KR101910782B1 - 프레스 성형품의 제조 방법 및 프레스 장치 - Google Patents

Abstract

이너 패드를 구비한 펀치와, 다이 패드를 구비한 다이를 갖는 프레스 장치에 의해, 소재 금속판으로부터 프레스 성형품을 제조하는 방법이며, 이너 패드를 펀치로부터 다이측으로 돌출시키고 소재 금속판의 판 두께 방향 일방 측을 이너 패드측으로 하여 소재 금속판을 이너 패드 상에 배치함과 함께, 다이 패드를 다이로부터 펀치측으로 돌출시키고, 또한 다이 패드를 이너 패드로부터 소재 금속판의 판 두께보다 큰 소정 거리만큼 이격시킨 위치에 배치하는 제1 공정과, 다이를 다이 패드, 이너 패드 및 펀치에 대해 펀치측으로 상대 이동시켜 다이 및 펀치에 의해 종벽을 형성함과 함께, 다이 패드 및 다이를 일체가 되게 하는 제2 공정과, 일체로 된 다이 및 다이 패드와 이너 패드를 펀치에 대해 펀치측으로 상대 이동시켜 천장판을 형성하는 제3 공정을 구비한다.

Description

프레스 성형품의 제조 방법 및 프레스 장치

본 개시는, 프레스 성형품의 제조 방법 및 프레스 장치에 관한 것이다.

예를 들어, 일본 특허 제5079655호(특허문헌 1) 및 일본 특허 출원 공개 제2012-51005호 공보(특허문헌 2)에는, 단면 대략 U자 형상(홈 형상)의 프레스 성형품을 제조하는 방법이 기재되어 있다.

이 프레스 성형품의 제조 방법에서는, 펀치로부터 돌출된 펀치측 패드(이후, 이너 패드라고도 함)와 다이의 다이 저부로부터 돌출된 다이측 패드(이후, 다이 패드라고도 함)로 소재 금속판을 끼움 지지하고, 이 상태에서 다이를 펀치측으로 압입하여, 프레스 성형품을 성형한다. 이에 의해, 프레스 성형품에 있어서의 스프링백의 발생을 억제하고 있다.

이 프레스 성형품의 제조 방법에서는, 다이를 펀치측으로 압입하여 종벽을 성형할 때, 펀치측 패드가 펀치로부터 돌출되어 있다. 이 때문에, 소재 금속판에 있어서의 펀치측 패드의 견부와 펀치의 견부 사이에, 이완부(여선부)가 발생한다. 이 이완부(여선부)는, 소재 금속판의 표면측으로 약간 만곡된다.

그리고 다이측 패드 및 다이를, 펀치측으로 더욱 압입하여, 프레스 성형품의 천장판을 성형한다. 이때, 펀치의 견부에 의해 구부러진 소재 금속판의 부분이, 종벽의 기단측으로 압출되어 종벽이 된다. 이에 의해, 이형 후에 있어서의 프레스 성형품의 종벽의 기단부에는, 프레스 성형품의 내측을 향하는 제1 모멘트가 발생한다(특허문헌 2의 도 5의 (b)에 있어서의 화살표를 참조).

또한, 이완부(여선부)는, 펀치 및 다이에 의해 최종적으로 압궤되지만, 압궤되기 전의 이완부(여선부)는 소재 금속판의 표면측으로 볼록하게 약간 만곡되어 변형되어 있다. 이 때문에, 이형 후의 프레스 성형품에 있어서 천장판의 폭 방향 양단부에는, 프레스 성형품의 내측을 향하는 제2 모멘트가 발생한다(특허문헌 2의 도 5의 (b)에 있어서의 화살표를 참조).

그리고 이형 후의 프레스 성형품의 능선부에는, 프레스 성형품의 외측을 향하는 제3 모멘트가 발생하지만(특허문헌 2의 도 5의 (b)에 있어서의 화살표를 참조), 제3 모멘트가 제1 및 제2 모멘트에 의해 상쇄되어, 프레스 성형품에 있어서의 스프링백을 억제할 수 있다.

그러나 상기 프레스 성형품의 제조 방법에서는, 펀치측 패드의 펀치로부터의 돌출량이 커짐에 따라, 상기 제1 및 제2 모멘트의 양쪽이 커진다. 이것에 따라서, 종벽이 내측으로 변위되는 양(스프링고가 되는 양)도 커진다. 이 때문에, 펀치측 패드의 펀치로부터의 돌출량에 대해, 폭 방향에 있어서의 종벽의 치수가 과민하게 변화된다.

이에 의해, 폭 방향에 있어서의 종벽의 치수를, 설정한 공차 내로 수용할 수 있는 펀치측 패드의 돌출량의 범위가 비교적 좁혀진다. 이 때문에, 펀치측 패드의 돌출량을 고정밀도로 조정하여 프레스 성형할 필요가 있다. 따라서, 프레스 성형품의 제조 방법에서는, 펀치측 패드의 돌출량의 범위를 확대해도 종벽의 치수가 공차 내로 되는 프레스 성형품을 성형할 수 있는 것이 요망된다.

본 개시는, 상기 사실을 고려하여, 이너 패드의 펀치로부터의 돌출량의 범위를 확대해도 프레스 성형품의 치수 정밀도를 확보할 수 있는 프레스 성형품의 제조 방법 및 프레스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하는 프레스 성형품의 제조 방법은, 정상부에 이너 패드를 구비한 펀치와, 상기 이너 패드와 대향하여 배치된 다이 패드를 구비한 다이를 포함하여 구성된 프레스 장치에 의해, 소재 금속판으로부터, 천장판과, 상기 천장판의 폭 방향 양측에 위치하는 한 쌍의 능선부와, 상기 능선부로부터 상기 천장판의 판 두께 방향 일방 측으로 연장 돌출된 한 쌍의 종벽을 갖는 프레스 성형품을 제조하는 방법이며, 상기 이너 패드를 상기 펀치로부터 상기 다이측으로 돌출시키고, 또한 소재 금속판의 판 두께 방향 일방 측을 상기 이너 패드측으로 하여 상기 소재 금속판을 상기 이너 패드 상에 배치함과 함께, 상기 다이 패드를 상기 다이로부터 상기 펀치측으로 돌출시키고, 또한 상기 다이 패드를 상기 이너 패드로부터 상기 소재 금속판의 판 두께보다 큰 소정 거리만큼 이격시킨 위치에 배치하는 제1 공정과, 상기 다이를 상기 다이 패드, 상기 이너 패드 및 상기 펀치에 대해 상기 펀치측으로 상대 이동시켜 상기 다이 및 상기 펀치에 의해 상기 종벽을 형성함과 함께, 상기 다이 패드 및 상기 다이를 일체가 되게 하는 제2 공정과, 일체로 된 상기 다이 및 상기 다이 패드와 상기 이너 패드를 상기 펀치에 대해 상기 펀치측으로 상대 이동시켜 상기 천장판을 형성하는 제3 공정을 구비하고 있다.

상기 과제를 해결하는 프레스 성형품의 제조 방법에 의하면, 소재 금속판을 사용하여 프레스 성형품을 제조한다. 이 프레스 성형품은, 천장판과, 천장판의 폭 방향 양측에 위치하는 한 쌍의 능선부와, 능선부로부터 천장판의 판 두께 방향 일방 측으로 연장 돌출된 한 쌍의 종벽을 갖고 있다.

그리고 제1 공정에서는, 이너 패드가 펀치로부터 다이측으로 돌출되고, 소재 금속판의 판 두께 방향 일방 측을 이너 패드측으로 하여, 소재 금속판을 이너 패드 상에 배치한다. 또한, 다이 패드가 다이로부터 펀치측으로 돌출되고, 다이 패드를 이너 패드에 대해 소재 금속판의 판 두께보다 큰 소정 거리만큼 이격시켜 배치한다.

제2 공정에서는, 다이를, 다이 패드, 이너 패드 및 펀치에 대해 펀치측으로 상대 이동시키고, 다이 및 펀치에 의해 소재 금속판에 종벽을 형성함과 함께, 다이 패드 및 다이를 일체화한다. 또한, 제3 공정에서는, 일체화한 다이 및 다이 패드와, 이너 패드를 펀치에 대해 펀치측으로 상대 이동시켜 소재 금속판에 천장판을 형성한다. 이에 의해, 프레스 성형품이 성형된다.

이와 같이, 본 개시의 프레스 성형품의 제조 방법에서는, 다이 패드를 이너 패드에 대해 소재 금속판의 판 두께보다 큰 소정 거리만큼 이격시켜 배치한다. 그리고 이 상태에 있어서, 다이를, 다이 패드, 이너 패드 및 펀치에 대해 펀치측으로 상대 이동시켜 소재 금속판에 종벽을 형성한다. 이 때문에, 성형 후의 프레스 성형품에 있어서, 전술한 제2 모멘트의 발생을 억제할 수 있다.

즉, 제2 공정에 있어서 다이를 펀치측으로 상대 이동시켜, 소재 금속판을 다이의 양 견부(다이 구멍의 에지)에서 압박할 때, 다이 패드는 이너 패드에 대해 소정 거리만큼 이격되어 배치되어 있다. 이에 의해, 소재 금속판의 다이 패드와 이너 패드 사이의 부분에 있어서의 다이 패드측으로의 휨을 조정하면서 발생시킬 수 있다.

이 때문에, 예를 들어 소재 금속판의 다이 패드와 이너 패드 사이의 부분에 있어서의 휨이 탄성 영역 내에서 행해지도록, 상기 소정 거리를 설정함으로써, 소재 금속판에 있어서의 상기 이완부에 대응하는 부분이 만곡 형상으로 소성 변형되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 이형 후의 프레스 성형품에 있어서, 전술한 제2 모멘트의 발생을 억제할 수 있다.

즉, 프레스 성형품에 발생하는 모멘트를, 주로, 종벽의 기단부에 있어서 프레스 성형품의 내측을 향하는 제1 모멘트와, 능선부에 있어서 프레스 성형품의 외측을 향하는 제3 모멘트로 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 폭 방향에 있어서의 종벽의 변위량에 대한 제2 모멘트에 의한 영향을 억제하고, 주로 제1 모멘트만으로, 폭 방향에 있어서의 종벽의 변위량을 조정할 수 있다.

이에 의해, 이너 패드의 펀치로부터의 돌출량에 대해, 프레스 성형품의 종벽의 개방량(견부(능선부(10B))의 각도)이 과민하게 변화되는 것을 억제할 수 있어, 이너 패드의 펀치로부터의 돌출량의 범위를 확대할 수 있다. 그 결과, 이너 패드의 돌출량이 커짐에 따라, 종벽에 있어서의 프레스 성형품의 내측으로의 변위량이 극단적으로 커지는 현상을 억제할 수 있다. 따라서, 이너 패드의 펀치로부터의 돌출량의 범위를 확대해도, 종벽의 치수 정밀도가 공차 내로 유지된 프레스 성형품을 성형할 수 있다. 즉, 프레스 장치의 이너 패드의 펀치로부터의 돌출량의 관리가 용이해진다.

본 개시의 프레스 성형품의 제조 방법에 의하면, 이너 패드의 펀치로부터의 돌출량의 범위를 확대해도 프레스 성형품의 치수 정밀도를 확보할 수 있다.

도 1a는 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형 부품의 제조 방법에 있어서의 제1 공정을 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 1b는 도 1a에 나타낸 이동 장치 및 패드 가압 장치의 작동을 제어하는 제어부의 블록도이다.
도 2a는 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형 부품의 제조 방법에 있어서의 제2 공정을 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 2b는 도 2a에 나타낸 상태로부터 다이를 펀치측으로 상대 이동시켜 다이와 다이 패드를 일체화한 상태를 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 3a는 도 2b의 상태로부터 다이 및 다이 패드를 펀치측으로 더욱 상대 이동시킨 상태를 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 상태로부터 다이 및 다이 패드를 하사점에 도달시킨 상태를 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 4는 도 1a의 프레스 장치로 성형한 프레스 성형품을 나타내는, 정면으로부터 본 단면도이다.
도 5는 예비 가공이 실시된 소재 금속판을 정면으로부터 본 단면도이다.
도 6a는 소재 금속판에 예비 가공을 실시하는 제1 예비 가공 공정을 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 6b는 소재 금속판에 예비 가공을 실시하는 제2 예비 가공 공정을 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 7은 비교예의 프레스 성형품의 제조 방법의 제2 공정의 종기에 있어서의, 펀치의 견부의 주변을 나타내는 단면도이다.
도 8은 프레스 성형품에 있어서의 능선부의 주변에 발생하는 모멘트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 도 2a의 펀치의 견부의 주변을 확대한 단면도이다.
도 10은 이너 패드의 펀치로부터의 돌출량과, 설정 치수에 대한 종벽의 어긋남량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은 도 10의 그래프로 나타낸 시뮬레이션 결과를 얻을 때에 사용한 프레스 성형품의 치수 관계를 나타내는, 정면으로부터 본 단면도이다.
도 12는 제2 실시 형태에 관한 프레스 성형 부품의 제조 방법에 있어서의 제1 공정의 상태를 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 13a는 제2 실시 형태에 관한 프레스 성형 부품의 제조 방법에 있어서의 제2 공정의 상태를 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 13b는 도 13a에 나타낸 상태로부터 다이를 펀치측으로 상대 이동시켜 다이와 다이 패드를 일체화한 상태를 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 14a는 도 13b의 상태로부터 다이 및 다이 패드를 펀치측으로 더욱 상대 이동시킨 상태를 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 14b는 도 14a의 상태로부터 다이 및 다이 패드를 하사점에 도달시킨 상태를 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 15는 도 1a에 나타낸 프레스 장치의 변형예의 일례를 나타내는, 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 16은 도 1a에 나타낸 프레스 장치에 스토퍼를 추가한 예를 나타내는, 확대한 단면도이다.
도 17은 도 16에 나타낸 스토퍼를 이너 패드에 대해 상대 이동 가능하게 한 프레스 장치의 정면으로부터 본 단면도이다.
도 18은 도 17에 나타낸 프레스 장치에 있어서, 다이 및 다이 패드를 하사점에 도달시킨 상태를 도시하는 단면도이다.

(제1 실시 형태)

이하, 도 1 내지 도 11을 참조하면서, 제1 실시 형태에 관한 프레스 성형품의 제조 방법에 대해 설명한다. 프레스 성형품의 제조 방법에서는, 소재 금속판(20)을 최종 성형품인 프레스 성형품(10)으로 성형한다. 이 제1 실시 형태에서 사용하는 소재 금속판(20)은 예비 가공이 실시되어 있다.

이하, 먼저 프레스 성형품(10)의 구성에 대해 설명하고, 이어서 소재 금속판(20)의 예비 가공 및 프레스 성형품의 제조 방법에 대해 설명한다. 또한, 도면에 있어서 동일한 부재 등에는 동일한 부호를 붙이고 있고, 이하의 설명에 있어서 동일 부재에 대해 앞서 설명한 것은, 적절하게 설명을 생략하고 있다.

(프레스 성형품(10)에 대해)

도 4를 참조하면서, 프레스 성형품(10)의 구성에 대해 설명한다. 또한, 도 4에 나타낸 화살표 W는 프레스 성형품(10)의 폭 방향을 나타내고, 화살표 A는 프레스 성형품(10)의 상측을 나타내고, 화살표 B는 프레스 성형품(10)의 하측을 나타낸다. 화살표 A 및 화살표 B는, 각각 프레스 방향을 나타낸다.

프레스 성형품(10)은, 예를 들어 인장 강도가 440㎫ 이상인 고강도 강판으로 구성되어 있다. 인장 강도가 높아질수록 스프링백은 현재화된다. 이 프레스 성형품(10)은, 예를 들어 자동차의 골격을 구성하는 대략 긴 형상을 이루는 차체 골격 부재로서 사용된다. 그리고 프레스 성형품(10)은, 길이 방향 일방 측의 정면으로부터 보아, 단면이 대략 햇 형상으로 형성되어 있다.

구체적으로, 프레스 성형품(10)은, 프레스 성형품(10)의 폭 방향으로 연장되는 천장판(10A)과, 천장판(10A)의 폭 방향 양단부에 인접하고, 또한 표면측으로 볼록해지는 호 형상으로 만곡된 한 쌍의 능선부(10B)를 구비한다. 또한, 프레스 성형품(10)은, 능선부(10B)로부터 천장판(10A)의 판 두께 방향 일방 측인 이면측으로 연장 돌출된 한 쌍의 종벽(10C)과, 한 쌍의 종벽(10C)의 선단(하단)에 인접하고, 또한 이면측으로 볼록해지는 호 형상으로 만곡된 한 쌍의 능선부(10D)를 구비한다. 또한, 프레스 성형품(10)은, 한 쌍의 능선부(10D)로부터 천장판(10A)의 폭 방향 양측(종벽(10C)의 표면측)으로 각각 연장 돌출된 한 쌍의 플랜지(10E)를 구비한다.

또한, 이하의 설명에서는, 프레스 성형품(10)의 판 두께 방향 일방 측인 이면측을 프레스 성형품(10)의 내측으로 하고, 프레스 성형품(10)의 판 두께 방향 타방 측인 표면측을 프레스 성형품(10)의 외측으로 한다. 그리고 상술한 바와 같이, 한 쌍의 능선부(10B)는, 천장판(10A)과 종벽(10C)의 경계부를 형성하고, 정면에서 보아 프레스 성형품(10)의 외측으로 볼록해지는 굽힘부가 된다.

(소재 금속판(20)의 예비 가공에 대해)

다음으로, 소재 금속판(20)의 예비 가공에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 예비 가공 전의 소재 금속판과 예비 가공 후의 소재 금속판을 구별하기 위해, 예비 가공 전의 소재 금속판에 부호 20을 붙이고, 예비 가공 후의 소재 금속판에 부호 22를 붙이고 있다. 예비 가공 후의 소재 금속판을 중간 성형품(22)이라고 한다.

먼저, 도 5를 참조하면서, 예비 가공 후의 중간 성형품(22)의 구성에 대해 설명한다. 또한, 도 5에 도시한 화살표 W는 중간 성형품(22)의 폭 방향을 나타내고, 화살표 A는 중간 성형품(22)의 상측을 나타내고, 화살표 B는 중간 성형품(22)의 하측을 나타낸다. 그리고 중간 성형품(22)의 폭 방향과 프레스 성형품(10)의 폭 방향이 일치하고, 중간 성형품(22)의 상하 방향과 프레스 성형품(10)의 상하 방향이 일치한다.

이 도면에 도시한 바와 같이, 중간 성형품(22)에는, 프레스 성형품(10)의 능선부(10D) 및 플랜지(10E)에 대응하는 부분이 미리 형성되어 있다. 즉, 중간 성형품(22)은, 정면으로부터 본 단면에서 보아, 상측으로 개방된 대략 U자 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로, 중간 성형품(22)은, 중간 성형품(22)의 폭 방향 중간부를 형성하는 본체부(22A)와, 본체부(22A)의 폭 방향 양단부에 인접하고 능선부(10D)에 대응하는 능선부(22D)와, 플랜지(10E)에 대응하는 플랜지(22E)를 포함하고 있다.

도 6a 및 도 6b는, 예비 가공용 프레스 장치(30)를 도시하는 도면이며, 프레스 장치(30)는 소재 금속판(20)에 예비 가공을 실시한다. 또한, 도 6a 및 도 6b에서는, 화살표 W를 프레스 장치(30)의 폭 방향으로 하고, 화살표 A를 프레스 장치(30)의 장치 상측으로 하고, 화살표 B를 프레스 장치(30)의 장치 하측으로 한다. 그리고 프레스 장치(30)의 폭 방향과 중간 성형품(22)의 폭 방향이 일치하고 있고, 프레스 장치(30)의 장치 상하 방향과 중간 성형품(22)의 상하 방향이 일치한다.

프레스 장치(30)는, 프레스 장치(30)의 장치 상측 부분을 구성하는 펀치(32)와, 프레스 장치(30)의 장치 하측 부분을 구성하는 다이(34)를 포함하고 있다. 또한, 다이(34)는 다이(34)의 폭 방향 중앙 부분에 배치되는 패드(36)를 구비한다.

펀치(32)는, 중간 성형품(22)의 본체부(22A), 능선부(22D) 및 플랜지(22E)의 표면측의 형상에 대응한 성형면을 구비한다. 또한, 펀치(32)에는, 이동 장치(38)가 연결되어 있고, 이동 장치(38)는, 일례로서 유압 장치, 전동 구동 장치 등으로 할 수 있다. 이에 의해, 펀치(32)는, 이동 장치(38)에 의해 다이(34)에 근접하는 방향 및 이격되는 방향인 장치 상하 방향(프레스 방향)으로 이동한다.

다이(34)는, 중간 성형품(22)의 능선부(22D) 및 플랜지(22E)의 이면측의 형상에 대응한 성형면을 갖고 있다. 또한, 다이(34)의 폭 방향 중앙부에는, 패드(36)를 수납하기 위한 오목부(34A)가 형성되어 있고, 오목부(34A)는, 펀치(32)측인 장치 상측으로 개방되어 있다.

패드(36)는, 펀치(32)의 장치 하측에 배치되고, 패드(36)의 상면이 장치 상하 방향과 직교한다. 이 패드(36)는, 패드 가압 장치(39)에 의해 다이(34)에 연결되어 있고, 패드 가압 장치(39)는, 예를 들어 가스 쿠션, 유압 장치, 스프링, 전동 구동 장치 등으로 할 수 있다. 이에 의해, 패드(36)는, 패드 가압 장치(39)에 의해 다이(34)에 대해 장치 상하 방향(프레스 방향)으로 상대 이동한다. 패드(36)가이 다이(34)에 가장 접근하는 패드(36)의 하사점에서는, 패드(36)가 다이(34)의 오목부(34A)에 수용된다(도 6b 참조).

다음으로, 프레스 장치(30)로 소재 금속판(20)에 예비 가공을 실시하는 예비 가공 공정에 대해 설명한다. 이 예비 가공에서는, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 패드(36)를 패드 가압 장치(39)로 다이(34)에 대해 장치 상측으로 돌출시킨 상태(다이 구멍으로부터 패드(36)의 상면이 돌출된 상태)로 보유 지지하여, 소재 금속판(20)을 패드(36) 상에 세트한다. 또한, 이동 장치(38)에 의해 펀치(32)가 패드(36)에 접근하는 장치 하측으로 이동하여, 펀치(32) 및 패드(36)로 소재 금속판(20)의 폭 방향 중앙측의 부분을 가압 끼움 지지한다.

그리고 펀치(32) 및 패드(36)로 소재 금속판(20)을 가압 끼움 지지한 상태에서, 이동 장치(38)로, 펀치(32)를 다이(34)에 대해 장치 하측에 상대적으로 이동시킨다. 패드(36)도, 펀치(32) 및 패드(36)로 소재 금속판(20)을 가압 끼움 지지한 채, 펀치(32)에 압박되어 다이(34)에 대해 장치 하측으로 상대적으로 이동한다. 도 6b에 나타낸 바와 같이, 펀치(32) 및 패드(36)가 하사점에 도달하면, 소재 금속판(20)이 펀치(32)의 펀치 견부 및 다이(34)의 다이 구멍의 구석(저부 코너부)에서 가압 끼움 지지된다. 이에 의해, 중간 성형품(22)의 한 쌍의 능선부(22D) 및 플랜지(22E)가 형성된다. 이상에 의해, 소재 금속판(20)을 예비 가공이 실시된 중간 성형품(22)으로 성형한다.

(프레스 성형품(10)의 제조 방법에 대해)

다음으로, 프레스 성형품(10)의 제조 방법에 대해 설명한다. 프레스 성형품(10)의 제조 방법에서는, 프레스 장치(40)를 사용하여, 예비 가공이 실시된 중간 성형품(22)을 프레스 성형품(10)으로 성형한다. 먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하면서, 프레스 장치(40)에 대해 설명한다.

또한, 도 1 내지 도 3에 있어서 나타낸 화살표 W는 프레스 장치(40)의 폭 방향을 나타내고, 화살표 A는 프레스 장치(40)의 장치 상측을 나타내고, 화살표 B는 프레스 장치(40)의 장치 하측을 나타낸다. 그리고 프레스 장치(40)의 폭 방향과 프레스 성형품(10) 및 중간 성형품(22)의 폭 방향이 일치하고, 프레스 장치(40)의 장치 상하 방향(프레스 방향)과 프레스 성형품(10) 및 중간 성형품(22)의 상하 방향이 일치한다.

프레스 장치(40)는, 프레스 장치(40)의 장치 상측 부분을 구성하는 다이(42)와, 프레스 장치(40)의 장치 하측 부분을 구성하는 펀치(46)를 포함하고 있다. 다이(42)와 펀치(46)는, 장치 상하 방향에 대향하여 배치되어 있다.

다이(42)의 폭 방향 중앙부에는, 장치 하측으로 개방된 다이 구멍의 일례인 오목부(42A)가 형성되어 있다. 오목부(42A) 내에는, 펀치(46)의 정상부(46C)에 대향하는 다이 저부(42D)가 장치 상측에 형성되어 있다. 다이 저부(42D)에는, 다이 패드 수용부의 일례인 패드 수용부(42B)가 형성되어 있다. 패드 수용부(42B)는, 장치 하측으로 개방된 오목 형상이다. 패드 수용부(42B)는, 후술하는 다이 패드(44)를 수용한다. 오목부(42A)에 있어서의 패드 수용부(42B)를 제외한 내주면은, 프레스 성형품(10)의 천장판(10A)의 폭 방향 양측 부분, 능선부(10B), 종벽(10C), 능선부(10D)의 표면에 대응한 성형면이다.

다이 저부(42D)의 양측에는, 펀치(46)의 견부(46D)(후술)에 대응하는 저부 코너부(42E)가 형성되어 있다. 펀치의 일부와 다이의 일부가 대응한다고 하는 것은, 성형 하사점에 있어서 펀치의 일부와 다이의 일부가 대향한다고 하는 의미이다. 저부 코너부(42E)는, 프레스 성형품(10)의 능선부(10B)에 대응하는 성형면이다. 이 저부 코너부(42E)는, 펀치(46)의 견부(46D)와 요철이 반전된 형상인 것이 바람직하다. 각 저부 코너부(42E)로부터는, 펀치(46)의 펀치 벽면(46E)에 대응하는 다이 구멍 벽면(42F)이 연장 돌출된다.

다이(42)의 다이 저부(42D)에는, 각 저부 코너부(42E)로부터 패드 수용부(42B)를 향함에 따라서 펀치(46)측으로 돌출되는 다이측 경사면의 일례인 경사면(42C)이 형성되어 있다. 경사면(42C)은, 패드 수용부(42B)의 폭 방향 양측에 인접한다.

또한, 다이(42)는, 이동 장치(50)에 연결되어 있다. 이동 장치(50)는, 예를 들어 유압 장치, 전동 구동 장치 등으로 할 수 있다. 이 이동 장치(50)에는, 제어부(56)(도 1b 참조)에 접속되어 있다. 제어부(56)는, 이동 장치(50)를 작동하고, 이동 장치(50)로 다이(42)를 장치 상하 방향으로 이동한다. 이에 의해, 다이(42)는 펀치(46)에 근접시키는 방향 또는 이격시키는 방향으로 상대적으로 이동한다. 또한, 다이(42)를 펀치(46)에 근접시킬 때에는, 다이(42)의 양 견부(42G)가 중간 성형품(22)에 맞닿는다.

다이(42)의 폭 방향 중앙부에는, 다이 패드(44)가 설치되어 있다. 다이 패드(44)는, 정면으로부터 본 단면에서 보아 대략 직육면체 블록 형상으로 형성되어 있다. 다이 패드(44)는, 이너 패드(48)의 상면(48A)에 대향하는 이너 패드 대향면의 일례인 하면(44A)을 구비한다. 하면(44A)에는, 프레스 성형품의 천장판 형상에 요철이 있는 경우, 프레스 성형품의 형상에 따른 요철이 마련된다.

다이 패드(44)는, 제2 연결 장치의 일례인 패드 가압 장치(52)에 의해 다이(42)에 연결되어 있다. 패드 가압 장치(52)는, 예를 들어 유압 장치, 전동 구동 장치 등으로 할 수 있다. 패드 가압 장치(52)는, 제어부(56)(도 1b 참조)에 접속되어 있다. 제어부(56)는, 패드 가압 장치(52)를 작동한다. 패드 가압 장치(52)는, 다이 패드(44)를 다이(42)에 대해 장치 상하 방향으로 상대 이동시키고, 다이 패드(44)를 프레스 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 제어부(56)는, 패드 가압 장치(52)에 의해 다이 패드(44)와 다이(42)의 프레스 방향의 간격을 변경한다.

제어부(56)는, 다이(42)에 대한 다이 패드(44)의 상대 위치를 제어한다. 이에 의해, 제어부(56)는, 후술하는 이너 패드(48)에 대한 다이 패드(44)의 상대 위치를 제어한다. 그리고 다이 패드(44)가 다이(42)에 가장 접근한 상태에 있어서, 다이 패드(44)는 패드 수용부(42B) 내에 수용된다(도 2b 참조). 다이 패드(44)를 패드 수용부(42B) 내에 수용한 상태에 있어서, 다이 패드(44)의 하면(44A)은, 패드 수용부(42B)의 개구면으로부터 장치 상측에 위치하고, 하면(44A)은, 패드 수용부(42B)로부터 장치 하측으로 돌출되지 않는다(들어가 있음).

펀치(46)는, 다이(42) 및 다이 패드(44)의 장치 하측에 배치되고, 다이(42) 및 다이 패드(44)와 장치 상하 방향으로 대향한다. 펀치(46)는, 정면으로부터 본 단면에서 보아, 장치 상측으로 돌출된 볼록 형상으로 형성되어 있다. 펀치(46)의 외면은, 프레스 성형품(10)의 천장판(10A)의 폭 방향 양측 부분, 능선부(10B), 종벽(10C), 능선부(10D) 및 플랜지(10E)의 이면에 대응한 성형면이다.

펀치(46)는, 프레스 방향을 가로지르는 펀치(46)의 상면을 형성하는 정상부(46C)를 구비하고 있다. 이 정상부(46C)에는 이너 패드 수용부의 일례인 패드 수용부(46B)가 형성되어 있다. 또한, 정상부(46C)의 양측에는, 펀치 견부의 일례인 견부(46D)가 형성되어 있다. 각 견부(46D)로부터는, 펀치 벽면(46E)이 연장 돌출되어 있다.

펀치(46)의 정상부(46C)에는, 각 견부(46D)로부터 패드 수용부(46B)를 향함에 따라서 오목하게 들어가는 펀치측 경사면의 일례인 경사면(46A)이 형성되어 있다. 이 경사면(46A)은, 다이(42)의 경사면(42C)과 장치 상하 방향으로 대향한다. 즉, 경사면(46A)은, 경사면(42C)과 평행하고, 펀치(46)의 견부(46D)로부터 폭 방향 중앙측을 향함에 따라 장치 하측으로 경사진다.

패드 수용부(46B)는, 장치 상측을 향해 개방되는 오목 형상이다. 패드 수용부(46B)는, 후술하는 이너 패드(48)를 수용한다. 패드 수용부(46B)의 양측에는, 경사면(46A)이 인접한다.

또한, 펀치(46)의 정상부(46C)에 있어서의 폭 방향 중앙부에는, 이너 패드(48)가 설치되어 있다. 이너 패드(48)는, 정면으로부터 본 단면에서 보아 대략 직육면체 블록 형상이다. 이 이너 패드(48)는, 제1 연결 장치의 일례인 패드 가압 장치(54)에 의해 펀치(46)에 연결되어 있다. 패드 가압 장치(54)는, 예를 들어 유압 장치, 전동 구동 장치 등으로 할 수 있다.

패드 가압 장치(54)는, 제어부(56)(도 1b 참조)에 접속되어 있다. 제어부(56)는, 패드 가압 장치(54)를 작동하고, 패드 가압 장치(54)는 이너 패드(48)를 펀치(46)에 대해 장치 상하 방향으로 상대 이동한다. 이에 의해, 제어부(56)는 패드 가압 장치(54)에 의해 이너 패드(48)와 펀치(46)의 프레스 방향의 간격을 변경한다.

즉, 제어부(56)는, 펀치(46)에 대한 이너 패드(48)의 상대 위치를 제어한다. 이너 패드(48)는, 펀치(46)에 가장 접근한 상태에서, 패드 수용부(46B) 내에 수용된다(도 3b 참조).

이너 패드(48)는, 다이 패드(44)와 장치 상하 방향에 대향하여 배치되어 있다. 이너 패드(48)는, 이너 패드 정상면의 일례인 상면(48A)을 구비한다. 상면(48A)은, 다이 패드(44)의 하면(44A)과 평행하다. 상면(48A)도 하면(44A)과 마찬가지로, 프레스 성형품의 천장판의 형상에 요철이 있는 경우, 프레스 성형품의 형상에 따른 요철이 설치된다. 이너 패드(48)의 폭 치수는, 다이 패드(44)의 폭 치수와 일치한다. 이너 패드(48)를 패드 수용부(46B) 내에 수용한 상태에서는, 이너 패드(48)의 상면(48A)이 패드 수용부(46B)의 개구면과 동일 평면 상이 된다(도 3b 참조). 이 때문에, 이너 패드(48)를 패드 수용부(46B) 내에 수용한 상태에 있어서, 이너 패드(48)를 포함하는 펀치(46)의 정상부(46C)는, 장치 하측으로 오목하게 들어가는 오목 형상이 된다.

펀치(46)의 정상부(46C)에 있어서의 오목부량은, 장치 상하 방향에 있어서의 펀치(46)의 견부(46D)로부터 이너 패드(48)의 상면(48A)까지의 상하 치수를 나타낸다. 이 오목부량은, 프레스 성형품(10)을 프레스 장치(40)로부터 이형하였을 때, 프레스 성형품(10)의 천장판(10A)이 평탄 형상(평판 형상)으로 되도록 적절하게 설정되어 있다. 즉, 펀치(46)의 정상부(46C)에 있어서의 오목부량은, 프레스 성형품(10)에 사용되는 소재 금속판의 인장 강도나 판 두께 등에 따른 시뮬레이션 등에 의해 적절하게 설정한다.

여기서, 도 1a 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 후술하는 프레스 성형품의 제조 방법에 있어서의 제1 공정 내지 제3 공정에서는, 제어부(56)가 패드 가압 장치(52, 54)를 작동하여, 다이 패드(44)를 이너 패드(48)에 대해 소정 거리 H1만큼 장치 상측에 보유 지지한다. 소정 거리 H1은, 중간 성형품(22)의 판 두께보다 커, 중간 성형품(22)과 다이 패드(44)의 하면(44A) 사이에 간극이 생긴다. 또한, 소정 거리 H1에 대해서는, 후술한다. 또한, 부호 48C는, 이너 패드(48)의 견부(48C)를 나타낸다.

다음으로, 프레스 성형품(10)의 제조 방법에 대해 설명한다. 프레스 성형품(10)의 제조 방법은, 이하에 나타내는 제1 공정 내지 제3 공정을 구비한다.

도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, 제1 공정에서는, 제어부(56)로 패드 가압 장치(54)를 작동하고, 패드 가압 장치(54)로 이너 패드(48)를 패드 수용부(46B)로부터 장치 상측으로 돌출시킨 상태로 유지한다. 이너 패드(48)는, 펀치(46)의 견부(46D)로부터 돌출량 H2 돌출된다. 이 상태에 있어서, 중간 성형품(22)의 이면을 이너 패드(48)의 상면(48A) 상에 세트한다. 그리고 제어부(56)로 패드 가압 장치(52)를 작동하고, 패드 가압 장치(52)로 다이 패드(44)를 패드 수용부(42B)로부터 장치 하측으로 이동하여 다이 패드(44)를 중간 성형품(22)의 장치 상측에 배치한다. 이때, 다이 패드(44)를 이너 패드(48)에 대해 소정 거리 H1만큼 이격시킨 상태로 유지한다. 이에 의해, 중간 성형품(22)과 다이 패드(44)의 하면(44A) 사이에는 간극이 생긴다.

제2 공정에서는, 제어부(56)로 이동 장치(50) 및 패드 가압 장치(52)를 작동하여, 다이(42)를 도 1a에 나타낸 상태로부터, 다이 패드(44), 이너 패드(48) 및 펀치(46)에 대해 장치 하측(펀치(46)측)으로 상대적으로 이동한다(도 2a 참조). 이때, 다이 패드(44)와 이너 패드(48) 사이를 소정 거리 H1로 유지하고, 장치 상하 방향에 있어서의 다이 패드(44)와 이너 패드(48)의 상대 위치 관계를 유지한 채, 다이(42)를 장치 하측으로 이동한다. 이에 의해, 펀치(46)가 다이(42)의 오목부(다이 구멍)(42A) 내에 압입되어, 프레스 성형품(10)의 종벽(10C)이 성형된다.

또한, 중간 성형품(22)은, 다이(42)의 양 견부(42G)에 의해 장치 하측으로 압박된다. 이때, 다이(42)의 양 견부(42G)에 맞닿은 부위 사이에 위치하는 중간 성형품(22)의 폭 방향 중앙측의 부분은, 장치 상측으로 볼록하게 만곡되어 휜다. 이 볼록하게 휜 부분을 휨부(24)(도 2a 참조)로 한다.

이때, 휨부(24)의 이면이, 이너 패드(48)의 견부(48C) 및 펀치(46)의 양 견부(46D)에 맞닿고, 휨부(24)의 표면이 다이 패드(44)의 하면(44A)에 맞닿는다.

이하의 설명에서는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 휨부(24)에 있어서의 이너 패드(48)의 양 견부(48C) 사이의 부분을 제1 휨부(24A)로 한다. 또한, 이너 패드(48)의 양 견부(48C)에 맞닿은 부분을 제2 휨부(24B)로 하고, 이너 패드(48)의 견부(48C)와 펀치(46) 사이의 부분을 제3 휨부(24C)로 한다.

여기서, 본 실시 형태에서는, 제2 공정에 있어서, 휨부(24)의 제3 휨부(24C)에 있어서의 소성 변형을 억제하도록, 소정 거리 H1의 치수가 설정되어 있다. 더 상세하게는, 제1 휨부(24A)가 탄성 영역 내에서 휠 수 있는 최대의 치수로 소정 거리 H1이 설정되어 있다.

종래 기술에서는, 제2 공정에 있어서, 다이 패드(44)를 중간 성형품(22)에 대해 이격시키지 않는다. 이 경우, 중간 성형품(22)은, 다이 패드(44) 및 이너 패드(48)로 가압 끼움 지지된다. 이 상태에서, 펀치(46)를 다이(42)의 오목부(42A) 내에 압입하여, 프레스 성형품(10)의 종벽(10C)을 성형하면, 제1 휨부(24A)의 장치 상측으로의 휨이 허용되지 않는다. 그 결과, 제2 휨부(24B)와 제3 휨부(24C)에만 휨이 집중되기 때문에, 제3 휨부(24C)는, 제2 휨부(24B)를 기점으로 장치 하측으로 구부러져, 중간 성형품(22)의 표면측으로 볼록해지도록 약간 만곡된 상태로 소성 변형될 가능성이 있다.

이에 비해, 본 실시 형태에서는, 다이 패드(44)가 중간 성형품(22)에 대해 이격되어 있기 때문에, 제1 휨부(24A)의 장치 상측으로의 휨이 허용되고, 제1 휨부(24A)와 제2 휨부(24B)와 제3 휨부(24C)의 휨부(24) 전체에서 휘기 때문에, 제3 휨부(24C)의 휨이, 상기한 경우와 비교하여 작아진다. 게다가, 소정 거리 H1은, 제1 휨부(24A)가 탄성 영역 내에서 휠 수 있는 최대의 치수로 설정되어 있다. 이에 의해, 제3 휨부(24C)의 휨이 한층 작아져, 제3 휨부(24C)의 소성 변형을 억제할 수 있다.

이 소정 거리 H1은, 소재 금속판(20)의 인장 강도 및 판 두께나, 이너 패드(48), 펀치(46)의 각 폭 치수나, 펀치(46)의 견부(46D)로부터의 이너 패드(48)의 돌출량 H2 등에 기초하여, 시뮬레이션 등에 의해 적절하게 설정되어 있다.

그리고 제2 공정에서는, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 다이 패드(44)가 패드 수용부(42B) 내에 수용될 때까지 다이(42)를 장치 하측으로 이동하여, 다이(42) 및 다이 패드(44)가 일체화된다. 이에 의해, 다이 패드(44)는, 다이(42)에 대해 장치 상측 방향으로 상대 이동 불가능한 상태로 된다. 여기서, 본 명세서에 있어서, 다이 패드 및 다이가 일체화된다고 하는 것은, 다이 패드(44)가 다이(42)에 대해 장치 상측 방향으로 상대 이동 불가능한 상태로 하는 것을 말한다.

다이 패드 및 다이가 일체화되었을 때, 다이 패드(44)의 하면(44A)은, 패드 수용부(42B)로부터 장치 하측으로 돌출되지 않고, 패드 수용부(42B) 내에 수용된다. 또한, 중간 성형품(22)의 휨부(24)는, 다이(42)의 경사면(42C)의 폭 방향 내 측 단부가 형성하는 하단부(42H)와 이너 패드(48) 사이에 놓인다.

제3 공정에서는, 제어부(56)로 이동 장치(50)를 작동하고, 일체화한 다이(42) 및 다이 패드(44)를 다시 장치 하측으로 이동하여 펀치(46)측으로 압입한다. 이때, 제어부(56)로 패드 가압 장치(54)를 작동하고, 장치 상하 방향에 있어서의 다이 패드(44)와 이너 패드(48)의 상대 위치 관계를 유지한 채, 이너 패드(48)를 다이(42) 및 다이 패드(44)와 함께 장치 하측으로 이동한다. 이에 의해, 이너 패드(48)의 대부분이 패드 수용부(46B) 내에 수용된다(도 3a 참조). 이때, 중간 성형품(22)의 휨부(24)가, 평탄 형상(평판 형상)으로 되도록, 이너 패드(48)를 패드 수용부(46B) 내에 수용한다. 이에 의해, 장치 상측으로 볼록해지도록 휜 휨부(24)를 다이(42) 및 이너 패드(48)로 평탄 형상(평판 형상)으로 되돌린다.

그리고 제어부(56)로 이동 장치(50)를 작동하여, 일체화한 다이(42) 및 다이 패드(44)를 도 3a에 나타낸 상태로부터 이동 장치(50)로 장치 하측으로 더욱 이동하여 하사점에 도달시킨다. 이때, 제어부(56)로 패드 가압 장치(54)를 작동하여, 장치 상하 방향에 있어서의 다이 패드(44)와 이너 패드(48)의 상대 위치 관계를 유지한 채, 이너 패드(48)를 다이(42) 및 다이 패드(44)와 함께 장치 하측으로 이동하여, 이너 패드(48) 전체를 패드 수용부(46B) 내에 수용한다(도 3b 참조).

이에 의해, 중간 성형품(22)에 있어서의 천장판(10A)에 대응하는 부분이 중간 성형품(22)의 이면측(프레스 성형품(10)의 내측)으로 볼록하게 휘도록 중간 성형품(22)을 다이(42) 및 펀치(46)로 가압 끼움 지지한다. 구체적으로, 휨부(24)를 다이(42)의 경사면(42C) 및 펀치(46)의 경사면(46A)으로 가압 끼움 지지하여, 휨부(24)에 있어서의 제2 휨부(24B)를 편다. 그리고 프레스 성형품(10)을 프레스 장치(40)로부터 이형하여 평판 형상의 천장판(10A)을 구비한 프레스 성형품(10)을 얻는다.

다음으로, 본 실시 형태의 작용 및 효과에 대해, 배경기술에 기재된 비교예의 제조 방법과 비교하면서 설명한다. 먼저, 비교예에 있어서의 프레스 성형품의 제조 방법에 대해 설명한다. 비교예의 프레스 성형품의 제조 방법에서는, 본 실시 형태와 마찬가지로, 중간 성형품(22)을 사용하여 프레스 성형품(10)을 성형한다.

도 7은, 비교예의 프레스 장치에 있어서의 펀치(46)의 견부(46D)의 주변을 확대한 도면이다. 또한, 도 7에서는, 비교예의 프레스 장치에 있어서, 본 실시 형태와 마찬가지로 구성되어 있는 부분에는, 동일한 부호를 붙이고 있다. 또한, 비교예의 프레스 장치에서는, 본 실시 형태의 다이(42)의 경사면(42C) 및 펀치(46)의 경사면(46A)에 상당하는 부분이 장치 상하 방향에 대해 직교한다.

비교예의 제1 공정에서는, 본 실시 형태의 제1 공정과 달리, 다이 패드(44)를 패드 가압 장치(52)로 장치 하측으로 이동하였을 때, 중간 성형품(22)을 다이 패드(44) 및 이너 패드(48)로 가압 끼움 지지한다. 즉, 비교예의 제1 공정에서는, 중간 성형품(22)과 다이 패드(44) 사이에는 간극이 생겨 있지 않다.

그리고 비교예의 제2 공정에서는, 이 상태에서, 다이(42)를 펀치(46)측으로 압입하여, 프레스 성형품(10)의 종벽(10C)에 대응하는 부분을 성형한다. 이때, 이너 패드(48)는 펀치(46)에 대해 다이(42)측으로 돌출되어 있다. 이 때문에, 중간 성형품(22)에 있어서의 이너 패드(48)의 견부(48C)로부터 펀치(46)의 견부(46D)까지의 부분(이하: 이완부(26))이 프레스 장치의 폭 방향 외측을 향함에 따라서 장치 하측으로 비스듬히 구부러진다. 구체적으로, 이완부(26)가, 중간 성형품(22)의 표면측으로 볼록해지도록 약간 만곡된 상태로 소성 변형된다.

또한, 이완부(26)를 따른 길이 L1은, 폭 방향에 있어서의 이너 패드(48)와 펀치(46)의 견부(46D) 사이의 길이 L2보다 길다. 이 때문에, 도 7의 상태로부터, 다이(42) 및 다이 패드(44)를 하사점까지 이동하여, 다이(42) 및 다이 패드(44)와, 펀치(46)로 이완부(26)를 가압 끼움 지지하면, 펀치(46)의 견부(46D)에 의해 구부러진 부분(도 7에 나타낸 a부)이, 장치 하측으로 압출되어, 종벽(10C)의 일부가 된다. 또한, 이완부(26)의 이너 패드(48)측의 부분(도 7에 나타낸 b부)이 압궤되어, 천장판(10A)의 일부가 된다.

즉, 도 8에 나타낸 바와 같이, 비교예의 프레스 성형품(10)에서는, 상기 a부가, 종벽(10C)의 기단부를 형성하고, 상기 b부가, 천장판(10A)의 폭 방향 양측 부분을 형성한다. 그리고 종벽(10C)측으로 압출된 a부는, 펀치(46)의 견부(46D)에 의해 프레스 성형품(10)의 외측으로 볼록해지는 호 형상으로 구부러진 후에, 종벽(10C)으로서 펴진다. 이 때문에, 이형 후의 프레스 성형품(10)에서는, 프레스 성형품(10)의 a부가 호 형상으로 구부러진 상태로 복귀되려고 한다. 이에 의해, 프레스 성형품(10)의 a부에는, 프레스 성형품(10)의 내측을 향하는 제1 모멘트(도 8의 화살표 M1 참조)가 발생한다.

또한, 이완부(26)의 b부는, 프레스 성형품(10)의 외측(중간 성형품(22)의 표면측)으로 볼록해지도록 약간 만곡된 상태로 변형된 후, 천장판(10A)으로서 평판 형상이 된다(펴진다). 이 때문에, 이형 후에 있어서의 프레스 성형품(10)에서는, 프레스 성형품(10)의 b부가 만곡된 상태로 복귀되려고 한다. 이에 의해, 프레스 성형품(10)의 b부에는, 프레스 성형품(10)의 내측을 향하는 제2 모멘트(도 8의 화살표 M2 참조)가 발생한다.

또한, 프레스 성형품(10)의 a부와 b부 사이의 부분, 즉 프레스 성형품(10)의 능선부(10B)는, 펀치(46)의 견부(46D)에 의해 프레스 성형품(10)의 외측으로 볼록해지는 호 형상으로 구부러져 있다. 이형 후에 있어서의 프레스 성형품(10)에서는, 능선부(10B)가, 원래의 상태로 복귀되려고 한다. 이 때문에, 프레스 성형품(10)의 능선부(10B)에는, 프레스 성형품(10)의 외측을 향하는 제3 모멘트(도 8의 화살표 M3 참조)가 발생한다.

이상에 의해, 비교예에서는, 프레스 성형품(10)의 a부 및 b부에 발생하는 제1 및 제2 모멘트와, 프레스 성형품(10)의 능선부(10B)에 발생하는 제3 모멘트가 상쇄됨(균형을 이룸)으로써, 프레스 성형품(10)의 스프링백을 억제한다. 그러나 비교예의 제조 방법에서는, 이너 패드(48)의 펀치(46)로부터의 돌출량 H2가 커짐에 따라서, 이완부(26)에 대한 굽힘량이 커져, 이완부(26)가 중간 성형품(22)의 표면측으로 볼록하게 만곡되는 양이 커진다. 이에 의해, 이너 패드(48)의 펀치(46)로부터의 돌출량 H2가 커짐에 따라서, 프레스 성형품(10)의 a부에 발생하는 제1 모멘트 및 프레스 성형품(10)의 b부에 발생하는 제2 모멘트가 커진다. 이 때문에, 종벽(10C)이 프레스 성형품(10)의 내측으로 변위되는 양이 커진다. 바꾸어 말하면, 제1 및 제2 모멘트의 양쪽이 커짐으로써, 이너 패드(48)의 펀치(46)로부터의 돌출량 H2에 대해, 폭 방향에 있어서의 종벽(10C)의 치수가 과민하게 변화된다. 그 결과, 성형 후의 종벽(10C)을 설정 치수의 공차 내로 수용하기 위한, 이너 패드(48)의 펀치(46)로부터의 돌출량 H2의 범위(상한값과 하한값의 차)가 좁혀진다.

이에 비해, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 제1 공정에 있어서, 중간 성형품(22) 및 이너 패드(48)에 대해 장치 상측의 위치에 다이 패드(44)가 보유 지지되고, 다이 패드(44)가 이너 패드(48)에 대해 소정 거리 H1만큼 이격되는 점이 비교예와 상이하다.

또한, 제2 공정에서는, 다이 패드(44)와 이너 패드(48) 사이를 소정 거리 H1로 유지한다. 그리고 다이 패드(44)와 이너 패드(48)의 장치 상하 방향에 있어서의 상대 위치 관계를 유지한 채 다이(42)가 장치 하측으로 이동한다. 이 때문에, 도 9에 나타낸 바와 같이, 중간 성형품(22)의 휨부(24)에 있어서의 제1 휨부(24A)가, 장치 상측으로 볼록해지는 상태로 휘어, 제1 휨부(24A)의 상단이 다이 패드(44)의 하면(44A)에 맞닿는다.

단, 소정 거리 H1은, 제1 휨부(24A)가 탄성 영역 내에서 휘도록 설정되어 있다. 이 때문에, 상기 비교예와 같이, 제3 휨부(24C)가 소성 영역 내에서 변형되는 것을 억제할 수 있다.

여기서, 본 실시 형태와는 달리, 비교예와 마찬가지로, 중간 성형품(22)을 다이 패드(44) 및 이너 패드(48)로 가압 끼움 지지한 경우, 제2 공정에 있어서, 휨부(24)의 제1 휨부(24A)의 장치 상측으로의 휨이 허용되지 않는다. 이 때문에, 상기 비교예와 마찬가지로, 휨부(24)의 제3 휨부(24C)가, 중간 성형품(22)의 표면측으로 볼록해지도록 약간 만곡된 상태로 소성 변형된다. 이에 비해, 본 실시 형태에서는, 다이 패드(44)가 중간 성형품(22)에 대해 이격되어 있는 점이 비교예와 상이하다. 이 때문에, 제1 휨부(24A)의 장치 상측으로의 휨이 허용되고, 제3 휨부(24C)의 휨이, 중간 성형품(22)을 다이 패드(44) 및 이너 패드(48)로 가압 끼움 지지한 경우와 비교하여 작아진다. 게다가, 제1 휨부(24A)가 탄성 영역 내에서 휠 수 있는 최대의 치수로 소정 거리 H1이 설정되어 있다. 이 때문에, 제3 휨부(24C)의 휨이 한층 작아져, 제3 휨부(24C)의 소성 변형을 억제할 수 있다. 이에 의해, 이형 후에 있어서의 프레스 성형품(10)에서는, 상술한 b부에 있어서, 프레스 성형품(10)의 내측을 향하는 제2 모멘트의 발생을 억제할 수 있다.

따라서, 주로 a부에 발생하는 프레스 성형품(10)의 내측을 향한 제1 모멘트와, 능선부(10B)에 발생하는 프레스 성형품(10)의 외측을 향한 제3 모멘트를 상쇄하여(균형을 이루게 하여), 프레스 성형품(10)의 스프링백을 억제할 수 있다. 즉, 폭 방향에 있어서의 종벽(10C)의 변위량에 대한 제2 모멘트에 의한 영향을 억제하고, 주로 제1 모멘트만으로, 폭 방향에 있어서의 종벽(10C)의 변위량을 조정할 수 있다.

이에 의해, 이너 패드(48)의 펀치(46)로부터의 돌출량 H2의 변화에 대해 폭 방향에 있어서의 종벽(10C)의 치수가 과민하게 변화되는 것을 억제할 수 있어, 설정 치수의 공차 내로 성형 후의 종벽(10C)을 수용하기 위한, 이너 패드(48)의 펀치(46)로부터의 돌출량 H2의 범위(상한값과 하한값의 차)를 확대할 수 있다.

이상에 의해, 이너 패드(48)의 펀치(46)로부터의 돌출량 H2의 범위를 확대해도 종벽(10C)의 치수 정밀도를 공차 내로 유지하여 프레스 성형품(10)을 성형할 수 있다. 즉, 돌출량 H2의 관리가 용이해진다.

이하, 이 점에 대해, 도 10에 나타낸 그래프를 사용하여 설명한다. 이 그래프는, 도 11에 나타낸 프레스 성형품(10)을 상기 비교예 및 본 실시 형태의 제조 방법에 의해 성형하였을 때의 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다. 이 그래프에는, 이너 패드(48)의 펀치(46)로부터의 돌출량 H2와, 프레스 성형품(10)의 폭 방향에 있어서의 한쪽 종벽(10C)의 선단부의 위치의 관계가 나타나 있다.

먼저, 도 11에 나타낸 프레스 성형품(10)의 각 치수에 대해 설명한다. 이 프레스 성형품(10)에서는, 프레스 성형품(10)의 천장판(10A)측의 폭 치수가, 90㎜로 설정되어 있다. 또한, 프레스 성형품(10)의 상하 치수, 즉 천장판(10A)의 표면으로부터 플랜지(10E)의 표면까지의 상하 치수가, 60㎜로 설정되어 있다. 또한, 프레스 성형품(10)에 있어서의 천장판(10A)과 종벽(10C)이 이루는 각도가 100°로 설정되어 있다. 또한, 이 프레스 성형품(10)은 판 두께가 1.4㎜이고, 또한 인장 강도가 1180㎫급인 고강도 강판이다.

또한, 도 10에 나타낸 그래프에 있어서, 횡축은 이너 패드(48)의 펀치(46)의 견부(46D)로부터의 돌출량 H2(㎜)를 나타내고, 종축은 프레스 성형품(10)의 한쪽 종벽(10C)에 있어서의 선단부의 위치를 나타내고 있다.

또한, 종축에는, 폭 방향에 있어서의 종벽(10C)의 설정 치수에 대한 종벽(10C)의 어긋남량(변화량)(㎜)이 나타나 있다. 즉, 종축의 플러스측은, 설정 치수(위치)에 대해 성형 후에 이형한 후에 종벽(10C)이 폭 방향 외측에 위치하고 있는 것을 나타내고, 종축의 마이너스측은, 설정 치수(위치)에 대해 성형 후에 이형한 후에 종벽(10C)이 폭 방향 내측에 위치하고 있는 것을 나타낸다.

또한, 이 그래프에 있어서, 도트로 나타낸 범위가, 한쪽 종벽(10C)의 설정 치수에 대한 공차 내의 영역을 나타낸다. 즉, 본 실시 형태에서는, 한쪽 종벽(10C)의 설정 치수에 대한 공차가 ±0.5㎜로 설정되어 있다. 또한, 당해 그래프에서는, 흰색 동그라미 표시의 포인트가 비교예의 데이터를 나타내고 있고, 검은색 사각 표시의 포인트가 본 실시 형태의 데이터를 나타내고 있다. 또한, 도 10에 나타낸 본 실시 형태에서는, 소정 거리 H1이, 2.4㎜로 설정되어 있다. 즉, 제1 공정에서의 중간 성형품(22)과 다이 패드(44) 사이의 간극의 상하 치수가, 1.0㎜로 설정되어 있다.

이 그래프에 나타낸 바와 같이, 비교예에 있어서의 프레스 성형품(10)에서는, 이너 패드(48)의 펀치(46)의 견부(46D)로부터의 돌출량 H2가 커짐에 따라, 폭 방향에 있어서의 종벽(10C)의 프레스 성형품(10)의 내측으로의 변위량이 커짐을 알 수 있다. 바꾸어 말하면, 비교예에서는, 각 데이터를 연결하는 선의 기울기가 마이너스임을 알 수 있다. 각 데이터를 연결하는 선의 기울기의 절댓값이 크면 종벽(10C)의 설정 치수의 공차 내가 되는 돌출량 H2의 범위가 좁혀진다. 비교예에 있어서, 설정 치수의 공차 내로 종벽(10C)을 성형하기 위해서는, 돌출량 H2를, 약 1.9㎜ 내지 2.5㎜의 사이로 설정할 필요가 있고, 제조상, 허용할 수 있는 돌출량 H2의 변동 범위가, 약 0.6㎜가 된다. 즉, 프레스 장치(40)에 있어서, 허용할 수 있는 돌출량 H2의 변동 범위 내(0.6㎜의 범위 내)에, 펀치(46)에 대한 이너 패드(48)의 위치를 조절하여, 프레스 성형품(10)을 제조할 필요가 있다.

이에 비해, 본 실시 형태에 의하면, 도 10의 그래프에 나타낸 바와 같이, 각 데이터를 연결하는 선의 기울기의 절댓값이 비교예에 비해 작다. 그리고 본 실시 형태에서는, 설정 치수의 공차 내에 종벽(10C)을 성형하기 위한 돌출량 H2가, 약 0.5㎜ 내지 2.0㎜가 되어, 제조상, 허용할 수 있는 돌출량 H2의 변동 범위를, 약 1.5㎜로 확대할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 프레스 성형품의 제조 방법에 의하면, 폭 방향에 있어서의 설정 치수의 공차 내로 성형 후의 종벽(10C)을 수용하기 위한, 이너 패드(48)의 펀치(46)로부터의 돌출량 H2의 범위(상한값과 하한값의 차)를 확대할 수 있다. 또한, 프레스 장치(40)에 있어서, 이너 패드(48)의 조절 범위를 확대할 수 있으므로, 프레스 성형품(10)에 대한 생산성의 향상에 기여할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 프레스 장치(40)에 있어서의 펀치(46)의 정상부(46C)에는, 펀치(46)의 견부(46D)로부터 펀치(46)의 폭 방향 중앙측을 향함에 따라서 오목하게 들어가는 경사면(46A)이 형성되어 있다. 또한, 다이(42)의 하면에는, 경사면(46A)에 대향하여 배치되고, 또한 경사면(46A)과 평행을 이루는 경사면(42C)이 형성되어 있다.

이 때문에, 전술한 제3 공정에서는, 중간 성형품(22)에 있어서의 천장판(10A)에 대응하는 부분이 중간 성형품(22)의 이면측(프레스 성형품(10)의 내측)으로 볼록하게 휘도록, 중간 성형품(22)을 다이(42) 및 펀치(46)로 가압 끼움 지지할 수 있다. 이에 의해, 프레스 성형품(10)의 천장판(10A)을 효과적으로 평판 형상으로 할 수 있다.

이것을 상세하게 설명한다. 비교예 및 본 실시 형태의 제2 공정에서는, 휨부(24)의 제2 휨부(24B)가 이너 패드(48)의 견부(48C)에 맞닿아, 제2 휨부(24B)가 장치 상측으로 볼록하게 만곡되도록 휜다. 이 때문에, 제2 공정에 있어서, 중간 성형품(22)의 표면측으로 볼록해지는 구부러지려는 성질이 제2 휨부(24B)에 발생할 가능성이 있다.

그러나 본 실시 형태에서는, 펀치(46)의 정상부(46C)에 경사면(46A)이 성형되어 있고, 다이(42)의 하면에 경사면(42C)이 형성되어 있다. 이 때문에, 휨부(24)의 제2 휨부(24B)에 있어서, 구부러지려는 성질이 가령 발생해도, 제3 공정에 있어서, 제2 휨부(24B)의 구부러지려는 성질을 되돌려 펼 수 있다. 따라서, 프레스 성형품(10)의 천장판(10A)을 효과적으로 평판 형상으로 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 제1 공정부터 제3 공정의 완료까지, 다이 패드(44)가 이너 패드(48)에 대해 소정 거리 H1 이격된 상태를 유지한다. 즉, 제1 공정부터 제3 공정의 완료까지, 다이 패드(44)와 이너 패드(48)의 상대 위치 관계를 유지하고, 제3 공정에 있어서, 다이 패드(44)의 하면(44A)을 패드 수용부(42B) 내에 배치한다. 이 때문에, 다이(42) 및 다이 패드(44)의 치수 변동 등에 의해, 다이 패드(44)의 하면(44A)이 패드 수용부(42B)로부터 장치 하측으로 돌출되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 제3 공정에 있어서, 다이(42) 및 펀치(46)로, 중간 성형품(22)에 있어서의 천장판(10A)의 폭 방향 양측 부분에 대응하는 부분을 양호하게 가압 끼움 지지할 수 있다.

(제2 실시 형태)

다음으로, 도 12 내지 도 14를 참조하면서, 제2 실시 형태의 프레스 성형품의 제조 방법에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태의 프레스 장치(40)와 상이한 프레스 장치(60)를 사용하여 프레스 성형품(10)을 성형한다. 그리고 제2 실시 형태에 사용되는 프레스 장치(60)는, 다이(62)와 다이(62)에 수용되는 다이 패드(44)를 제외하고, 제1 실시 형태의 프레스 장치(40)와 마찬가지로 구성되어 있다. 이하, 구체적으로 설명한다. 또한, 프레스 장치(60)에서는, 프레스 장치(40)와 마찬가지로 구성되어 있는 부분에는, 동일한 부호를 붙이고 있다.

즉, 프레스 장치(60)의 다이(62)와 다이 패드(44)에서는, 다이 패드(44)의 폭 치수 DPH가, 제1 실시 형태와 비교하여 작은 것과, 다이 패드(44)를 수용하는 다이(62)의 패드 수용부(42B)의 폭 치수 DSH도, 제1 실시 형태와 비교하여 작은 것이 제1 실시 형태와 상이하다.

또한, 다이(62)에 있어서의 오목부(다이 구멍)(42A)의 저면(펀치(46)의 정상부(46C)와 대향하는 대향면)에는, 경사면(42C)과 패드 수용부(42B) 사이에 있어서, 한 쌍의 천장판 성형면(64)이 형성되어 있다. 천장판 성형면(64)은, 경사면(42C)의 폭 방향 내측 단부로부터 다이(62)의 폭 방향 중앙측으로 연장 돌출한다. 또한, 천장판 성형면(64)은, 장치 상하 방향에 있어서 이너 패드(48)와 대향하여 배치됨과 함께, 이너 패드(48)의 상면(48A)과 평행하다.

그리고 제2 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 마찬가지로 제1 공정으로부터 제3 공정을 거쳐, 프레스 성형품(10)을 성형한다. 즉, 도 12에 나타낸 바와 같이, 제1 공정에서는, 이너 패드(48)가 패드 수용부(46B)로부터 장치 상측으로 돌출된 상태에서, 중간 성형품(22)의 이면을 이너 패드(48)의 상면(48A) 상에 세트한다. 그리고 패드 가압 장치(52)로, 다이 패드(44)를 패드 수용부(42B)로부터 장치 하측으로 이동시켜, 다이 패드(44)를 이너 패드(48)에 대해 소정 거리 H1만큼 이격시킨 상태로 유지한다.

제2 공정에서는, 도 12에 나타낸 상태로부터, 장치 상하 방향에 있어서의 다이 패드(44)와 이너 패드(48)의 상대 위치 관계를 유지한 채, 다이(62)를 다이 패드(44), 이너 패드(48) 및 펀치(46)에 대해 이동 장치(50)로 펀치(46)측인 장치 하측으로 상대적으로 이동한다. 이에 의해, 펀치(46)를 다이(62)의 오목부(다이 구멍)(42A) 내에 압입하여, 중간 성형품(22)에 있어서의 종벽(10C)에 대응하는 부분을 성형한다(도 13a 참조).

다음으로, 다이(62)를, 다이 패드(44), 이너 패드(48) 및 펀치(46)에 대해 이동 장치(50)로 장치 하측으로 더욱 상대 이동하여, 다이(62) 및 다이 패드(44)를 일체화시킨다. 즉, 도 13b에 나타낸 바와 같이, 다이 패드(44)를 패드 수용부(42B) 내에 수용한다. 그리고 제2 실시 형태에서는, 제2 공정의 종기에 있어서, 다이(62) 및 다이 패드(44)를 일체화하였을 때, 다이(62)의 천장판 성형면(64)과 이너 패드(48)로 중간 성형품(22)을 가압 끼움 지지한다.

제3 공정에서는, 일체화한 다이(62) 및 다이 패드(44)를 이동 장치(50)로 장치 하측으로 더욱 이동하여 펀치(46)측으로 압입한다. 이때, 장치 상하 방향에 있어서의 다이 패드(44)와 이너 패드(48)의 상대 위치 관계와, 다이(62)의 천장판 성형면(64) 및 이너 패드(48)에 의한 천장판(20A)의 가압 끼움 지지를 패드 가압 장치(52, 54)로 유지한다. 이 상태를 유지한 채, 이너 패드(48)를 다이(62) 및 다이 패드(44)와 함께 장치 하측으로 이동하여, 패드 수용부(46B) 내에 수용한다(도 14a 참조). 즉, 중간 성형품(22)에 있어서의 프레스 성형품(10)의 천장판(10A)에 대응하는 부분이 평탄해지도록, 이너 패드(48)를 패드 수용부(46B) 내에 수용한다.

또한, 일체화한 다이(62) 및 다이 패드(44)를, 도 14a에 나타낸 상태로부터 이동 장치(50)로 장치 하측으로 더욱 이동하여 펀치(46)측으로 압입한다. 이에 의해, 중간 성형품(22)에 있어서의 천장판(10A)에 대응하는 부분이 중간 성형품(22)의 이면측(프레스 성형품(10)의 내측)으로 볼록하게 휘도록 중간 성형품(22)을 다이(62) 및 펀치(46)로 가압 끼움 지지한다(도 14b 참조). 그 결과, 이형 후에 있어서의 프레스 성형품(10)은 천장판(10A)이 평면 형상으로 된다. 이상에 의해, 제2 실시 형태에 있어서도, 프레스 성형품(10)에 발생하는 제2 모멘트를 억제할 수 있으므로, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 제2 공정의 종기에 있어서, 다이(62) 및 다이 패드(44)를 일체화시켰을 때, 다이(62)의 천장판 성형면(64)과 이너 패드(48)로 중간 성형품(22)을 가압 끼움 지지할 수 있다. 이에 의해, 성형 후의 프레스 성형품(10)에 있어서의 천장판(10A)의 평탄화에 기여할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 프레스 성형품(10)이 단면 햇 형상으로 형성되어 있지만, 프레스 성형품(10)을 하측으로 개방한 단면 U자 형상(홈 형상)으로 형성해도 된다. 즉, 프레스 성형품(10)에 있어서 한 쌍의 능선부(10D) 및 플랜지(10E)를 생략한 형태로 한 경우라도, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 프레스 성형품의 제조 방법을 적용할 수 있다. 또한, 이 경우에는, 소재 금속판(20)에 예비 가공을 실시하지 않고, 소재 금속판(20)을 프레스 장치(40, 60)로 직접 프레스한다. 또한, 프레스 성형품(10)에 있어서 한쪽 능선부(10D) 및 플랜지(10E)를 생략한 형태로 한 경우라도, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 프레스 성형품의 제조 방법을 적용할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 프레스 성형품(10)의 천장판(10A) 및 종벽(10C)을 평판 형상으로 형성하였지만, 프레스 성형품(10)의 천장판(10A) 및 종벽(10C)에 단차 형상 등을 형성해도 된다. 또한, 평면에서 보아 프레스 성형품(10)의 길이 방향 중간부가 폭 방향 일방 측 또는 폭 방향 타방 측으로 볼록해지도록 프레스 성형품(10)을 약간 만곡시켜도 된다. 또한, 측면에서 보아 프레스 성형품(10)의 길이 방향 중간부가 상측 또는 하측으로 볼록해지도록 프레스 성형품(10)을 약간 만곡시켜도 된다.

또한, 프레스 성형품(10)에 있어서, 전술한 제2 모멘트의 발생을 억제한다고 하는 관점에서, 중간 성형품(22)의 휨부(24)에 있어서의 제1 휨부(24A)를 탄성 영역 내에서 휘게 하도록, 소정 거리 H1을 설정하는 것이 바람직하다. 그러나 전술한 바와 같이, 예를 들어 장치 상하 방향에 있어서의 다이 패드(44)나 이너 패드(48)의 위치 오차 등의 범위 내에 있어서, 휨부(24)에 있어서의 제1 휨부(24A)가 소성 영역 내에서 휘어도 된다. 이 경우, 전술한 제3 공정에 있어서, 휨부(24)를 프레스 성형품(10)의 내측으로 펼 수 있다.

이들에 의해서도, 이형 후에 있어서의 프레스 성형품(10)의 천장판(10A)을 평탄화할 수 있다. 또한, 이형 후에 있어서의 프레스 성형품(10)의 천장판(10A)의 평면도 등을 공차 내로 수용할 수 있고, 또한 제2 모멘트의 발생을 유효하게 억제할 수 있다. 이 경우, 다이 패드(44)의 하면(44A)에 이너 패드(48)측(장치 하측)으로 돌출되는 볼록 형상을 설치하여, 이너 패드(48)의 상면(48A)에, 다이 패드(44)측(장치 상측)으로 개방하고, 당해 볼록 형상에 대응한 오목 형상을 형성해도 된다.

또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 다이(42(62))에 한 쌍의 경사면(42C)을 형성하고, 펀치(46)의 정상부(46C)에 한 쌍의 경사면(46A)을 형성하였지만, 경사면(42C) 및 경사면(46A)을 생략해도 된다. 즉, 다이(42(62))의 오목부(42A)의 저면을 평탄 형상으로 함과 함께, 펀치(46)의 정상부(46C)의 면을 오목하게 들어가게 하지 않고 평탄 형상으로 해도 된다.

또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 다이 패드(44)와 다이(42(62))를 일체화하였을 때(즉, 제2 공정의 종기), 다이 패드(44)의 하면(44A)이 패드 수용부(42B) 내에 수용된다. 이 대신에, 다이 패드(44)와 다이(42(62))를 일체화하였을 때(즉, 제2 공정의 종기), 다이 패드(44)의 하면(44A)을 패드 수용부(42B)의 개구면과 동일 평면 상으로 해도 된다. 즉, 다이 패드(44)의 상하 치수를 패드 수용부(42B)의 상하 치수 이하로 해도 된다.

다이 패드(44)와 패드 수용부(42B)의 상하 치수가 동일한 경우, 제1 실시 형태를 사용하여 설명하면, 제2 공정의 종기에 있어서, 다이(42)의 패드 수용부(42B)의 저면 및 다이 패드(44)의 상면을 접촉(바닥 연결)시킨다. 다이 패드(44)의 상하 치수가 패드 수용부(42B)의 상하 치수보다 작은 경우에는, 제어부(56)로 패드 가압 장치(52)를 제어하여, 패드 수용부(42B)의 개구면과 다이 패드(44)의 하면(44A)을 동일 평면 상으로 한다.

그 후, 제3 공정에 있어서, 일체화(상대적인 위치를 고정)한 다이(42) 및 다이 패드(44)를 이동 장치(50)로 장치 하측으로 이동하여, 이너 패드(48) 및 다이 패드(44)로 중간 성형품(22)을 가압 끼움 지지해도 된다. 그리고 도 15에 나타낸 바와 같이, 제3 공정의 종기에서는, 이너 패드(48) 및 다이 패드(44)로 중간 성형품(22)을 가압 끼움 지지한 상태에서, 다이(42) 및 다이 패드(44)와 이너 패드(48)를 펀치(46)에 대해 장치 하측으로 상대 이동한다. 즉, 도 15에 나타낸 상태로부터 다이(42) 및 다이 패드(44)와 이너 패드(48)를 장치 하측으로 이동한다. 이에 의해, 중간 성형품(22)에 있어서의 천장판(10A)에 대응하는 부분의 전체를, 다이(42) 및 다이 패드(44)와 펀치(46) 및 이너 패드(48)로 가압 끼움 지지할 수 있으므로, 천장판(10A)을 한층 양호하게 평탄화할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 제1 공정부터 제3 공정의 완료까지, 제어부(56)로 패드 가압 장치(52, 54)를 작동하여, 다이 패드(44)를 이너 패드(48)에 대해 소정 거리 H1 이격한 상태로 유지한다. 이 대신에, 제3 공정의 종기에 있어서, 제어부(56)로 패드 가압 장치(52)를 작동함으로써 다이 패드(44)를 장치 하측으로 이동하여, 이너 패드(48) 및 다이 패드(44)로 중간 성형품(22)을 가압 끼움 지지해도 된다. 이 경우, 제3 공정의 종기에 있어서, 중간 성형품(22)에 있어서의 천장판(10A)에 대응하는 부분의 전체를, 다이(42) 및 다이 패드(44)와 펀치(46) 및 이너 패드(48)로 가압 끼움 지지할 수 있으므로, 천장판(10A)을 한층 양호하게 평탄화할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 제1 공정부터 제3 공정의 완료까지, 제어부(56)로 패드 가압 장치(52, 54)를 작동하여, 다이 패드(44)가 이너 패드(48)에 대해 소정 거리 H1 이격된 상태로 유지한다. 이 대신에, 다이 패드(44)의 이너 패드(48)에 대한 이격 상태를 유지하기 위한 스토퍼를, 다이 패드(44) 또는 이너 패드(48)에 설치해도 된다.

예를 들어, 도 16에 나타낸 바와 같이, 이너 패드(48)의 상면(48A)에 프레스 방향으로 돌출되는 스토퍼(49)를 설치한다. 이 경우, 중간 성형품(22) 또는 소재 금속판(20)에, 스토퍼(49)를 삽입 관통 가능한 구멍(28)을 형성한다. 그리고 이너 패드(48)의 상면(48A)으로부터의 스토퍼(49)의 돌출 높이를 소정 거리 H1로 설정한다. 이 소정 거리 H1은, 예를 들어 도 3b에 나타낸 바와 같이, 다이(42)가 성형 하사점에 도달하여 다이(42)와 펀치(46)의 상대 위치가 성형 하사점이 된 상태이며, 펀치 벽면(46E)과 다이 구멍 벽면(42F)의 클리어런스보다 크다.

이에 의해, 다이 패드(44)의 하면(44A)이 스토퍼(49)의 선단부에 맞닿음으로써, 다이 패드(44)를 이너 패드(48)에 대해 소정 거리 H1 이격된 상태로 유지할 수 있다. 또한, 제1 공정부터 제3 공정의 완료까지, 다이 패드(44)와 이너 패드(48) 사이의 소정 거리 H1을, 기계적으로 유지할 수 있다. 또한, 패드 가압 장치(52, 54)는, 유압 장치, 전동 구동 장치 등 외에도, 스프링, 가스 쿠션 등으로 해도 된다.

또한, 상기 도 16에 나타낸 예에서는, 스토퍼(49)가 다이 패드(44) 및 이너 패드(48) 중 일방에 상대 이동 불가능하게 설치되어 있지만, 다이 패드(44) 및 이너 패드(48) 중 일방에 스토퍼(49)를 상대 이동 가능하게 설치해도 된다. 이하, 이 점에 대해, 도 15에 나타낸 프레스 장치(40)를 사용하여, 스토퍼(49)를 이너 패드(48)에 상대 이동 가능하게 설치한 예로서 설명한다.

이 예에서는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 이너 패드(48)의 상면(48A)에 스토퍼(49)를 수용하는 수용 오목부(48B)를 형성한다. 그리고 수용 오목부(48B) 내에, 스토퍼(49)를 장치 상하 방향으로 이동 가능하게 수용한다. 또한, 수용 오목부(48B)의 저면과 스토퍼(49) 사이에, 프레스 방향으로 신축하는 신축 기구의 일례인 가압 기구(58)를 설치한다. 가압 기구(58)는, 예를 들어 스프링이나 유압식 실린더 등으로 할 수 있다.

가압 기구(58)는, 스토퍼(49)에 장치 상측에 향한 가압력을 부여한다. 스토퍼(49)는, 가압 기구(58)의 가압력에 의해 이너 패드(48)의 상면(48A)으로부터 프레스 방향으로 돌출된다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 스토퍼(49)가 이너 패드(48)의 상면(48A)으로부터 돌출된 상태에서의 스토퍼(49)의 위치를 초기 위치로 한다.

또한, 도시는 생략하지만, 이너 패드(48)에는, 초기 위치에 있어서, 스토퍼(49)의 이너 패드(48)에 대한 장치 상측으로의 이동을 규제하는 규제부가 형성되어 있다. 그리고 초기 위치에서는, 가압 기구(58)에 의해 장치 상측으로의 가압력이 스토퍼(49)에 작용하고 있고, 이너 패드(48)의 상면(48A)으로부터의 스토퍼(49)의 돌출 높이는 소정 거리 H1이 된다.

또한, 이동 장치(50)의 작동력(F1), 신축 기구의 일례인 가압 기구(58)의 프레스 방향의 가압력(보유 지지력: F2), 패드 가압 장치(54)에 의한 이너 패드(48)의 가압력(보유 지지력: F3) 및 패드 가압 장치(52)에 의한 다이 패드(44)의 가압력(보유 지지력: F4)은, 이하에 나타내는 (식 1)의 관계가 된다.

F1＞F2＞F3＞F4 … (식 1)

또한, 중간 성형품(22) 혹은 소재 금속판(20)에는, 스토퍼(49)를 삽입 관통하는 구멍(28)이 형성되어 있다.

그리고 도 17에 나타낸 바와 같이, 제1 공정에서는, 중간 성형품(22)의 구멍(28) 내에 스토퍼(49)를 삽입 관통하고, 중간 성형품(22)을 이너 패드(48)의 상면(48A) 상에 세트한다. 그리고 제어부(56)로 패드 가압 장치(52)를 작동하여, 다이 패드(44)를 패드 수용부(42B)로부터 장치 하측으로 이동하여 스토퍼(49)의 선단부에 맞닿는다. 이때, 상기 (식 1)의 관계에 의해, 패드 가압 장치(54)의 가압력에 의해, 이너 패드(48)가 펀치(46)로부터 장치 상측으로 돌출된 상태를 유지할 수 있다. 그리고 가압 기구(58)의 가압력에 의해, 다이 패드(44)가 이너 패드(48)에 대해 소정 거리 H1만큼 장치 상측으로 이격된다.

그리고 도시는 생략하지만, 제2 공정에서는, 이동 장치(50)로 다이(42)를 장치 하측으로 이동한다. 이때, 가압 기구(58)의 가압력으로 스토퍼(49)를 초기 위치로 유지한다. 즉, 다이 패드(44)를 이너 패드(48)에 대해 소정 거리 H1만큼 이격한 상태를 유지한 채, 다이(42)와 다이 패드(44)를 일체화한다. 또한, 제2 공정에 있어서, 이동 장치(50)로 다이(42)를 장치 하측으로 이동할 때, 중간 성형품(22)을 구부려 종벽(10C)을 형성한다. 이때, 이동 장치(50)의 작동력은, 패드 가압 장치(54)에 의한 이너 패드(48)의 가압력보다 크지만, 이너 패드(48)의 펀치(46)로부터의 돌출 상태를 유지할 수 있다.

또한, 제3 공정에서는, 일체화한 다이(42) 및 다이 패드(44)를 이동 장치(50)로 장치 하측으로 더욱 이동하여, 이너 패드(48)를 패드 수용부(46B) 내에 수용한다. 이때, 상기 (식 1)에 의해, 스토퍼(49)를 초기 위치에 유지한 채, 이너 패드(48)를 다이(42) 및 다이 패드(44)와 함께 장치 하측으로 이동한다. 바꾸어 말하면, 다이 패드(44)와 이너 패드(48) 사이의 소정 거리 H1을 스토퍼(49)로 유지한 채, 이너 패드(48)를 다이(42) 및 다이 패드(44)와 함께 장치 하측으로 이동하여, 이너 패드(48) 전체를 패드 수용부(46B) 내에 수용한다.

그리고 제3 공정의 종기에서는, 일체화한 다이(42) 및 다이 패드(44)를 이동 장치(50)로 장치 하측으로 더욱 이동시켜 하사점에 도달시킨다. 이때, 상기 (식 1)에 의해, 가압 기구(58)의 가압력에 저항하여, 스토퍼(49)가 이너 패드(48)에 대해 장치 하측으로 이동한다. 즉, 스토퍼(49)의 이너 패드(48)에 대한 장치 하측으로의 이동과 함께, 일체화한 다이(42) 및 다이 패드(44)를 이너 패드(48)에 대해 장치 하측으로 이동한다.

그리고 도 18에 나타낸 바와 같이, 다이(42) 및 다이 패드(44)가 하사점에 도달한 시점에서, 스토퍼(49)의 대부분(선단부를 제외한 부분)이 수용 오목부(48B) 내에 수용된다. 이와 같이, 스토퍼(49)를 이너 패드(48)에 상대 이동 가능하게 설치함으로써, 중간 성형품(22)에 있어서의 천장판(10A)에 대응하는 부분의 전체를, 다이(42) 및 다이 패드(44)와 펀치(46) 및 이너 패드(48)로 가압 끼움 지지할 수 있다. 따라서, 도 15에 나타낸 예와 마찬가지로, 천장판(10A)을 한층 양호하게 평탄화할 수 있다.

또한, 상술한 (식 1) 대신에, 이동 장치(50)의 작동력(F11), 패드 가압 장치(54)에 의한 이너 패드(48)의 가압력(보유 지지력: F12), 신축 기구의 일례인 가압 기구(58)의 가압력(F13) 및 패드 가압 장치(52)에 의한 다이 패드(44)의 가압력(보유 지지력: F14)을 이하에 나타내는 (식 2)의 관계로 설정해도 된다.

F11＞F12＞F13＞F14 … (식 2)

이 경우, 도시는 생략하지만, 제3 공정에 있어서, 일체화한 다이(42) 및 다이 패드(44)를 이동 장치(50)로 장치 하측으로 이동하면, 상기 (식 2)의 관계에 의해, 가압 기구(58)의 가압력에 저항하여, 스토퍼(49)가 초기 위치로부터 이너 패드(48)에 대해 장치 하측으로 이동한다. 즉, 스토퍼(49)의 이너 패드(48)에 대한 장치 하측으로의 이동과 함께, 일체화한 다이(42) 및 다이 패드(44)가 이너 패드(48)에 대해 장치 하측으로 이동한다. 이에 의해, 중간 성형품(22)을 다이 패드(44) 및 이너 패드(48)로 가압 끼움 지지한다.

그리고 이 상태로부터 다이(42) 및 다이 패드(44)를 이동 장치(50)로 장치 하측으로 이동하면, 상기 (식 2)에 의해, 이너 패드(48)가 다이(42) 및 다이 패드(44)와 함께 장치 하측으로 이동한다. 바꾸어 말하면, 다이 패드(44) 및 이너 패드(48)로 중간 성형품(22)을 가압 끼움 지지한 채, 이너 패드(48)가 다이(42) 및 다이 패드(44)와 함께 장치 하측으로 이동한다. 그리고 제3 공정의 종기에서는, 이너 패드(48)의 전체가 패드 수용부(46B) 내에 수용된다. 이에 의해, 중간 성형품(22)에 있어서의 천장판(10A)에 대응하는 부분의 전체를, 다이(42) 및 다이 패드(44)와 펀치(46) 및 이너 패드(48)로 가압 끼움 지지할 수 있다. 따라서, 이 경우에 있어서도, 도 15에 나타낸 예와 마찬가지로, 천장판(10A)을 한층 양호하게 평탄화할 수 있다.

또한, 도 16 및 도 17에 나타낸 예에서는, 스토퍼(49)가 이너 패드(48)의 상면(48A)에 설치되어 있지만, 스토퍼(49)의 위치는 적절하게 변경 가능하다. 예를 들어, 프레스 성형품(10)에 대해 스토퍼(49)를 프레스 성형품(10)의 길이 방향 외측에 배치하도록 설정해도 된다.

또한, 도 16 및 도 17에 나타낸 예에서는, 스토퍼(49)가 이너 패드(48)의 상면(48A)에 설치되어 있으므로, 스토퍼(49)를 중간 성형품(22)의 이너 패드(48)에 대한 위치 결정용 핀으로서도 활용할 수 있다. 이 때문에, 성형 중에 있어서의 중간 성형품(22)에 대한 위치 어긋남을 방지할 수 있다.

이하에 부호의 설명을 기재한다.

10 : 프레스 성형품

10A : 천장판

10B : 능선

10C : 종벽

10D : 능선

10E : 플랜지

20 : 소재 금속판

22 : 중간 성형품

40 : 프레스 장치

42 : 다이

42C : 경사면(다이측 경사면)

44 : 다이 패드

46 : 펀치

46A : 경사면(펀치측 경사면)

48 : 이너 패드

49 : 스토퍼

50 : 이동 장치

52 : 패드 가압 장치(제2 연결 장치)

54 : 패드 가압 장치(제1 연결 장치)

56 : 제어부

58 : 가압 기구

60 : 프레스 장치

62 : 다이

≪부기≫

본 명세서로부터는, 이하의 양태가 개념화된다.

즉, 제1 양태에 관한 프레스 성형품의 제조 방법은, 천장판의 폭 방향 양측에 위치하는 한 쌍의 능선부로부터 종벽이 상기 천장판의 판 두께 방향 일방 측으로 연장 돌출된 프레스 성형품을 제조하는 방법이며, 펀치의 정상부에 구비된 이너 패드를 상기 펀치로부터 다이측으로 돌출시키고, 또한 소재 금속판을 상기 이너 패드 상에 배치함과 함께, 다이에 구비된 다이 패드를 상기 다이로부터 상기 펀치측으로 돌출시키고, 또한 상기 다이 패드를 상기 이너 패드로부터 상기 소재 금속판의 판 두께보다 큰 소정 거리만큼 이격시킨 위치에 배치하는 제1 공정과, 상기 다이를 상기 다이 패드, 상기 이너 패드 및 상기 펀치에 대해 상기 펀치측으로 상대 이동시켜 상기 다이 및 상기 펀치에 의해 상기 종벽을 형성함과 함께, 상기 다이 패드 및 상기 다이를 일체가 되게 하는 제2 공정과, 일체로 된 상기 다이 및 상기 다이 패드와, 상기 이너 패드를 상기 펀치에 대해 상기 펀치측으로 상대 이동시켜 상기 천장판을 형성하는 제3 공정을 구비하고 있다.

제2 양태에 관한 프레스 성형품의 제조 방법은, 제1 양태에 있어서, 상기 제1 공정으로부터 상기 제3 공정의 완료까지의 사이에 있어서, 상기 이너 패드와 상기 다이 패드의 상대 위치 관계가 유지된다.

제3 양태에 관한 프레스 성형품의 제조 방법은, 제2 양태에 있어서, 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드 중 일방에는, 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드 중 타방 측으로 상기 소정 거리만큼 돌출된 스토퍼가 설치되어 있다.

제4 양태에 관한 프레스 성형품의 제조 방법은, 제1 양태에 있어서, 상기 제2 공정에 있어서의 종기에서는, 일체로 된 상기 다이 패드 및 상기 다이를 상기 펀치에 대해 상기 펀치측으로 상대 이동시켜 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드에 의해 상기 소재 금속판을 끼움 지지하고, 상기 제3 공정에서는, 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드에 의해 상기 소재 금속판을 끼움 지지한 상태에서 상기 다이 및 상기 다이 패드와 상기 이너 패드를 상기 펀치에 대해 상기 펀치측으로 상대 이동시킨다.

제5 양태에 관한 프레스 성형품의 제조 방법은, 제1 양태에 있어서, 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드 중 일방에는, 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드의 타방 측으로 상기 소정 거리만큼 돌출된 스토퍼가 설치되고, 상기 스토퍼는, 상기 일방 측으로 상대 이동 가능하게 구성되어 있고, 상기 제1 공정으로부터 상기 제3 공정의 종기까지 상기 스토퍼가 상기 다른 쪽에 맞닿음으로써, 상기 이너 패드와 상기 다이 패드의 상대 위치 관계가 유지되고, 상기 제3 공정의 종기에서는, 상기 스토퍼가 상기 일방 측으로 이동됨으로써, 일체로 된 상기 다이 패드 및 상기 다이가 상기 이너 패드에 대해 상기 펀치측으로 상대 이동되어 상기 다이 패드 및 상기 이너 패드에 의해 상기 소재 금속판을 끼움 지지한다.

제6 양태에 관한 프레스 성형품의 제조 방법은, 제1 내지 제5 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 펀치의 정상부에는, 상기 펀치의 견부로부터 상기 펀치의 폭 방향 중앙측을 향함에 따라서 오목하게 들어가는 펀치측 경사면이 형성되고, 상기 펀치의 정상부에 대향하는 상기 다이의 대향면에는, 상기 펀치측 경사면에 대응한 다이측 경사면이 형성되어 있고, 상기 제3 공정의 종기에 있어서, 상기 소재 금속판을 상기 펀치측 경사면 및 상기 다이측 경사면에 의해 끼움 지지한다.

제7 양태에 관한 프레스 장치는, 천장판의 폭 방향 양측에 위치하는 한 쌍의 능선부로부터 종벽이 상기 천장판의 판 두께 방향 일방 측으로 연장 돌출된 프레스 성형품을 소재 금속판으로부터 제조하는 프레스 장치이며, 정상부에 이너 패드를 구비한 펀치와, 상기 이너 패드와 대향하여 배치된 다이 패드를 구비한 다이와, 상기 다이와 상기 펀치의 대향 방향에 있어서 상기 이너 패드를 상기 펀치에 대해 상대 이동 가능하게 연결하는 제1 연결 장치와, 상기 다이와 상기 펀치의 대향 방향에 있어서 상기 다이 패드를 상기 다이에 대해 상대 이동 가능하게 연결하는 제2 연결 장치와, 상기 다이 및 상기 펀치에 의해 상기 종벽을 형성하는 동안에 있어서 상기 제1 연결 장치 및 상기 제2 연결 장치를 작동시켜 상기 다이 패드를 상기 이너 패드로부터 상기 소재 금속판의 판 두께보다 큰 소정 거리만큼 이격시킨 위치에 유지시키는 제어부를 구비하고 있다.

제8 양태에 관한 프레스 장치는, 천장판의 폭 방향 양측에 위치하는 한 쌍의 능선부로부터 종벽이 상기 천장판의 판 두께 방향 일방 측으로 연장 돌출된 프레스 성형품을 소재 금속판으로부터 제조하는 프레스 장치이며, 정상부에 이너 패드를 구비한 펀치와, 상기 이너 패드와 대향하여 배치된 다이 패드를 구비한 다이와, 상기 다이와 상기 펀치의 대향 방향에 있어서 상기 이너 패드를 상기 펀치에 대해 상대 이동 가능하게 연결하는 제1 연결 장치와, 상기 다이와 상기 펀치의 대향 방향에 있어서 상기 다이 패드를 상기 다이에 대해 상대 이동 가능하게 연결하는 제2 연결 장치와, 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드 중 일방에 설치되고, 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드 중 타방 측으로 소정 거리만큼 돌출된 스토퍼를 구비하고 있다.

제9 양태에 관한 프레스 장치는, 천장판의 폭 방향 양측에 위치하는 한 쌍의 능선부로부터 종벽이 상기 천장판의 판 두께 방향 일방 측으로 연장 돌출된 프레스 성형품을 소재 금속판으로부터 제조하는 프레스 장치이며, 정상부에 이너 패드를 구비한 펀치와, 상기 이너 패드와 대향하여 배치된 다이 패드를 구비한 다이와, 상기 다이와 상기 펀치의 대향 방향에 있어서 상기 이너 패드를 상기 펀치에 대해 상대 이동 가능하게 연결하는 제1 연결 장치와, 상기 다이와 상기 펀치의 대향 방향에 있어서 상기 다이 패드를 상기 다이에 대해 상대 이동 가능하게 연결하는 제2 연결 장치와, 작동함으로써 상기 다이를 상기 펀치측으로 이동시키는 이동 장치와, 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드 중 일방에 설치되고, 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드 중 타방 측으로 소정 거리만큼 돌출됨과 함께, 상기 일방 측으로 상대 이동 가능하게 구성된 스토퍼와, 상기 스토퍼가 상기 타방 측으로 돌출된 상태에 있어서, 상기 스토퍼에 상기 타방 측으로의 가압력을 부여하는 가압 기구를 구비하고, 상기 이동 장치의 작동력, 상기 가압 기구의 가압력, 상기 제1 연결 장치의 보유 지지력, 및 상기 제2 연결 장치의 보유 지지력이, 상기 이동 장치의 작동력＞상기 가압 기구의 가압력＞상기 제1 연결 장치의 보유 지지력＞상기 제2 연결 장치의 보유 지지력, 또는 상기 이동 장치의 작동력＞상기 제1 연결 장치의 보유 지지력＞상기 가압 기구의 가압력＞상기 제2 연결 장치의 보유 지지력의 관계로 설정되어 있다.

제10 양태에 관한 프레스 장치는, 제7 내지 제9 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 펀치의 정상부에는, 상기 펀치의 견부로부터 상기 펀치의 폭 방향 중앙측을 향함에 따라서 오목하게 들어가는 펀치측 경사면이 형성되어 있고, 상기 펀치의 정상부에 대향하는 상기 다이의 대향면에는, 상기 펀치측 경사면에 대응한 다이측 경사면이 형성되어 있다.

제11 양태에 관한 프레스 장치는, 프레스 방향을 가로지르는 정상부, 당해 정상부에 형성된 이너 패드 수용부, 상기 정상부의 양측에 설치된 펀치 견부, 및 각 펀치 견부로부터 연장 돌출된 펀치 벽면을 구비한 펀치와, 상기 프레스 방향을 가로지르는 이너 패드 정상면을 갖고, 상기 이너 패드 수용부에 수용되고 상기 프레스 방향으로 이동 가능한 이너 패드와,

상기 이너 패드와 상기 펀치를 연결하고, 상기 이너 패드와 상기 펀치의 상기 프레스 방향의 간격을 변경하는 제1 연결 장치와, 상기 정상부에 대향하는 다이 저부, 당해 다이 저부에 형성된 다이 패드 수용부, 상기 다이 저부의 양측에 설치되고 상기 펀치 견부에 대응하는 저부 코너부 및 각 저부 코너부로부터 연장 돌출되고 상기 펀치 벽면에 대응하는 다이 구멍 벽면을 갖는 다이와, 상기 이너 패드 정상면에 대향한 이너 패드 대향면을 갖고, 상기 다이 패드 수용부에 수용되고 상기 프레스 방향으로 이동 가능한 다이 패드와, 상기 다이 패드와 상기 다이를 연결하고, 상기 다이 패드와 상기 다이의 상기 프레스 방향의 간격을 변경하는 제2 연결 장치와, 상기 이너 패드와 상기 펀치의 간격을 상기 제1 연결 장치를 제어하여 변경하고, 상기 다이 패드와 상기 다이의 간격을 상기 제2 연결 장치를 제어하여 변경하는 제어부를 구비하고 있다.

제12 양태에 관한 프레스 장치는, 프레스 방향을 가로지르는 정상부, 당해 정상부에 형성된 이너 패드 수용부, 상기 정상부의 양측에 설치된 펀치 견부 및 각 펀치 견부로부터 연장 돌출된 펀치 벽면을 구비한 펀치와, 상기 프레스 방향을 가로지르는 이너 패드 정상면을 갖고, 상기 이너 패드 수용부에 수용되고 상기 프레스 방향으로 이동 가능한 이너 패드와, 상기 이너 패드와 상기 펀치를 연결하고, 상기 이너 패드와 상기 펀치의 상기 프레스 방향의 간격을 변경하는 제1 연결 장치와, 상기 정상부에 대향하는 다이 저부, 당해 다이 저부에 형성된 다이 패드 수용부, 상기 다이 저부의 양측에 설치되고 상기 펀치 견부에 대응하는 저부 코너부 및 각 저부 코너부로부터 연장 돌출되고 상기 펀치 벽면에 대응하는 다이 구멍 벽면을 갖는 다이와, 상기 이너 패드 정상면에 대향한 이너 패드 대향면을 갖고, 상기 다이 패드 수용부에 수용되고 상기 프레스 방향으로 이동 가능한 다이 패드와, 상기 다이 패드와 상기 다이를 연결하고, 상기 다이 패드와 상기 다이의 상기 프레스 방향의 간격을 변경하는 제2 연결 장치와, 상기 이너 패드 정상면 또는 상기 이너 패드 대향면 중 일방에 설치된, 상기 프레스 방향으로 돌출되는 스토퍼를 구비하고 있다.

제13 양태에 관한 프레스 장치는, 프레스 방향을 가로지르는 정상부, 당해 정상부에 형성된 이너 패드 수용부, 상기 정상부의 양측에 설치된 펀치 견부, 및 각 펀치 견부로부터 연장 돌출된 펀치 벽면을 구비한 펀치와, 상기 프레스 방향을 가로지르는 이너 패드 정상면을 갖고, 상기 이너 패드 수용부에 수용되고 상기 프레스 방향으로 이동 가능한 이너 패드와, 상기 이너 패드와 상기 펀치를 연결하고, 상기 이너 패드와 상기 펀치의 상기 프레스 방향의 간격을 변경하는 제1 연결 장치와, 상기 정상부에 대향하는 다이 저부, 당해 다이 저부에 형성된 다이 패드 수용부, 상기 다이 저부의 양측에 설치되고 상기 펀치 견부에 대응하는 저부 코너부 및 각 저부 코너부로부터 연장 돌출되고 상기 펀치 벽면에 대응하는 다이 구멍 벽면을 갖는 다이와, 상기 이너 패드 정상면에 대향한 이너 패드 대향면을 갖고, 상기 다이 패드 수용부에 수용되고 상기 프레스 방향으로 이동 가능한 다이 패드와, 상기 다이 패드와 상기 다이를 연결하고, 상기 다이 패드와 상기 다이의 상기 프레스 방향의 간격을 변경하는 제2 연결 장치와, 상기 다이를 상기 펀치측으로 상대적으로 이동시키는 이동 장치와, 상기 이너 패드 정상면 또는 상기 이너 패드 대향면 중 일방에 상기 프레스 방향으로 신축하는 신축 기구를 통해 설치되고, 상기 프레스 방향으로 돌출되는 스토퍼를 구비하고, 상기 이동 장치의 작동력, 상기 신축 기구의 상기 프레스 방향의 보유 지지력, 상기 제1 연결 장치의 보유 지지력, 상기 제2 연결 장치의 보유 지지력이 하기의 어느 쪽의 관계이다.

상기 이동 장치의 작동력＞상기 신축 기구의 상기 프레스 방향의 보유 지지력＞상기 제1 연결 장치의 보유 지지력＞상기 제2 연결 장치의 보유 지지력

또는,

상기 이동 장치의 작동력＞상기 제1 연결 장치의 보유 지지력＞상기 신축 기구의 상기 프레스 방향의 보유 지지력＞상기 제2 연결 장치의 보유 지지력

제14 양태에 관한 프레스 장치는, 제12 또는 제13 양태에 있어서, 상기 스토퍼의 상기 프레스 방향의 돌출 높이는, 상기 다이와 상기 펀치가 성형 하사점에 이른 경우의, 상기 펀치 벽면과 상기 다이 구멍 벽면의 클리어런스보다 크다.

제15 양태에 관한 프레스 장치는, 제11 내지 제14 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 펀치의 상기 정상부에 각 펀치 견부로부터 상기 이너 패드 수용부를 향함에 따라서 오목하게 들어가는 펀치측 경사면을 구비한다.

제16 양태에 관한 프레스 장치는, 제11 내지 제15 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 다이의 상기 다이 저부에 각 저부 코너부로부터 상기 다이 패드 수용부를 향함에 따라서 돌출되는 다이측 경사면을 구비한다.

제17 양태에 관한 프레스 장치는, 제11 내지 제16 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 저부 코너부는, 상기 펀치 견부와 요철이 반전된 형상이다.

2016년 1월 21일에 출원한 일본 특허 출원 제2016-009530호의 개시는, 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

또한, 본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허 출원 및 기술 규격은, 개개의 문헌, 특허 출원 및 기술 규격이 참조에 의해 포함되는 것이 구체적, 또한 개별적으로 기재된 경우와 동일 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의해 포함된다.

Claims (17)

1. 천장판의 폭 방향 양측에 위치하는 한 쌍의 능선부로부터 종벽이 상기 천장판의 판 두께 방향 일방 측으로 연장 돌출된 프레스 성형품을 제조하는 방법이며,
   펀치의 정상부에 구비된 이너 패드를 상기 펀치로부터 다이측으로 돌출시키고, 또한 소재 금속판을 상기 이너 패드 상에 배치함과 함께, 다이에 구비된 다이 패드를 상기 다이로부터 상기 펀치측으로 돌출시키고, 또한 상기 다이 패드를 상기 이너 패드로부터 상기 소재 금속판의 판 두께보다 큰 소정 거리만큼 이격시킨 위치에 배치하는 제1 공정과,
   상기 다이를 상기 다이 패드, 상기 이너 패드 및 상기 펀치에 대해 상기 펀치측으로 상대 이동시켜 상기 다이 및 상기 펀치에 의해 상기 종벽을 형성함과 함께, 상기 다이 패드 및 상기 다이를 일체가 되게 하는 제2 공정과,
   일체로 된 상기 다이 및 상기 다이 패드와, 상기 이너 패드를, 상기 펀치에 대해 상기 펀치측으로 상대 이동시켜 상기 천장판을 형성하는 제3 공정을 구비한, 프레스 성형품의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 공정으로부터 상기 제3 공정의 완료까지의 사이에 있어서, 상기 이너 패드와 상기 다이 패드의 상대 위치 관계가 유지되는, 프레스 성형품의 제조 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 이너 패드 및 상기 다이 패드 중 일방에는, 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드 중 타방 측으로 상기 소정 거리만큼 돌출된 스토퍼가 설치되어 있는, 프레스 성형품의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 공정에 있어서의 종기에서는, 일체로 된 상기 다이 패드 및 상기 다이를 상기 펀치에 대해 상기 펀치측으로 상대 이동시켜 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드에 의해 상기 소재 금속판을 끼움 지지하고,
   상기 제3 공정에서는, 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드에 의해 상기 소재 금속판을 끼움 지지한 상태에서 상기 다이 및 상기 다이 패드와 상기 이너 패드를 상기 펀치에 대해 상기 펀치측으로 상대 이동시키는, 프레스 성형품의 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 이너 패드 및 상기 다이 패드 중 일방에는, 상기 이너 패드 및 상기 다이 패드 중 타방 측으로 상기 소정 거리만큼 돌출된 스토퍼가 설치되고, 상기 스토퍼는, 상기 일방 측으로 상대 이동 가능하게 구성되어 있고,
   상기 제1 공정으로부터 상기 제3 공정의 종기까지 상기 스토퍼가 상기 타방에 맞닿음으로써, 상기 이너 패드와 상기 다이 패드의 상대 위치 관계가 유지되고,
   상기 제3 공정의 종기에서는, 상기 스토퍼가 상기 일방 측으로 이동됨으로써, 일체로 된 상기 다이 패드 및 상기 다이가 상기 이너 패드에 대해 상기 펀치측으로 상대 이동되어 상기 다이 패드 및 상기 이너 패드에 의해 상기 소재 금속판을 끼움 지지하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 펀치의 정상부에는, 상기 펀치의 견부로부터 상기 펀치의 폭 방향 중앙측을 향함에 따라서 오목하게 들어가는 펀치측 경사면이 형성되고,
   상기 펀치의 정상부에 대향하는 상기 다이의 대향면에는, 상기 펀치측 경사면에 대응한 다이측 경사면이 형성되어 있고,
   상기 제3 공정의 종기에 있어서, 상기 소재 금속판을 상기 펀치측 경사면 및 상기 다이측 경사면에 의해 끼움 지지하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
7. 천장판의 폭 방향 양측에 위치하는 한 쌍의 능선부로부터 종벽이 상기 천장판의 판 두께 방향 일방 측으로 연장 돌출된 프레스 성형품을 소재 금속판으로부터 제조하는 프레스 장치이며,
   정상부에 이너 패드를 구비한 펀치와,
   상기 이너 패드와 대향하여 배치된 다이 패드를 구비한 다이와,
   상기 다이와 상기 펀치의 대향 방향에 있어서 상기 이너 패드를 상기 펀치에 대해 상대 이동 가능하게 연결하는 제1 연결 장치와,
   상기 다이와 상기 펀치의 대향 방향에 있어서 상기 다이 패드를 상기 다이에 대해 상대 이동 가능하게 연결하는 제2 연결 장치와,
   상기 다이 및 상기 펀치에 의해 상기 종벽을 형성하는 동안에 있어서 상기 제1 연결 장치 및 상기 제2 연결 장치를 작동시켜 상기 다이 패드를 상기 이너 패드로부터 상기 소재 금속판의 판 두께보다 큰 소정 거리만큼 이격시킨 위치에 유지시키는 제어부를 구비한, 프레스 장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제7항에 있어서,
    상기 펀치의 정상부에는, 상기 펀치의 견부로부터 상기 펀치의 폭 방향 중앙측을 향함에 따라서 오목하게 들어가는 펀치측 경사면이 형성되어 있고,
    상기 펀치의 정상부에 대향하는 상기 다이의 대향면에는, 상기 펀치측 경사면에 대응한 다이측 경사면이 형성되어 있는, 프레스 장치.
11. 삭제
12. 프레스 방향을 가로지르는 정상부, 당해 정상부에 형성된 이너 패드 수용부, 상기 정상부의 양측에 설치된 펀치 견부 및 각 펀치 견부로부터 연장 돌출된 펀치 벽면을 구비한 펀치와,
    상기 프레스 방향을 가로지르는 이너 패드 정상면을 갖고, 상기 이너 패드 수용부에 수용되고 상기 프레스 방향으로 이동 가능한 이너 패드와,
    상기 이너 패드와 상기 펀치를 연결하고, 상기 이너 패드와 상기 펀치의 상기 프레스 방향의 간격을 변경하는 제1 연결 장치와,
    상기 정상부에 대향하는 다이 저부, 당해 다이 저부에 형성된 다이 패드 수용부, 상기 다이 저부의 양측에 설치되고 상기 펀치 견부에 대응하는 저부 코너부 및 각 저부 코너부로부터 연장 돌출되고 상기 펀치 벽면에 대응하는 다이 구멍 벽면을 갖는 다이와,
    상기 이너 패드 정상면에 대향한 이너 패드 대향면을 갖고, 상기 다이 패드 수용부에 수용되고 상기 프레스 방향으로 이동 가능한 다이 패드와,
    상기 다이 패드와 상기 다이를 연결하고, 상기 다이 패드와 상기 다이의 상기 프레스 방향의 간격을 변경하는 제2 연결 장치와,
    상기 이너 패드 정상면 또는 상기 이너 패드 대향면 중 일방에 설치된, 상기 프레스 방향으로 돌출되는 스토퍼를 구비한, 프레스 장치.
13. 프레스 방향을 가로지르는 정상부, 당해 정상부에 형성된 이너 패드 수용부, 상기 정상부의 양측에 설치된 펀치 견부 및 각 펀치 견부로부터 연장 돌출된 펀치 벽면을 구비한 펀치와,
    상기 프레스 방향을 가로지르는 이너 패드 정상면을 갖고, 상기 이너 패드 수용부에 수용되고 상기 프레스 방향으로 이동 가능한 이너 패드와,
    상기 이너 패드와 상기 펀치를 연결하고, 상기 이너 패드와 상기 펀치의 상기 프레스 방향의 간격을 변경하는 제1 연결 장치와,
    상기 정상부에 대향하는 다이 저부, 당해 다이 저부에 형성된 다이 패드 수용부, 상기 다이 저부의 양측에 설치되고 상기 펀치 견부에 대응하는 저부 코너부 및 각 저부 코너부로부터 연장 돌출되고 상기 펀치 벽면에 대응하는 다이 구멍 벽면을 갖는 다이와,
    상기 이너 패드 정상면에 대향한 이너 패드 대향면을 갖고, 상기 다이 패드 수용부에 수용되고 상기 프레스 방향으로 이동 가능한 다이 패드와,
    상기 다이 패드와 상기 다이를 연결하고, 상기 다이 패드와 상기 다이의 상기 프레스 방향의 간격을 변경하는 제2 연결 장치와,
    상기 다이를 상기 펀치측으로 상대적으로 이동시키는 이동 장치와,
    상기 이너 패드 정상면 또는 상기 이너 패드 대향면 중 일방에 상기 프레스 방향으로 신축하는 신축 기구를 통해 설치되고, 상기 프레스 방향으로 돌출되는 스토퍼를 구비하고,
    상기 이동 장치의 작동력, 상기 신축 기구의 상기 프레스 방향의 보유 지지력, 상기 제1 연결 장치의 보유 지지력, 상기 제2 연결 장치의 보유 지지력이 하기의 어느 쪽의 관계인, 프레스 장치.
    상기 이동 장치의 작동력＞상기 신축 기구의 상기 프레스 방향의 보유 지지력＞상기 제1 연결 장치의 보유 지지력＞상기 제2 연결 장치의 보유 지지력
    또는,
    상기 이동 장치의 작동력＞상기 제1 연결 장치의 보유 지지력＞상기 신축 기구의 상기 프레스 방향의 보유 지지력＞상기 제2 연결 장치의 보유 지지력
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 스토퍼의 상기 프레스 방향의 돌출 높이는, 상기 다이와 상기 펀치가 성형 하사점에 이른 경우의, 상기 펀치 벽면과 상기 다이 구멍 벽면의 클리어런스보다 큰, 프레스 장치.
15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 펀치의 상기 정상부에 각 펀치 견부로부터 상기 이너 패드 수용부를 향함에 따라서 오목하게 들어가는 펀치측 경사면을 구비하는, 프레스 장치.
16. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 다이의 상기 다이 저부에 각 저부 코너부로부터 상기 다이 패드 수용부를 향함에 따라서 돌출되는 다이측 경사면을 구비하는, 프레스 장치.
17. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 저부 코너부는, 상기 펀치 견부와 요철이 반전된 형상인, 프레스 장치.

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