JP6665612B2 - プレス成形品の製造方法及びプレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス成形品の製造方法及びプレス装置に関する。

自動車の車体は、多数の成形パネルの縁部同士を重ね合わせて、スポット溶接により接合して箱体とし、この箱体の要所に構造部材をスポット溶接により接合することにより、組み立てられる。例えば、自動車の車体の側部（ボディサイド）には、構造部材として、フロアパネルの両側部に接合されるサイドシル、サイドシルの前部に上方へ向けて立設されるＡピラーロアー及びＡピラーアッパー、Ａピラーアッパーの上端部に接合されるルーフレール、更には、サイドシル及びルーフレールを接合するＢピラー等が用いられる。

Ａピラーロアー、Ａピラーアッパー、ルーフレール等の構造部材の構成要素（例えば、それぞれのアウターパネル）は、一般的に、長手方向へ延びて存在する天板と、この天板の両側にそれぞれつながる２つの凸稜線部と、これら２つの凸稜線部にそれぞれつながる２つの縦壁と、これら２つの縦壁にそれぞれつながる２つの凹稜線部と、これら２つの凹稜線部にそれぞれつながる２つのフランジとからなる略ハット型の横断面形状を有することが多い。

上述の構成要素は、比較的複雑な横断面形状を有するとともに長尺である。そこで、製造コストの上昇を抑制するために、上述の構成要素は、一般的に、冷間でのプレス成形により製造されている。また、燃費向上のための車体の軽量化及び強度向上を両立するために、上述の構造部材として、例えば、引張強度が４４０ＭＰａ以上の高張力鋼板を用いる薄肉化も推進されている。

しかし、高張力鋼板を冷間でのプレス成形により、例えば、ルーフレールアウターパネル（以下、ルーフ部材という。ルーフ部材とは、自動車の構造部材である。）のような、長手方向に湾曲している構成要素を製造しようとすると、プレス型から離型の際にスプリングバックが発生して、天板にねじれが生じるおそれがある。その結果、ルーフ部材を所望の形状に成形できないという形状凍結性の問題が生じる。

例えば、特許文献１には、長手方向へ均一なハット型の横断面を有するプレス成形品を製造する際に、段差を付与することにより口開きの発生を抑制して形状凍結性を高める発明が開示されている。

また、特許文献２には、天板、縦壁及びフランジを有し、長手方向に湾曲するプレス成形品を製造する際に、１工程目で形成したフランジを２工程目で曲げ戻してフランジの残留応力を低減することで形状凍結性を高める発明が開示されている。

特開２００４−３１４２３号公報 特許第５３８２２８１号明細書

特許文献１により開示された発明により、例えば、Ａピラーロアー、Ａピラーアッパー及びルーフレールの構成部材の構成要素のように、その長手方向に湾曲した形状のプレス成形品を製造すると、離型後のスプリングバックにより湾曲壁に曲がりが生じ、所望の形状に成形できない。

特許文献２により開示された発明により、長手方向及び高さ方向へ湾曲するプレス成形品を製造すると、フランジの残留応力、縦壁及び天板の面内の残留応力並びに縦壁及び天板の面内の偏差残留応力が発生する。その結果、プレス成形品には離型後のスプリングバックにより天板側から見た曲がり（天板の短手方向における曲がり）が生じ、所望の形状に成形できない。

本発明は、天板側から見た曲がりの発生が抑制された特定プレス成形品の製造方法の提供を目的とする。ここで、特定プレス成形品とは、長尺な天板と、該天板の短手方向の両端の稜線部と、各一端が該稜線部に繋がった状態で互いに対向し、少なくとも一方が前記天板の上側から見て湾曲している湾曲壁とされる一対の縦壁とを含んで構成されるプレス成形品のことをいう（以下、本明細書において同様とする）。

本発明に係るプレス成形品の製造方法は、長尺な天板と、該天板の短手方向の両端の稜線部と、各一端が該稜線部に繋がった状態で互いに対向し、少なくとも一方が前記天板の上側から見て湾曲している湾曲壁とされる一対の縦壁とを含んで構成されるプレス成形品の製造方法であって、ブランクをプレスして、前記天板と、前記両端の稜線部と、各一端が該稜線部に繋がった状態で互いに対向し、少なくとも一方が前記天板の上側から見て湾曲している湾曲壁とされる一対の縦壁とを含んで構成され、前記縦壁が互いに対向する対向側と反対側に突出している段差部が前記天板の長手方向に亘って前記湾曲壁に形成された中間成形品を成形する第１工程と、前記中間成形品をプレスして、前記湾曲壁における前記段差部よりも他端側の部分を前記対向側と反対側に移動させる第２工程と、を含む。

本発明に係るプレス装置は、ブランクをプレスして、前記天板と、前記両端の稜線部と、各一端が該稜線部に繋がった状態で互いに対向し、少なくとも一方が前記天板の上側から見て湾曲している湾曲壁とされる一対の縦壁に形成された中間成形品を成形する第１プレス装置と、前記中間成形品をプレスして、前記湾曲壁における前記段差部よりも他端側の部分を前記対向側と反対側に移動させる第２プレス装置と、を備えている。

また、本発明に係るプレス装置は、第１ダイと第１パンチとでブランクをプレスして中間成形品を成形する第１プレス装置と、第２ダイと第２パンチとで前記中間成形品をプレスする第２プレス装置とを備えたプレス装置であって、前記第１ダイには、長尺な第１底面と、各一端が該第１底面の短手方向の端部に繋がり、互いに対向する第１側面とを含んで構成される長尺な第１溝が形成され、少なくとも前記第１側面の一方は、型閉じ方向から見て湾曲し、前記第１側面の対向幅を広がらせる第１段差部が前記第１側面の長手方向に亘って形成された第１湾曲面とされ、前記第１パンチの形状は、型閉じ時に前記第１溝の形状に合わせて嵌る形状である、第１プレス装置と、前記第２ダイには、長尺な第２底面と、各一端が該第２底面の短手方向の端部に繋がり、互いに対向する第２側面とを含んで構成される長尺な第２溝が形成され、少なくとも前記第２側面の一方は、型閉じ方向から見て湾曲し、前記第１段差部に対応する位置に第２段差部が形成された第２湾曲面とされ、前記第２湾曲面における前記第２段差部よりも他端側の部分が前記型閉じ方向に対して傾斜する角度は、前記第１湾曲面における前記第１段差部よりも他端側の部分が前記型閉じ方向に対して傾斜する角度に比べて大きく、前記第２パンチの形状は、型閉じ時に前記第２溝の形状に合わせて嵌る形状である、第２プレス装置と、を備えている。

本発明に係るプレス成形品の製造方法を用いれば、特定プレス成形品の所望の形状からのスプリングバックによる短手方向への曲がりの発生が抑制された特定プレス成形品を製造することができる。

本発明に係るプレス装置を用いれば、特定プレス成形品の所望の形状からのスプリングバックによる短手方向への曲がりの発生が抑制された特定プレス成形品を製造することができる。

第１実施形態のルーフ部材の図であって、長手方向における横断面図を含んで示した斜視図である。 第１実施形態のルーフ部材の断面図を示す図であって、図１における２−２線断面図である。 第１実施形態の中間成形品の図であって、長手方向における横断面図を含んで示した斜視図である。 第１実施形態の中間成形品の横断面図を示す図であって、図３における４−４線断面図である。 図４の横断面図の一部（実線）に、図２の断面図の一部（二点鎖線）を重ね合わせた模式図である。 第１実施形態のルーフ部材の製造方法における第１工程で用いられる第１プレス装置の金型の斜視図である。 第１実施形態のルーフ部材の製造方法における第１工程で用いる第１プレス装置と、ブランクとの横断面図である。 第１実施形態のルーフ部材の製造方法における第２工程で用いられる第２プレス装置の金型の斜視図である。 第１実施形態のルーフ部材の製造方法における第２工程で用いる第２プレス装置と、中間成形品との横断面図である。 曲がりの評価方法を説明するための図である。 第２実施形態のルーフ部材の図であって、長手方向における横断面図を含んで示した斜視図である。 第２実施形態のルーフ部材の断面図を示す図であって、図１１における１２−１２線断面図である。 実施例及び比較例における外側縦壁変化開始点及び内側縦壁変化開始点を説明するための図である。 第１実施形態の実施例（実施例１〜１９）のルーフ部材の曲がり、及び、比較例（比較例１〜６）のルーフ部材の曲がりについてのシミュレーションによる評価結果を示す表である。 第２実施形態の実施例（実施例２０〜３７）のルーフ部材の曲がり、及び、比較例（比較例７〜１２）のルーフ部材の曲がりについてのシミュレーションによる評価結果を示す表である。

≪概要≫
以下、本発明を実施するための形態（実施形態）について、２つの実施形態（第１及び第２実施形態）を例示して説明する。次いで、実施例について説明する。

≪第１実施形態≫
以下、第１実施形態について説明する。まず、本実施形態のルーフ部材１（図１及び図２参照）の構成について説明する。次いで、本実施形態のプレス装置１７（図６、図７、図８及び図９参照）の構成について説明する。次いで、本実施形態のルーフ部材１の製造方法について説明する。次いで、本実施形態の作用について説明する。なお、本実施形態のルーフ部材は、後述する実施例における実施例９に相当する（図１４参照）。

＜ルーフ部材の構成＞
まず、本実施形態のルーフ部材１の構成について、図面を参照しつつ説明する。ここで、ルーフ部材１は、プレス成形品及び特定プレス成形品の一例である。

図１及び図２に示されるように、ルーフ部材１は、天板２と、２つの凸稜線部３ａ、３ｂと、２つの縦壁４ａ、４ｂと、２つの凹稜線部５ａ、５ｂと、２つのフランジ６ａ、６ｂと、を一体的に含んで構成されている、断面形状が略ハット型の長尺部材とされている。ここで、凸稜線部３ａ、３ｂは、稜線部の一例である。ルーフ部材１は、一例として、引張強度が１４７０ＭＰａ級の高張力鋼板を素材とする冷間プレス成形品とされている。

天板２は、図１に示されるように、長尺とされている。また、天板２は、（天板２の）上側から見ると、長手方向（図中矢印Ｌ１方向）に沿っている。２つの凸稜線部３ａ、３ｂは、天板２の短手方向の両端に形成されている。２つの縦壁４ａ、４ｂは、それぞれ一端が凸稜線部３ａ、３ｂに繋がった状態で互いに対向している。すなわち、本実施形態のルーフ部材１は、長尺な天板２と、天板２の短手方向の両端の凸稜線部３ａ、３ｂと、一端が凸稜線部３ａ、３ｂに繋がった状態で互いに対向する縦壁４ａ、４ｂと、を含んで構成されている。また、２つの縦壁４ａ、４ｂは、図１に示されるように、天板２の上側から見て、天板２の長手方向に沿って湾曲している。すなわち、本実施形態の２つの縦壁４ａ、４ｂは、少なくとも一方（本実施形態の場合は両方）が天板２の上側から見て湾曲している湾曲壁とされている。ここで、縦壁４ａは、湾曲壁の一例である。なお、本実施形態では、一例として、縦壁４ａは縦壁４ｂ側(縦壁４ｂ側に対向する側)と反対側に向かって凸状に湾曲し、縦壁４ｂは縦壁４ａ側(縦壁４ａ側に対向する側)と反対側に向かって凹状に湾曲している。

また、本実施形態の天板２の長手方向の垂直な各断面（横断面）は、一例として、長手方向における各位置で、短手方向に直線状に延びている（図１参照）。すなわち、本実施形態の天板２は、その長手方向における垂直な各断面を見ると、長手方向における各位置で、平坦とされている（図２参照）。ここで、凸稜線部３ａは、図２に示されるように、天板２と、縦壁４ａとを繋ぐ部分であって、天板２の長手方向の垂直な各断面を見ると、湾曲している部分とされている。図中の２本の一点鎖線は、それぞれ天板２及び縦壁４ａに繋がる凸稜線部３ａの両端を示している。凸稜線部３ｂは、一点鎖線による両端の図示を省略するが、天板２と、縦壁４ｂとを繋ぐ部分であって、天板２の長手方向に垂直な各断面を見ると、湾曲している部分とされている。

また、２つの凹稜線部５ａ、５ｂは、図２に示されるように、それぞれ２つの縦壁４ａ、４ｂにおける天板２に繋がっている側と反対側の端部に形成されている。２つのフランジ６ａ、６ｂは、それぞれ２つの凹稜線部５ａ、５ｂに繋がっている。凹稜線部５ａは、一点鎖線による両端の図示を省略するが、縦壁４ａと、フランジ６ａとを繋ぐ部分であって、天板２の長手方向に垂直な各断面を見ると、湾曲している部分とされている。また、凹稜線部５ｂは、一点鎖線による両端の図示を省略するが、縦壁４ｂと、フランジ６ｂとを繋ぐ部分であって、天板２の長手方向に垂直な各断面を見ると、湾曲している部分とされている。

ルーフ部材１は、図１に示されるように、天板２側から見ると、長手方向の一端１ａから他端１ｂに亘って湾曲している。また、ルーフ部材１は、一端１ａを含む第１の部分８と、他端１ｂを含む第３の部分１０と、第１の部分８と第３の部分１０とを繋ぐ第２の部分９と、を含んで一体的に構成されているといえる。

ここで、本実施形態では、天板２側から見ると、第１の部分８の曲率半径が一例として２０００（ｍｍ）以上９０００（ｍｍ）以下とされ、第２の部分９の曲率半径が一例として５００（ｍｍ）以上２０００（ｍｍ）以下とされ、第３の部分１０の曲率半径が一例として２５００（ｍｍ）以上９０００（ｍｍ）以下とされている。

図２に示されるように、凸稜線部３ａの天板２側のＲ開始点（Ｒ止まり）の板厚中心、すなわち、天板２の板厚中心から縦壁４ａにおける凹稜線部５ａ側の端（縦壁４ａの下端）までの高さを高さｈとする。そうすると、縦壁４ａには、天板２の板厚中心から高さｈの４０％以上離れた部分に、長手方向に亘って、段差量ａ２（ｍｍ）の段差部１１ａが形成されている。また、凸稜線部３ｂの天板２側のＲ開始点（Ｒ止まり）の板厚中心、すなわち、天板２の板厚中心から縦壁４ｂの下端までの高さを高さｈ’とする。そうすると、縦壁４ｂには、天板２の板厚中心から高さｈ’の４０％以上離れた部分に、長手方向に亘って、段差量ａ２’（ｍｍ）の段差部１１ａ’が形成されている。本明細書では、天板２の板厚中心を、天板２の高さ方向の位置とする。なお、段差部１１ａ、１１ａ’の突出幅ａ２、ａ２’は、天板２の長手方向における各位置で、当該各位置における天板２の短手方向の幅Ｗの２０％以下とされている。

段差部１１ａの両端のうち天板２に近い側（上側）の部位を凹部１１ａ１、天板２から遠い側（下側）の部位を凸部１１ａ２とする。また、段差部１１ｂの両端のうち天板２に近い側（上側）の部位を凹部１１ａ’１、天板２から遠い側（下側）の部位を凸部１１ａ’２とする。そして、段差部１１ａ、１１ａ’の両端について一般化すると、以下のように言い換えられる。段差部１１ａの両端のうち天板２に近い側（上側）の端とされる凹部１１ａ１は縦壁４ａの内表面において内表面側に最も大きく凸となる曲率半径を形成する部位とされ、天板２から遠い側（下側）の端とされる凸部１１ａ２は縦壁４ａの内表面において外表面側に最も大きく凸となる曲率半径を形成する部位とされている。また、段差部１１ａ’の両端のうち天板２に近い側（上側）の端とされる凹部１１ａ’１は縦壁４ｂの内表面において内表面側に最も大きく凸となる曲率半径を形成する部位、天板２から遠い側（下側）の端とされる凸部１１ａ’２は縦壁４ｂの内表面において外表面側に最も大きく凸となる曲率半径を形成する部位とされている。なお、図２に示されるように、段差部１１ａの突出幅ａ２は、ルーフ部材１の長手方向に垂直の断面を見た場合、天板２の短手方向における、凸部１１ａ２と凹部１１ａ１との離間幅のことをいう。また、段差部１１ａ’の突出幅ａ２’は、ルーフ部材１の長手方向に垂直の断面を見た場合、天板２の短手方向における、凸部１１ａ２’と凹部１１ａ１’との離間幅のことをいう。

ルーフ部材１は、フランジ６ａ、６ｂの断面形状が長手方向の一端１ａと他端１ｂとにおいて異なっている（図示省略）。縦壁４ｂに対するフランジ６ｂの角度は、一端１ａでは３０°とされ、他端１ｂでは４０°とされている。そして、縦壁４ａに対するフランジ６ａ、６ｂの角度は、それぞれ、長手方向に亘って連続的に変化している。また、天板２の短手方向の幅は、長手方向に亘って一端１ａから他端１ｂに亘って連続的に広くなるように変化している。

以上が、本実施形態のルーフ部材１の構成についての説明である。

＜プレス装置の構成＞
次に、本実施形態のプレス装置１７について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態のプレス装置１７は、本実施形態のルーフ部材１を製造するためのものである。プレス装置１７は、図６、図７、図８及び図９に示されるように、第１プレス装置１８と、第２プレス装置１９と、を含んで構成されている。本実施形態のプレス装置１７では、第１プレス装置１８を用いてブランク２５（図７参照）を絞り加工によりプレス成形して中間成形品３０（図３及び図４参照）を成形し、次いで、第２プレス装置１９により中間成形品３０をプレス成形して、製品、すなわち、ルーフ部材１を製造するようになっている。なお、ブランク２５は、ルーフ部材１を製造するための基材である長尺の高張力鋼板とされている。

ここで、中間成形品３０は、図３及び図４に示されるように、天板２と、２つの凸稜線部３ａ、３ｂと、２つの縦壁３３ａ、３３ｂと、２つの凹稜線部３４ａ、３４ｂと、２つのフランジ３５ａ、３５ｂと、を含んで構成される略ハット型の部材とされている。また、２つの縦壁３３ａ、３３ｂには、それぞれ縦壁３３ａ、３３ｂの長手方向の一端から他端に亘る段差部１１ａ、１１ａ’が形成されている。また、本明細書において、「プレス成形する」とは、成形対象品（例えば、ブランク２５、中間成形品３０のことをいう。）を金型（例えば、後述する第１金型２０、第２金型４０のことをいう。）にセットしてから型閉じして型開きをするまでの行為のことをいう。なお、「プレス成形する」とは、成形対象品をプレス（加圧）して成形することを意味する。

［第１プレス装置］
第１プレス装置１８は、成形対象品であるブランク２５をプレスして、中間成形品３０を成形する機能を有する。

第１プレス装置１８は、図７に示されるように、第１金型２０と、第１移動装置２５と、を含んで構成されている。第１金型２０は、図６及び図７に示されるように、上型（ダイ）２１と、下型（パンチ）２２と、第１のホルダ２３と、第２のホルダ２４とを有している。上型２１は上側、下型２２は下側に配置されている。

上型２１と下型２２とは、図６に示されるように、それぞれ長尺とされている。上型２１と下型２２とを、上型２１と下型２２との対向方向から見ると、下型２２は、長手方向に沿って湾曲して突出し、上型２１には、下型２２に沿って湾曲する溝が形成されている。また、上型２１は、上型２１の短手方向から見ると、溝の底から溝の開口側に向けて（上側から下側に向けて）、溝の幅が連続的に広くなっている。下型２２は、下型２２の短手方向から見ると、下側から上側に向けて、突出する部分の幅が連続的に狭くなっている。そして、下型２２の形状は、型閉じ時に上型２１の溝の形状に合わせて嵌る形状とされている。

また、図７に示されるように、下型２２を長手方向から見ると、下型２２の両側面には、それぞれ段差部２２ａが形成されている。また、上型２１の溝の両側面には、それぞれ段差部２２ａに沿った段差部２１ａ、２１ａ’が形成されている。また、段差部２１ａが形成されている側面における段差部２１ａよりも下側の部分の上下方向（上型２１と下型２２との対向方向）に対する傾斜角は、θ１とされている。

第１のホルダ２３及び第２のホルダ２４は、上型２１及び下型２２に沿って、長尺とされている。第１のホルダ２３と、第２のホルダ２４とは、図６及び図７に示されるように、それぞれ下型２２の短手方向の両側に配置されている。また、第１のホルダ２３及び第２のホルダ２４は、図７に示されるように、ばね２６、２７により上側に付勢されている。

第１移動装置２５は、上型２１を下型２２に向けて移動させるようになっている。すなわち、第１移動装置は、上型２１を下型２２に対して相対的に移動させるようになっている。

上型２１と下型２２との隙間の定められた位置にブランク２５が配置された状態で、第１移動装置が上型２１を下型２２に向けて移動させると、図７に示されるように、ブランク２５における短手方向の両端側がそれぞれ第１のホルダ２３及び第２のホルダ２４と上型２１とに挟まれた状態で、ブランク２５がプレスされて中間成形品３０が成形されるようになっている。そして、中間成形品３０の成形に伴い、段差部２２ａ（２２ａ’）と段差部２１ａ（２１ａ’）とでブランク２５がプレスされることで、縦壁３３ａ、３３ｂにおける天板２の位置から縦壁３３ａ、３３ｂの高さの４０％以上離れた部分に、突出幅ａ１（ｍｍ）の段差部１１ａ、１１ａ’が形成されるようになっている（図４参照）。なお、上型２１の溝の形状及び下型２２の突出部の形状は、前述のとおりであることから、段差部２１ａ、２１ａ’は、天板２の長手方向から見て、天板２側よりも開口側において互いの対向間隔が大きくなる（対向幅を広げる）ように傾斜している。別の見方をすると、段差部２１ａ、２１ａ’が天板２側よりも開口側において互いの対向間隔が大きくなるように傾斜している。

以上のとおり、第１プレス装置１８について説明したが、第１プレス装置１８について別の見方をすると、以下のとおりとなる。すなわち、上型２１（第１ダイの一例）には、長尺な底面（第１底面）と、各一端が底面の短手方向の両端に繋がった状態で互いに対向する側面（第１側面）とを含んで構成される長尺な溝（第１溝の一例）が形成されている。そして、側面（第１側面）は、型閉じ方向（上型２１と下型２２との対向方向）から見て湾曲し、底面（第１底面）から溝（第１溝）の深さの４０％以上離れた部分に底面（第１底面の一例）の短手方向の幅の２０％以下の幅の段差部１１ａ、１１ａ’（第１段差部）が側面（第１側面）の長手方向に亘って形成された湾曲面（第１湾曲面の一例）とされている。また、下型２２（第１パンチの一例）には、型閉じ時に溝（第１溝）内に合わせて嵌るようになっている。すなわち、下型２２における段差部２２ａよりも下側の部分の上下方向（上型２１と下型２２との対向方向）に対する傾斜角は、θ１とされている。

［第２プレス装置］
第２プレス装置１９は、成形対象品である中間成形品３０をプレスして、中間成形品３０の縦壁３３ａに形成された段差部１１ａよりも他端側（凹稜線部３４ａ側）の部分３３ａ１（図３、図４及び図５参照）を、縦壁３３ａ、３３ｂ同士が対向する側（対向側）と反対側（図中矢印Ａ方向側）に移動させる機能を有する。

第２プレス装置１９は、図９に示されるように、第２金型４０と、第２移動装置４５と、を含んで構成されている。第２金型４０は、図８及び図９に示されるように、上型４１と、下型４３と、ホルダ４２とを有している。上型４１は上側、下型４３は下側に配置されている。下型４３は、ばね４６により下側から付勢されている。そして、第２プレス装置１９は、下型４３に中間成形品３０が嵌め込まれた状態で、第２移動装置４５により上型４１を下型４３側に移動させて、中間成形品３０における２つのフランジ３５ａ、３５ｂの角度を変更するようになっている。

また、図９に示されるように、下型４３を長手方向から見ると、下型４３の両側面には、それぞれ段差部４３ａが形成されている。また、上型４１の溝の両側面（湾曲面）には、それぞれ段差部４３ａに沿った段差部４１ａ（第２段差部の一例）が形成されている。段差部４３ａ（４１ａ）の形状（下型４３の短手方向における幅）は第１プレス装置１８の段差部２２ａ（２１ａ）の形状と同等である。また、段差部４３ａ（４１ａ）は、段差部２２ａ（２２ａ’）に対応する位置（中間成形品３０の段差部１１ａ、１１ａ’が重なる位置）に形成されている。なお、上型４１は、図９に示されるように、上型４１の長手方向から見ると、溝の底から溝の開口側に向けて（上側から下側に向けて）、溝の幅が連続的に広くなっている。下型４３は、下型４３の長手方向から見ると、下側から上側に向けて、突出する部分の幅が連続的に狭くなっている。そして、下型４３の形状は、型閉じ時に上型４１の溝の形状に合わせて嵌る形状とされている。

下型４３に中間成形品３０が嵌め込まれた状態で、第２移動装置４５が上型４１を下型４３に向けて移動させると、中間成形品３０がプレスされてルーフ部材１が成形されるようになっている。中間成形品３０の成形に伴い、縦壁３３ａにおける段差部３６ａよりも他端側の部分３３ａ１は縦壁３３ａ、３３ｂ同士が対向する側（対向側）と反対側（外側）に移動されるようになっている。このため、下型４３における段差部４３ａよりも下側の部分の上下方向（上型２１と下型２２との対向方向）に対する傾斜角θ２は、傾斜角θ１よりも大きい。なお、上型４１の溝の形状及び下型４３の突出部の形状は、前述のとおりであることから、段差部４３ａ、４１ａは、天板２の短手方向から見て、天板２側よりも開口側において互いの対向間隔が大きくなる（対向幅を広げる）ように傾斜している。別の見方をすると、段差部４１ａ、４１ａ’が天板２側よりも開口側において互いの対向間隔が大きくなるように傾斜している。

以上のとおり、第２プレス装置１９について説明したが、第２プレス装置１９について別の見方をすると、以下のとおりとなる。すなわち、上型４１（第２ダイの一例）には、第１プレス装置１８の上型２１の底面（第１底面の一例）と型閉じ方向から見て、同じ形状の底面（第２底面の一例）と、各一端が第２底面の短手方向の両端に繋がり、互いに対向する側面（第２側面の一例）とを含んで構成される長尺な溝（第２溝の一例）が形成されている。そして、第２側面（のうち少なくもと一方を第２湾曲面という。）は、型閉じ方向（上型４１と下型４３との対向方向）から見て湾曲し、第１段差部に対応する位置に第２段差部が形成された第２湾曲面とされている。さらに、第２湾曲面における第２段差部よりも他端側の部分が型閉じ方向に対して傾斜する角度θ２は、第１湾曲面における第１段差部よりも他端側の部分が型閉じ方向に対して傾斜する角度θ１に比べて大きい。また、下型４３（第２パンチ）は、型閉じ時に溝（第２溝）の形状に合わせて嵌るようになっている。すなわち、下型４３（第２パンチの一例）の形状は、型閉じ時に溝（第２溝）に合わせて嵌る形状とされている。

以上が、本実施形態のプレス装置１７の構成についての説明である。

＜ルーフ部材の製造方法＞
次に、本実施形態のルーフ部材１の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態のルーフ部材１の製造方法は、プレス装置１７を用いて行われる。また、本実施形態のルーフ部材１の製造方法は、第１プレス装置１８により行われる工程（第１工程）と、第２プレス装置１９により行われる工程（第２工程）と、を含む。

［第１工程］
第１工程では、上型２１と下型２２との隙間にブランク２５を配置する。次いで、作業者が第１プレス装置１８を操作すると、第１移動装置により上型２１が下型２２側に移動されて、ブランク２５が絞り加工によりプレス成形される。すなわち、第１工程では、上型２１と下型２２とを用いて成形対象品であるブランク２５をプレスする。その結果、ブランク２５から中間成形品３０が成形される。そして、第１金型２０から中間成形品３０が取り外されて、第１工程が終了する。

［第２工程］
次いで、中間成形品３０は、第２プレス装置１９の第２金型４０の下型４３に嵌め込まれる。そして、作業者が第２プレス装置１９を操作すると、第２移動装置により上型４１が下型４３側に移動されて、中間成形品３０がプレスされる。すなわち、第２工程では、上型２１と下型２２とを用いて第１工程で成形されたブランク２５をプレスする。その結果、中間成形品３０からルーフ部材１が成形される。そして、第２金型４０からルーフ部材１が取り外されて、第２工程が終了する。これに伴い、本実施形態のルーフ部材１の製造方法が終了する。

以上が、本実施形態のルーフ部材１の製造方法についての説明である。

＜作用＞
次に、本実施形態の作用について、本実施形態を後述する比較形態（図示省略）と比較して説明する。比較形態の説明において、本実施形態で用いた部品等と同じ部品等を用いる場合、図示しない場合であってもその部品等の符号をそのまま用いる。なお、比較形態のルーフ部材１（図示省略）は、後述する比較例における比較例５に相当する（図９参照）。

比較形態の場合、第２プレス装置１９によりブランク２５をプレスしてルーフ部材を成形する。比較形態は、この点以外、本実施形態と同じである。

比較形態（比較例５）についての評価結果によると、図１４の表に示されるように、先端部曲がりが４．３８（ｍｍ）、後端部曲がりが５．８５（ｍｍ）、平均曲がり量が５．１２（ｍｍ）であった。

ここで、先端部曲がり及び後端部曲がりの評価では、設計データに対する、比較形態のルーフ部材の製造方法に基づくシミュレーションで作成したルーフ部材のデータと、本実施形態のルーフ部材の製造方法に基づくシミュレーションで作成したルーフ部材１のデータとを比較した。具体的には、コンピュータ（図示省略）を用いて、天板２の長手方向の中央部分の断面を一致（ベストフィット）させて、設計データにおける先端部（後端部）の中心位置に対する、測定したデータの先端部（後端部）の中心位置の幅方向におけるずれ量を曲がりとし、先端部曲がりの値と後端部曲がりの値との平均の値を平均曲がり量とした（図１０参照）。

これに対して、本実施形態（実施例９）の評価によると、図１４の表に示されるように、本実施形態のルーフ部材の製造に基づくシミュレーションで作成したルーフ部材１の先端部曲がりが５．０２（ｍｍ）、後端部曲がりが４．３４（ｍｍ）、平均曲がり量が４．６８（ｍｍ）であった。すなわち、本実施形態は、比較形態に比べて、スプリングバックによる天板２の短手方向への曲がりの発生が抑制されているといえる。

以上のように、本実施形態の場合、比較形態の場合に比べて、天板２側から見た曲がりの発生が抑制されている理由は、以下のように推認される。すなわち、比較形態の場合、前述のとおり、第２プレス装置１９によりブランク２５をプレスしてルーフ部材を成形する。そして、ルーフ部材における縦壁４ａは、天板２側から見ると、縦壁４ｂに対向する側と反対側に凸状に湾曲する湾曲面とされている。また、縦壁４ｂは上下方向（天板２の板厚方向）に対して傾斜している。そのため、比較形態の場合、ルーフ部材がプレス成形されて第２金型４０から取り外されると、縦壁４ａの外表面には天板２の長手方向に圧縮応力が働く。特に、縦壁４ａにおける段差部１１ａよりも凹稜線部５ａ側の部分４ａ１（図１及び図２参照）は、縦壁４ａにおける段差部１１ａよりも凸稜線部３ａ側の部分４ａ２（図１及び図２参照）に比べて、凸稜線部３ａから離れている。そのため、部分４ａ１の外表面は、部分４ａ２の外表面に比べて、天板２の長手方向に働く圧縮応力が大きい。以上の結果により、比較形態のルーフ部材には、天板２側から見た曲がりが発生していたと推認される。これに対して、本実施形態の場合、第２工程において、中間成形品３０の縦壁３３ａに形成された段差部１１ａよりも他端側（凹稜線部３４ａ側）の部分３３ａ１（図３、図４及び図５参照）が、縦壁３３ａ、３３ｂ同士が対向する側（対向側）と反対側（図中矢印Ａ方向側）に移動させて部分４ａ１となる（図５参照）。そのため、本実施形態は、比較形態に比べて、部分４ａ１の長手方向にかかる圧縮応力が低減された状態となる。その結果、本実施形態の場合、比較形態の場合に比べて、部分４ａ１の外表面に圧縮応力が働いて曲がった後に狙いの形状（曲がりの許容値）になり易い。

したがって、本実施形態によれば、第２工程において、中間成形品３０の縦壁３３ａを、縦壁３３ａ、３３ｂ同士が対向する側（対向側）と反対側（図中矢印Ａ方向側）に移動させない場合に比べて、スプリングバックによる天板２の短手方向への曲がりの発生が抑制される。なお、本実施形態の場合、第２工程において縦壁４ａのうち凸稜線部３ａから離れた部分３３ａ１を縦壁３３ａ、３３ｂ同士が対向する側（対向側）と反対側に移動させるため、スプリングバックによる天板２の短手方向への曲がりの発生が抑制される効果はより顕著となる。

以上が、本実施形態の作用についての説明である。

≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態について説明する。まず、本実施形態のルーフ部材１Ａ（図１１及び図１２参照）の構成について説明する。次いで、本実施形態のプレス装置（図示省略）の構成について説明する。次いで、本実施形態のルーフ部材１Ａの製造方法について説明する。次いで、本実施形態の作用について説明する。なお、以下の説明では、本実施形態について第１実施形態と異なる部分について説明する。

＜ルーフ部材の構成＞
まず、本実施形態のルーフ部材１Ａの構成について、図面を参照しつつ説明する。ここで、ルーフ部材１Ａは、プレス成形品及び特定プレス成形品の一例である。

本実施形態のルーフ部材１Ａ（図１１及び図１２参照）は、フランジ６ａ、６ｂ（図１及び図２）を備えていない。本実施形態のルーフ部材１Ａは、この点以外、第１実施形態のルーフ部材１と同様の構成とされている。

＜プレス装置の構成＞
次に、本実施形態のプレス装置について説明する。本実施形態のプレス装置は、ルーフ部材１Ａを製造するためのものである。

本実施形態の第１プレス装置は、第１実施形態の第１プレス装置１８と異なり、ホルダ２３、２４（図６及び図７）を備えていない。本実施形態の第１プレス装置は、この点以外、第１実施形態のプレス装置１７と同様の構成とされている。また、第１プレス装置により成形される中間成形品は、第１実施形態の中間成形品３０の２つのフランジ３５ａ、３５ｂ（図３及び図４）を備えていない点以外は、第１実施形態の中間成形品３０と同様の構成とされている。すなわち、本実施形態の中間成形品は、天板２の長手方向から見た横断面が溝型の部材とされている。

＜ルーフ部材の製造方法＞
次に、本実施形態のルーフ部材１Ａの製造方法について説明する。本実施形態のルーフ部材１Ａの製造方法は、第１実施形態の第１プレス装置１８に換えて本実施形態の第１プレス装置を用いる点以外は、第１実施形態の場合と同じである。なお、本実施形態の場合、第１工程でブランク２５が曲げ加工によりプレス成形されて中間成形品が成形されて、第２工程で当該中間成形品が曲げ加工によりプレス成形されてルーフ部材１Ａが成形される。

＜作用＞
本実施形態の作用は、第１の実施形態の作用と同様である（後述する図１５の表を参照）。

以上が、第２実施形態についての説明である。

≪実施例≫
次に、実施例及び比較例のシミュレーションについて図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、本実施形態及び比較形態で用いた部品等の符号と同様の部品等の符号を用いる場合、その部品等の符号をそのまま用いる。

本シミュレーションでは、図１４の表に示されるように、第１実施形態のルーフ部材の製造方法に基づくシミュレーションで作成したルーフ部材１（実施例１〜１９）と、前述の比較形態のルーフ部材の製造方法に基づくシミュレーションで作成したルーフ部材（比較例１〜６）とについて、一端１ａ及び他端１ｂでの曲がり及び平均曲がり量を評価した。また、本シミュレーションでは、図１５の表に示されるように、第２実施形態のルーフ部材の製造方法に基づくシミュレーションで作成したルーフ部材１（実施例２０〜３７）と、前述の比較形態のルーフ部材の製造方法に基づくシミュレーションで作成したルーフ部材（比較例７〜１２）とについて、一端１ａ及び他端１ｂでの曲がり及び平均曲がり量を評価した。

［図１４の表についての説明］
図１４の表には、実施例１〜１９（ハット形状）及び比較例１〜６（ハット形状）についてのシミュレーションの条件と、評価結果とが記載されている。ここで、図１４の表について説明すると、板厚とは、シミュレーションに用いたブランク２５の厚みである。強度とは、シミュレーションに用いたブランク２５の引張強度である。外側縦壁変化開始点（％）とは、中間成形品３０の凸部１１ａ２を基準（０％）として、部分３３ａ１における他端（凹稜線部３４ａに繋がる端部）の高さ方向の位置を１００％とした場合の部分３３ａ１の開始位置を示す。例えば、図１３では、外側縦壁変化開始点を５０％とした場合を示している。また、外側縦壁変化開始点（％）が「−」とは、そもそも変化開始点がない、すなわち、第２工程において部分３３ａ１を移動させていないことを意味する。内側縦壁変化開始点（％）とは、中間成形品３０の凸部１１ａ’２を基準（０％）として、凸部１１ａ’２よりも下側の部分３３ｂ１（図１３参照）における他端（凹稜線部３４ｂに繋がる端部）の高さ方向の位置を１００％とした場合の部分３３ｂ１の開始位置を示す。例えば、図１３では、内側縦壁変化開始点を５０％とした場合を示している。また、内側縦壁変化開始点（％）が「−」とは、そもそも変化開始点がない、すなわち、第２工程において部分３３ｂ１を移動させていないことを意味する。そのため、図１３におけるルーフ部材１を成形するには、第２プレス装置（図示省略）のみが、第１実施形態のプレス装置１７の第２プレス装置１９と異なる。具体的には、第２プレス装置は、第１ダイの断面上に投影した第２ダイの断面の前記第２湾曲面における前記第２段差部よりも他端側の部分の少なくとも一部が、前記第１湾曲面における前記第１段差部よりも他端側の部分に比べ外側にある構成とされている。すなわち、第２プレス装置は、成形対象品である中間成形品３０をプレスして、中間成形品３０の縦壁３３ｂに形成された段差部１１ａ’よりも他端側（凹稜線部３４ｂ側）の部分３３ｂ１（図１３参照）を、縦壁３３ａ、３３ｂ同士が対向する側（対向側）と反対側（図中矢印Ａ方向側）に移動させる機能を有する。

比較例１〜４のルーフ部材は、前述の比較形態の例である。実施例１〜１９のルーフ部材は、第１実施形態のルーフ部材１の例である。

［評価結果及び考察］
図１４の表から、実施例のルーフ部材は、比較例のルーフ部材に比べて、同じ板厚、強度の条件の場合、実施例の方が比較例に比べて曲がりが小さい（曲がり量が少ない）ことがわかる。例えば、実施例１と比較例１とを比較し、実施例３と比較例２とを比較すると、何れも実施例の方が比較例に比べて曲がりが小さい（曲がり量が少ない）。すなわち、これらの実施例は、第１実施形態における作用効果を奏すると考えられる。

また、実施例１４と比較例５とを比較すると、実施例１４の方が比較例５に比べて曲がりが小さい（曲がり量が小さい）。実施例１４では、第１実施形態及び第２実施形態とは異なる縦壁４ｂにおける段差部１１ａ'よりも下側の部分３３ｂ１を縦壁３３ａ、３３ｂとの対向方向と反対方向（図１３中の矢印Ａ方向の反対方向）に移動させている。縦壁４ｂは、天板２から見て縦壁４ｂに対向する側と反対側に凹状に湾曲する湾曲面とされている。そして、実施例１４のルーフ部材の場合比較例５に比べて、実施例５及び９のルーフ部材の場合比較例５に比べて、移動された部分３３ｂ１の外表面に引張応力が働いて曲がった後に狙いの形状（曲がりの許容値）になり易いと考えられる。

［図１５の表についての説明］
図１４の表には、実施例２０〜３７（溝形状）及び比較例７〜１２（溝形状）についてのシミュレーションの条件と、評価結果とが記載されている。

比較例７〜１２のルーフ部材は、前述の比較形態の例である。実施例２０〜３７のルーフ部材は、第１実施形態のルーフ部材１の例である。

［評価結果及び考察］
図１５の表から、実施例のルーフ部材は、比較例のルーフ部材に比べて、同じ板厚、強度の条件の場合、実施例の方が比較例に比べて曲がりが小さい（曲がり量が少ない）ことがわかる。例えば、実施例２０と比較例７とを比較し、実施例２１と比較例８とを比較すると、何れも実施例の方が比較例に比べて曲がりが小さい（曲がり量が少ない）。すなわち、これらの実施例は、第２実施形態における作用効果を奏すると考えられる。

また、実施例３１と比較例１１とを比較すると、実施例３１の方が比較例１１に比べて曲がりが小さい（曲がり量が小さい）。実施例３１では、第１実施形態及び第２実施形態とは異なる縦壁４ｂにおける段差部１１ａ'よりも下側の部分３３ｂ１を縦壁３３ａ、３３ｂとの対向方向と反対方向（図１３中の矢印Ａ方向の反対方向）に移動させている。縦壁４ｂは、天板２から見て縦壁４ｂに対向する側と反対側に凹状に湾曲する湾曲面とされている。そして、実施例３１のルーフ部材の場合、比較例１１に比べて、移動された部分３３ｂ１の外表面に引張応力が働いて曲がった後に狙いの形状（曲がりの許容値）になり易いと考えられる。

以上が、実施例についての説明である。

以上のとおり、本発明を特定の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲には前述した本実施形態以外の形態も含まれる。例えば、本発明の技術的範囲には、下記のような形態も含まれる。

各実施形態及び実施例では、プレス成形品の一例はルーフ部材であるとして説明した。しかしながら、中間成形品をプレスして、湾曲壁における段差部よりも他端側の部分を対向側と反対側に移動させる工程を含んで製造される物であれば、プレス成形品は、ルーフ部材以外の自動車用の部品であってもよい。また、中間成形品をプレスして、湾曲壁における段差部よりも他端側の部分を対向側と反対側に移動させる工程を含んで物であれば、自動車用の部品以外の部品であってもよい。

各実施形態及び実施例では、縦壁４ａ、４ｂは、湾曲壁とされているとして説明した。しかしながら、何れか一方の縦壁４ａ、４ｂが湾曲壁であり、かつ、中間成形品をプレスして、湾曲壁における段差部よりも他端側の部分を対向側と反対側に移動させる工程を含んで成形されれば、他方の縦壁４ａ、４ｂは、湾曲壁でなくてもよい。例えば、当該他の縦壁４ａ、４ｂは、長手方向に沿った直線状の壁であってもよい。

１ ルーフ部材（プレス成形品の一例）
２ 天板
３ａ、３ｂ 凸稜線部
４ａ、４ｂ 縦壁（湾曲壁の一例）
１７ プレス装置
１８ 第１プレス装置
１９ 第２プレス装置
２５ ブランク
３０ 中間成形品
段差部 ３６ａ、３６ａ’

Claims (6)

1. 長尺な天板と、該天板の短手方向の両端の稜線部と、各一端が該稜線部に繋がった状態で互いに対向し、少なくとも一方が前記天板の上側から見て湾曲している湾曲壁とされる一対の縦壁とを含んで構成されるプレス成形品の製造方法であって、
   ブランクをプレスして、前記天板と、前記両端の稜線部と、各一端が該稜線部に繋がった状態で互いに対向し、少なくとも一方が前記天板の上側から見て湾曲している湾曲壁とされる一対の縦壁とを含んで構成され、前記縦壁が互いに対向する対向側と反対側に突出している段差部が前記天板の長手方向に亘って前記湾曲壁に形成された中間成形品を成形する第１工程と、
   前記中間成形品をプレスして、前記湾曲壁における前記段差部よりも他端側の部分を前記対向側と反対側に移動させる第２工程と、
   を含むプレス成形品の製造方法。
2. 前記第１工程では、前記天板の位置を基準として、前記天板から前記湾曲壁の下端までの高さの４０％以上離れた前記湾曲壁の部分に前記段差部を形成する、
   請求項１に記載のプレス成形品の製造方法。
3. 前記第１工程では、前記段差部の突出幅が前記天板の短手方向の幅の２０％以下とされる前記段差部を形成する、
   請求項２に記載のプレス成形品の製造方法。
4. 長尺な天板と、該天板の短手方向の両端の稜線部と、各一端が該稜線部に繋がった状態で互いに対向し、少なくとも一方が前記天板の上側から見て湾曲している湾曲壁とされる一対の縦壁とを含んで構成されるプレス成形品のプレス装置であって、
   ブランクをプレスして、前記天板と、前記両端の稜線部と、各一端が該稜線部に繋がった状態で互いに対向し、少なくとも一方が前記天板の上側から見て湾曲している湾曲壁とされる一対の縦壁とを含んで構成され、前記縦壁が互いに対向する対向側と反対側に突出している段差部が前記天板の長手方向に亘って前記湾曲壁に形成された中間成形品を成形する第１プレス装置と、
   前記中間成形品をプレスして、前記湾曲壁における前記段差部よりも他端側の部分を前記対向側と反対側に移動させる第２プレス装置と、
   を備えたプレス成形品のプレス装置。
5. 第１ダイと第１パンチとでブランクをプレスして中間成形品を成形する第１プレス装置と、第２ダイと第２パンチとで前記中間成形品をプレスする第２プレス装置とを備えたプレス装置であって、
   前記第１ダイには、長尺な第１底面と、各一端が該第１底面の短手方向の端部に繋がり、互いに対向する第１側面とを含んで構成される長尺な第１溝が形成され、
   少なくとも前記第１側面の一方は、型閉じ方向から見て湾曲し、前記第１側面の対向幅を広がらせる第１段差部が前記第１側面の長手方向に亘って形成された第１湾曲面とされ、
   前記第１パンチの形状は、型閉じ時に前記第１溝の形状に合わせて嵌る形状である、
   第１プレス装置と、
   前記第２ダイには、長尺な第２底面と、各一端が該第２底面の短手方向の端部に繋がり、互いに対向する第２側面とを含んで構成される長尺な第２溝が形成され、
   少なくとも前記第２側面の一方は、型閉じ方向から見て湾曲し、前記第１段差部に対応する位置に第２段差部が形成された第２湾曲面とされ、
   前記第２湾曲面における前記第２段差部よりも他端側の部分が前記型閉じ方向に対して傾斜する角度は、前記第１湾曲面における前記第１段差部よりも他端側の部分が前記型閉じ方向に対して傾斜する角度に比べて大きく、
   前記第２パンチの形状は、型閉じ時に前記第２溝の形状に合わせて嵌る形状である、
   第２プレス装置と、
   を備えたプレス装置。
6. 第１ダイと第１パンチとでブランクをプレスして中間成形品を成形する第１プレス装置と、第２ダイと第２パンチとで前記中間成形品をプレスする第２プレス装置とを備えたプレス装置であって、
   前記第１ダイには、長尺な第１底面と、各一端が該第１底面の短手方向の端部に繋がり、互いに対向する第１側面とを含んで構成される長尺な第１溝が形成され、
   少なくとも前記第１側面の一方は、型閉じ方向から見て湾曲し、前記第１側面の対向幅を広がらせる第１段差部が前記第１側面の長手方向に亘って形成された第１湾曲面とされ、
   前記第１パンチの形状は、型閉じ時に前記第１溝の形状に合わせて嵌る形状である、
   第１プレス装置と、
   前記第２ダイには、長尺な第２底面と、各一端が該第２底面の短手方向の端部に繋がり、互いに対向する第２側面とを含んで構成される長尺な第２溝が形成され、
   少なくとも前記第２側面の一方は、型閉じ方向から見て湾曲し、前記第１段差部に対応する位置に第２段差部が形成された第２湾曲面とされ、
   第１ダイの断面上に投影した第２ダイの断面の前記第２湾曲面における前記第２段差部よりも他端側の部分の少なくとも一部は、前記第１湾曲面における前記第１段差部よりも他端側の部分に比べ外側にあり、
   前記第２パンチの形状は、型閉じ時に前記第２溝の形状に合わせて嵌る形状である、
   第２プレス装置と、
   を備えたプレス装置。