JP7335198B2 - 長尺形状部品のプレス成形法、及び同成形法により成形した車両用ピラー部材 - Google Patents

Description

本発明は、長尺形状部品のプレス成形法、及び同成形法により成形した車両用ピラー部材に関する。特に、中間成形品を成形する第１プレス成形工程と、プレス型としてパッドが配設されて最終成形品を成形する第２プレス成形工程との２段階成形のプレス成形法に関する。

自動車等車両には、プレス成形により製作される長尺形状部品を用いて車体の建付けが行われる。その長尺形状部品として自動車の車体の側部に配設される車両用ピラー部材がある。代表的な車両用ピラー部材として車両用センターピラー部材がある。車両用センターピラー部材は、自動車の前方から２番目の位置に配設されるピラー部材であることから車両用Ｂピラー部材とも称される。なお、車両用センターピラー部材は、センターピラーリンフォースメントとも称される。

車両用センターピラー部材は、車高方向で見て、上下方向に長尺形態で配設されるものであり、高張力鋼板のプレス成形品であり、冷間のプレス成形により所定の形状に成形される。そして、車両用センターピラー部材のプレス成形品の形状は、長尺形状で長尺方向に直交する横断面形状がハット型形状で、中央部に天板部、両端部にフランジ部、天板部とフランジ部を連結する側板部とから構成される。

前述のハット型形状における側板部を形成する天板部とフランジ部との間のハット深さＨは、車両用センターピラー部材の長尺方向の位置によって異なる。車両用センターピラー部材は、通常、側突等の対応のため、車幅方向の外方に向けて僅か突出した湾曲形状に形成される。そして、この湾曲形状の長手方向の位置において前述のハット深さＨは異なっている。なお、このハット深さは、ハット型形状における天板部の横幅の広さの違いによっても異なっている。

上述した車両用センターピラー部材の成形は、通常、冷間のプレス成形によって行われる。プレス成形は、成形品の横断面形状が比較的深いハット型形状であることから、いわゆる絞り成形加工と曲げ成形加工が行われる。

従来の一般的なプレス成形加工は、高張力鋼板（１１８０ＭＰａ材）の平板の素材から深絞り加工を行い、１回のプレス成形で、プレス成形品の製品深さ（ハット深さＨ）を出す成形加工である。このプレス成形加工によるときには、高張力鋼板のため、１回のプレス成形で製品深さ（ハット深さＨ）をだすと、プレス成形品に割れやしわが発生することがある。

また、前述の１回のプレス成形による時には、プレス成形時における成形素材の動きが大きい。このため、プレス型にプレス基準ピンを使用し、成形素材にプレス基準ピン孔を設けて、両者を嵌め合わせることにより成形素材の動きを抑制してプレス成形する方策がとられる。しかし、この方策による時には、プレス成形時に、素材のプレス基準ピン孔がプレス基準ピンにより孔まくれが生じることがある。

また、上記の点に鑑みて、プレス基準ピンを使用しないで外形展開抜きのプレス成形をするときには、外形精度ばらつきが大きくなってしまう別の問題がある。

したがって、長尺形状部材を精度良く成形する方策として、各種の提案がなされている。例えば、プレス成形を２回に分けて行う方策（下記特許文献１参照）や、プレス型に設定するパッドを分割して配置する方策がある（下記特許文献１及び特許文献２参照）。

国際公開第２０１４／０５０９７３号 特開２０１５－１１０２３７号公報

上述した特許文献のように、従来から、自動車等車両のセンターピラー部材のような長尺形状部材を精度良く冷間でプレス成形する各種方策の提案はなされている。しかし、更に一層、最終成形品を精度良くプレス成形し、最終成形品の成形不良の防止ないし減少を図るための提案が望まれている。特に、横断面形状がハット型形状の長尺形状部材で、そのハット型形状の製品深さ（ハット深さ）が長尺方向で異なる場合において、パッドを用いてプレス成形を行う場合に精度良くプレス成形する提案が望まれている。

而して、本発明は上述した要請に基づいて創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、複数のパッドを用いるプレス成形工程における、複数のパッドのプレス型からのプレス成形方向への飛び出し量を、パッドが配設される位置の異なりによる成形深さの異なりに関係して設定し、最終成形品を精度良く成形し、成形不良の防止ないし減少を図ることにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る長尺形状部品のプレス成形法、及び同成形法により成形した車両用ピラー部材は、次の手段をとる。

本発明の第１の発明は、プレス成形品は長尺形状で長尺方向に直交する横断面形状がハット型形状で中央部に天板部、両端部にフランジ部を有する長尺形状部品であり、この長尺形状部材のプレス成形品を冷間プレス成形により成形する、長尺形状部品のプレス成形法であって、前記長尺形状部品における前記ハット型形状のフランジ部から天板部までのハット深さは長尺方向の位置で異なっており、前記ハット深さの成形を、中間成形品を成形する第１プレス成形工程と、最終成形品を成形する第２プレス成形工程との複数回のプレス成形工程により成形し、前記第２プレス成形工程におけるプレス型には、その上型には前記ハット型形状の天板部に対応する位置にパッドが配設され、下型には前記ハット型形状のフランジ部に対応する位置にプレス成形品を挟持するブランクホルダが配設されており、前記パッドは、前記長尺形状部品の長尺方向に分割して複数配設されており、前記第２プレス成形工程の成形当初における前記パッドの上型からのプレス成形方向への飛び出し量は、前記長尺方向に分割して配設される複数のパッドにおける当該パッドが配設される位置の異なりによる前記ハット深さの異なりに関係して設定される、長尺形状部品のプレス成形法である。

本発明の第２の発明は、上述した第１の発明の長尺形状部品のプレス成形法であって、前記第２プレス成形工程の成形当初における前記パッドの上型からのプレス成形方向への飛び出し量は、当該複数の各パッドが配設される位置における前記最終成形品におけるハット深さ（Ｈ１）と前記中間成形品におけるハット深さ（Ｈ２）との差（Ｈ１－Ｈ２）である、長尺形状部品のプレス成形法である。

本発明の第３の発明は、上述した第１の発明または第２の発明の長尺形状部品のプレス成形法であって、前記第２プレス成形工程におけるプレス型には、前記長尺形状部品に対するプレス基準ピンが設定されており、当該プレス基準ピンは前記分割して配設されるパッドに設定されている、長尺形状部品のプレス成形法である。

本発明の第４の発明は、上述した第３の発明の長尺形状部品のプレス成形法であって、前記複数の各パッドが配設される位置における前記最終成形品におけるパット深さ（Ｈ１）と前記中間成形品におけるパッド深さ（Ｈ２）を定める設定位置は、前記プレス基準ピンが設定される位置である、長尺形状部品のプレス成形法である。

本発明の第５の発明は、上述した第１の発明～第４の発明の何れかの発明の長尺形状部品のプレス成形法により製作した長尺形状部品である。

本発明の第６の発明は、上述した第５の発明の長尺形状部品であって、当該長尺形状部品は車両用ピラー部材である。

上述した本発明の手段によれば、複数のパッドを用いるプレス成形工程における、複数のパッドのプレス型からのプレス成形方向への飛び出し量を、パッドが配設される位置の異なりによる成形深さの異なりに関係して設定することにより、最終成形品を精度良く成形し、成形不良の防止ないし減少を図ることができる。

本実施形態の車両用センターピラー部材を車外方向から見た斜視図である。 同車両用センターピラー部材を車外方向から見た正面図である。 同車両用センターピラー部材の側面図である。 図１及び図２におけるIV-IV線断面を模式的に示す断面図である。 第１プレス成形工程の成形状態を順を追って示す図である。 第２プレス成形工程の成形状態を順を追って示す図である。 車両用センターピラー部材の成形素材を示す斜視図である。 車両用センターピラー部材の中間成形品を示す斜視図である。 車両用センターピラー部材の最終成形品を示す斜視図である。 一個のパッドに複数個のプレス基準ピンを配設した変形例を示す図である。 図９のＸＩ－ＸＩ線断面におけるプレス型による成形状態を模式的に示す図である。 図９のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面におけるプレス型による成形状態を模式的に示す図である。 図９のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線断面におけるプレス型による成形状態を模式的に示す図である。 ハット深さを模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

先ず、本実施形態のプレス成形工程で成形するプレス成形品の長尺形状部品について説明する。本実施形態のプレス成形工程で成形する長尺形状部品は、車両用センターピラー部材１０である。なお、車両用センターピラー部材１０の説明において、各図に適宜示す方向表示は、自動車等車両の通常の姿勢状態における方向を示す。矢印ＦＲは車両前方方向、矢印ＵＰは車両上方向、矢印ＩＮは車幅方向の内側方向を示す。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として示す。また、図示上、構成部品が左右に存在する場合に、左右の部品を個別に指称する場合は、当該構成部品を示す符号の後尾に、当該図示における左側の構成部品にはＬを付し、右側の構成部品にはＲを付して示す。

＜車両用センターピラー部材１０＞
図１は車両用センターピラー部材１０を車外方向から見た斜視図を示し、図２は正面図を示し、図３は側面図を示す。なお、図１の車両用センターピラー部材１０は自動車等車両の進行方向左側に設置された構成を示している。上掲の背景技術でも説明したように、自動車等車両の側部には、車体の建付け構造としてピラー部材が配設される。ピラー部材には、自動車の前方から通称Ａピラーと称されるフロントピラー部材、通称Ｂピラーと称されるセンターピラ―部材、通称Ｃピラーと称されるリヤピラー部材がある。本実施形態のピラー部材は、そのうちＢピラーと称される車両用センターピラー部材１０である。

図１に示すように、車両用センターピラー部材１０は車両上下方向に延びる長尺状の形態として配設される。すなわち、長尺形状部材として配設される。そして、車両用センターピラー部材１０は車両の側面衝突（側突）時に強度部材として機能する構造部材であるため、強度が高く構成される。そのため、通常、側突荷重が作用する長尺方向の一部の範囲において、側突荷重が作用する方向に対して凸形状の曲率形状として形成され、強度向上が図られる。

本実施形態では、図１で示す長尺形態の約上半分の範囲が、車外方向に凸形状の曲率形状の形態に構成される。すなわち、図１に示すＡの範囲がかかる形状に形成された範囲であり、車外方向に突出した湾曲形状に形成されている。この湾曲形状は図３の側面図に良く示される。

なお、車両用センターピラー部材１０の長尺形態の約下半分の範囲は、図３の側面図で示すように、直線状の形態構成となっている。この範囲が、図１及び図３においてＢで示されている。

また、車両用センターピラー部材１０は、通常、車幅方向で見て内側位置に配設されるピラーインナ部材と、外側位置に配設されるピラーアウタ部材とから構成されている。そして、ピラーインナ部材とピラーアウタ部材とが重ね合わされて一体の組立部材として構成される。図１～図３では、図示上、ピラーアウタ部材のみが図示されている。そのため、本実施形態では、ピラーアウタ部材を車両用センターピラー部材１０として説明する。車両用センターピラー部材１０はセンターピラーリンフォースと称されることもある。なお、図１において黒い点で示す個所は、ピラーインナ部材とピラーアウタ部材を溶接Ｗにより一体化した箇所を示す。

車両用センターピラー部材１０は、その車両側面から見た配置構成は、図２に良く示されるように、下端位置より上端位置が車両後方となる傾斜形状として配設されている。そして、車両用センターピラー部材１０は、上端に形成された略Ｔ字状の取付部１６を介してルーフサイドレール１８に接合される。また、下端に形成された略Ｔ字状の取付部２０を介してサイドシル２２に接合される。

＜ハット型形状＞
次に、図４に基づいて、車両用センターピラー部材１０の横断面形状を説明する。図４は図１及び図２におけるIV-IV線断面の形状を模式的に示したものである。車両用センターピラー部材１０の横断面形状は、図４に示すように、基本形態がハット型形状として形成される。

図４で見て、ハット型形状は、中央部位置に天板部２４、両端部位置にフランジ部２８、天板部２４とフランジ部２８とを連結する側板部２６とから形成される。側板部２６は天板部２４の両端部から下垂して形成されており、図４で見て、左側の側板部２６Ｌと右側の側板部２６Ｒとからなる。左側と右側の両側板部２６Ｌ、２６Ｒは下方に向けて拡がる形態として形成されている。すなわち、図４で見て、山形状の傾斜形状に形成されている。

フランジ部２８は側板部２６の下端部から左右方向に延伸して形成されており、左側のフランジ部２８Ｌと右側のフランジ部２８Ｒとからなる。左側のフランジ部２８Ｌは左側の側板部２６Ｌの下端に接続して形成され、右側のフランジ部２８Ｒは右側の側板部２６Ｒに接続して形成される。

本実施形態のセンターピラ―部材１０は、その強度を高めるために、高張力鋼板が用いられている。本実施形態では引張強度が１１８０ＭＰａ材が用いられている。なお、天板部２４には、形状的に強度を高めるために、凹ビードが形成されることがある。図４では凹ビードの図示は省略されている。

＜ハット深さＨ＞
図４に示すように、センターピラー部材１０は横断面形状がハット型形状であることから、天板部２４とフランジ部２８との間は、側板部２６で形成されるプレス成形品として深さを有する形状となっている。本明細書では、この深さを「ハット深さ」と称し、Ｈで表した。このハット深さＨの深さは、センターピラー部材１０の長尺方向の位置によって異なっている。図３の図示例のセンターピラー部材１０の場合は、高さ方向の中央部位置のハット深さＨが最も深く、中央部位置から上端部位置又は下端部位置に向けて徐々にハット深さＨが浅くなっている。

また、ハット深さＨは、天板部２４の幅の広さの違いによっても異なっている。図２に示すように、天板部２４の幅は高さ方向の中央部位置が最も広く形成されており、この位置のハット深さＨが図３に示すように最も深い形成とされている。そして、中央部位置から上端部位置又は下端部位置に向けて徐々に天板部の幅は狭くなっており、それに伴ってハット深さＨも浅くなっている。

＜プレス成形工程＞
次に、センターピラー部材１０をプレス成形するプレス成形工程について説明する。本発明におけるプレス成形工程は冷間プレス成形であり、二種類のプレス成形工程行われる。本実施形態は、第１プレス成形工程１２と第２プレス成形工程１４とで行われる。図５に第１プレス成形工程１２を示し、図６に第２プレス成形工程１４を示す。

図５に示す第１プレス成形工程１２で中間成形品Ｓ２を成形し、図６に示す第２プレス成形工程１４で最終成形品Ｓ３を成形する。なお、図５及び図６共、理解を容易とするために、各プレス成形工程１２、１４に用いられるプレス型を模式的に示し、成形加工の進行順に、上段に成形前（上死点）状態、中段に成形途中状態、下段に成形後（下死点）状態を示した。なお、上段の成形前（上死点）状態の図示は、上型３０、４０を二点鎖線で示した状態が上死点状態であり、上型３０、４０の実線位置状態は上型３０、４０が下降して成形素材Ｓ１に接触した瞬間状態を示している。

＜第１プレス成形工程１２＞
先ず、図５に示される第１プレス成形工程１２を説明する。本実施形態では、この第１プレス成形工程１２では、センターピラー部材１０におけるハット型形状のハット深さＨを半分程度までプレス成形する。すなわち、ハット深さＨの浅い中間成形品Ｓ２を成形する。第１プレス成形工程１２は絞り成形であるため、第１プレス成形工程１２の成形を、本発明者らは「浅絞り成形」と称している。

第１プレス成形工程１２のプレス型としては、上型３０としてダイ３２が配設され、下型３４としてポンチ３６とブランクホルダ３８が配設される。上型３０と下型３４との間のダイ３２とポンチ３６の成形面間に平板状の成形素材Ｓ１が配置されて、ポンチ３６とダイ３２とが相対移動（上型３０が下降移動）することによりプレス成形が行われる。以下、第１プレス成形工程１２を順を追って説明する。

＜第１プレス成形工程１２の成形前状態＞
図５の上段の図示状態は、第１プレス成形工程１２の成形前（上死点）状態を示す。この成形前状態では、平板状の成形素材Ｓ１が上型３０のダイ３２とブランクホルダ３８との間に保持されて、下型３４のポンチ３６の上面に位置する。なお、この状態では、ブランクホルダ３８は不図示の加圧手段により上方への付勢力が付与されており、成形素材Ｓ１はブランクホルダ３８への付勢力により保持される。ブランクホルダ３８への加圧手段としては、ばね手段、ゴム、ガスシリンダ、油圧シリンダ、等がある。このため、ブランクホルダ３８はクッションと称されることもある。

＜第１プレス成形工程１２の成形途中状態＞
図５の中段の図示状態は、第１プレス成形工程１２の成形途中状態を示す。この成形途中状態は、上型３０のダイ３２が成形素材Ｓ１をブランクホルダ３８に保持した状態で下降移動する状態である。この状態では、成形素材Ｓ１は下型３４のポンチ３６の上面（成形面）に当たって、順次、ポンチ３６によりプレス加工がなされる。なお、この状態では、上型３０のダイ３２の下面（成形面）は成形素材Ｓ１には当たっていない。したがって、この状態では、車両用センターピラー部材１０の側板部２６についての絞り成形の中間成形が行われる。

＜第１プレス成形工程１２の成形後状態＞
図５の下段の図示状態は、第１プレス成形工程１２の成形後（下死点）状態を示す。この成形後状態は、前述の成形途中状態が進み、上型３０のダイ３２が当該第１プレス成形工程１２における下死点まで移動した状態を示す。この状態では、中段に示す成形途中の成形素材Ｓ１は、上型３０のダイ３２と下型３４のポンチ３６とに挟まれて中間成形が完了した状態となり、中間成形品Ｓ２の成形が完了する。

なお、図５における中段及び下段に示す図示状態において、上型３０のダイ３２の位置に仮想線で示される直線状の位置は、上段に示す成形前状態における成形素材Ｓ１の位置を示す。したがって、中段及び下段に示される成形素材Ｓ１及び中間成形品Ｓ２の図示状態は、上型３０（ダイ３２）の下降移動に伴う仮想線状態からの成形変化状態を示している。

＜第２プレス成形工程１４＞
次に、図６に示される第２プレス成形工程１４を説明する。この第２プレス成形工程１４は、前述の第１プレス成形工程１２で成形した中間成形品Ｓ２を車両用センターピラー部材１０の最終成形品Ｓ３に成形する工程である。すなわち、この第２プレス成形工程１４においては、センターピラー部材１０におけるハット型形状のハット深さＨは最終製品形状の所定の深さに成形される。

第２プレス成形工程１４のプレス型としては、下型４４として、上記における第１プレス成形工程１２と同じようにポンチ４６とブランクホルダ４８が配設される。上型４０として、この第２プレス成形工程１４では、ダイ４２の他に、パッド５０も配設される。なお、パッド５０は、センターピラー部材１０の天板部２４が成形される際の位置に対応して配設される。そして、パッド５０は分割して複数配設される。このパッド５０の配設構成は本実施形態が特徴とする構成であるので、後述で詳述する。

第２プレス成形工程１４におけるプレス型の成形面の形状、特に、ハット深さＨを形成する形状は、上記の中間成形品Ｓ２を成形する第１プレス成形工程１２におけるプレス型の成形面の形状とでは異なっている。このように、第１プレス成形工程１２と第２プレス成形工程１４では、配設される型の種類や、成形面の形状が違っている。

第２プレス成形工程１４では、上型４０のダイ４２及びパッド５０と、下型４４のポンチ４６との間の成形面間に、前述の第１プレス成形工程１２で成形した中間成形品Ｓ２を配置して、上型４０と下型４４の相対移動（上型４０の下降移動）によりプレス成形を行う。なお、この第２プレス成形工程１４では、上型４０のパッド５０による中間成形品Ｓ２の成形加工は、後述において詳述するプレス型に設定されるプレス基準ピン５２を用いて行われるようになっている。但し、図６に示す第２プレス成形工程１４の説明では、プレス基準ピン５２は省略して説明する。以下、第２プレス成形工程１４を順を追って説明する。

＜第２プレス成形工程１４の成形前状態＞
図６の上段の図示状態は、第２プレス成形工程１４の成形前（上死点）状態を示す。この成形前状態では、上型４０のダイ４２及びパッド５０と、下型４４のポンチ４６とは空間部を有した離間した配置状態にある。そして、この両者４０、４４間に、前述の第１プレス成形工程１２で成形された中間成形品Ｓ２が載置される。詳細には、中間成形品Ｓ２における天板部２４の位置が、ポンチ４６の上面（成形面）上に位置決めされて載置される。

なお、この成形前（上死点）状態における上型４０のパッド５０と、下型４４のブランクホルダ４８とには、ともに不図示の加圧手段により付勢力が付与されている。パッド５０には下方向の付勢力が付与されて、パッド５０をダイ４２との相対的位置関係で見て最下端位置としている。ブランクホルダ４８には上方向の付勢力が付与されて、その位置を最上端位置としている。そして、この最上端位置が中間成形品Ｓ２を載置する際のブランクホルダ４８の位置としている。なお、加圧手段としては、前述もしたように、ばね手段、ゴム、ガスシリンダ、油圧シリンダ、等がある。

＜第２プレス成形工程１４の成形途中状態＞
図６の中段の図示状態は、第２プレス成形工程１４の成形途中状態を示す。この成形途中状態は、上型４０のダイ４２及びパッド５０が下降移動して、パッド５０が中間成形品Ｓ２の天板部２４に対応する位置に当たって、下型４４のポンチ４６とにより中間成形品Ｓ２の天板部２４位置を挟持した状態にある。同時に、ダイ４２が中間成形品Ｓ２のフランジ部２８の位置に当たって、下型４４のブランクホルダ４８とにより中間成形品Ｓ２のフランジ部２８の位置を挟持した状態にある。すなわち、中間成形品Ｓ２は上型４０のダイ４２と下型４４のブランクホルダ４８とにより掴まれた状態にある。なお、この状態では、上型４０のダイ４２と下型４４のポンチ４６との間には、まだ成形空間がある。

なお、上記状態では、上型４０のパッド５０とダイ４２との配置関係は、上段の図示状態の成形前の状態に対して、パッド５０のプレス作動方向（図で見て上下方向）の位置がダイ４２の位置より相対的にわずか後退した位置となっている。換言すれば、その分だけ、ダイ４２による中間成形品Ｓ２に対するプレス成形がなされた状態となっている。詳細には、それだけ側板部２６の曲げ成形が行われている。

＜第２プレス成形工程１４の成形後状態＞
図６の下段の図示状態は、第２プレス成形工程１４の成形後（下死点）状態を示す。この成形後状態は、前述の成形途中状態が進み、上型４０のダイ４２と下型４４のポンチ４６との間の成形空間が無くなるまで成形され、最終成形品Ｓ３に成形された状態を示す。これにより、車両用センターピラ―部材１０のプレス成形が終了する。

なお、上記の成形後状態では、上型４０のダイ４２は下型４４のポンチ４６に対して、プレス成形方向（図６で見て下方向）に最も下降した下死点位置まで移動する。そして、それに伴って、下型４４のブランクホルダ４８も加圧手段に抗して、ポンチ４６に対して相対的に下降移動し、最終成形品Ｓ３におけるフランジ部２８のダイ４２との掴み状態を位置する。

そして、上記の下死点位置の状態で、上型４０のダイ４２と下型４４のポンチ４６による、車両用センターピラー部材１０の側板部２６の最終形状の成形が完了する。

また、上型４０のパッド５０も、ダイ４２の下降移動に伴って、ダイ４２に対して相対的に上昇移動する。この上昇移動は、上型４０のダイ４２と下型４４のポンチ４６との間の成形空間が無くなるまで行われる。これにより、車両用センターピラー部材１０の天板部２４の最終形状の成形が行われる。

＜パッド５０とプレス基準ピン５２＞
次に、本実施形態が特徴とする、第２プレス成形工程１４の上型４０にパッド５０を複数個配設し、プレス型にプレス基準ピン５２を用いてプレス成形を行うプレス成形法について説明する。

図７～図９は、上述した各プレス成形工程１２、１４により成形される際の成形素材Ｓ１から最終成形品Ｓ３までの成形形状の変化を示す。すなわち、車両用センターピラー部材１０の成形形状の変化過程を示す。図７は前述した図５に示す第１プレス成形工程１２における成形前（上死点）状態に載置する成形素材Ｓ１を示す。図８は第１プレス成形工程１２において成形した中間成形品Ｓ２を示す。図９は第２プレス成形工程１４で成形した最終成形品Ｓ３を示す。なお、これらの各図には、プレス基準ピン５２、プレス基準ピン孔５４、及び複数のパッド５０の配置関係が示されて図示されている。以下、順を追って説明する。

図７は、前述した図５に示す第１プレス成形工程１２に提供される成形素材Ｓ１を示す。すなわち、図１～図２に示される車両用センターピラー部材１０の成形素材Ｓ１である。成形素材Ｓ１は高張力鋼板の平板であり、予め、所定の長尺形状のブランク形状に形成されている。そして、成形素材Ｓ１には、後述するプレス基準ピン５２（図８、図９参照）のためのプレス基準ピン孔５４が穿設されている。本実施形態では、プレス基準ピン孔５４は長手方向に間隔を置いて３個穿設されている。説明の都合上、このプレス基準ピン孔５４を、図７で見て、右側から順に、第１基準ピン孔５４ａ、第２基準ピン孔５４ｂ、第３基準ピン孔５４ｃとした。

図８は、プレス型に設定されるプレス基準ピン５２が、第１プレス成形工程１２により成形された中間成形品Ｓ２に形成されているプレス基準ピン孔５４と嵌め合わされた状態を示す。プレス基準ピン５２もプレス型に３個設定されており、説明の都合上、図８で見て、右側から順に、第１基準ピン５２ａ、第２基準ピン５２ｂ、第３基準ピン５２ｃとした。第１基準ピン５２ａは第１基準ピン孔５４ａに嵌合し、第２基準ピン５２ｂは第２基準ピン孔５４ｂに嵌合し，第３基準ピン５２ｃは第３基準ピン孔５４ｃに嵌合する。

なお、プレス型へのプレス基準ピン５２の設定は、このプレス基準ピン５２を位置基準としてプレス成形を行うものとして設定される。本実施形態では、前述した第１プレス成形工程１２（図５参照）におけるポンチ３６、及び第２プレス成形工程１４（図６参照）におけるポンチ４６に、それぞれ設定される。なお、浅絞り成形の第１プレス成形工程１２へのプレス基準ピン５２の設定は、省略されることがある。

図９は、第２プレス成形工程１４における中間成形品Ｓ２及び最終成形品Ｓ３に対する
パッド５０の配設状態を示す。なお、図９においては、パッド５０の配置位置を模式的に斜線範囲で示すものであり、パッド５０の構造形態を示すものではない。しかるところ、パッド５０は、図９に示すように、長尺方向に分割して複数個所配設されており、本実施形態では、３個所に分割して配設されている。説明の都合上、この３個のパッド５０を、図９で見て、右側から順に、第１パッド５０ａ、第２パッド５０ｂ、第３パッド５０ｃとした。

本実施形態では、複数個所のパッド５０は、隣接して配設されるパッド５０同士は長手方向に離間して配設されている。すなわち、第１パッド５０ａと第２パッド５０ｂは長手方向に間隔をおいて配設され、第２パッド５０ｂと第３パッド５０ｃも長手方向に間隔をおいて配設されている。間隔を置いた配設とすることにより、分割したパッド５０同士を確実に干渉することなく配設することができる。

そして、本実施形態では、３箇所のパッド５０と、３本のプレス基準ピン５２とは対として配設されている。すなわち、分割して配設されるパッド５０毎にプレス基準ピン５２が設定された関係にある。本実施形態では、第１パッド５０ａと第１基準ピン５２ａ、第２パッド５０ｂと第２基準ピン５２ｂ、第３パッド５０ｃと第３基準ピン５２ｃとが対として配設されている。そして、各パッド５０ａ、５０ｂ、５０ｃには各基準ピン５２ａ、５２ｂ、５２ｃが嵌合する嵌合穴５６が設けられている。第１パッド５０ａには第１嵌合穴５６ａ、第２パッド５０ｂには第２嵌合穴５６ｂ、第３パッド５０ｃには第３嵌合穴５６ｃがそれぞれ形成されている。

上述したように、本実施形態の基本形態は、一つのパッド５０に対して１本のプレス基準ピン５２を配設する形態をとっている。しかし、変形形態として一つのパッド５０に対して複数本のプレス基準ピン５２を配設する形態としてもよい。図１０に示す変形形態は、第３パッド５０ｃに対して第３基準ピン５２ｃの他に第４の別ピン５２ｄを配設し、２本のプレス基準ピン５２を配設した例である。このような配置形態とすることにより、パッド５０を２点で確実に位置決めして配置することができて、プレス型構造をシンプルなものとすることができる。

＜プレス基準ピン５２とパッド５０が設定されたプレス型によるプレス成形＞
次に、図１１～図１３によりプレス型によるプレス成形状態を説明する。プレス基準ピン５２は、通常、プレス型における下型３４、４４に設定される。図１１～図１３のプレス型はパッド５０が配設された場合であるので、図９に示す上型４０にパッド５０が配設されて中間成形品Ｓ２が最終成形品Ｓ３に成形される場合である。したがって、必要に応じて、図９を参照しつつ説明する。

図１１は図９のＸＩ－ＸＩ線断面におけるプレス型による成形状態を示す。図１２は、同じく、図９のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面におけるプレス型による成形状態を示す。図１３は、同じく、図９のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線断面におけるプレス型による成形状態を示す。これら各図に示すプレス成形状態は、図６に示す第２プレス成形工程１４における成形途中状態の段階を図示したものである。

図１１は、図９のＸＩ－ＸＩ線断面であり、第１基準ピン５２ａと第１パッド５０ａが用いられてプレス成形される状態を示す。図１１に示すように、第１基準ピン５２ａはポンチ４６の上面に立設状態で一体的に設けられている。そして、この第１基準ピン５２ａに、中間成形品Ｓ２に形成されている第１基準ピン孔５４ａが嵌って位置し、これにより、ポンチ４６に対する中間成形品Ｓ２の位置決めが行われる。

第１パッド５０ａの下面部には、第１基準ピン５２ａが嵌合する第１嵌合穴５６ａが形成されている。この第１嵌合穴５６ａに第１基準ピン５２ａが嵌合することにより、ポンチ４６、中間成形品Ｓ２、パッド５０の３者が、面方向に位置決めされる。すなわち、プレス成形方向に直交する方向（図１１で見て左右方向）の相対的位置が位置決めされる。したがって、第１基準ピン５２ａと中間成形品Ｓ２に形成される第１基準ピン孔５４ａ及び第１パッド５０ａの第１嵌合穴５６ａとの嵌合をタイトな嵌合状態とすることにより、精度良くプレス成形することができる。

また、第１パッド５０ａには前述した不図示の加圧手段により下方向の付勢力が付与されており、この付勢力により中間成形品Ｓ２は第１パッド５０ａとポンチ４６との間に確実に挟まれて下降移動する状態となっている。

図１２は図９のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面であり、第２基準ピン５２ｂと第２パッド５０ｂが用いられてプレス成形される状態を示す。その内容は、図１１と基本的内容は同じであるので、対応する符号を付すことにより詳細説明は省略する。

なお、図１３は図９のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線断面であり、プレス基準ピン５２が設定されていない位置であるが、第３パッド５０ｃを用いてプレス成形する方法は同じある。したがって、その内容は、上述の図１１及び図１２と同じであるので、対応する符号を付すことにより詳細説明は省略する。

なお、図１１～図１３に示されるパッド５０のｔ１～ｔ３はパッド５０のプレスストロークｔを示している。すなわち、プレスストロークｔ１～ｔ３は、図１１～図１３に対応する図９に示す断面位置における中間成形品Ｓ２から最終成形品Ｓ３に成形するためのパッド５０のプレスストロークｔ（図１４参照）である。このパッド５０のプレスストロークｔ１～ｔ３は、第２プレス成形工程の成形当初におけるパッド５０の上型４０からのプレス成形方向への飛び出し量である。この各パッド５０ａ、５０ｂ、５０ｃのプレスストロークｔ１～ｔ３は、各パッド５０ａ、５０ｂ、５０ｃの設定位置の違いにより異なっている。すなわち、各パッド５０ａ、５０ｂ、５０ｃのプレスストロークｔは、各パッド５０ａ、５０ｂ、５０ｃが設定される位置におけるハット型形状のハット深さＨ（図４参照）に対応して定められる。

本実施形態におけるプレスストロークｔは、各パッドが配設される位置における最終成形品Ｓ３におけるハット深さ（Ｈ１）と中間成形品Ｓ２におけるハット深さ（Ｈ２）とにより定められる。詳細には、パッド５０のプレスストロークｔは、最終成形品Ｓ３におけるハット深さ（Ｈ１）と中間成形品Ｓ２におけるハット深さ（Ｈ２）の差（Ｈ１－Ｈ２）である。図１４はこれを模式的に図示して示すものである。なお、本実施形態においては、複数の各パッド５０ａ、５０ｂ、５０ｃが配設される位置における最終成形品Ｓ３におけるハット深さ（Ｈ１）と中間成形品Ｓ２におけるハット深さ（Ｈ２）を定める設定位置は、プレス基準ピン５２ａ、５２ｂ、５２ｃが設定される位置とされている。

本実施形態では、パッド５０のプレスストロークｔが上述のようにして定められる結果、図１１～図１３の各図に示されるように、プレスストロークｔ１～ｔ３すなわちハット深さＨが異なっていても、中間成形品Ｓ２における天板部２４に対応する位置をパッド５０により掴み、フランジ部２８に対応する位置をブランクホルダ４８により同時に掴むことができる。これは、パッド５０を複数個に分割して配設していることによるのと、分割したパッド５０のダイ４２からの飛び出し量を各々違う長さで設定することができることによる。パッド５０が一体の場合には、成形時に天板部２４とフランジ部２８を同時に掴むことはできない。

なお、本実施形態においては、分割したパッド５０に対する付勢力は、ハット深さＨの違いや、プレスストロークｔ１～ｔ３の違いにより異なって設定することもできる。そして、これにより孔まくれの防止を適切に行うことができる。

＜本実施形態の作用効果＞
次に、上述した本実施形態の作用効果を説明する。

先ず、本実施形態では、車両用センターピラー部材のプレス成形を、冷間のプレス成形で、高張力鋼板を用いて成形する。これを１回の成形工程で行い、車両用センターピラー部材１０のように製品深さ（ハット深さＨ）が比較的深い深絞り加工を行う時には、割れや、しわが発生する問題がある。本実施形態では、第１プレス成形工程１２と第２プレス成形工程１４との２工程に分けて行うようにしたので、割れや、しわが発生が可及的に防止される。

特に、本実施形態では、第１プレス成形工程１２で浅絞り成形を行い、成形素材Ｓ１を浅く絞るので、プレス成形時における材料の動きが小さく、精度良く成形することができる。また、浅絞り成形でプレス基準ピンを用いて成形する場合でも、成形素材にいわゆる孔まくれを生じることがない。

そして、第２プレス成形工程１４では、分割したパッド５０を用いてプレス成形加工を行う。これにより、掴み曲げ加工深さ（ハット深さＨ）が一定でなくても、第２プレス成形工程１４の加工開始時から、中間成形品Ｓ２の天板部２４とフランジ部２８を同時に掴んで曲げのプレス成形をすることができる。これにより、プレス基準ピン５２を使用してプレス成形する場合でも、最終成形品Ｓ３にプレス基準ピン５２により孔まくれが生じるのを防止ないし抑制することができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明は、その他各種の形態でも実施できる。

例えば、上記実施形態は車両用センターピラー部材１０の場合であった。しかし、それ以外の車両用ピラー部材、例えば、自動車等車両における前方から１番目のＡピラー部材や、３番目のＣピラー部材にも適用可能である。更には、横断面形状がハット型形状の長尺部材には広く適用可能なものである。例えば、自動車等車両の車体の前部又は後部に装備されるバンパー装置のバンパーリンフォースメントにも適用可能である。

また、上記実施形態におけるプレス成形工程は二種類であったが、二種類以上のプレス成形工程であってもよい。

また、上記実施形態においては、長手方向に隣接して配設される複数のパッドは、離間して配置される配置形態であったが、一体的接続されない形態であれば、端面同士が接触する配置形態であってもよい。

また、上記実施形態においては、パッド５０の配置個数は長尺方向の３個の配設であったが、２個または４個以上であってもよい。

また、上記実施形態においては、車両用センターピラー部材１０は高張力鋼板を用いていたが、通常の一般的な鋼板であってもよい。

＜「課題を解決するための手段」に記載した各発明の作用効果＞
なお、最後に上述の「課題を解決するための手段」における各発明に対応する上記実施形態の作用効果を付記しておく。

先ず、第１の発明によれば、冷間のプレス成形により成形される長尺形状部品のプレス成形は、中間成形品を成形する第１プレス成形工程と、最終成形品を成形する第２プレス成形工程との２段階成形により行われる。これにより、製品深さ（ハット深さ）を有する長尺形状部品を１回のプレス成形で成形する場合に比べ、プレス成形品に割れやシワの発生を可及的に防止ないし抑制することができる。

また、第１の発明における長尺形状部品の横断面形状はハット型形状とされており、ハット型形状のフランジ部から天板部までのハット深さは長尺方向の位置で異なっている。そして、第２プレス成形工程では複数のパッドが分割して長尺方向に配設される。そして、第２プレス成形工程の成形当初におけるパッドの上型からのプレス成形方向への飛び出し量は、長尺方向に分割して配設されるパッドの配置位置におけるハット深さに関係して設定される。これにより、第２プレス成形工程における成形当初から、プレス成形品の天板部をパッドにより、フランジ部をブランクホルダにより、同時に掴んで成形することができる。また、複数のパッドに作用させる加圧力の大きさをそれぞれ所定の大きさに設定することができる。その結果、最終成形品における割れや、シワの成形不良を、より確実に防止ないし抑制することができる。

次に、第２の発明によれば、第１の発明のパッドの飛び出し量は、各パッドが配設される位置における最終成形品におけるハット深さ（Ｈ１）と中間成形品におけるハット深さ（Ｈ２）との差（Ｈ１－Ｈ２）である。これにより、前述の第１の発明のおける作用効果をより適切に達成することができる。

次に、第３の発明によれば、第２プレス成形工程におけるプレス型には、プレス基準ピンが設定されており、このプレス基準ピンは分割して配設されるパッドに設定される。これにより、各パッドにはプレス基準ピンが設定されてプレス成形が行われる。その結果、長尺形状部品のプレス成形品を精度よく成形することができる。また、この場合、パッドにはプレス基準ピンが嵌合するプレス基準ピン孔が形成されるが、本発明の上述したパッドの設定構成によれば、プレス基準ピンによるプレス基準ピン孔の孔まくれを、適切に防止ないしは抑制することができる。

次に、第４の発明によれば、最終成形品におけるハット深さ（Ｈ１）と中間成形品におけるハット深さ（Ｈ２）の測定位置は、プレス基準ピンが設定される位置とされている。これにより、プレス基準ピンによるプレス基準ピン孔の孔まくれの防止ないしは抑制がより適切かつ確実に行われる。

次に、第５の発明によれば、長尺形状部品は前述した第１の発明～第４の発明の何れかのプレス成形法により制作される。これにより、精度の良い長尺形状部品が提供される。

次に、第６の発明によれば、車両用ピラー部材が前述した第１の発明～第４の発明の何れかのプレス成形法により制作される。これにより、精度の良い車両用ピラー部材が提供される。

１０ 車両用センターピラー部材（長尺形状部品）
１２ 第１プレス成形工程
１４ 第２プレス成形工程
１６ 取付部
１８ ルーフサイドレール
２０ 取付部
２２ サイドシル
２４ 天板部
２６ 側板部
２６Ｌ 左側の側板部
２６Ｒ 右側の側板部
２８ フランジ部
２８Ｌ 左側のフランジ部
２８Ｒ 右側のフランジ部
３０ 上型（第１プレス成形工程用）
３２ ダイ（第１プレス成形工程用）
３４ 下型（第１プレス成形工程用）
３６ ポンチ（第１プレス成形工程用）
３８ ブランクホルダ（第１プレス成形工程用）
４０ 上型（第２プレス成形工程用）
４２ ダイ（第２プレス成形工程用）
４４ 下型（第２プレス成形工程用）
４６ ポンチ（第２プレス成形工程用）
４８ ブランクホルダ（第２プレス成形工程用）
５０ パッド
５０ａ 第１パッド
５０ｂ 第２パッド
５０ｃ 第３パッド
５２ プレス基準ピン
５２ａ 第１基準ピン
５２ｂ 第２基準ピン
５２ｃ 第３基準ピン
５４ プレス基準ピン孔
５４ａ 第１基準ピン孔
５４ｂ 第２基準ピン孔
５４ｃ 第３基準ピン孔
５６ 嵌合穴
５６ａ 第１嵌合穴
５６ｂ 第２嵌合穴
５６ｃ 第３嵌合穴
Ｈ ハット深さ
Ｓ１ 成形素材
Ｓ２ 中間成形品
Ｓ３ 最終成形品
ｔ パッドのプレスストローク

Claims (5)

1. プレス成形品は長尺形状で長尺方向に直交する横断面形状がハット型形状で中央部に天板部、両端部にフランジ部を有する長尺形状部品であり、この長尺形状部品のプレス成形品を冷間プレス成形により成形する、長尺形状部品のプレス成形法であって、
   前記長尺形状部品における前記ハット型形状のフランジ部から天板部までのハット深さは長尺方向の位置で異なっており、
   前記ハット深さの成形を、中間成形品を成形する第１プレス成形工程と、最終成形品を成形する第２プレス成形工程との複数回のプレス成形工程により成形し、
   前記第２プレス成形工程におけるプレス型には、その上型には前記ハット型形状の天板部に対応する位置にパッドが配設され、下型には前記ハット型形状のフランジ部に対応する位置にプレス成形品を挟持するブランクホルダが配設されており、
   前記パッドは、前記長尺形状部品の長尺方向に分割して複数配設されており、
   前記第２プレス成形工程の成形当初における前記パッドの上型からのプレス成形方向への飛び出し量は、前記長尺方向に分割して配設される複数のパッドにおける当該パッドが配設される位置の異なりによる前記ハット深さの異なりに関係して設定される、長尺形状部品のプレス成形法。
2. 請求項１に記載の長尺形状部品のプレス成形法であって、
   前記第２プレス成形工程の成形当初における前記パッドの上型からのプレス成形方向への飛び出し量は、当該複数の各パッドが配設される位置における前記最終成形品におけるハット深さ（Ｈ１）と前記中間成形品におけるハット深さ（Ｈ２）との差（Ｈ１－Ｈ２）である、長尺形状部品のプレス成形法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の長尺形状部品のプレス成形法であって、
   前記第２プレス成形工程におけるプレス型には、前記長尺形状部品に対するプレス基準ピンが設定されており、当該プレス基準ピンは前記分割して配設されるパッドに設定されている、長尺形状部品のプレス成形法。
4. 請求項３に記載の長尺形状部品のプレス成形法であって、
   前記複数の各パッドが配設される位置における前記最終成形品におけるハット深さ（Ｈ１）と前記中間成形品におけるハット深さ（Ｈ２）を定める設定位置は、前記プレス基準ピンが設定される位置である、長尺形状部品のプレス成形法。
5. 請求項１に記載の長尺形状部品のプレス成形法であって、
   当該長尺形状部品は車両用ピラー部材である長尺形状部品のプレス成形法。
   
   

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