KR20180136583A - 블랭크 및 프레스 성형품의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

프레스 성형품을 성형하기 위한 블랭크이며, 상기 블랭크의 길이 방향 일방측의 에지를 구성하는 전개 에지와, 상기 전개 에지에 형성된 잉여부를 갖고, 상기 잉여부의 에지는, 상기 전개 에지에 대하여 상기 블랭크의 길이 방향 일방측으로 볼록해지는 제1 볼록부와, 상기 제1 볼록부에 대하여 상기 블랭크의 폭 방향 외측에 인접하고, 상기 블랭크의 길이 방향 일방측으로 개방된 오목 형상으로 형성됨과 함께, 상기 전개 에지와 제1 볼록부를 접속하는 제1 오목부와, 상기 제1 볼록부에 대하여 상기 블랭크의 폭 방향 내측에 인접하고, 상기 블랭크의 길이 방향 일방측으로 개방된 오목 형상으로 형성됨과 함께, 상기 전개 에지와 제1 볼록부를 접속하는 제2 오목부를 갖고 있는 블랭크.

Description

블랭크 및 프레스 성형품의 제조 방법{BLANK, AND METHOD FOR PRODUCING PRESS-MOLDED ARTICLE}

본 발명은, 블랭크 및 당해 블랭크를 사용한 프레스 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.

자동차의 바디 쉘은, 프론트 필러, 센터 필러, 사이드실, 루프 레일, 사이드 멤버 등의 골격 부재와, 후드 릿지, 대시 패널, 프론트 플로어 패널, 리어 플로어 프론트 패널, 리어 플로어 리어 패널 등의 각종 성형 패널을 접합한 유닛 컨스트럭션 구조(모노코크 구조)를 갖는다. 프론트 필러, 센터 필러, 사이드실 등의 일반적으로 폐단면을 갖는 골격 부재는, 프론트 필러 레인포스먼트, 센터 필러 레인포스먼트, 사이드실 아우터 레인포스먼트 등의 구성 부재를, 아우터 패널이나 이너 패널 등의 다른 구성 부재와 접합함으로써, 조립할 수 있다.

도 19는, 구성 부재(2, 3, 4, 5)를 스폿 용접에 의해 접합함으로써 형성되는 골격 부재(1)의 일례를 나타내는 설명도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 구성 부재(2)는 천장판부(2a)와, 좌우 한 쌍의 종벽부(2b, 2b)와, 종벽부(2b, 2b)에 이어지는 플랜지부(2c, 2c)를 구비하는 대략 햇형의 횡단면 형상을 가짐과 함께 천장판부(2a)는 평면에서 보아 T자 형상의 외형을 갖고 있으며(이하, 이러한 외형을 갖는 부품을 「T자 형상 부품」이라고도 함), 이에 의해 골격 부재(1)의 강도 및 강성이 확보된다.

도 20은, 천장판부가 평면에서 보아 T자 형상의 외형을 갖는 T자 형상 부품(2)을 도시하는 설명도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, T자 형상 부품(2)은 길이 방향으로 연장된 제1 성형부(12)와, 길이 방향 일단부를 구성하는 제2 성형부(14)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, T자 형상 부품(2)에서는, 제2 성형부(14)에 있어서의 천장판부의 폭 치수가 제1 성형부(12)에 있어서의 천장판부의 폭 치수보다도 크게 설정되어서, 제2 성형부(14)의 길이 방향의 단부가 평면에서 보아 T자 형상으로 형성되어 있다. 또한, T자 형상 부품(2)의 변형으로서, 천장판부가 평면에서 보아 Y자 형상의 외형을 갖는 Y자 형상 부품(도시 생략)이나, 천장판부가 평면에서 보아 L자 형상의 외형을 갖는 L자 형상 부품(도시 생략)도 있다.

그리고 이들 T자 형상 부품(2), Y자 형상 부품, L자 형상 부품을 프레스 성형에 의해 제조할 경우에는, 주름의 발생을 억제하기 위해서 드로잉 성형에 의한 프레스 가공이 채용된다.

그러나 드로잉 성형에 의한 프레스 가공에 의해 프레스 성형품을 제조하기 위해서는, 중간 프레스 성형품의 주위에 광범위한 트림 영역을 불가피하게 필요로 하기 때문에, 프레스 성형품의 수율이 저하되어서 제조 비용이 상승한다.

또한, 프레스 성형품의 주름 및 깨짐의 발생을 방지하기 위해서, 종래는 센터필러 레이포스먼트 등의 T자 형상 부품의 블랭크로서, 연성이 우수한 비교적 저강도의 금속판을 사용하고 있었다. 이로 인해, 강도를 확보하기 위해서는 블랭크의 판 두께를 두껍게 해야만 해, 중량 증가나 비용 상승은 부정할 수 없었다.

한편, 햇 형상이나 Z자 형상 등의 단순한 단면 형상을 길이 방향의 전체 길이로 갖는 부품을 제조하기 위한 굽힘 성형에 의한 프레스 가공법이, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제2003-103306호 공보, 일본 특허 출원 공개 제2004-154859호 공보, 일본 특허 출원 공개 제2006-015404호 공보 및 일본 특허 출원 공개 제2008-307557호 공보에 개시되어 있다. 그러나 이들 방법은, 모두 T자 형상 부품, Y자 형상 부품, L자 형상 부품 등의 복잡한 형상을 갖는 부품의 제조에는 적용할 수 없다.

또한, 최근 들어, 경량화나 고강도화를 목적으로 하여, 골격 부재에 고장력 강판이 사용되고 있다. 고장력 강판은, 일반적인 강판에 비하여 연성이 작기 때문에, 프레스 가공 시에 있어서의 주름이나 깨짐 등의 발생을 억제하는 공법이 요구되고 있다. 따라서, 국제 공개 제2011/145679호 팸플릿에는, 연성이 작은 고장력 강판으로 이루어지는 블랭크를 사용해도, 주름이나 깨짐 등의 발생을 억제하면서, T자 형상 부품, Y자 형상 부품, L자 형상 부품을 제조할 수 있는 프레스 성형품의 제조 방법(자유 굽힘 공법)이 기재되어 있다.

이 프레스 성형품의 제조 방법(자유 굽힘 공법)에서는, 제2 성형부(14)에 있어서의 종벽부(2b) 및 플랜지부(2c)를 성형할 때에, 제2 성형부(14)에 있어서의 천장판부(2a)를 금형 내에 있어서 면 내 이동(슬라이드)시켜서 T자 형상 부품(2)을 제조하고 있다.

그러나 제2 성형부(14)의 천장판부(2a)에 있어서의 폭 치수가 커지면, 상기 자유 굽힘 공법에 의해서도, 블랭크의 판 두께 감소가 커짐에 따라 깨짐이 발생하는 경우가 있다. 구체적으로는, 제2 성형부(14)의 종벽부(2b)로부터 플랜지부(2c)로 이어지는 부분(도 20에 나타내는 A부)에 있어서, 깨짐(이하, 이 깨짐을 「플랜지 깨짐」이라고 함)이 발생하거나, 제2 성형부(14)의 천장판부(2a)의 길이 방향 일단부의 에지(도 20에 나타내는 B부)에 있어서, 깨짐(이하 「천장판 에지 깨짐」이라고 함)이 발생한다고 하는, 자유 굽힘 공법에 특유의 신규 과제가 있는 것이 판명되었다.

이에 반해, 국제 공개 제2014/050973호에는, 천장판 에지 깨짐을 회피하기 위해서, 블랭크의 길이 방향 양단부의 에지에, 길이 방향 외측으로 팽출된 잉여부를 마련하고 있다(동일 공보의 단락 0035 및 도 3 참조). 구체적으로는, 잉여부가 블랭크의 길이 방향 양단부의 에지에 대하여 길이 방향 외측으로 볼록해지도록 팽출되어 있다.

그러나 에지에 잉여부를 형성한 블랭크에서도, 이하에 나타내는 점에 있어서 개선의 여지가 있다. 즉, 블랭크의 길이 방향 양단부의 에지에서는, 잉여부에 대하여 폭 방향 양측에 인접하는 부분(이하, 편의상 「인접 에지」라고 함)이 대략 직선 형상으로 형성되어 있다. 환언하면, 인접 에지와 잉여부의 경계부에서는, 대략 직선 형상의 인접 에지와, 만곡된 잉여부가 교차하고 있다. 이로 인해, 국제 공개 제2014/050973호에 기재된 블랭크를 사용해서 상기 자유 굽힘 공법에 의해 T자 형상 부품(2)을 제조하는 경우에도, T자 형상 부품(2)의 제2 성형부(14)에 있어서의 천장판부(2a)의 폭 치수가 커지면, 인접 에지와 잉여부의 경계부에 있어서의 판 두께 감소가 커져, 당해 경계부에 있어서 천장판 에지 깨짐이 발생할 가능성이 있다.

본 발명은 상기 사실을 고려하여, 천장판 에지 깨짐을 억제할 수 있는 블랭크 및 프레스 성형품의 제조 방법을 얻는 것에 관한 것이다.

본 개시의 블랭크는, 제1 방향을 길이 방향으로 하는 긴 형상으로 형성되고, 평면에서 보아 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 외측 에지를 갖고, 길이 방향 일방측의 단부에 있어서의 상기 외측 에지 중 적어도 한쪽이 폭 방향 외측으로 만곡해서 연장되고 또한 당해 한쪽이 길이 방향 일방측의 에지에 대하여 길이 방향 타방측으로 이격해서 배치되어 있는 천장판부와, 상기 한 쌍의 외측 에지로부터 하방측으로 연장된 한 쌍의 종벽부와, 평면에서 보아 상기 종벽부의 하단부로부터 상기 천장판부와는 반대측으로 연장된 한 쌍의 플랜지부를 구비한 프레스 성형품을 성형하기 위한 블랭크이며, 상기 블랭크의 길이 방향 일방측의 에지를 구성하는 전개 에지와, 상기 전개 에지에 형성된 잉여부를 갖고, 상기 잉여부의 에지는, 상기 전개 에지에 대하여 상기 블랭크의 길이 방향 일방측으로 볼록해지는 제1 볼록부와, 상기 제1 볼록부에 대하여 상기 블랭크의 폭 방향 외측에 인접하고, 상기 블랭크의 길이 방향 일방측으로 개방된 오목 형상으로 형성됨과 함께, 상기 전개 에지와 제1 볼록부를 접속하는 제1 오목부와, 상기 제1 볼록부에 대하여 상기 블랭크의 폭 방향 내측에 인접하고, 상기 블랭크의 길이 방향 일방측으로 개방된 오목 형상으로 형성됨과 함께, 상기 전개 에지와 제1 볼록부를 접속하는 제2 오목부를 갖고 있다.

상기 과제를 해결하는 블랭크에 의하면, 블랭크가 천장판부와, 한 쌍의 종벽부와, 한 쌍의 플랜지부를 구비한 프레스 성형품의 블랭크로 되어 있다. 프레스 성형품의 천장판부는, 제1 방향을 길이 방향으로 하는 긴 형상으로 형성되어 있다. 또한, 천장판부는 평면에서 보아 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 외측 에지를 갖고 있다. 그리고 천장판부의 길이 방향 일방측의 단부에 있어서의 외측 에지 중 적어도 한쪽이, 폭 방향 외측으로 만곡됨과 함께, 길이 방향 일방측의 에지에 대하여 길이 방향 타방측으로 이격해서 배치되어 있다. 이로 인해, 프레스 성형품의 길이 방향 일방측의 단부가, 평면에서 보아 T자 형상 또는 L자 형상으로 형성되어서, 프레스 성형품이 T자 형상 부품 또는 L자 형상 부품으로 되어 있다.

또한, 프레스 성형품에서는, 한 쌍의 종벽부가, 한 쌍의 천장판부의 외측 에지로부터 하방측으로 연장되어 있고, 한 쌍의 플랜지부가 평면에서 보아 종벽부의 하단부로부터 천장판부와는 반대측으로 연장되어 있다. 이에 의해, 프레스 성형품이 길이 방향 타방측으로부터 보아 하방측으로 개방된 햇 형상으로 형성되어 있다.

한편, 블랭크는, 블랭크의 길이 방향 일방측의 에지를 구성하는 전개 에지와, 전개 에지에 형성된 잉여부를 갖고 있다.

여기서, 잉여부의 에지는, 전개 에지에 대하여 블랭크의 길이 방향 일방측으로 볼록해지는 제1 볼록부를 갖고 있다. 이로 인해, 전개 에지가 잉여부에 의해 길이 방향 일방측으로 두께 증가되게 된다. 이에 의해, 프레스 성형품의 성형 과정에 있어서, 전개 에지 및 잉여부의 에지가 금형 내를 면 내 이동(슬라이드)해도, 블랭크의 길이 방향 일방측의 에지(즉 전개 에지 및 잉여부의 에지)에 있어서의 판 두께 감소를 억제할 수 있다.

또한, 잉여부의 에지는, 제1 볼록부에 대하여 블랭크의 폭 방향 외측에 인접하는 제1 오목부와, 제1 볼록부에 대하여 블랭크의 폭 방향 내측에 인접하는 제2 오목부를 갖고 있다. 그리고 제1 오목부 및 제2 오목부는, 프레스 성형품의 길이 방향 일방측으로 개방된 오목 형상으로 형성되고, 전개 에지와 제1 볼록부를 접속하고 있다. 이로 인해, 제1 볼록부와 전개 에지의 경계 부분을 제1 오목부 및 제2 오목부에 의해 원활하게 접속할 수 있다. 이에 의해, 블랭크의 제1 볼록부와 전개 에지의 경계 부분에 있어서의 국소적인 판 두께 감소가 억제되어서, 당해 경계 부분에 있어서의 천장판 에지 깨짐을 억제할 수 있다.

본 개시의 블랭크에 의하면, 천장판 에지 깨짐을 억제할 수 있다고 하는 우수한 효과를 갖는다.

도 1은, 제1 실시 형태에 관한 블랭크를 사용해서 성형된 프레스 성형품을 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시되는 프레스 성형품의 주요부의 치수 일례를 나타내는 설명도이다.
도 3은, 도 1에 도시되는 프레스 성형품의 폭 방향 일방측의 부분을 확대해서 도시하는 사시도이다.
도 4는, 제1 실시 형태에 관한 블랭크를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는, 도 4에 도시되는 가공(架空) 능선부를 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은, 도 4에 도시되는 블랭크의 면외 변형 억제 영역을 해칭으로 도시하는 설명도이다.
도 7은, 도 1에 도시되는 프레스 성형품을 제조할 때에 사용되는 금형 유닛이 분해된 상태를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 8a는, 도 7에 나타내는 금형 유닛의 프레스 성형 공정의 개략을 도 3의 a-a 단면 위치에 있어서 설명하는 설명도이다.
도 8b는, 도 7에 나타내는 금형 유닛의 프레스 성형 공정의 개략을 도 3의 b-b 단면 위치에 있어서 설명하는 설명도이다.
도 9는, 블랭크를 다이 금형 상에 설치한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 10은, 블랭크를 프레스 성형품으로 성형한 후의 상태를 도시하는 사시도이다.
도 11a는, 비교예 1의 블랭크를 프레스 성형한 후의 블랭크 에지 주변에 있어서의 판 두께 감소율을 설명하기 위한 설명도이다.
도 11b는, 비교예 2의 블랭크를 프레스 성형한 후의 블랭크 에지 주변에 있어서의 판 두께 감소율을 설명하기 위한 설명도이다.
도 11c는, 제1 실시 형태의 블랭크를 프레스 성형한 후의 블랭크 에지 주변에 있어서의 판 두께 감소율을 설명하기 위한 설명도이다.
도 12는, 프레스 성형품을 프레스 성형했을 때의 재료의 유입 궤적을 설명하기 위한 평면도이다.
도 13은, 프레스 성형품을 프레스 성형했을 때의 재료의 유입 궤적을 설명하기 위한 사시도이다.
도 14a는, 비교예 3의 블랭크를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 14b는, 비교예 4의 블랭크를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 14c는, 비교예 5의 블랭크를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 14d는, 비교예 6의 블랭크를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 14e는, 제1 실시 형태의 블랭크를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 15는, 제1 실시 형태의 프레스 성형품을 자동차의 골격 부품으로서 사용했을 때의 프레스 성형품의 형상을 나타내는 이면도이다.
도 16은, 제2 실시 형태에 관한 블랭크를 사용해서 성형된 프레스 성형품을 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 17은, 제2 실시 형태에 관한 블랭크를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 18은, 제2 실시 형태의 프레스 성형품을 자동차의 골격 부품으로서 사용했을 때의 프레스 성형품의 형상을 나타내는 이면도이다.
도 19는, 구성 부재를 스폿 용접에 의해 접합함으로써 형성되는 골격 부재의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 20은, 천장판부가 평면에서 보아 T자 형상의 외형을 갖는 T자 형상 부품을 도시하는 설명도이다.

(제1 실시 형태)

이하, 처음에 제1 실시 형태에 관한 블랭크(30)를 사용해서 제조된 프레스 성형품(20)을 설명한다. 그리고 프레스 성형품(20)을 성형할 때에 사용되는 금형 유닛(40)에 대해 설명하고, 계속해서 블랭크(30)에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 프레스 성형품(20)을 T자 형상 부품으로 한 예로서 설명한다. 또한, 프레스 성형품(20)의 소재가 되는 블랭크(30)는 프레스 성형에 적합한 금속판이면 되고, 그 재질은 특정한 것에 한정되지 않는다. 또한, 블랭크(30)로서는, 예를 들어 강판, 알루미늄판, 나아가 강이나 알루미늄을 주성분으로 하는 합금판 등의, 프레스 성형에 적합한 금속판이 적합하다. 그리고 본 실시 형태에서는, 블랭크(30)가 강판일 경우로서 설명한다.

[프레스 성형품(20)에 대해서]

프레스 성형품(20)은, 후술하는 블랭크(30), 또는 블랭크(30)에 예비 가공을 실시한 성형판을 소재로 하여, 후술하는 금형 유닛(40)을 사용하여, 후술하는 프레스 성형 방법(자유 굽힘 공법)에 의해 프레스 성형됨으로써 얻어진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 프레스 성형품(20)은 제1 방향(도 1의 화살표 D1 방향 및 화살표 D2 방향)을 길이 방향으로 하는 긴 형상으로 형성되어 있다. 또한, 도면에 있어서 적절히 나타내는 화살표 D1 및 화살표 D2는 프레스 성형품(20)의 길이 방향을 나타내고 있다. 그리고 화살표 D1은 프레스 성형품(20)의 길이 방향 일방측을 나타내고, 화살표 D2는 프레스 성형품(20)의 길이 방향 타방측을 나타내고 있다. 또한, 도면에 있어서 적절히 나타내는 화살표 D3 및 화살표 D4은, 평면에서 보아 프레스 성형품(20)의 길이 방향에 직교하는 프레스 성형품(20)의 폭 방향을 나타내고 있다. 이하, 간단히 길이 방향, 폭 방향을 사용해서 설명할 경우에는, 특별히 언급하지 않는 한, 프레스 성형품(20)의 길이 방향, 폭 방향을 나타내는 것으로 한다.

프레스 성형품(20)에서는, 길이 방향 일방측의 단부가 폭 방향 양 외측(도 1의 화살표 D3 방향 및 화살표 D4 방향)으로 돌출되어서, 대략 T자 형상으로 형성됨과 함께, 폭 방향의 중심선(도시 생략)에 대하여 좌우 대칭인 형상을 이루고 있다. 그리고 프레스 성형품(20)은, 길이 방향으로 연장된 제1 성형부(21)와, 프레스 성형품(20)의 길이 방향 일방측의 단부를 구성하고 또한 제1 성형부(21)의 길이 방향 일방측에 인접된 제2 성형부(22)를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 프레스 성형품(20)의 폭 방향 외측이라 함은, 제1 성형부(21)의 폭 방향의 중심선(도시 생략)에 대하여 이격하는 방향측을 말한다. 한편, 프레스 성형품(20)의 폭 방향 내측이라 함은, 제1 성형부(21)의 폭 방향의 중심선에 대하여 접근하는 방향측을 말한다.

또한, 프레스 성형품(20)은 길이 방향 타방측으로부터 보아, 하방측(도 1의 화살표 D5측)으로 개방된 단면 대략 햇 형상으로 형성되어 있다. 이에 의해, 프레스 성형품(20)은 천장판부(20a)와, 한 쌍의 능선부(20b)와, 한 쌍의 종벽부(20c)와, 한 쌍의 플랜지부(20d)를 포함하여 구성되어 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.

천장판부(20a)는 상방측(도 1의 화살표 D6측)으로부터 본 평면에서 보아 대략 T자 판 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 천장판부(20a)는 길이 방향으로 연장된 한 쌍의 외측 에지(20aA)를 갖고 있다. 외측 에지(20aA)의 제1 성형부(21)에 대응하는 부분이, 제1 외측 에지(20aA-1)로 되어 있고, 한 쌍의 제1 외측 에지(20aA-1)가 길이 방향을 따라서 대략 평행하게 배치되어 있다. 이에 의해, 천장판부(20a)에 있어서의 제1 성형부(21)에 대응하는 부분의 폭 W1이 대략 일정하게 설정되어 있다.

한편, 외측 에지(20aA)의 제2 성형부(22)에 대응하는 부분에서 제1 외측 에지(20aA-1)에 인접하는 부분이, 제2 외측 에지(20aA-2)로 되어 있고, 제2 외측 에지(20aA-2)가 제1 외측 에지(20aA-1)의 길이 방향 일단부로부터 폭 방향 외측으로 연장되어 있다. 구체적으로는, 제2 외측 에지(20aA-2)가, 평면에서 보아 프레스 성형품(20)의 길이 방향 일방측 또한 폭 방향 내측으로 볼록해지도록 호 형상으로 만곡되어 있다. 이에 의해, 제2 성형부(22)에 대응하는 천장판부(20a)에서는, 제1 성형부(21)에 인접하는 부분에 있어서, 폭 W2가 프레스 성형품(20)의 길이 방향 일방측을 향함에 따라 커(넓어)지도록 설정되어 있다. 그리고 제2 외측 에지(20aA-2)는 천장판부(20a)의 길이 방향 일방측의 에지에 대하여 길이 방향 타방측으로 이격해서 배치되어 있다.

또한, 외측 에지(20aA)는 제3 외측 에지(20aA-3)를 갖고 있으며, 제3 외측 에지(20aA-3)는 제2 외측 에지(20aA-2)에 있어서의 폭 방향 외측단부로부터, 프레스 성형품(20)의 폭 방향 외측으로 연장되어 있다. 또한, 외측 에지(20aA)에 있어서 제3 외측 에지(20aA-3)를 생략해도 된다.

한 쌍의 종벽부(20c)는 천장판부(20a)의 제1 외측 에지(20aA-1), 제2 외측 에지(20aA-2) 및 제3 외측 에지(20aA-3)로부터 능선부(20b)를 거쳐 하방측으로 연장되어 있다. 이로 인해, 종벽부(20c)가 제1 외측 에지(20aA-1), 제2 외측 에지(20aA-2) 및 제3 외측 에지(20aA-3)를 따라 연장됨과 함께, 제2 외측 에지(20aA-2)에 접속된 종벽부(20c)가 평면에서 보아 호 형상으로 만곡되어 있다. 즉, 한 쌍의 종벽부(20c)는 천장판부(20a)의 길이 방향 일방측의 에지 및 제2 성형부(22)에 있어서의 천장판부(20a)의 폭 방향 외측의 에지에는, 형성되어 있지 않으며, 천장판부(20a)의 길이 방향 일방측의 에지에 대하여 길이 방향 타방측으로 이격해서 배치되어 있다.

한 쌍의 플랜지부(20d)는 평면에서 보아 종벽부(20c)의 선단부(하단부)로부터 천장판부(20a)와는 반대측으로 연장되어서, 천장판부(20a)와 대략 평행하게 배치되어 있다. 이로 인해, 플랜지부(20d)도, 평면에서 보아 제1 외측 에지(20aA-1), 제2 외측 에지(20aA-2) 및 제3 외측 에지(20aA-3)를 따라 연장되어 있고, 제2 외측 에지(20aA-2)에 종벽부(20c)를 거쳐 접속된 플랜지부(20d)가 평면에서 보아 호 형상으로 만곡되어 있다.

능선부(20b)는 천장판부(20a)와 종벽부(20c)의 경계 부분에 형성되어 있다. 그리고 제1 외측 에지(20aA-1)에 대응하는 능선부(20b)가 제1 능선부(20b-1)가 되고, 제2 외측 에지(20aA-2)에 대응하는 능선부(20b)가 제2 능선부(20b-2)가 되고, 제3 외측 에지(20aA-3)에 대응하는 능선부(20b)가 제3 능선부(20b-3)가 되어 있다. 그리고 만곡된 제2 능선부(20b-2)에 접속되는 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)의 부위를 통합해서 만곡부(23)라 칭하고 있다.

또한, 제2 능선부(20b-2)[제2 외측 에지(20aA-2)]는 천장판부(20a)의 상방측으로부터 보아, 일정한 곡률을 갖는 형상, 타원 호 형상, 복수의 곡률을 갖는 형상 등이라도 된다. 즉, 프레스 성형품(20)에서는, 평면에서 보아 호 형상으로 만곡된 제2 능선부(20b-2)의 직경 방향 외측에 천장판부(20a)가 존재하고, 제2 능선부(20b-2)의 직경 방향 내측(호의 중심점측)에 플랜지부(20d)가 존재하고 있다. 또한, 천장판부(20a)는 완전한 평면일 필요는 없으며, 프레스 제품의 디자인 등에 기초하여 천장판부(20a)에 여러 가지 부가 형상(예를 들어 오목부나 볼록부 등)을 부여해도 된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 프레스 성형품(20)에 있어서의 제2 능선부(20b-2)의 기단부[제1 능선부(20b-1)에 인접하는 단부이며, 후술하는 블랭크(30)의 길이 방향 일방측의 블랭크 에지(30a)에 대하여 길이 방향에 있어서 먼 위치의 단부]를 단부 PA(제1 단부)로 하고 있다. 한편, 제2 능선부(20b-2)의 종단부[제3 능선부(20b-3)에 인접하는 단부]를 단부 PB(제2 단부)로 하고 있다. 그리고 평면에서 보아, 제1 능선부(20b-1)가 단부 PA에 있어서 제2 능선부(20b-2)에 접하도록 제2 능선부(20b-2)에 접속되어 있다. 또한, 제3 능선부(20b-3)가 단부 PB로부터 폭 방향 외측으로 연장되어 있다.

이어서 프레스 성형품(20)의 치수에 대해서 도 2를 사용해서 설명한다. 프레스 성형품(20)의 길이 방향 치수는, 100 내지 1600㎜의 범위(본 실시 형태에서는, 예를 들어 300㎜)로 설정되어 있다. 또한, 제1 성형부(21)에 있어서의 천장판부(20a)의 폭 W1은 50 내지 200㎜의 범위(본 실시 형태에서는, 예를 들어 100㎜)로 설정되어 있다. 한편, 프레스 성형품(20)의 길이 방향 일방측의 단부에 있어서의 천장판부(20a)의 폭 W3은 70 내지 2000㎜의 범위(본 실시 형태에서는, 320㎜)로 설정되어 있다.

한 쌍의 종벽부(20c)의 높이는 20 내지 120㎜의 범위(본 실시 형태에서는, 예를 들어 50㎜)로 설정되어 있다. 여기서, 종벽부(20c)의 높이를, 호 형상으로 만곡된 제2 능선부(20b-2)의 둘레 길이의 0.2배 미만, 또는 20㎜ 미만으로 설정하면, 종벽부(20c)에 있어서 주름이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 이로 인해, 종벽부(20c)의 높이는, 제2 능선부(20b-2)의 둘레 길이의 0.2배 이상이거나, 또는 20㎜ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 만곡된 종벽부(20c)의 곡률 반경은, 5 내지 500㎜의 범위(본 실시 형태에서는 100㎜)로 설정되어 있다. 즉, 당해 최대 곡률부의 곡률 반경이 5㎜ 미만이면, 최대 곡률부의 주변이 국소적으로 돌출되므로, 깨짐이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 한편, 최대 곡률부의 곡률 반경이 500㎜ 초과이면, 프레스 성형품(20)의 길이 방향 일방측의 단부에 있어서의 천장판부(20a)의 폭 W3에서 제1 성형부(21)의 폭 W1을 줄여서 얻어지는 길이가 길어진다. 이에 의해, 프레스 성형의 과정에서 종벽부(20c)에 인입되는 거리가 길어지므로, 후술하는 금형 유닛(40)과 블랭크(30)와의 미끄럼 이동 거리가 커지고, 금형 유닛(40)의 마모가 촉진되어서, 금형 수명이 짧아진다. 이로 인해, 최대 곡률부의 곡률 반경은 300㎜ 이하이면 보다 바람직하다.

또한, 한 쌍의 플랜지부(20d)의 폭은, 모두 10 내지 100㎜의 범위(본 실시 형태에서는, 예를 들어 30㎜)로 설정되어 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 플랜지부(20d)에서는, 만곡된 플랜지부(20d)의 둘레 방향(연장 방향)의 중앙선 C보다도 단부 PA를 향하는 측의 폭 hi가, 25㎜ 이상 100㎜ 이하이면 된다.

보다 구체적으로는, 후술하는 프레스 성형에 있어서, 상기 중앙선 C로부터, 단부 PA를 통과하고, 단부 PA로부터 길이 방향 타방측으로 50㎜ 이격한 위치까지의 구간에 있어서의 플랜지부(20d)의 폭 hi(도 3에 있어서 해칭이 실시된 부분을 참조)가 25㎜ 이상 100㎜ 이하가 되도록, 프레스 성형하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 구간 내에 있어서, 폭 hi가 25㎜ 미만인 개소가 존재하면, 프레스 성형 시에 있어서의 플랜지부(20d)의 판 두께 감소가 커져, 깨짐이 발생하기 쉬워진다. 이것은, 프레스 성형의 과정에 있어서 제2 성형부(22)의 천장판부(20a)의 길이 방향 일단부(도 1에 있어서의 B부 근방)를 종벽부(20c)측으로 인입하는 힘이 플랜지부(20d) 부근에 집중하기 때문이다.

한편, 상기 구간 내에 있어서, 폭 hi가 100㎜ 초과의 개소가 존재하면, 플랜지부(20d)에 있어서, 플랜지부(20d)의 둘레 방향(연장 방향)으로 압축되는 양이 커져, 주름이 발생하기 쉬워진다. 이로 인해, 상기 구간 내에 있어서의 폭 hi를 25㎜ 이상 100㎜ 이하로 함으로써, 플랜지부(20d)에 있어서의 주름과 깨짐의 발생을 억제할 수 있게 되어 있다.

또한, 플랜지부(20d)의 폭 hi는, 플랜지부(20d) 에지의 임의의 위치에 있어서의 접선과 직교하는 방향으로의 플랜지부(20d)의 거리로 정의된다. 또한, 플랜지부(20d)의 폭 hi가 25㎜ 미만인 형상의 부품을 제조할 경우에는, 25㎜ 이상의 폭을 갖는 플랜지부(20d)를 갖는 중간 프레스 성형체를 프레스 성형에 의해 제조한 후에, 불필요한 부분을 절제하는 것이 바람직하다.

[금형 유닛(40)에 대해서]

이어서, 프레스 성형품(20)을 제조하기 위한 「금형」으로서의 금형 유닛(40)을 도 7을 사용해서 설명한다. 또한, 도 7에서는, 프레스 성형품(20)의 폭 방향 일방측의 부분에 대응하는 금형 유닛(40)이 도시되어 있고, 프레스 성형품(20)의 폭 방향 타방측의 부분에 대응하는 금형 유닛(40)을 도시 생략하고 있다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 금형 유닛(40)은 다이 금형(41)과, 패드(42)와, 한 쌍의 굽힘형(43)[도 7에서는, 한쪽의 굽힘형(43)만을 도시하고 있음]을 포함하여 구성되어 있다.

다이 금형(41)은 금형 유닛(40)의 하부를 구성하고 있다. 다이 금형(41)에는, 프레스 성형품(20)의 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)를 형성하기 위한 오목부가 형성되어 있다. 환언하면, 다이 금형(41)에는 오목부의 저면으로부터 돌출된 볼록부가 형성되어 있다. 그리고 볼록부는, 평면에서 보아 대략 T자형으로 형성되어 있고, 볼록부의 외측면이, 천장판부(20a), 능선부(20b) 및 종벽부(20c)의 내측면 형상에 대응해서 형성되어 있다.

패드(42)는 금형 유닛(40)의 상부를 구성하고 있다. 패드(42)는 다이 금형(41)(상세하게는, 대략 T자형을 이루는 볼록부)의 상방측 위치에 있어서 다이 금형(41)과 상하 방향에 대향해서 배치되어 있다. 그리고 패드(42)는 천장판부(20a)의 형상에 대응해서 평면에서 보아 대략 T자형으로 형성되어 있고, 패드(42)의 하면이 천장판부(20a)의 외측면에 대응한 형상으로 형성되어 있다.

굽힘형(43)은 패드(42)와 함께 금형 유닛(40)의 상부를 구성하고 있다. 굽힘형(43)은 패드(42)의 폭 방향 외측에 배치됨과 함께, 다이 금형(41)에 있어서의 오목부의 상방측 위치에 있어서 다이 금형(41)과 상하 방향에 대향해서 배치되어 있다. 그리고 굽힘형(43)은 프레스 성형품(20)의 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)에 대응한 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 굽힘형(43)의 측면이, 종벽부(20c)를 성형하기 위한 종벽 성형면(43A)으로 되어 있다. 이 종벽 성형면(43A)은, 평면에서 보아 긴 방향으로 연장되는 제1 종벽 성형면(43A-1)과, 만곡부(23)의 종벽부(20c)를 성형하는 제2 종벽 성형면(43A-2)과, 제2 종벽 성형면(43A-2)으로부터 폭 방향 외측으로 연장되는 제3 종벽 성형면(43A-3)을 포함하여 구성되어 있다. 또한, 굽힘형(43)의 하면이, 플랜지부(20d)를 성형하기 위한 플랜지 성형면(43B)으로 되어 있고, 플랜지 성형면(43B)은 플랜지부(20d)의 외측면에 대응한 형상으로 형성되어 있다.

또한, 굽힘형(43)의 종벽 성형면(43A)과 플랜지 성형면(43B)의 경계 부분이, 굽힘형(43)의 견부(43C)가 되어 있다. 그리고 견부(43C)에 있어서, 제1 종벽 성형면(43A-1), 제2 종벽 성형면(43A-2), 제3 종벽 성형면(43A-3)에 각각 접속되는 견부(43C)가, 제1 견부(43C-1), 제2 견부(만곡 견부)(43C-2), 제3 견부(43C-3)가 되고 있다.

또한, 금형 유닛(40)에서는, 후술하는 프레스 성형품(20)의 제1 제조 방법에 대응하여, 블랭크(30)의 면 내 이동을 허용할 정도로 블랭크(30)를 패드(42)에 의해 하방측[즉 다이 금형(41)측]으로 가압하도록 되어 있다. 구체적으로는, 패드(42)를 구동하는 구동 기구가, 스프링을 사용한 구동 기구, 유압식의 구동 기구, 가스 쿠션 등으로 구성되어 있다.

한편, 프레스 성형품(20)을 후술하는 제2 제조 방법으로 제조할 경우에는, 다이 금형(41)과 패드(42)의 간극을, 블랭크(30)의 판 두께 이상이고 또한 판 두께의 1.1배 이하로 유지한 상태로 하도록 구성되어 있다. 이 경우에는, 패드(42)를 구동하는 구동 기구가, 전동 실린더나 유압 서보 장치 등으로 구성되어 있다. 또한, 다이 금형(41)과 굽힘형(43)의 상하 위치 관계는 한정을 요하지 않는다.

[블랭크(30)에 대해서]

도 4에는, 상술한 프레스 성형품(20)을 성형하기 위한 블랭크(30)가 모식적인 평면도로 나타내어지고 있다. 블랭크(30)는 소재인 강판에 적당한 가공(예를 들어 레이저 가공)을 실시함으로써, 후술하는 형상으로 제조되어 있다.

또한, 상술한 프레스 성형품(20)은 블랭크(30), 또는 블랭크(30)에 예비 가공을 행한 성형판을 소재로 하여, 금형 유닛(40)을 사용하여, 후술하는 프레스 성형 방법(자유 굽힘 공법)에 의해 프레스 성형됨으로써 얻어진다.

또한, 블랭크(30)에 행하는 예비 가공으로서는, 예를 들어 블랭크(30)의 내부에 경도의 볼록부를 형성하기 위한 굽힘 성형이나 드로잉 성형에 의한 프레스 성형 가공이나 펀칭 가공 등이 있다. 그리고 프레스 성형품(20)의 치수나 형상을 감안해서 블랭크(30)에 대하여 이들의 예비 가공을 적절히 행해도 된다.

또한, 블랭크(30) 또는 성형판의 파단 강도는, 일례로서 400MPa 이상 1600MPa 이하로 설정되고, 블랭크(30) 또는 성형판의 인장 강도는, 일례로서 590MPa 이상, 980MPa 또는 1180MPa 이하로 설정되어 있다. 또한, 보다 저강도 또는 보다 고강도의 블랭크(30)를 사용하는 것도 가능하다.

블랭크(30)는, 평면에서 보아 대략 T자 형상으로 형성되어 있다. 또한, 블랭크(30)의 길이 방향은 프레스 성형품(20)의 길이 방향과 일치하고 있으며, 블랭크(30)의 폭 방향은 프레스 성형품(20)의 폭 방향과 일치하고 있다. 블랭크(30)는 블랭크(30)의 베이스가 되는 블랭크 베이스부(31)를 갖고 있으며, 블랭크 베이스부(31)는 프레스 성형품(20)을 전개한 형상(도 4 있어서의 일점 쇄선으로 나타내는 형상이며, 본 명세서에서는 「전개 형상」이라고도 함)을 이루고 있다. 즉, 블랭크 베이스부(31)는 프레스 성형품(20)의 천장판부(20a)에 대응하는 제1 블랭크부(31a)와, 한 쌍의 종벽부(20c) 및 한 쌍의 플랜지부(20d)에 대응하는 한 쌍의 제2 블랭크부(31c)를 합친 형상으로 형성되어 있다. 그리고 제1 블랭크부(31a) 및 제2 블랭크부(31c)는, 가공 능선부(31b)를 거쳐 인접해서 배치되어 있다. 또한, 블랭크 베이스부(31)에 있어서의 길이 방향 일방측의 단부(에지)가 「전개 에지」로서의 베이스 에지(31d)로 되어 있다. 또한, 블랭크 베이스부(31)의 형상은, 설정된 프레스 성형품(20)의 형상으로부터 계산에 의해 구해지는 전개 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, J-SOL사제의 J-STAMP의 소프트웨어를 사용하여, 프레스 성형품(20)의 전개 형상을 구하고, 당해 전개 형상을 블랭크 베이스부(31)의 형상으로 하고 있다. 또한, 블랭크 베이스부(31)의 형상을, 상기 이외의 다른 소프트웨어를 사용해서 구해도 된다.

또한, 블랭크 베이스부(31)의 가공 능선부(31b)에서는, 프레스 성형품(20)의 제1 능선부(20b-1)에 대응하는 부분이 「인접 가공선」으로서의 제1 가공 능선부(31b-1)가 되고, 제2 능선부(20b-2)에 대응하는 부분이 「만곡 가공선」으로서의 제2 가공 능선부(31b-2)가 되고, 제3 능선부(20b-3)에 대응하는 부분이 제3 가공 능선부(31b-3)가 되어 있다. 그리고 가공 능선부(31b)는, 이하와 같이 설정되어 있다. 즉, 블랭크(30)가 금형 유닛(40) 내에 배치되고[블랭크(30)가 다이 금형(41) 상에 위치 결정된 상태에서 세트되고] 또한 굽힘형(43)[의 플랜지 성형면(43B)]이 블랭크(30)의 상면에 접촉한 상태(도 8a 및 도 8b의 좌측에 나타내는 상태이며, 이하 이 상태를 「세트 상태」라고 함)에 있어서, 평면에서 보아 굽힘형(43)의 견부(43C)를 따라 연장되는 가공선이 가공 능선부(31b)로서 설정되어 있다. 구체적으로는, 평면에서 보아 굽힘형(43)의 제1 견부(43C-1), 제2 견부(43C-2), 제3 견부(43C-3)에 각각 대응하는 가공 능선이, 제1 가공 능선부(31b-1), 제2 가공 능선부(31b-2), 제3 가공 능선부(31b-3)로 되어 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 상술한 다이 금형(41)에는 상방측으로 돌출된 위치 결정 핀이 설치되고, 당해 위치 결정 핀이 삽입되는 구멍이 블랭크(30)에 형성되어 있다. 이에 의해, 블랭크(30)의 금형 유닛(40)에 대한 위치 결정이 이루어져 있다. 또한, 블랭크(30)의 금형 유닛(40)에 대한 위치 결정을 하기 위해, 상기 위치 결정 핀 대신에, 블랭크(30)의 외형을 가이드하는 가이드부를 다이 금형(41)에 형성해도 된다. 또한, 상세에 대해서는 후술하지만, 후술하는 프레스 성형 방법에서는, 제1 블랭크부(31a)가 금형 유닛(40) 내를 면 내 이동(슬라이드)하면서, 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)가 성형되므로, 블랭크 베이스부(31)의 가공 능선부(31b)와 프레스 성형품(20)의 능선부(20b)는 일치하고 있지 않다.

또한, 블랭크 베이스부(31)에서는, 길이 방향 일방측의 단부가, 평면에서 보아 길이 방향 일방측으로 개방된 호 형상으로 만곡되어 있다. 환언하면, 베이스 에지(31d)가 길이 방향 일방측으로 개방된 호 형상으로 만곡되어 있다. 상세에 대해서는 후술하지만, 프레스 성형품(20)의 프레스 성형 방법(자유 굽힘 공법)에서는, 제2 성형부(22)에 대응하는 제1 블랭크부(31a)의 부분이 금형 유닛(40) 내를 길이 방향 타방측으로 면 내 이동(슬라이드)하면서, 제2 성형부(22)에 대응하는 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)가 성형된다. 이로 인해, 이 제1 블랭크부(31a)의 면 내 이동에 대응하도록, 블랭크 베이스부(31)의 길이 방향 일방측의 단부가, 평면에서 보아 길이 방향 일방측으로 개방된 호 형상으로 만곡되어 있다.

또한, 블랭크(30)에는, 평면에서 보아 베이스 에지(31d)로부터 길이 방향 일방측으로 팽출(융기)하는 한 쌍의 잉여부(32)[도 4에 있어서 점선으로 나타낸 잉여부(32)를 참조]가 블랭크 베이스부(31)에 부가되어 있고, 잉여부(32)는 블랭크(30)의 폭 방향의 중심선에 대하여 좌우 대칭인 위치에 설치되어 있다. 또한, 잉여부(32)의 (외주)에지는, 소정 형상[도 4에 있어서 실선으로 나타내는 잉여부(32)를 참조]으로 형성되어, 베이스 에지(31d)에 접속되어 있다. 이에 의해, 블랭크(30)의 길이 방향 일방측의 에지[이하, 이 에지를 블랭크 에지(30a)라고 함]가 블랭크 베이스부(31)의 베이스 에지(31d)와, 한 쌍의 잉여부(32)의 에지에 의해 구성되어 있다. 이하, 잉여부(32)의 에지에 대해서 설명한다. 또한, 상술한 바와 같이, 한 쌍의 잉여부(32)는 블랭크(30)의 폭 방향의 중심선에 대하여 좌우 대칭으로 형성되어 있으므로, 이하의 설명에서는, 폭 방향 일방측(도 4의 화살표 D3 방향측)에 배치된 잉여부(32)에 대해서 설명한다.

잉여부(32)의 에지는, 당해 에지의 폭 방향 중간부를 구성하는 제1 볼록부(34)와, 제1 볼록부(34)에 대하여 폭 방향 외측에 배치된 제1 오목부(33)와, 제1 볼록부(34)에 대하여 폭 방향 내측에 배치된 제2 오목부(35)를 포함하여 구성되어 있다. 그리고 제1 볼록부(34), 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)는 이하에 나타내는 조건을 만족하도록 형성되어 있다.

즉, 제1 볼록부(34)는 베이스 에지(31d)에 대하여 길이 방향 일방측으로 볼록해지도록 형성되어 있다. 또한, 제1 오목부(33)는 제1 볼록부(34)에 대하여 폭 방향 외측에 인접하고, 길이 방향 일방측으로 개방된 오목 형상으로 형성됨과 함께, 베이스 에지(31d)와 제1 볼록부(34)를 접속하고 있다. 또한, 제2 오목부(35)는 제1 볼록부(34)에 대하여 폭 방향 내측에 인접하고, 길이 방향 일방측으로 개방된 오목 형상으로 형성됨과 함께, 베이스 에지(31d)와 제1 볼록부(34)를 접속하고 있다.

보다 구체적으로는, 블랭크(30)의 내부 방향으로의 곡률의 부호를 마이너스로 하고, 이 내부 방향과 반대 방향으로의 곡률의 부호를 플러스로 하면, 제1 볼록부(34)는 곡률의 부호가 플러스가 되는 호 형상으로 형성되어 있다.

제1 오목부(33)는, 곡률의 부호가 마이너스가 되는 호 형상으로 형성되어 있고, 제1 볼록부(34)와, 제1 볼록부(34)에 대하여 폭 방향 외측에 배치된 베이스 에지(31d)를 원활하게 접속하고 있다. 즉, 블랭크 에지(30a)에서는, 제1 볼록부(34)와 제1 오목부(33)의 변곡점에 있어서, 제1 볼록부(34)의 접선과 제1 오목부(33)의 접선이 일치하고 있으며, 제1 오목부(33)와 베이스 에지(31d)의 변곡점에 있어서, 제1 오목부(33)의 접선과 베이스 에지(31d)의 접선이 일치하고 있다.

제2 오목부(35)는 곡률 부호가 마이너스가 되는 호 형상으로 형성되어 있고, 제1 볼록부(34)와, 제1 볼록부(34)에 대하여 폭 방향 내측에 배치된 베이스 에지(31d)를 원활하게 접속하고 있다. 즉, 블랭크 에지(30a)에서는, 제1 볼록부(34)와 제2 오목부(35)의 변곡점에 있어서, 제1 볼록부(34)의 접선과 제2 오목부(35)의 접선이 일치하고 있으며, 제2 오목부(35)와 베이스 에지(31d)의 변곡점에 있어서, 제2 오목부(35)의 접선과 베이스 에지(31d)의 접선이 일치하고 있다.

이상에 의해, 잉여부(32)의 에지에서는, 폭 방향 외측으로부터 폭 방향 내측(폭 방향 중앙측)을 향함에 따라, 제1 오목부(33), 제1 볼록부(34) 및 제2 오목부(35)가, 이 순으로 나란히 배치되어 있다.

또한, 제1 오목부(33), 제1 볼록부(34) 및 제2 오목부(35)의 곡률 절댓값의 최댓값이, 0.5(1/㎜) 이하로 설정되어 있다. 즉, 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)는 프레스 성형품(20)의 성형 시에 있어서의 플랜지 에지 깨짐을 억제하기 위해서 설치되어 있고, 프레스 성형품(20)의 성형 시에 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)가 블랭크(30)의 폭 방향으로 연장됨으로써, 프레스 가공 시에 있어서의 블랭크(30)의 금형 유닛(40) 내로의 유입을 촉진시키고 있다. 이로 인해, 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)의 곡률 절댓값이 크면, 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)에 있어서 응력 집중이 발생해[환언하면, 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)에 있어서의 판 두께 감소율이 커져], 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)에 있어서 천장판 에지 깨짐이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다. 이에 의해, 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)의 곡률 절댓값은 0.5(1/㎜) 이하인 것이 바람직하다.

또한, 블랭크(30)의 폭 방향 중심선에 대하여 우측에 배치된 잉여부(32)의 제2 오목부(35)와, 당해 폭 방향 중심선에 대하여 좌측에 배치된 잉여부(32)의 제2 오목부(35) 사이의 베이스 에지(31d)의 곡률의 절댓값의 최댓값이, 0.1(1/㎜) 이하로 설정되어 있다.

이어서, 블랭크(30)의 폭 방향에 있어서의 제1 볼록부(34)의 위치에 대해서 도 5를 사용해서 설명한다. 또한, 도 5에서는, 제1 볼록부(34)[잉여부(32)]를 생략하여 블랭크(30)를 도시하고 있다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 제2 가공 능선부(31b-2)의 기단부(즉, 단부 PA)를 통과하고, 폭 방향으로 연장되는 가공선을 제1 가공선 AL1로 한다. 한편, 제2 가공 능선부(31b-2)의 종단부(즉, 단부 PB)를 통과하고, 긴 방향으로 연장되는 가공선을 제2 가공선 AL2로 한다. 또한, 제1 가공선 AL1과 제2 가공선 AL2의 교점 E를 통과하고, 또한 제1 가공선 AL1에 대하여 시계 방향으로 경사진 가공선을 경사 가공선 AL3으로 한다. 그리고 제1 가공선 AL1과 경사 가공선 AL3이 이루는 각도 α가 22.5°로 설정되어 있다. 또한, 도 5에서는, 편의상, 각도 α 22.5°보다도 크게 해서 도시하고 있다.

그리고 제1 볼록부(34)는, 경사 가공선 AL3과 제2 가공선 AL2 사이(도 5에 도시되는 G의 범위)로 설정되어 있다. 즉, 상세에 대해서는 후술하지만, 후술하는 프레스 성형 방법(자유 굽힘 공법)에서는, 만곡부(23)의 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)를 성형할 때에, 제2 성형부(22)에 대응하는 제1 블랭크부(31a)가 대략 길이 방향 타방측(도 9의 화살표 J 방향측)으로 인입되(유입되)게 된다. 그리고 이때의 블랭크 베이스부(31)의 베이스 에지(31d) 주변에서는, 블랭크(30)의 판 두께 감소가 경사 가공선 AL3과 제2 가공선 AL2 사이의 범위 G에 있어서 분포하는 경향이 있는 것이 판명되고 있다. 이로 인해, 제1 볼록부(34)는 경사 가공선 AL3과 제2 가공선 AL2 사이로 설정되어 있다. 또한, 제1 볼록부(34)는 프레스 성형품(20)의 각 부위에 있어서의 폭 치수나, 제2 성형부(22)의 형상(T자형이나 L자형)에 대응하여, 경사 가공선 AL3과 제2 가공선 AL2 사이에서 적절히 설정되어 있다. 즉, 본 실시 형태와 같이, 프레스 성형품(20)이 T자 형상 부품을 이룰 경우에는, 한 쌍의 잉여부(32)가 블랭크 베이스부(31)에 부가되므로, 잉여부(32)가 블랭크(30)의 폭 방향 중심선으로부터 제2 가공선 AL2 사이로 설정된다.

그리고 본 실시 형태에서는, 제1 볼록부(34)〔상세하게는, 제1 볼록부(34)의 정상부(블랭크(30)의 길이 방향에 있어서의 제1 볼록부(34)의 정점 부분)〕가 블랭크(30)에 있어서의 제1 가공 능선부(31b-1)를 따라 단부 PA로부터 길이 방향 일방측으로 연장된 연장선 L 상에 배치되어 있다. 환언하면, 제1 가공 능선부(31b-1)는, 단부 PA에 있어서, 제2 가공 능선부(31b-2)에 접하고 있으므로, 제1 볼록부(34)가 단부 PA에 있어서, 제2 가공 능선부(31b-2)에 접하는 접선 상에 배치되어 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 잉여부(32)의 에지는, 전술한 연장선 L에 대하여 폭 방향으로 좌우 비대칭을 이루는 형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 잉여부(32)의 에지에서는, 제1 오목부(33)의 곡률이 제2 오목부(35)의 곡률에 비하여 작게 설정되어 있다. 환언하면, 제1 오목부(33)의 곡률 반경이 제2 오목부(35)의 곡률 반경에 비해 크게 설정되어 있다. 또한, 도 4에서는, 잉여부(32)의 형상을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 잉여부(32)를 과장해서 도시하고 있다.

또한, 연장선 L에 대하여 폭 방향 외측의 잉여부(32)의 폭 치수 W4[연장선 L로부터 제1 오목부(33)와 베이스 에지(31d)의 교점까지의 폭 치수]가 연장선 L에 대하여 폭 방향 내측의 잉여부(32)의 폭 치수 W5[연장선 L로부터 제2 오목부(35)와 베이스 에지(31d)의 교점까지의 치수]에 비하여 길게 설정되어 있다.

또한, 잉여부(32)의 폭 치수(폭 치수 W4와 폭 치수 W5를 합친 폭 치수)는 1㎜ 이상으로, 호 형상으로 만곡된 제2 능선부(20b-2)의 둘레 길이의 3배 이하로 설정되어 있다. 즉, 잉여부(32)의 폭 치수가 1㎜ 미만이면, 후술하는 프레스 성형 시에 블랭크 에지(30a)에 있어서의 판 두께 감소가 커져, 천장판 에지 깨짐이 발생할 가능성이 있기 때문이다. 한편, 잉여부(32)의 폭 치수가, 제2 능선부(20b-2)의 둘레 길이의 3배보다 커지면, 후술하는 프레스 성형 시에 있어서의 블랭크(30)의 면 내 이동(슬라이드)이 억제되어서, 플랜지 깨짐이나 종벽 깨짐이 발생할 가능성이 있기 때문이다. 즉, 잉여부(32)는 플랜지 깨짐 및 천장판 에지 깨짐을 억제하기 위한 기본이 되는 부분이므로, 이러한 관점에서 잉여부(32)의 형성 범위나 크기가 결정되도록 되어 있다.

또한, 블랭크(30)에서는, 블랭크 에지(30a)가 제1 블랭크부(31a)와 동일 평면 내에 있는 형상[즉, 후술하는 프레스 성형 시에 블랭크(30)의 블랭크 에지(30a)가 패드(42)와 다이 금형(41) 사이로 말려들지 않는 형상]을 갖고 있는 것이 바람직하다. 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 블랭크(30) 중, 면외 변형 억제 영역(영역 F)(도 6에 있어서 해칭이 실시된 영역)에 대응하는 부위의 블랭크 에지(30a)가 제1 블랭크부(31a)와 동일 평면 상에 있는 것이 바람직하다. 또한 환언하면, 블랭크(30)의 블랭크 에지(30a)이며, 블랭크(30)에 있어서의 면외 변형 억제 영역에 대응하는 부위 중에서 제2 가공 능선부(31b-2) 및 제3 가공 능선부(31b-3)에 대한 길이 방향 일방측의 부분은, 제1 블랭크부(31a)와 동일 평면 상에 존재하는 것이 바람직하다.

여기서, 면외 변형 억제 영역(영역 F)에 대해서 설명한다. 후술하는 프레스 성형품(20)의 제조 방법에서는, 프레스 성형품(20)의 성형 시에 있어서의 천장판부(20a)나 종벽부(20c)에 있어서의 주름 발생을 억제하기 위해서, 면외 변형 억제 영역(영역 F)을 설정하고, 당해 면외 변형 억제 영역(영역 F)의 면외 변형을 억제하면서 프레스 성형품(20)을 제조하도록 되어 있다. 그리고 면외 변형 억제 영역(영역 F)은, 이하와 같이 설정되어 있다. 즉, 블랭크(30)의 제1 블랭크부(31a)에 있어서, 연장선 L에 대하여 폭 방향 외측이고 또한 제2 가공 능선부(31b-2) 및 제3 가공 능선부(31b-3)에 대하여 길이 방향 일방측의 부분이, 면외 변형 억제 영역(영역 F)으로서 설정되어 있다. 그리고 면외 변형 억제 영역(영역 F)이 다이 금형(41)의 천장판면[상세하게는, 블랭크(30)의 제1 블랭크부(31a)에 대응하는 면]에 접하도록 되어 있다.

이어서, 프레스 성형품(20)의 제조 방법을 설명하면서 본 실시 형태의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.

[프레스 성형품(20)의 제조 방법(자유 굽힘 공법)에 대해서]

프레스 성형품(20)은, 이하에 나타내는 제1 제조 방법 또는 제2 제조 방법에 의해 제조된다. 제1 제조 방법 및 제2 제조 방법은, 모두 블랭크(30)에 냉간 굽힘 성형을 실시함으로써 프레스 성형품(20)을 제조하는 방법이다.

[프레스 성형품(20)의 제1 제조 방법]

프레스 성형품(20)의 제1 제조 방법은, 이하에 나타내는 공정 1-1, 1-2를 갖고 있다.

(공정 1-1)

블랭크(30), 또는 이 블랭크(30)에 예비 가공을 행한 성형판을, 금형 유닛(40) 내에 세트한다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 블랭크(30) 또는 성형판을 다이 금형(41) 상에 위치 결정한 상태에서 세트한다.

(공정 1-2)

그리고 블랭크(30) 또는 성형판에 있어서의 블랭크 에지(30a)가 블랭크(30) 또는 성형판에 있어서의 제1 블랭크부(31a)와 동일 평면 상에 존재하는 상태에서, 제1 블랭크부(31a)의 일부인 면외 변형 억제 영역(영역 F)을 패드(42)에 의해 가압한다[도 8a 및 도 8b의 각각의 좌측 도면을 참조]. 이 상태에서, 다이 금형(41) 또는 굽힘형(43) 중 한쪽 또는 양쪽을 서로 접근하는 방향으로 상대 이동시킨다. 이때, 블랭크(30) 또는 성형판의 길이 방향 일방측의 블랭크 에지(30a)를 다이 금형(41)에 있어서의 천장판부(20a)에 대응하는 부위에 대하여 면 내 이동(도 9에 나타내는 화살표 J 방향측으로 이동)시키면서, 프레스 성형품(20)에 있어서의 한 쌍의 종벽부(20c) 및 한 쌍의 플랜지부(20d)를 굽힘 성형에 의해 프레스 성형한다[도 8a 및 도 8b의 각각의 우측 도면 및 도 10 참조].

이와 같이, 제1 제조 방법에서는, 블랭크(30)의 일부를 면외 변형 억제 영역(영역 F)으로서, 면외 변형 억제 영역(영역 F)을 패드(42)에 의해 소정의 하중 압력으로 가압함으로써, 플랜지부(20d)에 있어서의 깨짐이나 천장판부(20a)에 있어서의 주름 발생을 억제하고 있다.

즉, 패드(42)에 의한 하중 압력이 높게 설정된 경우에는, 프레스 성형 중에 있어서, 다이 금형(41)에 접하는 블랭크(30)의 제1 블랭크부(31a)가 다이 금형(41)과 패드(42) 사이에서 충분히 면 내 이동(슬라이드)할 수 없게 된다. 이 경우에는, 플랜지부(20d)에 깨짐이 발생한다.

한편, 패드(42)에 의한 하중 압력이 낮게 설정된 경우에는, 프레스 성형 중에 있어서, 다이 금형(41)에 접하는 블랭크(30)의 제1 블랭크부(31a)에 있어서의 면외 변형을 구속할 수 없게 된다. 이 경우에는, 천장판부(20a)에 주름이 발생한다.

그리고 자동차 부품 등에서 일반적으로 사용되는, 인장 강도 200MPa 내지 1600MPa의 강판을 성형할 경우에서는, 30MPa보다도 큰 하중 압력으로 패드(42)가 블랭크(30)를 가압하면, 플랜지부(20d)에 깨짐이 발생한다. 한편, 0.1MPa보다도 작은 하중 압력으로 패드(42)가 블랭크(30)를 가압하면, 블랭크(30)의 제1 블랭크부(31a)에 있어서의 면외 변형을 충분히 억제할 수 없게 되어, 천장판부(20a)에 주름이 발생한다. 따라서, 상기 강판을 성형할 경우에서는, 패드(42)에 의한 가압을 0.1MPa 이상 또한 30MPa 이하로 해서 행하는 것이 바람직하다.

또한, 일반적인 자동차 부품의 제조용 프레스기 및 금형 유닛을 고려한 경우에, 패드(42)의 하중 압력을 0.4MPa보다도 작게 하면, 하중 압력이 작기 때문에, 가스 쿠션 등을 사용한 패드(42)의 안정된 가압이 어려워진다. 한편, 패드(42)의 하중 압력을 15MPa보다도 크게 하면, 하중 압력이 커지기 때문에, 고압의 가압 장치가 필요하게 되어, 설비 비용이 상승한다. 이로 인해, 패드(42)에 의한 가압을 0.4MPa 이상 또한 15MPa 이하로 해서 행하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 여기에서 말하는 압력이라 함은, 패드 가압력을, 패드(42)와 블랭크(30)의 접촉 부분의 면적으로 나눈 평균 면압인 것이며, 국소적으로는 다소 변동이 있어도 된다.

또한, 상기한 제조 방법에서는, 패드 가압 시에, 블랭크(30)의 다이 금형(41)의 천장판면에 접하는 부분 전체면 또는, 면외 변형 억제 영역(영역 F)의 전체를 포함하는 블랭크(30)의 다이 금형(41)의 천장판면에 접하는 부분의 일부를 커버하는 형상의 패드(42)를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 예를 들어 제품의 디자인 등에 의해 면외 변형 억제 영역(영역 F)에 부가 형상이 존재하는 경우 등에서는, 패드(42)를 이하와 같은 형상으로 해도 된다. 즉, 당해 부가 형상부를 피하도록 패드(42)를 형성함과 함께, 적어도 면외 변형 억제 영역(영역 F) 중 제2 가공 능선부(31b-2)에 접하는 부위의, 제2 가공 능선부(31b-2)로부터 5㎜ 이내의 영역을 포함하고 또한 면외 변형 억제 영역(영역 F)의 50% 이상 면적을 커버하는 형상으로, 패드(42)를 형성해도 된다. 즉, 예를 들어 상기 경계선으로부터 4㎜ 이내의 영역만을 패드(42)로 가압하면, 천장판부(20a)에 주름이 발생하기 쉽기 때문이다.

(제2 제조 방법)

프레스 성형품(20)의 제2 제조 방법은, 이하에 나타내는 공정 2-1, 2-2를 갖고 있다.

(공정 2-1)

제1 제조 방법과 마찬가지로, 블랭크(30) 또는 성형판을 다이 금형(41) 상에 위치 결정한 상태에서 세트한다.

(공정 2-2)

그리고 블랭크(30) 또는 성형판의 블랭크 에지(30a)가, 블랭크(30) 또는 성형판에 있어서의 제1 블랭크부(31a)와 동일 평면 상에 존재하는 상태에서, 제1 블랭크부(31a)의 일부인 면외 변형 억제 영역(영역 F)에 패드(42)를 근접 또는 접촉시켜, 패드(42)와 다이 금형(41)과의 간극을, 블랭크(30) 또는 성형판의 판 두께 이상, 또한 판 두께의 1.1배 이하로 유지하는 상태로 한다. 이 상태에서, 다이 금형(41) 및 굽힘형(43) 중 한쪽 또는 양쪽을 서로 접근하는 방향으로 상대 이동시킨다. 이때, 블랭크(30) 또는 성형판의 블랭크 에지(30a)를 다이 금형(41)에 있어서의 천장판부(20a)에 대응하는 부위에 대하여 면 내 이동(도 9에 나타내는 화살표 J 방향측으로 이동)시키면서, 제2 성형부(22)에 있어서의 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)를 굽힘 성형에 의해 프레스 성형한다.

이와 같이, 상기 프레스 성형품(20)의 제2 제조 방법에서는, 패드(42)와 다이 금형(41)과의 간극이 블랭크(30) 또는 성형판의 판 두께 이상 또한 판 두께의 1.1배 이하로 유지되고 있으므로, 블랭크(30)에는 과대한 면압이 작용하지 않게 된다. 이로 인해, 프레스 성형 중에 블랭크(30)가 금형 유닛(40) 내를 충분히 면 내 이동(슬라이드)할 수 있다. 그리고 프레스 성형이 진행됨에 따라서, 제1 블랭크부(31a)에 있어서 잉여부가 발생해서 블랭크(30)를 면외 변형시키는 힘이 작용한 경우에는, 블랭크(30)의 면외 변형이 패드(42)에 의해 구속된다. 이에 의해, 프레스 성형품(20)에 있어서의 깨짐이나 주름의 발생을 억제할 수 있다.

즉, 패드(42)와 다이 금형(41)과의 간극을 블랭크(30)의 판 두께 미만으로 설정해서 블랭크(30)를 성형한 경우에는, 블랭크(30)와 다이 금형(41) 사이에 과대한 면압이 작용하게 된다. 이로 인해, 블랭크(30)가 금형 유닛(40) 내에서 충분히 면 내 이동(슬라이드)할 수 없어, 플랜지부(20d)에 깨짐이 발생해 버린다.

한편, 패드(42)와 다이 금형(41)과의 간극을 블랭크(30)의 판 두께의 1.1배보다도 크게 설정해서 블랭크(30)를 성형한 경우에는, 프레스 성형 중에 있어서의 블랭크(30)의 면외 변형을 충분히 구속할 수 없게 된다. 이로 인해, 프레스 성형이 진행됨에 따라서, 천장판부(20a)에 있어서 블랭크(30)가 대폭으로 남음으로써, 천장판부(20a)에 현저한 주름이 발생함과 함께, 좌굴이 발생하여, 소정의 형태로 성형할 수 없게 된다.

그리고 자동차 부품 등에서 일반적으로 사용되는 인장 강도 200MPa 내지 1600MPa의 강판을 성형할 경우에서는, 패드(42)와 다이 금형(41)의 간극이 블랭크(30)의 판 두께의 1.03배 이상이면, 다소 주름이 발생하는 것이 판명되고 있다. 이로 인해, 이 경우에서는, 패드(42)와 다이 금형(41)의 간극을, 판 두께 이상 또한 판 두께의 1.03배 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 제2 제조 방법에 있어서의 「패드(42)를 블랭크(30)에 근접시킨 상태 」라 함은, 다이 금형(41) 중 천장판부(20a)에 대응하는 부위 상에서 블랭크(30)가 면 내 이동(슬라이드)할 때에, 블랭크(30)와 패드(42)가 접촉하지 않고, 이 부위 상에서 블랭크(30)가 면외 변형(또는 좌굴)하는 방향으로 변위하여, 블랭크(30)와 패드(42)가 접촉하는 상태를 의미한다. 보다 엄밀하게는 「패드(42)를 블랭크(30)에 근접시킨 상태」라 함은, 패드(42)와 다이 금형(41)의 간극을, 블랭크(30)의 판 두께의 1.0배 초과 또한 1.1배 이하로 유지한 상태를 의미한다.

또한, 제2 제조 방법에서는, 제1 제조 방법과 마찬가지로, 블랭크(30)에 있어서의 제1 블랭크부(31a)의 내부이며 제2 가공 능선부(31b-2)로부터 적어도 5㎜ 이내의 영역에, 패드(42)를 근접 또는 접촉시킴으로써 프레스 성형품(20)의 제2 성형부(22)에 있어서의 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)를 성형하는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들어 제1 블랭크부(31a)에 있어서의 제2 가공 능선부(31b-2)로부터 4㎜ 이내의 영역만을 패드(42)로 가압하면, 천장판부(20a)에 주름이 발생하기 쉽기 때문이다.

또한, 상기한 제1 제조 방법 또는 제2 제조 방법에 의해 제조된 프레스 성형품(20)에서는, 외형을 바람직한 형상으로 하는 트림 가공을 행함과 함께, 펀칭 가공 등을 행함으로써, 제품인 프레스 성형체가 제조된다.

여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 블랭크(30)는 잉여부(32)를 갖고 있으며, 잉여부(32)는 블랭크 베이스부(31)의 길이 방향 일방측의 에지를 구성하는 베이스 에지(31d)로부터 길이 방향 일방측으로 팽출하고 있다. 또한, 잉여부(32)의 에지는, 베이스 에지(31d)에 대하여 길이 방향 일방측으로 볼록해지는 제1 볼록부(34)를 포함하여 구성되어 있다. 이로 인해, 베이스 에지(31d)가 잉여부(32)에 의해 길이 방향 일방측으로 두께 증가되어서, 블랭크(30)의 블랭크 에지(30a)가 형성된다. 이에 의해, 프레스 성형품(20)의 성형 과정에 있어서, 블랭크 에지(30a)가 금형 유닛(40) 내를 면 내 이동(슬라이드)해도, 블랭크 에지(30a)[즉 베이스 에지(31d) 및 잉여부(32)의 에지]에 있어서의 판 두께 감소를 억제할 수 있다.

또한, 잉여부(32)의 에지는, 제1 볼록부(34)에 대하여 폭 방향 외측에 인접하는 제1 오목부(33)와, 제1 볼록부(34)에 대하여 폭 방향 내측(중앙측)에 인접하는 제2 오목부(35)를 갖고 있다. 그리고 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)는 길이 방향 일방측으로 개방된 오목 형상으로 형성되고, 베이스 에지(31d)와 제1 볼록부(34)를 접속하고 있다. 이로 인해, 제1 볼록부(34)와 베이스 에지(31d)의 경계 부분을 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)에 의해 원활하게 접속할 수 있다. 이에 의해, 블랭크(30)의 제1 볼록부(34)와 베이스 에지(31d)의 경계 부분에 있어서의 국소적인 판 두께 감소가 억제되어서, 당해 경계 부분에 있어서의 천장판 에지 깨짐을 억제할 수 있다.

이하, 이들의 점에 대해서 비교예를 사용해서 설명한다. 도 11a에는, 비교예 1의 프레스 성형품에 있어서, 블랭크 에지 주변의 판 두께 감소율이 도트에 의해 나타내어져 있다. 또한, 도 11b에는, 비교예 2의 프레스 성형품에 있어서, 블랭크 에지 주변의 판 두께 감소율이 도트에 의해 나타내어져 있다. 또한, 도 11c에는, 본 실시 형태의 프레스 성형품(20)에 있어서, 블랭크 에지(30a) 주변의 판 두께 감소율이 도트에 의해 나타내어져 있다. 그리고 도 11a 내지 도 11c에서는, 프레스 성형품에 있어서 판 두께 감소율이 높은 부분을, 도트의 밀도를 높게 해서 도시하고 있다. 이하, 처음에 비교예 1 및 비교예 2에 사용되는 블랭크에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 비교예 1 및 비교예 2의 블랭크 및 프레스 성형품을 본 실시 형태와 동일한 부호를 사용해서 설명한다.

도 11a에 나타내는 비교예 1에서는, 본 실시 형태의 블랭크(30)에 대하여 잉여부(32)가 생략되어 있다. 즉, 비교예 1의 블랭크(30)에서는, 블랭크 에지(30a)가 베이스 에지(31d)만으로 구성되어 있다. 또한, 도 11b에 나타내는 비교예 2에서는, 본 실시 형태의 블랭크(30)에 대하여 잉여부(32)의 에지의 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)가 생략되어 있다. 즉, 비교예 2의 블랭크(30)에서는, 블랭크 에지(30a)가 베이스 에지(31d)와 제1 볼록부(34)로 구성되어 있다.

그리고 도 11a에 도시된 바와 같이, 비교예 1에서는, 블랭크(30)에 있어서 잉여부(32)가 생략되어 있으므로, 프레스 성형품(20)에서는, 블랭크 에지(30a)에 있어서의 2개소 부위 P1의 주변에 있어서, 블랭크(30)의 판 두께 감소율이 높아지는 경향이 있다. 이하, 이 점에 대해서 설명한다. 블랭크(30)에서는, 제2 블랭크부(31c)가 제2 가공 능선부(31b-2) 및 제3 가공 능선부(31b-3)에 대하여 길이 방향 타방측에 인접해서 배치되어 있다(도 4 참조). 이로 인해, 상기 제1 제조 방법 또는 제2 제조 방법에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 성형부(22)에 있어서의 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)를 성형할 때에, 주로 제1 블랭크부(31a)에 있어서의 면외 변형 억제 영역(영역 F)이 길이 방향 타방측(도 9의 화살표 D2측)으로 면 내 이동(슬라이드)하게 된다. 즉, 블랭크(30)의 제1 블랭크부(31a)에서는, 주로 연장선 L에 대하여 폭 방향 외측 부분이 길이 방향 타방측으로 면 내 이동(슬라이드)하게 된다.

또한, 도 12 및 도 13에서는, 제1 블랭크부(31a)가 면 내 이동(슬라이드)했을 때의, 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)측으로 유입되는 천장판부(20a)의 재료의 유입 궤적이 화살표에 의해 나타내고 있다. 그리고 이 도면에 도시된 바와 같이, 천장판부(20a)의 재료의 유입 궤적에서는, 제2 능선부(20b-2)에 있어서의 단부 PA로부터 단부 PB측을 향함에 따라 천장판부(20a)의 재료의 유입 궤적이 커지고 있다. 즉, 제2 능선부(20b-2)에 있어서의 천장판부(20a)의 재료의 유입 궤적이, 폭 방향 외측을 향함에 따라 커지고 있다. 이에 의해, 제2 능선부(20b-2)의 단부 PA에 있어서의 접선인 연장선 L과 블랭크 에지(30a)의 교점 P1의 주변을 기점으로, 면외 변형 억제 영역 F[제1 블랭크부(31a)에 있어서의 연장선 L에 대하여 폭 방향 외측 부분]가 길이 방향 타방측으로 회동하도록 면 내 이동(슬라이드)하게 된다(도 9의 화살표 J 참조).

그리고 천장판부(20a)의 재료가 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)측으로 유입되면, 천장판부(20a)에 있어서의 제2 능선부(20b-2)의 근방 부분에서는, 만곡된 능선의 둘레 방향(도 12의 화살표 K 참조)에 재료가 모이게 되므로, 천장판부(20a)가 면외 변형하려고 한다. 그러나 상술한 바와 같이, 자유 굽힘 공법에서는, 패드(42)에 의해 천장판부(20a)의 면외 변형을 구속한다. 이로 인해, 천장판부(20a)를 구속할 때에 발생하는 힘이 전파해서 천장판부(20a)[제1 블랭크부(31a)]가 대략 폭 방향으로 인장되게 된다. 즉, 제1 블랭크부(31a)에서는, 주로 면외 변형 억제 영역 F가, 길이 방향 타방측으로 회동하도록 면 내 이동하면서, 대략 폭 방향으로 인장된다. 이로 인해, 상기 비교예 1에서는, 도 11a에 도시된 바와 같이, 교점 P1의 주변에 인장 응력이 집중하게 되어, 블랭크 에지(30a)에 있어서의 판 두께 감소율이 교점 P1의 주변에 집중한다. 그 결과, 상기 비교예 1에서는, 2개소의 교점 P1의 주변에 있어서, 블랭크(30)의 판 두께 감소율이 높아져, 천장판 에지 깨짐이 발생할 가능성이 있다.

이에 반해, 도 11b에 도시된 바와 같이, 비교예 2에서는, 블랭크 에지(30a)에 제1 볼록부(34)가 형성되어 있다. 이로 인해, 블랭크 에지(30a)의 교점 P1의 주변이, 제1 볼록부(34)에 의해 길이 방향 일방측으로 팽출된다[바꾸어 말하면, 블랭크 에지(30a)의 부위 P1의 주변이 길이 방향 일방측으로 두께 증가됨]. 이에 의해, 블랭크 에지(30a)가 면 내 이동할 때에, 블랭크 에지(30a)의 교점 P1의 주변에 인장 응력이 집중하는 것이 완화되어서, 블랭크 에지(30a)의 교점 P1의 주변에 있어서의 판 두께 감소율이 높아지는 것이 억제된다. 그 결과, 비교예 2에서는, 프레스 성형품의 2개소의 교점 P1에 있어서의 천장판 에지 깨짐이 억제된다.

한편, 비교예 2에서는, 잉여부(32)의 에지에 있어서 본 실시 형태의 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)가 생략되어 있다. 이로 인해, 블랭크 에지(30a)에 있어서의 곡률이, 제1 볼록부(34)와 베이스 에지(31d)의 교점 P2를 경계로, 불연속이 된다. 이로 인해, 블랭크 에지(30a)가 면 내 이동(슬라이드)할 때에, 블랭크 에지(30a)에서는, 교점 P2에 있어서 인장 응력이 국소적으로 집중하게 된다. 이에 의해, 블랭크(30)의 판 두께가, 제1 볼록부(34)와 베이스 에지(31d)의 교점 P2에 있어서 국소적으로 감소하게 된다. 그 결과, 당해 교점 P2에 있어서 천장판 에지 깨짐이 발생할 가능성이 있다.

이에 반해, 도 11c에 나타내는 본 실시 형태에서는, 잉여부(32)의 에지가, 제1 볼록부(34), 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)에 의해 구성되어 있다. 이로 인해, 상기 비교예 2과 비교하여, 제1 볼록부(34)와 베이스 에지(31d)의 경계부에 있어서 블랭크 에지(30a)의 곡률이 불연속이 되는 것이, 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)에 의해 억제된다. 이에 의해, 블랭크 에지(30a)가 면 내 이동(슬라이드)할 때에, 블랭크 에지(30a)에 작용하는 인장 응력이 폭 방향으로 대략 균일화되게 된다. 환언하면, 상기 교점 P2에 있어서 인장 응력이 국소적으로 집중하는 것이 억제된다. 그 결과, 블랭크(30)의 판 두께가 제1 볼록부(34)와 베이스 에지(31d)의 경계부에 있어서 국소적으로 감소하는 것이 억제되어, 블랭크 에지(30a)에 있어서의 판 두께 감소율이 폭 방향으로 대략 균일화되게 된다. 따라서, 블랭크 에지(30a)에 있어서의 천장판 에지 깨짐을 억제할 수 있다.

이상에 의해, 본 실시 형태의 블랭크(30)를 사용해서 자유 굽힘 공법에 의해 프레스 성형품(20)을 성형함으로써, 프레스 성형품(20)에 있어서의 천장판 에지 깨짐의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 프레스 성형품(20)의 성형 시에는, 블랭크 에지(30a)가 길이 방향 타방측으로 면 내 이동(슬라이드)하여, 잉여부(32)의 에지의 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)가 폭 방향으로 연장되게 된다. 이로 인해, 상기 비교예 2의 경우에 비하여, 프레스 성형품(20)의 성형 시에 있어서 블랭크(30)의 블랭크 에지(30a)의 금형 유닛(40)형 내로 유입을 촉진시킬 수 있다. 이에 의해, 프레스 성형 시에 있어서의 블랭크(30)의 제1 블랭크부(31a)가 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)측으로 변위하는 양이 커지므로, 프레스 성형품(20)에 있어서의 플랜지 에지 깨짐의 발생도 억제할 수 있다.

이하의 점에 대해서, 도 14a 내지 도 14e에 나타내는 각종 형상의 블랭크를 사용해서 프레스 성형품을 제조했을 때의 천장판 에지 깨짐 및 플랜지 에지 깨짐의 발생에 대해서, 이하에 나타내는 표 1을 사용해서 설명한다. 또한, 도 14a 내지 도 14e에 나타내는 각종 형상의 블랭크는, 인장 강도 1180MPa, 판 두께 1.6㎜의 고장력 강판을 사용하고 있다. 그리고 상기 각종 프레스 성형품의 제조에서는, 블랭크에 있어서의 블랭크 천장판부를 패드(42)로 누른 후에, 다이 금형(41) 및 굽힘형(43)에 의해 굽힘 성형하는 자유 굽힘 공법(상기 제1 제조 방법)에 의해 프레스 성형품을 제조하였다.

이하, 처음에 도 14a 내지 도 14d에 나타내는 비교예 3 내지 비교예 6에 있어서의 블랭크(53 내지 56)와, 도 14e에 나타내는 본 실시 형태의 블랭크(30)의 일례에 대해서 설명한다. 도 14a에 도시된 바와 같이, 비교예 3의 블랭크(53)에서는, 본 실시 형태의 잉여부(32)가 생략되어 있다(즉, 상기 비교예 1과 같은 형태의 블랭크로 되어 있음). 도 14b에 도시된 바와 같이, 비교예 4의 블랭크(54)에서는, 블랭크(30)의 길이 방향 일단부에, 에지의 곡률 부호가 마이너스가 되는 잉여부(32)가 형성되어 있고, 잉여부(32)의 곡률 반경이 300㎜로 설정되어 있다. 도 14c에 도시된 바와 같이, 비교예 5의 블랭크(55)에서는, 폭 방향으로 직선 형상으로 연장된 에지를 갖는 잉여부(32)가 형성되어 있다. 도 14d에 도시된 바와 같이, 비교예 6의 블랭크(56)에서는, 곡률의 부호가 플러스가 되는 에지를 갖는 한 쌍의 잉여부(32)가 형성되어 있고, 잉여부(32)의 곡률 반경이 150㎜로 설정되어 있다. 또한, 비교예 6의 블랭크(56)에서는, 본 실시 형태에 있어서의 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)가 생략되어 있다(즉, 상기 비교예 2와 같은 형태의 블랭크로 되어 있음). 한편, 도 14e에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 대응하는 블랭크(30)의 일례에서는, 한 쌍의 잉여부(32)에 있어서의 제1 볼록부(34), 제1 오목부(33) 및 제2 오목부(35)의 각각의 곡률 반경이 100㎜로 설정되어 있다. 그리고 비교예 5에 비하여, 잉여부(32)의 면적이 작게 설정되어 있다.

그리고 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 3에서는, A부(도 1 참조)에 있어서의 플랜지 깨짐이 발생하지 않지만, 상술한 비교예 1과 마찬가지로 B부(도 1 참조)에 있어서의 천장판 에지 깨짐이 발생하였다. 또한, 비교예 4에서는, 비교예 3의 경우에 비하여 잉여부(32)가 부가된 만큼, 블랭크(54)의 길이 방향 일단부에 있어서의 면적이 커지고 있다. 이로 인해, B부에서의 판 두께 감소율은 작아지지만, 여전히 B부에 있어서의 천장판 에지 깨짐이 발생하였다. 또한, 비교예 5에서는, 비교예 4의 경우에 비하여, 블랭크(55)의 길이 방향 일단부에 있어서의 면적이 커지고 있다. 이로 인해, B부의 판 두께 감소율이 작아져, B부에서의 천장판 에지 깨짐을 회피할 수 있었다. 한편, 비교예 5에서는, 블랭크(55)의 길이 방향 일단부에 있어서의 면적이 커지고 있으므로, 프레스 성형 시에 블랭크 에지가 면 내 이동하기 어려워져, 블랭크(55)에 있어서의 천장판부에 성형되는 부분으로부터 종벽부 및 플랜지부측으로의 변위량이 작아진다. 이로 인해, 프레스 성형품에 있어서 플랜지 깨짐이 발생하였다. 비교예 6에서는, 상술한 비교예 2와 마찬가지로, 블랭크(56)의 판 두께가 제1 볼록부와 베이스 에지의 교점에 있어서 국소적으로 감소하여, 당해 교점(변곡점)에 있어서 천장판 에지 깨짐이 발생하였다.

이에 반해, 본 실시 형태의 일례인, 도 14e에 나타내는 예에 의하면, 블랭크 에지(30a)에 있어서의 판 두께 감소율을 작게 할 수 있다. 또한, 비교예 5의 블랭크(55)보다도, 잉여부(32)의 면적이 작아지므로, 프레스 성형 시에 블랭크 에지(30a)가 양호하게 면 내 이동한다. 이로 인해, A부의 판 두께 감소율도 작게 억제할 수 있다. 이에 의해, 본 실시 형태에서는, A부에서의 플랜지 에지 깨짐뿐만 아니라 B부에서의 천장판 에지 깨짐의 발생을 방지할 수 있다.

이상에 의해, 본 실시 형태의 블랭크(30)를 사용해서 프레스 성형품(20)을 자유 굽힘 공법에 의해 성형함으로써, 프레스 성형품(20)에 있어서의 천장판 에지 깨짐을 억제할 수 있음과 함께, 플랜지 깨짐의 발생도 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 블랭크(30)에서는, 잉여부(32)가 제2 능선부(20b-2)의 단부 PA에 있어서의 접선 상(환언하면, 연장선 L 상)에 배치되어 있다. 구체적으로는, 잉여부(32)의 정상부(정점)가 제2 능선부(20b-2)의 단부 PA에 있어서의 접선 상(환언하면, 연장선 L 상)에 배치되어 있다. 이로 인해, 프레스 성형 과정에 있어서 블랭크(30)의 판 두께 감소율이 높은 교점 P1의 주변에 대하여 블랭크 에지(30a)가 길이 방향 일방측으로 두께 증가된다. 이에 의해, 블랭크(30)의 교점 P1의 주변에 있어서의 판 두께 감소를 효과적으로 억제할 수 있어, 천장판 에지 깨짐을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 평면에서 보아 잉여부(32)가 연장선 L에 대하여 폭 방향으로 좌우 비대칭으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 제1 오목부(33)의 곡률이 제2 오목부(35)의 곡률보다도 작게 설정되어 있다. 환언하면, 제1 오목부(33)의 곡률 반경이 제2 오목부(35)의 곡률 반경보다도 크게 설정되어 있다. 이로 인해, 제1 볼록부(34)의 곡률과 제1 오목부(33)의 곡률의 차를, 제1 볼록부(34)의 곡률과 제2 오목부(35)의 곡률의 차보다, 작게 할 수 있다. 이에 의해, 잉여부(32)에 있어서의 판 두께 감소율을 한층 더 균일화할 수 있어, 프레스 성형품(20)의 천장판 에지 깨짐을 한층 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 연장선 L에 대하여 폭 방향 외측의 잉여부(32)의 폭 치수 W4가, 연장선 L에 대하여 폭 방향 내측의 잉여부(32)의 폭 치수 W5에 비하여 길게 설정되어 있다. 이에 의해, 프레스 성형품(20)에 있어서의 천장판 에지 깨짐을 효과적으로 억제할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 프레스 성형 시에 블랭크 에지(30a)가 도 9의 화살표 J 방향측으로 면 내 이동(슬라이드)할 때에는, 면외 변형 억제 영역(영역 F)에 대응하는 블랭크 에지(30a)가 주로 길이 방향 타방측으로 면 내 이동(슬라이드)한다. 즉, 잉여부(32)에 있어서의 연장선 L에 대하여 폭 방향 외측 부분이 주로 길이 방향 타방측으로 면 내 이동(슬라이드)한다. 이로 인해, 연장선 L에 대하여 폭 방향 외측 부분의 잉여부(32)의 폭 치수 W4를, 연장선 L에 대하여 폭 방향 내측 부분의 잉여부(32)의 폭 치수 W5에 비하여 길게 설정함으로써, 연장선 L에 대하여 폭 방향 외측 부분의 판 두께 감소를 유효하게 억제할 수 있다. 이에 의해, 프레스 성형품(20)의 천장판 에지 깨짐을 유효하게 억제할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 의하면, 상기 블랭크(30)를 사용해서 자유 굽힘 공법을 행함으로써, 프레스 성형품(20)의 길이 방향 일방측의 단부에 있어서의 폭 W3을, 300㎜ 이상 또는 400㎜ 이상으로 확보하면서, 프레스 성형품(20)의 플랜지 깨짐 및 천장판 에지 깨짐의 발생을 방지할 수 있다. 이에 의해, 본 실시 형태에 의하면, 도 15에 도시된 바와 같은, 자동차의 골격 부품을 구성하는 골격 구성 부품(60)(도 15에서는, 자동차의 센터 필러를 구성하는 골격 구성 부품임)을 제조할 수 있다. 이하, 골격 구성 부품(60)의 치수에 대해서 예시한다.

즉, 도 15에 도시되는 골격 구성 부품(60)에서는, 전체 길이가 1105㎜이며, 제1 성형부(21)에 대응하는 천장판부의 폭은 65㎜ 내지 70㎜이다. 또한, 제2 성형부(22)(즉, 길이 방향의 단부)에 대응하는 상단부 또는 하단부 각각의 천장판부의 폭은 260㎜, 490㎜이며, 종벽부의 높이는 최대부 65㎜이며, 또한 플랜지부의 폭은 25㎜이다. 또한, 골격 구성 부품(60)의 블랭크는, 판 두께가 모두 1.6㎜이며 인장 강도가 590MPa급, 980MPa급 또는 1180MPa급의 3종류의 고장력 강판으로 제조되어 있다. 따라서, 도 15에 도시되는 예에서는, 골격 구성 부품(60)에 있어서, 길이 방향의 단부인 하단부의 폭을 400㎜ 이상으로 확보하고 있다.

그리고 도 15에 도시되는 골격 구성 부품(60)에서는, 길이 방향의 단부(상단부 및 하단부)가 다른 부재(예를 들어 루프 레일이나 사이드실 등)와의 접합부를 이루고 있다. 그리고 골격 구성 부품(60)은, 이 접합부를 개재하여 다른 부재와 스폿 용접이나 레이저 용접 등의 수단에 의해 접합된다. 이로 인해, 본 실시 형태의 블랭크(30)를 사용함으로써, 골격 구성 부품(60)에 있어서, 다른 부재와의 접합부가 되는 부분의 접합 면적을 증가(확보)할 수 있다. 이에 의해, 다른 부재와의 접합 강도를 높일 수 있다. 특히, 골격 구성 부품(60)과 같이 프레스 성형품이 자동차 차체 구성 부재(각종 필러 아우터 레인포스먼트나 실아우터 레인포스먼트 등)일 경우에는, 자동차의 바디 쉘의 굽힘 강성이나 비틀림 강성을 향상할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 프레스 성형품(20)이 T자 형상 부품으로 되어 있지만, 프레스 성형품(20)을 Y자 형상 부품으로 해도 된다. 이 경우에는, 프레스 성형품(20)이 자동차의 리어멤버 레인포스먼트 등에 적용된다.

(제2 실시 형태)

도 16에 도시된 바와 같이, 제2 실시 형태에서는, 프레스 성형품(70)이 L자 형상 부품으로 되어 있다. 이하, 제2 실시 형태의 프레스 성형품(70) 및 블랭크(80)에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 프레스 성형품(70) 및 블랭크(80)에 있어서, 제1 실시 형태의 프레스 성형품(20) 및 블랭크(30)와 마찬가지로 구성되어 있는 부분에 대해서는, 동일한 부호를 사용하고 있다.

즉, 도 16에 도시된 바와 같이, 프레스 성형품(70)은 천장판부(20a), 능선부(20b), 종벽부(20c) 및 플랜지부(20d)를 갖고 있다. 또한, 프레스 성형품(70)에서는, 제2 성형부(22)에 있어서의 한쪽 종벽부(20c)만이 만곡되어 폭 방향 외측으로 연장되어 있다. 즉, 다른 쪽의 종벽부(20c)는 길이 방향에 걸쳐서 평면 형상으로 형성되어 있고, 프레스 성형품(70)의 만곡부(23)가 1개소 형성되어 있다.

또한, 프레스 성형품(70)의 치수로서는, 이하의 치수가 예시된다. 즉, 프레스 성형품(70)의 길이 방향의 치수는, 100 내지 1600㎜의 범위(본 실시 형태에서는, 예를 들어 300㎜)로 설정된다. 천장판부(20a)의 폭 W1은 50 내지 200㎜의 범위(본 실시 형태에서는, 예를 들어 100㎜)로 설정되고, 길이 방향 일단부에 있어서의 천장판부(20a)의 폭 W3은 70 내지 1000㎜의 범위(본 실시 형태에서는, 예를 들어 210㎜)로 설정되어 있다. 또한, 종벽부(20c)의 높이, 만곡된 종벽부(20c)의 곡률 반경, 플랜지부(20d)의 폭은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 설정된다.

또한, 도 17에 도시된 바와 같이, 제2 실시 형태의 블랭크(80)에서는, 베이스 에지(31d)가 폭 방향 일방측(도 17의 화살표 D3 방향측)을 향함에 따라 길이 방향 일방측(도 17의 화살표 D1 방향측)으로 경사지도록 만곡되어 있다. 그리고 제1 실시 형태와 마찬가지로, 잉여부(32)가 베이스 에지(31d)에 형성됨과 함께, 연장선 L 상에 배치되어 있다.

그리고 제2 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로 블랭크(80)에 잉여부(32)가 설치되어 있으므로, 프레스 성형품(70)의 성형 시에 있어서의 천장판 에지 깨짐 및 플랜지 에지 깨짐을 억제할 수 있다. 또한, 프레스 성형품(70)과 같이 단부를 L자 형상으로 함으로써, 도 18에 나타내는 자동차의 골격 부품을 구성하는 골격 구성 부품(90)을 제조할 수 있다(도 18에서는, 자동차의 프론트 필러를 구성하는 골격 구성 부품임). 이하, 도 18에 나타내는 골격 구성 부품(90)의 치수를 간단하게 설명한다.

골격 구성 부품(90)에서는, 전체 길이가 1150㎜이며, 제1 성형부(21)에 대응하는 천장판부의 폭은 130㎜이며, 제2 성형부(22)에 대응하는 단부에 있어서의 천장판부의 폭은 340㎜이며, 종벽부의 높이는 최대부 75㎜이며, 또한 플랜지부의 폭은 25㎜이다. 또한, 프레스 성형품(70)의 블랭크는, 판 두께가 모두 1.6㎜이며 인장 강도가 590MPa급, 980MPa급 또는 1180MPa급의 3종류의 고장력 강판으로 이루어진다.

또한, 상술한 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 잉여부(32)의 제1 오목부(33), 제1 볼록부(34) 및 제2 오목부(35)가 폭 방향에 인접해서 배치되어 있다. 이 대신에, 제1 오목부(33)와 제1 볼록부(34) 사이 및 제2 오목부(35)와 제1 볼록부(34) 사이 중 적어도 한쪽에, 직선 형상으로 연장되는 직선 형상부를 갖고 있어도 된다. 또한, 폭 방향에 인접하는 잉여부(32)에 있어서, 제2 오목부(35)와 제1 오목부(33) 사이에, 직선 형상으로 연장되는 직선 형상부를 갖고 있어도 된다. 이에 의해, 제1 오목부(33), 제1 볼록부(34), 제2 오목부(35)의 각각의 곡률 반경이 작아도 좋을 경우에는, 이들 곡률 반경을 크게 하지 않아도, 바람직한 제1 오목부(33), 제1 볼록부(34) 및 제2 오목부(35), 제3 오목부(36)를 블랭크 에지(30a)에 형성할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 평면에서 보아 잉여부(32)가 연장선 L에 대하여 폭 방향으로 좌우 비대칭인 형상으로 형성되어 있다. 이 대신에, 평면에서 보아 잉여부(32)를 연장선 L에 대하여 폭 방향으로 좌우 대칭인 형상으로 형성해도 된다.

또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 평면에서 보아 잉여부(32)[제1 볼록부(34)]의 정상부(정점)가 연장선 L 상에 위치하도록 설정되어 있다. 이 대신에, 잉여부(32)[제1 볼록부(34)]의 정상부(정점)를 연장선 L에 대하여 폭 방향 외측 또는 폭 방향 내측에 배치해도 된다. 즉, 프레스 성형품의 형상이나 재료 등에 적절히 대응하여, 제1 볼록부(34)가 경사 가공선 AL3과 제2 가공선 AL2 사이에 적절히 배치된다.

또한, 2014년 5월 14일에 출원된 일본 특허 출원 제2014-100619호의 개시 및 2014년 10월 1일에 출원된 일본 특허 출원 제2014-203316호의 개시는, 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

(부기)

본 개시의 블랭크는, 제1 방향을 길이 방향으로 하는 긴 형상으로 형성되고, 평면에서 보아 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 외측 에지를 갖고, 길이 방향 일방측의 단부에 있어서의 상기 외측 에지 중 적어도 한쪽이 폭 방향 외측으로 만곡하여 연장되고 또한 당해 한쪽이 길이 방향 일방측의 에지에 대하여 길이 방향 타방측으로 이격해서 배치되어 있는 천장판부와, 상기 한 쌍의 외측 에지로부터 하방측으로 연장된 한 쌍의 종벽부와, 평면에서 보아 상기 종벽부의 하단부로부터 상기 천장판부와는 반대측으로 연장된 한 쌍의 플랜지부를 구비한 프레스 성형품을 성형하기 위한 블랭크이며, 상기 블랭크의 길이 방향 일방측의 에지를 구성하는 전개 에지와, 상기 전개 에지에 형성된 잉여부를 갖고, 상기 잉여부의 에지는, 상기 전개 에지에 대하여 상기 블랭크의 길이 방향 일방측으로 볼록해지는 제1 볼록부와, 상기 제1 볼록부에 대하여 상기 블랭크의 폭 방향 외측에 인접하고, 상기 블랭크의 길이 방향 일방측으로 개방된 오목 형상으로 형성됨과 함께, 상기 전개 에지와 제1 볼록부를 접속하는 제1 오목부와, 상기 제1 볼록부에 대하여 상기 블랭크의 폭 방향 내측에 인접하고, 상기 블랭크의 길이 방향 일방측으로 개방된 오목 형상으로 형성됨과 함께, 상기 전개 에지와 제1 볼록부를 접속하는 제2 오목부를 갖고 있다.

또한, 상기 프레스 성형품을 성형하는 금형 내에 상기 블랭크를 배치하고 또한 상기 프레스 성형품의 상기 종벽부 및 플랜지부를 성형하기 위한 굽힘형이 상기 블랭크의 상면에 접촉한 상태에 있어서, 평면에서 보아, 만곡된 상기 종벽부를 형성하는 전기 굽힘형의 만곡 견부에 따른 가공선을 만곡 가공선으로 하고, 상기 만곡 가공선의 기단부를 통과하고 또한 상기 블랭크의 폭 방향으로 연장되는 가공선을 제1 가공선으로 하고, 상기 만곡 가공선의 종단부를 통과하고 또한 상기 블랭크의 긴 방향으로 연장되는 가공선을 제2 가공선으로 하여, 상기 제1 가공선과 상기 제2 가공선의 교점을 통과하고 또한 상기 제1 가공선에 대하여 상기 블랭크의 길이 방향 일방측으로 22.5°경사진 가공 경사선과, 상기 제2 가공선 사이에 상기 제1 볼록부가 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프레스 성형품을 성형하는 금형 내에 상기 블랭크를 배치하고 또한 상기 굽힘형이 상기 블랭크의 상면에 접촉한 상태에 있어서, 평면에서 보아, 상기 종벽부를 형성하는 상기 굽힘형의 견부에 따른 가공선이고 또한 상기 만곡 가공선의 기단부에 인접되는 가공선을 인접 가공선으로 하고, 상기 제1 볼록부가, 상기 인접 가공선을 상기 블랭크의 길이 방향 일방측으로 연장한 연장선 상에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 잉여부의 에지가, 상기 블랭크의 폭 방향에 있어서, 상기 연장선에 대하여 좌우 비대칭인 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 오목부의 곡률이 상기 제2 오목부의 곡률보다도 작게 설정되어 있는 것이 바람직하다.

본 개시의 프레스 성형품의 제조 방법은, 제1 방향을 길이 방향으로 하는 긴 형상으로 형성되고, 평면에서 보아 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 외측 에지를 갖고, 길이 방향 일방측의 단부에 있어서의 상기 외측 에지 중 적어도 한쪽이 폭 방향 외측으로 만곡하여 연장되고 또한 당해 한쪽이 길이 방향 일방측의 에지에 대하여 길이 방향 타방측으로 이격해서 배치되어 있는 천장판부와, 상기 한 쌍의 외측 에지로부터 하방측으로 연장된 한 쌍의 종벽부와, 평면에서 보아 상기 종벽부의 하단부로부터 상기 천장판부와는 반대측으로 연장된 한 쌍의 플랜지부를 구비한 프레스 성형품을 냉간에서 굽힘 성형에 의한 프레스 가공에 의해 제조하는 방법이며, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 블랭크 또는 당해 블랭크에 예비 가공을 행한 성형판을, 다이 금형과, 패드 및 굽힘형 사이에 배치하고, 상기 전개 에지 및 상기 잉여부의 에지가 상기 천장판부에 성형되는 부분과 동일 평면 상에 존재하는 상태에서, 상기 블랭크 또는 상기 성형판에 있어서의 상기 천장판부에 성형되는 부분의 일부인 면외 변형 억제 영역을 상기 패드에 의해 가압한 상태에서, 상기 다이 금형 또는 상기 굽힘형 중 한쪽 또는 양쪽을 서로 접근하는 방향으로 상대 이동시킴으로써, 상기 전개 에지 및 상기 잉여부의 에지를, 상기 다이 금형에 있어서의 상기 천장판부에 대응하는 부위에 대하여 면 내 이동시키면서, 상기 프레스 성형품의 상기 종벽부 및 상기 플랜지부를 굽힘 성형에 의해 프레스 성형한다.

본 개시의 프레스 성형품의 제조 방법은, 제1 방향을 길이 방향으로 하는 긴 형상으로 형성되고, 평면에서 보아 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 외측 에지를 갖고, 길이 방향 일방측의 단부에 있어서의 상기 외측 에지 중 적어도 한쪽이 폭 방향 외측으로 만곡하여 연장되고 또한 당해 한쪽이 길이 방향 일방측의 에지에 대하여 길이 방향 타방측으로 이격해서 배치되어 있는 천장판부와, 상기 한 쌍의 외측 에지로부터 하방측으로 연장된 한 쌍의 종벽부와, 평면에서 보아 상기 종벽부의 하단부로부터 상기 천장판부와는 반대측으로 연장된 한 쌍의 플랜지부를 구비한 프레스 성형품을 냉간에서 굽힘 성형에 의한 프레스 가공에 의해 제조하는 방법이며, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 블랭크 또는 당해 블랭크에 예비 가공을 행한 성형판을, 다이 금형과, 패드 및 굽힘형 사이에 배치하고, 상기 전개 에지 및 상기 잉여부의 에지가 상기 천장판부에 성형되는 부분과 동일 평면 상에 있는 상태에서, 상기 블랭크 또는 상기 성형판에 있어서의 상기 천장판부에 성형되는 부위의 일부인 면외 변형 억제 영역에 상기 패드를 근접 또는 접촉시켜, 상기 패드와 상기 다이 금형의 간극을, 상기 블랭크 또는 상기 성형판의 판 두께 이상, 또한 해당 판 두께의 1.1배 이하로 유지하면서 상기 다이 금형 또는 상기 굽힘형 중 한쪽 또는 양쪽을 서로 접근하는 방향으로 상대 이동시킴으로써, 상기 전개 에지 및 상기 잉여부의 에지를, 상기 다이 금형에 있어서의 상기 천장판부에 대응하는 부위에 대하여 면 내 이동시키면서, 상기 프레스 성형품의 상기 종벽부 및 상기 플랜지부를 굽힘 성형에 의해 프레스 성형한다.

또한, 상기 블랭크 또는 상기 성형판의 파단 강도가, 400MPa 이상 1600MPa 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 개시의 블랭크는, 블랭크 또는 해당 블랭크에 예비 가공을 행한 성형판에, 다이 금형, 굽힘형 및 패드를 구비하는 프레스 성형 장치에 의해 굽힘 성형에 의한 프레스 가공을 행하여 얻어지고, 하나의 방향으로 연장되어서 존재함과 함께 해당 하나의 방향과 교차하는 방향으로 소정의 폭을 갖는 천장판부와, 해당 천장판부의 상기 하나의 방향과 교차하는 방향인 폭 방향의 양 에지부 각각에 이어지는 2개의 능선부와, 해당 2개의 능선부 각각에 이어지는 2개의 종벽부와, 해당 2개의 종벽부 각각에 이어지는 2개의 플랜지부를 갖는 대략 햇 형태의 횡단면 형상을 가짐과 함께, 상기 하나의 방향에 대해서, 상기 종벽부가 평면 형상으로 형성되는 제1 부분과, 해당 제1 부분에 이어짐과 함께, 상기 2개의 종벽부와 해당 종벽부에 각각 이어지는 상기 능선부 및 상기 플랜지부가 모두 해당 종벽부의 대략 판 두께 방향으로 만곡함과 함께 상기 천장판부의 폭이 상기 제1 부분에 있어서의 천장판부의 폭보다도 서서히 증가함으로써 상기 천장판부가 평면에서 보아 T자 형상 또는 Y자 형상을 나타내는 만곡부를 갖는 제2 부분에 의해 구성되는 긴 프레스 성형품의 소재인 블랭크이며, 상기 프레스 성형품의 전개 형상에, 상기 제2 부분에 있어서의 상기 천장판부에 성형되는 부위의 에지에 잉여부를 부가함과 함께, 해당잉여부의 에지에 하기 조건 1을 만족하는 제1 오목부, 제1 볼록부 및 제2 오목부와, 제3 오목부, 제2 볼록부 및 제4 오목부를 설치한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크.

조건 1 ; 상기 블랭크의 내부 방향으로의 곡률의 부호를 마이너스로 함과 함께 해당 내부 방향과 반대 방향으로의 곡률 부호를 플러스로 한 경우에, 상기 잉여부의 에지에 나란히 형성된, 상기 곡률의 부호가 마이너스가 되는 제1 오목부, 상기 곡률의 부호가 플러스가 되는 제1 볼록부 및 상기 곡률의 부호가 마이너스가 되는 제2 오목부와, 상기 곡률의 부호가 마이너스가 되는 제3 오목부, 상기 곡률의 부호가 플러스가 되는 제2 볼록부 및 상기 곡률의 부호가 마이너스가 되는 제4 오목부를 이 순으로 갖는다.

또한, 본 개시의 블랭크는, 블랭크 또는 이 블랭크에 예비 가공을 행한 성형판에, 다이 금형, 굽힘형 및 패드를 구비하는 프레스 성형 장치에 의해 굽힘 성형에 의한 프레스 가공을 행해서 얻어지고, 하나의 방향으로 연장되어서 존재함과 함께 해당 하나의 방향과 교차하는 방향으로 소정의 폭을 갖는 천장판부와, 해당 천장판부의 폭 방향의 양 에지부에 각각 이어지는 2개의 능선부와, 해당 2개의 능선부에 각각 이어지는 2개의 종벽부와, 해당 2개의 종벽부에 각각 이어지는 2개의 플랜지부를 갖는 대략 햇 형태의 횡단면 형상을 가짐과 함께, 상기 하나의 방향에 대해서, 상기 종벽부가 평면 형상으로 형성되는 제1 부분과, 해당 제1 부분에 이어짐과 함께, 상기 2개의 종벽부 중 1개의 종벽부와 해당 종벽부에 이어지는 상기 능선부 및 상기 플랜지부가 모두 해당 종벽부의 대략 판 두께 방향으로 만곡함과 함께 상기 천장판부의 폭이 상기 제1 부분에 있어서의 천장판부의 폭보다도 서서히 증가함으로써 상기 천장판부가 평면에서 보아 L자 형상을 나타내는 만곡부를 갖는 제2 부분에 의해 구성되는 긴 프레스 성형품의 소재인 블랭크이며, 상기 프레스 성형품의 전개 형상에, 상기 제2 부분에 있어서의 상기 천장판부에 성형되는 부위의 에지에 잉여부를 부가함과 함께, 해당 잉여부의 에지에 하기 조건 1을 만족하는 제1 오목부, 볼록부 및 제2 오목부를 형성한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크.

조건 1 ; 상기 블랭크의 내부 방향으로의 곡률의 부호를 마이너스로 함과 함께 해당 내부 방향과 반대 방향으로의 곡률의 부호를 플러스로 한 경우에, 상기 잉여부의 에지에 나란히 형성된, 상기 곡률의 부호가 마이너스가 되는 제1 오목부, 상기 곡률의 부호가 플러스가 되는 볼록부 및 상기 곡률의 부호가 마이너스가 되는 제2 오목부를 이 순으로 갖는다.

Claims (7)

1. 제1 방향을 길이 방향으로 하는 긴 형상이며, 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 에지가 길이 방향 일방측에 있어서 폭 방향 외측으로 만곡하여 연장되어 대략 T자 형상으로 형성되어, 프레스 가공되는 블랭크이며,
   각 에지에 대하여 길이 방향 일방측으로 이격해서 배치되어 길이 방향 일방측의 에지를 구성하는 전개 에지와,
   상기 전개 에지에 형성된 잉여부를 갖고,
   상기 잉여부의 에지는,
   상기 전개 에지에 대하여 길이 방향 일방측으로 볼록해지는 호 형상의 제1 볼록부와,
   상기 제1 볼록부에 대하여 폭 방향 외측에 인접하고, 길이 방향 일방측으로 개방된 오목 형상으로 형성됨과 함께, 상기 전개 에지와 상기 제1 볼록부를 접속하는 호 형상의 제1 오목부와,
   상기 제1 볼록부에 대하여 폭 방향 내측에 인접하고, 길이 방향 일방측으로 개방된 오목 형상으로 형성됨과 함께, 상기 전개 에지와 상기 제1 볼록부를 접속하는 호 형상의 제2 오목부를 갖고,
   상기 제1 볼록부, 제1 오목부 및 제2 오목부의 곡률의 절대값의 최대값이 0.5(1/mm) 이하이고,
   상기 잉여부의 에지는 비대칭의 형상으로 형성되어 있고,
   상기 제1 오목부의 곡률이 상기 제2 오목부의 곡률보다도 작게 설정되어 있는, 블랭크.
2. 제1항에 기재된 블랭크 또는 당해 블랭크에 예비 가공을 행한 성형판을, 다이 금형과, 패드 및 굽힘형 사이에 배치하고,
   상기 블랭크 또는 상기 성형판의 일부인 면외 변형 억제 영역을 상기 패드에 의해 가압한 상태에서, 상기 다이 금형 또는 상기 굽힘형의 한쪽 또는 양쪽을 서로 접근하는 방향으로 상대 이동시킴으로써, 상기 전개 에지 및 상기 잉여부의 에지를, 상기 다이 금형에 대하여 면 내 이동시키면서 굽힘 성형에 의해 프레스 성형하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
3. 제1항에 기재된 블랭크 또는 당해 블랭크에 예비 가공을 행한 성형판을, 다이 금형과, 패드 및 굽힘형 사이에 배치하고,
   상기 블랭크 또는 상기 성형판의 일부인 면외 변형 억제 영역에 상기 패드를 근접 또는 접촉시켜, 상기 패드와 상기 다이 금형의 간극을, 상기 블랭크 또는 상기 성형판의 판 두께 이상, 또한 해당 판 두께의 1.1배 이하로 유지하면서 상기 다이 금형 또는 상기 굽힘형 중 한쪽 또는 양쪽을 서로 접근하는 방향으로 상대 이동시킴으로써, 상기 전개 에지 및 상기 잉여부의 에지를, 상기 다이 금형에 대하여 면 내 이동시키면서 굽힘 성형에 의해 프레스 성형하는, 프레스 성형품의 제조 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 블랭크 또는 상기 성형판의 파단 강도가, 400㎫ 이상 1600㎫ 이하인, 프레스 성형품의 제조 방법.
5. 제1항에 기재된 블랭크가 프레스 가공되어 형성된 프레스 성형품이며,
   제1 방향을 길이 방향으로 하는 긴 형상으로 형성되고, 평면에서 보아 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 외측 에지를 갖고, 길이 방향 일방측의 단부에 있어서의 양 외측 에지가 폭 방향 외측으로 만곡하여 연장되고 또한 양 외측 에지가 길이 방향 일방측의 에지에 대하여 길이 방향 타방측으로 이격해서 배치되어 있는 천장판부와,
   각 외측 에지로부터 하방측으로 연장된 한 쌍의 종벽부와,
   평면에서 보아 각 종벽부의 하단부로부터 상기 천장판부와는 반대측으로 연장된 한 쌍의 플랜지부
   를 구비한, 프레스 성형품.
6. 제5항에 있어서, 금형 내에 배치해서 상기 종벽부 및 상기 플랜지부를 성형하기 위한 굽힘형을 상면에 접촉한 상태에 있어서,
   평면에서 보아, 만곡된 상기 종벽부를 형성하는 상기 굽힘형의 만곡 견부를 따른 가공선을 만곡 가공선으로 하고, 상기 만곡 가공선의 기단부를 통과하고 또한 폭 방향으로 연장되는 가공선을 제1 가공선으로 하고, 상기 만곡 가공선의 종단부를 통과하고 또한 긴 방향으로 연장되는 가공선을 제2 가공선으로 했을 때, 상기 제1 가공선과 상기 제2 가공선의 교점을 통과하고 또한 상기 제1 가공선에 대하여 길이 방향 일방측으로 22.5° 경사진 가공 경사선과, 상기 제2 가공선 사이에 상기 제1 볼록부가 배치되어 있는 상기 블랭크로부터 성형된, 프레스 성형품.
7. 제6항에 있어서, 금형 내에 배치하고 상기 굽힘형을 상면에 접촉한 상태에 있어서, 평면에서 보아, 상기 종벽부를 형성하는 상기 굽힘형의 견부를 따른 가공선이고 또한 상기 만곡 가공선의 기단부에 인접되는 가공선을 인접 가공선으로 했을 때, 상기 인접 가공선을 길이 방향 일방측으로 연장한 연장선 상에 상기 제1 볼록부가 배치되어 있는 상기 블랭크로부터 성형된, 프레스 성형품.

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