JP6702004B2 - ホットスタンプ成形品の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、ホットスタンプ成形品の製造方法および製造装置に関する。

自動車車体の軽量化による燃費の向上と、自動車車体の衝突安全性の向上とを図るため、自動車車体を構成する鋼板の高強度化が推進されている。

図９は、自動車のボディシェルにおけるボディサイドの構成部品であるＡピラーロアーアウターパネル１の一例を示す斜視図である。図９に示すように、Ａピラーロアーアウターパネル１はその上部にコーナー部２を有する。コーナー部２には、車両前後方向に垂直な縦壁３と、車両上下方向に略垂直な縦壁４とがある。

車両前後方向に垂直な縦壁３の縁には、Ａピラーロアーインナーパネル５と重ね合わせて接合するための外向きフランジ３ａが設けられている。一方、車両上下方向に略垂直な縦壁４はフロントガラスの搭載面となるため、縦壁４の縁には外向きフランジは設けられておらず、縦壁４だけにより形成される。本明細書では、この縦壁４を「ガラス面フランジ」ともいう。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、Ａピラーロアーアウターパネル１の冷間での従来の２工程成形方法を示す説明図である。

従来は、図１０（ａ）に示すように、１工程目でコーナー部２における２つの縦壁３，４それぞれに外向きフランジ３ａ，４ａを絞り成形した後、図１０（ｂ）に示すように、２工程目で車両上下方向に略垂直な縦壁４の外向きフランジ４ａを曲げ戻す成形を行うことにより、Ａピラーロアーアウターパネル１を冷間で２工程により成形していた。

しかし、鋼板の高強度化（例えば引張強度１２００ＭＰａ以上）と成形性は二律背反の関係にあり、２つの縦壁３，４を有するより高強度のＡピラーロアーアウターパネル１を割れやしわを発生せずに製造することが難しくなっている。また、２工程での成形であるために製造コストが嵩む。

近年、Ａピラーロアーアウターパネル１の成形素材である鋼製のブランクをＡｃ_３点以上の温度に加熱した後にプレス金型で成形するとともに抜熱して焼入れるホットスタンプ工法により、コーナー部２に２つの縦壁３，４を有するより高強度のＡピラーロアーアウターパネル１を製造するようになっている。

図１１は、例えば特許文献１により開示された余肉部を有するドアインナーパネルのプレス成形工法を基づいて、コーナー部２に縦壁３，４を有するＡピラーロアーアウターパネル１を、冷間成形またはホットスタンプ工法により１工程で絞り成形する状況を示す説明図であり、図１２は、トリム前の成形されたＡピラーロアーアウターパネル１のコーナー部付近を示す説明図である。特にホットスタンプ工法によりプレス成形品を製造する場合には、製造コストの観点から極力１工程で成形する必要がある。

図１１，１２に示すように、ダイ６、パンチ７およびブランクホルダー８を用いてブランク９に余肉部１０を与えて絞り成形を行った後、製品形状部分を残して不要部分である余肉部１０を、図１２において破線により示すトリムライン１１に沿って切断することにより、１工程でＡピラーロアーアウターパネル１を成形する。

しかし、余肉部１０を設けるためにＡピラーロアーアウターパネル１の成形深さが必然的に深くなる。このため、コーナーの曲率半径が小さかったり、あるいは曲げ曲率半径が小さい等の成形難易度が高いＡピラーロアーアウターパネル１を製造することは難しい。

また、ホットスタンプ工法において絞り成形を行うと、ダイ６およびブランクホルダー８に挟持されるブランク９の押え部９ａに隣接するフランジに成形される部分がホットスタンプ成形の初期に急速に冷却されて縦壁３，４へ成形される部分への材料移動が阻害されるため、図１２における縦壁３，４に続く稜線３ｂ，４ｂで早期に割れが生じる。例えば、稜線３ｂ，４ｂの会合部の板厚減少率は２６％に達する。このため、稜線３ｂ，４ｂの曲率半径を小さくすることができない。

したがって、Ａピラーロアーアウターパネル１をホットスタンプ工法により成形する場合には、できるだけ１工程で曲げ成形せざるを得ない。

図１３は、例えば特許文献２により開示された、コーナー部２に縦壁３，４を有するＡピラーロアーアウターパネル１を、冷間成形またはホットスタンプ工法により１工程で曲げ成形する状況を示す説明図であり、図１４（ａ）は、曲げ成形されたＡピラーロアーアウターパネル１のコーナー部２付近を示す説明図であり、１４（ｂ）は、コーナー部２付近に切り欠き部１４を設けられたＡピラーロアーアウターパネル１を示す説明図である。

図１３，１４に示すように、ダイ６、パンチ７およびパッド１２を用い、パッド押え部１３をパッド１２で押えてブランク９に曲げ成形を行うことにより、１工程でＡピラーロアーアウターパネル１を成形する。

しかし、コーナー部２は縮みフランジ変形するため、１工程でＡピラーロアーアウターパネル１を曲げ成形すると、コーナー部２の縦壁４には過大なしわ（場合によっては重なりしわ）が発生する。例えば、コーナー部２の縦壁４の板厚減少率は−１５％に達する。このため、Ａピラーロアーアウターパネル１をホットスタンプ工法により曲げ成形により製造する場合には、図１４（ｂ）に示すように、コーナー部２付近に切り欠き部１４を設けざるを得なくなり、所望の形状のＡピラーロアーアウターパネル１を製造できない。

特許文献３には、サーボダイクッションを使用して鋼板の割れしわを抑制する技術が開示され、特許文献４には、成形中の上下型のクリアランスを制御する金型構造を規定して割れしわを抑制する技術が開示されている。

特開２００５−２１２５３３号公報 特開２０１２−２４８３７号公報 特開２０１１−５０９７１号公報 特開２０１１−１４７９７０号公報

特許文献３により開示された発明が用いるサーボダイクッションは高価であるだけでなく、その制御が複雑となる。このため、特許文献３により開示された発明では、安価で簡便に割れしわを抑制することはできない。

さらに、特許文献４により開示された発明が用いる金型により過大なしわが生じるようなコーナーフランジ部を成形しても、しわを完全に抑制することはできない。

このように、従来の技術では、１２００ＭＰａ以上の引張強度のＡピラーロアーアウターパネルをホットスタンプ工法により１工程で割れやしわを生じることなく成形することはできなかった。

上述のように、ブランクをホットスタンプ工法により上述の上記ホットスタンプ成形品に成形する場合、絞り成形を行うと図１２に示すコーナー部２の縦壁３，４に続く稜線３ｂ，４ｂで早期に割れが生じ、一方、曲げ成形を行うと図１４（ｂ）に示すコーナー部２の縦壁４に過大なしわ（場合によっては重なりしわ）が発生する。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、
（Ａ）曲げ成形を行うと過大なしわが発生する図１４（ｂ）に示すコーナー部２の縦壁４の成形には、ブランクホルダーを用いて絞り成形を行うことにより、材料流入量を制御でき、しわの発生を防止できる。

（Ｂ）曲げ成形を行うと過大なしわが発生する図１４（ｂ）に示すコーナー部２の縦壁４以外の部分の成形には、ブランクホルダーを用いずに曲げ成形を行うことにより、ブランクにおける、フランジに成形される部分から縦壁４へ成形される部分への材料移動を促進でき、割れの発生を防止できる。

（Ｃ）すなわち、曲げ成形と絞り成形とを複合した曲げ絞り複合成形を用いることにより、ブランクをホットスタンプ工法により上記のホットスタンプ成形品を１工程で成形することができる。

（Ｄ）絞り成形に用いるダイおよびブランクホルダーの形状を工夫することにより、成形性をさらに高めることができる。
という新規な知見Ａ〜Ｄを得て、本発明を完成した。本発明は以下に列記の通りである。

（１）１２００ＭＰａ以上の引張強度またはマルテンサイト鋼組織を有し、長手方向へ一方の端部から他方の端部へ向けて順に第１部、コーナー部および第２部を有する鋼製のホットスタンプ成形品であって、
前記第１部、前記コーナー部および前記第２部は、いずれも、天板と、該天板につながる２つの縦壁とを備える横断面形状を有し、
前記コーナー部は、前記２つの縦壁と交差する方向へ屈曲し、
前記第１部および前記コーナー部において、前記２つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁に連続する外向きフランジを有さず、
前記コーナー部の外周側のエッジに切り欠き部を有することなく、かつ前記第２部において該縦壁に連続する外向きフランジを有する、ホットスタンプ成形品。

本発明において「切り欠き部」とは、例えば縦壁の高さ、または外向きフランジの幅が、それぞれの外縁に沿う方向への３０ｍｍの長さの範囲における前記高さまたは前記幅の平均値よりも、２０％以上小さくなる部分を意味する。

（２）前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁は、前記第１部および前記コーナー部において切り欠き部を有さずに連続する、１項に記載のホットスタンプ成形品。

（３）Ａピラーロアーアウターパネルである、１または２項に記載のホットスタンプ成形品。

（４）ブランクにホットスタンプ工法によりプレス成形を行って１〜３項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、
ブランクを、パンチおよびブランクホルダーと、前記ブランクホルダーに対向して配置されるダイ、および曲げ型との間に配置し、
前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を前記パンチにより支持し、
前記ブランクにおける、前記第１部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分の少なくとも一部を、前記ブランクホルダーと前記ダイとにより挟み込むとともに、
前記ダイおよび前記曲げ型を前記パンチへ相対的に接近させて、前記縦壁に成形される部分の少なくとも一部を前記パンチ、前記ブランクホルダーおよび前記ダイにより絞り成形するとともに、当該部分を除く残余の部分を前記パンチおよび前記曲げ型により曲げ成形する、ホットスタンプ成形品の製造方法。

（５）前記ブランクにおける、前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁に成形される部分は、成形下死点に達する前に絞り抜けて、前記ブランクホルダーと前記ダイとによる挟み込みが終了する、４項に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。

（６）さらに、前記パンチに対向して配置されるパッドを備え、前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を前記パンチおよび前記パッドにより挟持する、４または５項に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。

（７）前記パッドまたは前記ブランクホルダーはロッキング機構を有する６項に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。

本発明において「ロッキング機構」は、パッドを用い、かつ絞り成形されたフランジが成形下死点において、ブランクホルダーおよびダイにより挟み込まれた状態、すなわち上下の金型により挟み込まれた状態になる場合に必要になる。ロッキング機構とは、パッドが成形品の天板を押圧した状態で成形下死点以降の金型の上昇時に、ブランクホルダーの上昇を、機械的または電気制御的に阻止する（ロックする）機構である。

（８）前記ダイおよび前記ブランクホルダーは、いずれも、前記ブランクにおける、前記第１部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分に当接して挟み込む第１面と、該第１面に連続する屈曲部と、該屈曲部に連続するとともに前記第１面に対して前記曲げ型から離反する方向へ傾斜する第２面とを有し、
前記ダイおよび前記ブランクホルダーそれぞれの前記第２面は、前記パンチおよび前記曲げ型による曲げ成形とともに、前記ブランクを絞り成形する、４〜７項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。

（９）成形途中の前記ブランクにおける、前記ダイおよび前記ブランクホルダーそれぞれの前記第２面により拘束される部分と、前記パンチおよび前記曲げ型により曲げ成形される部分との間に段差を生じない、８項に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。

本発明における「段差」とは、曲げ成形されるブランクの端部と、絞り成形されるブランクの端部との間におけるプレス方向の位置の差である。本発明において、「段差を生じる」とは、ブランクにおける曲げ成形される部分（曲げ部分）とブランクにおける絞り成形される部分（絞り部分）との境界部を挟んでそれぞれ３０ｍｍの範囲における、曲げ部分と絞り部分との間におけるプレス方向への平均位置の差が１５ｍｍ以上であることを意味する。

（１０）前記ダイの前記屈曲部は、前記曲げ型の曲げ稜線部の高さ位置の近傍の高さ位置に設けられるとともに、前記ブランクホルダーの前記屈曲部は、前記パンチのパンチ肩Ｒ部の高さ位置の近傍の高さ位置に設けられる、８または９項に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。

（１１）前記ブランクホルダーにおける前記第１面に対する前記第２面の傾斜角度は、（前記パンチのパンチ肩Ｒ部の傾斜角度−３０度）〜（前記パンチのパンチ肩Ｒ部の傾斜角度＋３０度）である、８〜１０項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。

（１２）前記ブランクホルダーの前記第１面は、前記ブランクが前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟み込まれた時に、前記パンチのパンチ底面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在する、８〜１１項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。

（１３）前記ダイの前記第１面は、前記ブランクが前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟み込まれた時に、前記曲げ型の曲げ稜線部が存在する面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在する、８〜１２項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。

（１４）ブランクにホットスタンプ工法によりプレス成形を行って１〜３項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品を製造する装置であって、
パンチおよびブランクホルダーと、前記ブランクホルダーに対向して配置されるダイと、曲げ型とを備え、
前記ダイおよび前記曲げ型と、前記パンチとは相対的に接近および離反可能であり、
前記パンチは、前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を支持することが可能であり、
前記ブランクホルダーおよび前記ダイは、前記ブランクにおける、前記第１部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分の少なくとも一部を挟み込むことが可能であるとともに、
前記パンチ、前記ブランクホルダーおよび前記ダイは、前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁に成形される部分の少なくとも一部を絞り成形可能であるとともに、前記パンチおよび前記曲げ型は、当該部分を除く残余の部分を曲げ成形可能である、ホットスタンプ成形品の製造装置。

（１５）前記ブランクホルダーおよび前記ダイは、前記ブランクにおける、前記第１部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分に対する挟み込みを、成形下死点に達する前に絞り抜けにより終了する、１４項に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。

（１６）さらに、前記パンチに対向して配置されるパッドを備え、前記パンチおよび前記パッドは、前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を挟持する、１４または１５項に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。

（１７）前記パッドまたは前記ブランクホルダーはロッキング機構を有する、１６項に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。

（１８）前記ダイおよびブランクホルダーは、いずれも、前記ブランクにおける、前記第１部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分に当接して挟み込む第１面と、該第１面に連続する屈曲部と、該屈曲部に連続するとともに前記第１面に対して前記曲げ型から離反する方向へ傾斜する第２面とを有する、１４〜１７項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造装置。

（１９）前記ダイの前記屈曲部は、前記曲げ型の曲げ稜線部の高さ位置の近傍の高さ位置に設けられるとともに、前記ブランクホルダーの前記屈曲部は、前記パンチのパンチ肩Ｒ部の高さ位置の近傍の高さ位置に設けられる、１８項に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。

（２０）前記ブランクホルダーにおける前記第１面に対する前記第２面の傾斜角度は、（前記パンチのパンチ肩Ｒ部の傾斜角度−３０度）〜（前記パンチのパンチ肩Ｒ部の傾斜角度＋３０度）である、１８または１９項に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。

（２１）前記ブランクホルダーの前記第１面は、前記ブランクが前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟み込まれた時に、前記パンチのパンチ底面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在する、１８〜２０項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造装置。

（２２）前記ダイの前記第１面は、前記ブランクが前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟み込まれた時に、前記曲げ型の曲げ稜線部が存在する面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在する、１８〜２１項のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造装置。

本発明により、例えばＡピラーロアーアウターパネルのような、天板と、この天板につながる２つの縦壁とを備える横断面形状を有し、長手方向の途中の一部に縦壁と交差する方向へ屈曲するコーナー部を有するとともに、第１部およびコーナー部の外周側に位置する縦壁に連続する外向きフランジを有さず、コーナー部の外周側のエッジに切り欠き部を有することなく、第２部において縦壁に連続する外向きフランジを有する、１２００ＭＰａ以上の引張強度（またはマルテンサイトの鋼組織）を有するホットスタンプ成形品を、ホットスタンプ工法により１工程で割れやしわを生じることなく提供できる。

図１は、本発明に係るホットスタンプ成形品であるＡピラーロアーアウターパネルを示す説明図である。 図２は、本発明に係る製造装置を示す説明図である。 図３は、Ａピラーロアーアウターパネルを、本発明によりホットスタンプ工法を用いて１工程で曲げ成形と絞り成形とを複合した曲げ絞り複合成形する状況を示す説明図である。 図４は、用いるパンチの外形を示す説明図である。 図５は、実施形態１の製造装置による成形途中のブランクの変形状態を拡大して示す説明図である。 図６は、実施形態２の製造装置を示す説明図である。 図７は、図６中のＡ方向から見た実施形態２の製造装置の初期金型配置を示す説明図である。 図８は、実施形態２の製造装置による成形途中のブランクの変形状態を拡大して示す説明図である。 図９は、自動車のボディシェルにおけるボディサイドの構成部品であるＡピラーロアーアウターパネルの一例を示す斜視図である。 図１０は、Ａピラーロアーアウターパネルの冷間での従来の２工程成形方法を示す説明図である。 図１１は、コーナー部に縦壁を有するＡピラーロアーアウターパネルを、冷間成形またはホットスタンプ工法により１工程で絞り成形する状況を示す説明図である。 図１２は、トリム前の成形されたＡピラーロアーアウターパネルのコーナー部付近を示す説明図である。 図１３は、コーナー部に縦壁を有するＡピラーロアーアウターパネルを、冷間成形またはホットスタンプ工法により１工程で曲げ成形する状況を示す説明図である。 図１４（ａ）は、曲げ成形されたＡピラーロアーアウターパネルのコーナー部２付近を示す説明図であり、１４（ｂ）は、コーナー部付近に切り欠き部を設けられたＡピラーロアーアウターパネルを示す説明図である。

１．実施形態１
添付図面を参照しながら、本発明に係るホットスタンプ成形品、その製造方法および製造装置を順次説明する。以降の説明では、ホットスタンプ成形品がＡピラーロアーアウターパネルである場合を例にとるが、本発明は、Ａピラーロアーアウターパネルには限定されず、例えばフロントサイドメンバーにも同様に適用される。

フロントサイドメンバーは、フロア下からダッシュパネルに上がっていきフロントに突き出す屈曲部分でＳ字に曲がっている部分を有する。フロントサイドメンバーのフロア，ダッシュパネルに接合される部分はフランジを有するとともに、フロントに突き出す屈曲部分ではフランジを有さない。

（１−１）本発明に係るホットスタンプ成形品（Ａピラーロアーアウターパネル）２０
図１は、本発明に係るホットスタンプ成形品であるＡピラーロアーアウターパネル２０を示す説明図である。

Ａピラーロアーアウターパネル２０は１２００ＭＰａ以上の引張強度（またはマルテンサイトの鋼組織）を有する。Ａピラーロアーアウターパネル２０は０．７〜２．８ｍｍの板厚を有する。

Ａピラーロアーアウターパネル２０は、長手方向へ一方の端部２０ａから他方の端部２０ｂへ向けて順に第１部２０−１、コーナー部２０−２および第２部２０−３を有する。

第１部２０−１、コーナー部２０−２および第２部２０−３は、いずれも、天板２１と、天板２１につながる２つの縦壁２２とを備える横断面形状を有する。

コーナー部２０−２は、２つの縦壁２２と交差する方向へ屈曲する。すなわち、コーナー部２０−２は、天板２１に直交する方向から見た平面視で第２部２０−３が存在する方向へ屈曲する。

コーナー部２０−２の内周側に位置する縦壁２２には、第１部２０−１、コーナー部２０−２および第２部２０−３において縦壁２２に連続する外向きフランジＡを有する。外向きフランジＡは、Ａピラーロアーインナーパネル２３と重ね合わせて接合するための外向きフランジである。

コーナー部２０−２の外周側に位置する縦壁２２には、第２部２０−３だけにおいて縦壁に連続する外向きフランジＡを有し、第１部２０−１およびコーナー部２０−２においては、コーナー部２０−２の外周側に位置する縦壁２２には、外向きフランジＡは設けられていない。コーナー部２０−２の外周側に位置する縦壁２２は、ガラス面フランジだからである。

図１に示すように、コーナー部２０−２の外周側に位置する縦壁２２は、第１部２０−１およびコーナー部２０−２において切り欠き部を有さずに連続して形成されている。

Ａピラーロアーアウターパネル２０は、１２００ＭＰａ以上の引張強度（またはマルテンサイトの鋼組織）を有するため、板厚が０．７〜２．８ｍｍに低減されており、軽量化が図られている。

このように、本発明に係るホットスタンプ成形品であるＡピラーロアーアウターパネル２０は、１２００ＭＰａ以上の引張強度（またはマルテンサイトの鋼組織）を有するとともにコーナー部２０−２の外周側に位置する縦壁２２が第１部２０−１およびコーナー部２０−２において切り欠き部を有さずに連続して形成されていることから曲げ剛性および捻り剛性が格段に向上している。

さらに、Ａピラーロアーアウターパネル２０は、０．７〜２．８ｍｍの板厚を有することから軽量である。

このため、Ａピラーロアーアウターパネル２０を組み込まれたボディシェルは、重量増加を抑制しながら、Ａピラーロアーアウターパネル２０に接合されるダッシュパネルを介してエンジンコンパートメント（特に左右のフロントサイドメンバー取り付け部付近）の剛性を高めることができ、これにより、例えばパイロンスラローム走行時におけるフロントサイドメンバーの撓み量を低減でき、車両の操縦安定性を高めることができる。

（１−２）本発明に係る製造装置３０
次に、本発明に係る製造装置を説明する。

図２は、本発明に係る製造装置３０を示す説明図である。図２と、後述する図５，６，８では、図面を見易くするため、各工具の作業面を抜き出して示す。

製造装置３０は、ブランク４０にホットスタンプ工法により１工程でプレス成形を行ってＡピラーロアーアウターパネル２０を製造する装置である。製造装置３０は、パンチ３１およびブランクホルダー３２と、パンチ３１に対向して配置されるパッド（図示しない）と、ブランクホルダー３２に対向して配置されるダイ３３と、曲げ型３４とを備える。

パッドは必ずしも用いなくてもよく、必要に応じて適宜用いればよいが、パッドを用いない場合には、成形中にブランク４０が意図しない方向にずれて割れやしわを生じることがあるので、注意を要する。

ダイ３３および曲げ型３４と、パンチ３１とは相対的に接近および離反可能に配置されている。

パンチ３１およびパッドは、ブランク４０における天板２１に成形される部分を押えることが可能である。

ブランクホルダー３２およびダイ３３は、ブランク４０における、第１部２０−１およびコーナー部２０−２に存在する２つの縦壁のうちコーナー部２０−２の外周側に位置する縦壁２２に成形される部分を挟み込むことが可能である。

パンチ３１、ブランクホルダー３２およびダイ３３は、第１部２０−１およびコーナー部２０−２に存在する２つの縦壁のうちコーナー部２０−２の外周側に位置する縦壁２２に成形される部分の少なくとも一部を絞り成形可能であるとともに、パンチ３１および曲げ型３４は、この部分を除く残余の部分を曲げ成形可能である。

ブランクホルダー３２およびダイ３３は、第１部２０−１およびコーナー部２０−２に存在する２つの縦壁のうちコーナー部２０−２の外周側に位置する縦壁２２に成形される部分に対する挟み込むを、成形下死点に達する前に絞り抜けにより終了する。

パッドまたはブランクホルダー３２はロッキング機構を有する。ロッキング機構は、成形下死点以降の金型上昇時に、ダイ３３および曲げ型３４とともにブランクホルダー３２またはパッドが成形されたプレス成形品を加圧することによりプレス成形品を損傷することを防ぐためのものであり、成形下死点以降の金型上昇時に、ブランクホルダー３２の上昇を、機械的または電気制御的に阻止（ロック）する機構である。

このロッキング機構は、パッドを用いて、かつ絞り成形部のフランジが成形下死点においてブランクホルダー３２およびダイ３３により挟み込まれた状態になる場合に、必要になる。

（１−３）本発明に係る製造方法
次に、本発明に係る製造方法を説明する。なお、以降の説明ではパッド３５も用いる場合を例にとる。

図３は、Ａピラーロアーアウターパネル２０を、本発明によりホットスタンプ工法を用いて１工程で曲げ成形と絞り成形とを複合した曲げ絞り複合成形する状況を示す説明図である。図４は、用いるパンチ３１の外形を示す説明図である。

本発明に係る製造方法は、ブランク４０にホットスタンプ工法によりプレス成形を行ってＡピラーロアーアウターパネル２０を製造する。

図３に示すように、ブランク４０を、パンチ３１およびブランクホルダー３２と、パンチ３１に対向して配置されるパッド３５、ブランクホルダー３２に対向して配置されるダイ３３、および曲げ型３４との間に配置する。

次に、ブランク４０における天板２１に成形される部分（図３における「パッド押え部」）を、パンチ３１およびパッド３５により押える。

次に、図３に示すように、ブランク４０における、コーナー部２０−２の外周側に位置する縦壁２２に成形される部分（図３における「ホルダ有り領域」と記載された部分であり、「ガラス面フランジ」に成形される部分）を、ブランクホルダー３２とダイ３３とにより挟み込む。図３における「ホルダ境界」とは、ブランクホルダー３２の端部位置を示す。

そして、ダイ３３および曲げ型３４をパンチ３１へ相対的に接近させて、第１部２０−１およびコーナー部２０−２に存在する２つの縦壁のうちコーナー部２０−２の外周側に位置する縦壁２２に成形される部分の少なくとも一部を、パンチ３１、ブランクホルダー３２およびダイ３３により絞り成形するとともに、この絞り成形される部分を除く残余の部分（図３における「ホルダ無し領域」と記載された網掛部）を、パンチ３１および曲げ型３４により曲げ成形する。

ここで、図３における断面Ｃに示すように、ダイ３３，曲げ型３４がブランク４０に同時に接触を開始して成形を開始することが、成形中の過度な材料の移動を抑制してしわの発生を低減できるために、望ましい。

成形の終了直前には、ブランク４０における、コーナー部２０−２の外周側に位置する縦壁２２に成形される部分は、成形下死点に達する前に絞り抜けて、ブランクホルダー３２とダイ３３とによる挟み込みが終了する。

このようにして、本発明により、Ａピラーロアーアウターパネル２０が、ホットスタンプ工法を用いて曲げ成形と絞り成形とを複合した曲げ絞り複合成形により１工程で成形される。

２．実施形態２
（２−１）本発明に係る製造装置５０
図５は、実施形態１の製造装置３０による成形途中のブランクの変形状態を拡大して示す説明図であり、図２におけるＤ方向から見た図である。なお、図５では、ダイ３３および曲げ型３４は、図面を見易くするために省略している。また、図５の製造装置３０では、パッド３５を用いている。

製造装置３０のブランクホルダー３２がブランク４０に接触するホルダー作業面３２ａと、ダイ３３がブランク４０に接触するダイ作業面とが、いずれもフラットな水平面であるために、図５に示すように、成形の進行に伴って、ブランク４０におけるホルダー作業面３２ａおよびダイ作業面により拘束される拘束部４０−１の変形挙動と、ブランク４０におけるパンチ３１および曲げ型３４により曲げ成形される曲げ部４０−２の変形挙動とが相違する。

このため、例えばブランク４０の強度や板厚、さらには縦壁２２の高さ等いった製造条件によっては、ブランク４０における拘束部４０−１および曲げ部４０−２の境界部４０−３に段差が発生し、境界部４０−３に割れやしわが発生するおそれがある。

図６は、実施形態２の製造装置５０を示す説明図であり、図７は、図６中のＡ方向から見た製造装置５０の初期金型配置を示す説明図であり、図８は、製造装置５０による成形途中のブランクの変形状態を拡大して示す説明図である。以降の説明では、製造装置５０における製造装置３０と相違する部分を説明し、製造装置３０と共通する部分には、同一の図中符号を付することにより、重複する説明を省略する。なお、実施形態２の製造装置５０はパッド３５を用いるが、パッド３５は用いなくてもよい。

実施形態２の製造装置５０は、境界部４０−３における割れやしわの発生を防ぐことを目的とし、図６〜８に示すように、ダイ５３は、第１面５３ａと、第１面５３ａに連続する屈曲部５３ｂと、屈曲部５３ｂに連続する第２面５３ｃとを有するとともに、ブランクホルダー５２は、第１面５２ａと、第１面５２ａに連続する屈曲部５２ｂと、屈曲部５２ｂに連続する第２面５２ｃとを有する。

ダイ５３，ブランクホルダー５２それぞれの第１面５３ａ，５２ａは、ブランク４０における、第１部２０−１およびコーナー部２０−２における二つの縦壁２２，２２のうちコーナー部２０−２の外周側に位置する縦壁２２に成形される部分の少なくとも一部に当接して挟み込む。

ダイ５３，ブランクホルダー５２それぞれの第２面５３ｃ，５２ｃは、第１面５３ａ，５２ａに対して曲げ型３４から離反する方向へ傾斜して配置される。

図７に示すように、ダイ５３の屈曲部５３ｂは、曲げ型３４の曲げ稜線部３４aの高さ位置の近傍の高さ位置に設けられるとともに、ブランクホルダー５２の屈曲部５２ｂは、パンチ３１のパンチ肩Ｒ部３１ａの高さ位置の近傍の高さ位置に設けられることが、境界部４０−３における割れやしわの発生を防ぐためには望ましい。

図７に示すように、ブランクホルダー５２における第１面５２ａに対する第２面５２ｃの傾斜角度θ_１は、（パンチ３１のパンチ肩Ｒ部３１ａの傾斜角度θ_２−３０度）以上（パンチ３１のパンチ肩Ｒ部３１ａの傾斜角度θ_２＋３０度）以下であることが、境界部４０−３における割れやしわの発生を防ぐためには望ましい。

図７に示すように、ブランクホルダー５２の第１面５２ａは、ダイ３４がブランク４０に当接する時に、パンチ３１のパンチ底面３１ｂの高さ位置と略一致する高さ位置に存在することが、境界部４０−３における割れやしわの発生を防ぐためには望ましい。

さらに、図７に示すように、ダイ５３の第１面５３ａは、ダイ５３がブランク４０に当接する時に、曲げ型３４の曲げ稜線部３４aが存在する面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在することが、境界部４０−３における割れやしわの発生を防ぐためには望ましい。

製造装置５０は、以上のように構成される。

（２−２）本発明に係る製造方法
製造装置５０では、ダイ５３およびブランクホルダー５２それぞれに第２面５３ｃ，５２ｃが形成されているため、成形途中のブランク４０における第２面５３ｃ、５２ｃに拘束される部分と、成形途中のブランク４０におけるパンチ３１および曲げ型３４により曲げ成形される部分とが同様に倒れ込みながら、パンチ３１、ダイ５３およびブランクホルダー５２による絞り成形と、パンチ３１および曲げ型３４による曲げ成形とが行われる。

このため、成形途中のブランク４０における第２面５３ｃ、５２ｃに拘束される部分４０−１と、成形途中のブランク４０におけるパンチ３１および曲げ型３４により曲げ成形される部分４０−２との境界部４０−３に段差を生じない。

したがって、本発明によれば、例えば、ブランク４０の強度や板厚、さらには縦壁２２の高さ等といった製造条件によらずに、図１に示すホットスタンプ成形品２０を、ホットスタンプ工法により１工程で割れやしわを生じることなく提供できる。

２０ Ａピラーロアーアウターパネル
２０−１ 第１部
２０−２ コーナー部
２２ 縦壁
３０ 製造装置
３１ パンチ
３１ａ パンチ肩Ｒ部
３１ｂ パンチ底面
３２ ブランクホルダー
３３ ダイ
３４ 曲げ型
３４ａ 曲げ稜線部
４０ ブランク
５０ 製造装置
５２ ブランクホルダー
５２ａ 第１面
５２ｂ 屈曲部
５２ｃ 第２面
５３ ダイ
５３ａ 第１面
５３ｂ 屈曲部
５３ｃ 第２面

Claims (19)

1. ブランクからホットスタンプ工法によりホットスタンプ成形品を製造する方法であって、
   前記ホットスタンプ成形品は、
   １２００ＭＰａ以上の引張強度またはマルテンサイト鋼組織を有し、長手方向へ一方の端部から他方の端部へ向けて順に第１部、コーナー部および第２部を有し、
   前記第１部、前記コーナー部および前記第２部は、いずれも、天板と、該天板につながる２つの縦壁とを備える横断面形状を有し、
   前記コーナー部は、前記２つの縦壁と交差する方向へ屈曲し、
   前記第１部において、前記２つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁に連続する外向きフランジを有さず、
   かつ前記第２部において該縦壁に連続する外向きフランジを有し、
   前記製造する方法は、
   ブランクを、パンチおよびブランクホルダーと、前記ブランクホルダーに対向して配置されるダイ、および曲げ型との間に配置し、
   前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を前記パンチにより支持し、
   前記ブランクにおける、前記第１部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分の少なくとも一部を、前記ブランクホルダーと前記ダイとにより挟み込むとともに、
   前記ダイおよび前記曲げ型を前記パンチへ相対的に接近させて、前記縦壁に成形される部分の少なくとも一部を前記パンチ、前記ブランクホルダーおよび前記ダイにより絞り成形するとともに、当該部分を除く残余の部分を前記パンチおよび前記曲げ型により曲げ成形する、ホットスタンプ成形品の製造方法。
2. 前記ブランクにおける、前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁に成形される部分は、成形下死点に達する前に絞り抜けて、前記ブランクホルダーと前記ダイとによる挟み込みが終了する、請求項１に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
3. さらに、前記パンチに対向して配置されるパッドを備え、前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を前記パンチおよび前記パッドにより挟持する、請求項１または２に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
4. 前記パッドまたは前記ブランクホルダーはロッキング機構を有する請求項３に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
5. 前記ダイおよび前記ブランクホルダーは、いずれも、前記ブランクにおける、前記第１部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分に当接して挟み込む第１面と、該第１面に連続する屈曲部と、該屈曲部に連続するとともに前記第１面に対して前記曲げ型から離反する方向へ傾斜する第２面とを有し、
   前記ダイおよび前記ブランクホルダーそれぞれの前記第２面は、前記パンチおよび前記曲げ型による曲げ成形とともに、前記ブランクを絞り成形する、請求項１〜４のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
6. 成形途中の前記ブランクにおける、前記ダイおよび前記ブランクホルダーそれぞれの前記第２面により拘束される部分と、前記パンチおよび前記曲げ型により曲げ成形される部分との間に段差を生じない、請求項５に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
7. 前記ダイの前記屈曲部は、前記曲げ型の曲げ稜線部の高さ位置の近傍の高さ位置に設けられるとともに、前記ブランクホルダーの前記屈曲部は、前記パンチのパンチ肩Ｒ部の高さ位置の近傍の高さ位置に設けられる、請求項５または６に記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
8. 前記ブランクホルダーにおける前記第１面に対する前記第２面の傾斜角度は、（前記パンチのパンチ肩Ｒ部の傾斜角度−３０度）〜（前記パンチのパンチ肩Ｒ部の傾斜角度＋３０度）である、請求項５〜７のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
9. 前記ブランクホルダーの前記第１面は、前記ブランクが前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟み込まれた時に、前記パンチのパンチ底面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在する、請求項５〜８のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
10. 前記ダイの前記第１面は、前記ブランクが前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟み込まれた時に、前記曲げ型の曲げ稜線部が存在する面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在する、請求項５〜９のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造方法。
11. ブランクからホットスタンプ工法によりホットスタンプ成形品を製造する装置であって、
    前記ホットスタンプ成形品は、
    １２００ＭＰａ以上の引張強度またはマルテンサイト鋼組織を有し、長手方向へ一方の端部から他方の端部へ向けて順に第１部、コーナー部および第２部を有し、
    前記第１部、前記コーナー部および前記第２部は、いずれも、天板と、該天板につながる２つの縦壁とを備える横断面形状を有し、
    前記コーナー部は、前記２つの縦壁と交差する方向へ屈曲し、
    前記第１部において、前記２つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁に連続する外向きフランジを有さず、
    かつ前記第２部において該縦壁に連続する外向きフランジを有し、
    前記製造する装置は、
    パンチおよびブランクホルダーと、前記ブランクホルダーに対向して配置されるダイと、曲げ型とを備え、
    前記ダイおよび前記曲げ型と、前記パンチとは相対的に接近および離反可能であり、
    前記パンチは、前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を支持することが可能であり、
    前記ブランクホルダーおよび前記ダイは、前記ブランクにおける、前記第１部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分の少なくとも一部を挟み込むことが可能であるとともに、
    前記パンチ、前記ブランクホルダーおよび前記ダイは、前記コーナー部の外周側に位置する前記縦壁に成形される部分の少なくとも一部を絞り成形可能であるとともに、前記パンチおよび前記曲げ型は、当該部分を除く残余の部分を曲げ成形可能である、ホットスタンプ成形品の製造装置。
12. 前記ブランクホルダーおよび前記ダイは、前記ブランクにおける、前記第１部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分に対する挟み込みを、成形下死点に達する前に絞り抜けにより終了する、請求項１１に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。
13. さらに、前記パンチに対向して配置されるパッドを備え、前記パンチおよび前記パッドは、前記ブランクにおける前記天板に成形される部分を挟持する、請求項１１または１２に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。
14. 前記パッドまたは前記ブランクホルダーはロッキング機構を有する、請求項１３に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。
15. 前記ダイおよびブランクホルダーは、いずれも、前記ブランクにおける、前記第１部および前記コーナー部における前記二つの縦壁のうち前記コーナー部の外周側に位置する縦壁に成形される部分に当接して挟み込む第１面と、該第１面に連続する屈曲部と、該屈曲部に連続するとともに前記第１面に対して前記曲げ型から離反する方向へ傾斜する第２面とを有する、請求項１１〜１４のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造装置。
16. 前記ダイの前記屈曲部は、前記曲げ型の曲げ稜線部の高さ位置の近傍の高さ位置に設けられるとともに、前記ブランクホルダーの前記屈曲部は、前記パンチのパンチ肩Ｒ部の高さ位置の近傍の高さ位置に設けられる、請求項１５に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。
17. 前記ブランクホルダーにおける前記第１面に対する前記第２面の傾斜角度は、（前記パンチのパンチ肩Ｒ部の傾斜角度−３０度）〜（前記パンチのパンチ肩Ｒ部の傾斜角度＋３０度）である、請求項１５または１６に記載のホットスタンプ成形品の製造装置。
18. 前記ブランクホルダーの前記第１面は、前記ブランクが前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟み込まれた時に、前記パンチのパンチ底面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在する、請求項１５〜１７のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造装置。
19. 前記ダイの前記第１面は、前記ブランクが前記ダイおよび前記ブランクホルダーによって挟み込まれた時に、前記曲げ型の曲げ稜線部が存在する面の高さ位置と略一致する高さ位置に存在する、請求項１５〜１８のいずれかに記載のホットスタンプ成形品の製造装置。

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