぞれ円弧状に湾曲している。また、本実施形態では、第１フランジ３および第２フランジ７は、天板部５に対して平行に設けられている。なお、湾曲部には、天板部に直交する方向から見て、フランジにおいて均一な幅で円弧状に湾曲する部分だけでなく、フランジにおいて幅が変化する部分も含まれる。

　上記のように、第１フランジ３は内向きフランジであるとともに、第２フランジ７は外向きフランジである。つまり、第１フランジ３および第２フランジ７は、いずれも、横断面（成形体１の長手方向（矢印Ｌで示す方向）に対して直交する断面）において、本体部１００から略同じ方向に向かって延びるように形成されている。

　このように、難加工材である引張強度が４４０ＭＰａ以上の長尺のブランク（薄板）に対して内向きフランジを形成することによって得られる成形体１は、小断面化が可能であり、かつ優れた断面効率を有する。

　したがって、成形体１は、例えば、図２に示すように、車体の構造部材（例えば、フロントピラー、ルーフレール、フロントサイドメンバー、サイドシル、リアサイドメンバー、クラッシュボックス、またはクラッシュカン）として好ましく利用することができる。例えば、成形体１をフロントピラー（Ａピラーアッパーパネル）に適用すれば、運転者の死角を低減して運転者の視認性を高めることができる。また、例えば、成形体１をサイドメンバーに適用すれば、車両に搭載される部品の干渉を低減して、車両の設計の自由度を高めることができる。これにより、サイドメンバー自身の圧壊時の折れモードをコントロールすることができ、車両の衝突特性を向上することができる。

　なお、本実施形態に係る成形体１は、第１フランジ（内向きフランジ）３の延伸方向（第１縦壁部４の端部から第２フランジ７に向かう方向）に曲げ荷重を受けるように、構造部材として利用されることが好ましい。このように成形体１が曲げ荷重を受ける場合は、フランジ面にも面内せん断力が作用して変形抵抗を高めることができる。すなわち、本実施形態に係る成形体１では、内向きフランジを有していない成形体に比べて、高い曲げ剛性が得られる。

　なお、上述の実施形態では、天板部に直交する方向から見て、内向きフランジが本体部の外側に向かって凸状に膨らむように湾曲する場合について説明したが、内向きフランジが本体部の内側に向かって凸状に膨らむように湾曲してもよい。また、上述の実施形態では、外向きフランジが本体部の内側に向かって凸状に膨らむように湾曲する場合について説明したが、外向きフランジが本体部の外側に向かって凸状に膨らむように湾曲してもよい。また、上述の実施形態では、第１フランジ３が内向きフランジである場合について説明したが、第１フランジが外向きフランジとして成形され、第２フランジが内向きフランジとして成形されてもよい。また、第１フランジおよび第２フランジがともに内向きフランジとして成形されてもよい。また、上述の実施形態では、フランジ全体が湾曲部に設定される場合について説明したが、フランジの少なくとも一部に湾曲部が形成されていればよい。

　２．構造部材の構成
　図３は、本発明の一実施形態に係る構造部材を示す斜視図である。図３に示すように、本実施形態に係る構造部材２は、上述した成形体１を備える構造部材である。

　構造部材２は、成形体１の第１フランジ３および第２フランジ７を接合部として、接合部材９に接合されることにより、閉断面形状を有する。本実施形態では、接合部材９として、成形体１が用いられている。すなわち、本実施形態では、構造部材２は、一対の成形体１を備えた構成を有している。

　本実施形態に係る構造部材２では、第１フランジ３同士が重ね合わされて接合され、第２フランジ７同士が重ね合わされて接合される。

　なお、図３に示した構造部材２は、本発明に係る構造部材の一例であり、接合部材９の構成が、成形体１と異なる構成であってもよい。例えば、接合部材９が、平板状のクロージングプレートであってもよい。

　３．成形体の製造方法
　本実施形態に係る成形体１は、例えば、以下の第１～３工程を経て製造されることにより、製造コストの上昇を抑制して安価に製造可能である。以降では、成形体１を、（１）Ａピラーアッパーパネル（フロントピラー）、および（２）サイドメンバーに適用する場合について説明する。

　（１）Ａピラーアッパーパネル
　（１－１）第１工程
　図４は、Ａピラーアッパーパネルに利用される成形体１を製造する状況を示す説明図であって、図４（ａ）は第１工程で用いるプレス金型２０を示す等角投影図であり、図４（ｂ）～図４（ｆ）は、第１工程で製造される第１中間成形品２７を様々な方向から見た等角投影図である。

　第１工程では、引張強度が４４０ＭＰａ以上（例えば９８０ＭＰａ）の鋼からなり、板厚が例えば１．４ｍｍの長尺のブランクＢに、第１ブランクホルダ２１、第１ダイ２２、第１パンチ２３および第１パッド２４を用いてパッド絞り成形を行う。このパッド絞り成形では、第１ブランクホルダ２１に＋０．１ｍｍのディスタンスブロックを設けてもよい。

　このパッド絞り成形により、ブランクＢの幅方向における一方側に設けられる第１部分２５と、ブランクＢの幅方向における他方側に設けられかつ第１部分２５につながる第２部分２６とを備える長尺の第１中間成形品２７が製造される。第１部分２５は、湾曲部８を有する。湾曲部８は、外側に向かって凸状に湾曲する部位である。本実施形態では、第１部分２５の全体が湾曲部８となるように、パッド絞り成形が行われる。なお、本実施形態では、第２部分２６に直交する方向（第２部分２６の表面または裏面に垂直な方向）から見た場合に、第１部分２５および第２部分２６が互いに沿うように湾曲している。

　（１－２）第２工程
　図５は、第２工程でパッド絞り成形を行う状況を示す説明図であって、図５（ａ）は第２工程で用いるプレス金型３０を示す等角投影図であり、図５（ｂ）～図５（ｆ）は、第２工程で製造される第２中間成形品３５を様々な方向から見た等角投影図である。

　第２工程では、プレス方向を第１工程でのプレス方向から９０度転回して第１中間成形品２７の第１部分２５の一部を、第２パンチ３１および第２パッド３３で押さえながら、第２ダイ３２および第２ブランクホルダ３４を用いてパッド絞り成形を行う。このパッド絞り成形により、第１フランジ３と、第１縦壁部４と、第１縦壁部４に連続する第２部分２６とを備える長尺の第２中間成形品３５を製造する。

　（１－３）第３工程
　図６は、第３工程でパッド曲げ成形を行う状況を示す説明図であって、図６（ａ）は第３工程で用いるプレス金型４０を示す等角投影図であり、図６（ｂ）～図６（ｇ）は、第３工程で製造される成形体（Ａピラーアッパーパネル）１を様々な方向から見た等角投影図である。

　第３工程では、プレス方向を、第２工程でのプレス方向から９０度転回して第１工程と同じ方向とする。そして、第２中間成形品３５の第２部分２６の幅方向における一部を第３パンチ４１および第３パッド４３で押さえながら第３ダイ４２を用いてパッド曲げ成形を行う。

　パッド曲げ成形時に第２中間成形品３５に、しわまたは肉余りの発生が懸念される場合には、材料の流入量を抑制するために、パッド曲げ成形の代わりにパッド絞り成形を行ってもよい。

　これにより、第１フランジ３と、第１縦壁部４と、天板部５と、第２縦壁部６と、第２フランジ７とが形成される。このようにして、本発明の一実施形態に係る成形体（Ａピラーアッパーパネル）１が、プレス成形により製造される。

　図７は、上述した第１～３工程での、第１中間成形品２７、第２中間成形品３５および成形体（Ａピラーアッパーパネル）１の形状および板厚減少率を示す説明図である。図７中の括弧内の数字は、その数字が指し示す位置における板厚減少率（％）を示す。なお、図７に示す板厚減少率は、有限要素解析によって得られた結果である。具体的には、動的陽解法の有限要素解析コードを用いた成形解析を行い、成形後の板厚減少率を分析した。解析には、９８０ＭＰａ級の複合組織型鋼板の材料特性を適用した。

　図７に示すように、上記のようにして製造された成形体（Ａピラーアッパーパネル）１は、天板部５に直交する方向から見て互いに沿うように湾曲する第１フランジ３、第２フランジ７および本体部１００を有している。また、第１中間成形品２７の板厚減少率は６．０～－２．６％であり、第２中間成形品３５の板厚減少率は８．２～－４．１％である。さらに、成形体（Ａピラーアッパーパネル）１の板厚減少率は８．５～－３．９％である。

　なお、比較のため、本発明において規定される製造条件から外れた従来の工法で成形体を製造した場合についても、同様に解析を行った。従来工法としては、ダイ、パンチ、およびしわ押さえ（ホルダ）を備えた金型を用いて、ダイおよびホルダによって被加工材を挟みながら加工するいわゆる絞り成形を行なう場合と、ダイ、パンチ、ロアーダイおよび上パッドを備えた金型を用いて、被加工材を上パッドでパンチに押し付けながら、ダイによって曲げ加工をするいわゆる曲げ加工を行う場合について解析を行った。

　その結果、従来の工法では、内向きフランジの加工を安定して行なうことができないことが分かった。また、ダイス肩によって、フランジにおいて伸びおよび縮み変形が生じることが分かった。さらに、フランジ部における板厚減少率が２５～－２０％の範囲となり、割れおよび過大なしわが生じるおそれがあることが分かった。これに対し、本発明の実施形態に係る製造方法によれば、上述したように、板厚減少率を８．５～－３．９％の範囲に抑えることができた。すなわち、上述の第１～３工程によれば、割れおよびしわを生じることなく、成形体（Ａピラーアッパーパネル）１を製造できることが分かった。

　（２）サイドメンバー
　（２－１）第１工程
　図８は、サイドメンバーに利用される成形体１を製造する状況を示す説明図であり、図８（ａ）は第１工程で用いる金型５０を示し、図８（ｂ）は第２工程で用いる金型６０を示し、図８（ｃ）は第３工程で用いる金型７０を示す。

　また、図９（ａ）～図９（ｃ）は、第１～３工程により製造される成形体１を様々な方向から見た等角投影図である。この成形体１の天板５には、ビード５ａが形成されている。

　さらに、図１０は、第１～３工程での成形条件と、製造された成形体１の各部の板厚減少率（％）および成形中の材料のＹ方向移動量（ｍｍ）をまとめて示す説明図である。なお、図１０中の括弧内の数字は、その数字が指し示す位置における板厚減少率（％）またはＹ方向移動量（ｍｍ）を示している。上記板厚減少率およびＹ方向移動量は、有限要素解析によって得られた結果である。解析条件は、上述のＡピラーアッパーパネルの場合と同様である。

　図８（ａ）に示すように、第１工程では、引張強度が４４０ＭＰａ以上（例えば９８０ＭＰａ）の鋼からなり、板厚が例えば１．４ｍｍの長尺のブランクＢに、第１パンチ５１、第１ダイ５２、第１パッド５３および第１ブランクホルダ５４を用いてパッド絞り成形を行う。このパッド絞り成形では、第１ブランクホルダ５４と第１ダイ５２との間に＋０．１ｍｍのディスタンスブロックを配置してもよい。

　なお、図１０に示すように、第１工程（１工程目）では、例えば、第１パッド５３のパッド圧（上パッド圧）が５０ｔｏｎｆに、第１ブランクホルダ５４のホルダ圧が２０ｔｏｎｆにそれぞれ設定される。

　図８（ｂ）を参照して、上記のパッド絞り成形により、ブランクＢの幅方向における一方側に設けられる第１部分２５と、ブランクＢの幅方向における他方側に設けられかつ第１部分２５につながる第２部分２６とを備える長尺の第１中間成形品２７が製造される。本実施形態では、第１部分２５は、互いに異なる方向に湾曲する複数の湾曲部を有している。

　（２－２）第２工程
　図８（ｂ）に示すように、第２工程では、プレス方向を第１工程でのプレス方向から９０度転回して第１中間成形品２７の第１部分２５の一部と第２部分２６とを、第２パンチ６１および第２パッド６３で押さえながら、第２ダイ６２および第２ブランクホルダ６４を用いてパッド絞り成形を行う。

　このパッド絞り成形では、例えば、第２ブランクホルダ６４と第２ダイ６２との間に＋０．１ｍｍのディスタンスブロックを配置してもよい。第２工程では、例えば、第２パッド６３のパッド圧（上パッド圧）が５０ｔｏｎｆに、第２ブランクホルダ６４のホルダ圧が２０ｔｏｎｆにそれぞれ設定される。

　このパッド絞り成形により、第１フランジ３と、第１縦壁部４と、第１縦壁部４に連続する第２部分２６とを備える長尺の第２中間成形品３５を製造する。

　（２－３）第３工程
　図８（ｃ）に示すように、第３工程では、プレス方向を、第２工程でのプレス方向から９０度転回して第１工程と同じ方向とする。そして、第２中間成形品３５の第２部分２６の幅方向における一部を第３パンチ７１および第３パッド７３で押さえながら第３ダイ７２を用いてパッド曲げ成形、または、前記一部を第３パンチ７１および第３パッド７３で押さえながら第３ダイ７２および第３ブランクホルダ（図示しない）を用いてパッド絞り成形またはパッド曲げ成形を行う。図８（ｃ）はパッド曲げ成形の場合を示す。

　パッド曲げ成形時に第２中間成形品３５にしわまたは肉余りの発生が懸念される場合には、例えば、パッド絞り成形が行われる。

　これにより、第１フランジ３と、第１縦壁部４と、天板部５と、第２縦壁部６と、第２フランジ７とが形成される。このようにして、図９（ａ）～図９（ｃ）に示す外形を有する成形体１がプレス成形により製造される。

　図９（ａ）～図９（ｃ）に示すように、上記のようにして製造された成形体１は、湾曲部３ａ，７ａを有している。すなわち、成形体１は、天板部５に直交する方向から見て互いに沿うように湾曲する第１フランジ３、第２フランジ７および本体部１００を有している。また、図１０に示すように、成形体１の板厚減少率は１３．８～－１０．６％であり、上述した従来工法に比べて、板厚減少率の範囲を小さく抑えることができている。この板厚減少率から、上述の第１～３工程において割れやしわを生じることなく、成形体１を製造できることが分かる。

（本実施形態に係る成形体の効果）
　本体部が直線状に造形された成形体に比べて、本体部が湾曲した形状を有する成形体では、成形体の長手方向に荷重が付加された場合（長手方向の圧縮応力が生じた場合）に、折れ曲がりやすくなる。具体的には、成形体は、湾曲部の曲率半径を小さくする方向（以下、湾曲方向と記載する。）に折れ曲がりやすくなる。また、本体部が湾曲した形状を有する成形体では、湾曲部の曲率半径が小さくなるほど、湾曲方向に曲げた際の曲げ変形抵抗も低下する。しかし、本実施形態に係る成形体１では、湾曲方向に第１フランジ３および第２フランジ７が設けられているので、成形体１の曲げ変形抵抗を高めることができる。特に、本実施形態では、成形体１に内向きフランジ（第１フランジ３）が設けられているので、成形体１の断面２次モーメントを高めることができ、弾性変形範囲内での曲げ剛性を高めることができる。また、成形体１に湾曲方向の荷重が作用して成形体１が湾曲方向に塑性変形する際に、第１フランジ３において、長手方向に引張応力を生じさせることができる。これにより、局所的に曲げ変形が生じることを抑制することができ、成形体１において荷重を安定して受けることができる。すなわち、塑性変形によるエネルギー吸収量を高めることができる。これらの結果、成形体１において、十分な曲げ剛性が得られる。

　なお、本実施形態に係る成形体１は、上記のような特性を有しているので、例えば、車体において、成形体１の湾曲方向に荷重を受ける必要がある部位において、好適に利用できる。

　本発明によれば、曲げ変形に対して優れた剛性を有する成形体および車体用構造部材を得ることができる。

１　成形体
２　構造部材
３　第１フランジ
３ａ　湾曲部
４　第１縦壁部
５　天板部
６　第２縦壁部
７　第２フランジ部
７ａ　湾曲部

Claims

　開断面形状を有し、天板部、前記天板部の幅方向における一端部に連続して設けられる第１縦壁部、および前記天板部の幅方向における他端部に連続して設けられる第２縦壁部を有する本体部と、
　前記第１縦壁部において前記天板部とは反対側の端部に連続して設けられる第１フランジと、
　前記第２縦壁部において前記天板部とは反対側の端部に連続して設けられる第２フランジとを備え、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼からなる成形体であって、
　前記第１フランジおよび前記第２フランジのうちの少なくとも一方のフランジは、前記第１縦壁部または前記第２縦壁部から前記第１フランジおよび前記第２フランジのうちの他方のフランジに向かって延び、
　前記本体部および前記少なくとも一方のフランジは、前記天板部に直交する方向から見て互いに沿うように湾曲する、成形体。
　前記第１フランジおよび前記第２フランジのうちの前記他方のフランジは、前記天板部に直交する方向から見て前記本体部に沿うように湾曲する、請求項１に記載の成形体。
　請求項１または２に記載された成形体と、前記成形体の前記第１フランジと前記第２フランジとを接続するように前記第１フランジおよび前記第２フランジに接合された接合部材とを備える、構造部材。
　前記接合部材は、請求項１または２に記載された成形体であり、
　一方の前記成形体の前記第１フランジと他方の前記成形体の前記第１フランジとが接合され、一方の前記成形体の前記第２フランジと他方の前記成形体の前記第２フランジとが接合されている、請求項３に記載の構造部材。
　前記構造部材は、車体のフロントピラー、ルーフレール、フロントサイドメンバー、サイドシル、リアサイドメンバー、クラッシュボックス、またはクラッシュカンである、請求項３または４に記載の構造部材。
　下記の第１～３工程を有する、請求項１または２に記載された成形体の製造方法；
　第１工程：引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼からなる長尺のブランクに、第１パンチ、第１ダイ、第１パッドおよび第１ブランクホルダを用いてパッド絞り成形を行うことによって、前記ブランクの幅方向における一方側に設けられかつ湾曲部を有する第１部分と前記ブランクの幅方向における他方側に設けられかつ前記第１部分につながる第２部分とを備える長尺の第１中間成形品を製造する、
　第２工程：プレス方向を前記第１工程でのプレス方向から９０度転回して前記第１中間成形品の前記第１部分の一部を、第２パンチおよび第２パッドで押さえながら第２ダイおよび第２ブランクホルダを用いてパッド絞り成形を行うことによって、前記第１フランジと前記第１縦壁部と該第１縦壁部に連続する第２部分とを備える長尺の第２中間成形品を製造する、
　第３工程：プレス方向を、前記第２工程でのプレス方向から９０度転回して前記第１工程と同じ方向として、前記第２中間成形品の第２部分の幅方向における一部を第３パンチおよび第３パッドで押さえて第３ダイを用いてパッド曲げ成形を行なうことによって、または、前記一部を第３パンチおよび第３パッドで押さえながら第３ダイおよび第３ブランクホルダを用いてパッド絞り成形を行うことによって、前記第１縦壁部に連続する前記天板部と、該天板部に連続する前記第２縦壁部と、該第２縦壁部に連続する前記第２フランジとを形成する。
　請求項６に記載された製造方法によって製造された成形体。