液圧成形用予備成形体、液圧成形方法および液圧成形品
【課題】 補強材の破断を抑制し得る液圧成形用予備成形体を提供する。
【解決手段】 重ね合わせて接合された縁部５２を有し、液圧成形品の外面を形成することとなる第１および第２外面材１０，２０と、第１および第２外面材１０，２０に接合され、前記外面の中空断面を仕切る補強リブを形成することとなる補強材３０，４０と、を有する予備成形体５０である。補強材２０，３０は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制し得る寸法を有する。
【解決手段】 重ね合わせて接合された縁部５２を有し、液圧成形品の外面を形成することとなる第１および第２外面材１０，２０と、第１および第２外面材１０，２０に接合され、前記外面の中空断面を仕切る補強リブを形成することとなる補強材３０，４０と、を有する予備成形体５０である。補強材２０，３０は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制し得る寸法を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧成形用予備成形体、液圧成形方法および液圧成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のサイドメンバ等の自動車の車体構造部材は、衝撃吸収性を向上させるために中空構造を有し、かつ強度を補うための補強リブが内側に配設されており、車体構造部材に適用される液圧成形品は、２枚の外面材および補強材を有する予備成形体の内部に液圧を供給し、膨出変形させて得られている（例えば、特許文献１および２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３２０９６０号公報
【特許文献２】特開２００４−８２１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、補強材の変形は、外面材の場合と異なり材料流入を伴わず、補強材は、直線的に伸展することで補強リブを形成しており、補強材の破断が比較的発生し易い。そのため、補強リブを確実に形成し、液圧成形品の強度品質を安定的かつ良好に維持することが困難である問題を有する。
【０００４】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、補強材の破断を抑制し得る液圧成形用予備成形体、安定的かつ良好な強度品質を有する液圧成形品を得るための液圧成形方法、および、安定的かつ良好な強度品質を有する液圧成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
重ね合わせて接合された縁部を有し、液圧成形品の外面を形成することとなる第１および第２外面材と、前記第１および第２外面材に接合され、前記外面の中空断面を仕切る補強リブを形成することとなる補強材と、を有する予備成形体であって、
前記補強材は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制し得る寸法を有する
ことを特徴とする予備成形体である。
【０００６】
上記目的を達成するための請求項７に記載の発明は、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の予備成形体を、液圧成形品の外面形状に対応するキャビティを有する成形金型の内側に配置し、
前記予備成形体の内部に液圧を付与し、前記予備成形体を膨出変形させる際に、引張り方向の張力による前記補強材の伸びを抑制しながら、液圧成形品の中空断面を仕切る補強リブを形成する
ことを特徴とする液圧成形方法である。
【０００７】
上記目的を達成するための請求項１０に記載の発明は、
請求項７〜９のいずれか１項に記載の液圧成形方法を用いて成形される液圧成形品であって、
液圧成形品外面の中空断面を仕切る補強リブは、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による前記補強材の伸びを抑制して、形成されている
ことを特徴とする液圧成形品である。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように構成した本発明は、以下の効果を奏する。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制し得る寸法を、補強材が有するため、補強材の破断を抑制することが可能である。したがって、補強材の破断を抑制し得る液圧成形用予備成形体を提供することができる。
【００１０】
請求項７に記載の発明によれば、補強材に作用する引張り方向の張力による伸びが抑制されながら、液圧成形品の中空断面を仕切る補強リブが形成されるため、補強材の破断が抑制される。そのため、補強材から補強リブを確実に形成し、液圧成形品の強度品質を安定的かつ良好に維持することが可能である。したがって、安定的かつ良好な強度品質を有する液圧成形品を得るための液圧成形方法を提供することが可能である。
【００１１】
請求項１０に記載の発明によれば、液圧成形品外面の中空断面を仕切る補強リブは、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制して、形成されており、補強材の破断が抑制されている。そのため、補強リブは、確実に形成されており、液圧成形品の強度品質が安定的かつ良好に維持されている。したがって、安定的かつ良好な強度品質を有する液圧成形品を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は、実施の形態１に係る液圧成形品を説明するための斜視図、図２は、図１に示される液圧成形品が適用される自動車部品を説明するための平面図である。
【００１４】
液圧成形品６０は、中空状構造を形成する外面６１，６２および補強リブ６３，６４を有し、軽量化および高剛性化を必要とする自動車部品、例えば、サスペンション部品６５のサイドメンバやクロスメンバに適用される。しかし、液圧成形品６０は、ピラー部品、アスクル部品、あるいはボディサイド部品に適用することも可能である。
【００１５】
外面６１，６２は、重ね合わせ面ＯＳに対して傾斜している側壁部６１Ａ，６２Ａと、側壁部６１Ａ，６２Ａによって囲まれる頂部６１Ｂ，６２Ｂとを有する。補強リブ６３，６４は、外面６１，６２の中空断面を仕切り、かつ側壁部６１Ａ，６２Ａを支持しており、重ね合わせ面ＯＳに水平な方向（横方向）に関する剛性を向上させる。また、補強リブ６３，６４は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制して、形成されており、屈曲形状を有する。
【００１６】
図３は、実施の形態１に係る予備成形体を説明するための平面図、図４は、図３に示される予備成形体の背面図、図５は、図３の線Ｖ−Ｖに関する断面図、図６は、図３の線ＶＩ−ＶＩに関する断面図である。
【００１７】
予備成形体５０は、外面材および補強材を有する。外面材は、液圧成形品６０の外面６１，６２を形成することとなる部材である。補強材は、液圧成形品６０の補強リブ６３，６４を形成することとなる部材である。
【００１８】
外面材を構成する板材は、上板（第１外面材）１０および下板（第２外面材）２０からなり、重ね合わせられた縁部は、すみ肉溶接によって形成された接合部５２を有する。接合部５２の形成方式は、密閉性が確保され、かつ液圧成形性に悪影響を及ぼさなければ、特に限定されず、例えば、レーザ溶接、アーク溶接、あるいは、接着剤を適用することも可能である。
【００１９】
補強材を構成する板材は、略同一形状の上方中板（第１補強材）３０および下方中板（第２補強材）４０からなり、上板１０および下板２０の内側に重ね合せて配置される。外面材１０，２０および補強材３０，４０を構成する板材の素材は、特に限定されないが、例えば、冷間圧延鋼板や熱間圧延軟鋼板を適用することが可能である。
【００２０】
液圧成形品６０の外面６１を形成することとなる上板１０は、中間部１５と、中間部１５を挟んで位置する端部１１，１６とを有する。中間部１５の外周部位１５Ａおよび中央部位１５Ｂは、外面６１における側壁部６１Ａおよび頂部６１Ｂを形成することとなる。一方の端部１１は、ドーム状部１２が形成されている。
【００２１】
液圧成形品６０の外面６２を形成することとなる下板２０は、上板１０より若干大きいサイズを有し、かつ上板１０と相似形であり、上板１０の中間部１５と相対する中間部２５と、上板１０の端部１１，１６と相対する端部２１，２６とを有する。中間部２５の外周部位２５Ａおよび中央部位２５Ｂは、外面６２における側壁部６２Ａおよび頂部６２Ｂを形成することとなる。端部２１は、ドーム状部１２と位置合わされた開口部２２を有する。
【００２２】
上方中板３０および下方中板４０は、略同一形状である。下方中板４０の両端部４１は、接合部５４を介して、下板２０に連結される。上方中板３０の両端部３１は、接合部５６を介して、上板１０に連結される。下方中板４０の中央部位４２は、接合部５５を介して、上方中板３０の中央部位３２に、連結されている。
【００２３】
上方中板３０および下方中板４０の両端部３１，４１は、液圧成形品６０の外面６１，６２における側壁部６１Ａ，６２Ａを形成することとなる上板１０および下板２０の中間部１５，２５の外周部位１５Ａ，２５Ａに接合される。そのため、予備成形体５０から得られる液圧成形品は、側壁部６１Ａ，６２Ａを支持する補強リブ６３，６４を有することとなり、重ね合わせ面ＯＳに平行な方向（横方向）に関する剛性を向上させることが可能である。
【００２４】
また、中央部位３２，４２における接合部５５と両端部３１，４１における接合部５４，５６との間の長さは、液圧成形品６０における対応する接合部間の直線距離より大きく設定されており、補強リブ６３，６４が屈曲し得るたるみを提供する。そのため、上方中板３０および下方中板４０は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力が作用しない。つまり、上方中板３０および下方中板４０は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制し得る寸法を有するため、上方中板３０および下方中板４０の破断を抑制することが可能である。
【００２５】
接合部５４，５５，５６は、貫通溶接によって形成される。貫通溶接は、表面に位置する１枚目の板材と、その内側に位置する２枚目の板材とが相互に融接し、良好な接合強度が得られるため、好ましい。貫通溶接は、レーザ溶接や電子ビーム溶接などを、適用することが可能である。また、接合部５４，５５，５６の形成方式は、接合強度が確保され、かつ液圧成形性に悪影響を及ぼさなければ、特に限定されず、例えば、接着剤を適用することも可能である。
【００２６】
次に、予備成形体の補強材（下方中板および上方中板）の接合方法の一例を説明する。図７は、下板に対する下方中板の接合を説明するための断面図、図８は、図７に続く、下方中板に対する上方中板の接合を説明するための断面図、図９は、図８に続く、上方中板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【００２７】
まず、所定位置に配置された下板２０に対して、下方中板４０を配置する。そして、下方中板４０の両方の端部４１を、貫通溶接によって、下板２０の中間部２５の外周部位２５Ａに接合し、接合部５４を形成する（図７参照）。
【００２８】
その後、下方中板４０に対して上方中板３０を重ね合うように載置し、上方中板３０の中央部位３２を、貫通溶接によって、下方中板４０の中央部位４２に接合し、接合部５５を形成する（図８参照）。
【００２９】
そして、上板１０が載置され、上板１０の縁部と下板２０の縁部とが、重ね合わされる。そして、上板１０の中間部１５の外周部位１５Ａを、貫通溶接によって、上方中板３０の両方の端部３１に接合し、接合部５６を形成する（図９参照）。
【００３０】
最後に、上板１０および下板２０の重ね合わせられた縁部が接合され、予備成形体５０が得られる（図６参照）。
【００３１】
図１０は、実施の形態１に係る液圧成形装置を説明するための断面図、図１１は、図１０に示される液圧成形装置の上型を説明するための平面図、図１２は、図１０に示される液圧成形装置の下型を説明するための平面図である。
【００３２】
液圧成形装置は、成形金型（上型７０および下型８０）および液圧供給手段９０を有する。上型７０および下型８０は、近接離間可能に設置され、予備成形体５０が内側に配置されて、型締めされる。
【００３３】
上型７０および下型８０は、キャビティ面７１，８１と、押圧部７５，８５とを有する。キャビティ面７１，８１は、液圧成形品６０の外面形状に対応しており、液圧成形品６０の外面６１，６２における側壁部６１Ａ，６２Ａおよび頂部６１Ｂ，６２Ｂに対応する側壁および頂面（上面あるいは底面）を有する。押圧部７５，８５は、型締めによって予備成形体５０の外周を把持する部位である。
【００３４】
上型７０の押圧部７５は、キャビティ面７１から延長する凹部７６と、凹部７６の先端部７６Ａを取り囲むように配置される円弧状溝７７，７８とを有する。先端部７６Ａは、予備成形体５０のドーム状部１２を縦方向に２分割して得られる部位の外形形状に対応する断面形状を有する。円弧状溝７７，７８の中心は、先端部７６Ａの中央である。下型８０の押圧部８５は、ノズル部９１が配置される略矩形の凹部８６を有する。
【００３５】
なお、液圧成形装置は、上型７０の押圧部７５と下型８０の押圧部８５との間に配置される大型スペーサおよび小型スペーサ（不図示）をさらに有しており、上型７０および下型８０は、２段階に型締め自在に構成される。
【００３６】
大型スペーサの厚みは、接合部５４，５５，５６が配置されている予備成形体５０の部位の厚み（上板１０および下板２０と上方中板３０および下方中板４０の合計の厚み）に対応して設定される。小型のスペーサの厚みは、接合部５２が配置されている予備成形体５０の縁部の厚み（上板１０および下板２０の合計の厚み）に対応して設定される。
【００３７】
液圧供給手段９０は、例えば、増圧シリンダを利用する圧力発生装置や、成形媒体源が連結されており、液圧回路９９に連結される流路９８とノズル部９１とを有する。流路９８は、下型８０の内部を延長し、ノズル部９１に達している。成形媒体は、例えば、水である。
【００３８】
ノズル部９１は、予備成形体５０のドーム状部１２の内面に対応するドーム状部９２と、ドーム状部９２を取り囲むように配置される環状凸部９４，９５とを有する。環状凸部９４，９５は、上型７０の押圧部７５の円弧状溝７７，７８と位置合せされている。環状凸部９４，９５のサイズは、円弧状溝７７，７８のサイズより小さく、上板１０，２０の厚みを考慮して設定される。円弧状溝７７，７８および環状凸部９４，９５は、必要に応じて、適宜省略することも可能である。
【００３９】
ドーム状部９２は、下板２０の開口部２２に挿入自在であり、また、流路９８と連通している注入口９３を有する。ノズル部９１を開口部２２に挿入し、予備成形体５０のドーム状部１２に配置する場合、液圧回路９９から供給される成形媒体は、ノズル部９１および開口部２２を経由して、予備成形体５０の内部に導入される。そのため、成形媒体は、予備成形体５０の内部に液圧を付与し、予備成形体５０を膨出変形させることが可能である。
【００４０】
次に、実施の形態１に係る液圧成形方法を説明する。図１３は、型締めを説明するための断面図、図１４は、図１３の線ＸＩＶ−ＸＩＶに関する断面図、図１５は、図１４に続く、成形初期を説明するための断面図、図１６は、図１５に続く、型締めを説明するための断面図、図１７は、図１６に続く、成形中期を説明するための断面図、図１８は、図１７に続く、成形後期を説明するための断面図、図１９は、操作条件の変動による補強リブの変形を説明するための断面図である。
【００４１】
まず、予備成形体５０が、下型８０に配置される。この際、液圧成形品６０の外面６２を形成することとなる下板２０を、キャビティ面８１に相対するように配置し、下板２０の開口部２２を、液圧供給手段９０のノズル部９１のドーム状部９２に位置決めする。
【００４２】
その後、待機位置に退避していた上型７０が降下し、下型８０に近接することで、上型７０および下型８０が型締めされる（図１３および図１４参照）。この際、液圧成形品６０の外面６１を形成することとなる上板１０を、キャビティ面７１に相対するように配置し、上板１０のドーム状部１２を、上型７０の押圧部７５に位置する凹部７６の先端部７６Ａに嵌合させる。
【００４３】
ドーム状部１２の近傍部位は、上型７０の押圧部７５における円弧状溝７７，７８と、下型８０の凹部８６に配置されるノズル部９１における環状凸部９４，９５とによって把持される。これにより、ドーム状部１２の近傍部位には、屈曲した部位が環状に形成され、導入される成形媒体に対するシール性が向上する。
【００４４】
予備成形体５０の接合部５２，５４，５６は、大型スペーサ（不図示）によって所定のクリアランスが確保されている押圧部７５，８５に配置される。
【００４５】
液圧供給手段９０は、液圧回路９９から供給される成形媒体を、ノズル部９１および開口部２２を経由して、予備成形体５０の内部に導入し、液圧を付与する。その結果、予備成形体５０は、膨出変形し、予備成形体５０の縁部がキャビティ面７１，８１に向かって移動し、材料流入が引起こされる。
【００４６】
予備成形体５０の接合部５４，５６が、キャビティ面７１，８１の内部成形空間に移動すると（図１５参照）、上型７０および下型８０の押圧部７５，８５の間に配置される大型スペーサ（不図示）が、小型スペーサに交換される。上型７０は、小型スペーサの厚みに対応するように降下し、型締することで、予備成形体５０の縁部の厚みに対応する所定のクリアランスを確保する（図１６参照）。
【００４７】
そして、成形媒体の供給が継続するに伴って、上板１０および下板２０に接合されている上方中板３０および下方中板４０は、さらに変形する（図１７参照）。この際、中央部位３２，４２における接合部５５と両端部３１，４１における接合部５４，５６との間は、たるみを維持する十分な大きさを有するため、引張り方向の張力が作用せず、屈曲形状となる。
【００４８】
つまり、上方中板３０および下方中板４０に作用する引張り方向の張力による伸びが抑制されながら、液圧成形品の中空断面を仕切る補強リブが形成される。そのため、上方中板３０および下方中板４０の破断が抑制され、補強リブを確実に形成し、液圧成形品の強度品質を安定的かつ良好に維持することが可能である。
【００４９】
また、上方中板３０および下方中板４０の根元部は、接合部５４，５６の存在によって、Ｌ字状に屈曲し、その屈曲部の曲率半径が小さくなる。
【００５０】
予備成形体５０の内部が最終液圧に到達すると、成形媒体の供給が停止され、所定時間保持されることで、予備成形体５０の膨出が完了する（図１８参照）。これにより、上板１０および下板２０は、液圧成形品６０の外面６１，６２を形成し、上板１０および下板２０の中間部１５，２５の外周部位１５Ａ，２５Ａおよび中央部位１５Ｂ，２５Ｂは、外面６１，６２における重ね合わせ面ＯＳに対して傾斜している側壁部６１Ａ，６２Ａおよび側壁部６１Ａ，６２Ａによって囲まれる頂部６１Ｂ，６２Ｂを形成する。
【００５１】
一方、上方中板３０および下方中板４０の両端部３１，４１は、側壁部６１Ａ，６２Ａに接合され、かつ、中央部位３２，４２が互いに接合されているため、上方中板３０および下方中板４０は、液圧成形品６０の外面６１，６２の中空断面を仕切り、かつ外面６１，６２の側壁部６１Ａ，６２Ａを屈曲しながら支持する補強リブ６３，６４を形成する。
【００５２】
なお、操作条件の変動によるバラツキの影響などによっては、上方中板３０および下方中板４０の中央部位３２，４２を連結する接合部５５が、中央位置（初期位置）から偏心する可能性がある（図１９参照）。しかし、上方中板３０および下方中板４０における接合部間の長さは、十分なたるみを維持するように設定されているため、上方中板６３（補強材の一方）に、引張り方向の張力が過度に作用することが抑制される。
【００５３】
そして、除圧した後、上型７０を上昇させて型開し、液圧成形品を取り出し、切断などのトリミングが施される。
【００５４】
液圧成形品６０の補強リブ６３，６４は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制して、形成されており、上方中板３０および下方中板４０の破断が抑制されている。そのため、補強リブ６３，６４は、確実に形成されており、液圧成形品の強度品質が安定的かつ良好に維持されている。
【００５５】
以上のように、実施の形態１は、補強材の破断を抑制し得る液圧成形用予備成形体、安定的かつ良好な強度品質を有する液圧成形品を得るための液圧成形方法、および、安定的かつ良好な強度品質を有する液圧成形品を提供することができる。
【００５６】
なお、実施の形態１においては、外面材のいずれか一方に形成される開口部に、成形媒体を注入することによって、液圧を付与しているが、特にこの形態に限定されず、多様なタイプの予備成形体および液圧成形装置を適用することが可能である。
【００５７】
例えば、下板２０の開口部２２および液圧供給手段９０のノズル部９１を、複数とすることも可能である。また、予備成形体５０の接合部５４，５６を、キャビティ面７１，８１の内部成形空間に、最初から配置されるように構成することで、スペーサの交換を不要とし、型締めを１回とすることも可能である。
【００５８】
図２０は、実施の形態２に係る予備成形体を説明するための断面図、図２１は、図２０に示される予備成形体の補強材を構成する下方中板および上方中板の形状を説明するための断面図である。なお、以後においては、実施の形態１と同様の機能を有する部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。
【００５９】
実施の形態２は、上方中板および下方中板の形状を変更し、誤溶接を低減させている点で、実施の形態１と概して異なる。
【００６０】
実施の形態２に係る上方中板１３０および下方中板１４０は、両端部の間の略中央に位置している凹部１３１，１４１を有する。凹部１３１，１４１は、例えば、屈曲形状を有し、プレス成形によって形成することが可能である。
【００６１】
凹部１３１，１４１は、接合部１５４，１５６に位置合せされており、貫通溶接される。貫通溶接による溶接熱は、板厚減少した箇所を優先的に移動し、また、板厚の２〜３倍の溶け込みを好ましくは必要とする。そのため、凹部１３１，１４１の底面の板厚Ｄ２は、凹部１３１，１４１の近傍（凹部１３１，１４１が形成されていない部位）の板厚Ｄ１より小さく、また、凹部１３１，１４１の幅Ｗは、板厚Ｄ１の２〜３倍となるように設定されている。
【００６２】
下方中板１４０は、凹部１４１の背面部位１４２が下板１２０と相対するように設置され、背面部位１４が、接合部１５４を介して、下板１２０の中央部位に連結される。背面部位１４２は、突起部を構成する（突起状である）ため、下方中板１４０と下板１２０との間に、薄く平坦な隙間Ｓ２を形成する。
【００６３】
上方中板１３０は、凹部１３１が下方中板１４０の凹部１４１と相対するように設置され、上方中板１３０の両端部は、接合部１５５を介して、下方中板１４０の両端部に連結される。上方中板１３０の凹部１３１と下方中板１４０の凹部１３１とは、一体となり、略矩形形状の隙間Ｓ１を形成する。
【００６４】
上板１１０は、上方中板１３０の凹部１３１の背面部位１３２と相対するように設置され、上板１１０の中央部位は、接合部１５６を介して、上方中板１３０の凹部１３１の背面部位１３２に連結される。背面部位１３２は、突起部を構成する（突起状である）ため、上板１１０と上方中板１３０との間に、薄く平坦な隙間Ｓ３を形成する。上板１１０の縁部は、接合部１５２を介して、下板１２０の縁部に連結される。
【００６５】
次に、予備成形体１５０の補強材１３０，１４０の接合方法の一例を説明する。図２２は、下板に対する下方中板の接合を説明するための断面図、図２３は、図２２に続く、下方中板に対する上方中板の接合を説明するための断面図、図２４は、図２３に続く、上方中板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【００６６】
まず、所定位置に配置された下板１２０に対して、凹部１４１が下板１２０と相対するように、下方中板１４０を配置する。そして、下方中板１４０の両方の端部を、貫通溶接によって、下板１２０に接合し、接合部１５４を形成する（図２２参照）。
【００６７】
その後、下方中板１４０に対して上方中板１３０を載置し、上方中板１３０の凹部１３１の背面部位１３２を、下方中板１４０の凹部１４１の背面部位１４２と当接させる。そして、上方中板１３０の凹部１３１を、貫通溶接によって、下方中板１４０の凹部１４１の背面部位１４２に接合し、接合部１５５を形成する（図２３参照）。
【００６８】
つまり、接合部１５５は、外面材（下板１２０）および補強材を構成する板材（上方中板１３０および下方中板１４０）が３枚以上積重ねられた状態で、表面に位置する１枚目の板材（上方中板１３０）を、その内側に位置する２枚目の板材（下方中板１４０）に溶接することで、形成される。
【００６９】
下方中板１４０の凹部１４１は、隙間Ｓ２を形成する。つまり、溶接の際に、２枚目の板材（下方中板１４０）と、その内側に位置する３枚目の板材（下板１２０）との間に、接合面と位置合わされた隙間Ｓ２が配置されている。したがって、隙間Ｓ２は、溶接熱の伝達を妨害し、２枚目の板材（下方中板１４０）と３枚目の板材（下板１２０）との誤溶接を防ぐため、溶接不良による接合部の破断を抑制し、また、溶接歩留まりを向上させる。
【００７０】
上方中板１３０は、凹部１３１の背面部位１３２を介し、下方中板１４０の凹部１４１の背面部位１４２によって支持されるのみであり、比較的不安定である。そのため、上方中板１３０と下方中板１４０との間に形成される隙間Ｓ３に、噛まし板１５８，１５９を配置することで、不安定状態を解消する。また、隙間Ｓ３は、下方中板１４０と下板１２０とを接合することで発生する反りを吸収する機能を有しており、溶接不良による接合部の破断を抑制し、また、溶接歩留まりを向上させる。
【００７１】
接合部１５５の形成が完了すると、噛まし板１５８，１５９が取り外され、上板１１０が載置され、上板１１０の縁部と下板１２０の縁部とが、重ね合わされる。そして、上板１１０を、貫通溶接によって、上方中板１３０の両方の端部に接合し、接合部１５６を形成する（図２４参照）。
【００７２】
この際、上方中板１３０と下方中板１４０との間には、隙間Ｓ３が存在する。つまり、接合部１５６は、外面材（上板１１０および下板１２０）および補強材を構成する板材（上方中板１３０および下方中板１４０）が３枚以上積重ねられた状態で、表面に位置する１枚目の板材（上板１１０）を、その内側に位置する２枚目の板材（上方中板１３０）に溶接することで、形成される。そして、２枚目の板材（上方中板１３０）と、その内側に位置する３枚目の板材（下方中板１４０）との間に、接合面と位置合わされた隙間Ｓ３が配置されている。
【００７３】
したがって、隙間Ｓ３は、溶接熱の伝達を妨害し、２枚の板材（上方中板１３０）と３枚目の板材（下方中板１４０）との誤溶接を防ぐため、溶接不良による接合部の破断を抑制し、また、溶接歩留まりを向上させる。
【００７４】
接合部１５６の形成が完了すると、上板１１０および下板１２０の重ね合わせられた縁部が接合され、予備成形体１５０が得られる（図２０参照）。
【００７５】
以上のように、実施の形態２に係る予備成形体１５０は、誤溶接が抑制されている。そのため、溶接接合部の品質が向上しており、溶接接合部における破断を抑制することが可能である。また、溶接歩留まりが向上しているため、予備成形体の製造コストを低下させることが可能である。なお、隙間Ｓ３に配置される噛まし板１５８，１５９は、必要に応じて、適宜省略することも可能である。
【００７６】
図２５は、実施の形態３に係る予備成形体を説明するための断面図である。
【００７７】
実施の形態３に係る予備成形体２５０は、上方中板と下方中板の形状が同一でない点で、実施の形態２に係る予備成形体１５０と概して異なっており、上方中板２３０は、略平坦であり、下方中板２４０は、両端部の間の略中央に位置している凹部２４１を有する。
【００７８】
下方中板２４０は、凹部２４１が下板２２０と相対するように設置され、下方中板２４０の両端部は、接合部２５４を介して、下板２２０に連結されており、凹部２４１は、下板２２０との間に隙間Ｓ２を形成している。
【００７９】
下方中板２４０の凹部２４１の背面部位２４２は、接合部２５５を介して、上方中板３０は、連結されている。なお、符号２３２は、下方中板２４０の凹部２４１の背面部位２４２と当接する上方中板２３０の背面部位であり、背面部位２３２と背面部位２４２との当接面は、接合面を規定する。背面部位２４２は、突出形状を有するため、上方中板２３０と下方中板２４０との間に、隙間Ｓ３が形成される。
【００８０】
上述にように、下方中板２４０のみに凹部２４１が形成されており、接合部２５５の近傍の形状が、上下対称ではない。一方、液圧成形の初期においては、上方中板２３０および下方中板２４０は、圧縮加重による曲げ状態を経ることになる（図１５参照）。
【００８１】
この際、接合部２５５における凹部２４１が配置される側が屈曲し易いため、実施の形態２に係る予備成形体２５０と異なり、初期曲げの方向が一定となり、接合部２５５の位置を略中央の位置に確実に保つことが可能となる。つまり、液圧成形における膨らみ量が異なることで、補強リブが歪な形状になるのを避けることが可能である。
【００８２】
以上のように、実施の形態３においては、実施の形態２に比較し、成形品の中空断面を仕切る補強リブの形状品質（精度）を向上させることが可能である。
【００８３】
図２６は、実施の形態４に係る補強材を構成する下方中板および上方中板を説明するための断面図である。実施の形態４に係る予備成形体は、上方中板および下方中板に突起部が形成されている点で、実施の形態２に係る予備成形体１５０と概して異なる。
【００８４】
実施の形態４に係る突起部３３４，３４４は、凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２を挟んで配置され、端部近傍に位置している。突起部３３４，３４４は、略平坦な頂部を有する屈曲形状を呈し、例えば、プレス成形によって形成することが可能である。なお、符号３３５，３４５は、突起部３３４，３４４の窪み状の背面部位を示している。
【００８５】
突起部３３４，３４４は、当接自在に位置決めされており、また、突起部３３４，３４４の高さは、凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２の高さと一致している。
【００８６】
そのため、上方中板３３０の背面部位３３２と下方中板３４０の背面部位３４２とを相対させて、上方中板３３０を下方中板３４０に重ね合せる場合、上方中板３３０の突起部３３４および凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２は、下方中板３４０の突起部３４４および凹部３４１の背面部位３４２と、それぞれ当接する。また、上方中板３３０と下方中板３４０との間に形成される隙間Ｓ３は、背面部位３３２，３４２の高さの合計と一致することとなる。
【００８７】
次に、図２６に示される補強材の接合方法の一例を説明する。図２７は、下方中板に対する上方中板の接合を説明するための断面図、図２８は、図２７に続く、下板に対する下方中板の接合を説明するための断面図、図２９は、図２８に続く、上方中板に対する上板の接合を説明するための断面図、図３０は、図２９に続く、下板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【００８８】
まず、所定位置に配置された下方中板３４０に対して、上方中板３３０を重ね合せ、上方中板３３０の突起部３３４および凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２と、下方中板３４０の突起部３４４および凹部３４１の背面部位３４２とを、それぞれ当接させる。そして、上方中板３３０の凹部３３１を、貫通溶接によって、下方中板３４０の凹部３４１の背面部位３４２に接合し、接合部３５５を形成する（図２７参照）。
【００８９】
上方中板３３０は、１箇所で支持される実施の形態２の場合と異なり、突起部３３４および凹部３３１の背面部位３３２を介し、下方中板３４０の突起部３４４および凹部３４１の背面部位３４２（合計３箇所）によって支持されるため、安定している。そのため、不安定状態を解消するための噛まし板１５８，１５９の適用が不要であり、噛まし板１５８，１５９に係る工数を削減することが可能であり、生産性に優れている。
【００９０】
その後、下板３２０に対して、下方中板３４０の凹部３４１が相対するように、上方中板３３０と下方中板３４０の接合体を配置する。そして、下板３２０を、貫通溶接によって、下方中板３４０の両方の端部に接合し、接合部３５４を形成する（図２８参照）。溶接位置は、突起部３４４（背面部位３４５）の近傍である。
【００９１】
つまり、接合部３５４は、外面材（下板３２０）および補強材を構成する板材（上方中板３３０および下方中板３４０）が３枚以上積重ねられた状態で、表面に位置する１枚目の板材（下板３２０）を、その内側に位置する２枚目の板材（下方中板３４０）に溶接することで、形成される。
【００９２】
一方、上方中板３３０と下方中板３４０の間には、突起部３３４，３４４および凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２の当接によって形成された隙間Ｓ３が存在している。したがって、隙間Ｓ３は、溶接熱の伝達を妨害し、２枚目の板材（下方中板３４０）と３枚目の板材（上方中板３３０）との誤溶接を防ぐ。
【００９３】
接合部３５４の形成が完了すると、上板３１０が載置され、上板３１０の縁部と下板３２０の縁部とが、重ね合わされる。そして、上板３１０を、貫通溶接によって、上方中板３３０の両方の端部に接合し、接合部３５６を形成する（図２９参照）。溶接位置は、突起部３３４（背面部位３３５）の近傍であり、上方中板３３０と下方中板３４０との間には、隙間Ｓ３が存在する。
【００９４】
つまり、接合部３５６は、外面材（上板３１０および下板３２０）および補強材を構成する板材（上方中板３３０および下方中板３４０）が３枚以上積重ねられた状態で、表面に位置する１枚目の板材（上板３１０）を、その内側に位置する２枚目の板材（上方中板３３０）に溶接することで、形成される。そして、２枚目の板材（上方中板３３０）と、その内側に位置する３枚目の板材（下方中板３４０）との間に、接合面と位置合わされた隙間Ｓ３が配置されている。
【００９５】
したがって、隙間Ｓ３は、溶接熱の伝達を妨害し、２枚目の板材（上方中板３３０）と３枚目の板材（下方中板３４０）との誤溶接を防ぐ。
【００９６】
接合部３５６の形成が完了すると、上板３１０および下板３２０の重ね合わせられた縁部が接合され、予備成形体３５０が得られる（図３０参照）。なお、符号３５２は、縁部に形成される接合部３５２を示している。
【００９７】
以上のように、実施の形態４においては、実施の形態２および実施の形態３に比較し、生産性を向上させることが可能である。
【００９８】
なお、突起部３３４，３４４の高さは、同一であることに限定されない。例えば、突起部３３４，３４４の合計の高さが、凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２の合計と一致していれば、突起部３３４，３４４の各高さを、適宜異ならせることが可能である。また、上方中板３３０および下方中板３４０の一方のみに、突起部を形成することも可能である。この場合、突起部の高さは、凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２の合計と一致することとなる。
【００９９】
図３１は、実施の形態５に係る補強材を説明するための断面図である。
【０１００】
実施の形態５に係る予備成形体４５０は、上方中板の形状に関して、実施の形態４に係る予備成形体３５０と概して異なっており、実施の形態５においては、上方中板４３０は、略平坦であり、凹部および突起部を有しておらず、下方中板４４０は、凹部４４１および突起部４４４を有する。
【０１０１】
上方中板４３０は、下方中板４４０の凹部４４１の背面部位４４２および突起部４４４（合計３箇所）によって支持されるため、安定している。そのため、実施の形態４の場合と同様に、工数を削減することが可能であり、生産性に優れている。
【０１０２】
また、上方中板４３０と下方中板４４０の間には、上方中板４３０と、凹部４４１の背面部位４４２および突起部４４４との当接によって形成された隙間Ｓ３が存在している。そのため、接合部４５５が形成されている上方中板４３０と下方中板４４０の接合体を、下板４２０に配置し、突起部４４４（背面部位４４５）の近傍に、接合部４５４を形成する場合、隙間Ｓ３は、実施の形態４の場合と同様に、溶接熱の伝達を妨害し、下方中板４４０と上方中板４３０との誤溶接を防ぐ。
【０１０３】
さらに、接合部４５４の形成が完了した後で、上板４１０を、上方中板４３０に配置し、突起部４４４と当接する部位４３４の近傍に、接合部４５６を形成する場合、隙間Ｓ３は、実施の形態４の場合と同様に、溶接熱の伝達を妨害し、上方中板４３０と下方中板４４０との誤溶接を防ぐ。
【０１０４】
一方、予備成形体４５０においては、下方中板４４０のみに凹部４４１が形成されており、実施の形態３の場合と同様に、接合部４５５の近傍の形状が、上下対称ではない。したがって、液圧成形が適用される際、接合部４５５における凹部４４１が配置される側が屈曲し易いため、初期曲げの方向が一定となり、接合部４５５の位置を略中央の位置に確実に保つことが可能となる。つまり、液圧成形における膨らみ量が異なることで、補強リブが歪な形状になるのを避けることが可能である。
【０１０５】
以上のように、実施の形態５においては、実施の形態４に比べて、成形品の中空断面を仕切る補強リブの形状品質（精度）を向上させることが可能である。
【０１０６】
なお、突起部は、下方中板４４０に形成されることに限定されず、上方中板４３０に設けることも可能である。また、下方中板４４０と上方中板４３０の両方に突起部を形成することも可能である。この場合、突起部の合計の高さは、下方中板４４０の凹部４４１の背面部位４４２の高さと略一致させることが必要である。
【０１０７】
図３２は、実施の形態６に係る補強材を構成する上方中板を説明するための断面図、図３３は、実施の形態６に係る補強材を構成する下方中板を説明するための断面図、図３４は、図３２の上方中板と図３３の下方中板の嵌合構造を説明するための断面図である。
【０１０８】
実施の形態６に係る予備成形体は、上方中板および下方中板の形状に関し、実施の形態４に係る予備成形体３５０（図２０参照）と概して異なっており、実施の形態６に係る上方中板５３０は、凹部５３１の背面部位５３２を挟んで配置される突起部５３４を有する。突起部５３４は、略Ｖ字状であり、上方中板５３０の端部近傍に位置している。
【０１０９】
一方、下方中板５４０は、凹部５４１の背面部位５４２を挟んで配置される受け部５４４を有する。受け部５４４は、例えば、プレス成形によって形成される突起部からなり、上方中板５３０の突起部５３４と嵌合自在に位置決めされている。受け部５４４は、上方中板５３０の突起部５３４と嵌合自在のくぼみ部５４４Ａが形成された頂部を有する。なお、符号５４５は、受け部５４４の窪み状の背面部位を示している。
【０１１０】
また、下方中板５４０の受け部５４４を、上方中板５３０の突起部５３４に嵌合させた際における下方中板５４０と上方中板５３０との間に形成される隙間Ｓ３は、上方中板５３０の凹部５３１の背面部位５３２の高さと下方中板５４０の凹部５４１の背面部位５４２の高さの合計と一致している。
【０１１１】
下方中板５４０に対して上方中板５３０を重ね合せる場合、上方中板５３０の突起部５３４と下方中板５４０の受け部５４４とは、所定の位置で嵌合する。つまり、突起部５３４および受け部５４４は、下方中板５４０に対する上方中板５３０の位置決め機構として機能する。
【０１１２】
したがって、上方中板５３０の凹部５３１を、貫通溶接によって、下方中板５４０の凹部５４１の背面部位５４２に接合し、接合部を形成する際（図２７参照）、下方中板５４０に対する上方中板５３０の重ね合せは、容易かつ迅速に実施可能である。
【０１１３】
以上のように、実施の形態６においては、実施の形態４に比較し、生産性を向上させることが可能である。
【０１１４】
なお、上方中板５３０に受け部５４４を配置し、下方中板５４０の突起部５３４を配置することも可能である。
【０１１５】
また、突起部５３４と受け部５４４の嵌合による位置決め機構は、実施の形態３に適用することも可能である。例えば、上方中板５３０に突起部５３４を配置し、下方中板５４０に受け部５４４を配置することで、下方中板５４０に対する上方中板５３０の重ね合せは、容易かつ迅速に実施可能となる。
【０１１６】
この場合、下方中板５４０の受け部５４４を、上方中板５３０の突起部５３４に嵌合させた際における下方中板５４０と上方中板５３０との間に形成される隙間Ｓ３は、下方中板５４０の凹部５４１の背面部位５４２の高さと一致させる必要がある。また、上方中板５３０に受け部５４４を配置し、下方中板５４０に突起部５３４を配置することも可能である。
【０１１７】
図３５は、実施の形態７に係る予備成形体の補強材を構成する下方中板および上方中板の形状を説明するための平面図、図３６は、実施の形態７に係る予備成形体を説明するための断面図、図３７は、図３５に示される開口部の形状変化を説明するための概念図である。
【０１１８】
実施の形態７に係る予備成形体は、上方中板および下方中板の形状に関し、実施の形態１に係る予備成形体５０と概して異なっており、実施の形態７に係る上方中板６３０および下方中板６４０は、例えば、エキスパンドメタル（ＪＩＳ Ｇ ３３５１に規定）が適用されており、開口部６３５，６４５を有する。開口部６３５，６４５は、例えば、機械加工により千鳥状に切れ目（切込み）を入れることで、形成されており、液圧成形による膨出変形の際に拡張することで、上方中板６３０および下方中板６４０の破断を引き起こす伸びを抑制する。
【０１１９】
開口部６３５，６４５は、非接合部（接合部６５４，６５５，６５６が配置される上方中板６３０および下方中板６４０の両端部６３１，６４１および中央部位６４２を除いた部位）に配置されており、接合に対する影響を抑制している。しかし、開口部６３５，６４５は、必要に応じて、全面に渡って形成することも可能である。
【０１２０】
以上のように、予備成形体６５０は、液圧成形による膨出変形の際に、補強材６３０，６４０が有する開口部６３５，６４５を拡張させることが可能であり、開口部６３５，６４５の拡張は、補強材６３０，６４０の破断を引き起こす補強材６３０，６４０の伸びを抑制する。
【０１２１】
したがって、例えば、操作条件の変動によるバラツキの影響などによって、補強材６３０，６４０の中央部位６３２，６４２を連結する接合部６５５が、中央位置から、過度に偏心した場合であっても、補強材６３０，６４０の破断を、確実に抑制することができる。なお、開口部６３５，６４５の形状は、液圧成形による膨出変形の際に拡張し得るものであれば、特に限定されず、例えば、菱形や亀甲形を適用することが可能である。
【０１２２】
図３８は、図３５に示される開口部を形成するための形成装置の一例を説明するための斜視図である。
【０１２３】
開口部を形成するための形成装置は、例えば、エキスパンドメタル用の機械加工装置が適用され、波形の刃先を有する上刃６３８と、直線状の刃先を有する下刃６３９とを有する。上刃６３８は、上下動自在および長さ方向への移動自在に配置され、補強材６３０，６４０を構成することになる素材板６３９の上方に、位置決めされる。上刃６３８の刃先波形は、開口部６３５，６４５の長目寸法に対応する。下刃６３９は、素材板６３９の下方に固定配置され、素材板６３９の下部を支持する。
【０１２４】
開口部の形成においては、まず、素材板６３９を、例えばピンチローラによって開口部６３５，６４５のストランド幅ＳＷずつ送りながら、上刃６３８を、所定ストローク下降させ、下刃６３８と連携させることで、素材板６３９を切断かつ押し込み、その後上昇する。上刃６３８は、上昇位置で、刃先波形の半ピッチ分だけ長さ方向へ移動し、再び下降することで、素材板６３９を切断かつ押し込む。
【０１２５】
このように、素材板６３９に間欠的な送りを与えると共に、上刃６３８の上下動と長さ方向への往復移動とを繰り返すことにより、開口部が形成される。なお、開口部６３５，６４５は隆起を有するため、重ね合せする場合、比較的大きな設置スペースを必要とし、予備成形体が大型化する。そのため、例えば圧延によるフラット加工を施すことが好ましい。
【０１２６】
図３９および図４０は、実施の形態７に係る変形例１および変形例２を説明するための平面図、図４１は、実施の形態７に係る変形例３を説明するための概念図、図４２は、実施の形態７に係る変形例４を説明するための断面図である。
【０１２７】
上方中板６３０および下方中板６４０の開口部６３５，６４５は、両端部６３１，６４１および中央部位６３２，６４２の接合部に向かって均等に拡張するように構成することが好ましい。これは、例えば、図３９に示されるように、両端部６３１，６４１および中央部位６３２，６４２に隣接する周辺領域６３３，６４３における開口部６３５，６４５の配置密度を、周辺領域６３３，６４３の間に位置する中央領域６３４，６４４における開口部６３５，６４５の配置密度より小さくすることで達成することが可能である。
【０１２８】
開口部６３５，６４５の形状は、同一にすることに限定されず、例えば、図４０に示されるように、上方中板６３０および下方中板６４０における配置位置に応じて、適宜変更することも可能である。
【０１２９】
開口部６３５，６４５は、切込みに限定されず、例えば、図４１に示されるように、切欠きを適用し、軽量化を図ることも可能である。この場合、液圧成形の際における張力の発生方向を考慮し、開口部６３５，６４５の形状を略楕円とし、その長軸方向を、上方中板６３０および下方中板６４０の両端部６３１，６４１およびは中央部位６３２，６４２における接合方向に沿うように配置することが好ましい。
【０１３０】
また、切欠きは、例えば、レーザ（穿孔）加工やファインブランキング（精密打ち抜き）加工を適用し、切欠きの内周を平滑とすることで、液圧成形の際にクラック等の起点となるのを避けることが好ましい。
【０１３１】
上方中板６３０および下方中板６４０は、図４２に示されるように、実施の形態２に係る凹部１３１，１４１を適用し、隙間Ｓ１〜Ｓ３を形成することで、誤溶接を低減させることもできる。また、同様に、実施の形態３〜６を適宜組合せることも可能である。
【０１３２】
以上のように、実施の形態７においては、補強材の破断をさらに確実に抑制することが可能である。
【０１３３】
図４３は、実施の形態８を説明するための断面図である。
【０１３４】
実施の形態８は、予備成形体の形状および液圧成形装置の構成に関し、実施の形態１と概して異なっており、実施の形態８に係る予備成形体７５０は、液圧成形品の外面部を形成することとなる上板７１０および下板７２０と、液圧成形品の補強リブを形成することとなる上方中板７３０と下方中板７４０と、成形媒体を導入することによって液圧を付与するための非接合部７５１とを有する。
【０１３５】
上方中板７３０および下方中板７４０は、上板７１０および下板７２０の内側に配置される。非接合部７５１は、上板７１０の端面と下板７２０との当接面によって構成され、当該当接面は、略円錐状に予備成形されている。非接合部７５１は、円状の開口部が配置される外側端面と、予備成形体７５０の内部に連通している内側先端部７５２を有する。つまり、予備成形体７５０は、外面材の一方７１０の端面と他方７２０の端面との当接面によって形成される開口部を有する。非接合部７５１は、端面全面に渡って配置される形態に限定されず、部分的に配置することも可能である。
【０１３６】
上板７１０は、上型７７０のキャビティ面７７１に相対して配置される。下板７２０は、下型７８０のキャビティ面７８１に相対して配置される。キャビティ面７７１，７８１は、成形品の外面部にそれぞれ対応している。
【０１３７】
液圧供給手段７９０は、液圧回路７９９に連結される流路７９８と、軸押しポンチ７９１と、軸押しシリンダ７９７とを有する。軸押しポンチ７９１は、上型７７０および下型７８０の側面に配置され、軸押しシリンダ７９７に連結されている。軸押しポンチ７９１は、ノズル部７９２を有する。
【０１３８】
ノズル部７９２は、流路７９８と連通している注入口７９３を有し、かつ、非接合部７５１の形状と対応する略円錐状を呈している。軸押しシリンダ７９７は、軸押しポンチ７９１を、金型（上型７７０および下型７８０）側に向かって進退自在に支持している。軸押しシリンダ７９７の駆動源は、例えば、油圧あるいは空圧である。
【０１３９】
予備成形体７５０の非接合部７５１は、その開口部にノズル部７９２が挿入されると、拡径すると共に、上型７７０および下型７８０により当該拡径が規制される。その結果、非接合部７５１は、ノズル部７９２に密着して、気密性が確保される。
【０１４０】
ノズル部７９２の注入口７９３は、予備成形体７５０の内部に連通している内側先端部７５２と位置合せされる。そのため、液圧回路７９９から供給される成形媒体が、流路７９８および注入口７９３に導入されると、成形媒体は、非接合部７５１および内側先端部７５２を通過して、予備成形体７５０の内部に注入される。
【０１４１】
したがって、液圧供給手段７９０は、予備成形体７５０の内部に液圧を付与して膨出変形させことが可能である。
【０１４２】
以上のように、実施の形態８においては、外面材７１０，７２０の一方の端面と他方の端面との当接面によって形成される開口部に、成形媒体を導入することによって液圧を付与し、予備成形体７５０を膨出変形させることで、液圧成形品の外面部および液圧成形品の中空断面を仕切る補強リブを形成することが可能である。
【０１４３】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【０１４４】
例えば、目的とする液圧成形品の構成に応じて、第１および第２外面材を構成する板材の形状、補強材を構成する板材の形状、凹部の配置位置、予備成形体における補強材を構成する板材の配置形態などを、適宜変更することが可能である。
【０１４５】
また、第１および第２補強材をオフセットして配置および接合することで、液圧成形品の中空断面を略水平方向および略垂直方向に均等に仕切る補強リブを形成することも可能である。また、第１および第２補強材の形状を、異ならせることで、液圧成形品の中空断面を不均等に仕切る補強リブを得ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】実施の形態１に係る液圧成形品を説明するための斜視図である。
【図２】図１に示される液圧成形品が適用される自動車部品を説明するための平面図である。
【図３】実施の形態１に係る予備成形体を説明するための平面図である。
【図４】図３に示される予備成形体の背面図である。
【図５】図３の線Ｖ−Ｖに関する断面図である。
【図６】図３の線ＶＩ−ＶＩに関する断面図である。
【図７】下方中板および上方中板の接合方法の一例を説明するための断面図であり、下板に対する下方中板の接合を示している。
【図８】図７に続く、下方中板に対する上方中板の接合を説明するための断面図である。
【図９】図８に続く、上方中板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【図１０】実施の形態１に係る液圧成形装置を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に示される液圧成形装置の上型を説明するための平面図である。
【図１２】図１０に示される液圧成形装置の下型を説明するための平面図である。
【図１３】実施の形態１に係る液圧成形方法を説明するための断面図であり、型締めを示している。
【図１４】図１３の線ＸＩＶ−ＸＩＶに関する断面図である。
【図１５】図１４に続く、成形初期を説明するための断面図である。
【図１６】図１５に続く、型締めを説明するための断面図である。
【図１７】図１６に続く、成形中期を説明するための断面図である。
【図１８】図１７に続く、成形後期を説明するための断面図である。
【図１９】操作条件の変動による補強リブの変形を説明するための断面図である。
【図２０】実施の形態２に係る予備成形体を説明するための断面図である。
【図２１】図２０に示される予備成形体の補強材を構成する下方中板および上方中板の形状を説明するための断面図である。
【図２２】予備成形体の補強材の接合方法の一例を説明するための断面図であり、下板に対する下方中板の接合を示している。
【図２３】図２２に続く、下方中板に対する上方中板の接合を説明するための断面図である。
【図２４】図２３に続く、上方中板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【図２５】実施の形態３に係る予備成形体を説明するための断面図である。
【図２６】実施の形態４に係る補強材を構成する下方中板および上方中板を説明するための断面図である。
【図２７】図２６に示される補強材の接合方法の一例を説明するための断面図であり、下方中板に対する上方中板の接合を示している。
【図２８】図２７に続く、下板に対する下方中板の接合説明するための断面図である。
【図２９】図２８に続く、上方中板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【図３０】図２９に続く、下板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【図３１】実施の形態５に係る補強材を説明するための断面図である。
【図３２】実施の形態６に係る補強材を構成する上方中板を説明するための断面図である。
【図３３】実施の形態６に係る補強材を構成する下方中板を説明するための断面図である。
【図３４】図３２の上方中板と図３３の下方中板の嵌合構造を説明するための断面図である。
【図３５】実施の形態７に係る予備成形体の補強材を構成する下方中板および上方中板の形状を説明するための平面図である。
【図３６】実施の形態７に係る予備成形体を説明するための断面図である。
【図３７】図３５に示される開口部の形状変化を説明するための概念図である。
【図３８】図３５に示される開口部を形成するための形成装置の一例を説明するための斜視図である。
【図３９】実施の形態７に係る変形例１を説明するための平面図である。
【図４０】実施の形態７に係る変形例２を説明するための平面図である。
【図４１】実施の形態７に係る変形例３を説明するための概念図である。
【図４２】実施の形態７に係る変形例４を説明するための断面図である。
【図４３】実施の形態８を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１０・・上板（外面材）、
１１，１６・・端部、
１２・・ドーム状部、
１５・・中間部、
１５Ａ・・外周部位、
１５Ｂ・・中央部位、
２０・・下板（外面材）、
２１，２６・・端部、
２２・・開口部、
２５・・中間部、
２５Ａ・・外周部位、
２５Ｂ・・中央部位、
３０・・上方中板（補強材）、
３１・・端部、
３２・・中央部位、
４０・・下方中板（補強材）、
４１・・端部、
４２・・中央部位、
５０・・予備成形体、
５２，５４，５５，５６・・接合部、
６０・・液圧成形品、
６１，６２・・外面、
６１Ａ，６２Ａ・・側壁部、
６１Ｂ，６２Ｂ・・頂部、
６３，６４・・補強リブ、
６５・・サスペンション部品、
７０・・上型、
７１・・キャビティ面、
７５・・押圧部、
７６・・凹部、
７６Ａ・・先端部、
７７，７８・・円弧状溝、
８０・・下型、
８１・・キャビティ面、
８５・・押圧部、
８６・・凹部、
９０・・液圧供給手段、
９１・・ノズル部、
９２・・ドーム状部、
９３・・注入口、
９４，９５・・環状凸部、
９８・・流路、
９９・・液圧回路、
１１０・・上板（外面材）、
１２０・・下板（外面材）、
１３０・・上方中板（補強材）、
１３１・・凹部、
１３２・・背面部位、
１４０・・下方中板（補強材）、
１４１・・凹部、
１４２・・背面部位、
１５０・・予備成形体、
１５２，１５４，１５５，１５６・・接合部、
１５８，１５９・・噛まし板、
２２０・・下板（外面材）、
２３０・・上方中板（補強材）、
２３２・・背面部位、
２４０・・下方中板（補強材）、
２４１・・凹部、
２４２・・背面部位、
２５０・・予備成形体、
２５４，２５５・・接合部、
３１０・・上板（外面材）、
３２０・・下板（外面材）、
３３０・・上方中板（補強材）、
３３１・・凹部、
３３２・・背面部位、
３３４・・突起部、
３３５・・背面部位、
３４０・・下方中板（補強材）、
３４１・・凹部、
３４２・・背面部位、
３４４・・突起部、
３４５・・背面部位、
３５０・・予備成形体、
３５２，３５４，３５５，３５６・・接合部、
４１０・・上板（外面材）、
４２０・・下板（外面材）、
４３０・・上方中板（補強材）、
４３４・・当接する部位、
４４０・・下方中板（補強材）、
４４１・・凹部、
４４２・・背面部位、
４４４・・突起部、
４４５・・背面部位、
４５０・・予備成形体、
４５５，４５６・・接合部、
５３０・・上方中板（補強材）、
５３１・・凹部、
５３２・・背面部位、
５３４・・突起部、
５４０・・下方中板（補強材）、
５４１・・凹部、
５４２・・背面部位、
５４４・・受け部、
５４４Ａ・・くぼみ部、
５４５・・背面部位、
６１０・・上板（外面材）、
６１１，６１６・・端部、
６１５・・中間部、
６１５Ａ・・外周部位、
６１５Ｂ・・中央部位、
６２０・・下板（外面材）、
６２１，６２６・・端部、
６２５・・中間部、
６２５Ａ・・外周部位、
６２５Ｂ・・中央部位、
６３０・・上方中板（補強材）、
６３１・・端部、
６３２・・中央部位、
６３３・・周辺領域、
６３４・・中央領域、
６３５・・開口部、
６３７・・素材板、
６３８・・上刃、
６３９・・下刃、
６４０・・下方中板（補強材）、
６４１・・端部、
６４２・・中央部位、
６４３・・周辺領域、
６４４・・中央領域、
６４５・・開口部、
６５０・・予備成形体、
６５２，６５４，６５５，６５６・・接合部、
７１０・・上板（外面材）、
７２０・・下板（外面材）、
７３０・・上方中板（補強材）、
７４０・・下方中板（補強材）、
７５０・・予備成形体、
７５１・・非接合部、
７５２・・内側先端部、
７７０・・上型、
７７１・・キャビティ面、
７８０・・下型、
７８１・・キャビティ面、
７９０・・液圧供給手段、
７９１・・ポンチ、
７９２・・ノズル部、
７９３・・注入口、
７９７・・シリンダ、
７９８・・流路、
７９９・・液圧回路、
Ｄ１，Ｄ２・・板厚、
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・隙間、
ＳＷ・・ストランド幅、
Ｗ・・幅。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧成形用予備成形体、液圧成形方法および液圧成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のサイドメンバ等の自動車の車体構造部材は、衝撃吸収性を向上させるために中空構造を有し、かつ強度を補うための補強リブが内側に配設されており、車体構造部材に適用される液圧成形品は、２枚の外面材および補強材を有する予備成形体の内部に液圧を供給し、膨出変形させて得られている（例えば、特許文献１および２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３２０９６０号公報
【特許文献２】特開２００４−８２１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、補強材の変形は、外面材の場合と異なり材料流入を伴わず、補強材は、直線的に伸展することで補強リブを形成しており、補強材の破断が比較的発生し易い。そのため、補強リブを確実に形成し、液圧成形品の強度品質を安定的かつ良好に維持することが困難である問題を有する。
【０００４】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、補強材の破断を抑制し得る液圧成形用予備成形体、安定的かつ良好な強度品質を有する液圧成形品を得るための液圧成形方法、および、安定的かつ良好な強度品質を有する液圧成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
重ね合わせて接合された縁部を有し、液圧成形品の外面を形成することとなる第１および第２外面材と、前記第１および第２外面材に接合され、前記外面の中空断面を仕切る補強リブを形成することとなる補強材と、を有する予備成形体であって、
前記補強材は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制し得る寸法を有する
ことを特徴とする予備成形体である。
【０００６】
上記目的を達成するための請求項７に記載の発明は、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の予備成形体を、液圧成形品の外面形状に対応するキャビティを有する成形金型の内側に配置し、
前記予備成形体の内部に液圧を付与し、前記予備成形体を膨出変形させる際に、引張り方向の張力による前記補強材の伸びを抑制しながら、液圧成形品の中空断面を仕切る補強リブを形成する
ことを特徴とする液圧成形方法である。
【０００７】
上記目的を達成するための請求項１０に記載の発明は、
請求項７〜９のいずれか１項に記載の液圧成形方法を用いて成形される液圧成形品であって、
液圧成形品外面の中空断面を仕切る補強リブは、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による前記補強材の伸びを抑制して、形成されている
ことを特徴とする液圧成形品である。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように構成した本発明は、以下の効果を奏する。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制し得る寸法を、補強材が有するため、補強材の破断を抑制することが可能である。したがって、補強材の破断を抑制し得る液圧成形用予備成形体を提供することができる。
【００１０】
請求項７に記載の発明によれば、補強材に作用する引張り方向の張力による伸びが抑制されながら、液圧成形品の中空断面を仕切る補強リブが形成されるため、補強材の破断が抑制される。そのため、補強材から補強リブを確実に形成し、液圧成形品の強度品質を安定的かつ良好に維持することが可能である。したがって、安定的かつ良好な強度品質を有する液圧成形品を得るための液圧成形方法を提供することが可能である。
【００１１】
請求項１０に記載の発明によれば、液圧成形品外面の中空断面を仕切る補強リブは、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制して、形成されており、補強材の破断が抑制されている。そのため、補強リブは、確実に形成されており、液圧成形品の強度品質が安定的かつ良好に維持されている。したがって、安定的かつ良好な強度品質を有する液圧成形品を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は、実施の形態１に係る液圧成形品を説明するための斜視図、図２は、図１に示される液圧成形品が適用される自動車部品を説明するための平面図である。
【００１４】
液圧成形品６０は、中空状構造を形成する外面６１，６２および補強リブ６３，６４を有し、軽量化および高剛性化を必要とする自動車部品、例えば、サスペンション部品６５のサイドメンバやクロスメンバに適用される。しかし、液圧成形品６０は、ピラー部品、アスクル部品、あるいはボディサイド部品に適用することも可能である。
【００１５】
外面６１，６２は、重ね合わせ面ＯＳに対して傾斜している側壁部６１Ａ，６２Ａと、側壁部６１Ａ，６２Ａによって囲まれる頂部６１Ｂ，６２Ｂとを有する。補強リブ６３，６４は、外面６１，６２の中空断面を仕切り、かつ側壁部６１Ａ，６２Ａを支持しており、重ね合わせ面ＯＳに水平な方向（横方向）に関する剛性を向上させる。また、補強リブ６３，６４は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制して、形成されており、屈曲形状を有する。
【００１６】
図３は、実施の形態１に係る予備成形体を説明するための平面図、図４は、図３に示される予備成形体の背面図、図５は、図３の線Ｖ−Ｖに関する断面図、図６は、図３の線ＶＩ−ＶＩに関する断面図である。
【００１７】
予備成形体５０は、外面材および補強材を有する。外面材は、液圧成形品６０の外面６１，６２を形成することとなる部材である。補強材は、液圧成形品６０の補強リブ６３，６４を形成することとなる部材である。
【００１８】
外面材を構成する板材は、上板（第１外面材）１０および下板（第２外面材）２０からなり、重ね合わせられた縁部は、すみ肉溶接によって形成された接合部５２を有する。接合部５２の形成方式は、密閉性が確保され、かつ液圧成形性に悪影響を及ぼさなければ、特に限定されず、例えば、レーザ溶接、アーク溶接、あるいは、接着剤を適用することも可能である。
【００１９】
補強材を構成する板材は、略同一形状の上方中板（第１補強材）３０および下方中板（第２補強材）４０からなり、上板１０および下板２０の内側に重ね合せて配置される。外面材１０，２０および補強材３０，４０を構成する板材の素材は、特に限定されないが、例えば、冷間圧延鋼板や熱間圧延軟鋼板を適用することが可能である。
【００２０】
液圧成形品６０の外面６１を形成することとなる上板１０は、中間部１５と、中間部１５を挟んで位置する端部１１，１６とを有する。中間部１５の外周部位１５Ａおよび中央部位１５Ｂは、外面６１における側壁部６１Ａおよび頂部６１Ｂを形成することとなる。一方の端部１１は、ドーム状部１２が形成されている。
【００２１】
液圧成形品６０の外面６２を形成することとなる下板２０は、上板１０より若干大きいサイズを有し、かつ上板１０と相似形であり、上板１０の中間部１５と相対する中間部２５と、上板１０の端部１１，１６と相対する端部２１，２６とを有する。中間部２５の外周部位２５Ａおよび中央部位２５Ｂは、外面６２における側壁部６２Ａおよび頂部６２Ｂを形成することとなる。端部２１は、ドーム状部１２と位置合わされた開口部２２を有する。
【００２２】
上方中板３０および下方中板４０は、略同一形状である。下方中板４０の両端部４１は、接合部５４を介して、下板２０に連結される。上方中板３０の両端部３１は、接合部５６を介して、上板１０に連結される。下方中板４０の中央部位４２は、接合部５５を介して、上方中板３０の中央部位３２に、連結されている。
【００２３】
上方中板３０および下方中板４０の両端部３１，４１は、液圧成形品６０の外面６１，６２における側壁部６１Ａ，６２Ａを形成することとなる上板１０および下板２０の中間部１５，２５の外周部位１５Ａ，２５Ａに接合される。そのため、予備成形体５０から得られる液圧成形品は、側壁部６１Ａ，６２Ａを支持する補強リブ６３，６４を有することとなり、重ね合わせ面ＯＳに平行な方向（横方向）に関する剛性を向上させることが可能である。
【００２４】
また、中央部位３２，４２における接合部５５と両端部３１，４１における接合部５４，５６との間の長さは、液圧成形品６０における対応する接合部間の直線距離より大きく設定されており、補強リブ６３，６４が屈曲し得るたるみを提供する。そのため、上方中板３０および下方中板４０は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力が作用しない。つまり、上方中板３０および下方中板４０は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制し得る寸法を有するため、上方中板３０および下方中板４０の破断を抑制することが可能である。
【００２５】
接合部５４，５５，５６は、貫通溶接によって形成される。貫通溶接は、表面に位置する１枚目の板材と、その内側に位置する２枚目の板材とが相互に融接し、良好な接合強度が得られるため、好ましい。貫通溶接は、レーザ溶接や電子ビーム溶接などを、適用することが可能である。また、接合部５４，５５，５６の形成方式は、接合強度が確保され、かつ液圧成形性に悪影響を及ぼさなければ、特に限定されず、例えば、接着剤を適用することも可能である。
【００２６】
次に、予備成形体の補強材（下方中板および上方中板）の接合方法の一例を説明する。図７は、下板に対する下方中板の接合を説明するための断面図、図８は、図７に続く、下方中板に対する上方中板の接合を説明するための断面図、図９は、図８に続く、上方中板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【００２７】
まず、所定位置に配置された下板２０に対して、下方中板４０を配置する。そして、下方中板４０の両方の端部４１を、貫通溶接によって、下板２０の中間部２５の外周部位２５Ａに接合し、接合部５４を形成する（図７参照）。
【００２８】
その後、下方中板４０に対して上方中板３０を重ね合うように載置し、上方中板３０の中央部位３２を、貫通溶接によって、下方中板４０の中央部位４２に接合し、接合部５５を形成する（図８参照）。
【００２９】
そして、上板１０が載置され、上板１０の縁部と下板２０の縁部とが、重ね合わされる。そして、上板１０の中間部１５の外周部位１５Ａを、貫通溶接によって、上方中板３０の両方の端部３１に接合し、接合部５６を形成する（図９参照）。
【００３０】
最後に、上板１０および下板２０の重ね合わせられた縁部が接合され、予備成形体５０が得られる（図６参照）。
【００３１】
図１０は、実施の形態１に係る液圧成形装置を説明するための断面図、図１１は、図１０に示される液圧成形装置の上型を説明するための平面図、図１２は、図１０に示される液圧成形装置の下型を説明するための平面図である。
【００３２】
液圧成形装置は、成形金型（上型７０および下型８０）および液圧供給手段９０を有する。上型７０および下型８０は、近接離間可能に設置され、予備成形体５０が内側に配置されて、型締めされる。
【００３３】
上型７０および下型８０は、キャビティ面７１，８１と、押圧部７５，８５とを有する。キャビティ面７１，８１は、液圧成形品６０の外面形状に対応しており、液圧成形品６０の外面６１，６２における側壁部６１Ａ，６２Ａおよび頂部６１Ｂ，６２Ｂに対応する側壁および頂面（上面あるいは底面）を有する。押圧部７５，８５は、型締めによって予備成形体５０の外周を把持する部位である。
【００３４】
上型７０の押圧部７５は、キャビティ面７１から延長する凹部７６と、凹部７６の先端部７６Ａを取り囲むように配置される円弧状溝７７，７８とを有する。先端部７６Ａは、予備成形体５０のドーム状部１２を縦方向に２分割して得られる部位の外形形状に対応する断面形状を有する。円弧状溝７７，７８の中心は、先端部７６Ａの中央である。下型８０の押圧部８５は、ノズル部９１が配置される略矩形の凹部８６を有する。
【００３５】
なお、液圧成形装置は、上型７０の押圧部７５と下型８０の押圧部８５との間に配置される大型スペーサおよび小型スペーサ（不図示）をさらに有しており、上型７０および下型８０は、２段階に型締め自在に構成される。
【００３６】
大型スペーサの厚みは、接合部５４，５５，５６が配置されている予備成形体５０の部位の厚み（上板１０および下板２０と上方中板３０および下方中板４０の合計の厚み）に対応して設定される。小型のスペーサの厚みは、接合部５２が配置されている予備成形体５０の縁部の厚み（上板１０および下板２０の合計の厚み）に対応して設定される。
【００３７】
液圧供給手段９０は、例えば、増圧シリンダを利用する圧力発生装置や、成形媒体源が連結されており、液圧回路９９に連結される流路９８とノズル部９１とを有する。流路９８は、下型８０の内部を延長し、ノズル部９１に達している。成形媒体は、例えば、水である。
【００３８】
ノズル部９１は、予備成形体５０のドーム状部１２の内面に対応するドーム状部９２と、ドーム状部９２を取り囲むように配置される環状凸部９４，９５とを有する。環状凸部９４，９５は、上型７０の押圧部７５の円弧状溝７７，７８と位置合せされている。環状凸部９４，９５のサイズは、円弧状溝７７，７８のサイズより小さく、上板１０，２０の厚みを考慮して設定される。円弧状溝７７，７８および環状凸部９４，９５は、必要に応じて、適宜省略することも可能である。
【００３９】
ドーム状部９２は、下板２０の開口部２２に挿入自在であり、また、流路９８と連通している注入口９３を有する。ノズル部９１を開口部２２に挿入し、予備成形体５０のドーム状部１２に配置する場合、液圧回路９９から供給される成形媒体は、ノズル部９１および開口部２２を経由して、予備成形体５０の内部に導入される。そのため、成形媒体は、予備成形体５０の内部に液圧を付与し、予備成形体５０を膨出変形させることが可能である。
【００４０】
次に、実施の形態１に係る液圧成形方法を説明する。図１３は、型締めを説明するための断面図、図１４は、図１３の線ＸＩＶ−ＸＩＶに関する断面図、図１５は、図１４に続く、成形初期を説明するための断面図、図１６は、図１５に続く、型締めを説明するための断面図、図１７は、図１６に続く、成形中期を説明するための断面図、図１８は、図１７に続く、成形後期を説明するための断面図、図１９は、操作条件の変動による補強リブの変形を説明するための断面図である。
【００４１】
まず、予備成形体５０が、下型８０に配置される。この際、液圧成形品６０の外面６２を形成することとなる下板２０を、キャビティ面８１に相対するように配置し、下板２０の開口部２２を、液圧供給手段９０のノズル部９１のドーム状部９２に位置決めする。
【００４２】
その後、待機位置に退避していた上型７０が降下し、下型８０に近接することで、上型７０および下型８０が型締めされる（図１３および図１４参照）。この際、液圧成形品６０の外面６１を形成することとなる上板１０を、キャビティ面７１に相対するように配置し、上板１０のドーム状部１２を、上型７０の押圧部７５に位置する凹部７６の先端部７６Ａに嵌合させる。
【００４３】
ドーム状部１２の近傍部位は、上型７０の押圧部７５における円弧状溝７７，７８と、下型８０の凹部８６に配置されるノズル部９１における環状凸部９４，９５とによって把持される。これにより、ドーム状部１２の近傍部位には、屈曲した部位が環状に形成され、導入される成形媒体に対するシール性が向上する。
【００４４】
予備成形体５０の接合部５２，５４，５６は、大型スペーサ（不図示）によって所定のクリアランスが確保されている押圧部７５，８５に配置される。
【００４５】
液圧供給手段９０は、液圧回路９９から供給される成形媒体を、ノズル部９１および開口部２２を経由して、予備成形体５０の内部に導入し、液圧を付与する。その結果、予備成形体５０は、膨出変形し、予備成形体５０の縁部がキャビティ面７１，８１に向かって移動し、材料流入が引起こされる。
【００４６】
予備成形体５０の接合部５４，５６が、キャビティ面７１，８１の内部成形空間に移動すると（図１５参照）、上型７０および下型８０の押圧部７５，８５の間に配置される大型スペーサ（不図示）が、小型スペーサに交換される。上型７０は、小型スペーサの厚みに対応するように降下し、型締することで、予備成形体５０の縁部の厚みに対応する所定のクリアランスを確保する（図１６参照）。
【００４７】
そして、成形媒体の供給が継続するに伴って、上板１０および下板２０に接合されている上方中板３０および下方中板４０は、さらに変形する（図１７参照）。この際、中央部位３２，４２における接合部５５と両端部３１，４１における接合部５４，５６との間は、たるみを維持する十分な大きさを有するため、引張り方向の張力が作用せず、屈曲形状となる。
【００４８】
つまり、上方中板３０および下方中板４０に作用する引張り方向の張力による伸びが抑制されながら、液圧成形品の中空断面を仕切る補強リブが形成される。そのため、上方中板３０および下方中板４０の破断が抑制され、補強リブを確実に形成し、液圧成形品の強度品質を安定的かつ良好に維持することが可能である。
【００４９】
また、上方中板３０および下方中板４０の根元部は、接合部５４，５６の存在によって、Ｌ字状に屈曲し、その屈曲部の曲率半径が小さくなる。
【００５０】
予備成形体５０の内部が最終液圧に到達すると、成形媒体の供給が停止され、所定時間保持されることで、予備成形体５０の膨出が完了する（図１８参照）。これにより、上板１０および下板２０は、液圧成形品６０の外面６１，６２を形成し、上板１０および下板２０の中間部１５，２５の外周部位１５Ａ，２５Ａおよび中央部位１５Ｂ，２５Ｂは、外面６１，６２における重ね合わせ面ＯＳに対して傾斜している側壁部６１Ａ，６２Ａおよび側壁部６１Ａ，６２Ａによって囲まれる頂部６１Ｂ，６２Ｂを形成する。
【００５１】
一方、上方中板３０および下方中板４０の両端部３１，４１は、側壁部６１Ａ，６２Ａに接合され、かつ、中央部位３２，４２が互いに接合されているため、上方中板３０および下方中板４０は、液圧成形品６０の外面６１，６２の中空断面を仕切り、かつ外面６１，６２の側壁部６１Ａ，６２Ａを屈曲しながら支持する補強リブ６３，６４を形成する。
【００５２】
なお、操作条件の変動によるバラツキの影響などによっては、上方中板３０および下方中板４０の中央部位３２，４２を連結する接合部５５が、中央位置（初期位置）から偏心する可能性がある（図１９参照）。しかし、上方中板３０および下方中板４０における接合部間の長さは、十分なたるみを維持するように設定されているため、上方中板６３（補強材の一方）に、引張り方向の張力が過度に作用することが抑制される。
【００５３】
そして、除圧した後、上型７０を上昇させて型開し、液圧成形品を取り出し、切断などのトリミングが施される。
【００５４】
液圧成形品６０の補強リブ６３，６４は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制して、形成されており、上方中板３０および下方中板４０の破断が抑制されている。そのため、補強リブ６３，６４は、確実に形成されており、液圧成形品の強度品質が安定的かつ良好に維持されている。
【００５５】
以上のように、実施の形態１は、補強材の破断を抑制し得る液圧成形用予備成形体、安定的かつ良好な強度品質を有する液圧成形品を得るための液圧成形方法、および、安定的かつ良好な強度品質を有する液圧成形品を提供することができる。
【００５６】
なお、実施の形態１においては、外面材のいずれか一方に形成される開口部に、成形媒体を注入することによって、液圧を付与しているが、特にこの形態に限定されず、多様なタイプの予備成形体および液圧成形装置を適用することが可能である。
【００５７】
例えば、下板２０の開口部２２および液圧供給手段９０のノズル部９１を、複数とすることも可能である。また、予備成形体５０の接合部５４，５６を、キャビティ面７１，８１の内部成形空間に、最初から配置されるように構成することで、スペーサの交換を不要とし、型締めを１回とすることも可能である。
【００５８】
図２０は、実施の形態２に係る予備成形体を説明するための断面図、図２１は、図２０に示される予備成形体の補強材を構成する下方中板および上方中板の形状を説明するための断面図である。なお、以後においては、実施の形態１と同様の機能を有する部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。
【００５９】
実施の形態２は、上方中板および下方中板の形状を変更し、誤溶接を低減させている点で、実施の形態１と概して異なる。
【００６０】
実施の形態２に係る上方中板１３０および下方中板１４０は、両端部の間の略中央に位置している凹部１３１，１４１を有する。凹部１３１，１４１は、例えば、屈曲形状を有し、プレス成形によって形成することが可能である。
【００６１】
凹部１３１，１４１は、接合部１５４，１５６に位置合せされており、貫通溶接される。貫通溶接による溶接熱は、板厚減少した箇所を優先的に移動し、また、板厚の２〜３倍の溶け込みを好ましくは必要とする。そのため、凹部１３１，１４１の底面の板厚Ｄ２は、凹部１３１，１４１の近傍（凹部１３１，１４１が形成されていない部位）の板厚Ｄ１より小さく、また、凹部１３１，１４１の幅Ｗは、板厚Ｄ１の２〜３倍となるように設定されている。
【００６２】
下方中板１４０は、凹部１４１の背面部位１４２が下板１２０と相対するように設置され、背面部位１４が、接合部１５４を介して、下板１２０の中央部位に連結される。背面部位１４２は、突起部を構成する（突起状である）ため、下方中板１４０と下板１２０との間に、薄く平坦な隙間Ｓ２を形成する。
【００６３】
上方中板１３０は、凹部１３１が下方中板１４０の凹部１４１と相対するように設置され、上方中板１３０の両端部は、接合部１５５を介して、下方中板１４０の両端部に連結される。上方中板１３０の凹部１３１と下方中板１４０の凹部１３１とは、一体となり、略矩形形状の隙間Ｓ１を形成する。
【００６４】
上板１１０は、上方中板１３０の凹部１３１の背面部位１３２と相対するように設置され、上板１１０の中央部位は、接合部１５６を介して、上方中板１３０の凹部１３１の背面部位１３２に連結される。背面部位１３２は、突起部を構成する（突起状である）ため、上板１１０と上方中板１３０との間に、薄く平坦な隙間Ｓ３を形成する。上板１１０の縁部は、接合部１５２を介して、下板１２０の縁部に連結される。
【００６５】
次に、予備成形体１５０の補強材１３０，１４０の接合方法の一例を説明する。図２２は、下板に対する下方中板の接合を説明するための断面図、図２３は、図２２に続く、下方中板に対する上方中板の接合を説明するための断面図、図２４は、図２３に続く、上方中板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【００６６】
まず、所定位置に配置された下板１２０に対して、凹部１４１が下板１２０と相対するように、下方中板１４０を配置する。そして、下方中板１４０の両方の端部を、貫通溶接によって、下板１２０に接合し、接合部１５４を形成する（図２２参照）。
【００６７】
その後、下方中板１４０に対して上方中板１３０を載置し、上方中板１３０の凹部１３１の背面部位１３２を、下方中板１４０の凹部１４１の背面部位１４２と当接させる。そして、上方中板１３０の凹部１３１を、貫通溶接によって、下方中板１４０の凹部１４１の背面部位１４２に接合し、接合部１５５を形成する（図２３参照）。
【００６８】
つまり、接合部１５５は、外面材（下板１２０）および補強材を構成する板材（上方中板１３０および下方中板１４０）が３枚以上積重ねられた状態で、表面に位置する１枚目の板材（上方中板１３０）を、その内側に位置する２枚目の板材（下方中板１４０）に溶接することで、形成される。
【００６９】
下方中板１４０の凹部１４１は、隙間Ｓ２を形成する。つまり、溶接の際に、２枚目の板材（下方中板１４０）と、その内側に位置する３枚目の板材（下板１２０）との間に、接合面と位置合わされた隙間Ｓ２が配置されている。したがって、隙間Ｓ２は、溶接熱の伝達を妨害し、２枚目の板材（下方中板１４０）と３枚目の板材（下板１２０）との誤溶接を防ぐため、溶接不良による接合部の破断を抑制し、また、溶接歩留まりを向上させる。
【００７０】
上方中板１３０は、凹部１３１の背面部位１３２を介し、下方中板１４０の凹部１４１の背面部位１４２によって支持されるのみであり、比較的不安定である。そのため、上方中板１３０と下方中板１４０との間に形成される隙間Ｓ３に、噛まし板１５８，１５９を配置することで、不安定状態を解消する。また、隙間Ｓ３は、下方中板１４０と下板１２０とを接合することで発生する反りを吸収する機能を有しており、溶接不良による接合部の破断を抑制し、また、溶接歩留まりを向上させる。
【００７１】
接合部１５５の形成が完了すると、噛まし板１５８，１５９が取り外され、上板１１０が載置され、上板１１０の縁部と下板１２０の縁部とが、重ね合わされる。そして、上板１１０を、貫通溶接によって、上方中板１３０の両方の端部に接合し、接合部１５６を形成する（図２４参照）。
【００７２】
この際、上方中板１３０と下方中板１４０との間には、隙間Ｓ３が存在する。つまり、接合部１５６は、外面材（上板１１０および下板１２０）および補強材を構成する板材（上方中板１３０および下方中板１４０）が３枚以上積重ねられた状態で、表面に位置する１枚目の板材（上板１１０）を、その内側に位置する２枚目の板材（上方中板１３０）に溶接することで、形成される。そして、２枚目の板材（上方中板１３０）と、その内側に位置する３枚目の板材（下方中板１４０）との間に、接合面と位置合わされた隙間Ｓ３が配置されている。
【００７３】
したがって、隙間Ｓ３は、溶接熱の伝達を妨害し、２枚の板材（上方中板１３０）と３枚目の板材（下方中板１４０）との誤溶接を防ぐため、溶接不良による接合部の破断を抑制し、また、溶接歩留まりを向上させる。
【００７４】
接合部１５６の形成が完了すると、上板１１０および下板１２０の重ね合わせられた縁部が接合され、予備成形体１５０が得られる（図２０参照）。
【００７５】
以上のように、実施の形態２に係る予備成形体１５０は、誤溶接が抑制されている。そのため、溶接接合部の品質が向上しており、溶接接合部における破断を抑制することが可能である。また、溶接歩留まりが向上しているため、予備成形体の製造コストを低下させることが可能である。なお、隙間Ｓ３に配置される噛まし板１５８，１５９は、必要に応じて、適宜省略することも可能である。
【００７６】
図２５は、実施の形態３に係る予備成形体を説明するための断面図である。
【００７７】
実施の形態３に係る予備成形体２５０は、上方中板と下方中板の形状が同一でない点で、実施の形態２に係る予備成形体１５０と概して異なっており、上方中板２３０は、略平坦であり、下方中板２４０は、両端部の間の略中央に位置している凹部２４１を有する。
【００７８】
下方中板２４０は、凹部２４１が下板２２０と相対するように設置され、下方中板２４０の両端部は、接合部２５４を介して、下板２２０に連結されており、凹部２４１は、下板２２０との間に隙間Ｓ２を形成している。
【００７９】
下方中板２４０の凹部２４１の背面部位２４２は、接合部２５５を介して、上方中板３０は、連結されている。なお、符号２３２は、下方中板２４０の凹部２４１の背面部位２４２と当接する上方中板２３０の背面部位であり、背面部位２３２と背面部位２４２との当接面は、接合面を規定する。背面部位２４２は、突出形状を有するため、上方中板２３０と下方中板２４０との間に、隙間Ｓ３が形成される。
【００８０】
上述にように、下方中板２４０のみに凹部２４１が形成されており、接合部２５５の近傍の形状が、上下対称ではない。一方、液圧成形の初期においては、上方中板２３０および下方中板２４０は、圧縮加重による曲げ状態を経ることになる（図１５参照）。
【００８１】
この際、接合部２５５における凹部２４１が配置される側が屈曲し易いため、実施の形態２に係る予備成形体２５０と異なり、初期曲げの方向が一定となり、接合部２５５の位置を略中央の位置に確実に保つことが可能となる。つまり、液圧成形における膨らみ量が異なることで、補強リブが歪な形状になるのを避けることが可能である。
【００８２】
以上のように、実施の形態３においては、実施の形態２に比較し、成形品の中空断面を仕切る補強リブの形状品質（精度）を向上させることが可能である。
【００８３】
図２６は、実施の形態４に係る補強材を構成する下方中板および上方中板を説明するための断面図である。実施の形態４に係る予備成形体は、上方中板および下方中板に突起部が形成されている点で、実施の形態２に係る予備成形体１５０と概して異なる。
【００８４】
実施の形態４に係る突起部３３４，３４４は、凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２を挟んで配置され、端部近傍に位置している。突起部３３４，３４４は、略平坦な頂部を有する屈曲形状を呈し、例えば、プレス成形によって形成することが可能である。なお、符号３３５，３４５は、突起部３３４，３４４の窪み状の背面部位を示している。
【００８５】
突起部３３４，３４４は、当接自在に位置決めされており、また、突起部３３４，３４４の高さは、凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２の高さと一致している。
【００８６】
そのため、上方中板３３０の背面部位３３２と下方中板３４０の背面部位３４２とを相対させて、上方中板３３０を下方中板３４０に重ね合せる場合、上方中板３３０の突起部３３４および凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２は、下方中板３４０の突起部３４４および凹部３４１の背面部位３４２と、それぞれ当接する。また、上方中板３３０と下方中板３４０との間に形成される隙間Ｓ３は、背面部位３３２，３４２の高さの合計と一致することとなる。
【００８７】
次に、図２６に示される補強材の接合方法の一例を説明する。図２７は、下方中板に対する上方中板の接合を説明するための断面図、図２８は、図２７に続く、下板に対する下方中板の接合を説明するための断面図、図２９は、図２８に続く、上方中板に対する上板の接合を説明するための断面図、図３０は、図２９に続く、下板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【００８８】
まず、所定位置に配置された下方中板３４０に対して、上方中板３３０を重ね合せ、上方中板３３０の突起部３３４および凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２と、下方中板３４０の突起部３４４および凹部３４１の背面部位３４２とを、それぞれ当接させる。そして、上方中板３３０の凹部３３１を、貫通溶接によって、下方中板３４０の凹部３４１の背面部位３４２に接合し、接合部３５５を形成する（図２７参照）。
【００８９】
上方中板３３０は、１箇所で支持される実施の形態２の場合と異なり、突起部３３４および凹部３３１の背面部位３３２を介し、下方中板３４０の突起部３４４および凹部３４１の背面部位３４２（合計３箇所）によって支持されるため、安定している。そのため、不安定状態を解消するための噛まし板１５８，１５９の適用が不要であり、噛まし板１５８，１５９に係る工数を削減することが可能であり、生産性に優れている。
【００９０】
その後、下板３２０に対して、下方中板３４０の凹部３４１が相対するように、上方中板３３０と下方中板３４０の接合体を配置する。そして、下板３２０を、貫通溶接によって、下方中板３４０の両方の端部に接合し、接合部３５４を形成する（図２８参照）。溶接位置は、突起部３４４（背面部位３４５）の近傍である。
【００９１】
つまり、接合部３５４は、外面材（下板３２０）および補強材を構成する板材（上方中板３３０および下方中板３４０）が３枚以上積重ねられた状態で、表面に位置する１枚目の板材（下板３２０）を、その内側に位置する２枚目の板材（下方中板３４０）に溶接することで、形成される。
【００９２】
一方、上方中板３３０と下方中板３４０の間には、突起部３３４，３４４および凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２の当接によって形成された隙間Ｓ３が存在している。したがって、隙間Ｓ３は、溶接熱の伝達を妨害し、２枚目の板材（下方中板３４０）と３枚目の板材（上方中板３３０）との誤溶接を防ぐ。
【００９３】
接合部３５４の形成が完了すると、上板３１０が載置され、上板３１０の縁部と下板３２０の縁部とが、重ね合わされる。そして、上板３１０を、貫通溶接によって、上方中板３３０の両方の端部に接合し、接合部３５６を形成する（図２９参照）。溶接位置は、突起部３３４（背面部位３３５）の近傍であり、上方中板３３０と下方中板３４０との間には、隙間Ｓ３が存在する。
【００９４】
つまり、接合部３５６は、外面材（上板３１０および下板３２０）および補強材を構成する板材（上方中板３３０および下方中板３４０）が３枚以上積重ねられた状態で、表面に位置する１枚目の板材（上板３１０）を、その内側に位置する２枚目の板材（上方中板３３０）に溶接することで、形成される。そして、２枚目の板材（上方中板３３０）と、その内側に位置する３枚目の板材（下方中板３４０）との間に、接合面と位置合わされた隙間Ｓ３が配置されている。
【００９５】
したがって、隙間Ｓ３は、溶接熱の伝達を妨害し、２枚目の板材（上方中板３３０）と３枚目の板材（下方中板３４０）との誤溶接を防ぐ。
【００９６】
接合部３５６の形成が完了すると、上板３１０および下板３２０の重ね合わせられた縁部が接合され、予備成形体３５０が得られる（図３０参照）。なお、符号３５２は、縁部に形成される接合部３５２を示している。
【００９７】
以上のように、実施の形態４においては、実施の形態２および実施の形態３に比較し、生産性を向上させることが可能である。
【００９８】
なお、突起部３３４，３４４の高さは、同一であることに限定されない。例えば、突起部３３４，３４４の合計の高さが、凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２の合計と一致していれば、突起部３３４，３４４の各高さを、適宜異ならせることが可能である。また、上方中板３３０および下方中板３４０の一方のみに、突起部を形成することも可能である。この場合、突起部の高さは、凹部３３１，３４１の背面部位３３２，３４２の合計と一致することとなる。
【００９９】
図３１は、実施の形態５に係る補強材を説明するための断面図である。
【０１００】
実施の形態５に係る予備成形体４５０は、上方中板の形状に関して、実施の形態４に係る予備成形体３５０と概して異なっており、実施の形態５においては、上方中板４３０は、略平坦であり、凹部および突起部を有しておらず、下方中板４４０は、凹部４４１および突起部４４４を有する。
【０１０１】
上方中板４３０は、下方中板４４０の凹部４４１の背面部位４４２および突起部４４４（合計３箇所）によって支持されるため、安定している。そのため、実施の形態４の場合と同様に、工数を削減することが可能であり、生産性に優れている。
【０１０２】
また、上方中板４３０と下方中板４４０の間には、上方中板４３０と、凹部４４１の背面部位４４２および突起部４４４との当接によって形成された隙間Ｓ３が存在している。そのため、接合部４５５が形成されている上方中板４３０と下方中板４４０の接合体を、下板４２０に配置し、突起部４４４（背面部位４４５）の近傍に、接合部４５４を形成する場合、隙間Ｓ３は、実施の形態４の場合と同様に、溶接熱の伝達を妨害し、下方中板４４０と上方中板４３０との誤溶接を防ぐ。
【０１０３】
さらに、接合部４５４の形成が完了した後で、上板４１０を、上方中板４３０に配置し、突起部４４４と当接する部位４３４の近傍に、接合部４５６を形成する場合、隙間Ｓ３は、実施の形態４の場合と同様に、溶接熱の伝達を妨害し、上方中板４３０と下方中板４４０との誤溶接を防ぐ。
【０１０４】
一方、予備成形体４５０においては、下方中板４４０のみに凹部４４１が形成されており、実施の形態３の場合と同様に、接合部４５５の近傍の形状が、上下対称ではない。したがって、液圧成形が適用される際、接合部４５５における凹部４４１が配置される側が屈曲し易いため、初期曲げの方向が一定となり、接合部４５５の位置を略中央の位置に確実に保つことが可能となる。つまり、液圧成形における膨らみ量が異なることで、補強リブが歪な形状になるのを避けることが可能である。
【０１０５】
以上のように、実施の形態５においては、実施の形態４に比べて、成形品の中空断面を仕切る補強リブの形状品質（精度）を向上させることが可能である。
【０１０６】
なお、突起部は、下方中板４４０に形成されることに限定されず、上方中板４３０に設けることも可能である。また、下方中板４４０と上方中板４３０の両方に突起部を形成することも可能である。この場合、突起部の合計の高さは、下方中板４４０の凹部４４１の背面部位４４２の高さと略一致させることが必要である。
【０１０７】
図３２は、実施の形態６に係る補強材を構成する上方中板を説明するための断面図、図３３は、実施の形態６に係る補強材を構成する下方中板を説明するための断面図、図３４は、図３２の上方中板と図３３の下方中板の嵌合構造を説明するための断面図である。
【０１０８】
実施の形態６に係る予備成形体は、上方中板および下方中板の形状に関し、実施の形態４に係る予備成形体３５０（図２０参照）と概して異なっており、実施の形態６に係る上方中板５３０は、凹部５３１の背面部位５３２を挟んで配置される突起部５３４を有する。突起部５３４は、略Ｖ字状であり、上方中板５３０の端部近傍に位置している。
【０１０９】
一方、下方中板５４０は、凹部５４１の背面部位５４２を挟んで配置される受け部５４４を有する。受け部５４４は、例えば、プレス成形によって形成される突起部からなり、上方中板５３０の突起部５３４と嵌合自在に位置決めされている。受け部５４４は、上方中板５３０の突起部５３４と嵌合自在のくぼみ部５４４Ａが形成された頂部を有する。なお、符号５４５は、受け部５４４の窪み状の背面部位を示している。
【０１１０】
また、下方中板５４０の受け部５４４を、上方中板５３０の突起部５３４に嵌合させた際における下方中板５４０と上方中板５３０との間に形成される隙間Ｓ３は、上方中板５３０の凹部５３１の背面部位５３２の高さと下方中板５４０の凹部５４１の背面部位５４２の高さの合計と一致している。
【０１１１】
下方中板５４０に対して上方中板５３０を重ね合せる場合、上方中板５３０の突起部５３４と下方中板５４０の受け部５４４とは、所定の位置で嵌合する。つまり、突起部５３４および受け部５４４は、下方中板５４０に対する上方中板５３０の位置決め機構として機能する。
【０１１２】
したがって、上方中板５３０の凹部５３１を、貫通溶接によって、下方中板５４０の凹部５４１の背面部位５４２に接合し、接合部を形成する際（図２７参照）、下方中板５４０に対する上方中板５３０の重ね合せは、容易かつ迅速に実施可能である。
【０１１３】
以上のように、実施の形態６においては、実施の形態４に比較し、生産性を向上させることが可能である。
【０１１４】
なお、上方中板５３０に受け部５４４を配置し、下方中板５４０の突起部５３４を配置することも可能である。
【０１１５】
また、突起部５３４と受け部５４４の嵌合による位置決め機構は、実施の形態３に適用することも可能である。例えば、上方中板５３０に突起部５３４を配置し、下方中板５４０に受け部５４４を配置することで、下方中板５４０に対する上方中板５３０の重ね合せは、容易かつ迅速に実施可能となる。
【０１１６】
この場合、下方中板５４０の受け部５４４を、上方中板５３０の突起部５３４に嵌合させた際における下方中板５４０と上方中板５３０との間に形成される隙間Ｓ３は、下方中板５４０の凹部５４１の背面部位５４２の高さと一致させる必要がある。また、上方中板５３０に受け部５４４を配置し、下方中板５４０に突起部５３４を配置することも可能である。
【０１１７】
図３５は、実施の形態７に係る予備成形体の補強材を構成する下方中板および上方中板の形状を説明するための平面図、図３６は、実施の形態７に係る予備成形体を説明するための断面図、図３７は、図３５に示される開口部の形状変化を説明するための概念図である。
【０１１８】
実施の形態７に係る予備成形体は、上方中板および下方中板の形状に関し、実施の形態１に係る予備成形体５０と概して異なっており、実施の形態７に係る上方中板６３０および下方中板６４０は、例えば、エキスパンドメタル（ＪＩＳ Ｇ ３３５１に規定）が適用されており、開口部６３５，６４５を有する。開口部６３５，６４５は、例えば、機械加工により千鳥状に切れ目（切込み）を入れることで、形成されており、液圧成形による膨出変形の際に拡張することで、上方中板６３０および下方中板６４０の破断を引き起こす伸びを抑制する。
【０１１９】
開口部６３５，６４５は、非接合部（接合部６５４，６５５，６５６が配置される上方中板６３０および下方中板６４０の両端部６３１，６４１および中央部位６４２を除いた部位）に配置されており、接合に対する影響を抑制している。しかし、開口部６３５，６４５は、必要に応じて、全面に渡って形成することも可能である。
【０１２０】
以上のように、予備成形体６５０は、液圧成形による膨出変形の際に、補強材６３０，６４０が有する開口部６３５，６４５を拡張させることが可能であり、開口部６３５，６４５の拡張は、補強材６３０，６４０の破断を引き起こす補強材６３０，６４０の伸びを抑制する。
【０１２１】
したがって、例えば、操作条件の変動によるバラツキの影響などによって、補強材６３０，６４０の中央部位６３２，６４２を連結する接合部６５５が、中央位置から、過度に偏心した場合であっても、補強材６３０，６４０の破断を、確実に抑制することができる。なお、開口部６３５，６４５の形状は、液圧成形による膨出変形の際に拡張し得るものであれば、特に限定されず、例えば、菱形や亀甲形を適用することが可能である。
【０１２２】
図３８は、図３５に示される開口部を形成するための形成装置の一例を説明するための斜視図である。
【０１２３】
開口部を形成するための形成装置は、例えば、エキスパンドメタル用の機械加工装置が適用され、波形の刃先を有する上刃６３８と、直線状の刃先を有する下刃６３９とを有する。上刃６３８は、上下動自在および長さ方向への移動自在に配置され、補強材６３０，６４０を構成することになる素材板６３９の上方に、位置決めされる。上刃６３８の刃先波形は、開口部６３５，６４５の長目寸法に対応する。下刃６３９は、素材板６３９の下方に固定配置され、素材板６３９の下部を支持する。
【０１２４】
開口部の形成においては、まず、素材板６３９を、例えばピンチローラによって開口部６３５，６４５のストランド幅ＳＷずつ送りながら、上刃６３８を、所定ストローク下降させ、下刃６３８と連携させることで、素材板６３９を切断かつ押し込み、その後上昇する。上刃６３８は、上昇位置で、刃先波形の半ピッチ分だけ長さ方向へ移動し、再び下降することで、素材板６３９を切断かつ押し込む。
【０１２５】
このように、素材板６３９に間欠的な送りを与えると共に、上刃６３８の上下動と長さ方向への往復移動とを繰り返すことにより、開口部が形成される。なお、開口部６３５，６４５は隆起を有するため、重ね合せする場合、比較的大きな設置スペースを必要とし、予備成形体が大型化する。そのため、例えば圧延によるフラット加工を施すことが好ましい。
【０１２６】
図３９および図４０は、実施の形態７に係る変形例１および変形例２を説明するための平面図、図４１は、実施の形態７に係る変形例３を説明するための概念図、図４２は、実施の形態７に係る変形例４を説明するための断面図である。
【０１２７】
上方中板６３０および下方中板６４０の開口部６３５，６４５は、両端部６３１，６４１および中央部位６３２，６４２の接合部に向かって均等に拡張するように構成することが好ましい。これは、例えば、図３９に示されるように、両端部６３１，６４１および中央部位６３２，６４２に隣接する周辺領域６３３，６４３における開口部６３５，６４５の配置密度を、周辺領域６３３，６４３の間に位置する中央領域６３４，６４４における開口部６３５，６４５の配置密度より小さくすることで達成することが可能である。
【０１２８】
開口部６３５，６４５の形状は、同一にすることに限定されず、例えば、図４０に示されるように、上方中板６３０および下方中板６４０における配置位置に応じて、適宜変更することも可能である。
【０１２９】
開口部６３５，６４５は、切込みに限定されず、例えば、図４１に示されるように、切欠きを適用し、軽量化を図ることも可能である。この場合、液圧成形の際における張力の発生方向を考慮し、開口部６３５，６４５の形状を略楕円とし、その長軸方向を、上方中板６３０および下方中板６４０の両端部６３１，６４１およびは中央部位６３２，６４２における接合方向に沿うように配置することが好ましい。
【０１３０】
また、切欠きは、例えば、レーザ（穿孔）加工やファインブランキング（精密打ち抜き）加工を適用し、切欠きの内周を平滑とすることで、液圧成形の際にクラック等の起点となるのを避けることが好ましい。
【０１３１】
上方中板６３０および下方中板６４０は、図４２に示されるように、実施の形態２に係る凹部１３１，１４１を適用し、隙間Ｓ１〜Ｓ３を形成することで、誤溶接を低減させることもできる。また、同様に、実施の形態３〜６を適宜組合せることも可能である。
【０１３２】
以上のように、実施の形態７においては、補強材の破断をさらに確実に抑制することが可能である。
【０１３３】
図４３は、実施の形態８を説明するための断面図である。
【０１３４】
実施の形態８は、予備成形体の形状および液圧成形装置の構成に関し、実施の形態１と概して異なっており、実施の形態８に係る予備成形体７５０は、液圧成形品の外面部を形成することとなる上板７１０および下板７２０と、液圧成形品の補強リブを形成することとなる上方中板７３０と下方中板７４０と、成形媒体を導入することによって液圧を付与するための非接合部７５１とを有する。
【０１３５】
上方中板７３０および下方中板７４０は、上板７１０および下板７２０の内側に配置される。非接合部７５１は、上板７１０の端面と下板７２０との当接面によって構成され、当該当接面は、略円錐状に予備成形されている。非接合部７５１は、円状の開口部が配置される外側端面と、予備成形体７５０の内部に連通している内側先端部７５２を有する。つまり、予備成形体７５０は、外面材の一方７１０の端面と他方７２０の端面との当接面によって形成される開口部を有する。非接合部７５１は、端面全面に渡って配置される形態に限定されず、部分的に配置することも可能である。
【０１３６】
上板７１０は、上型７７０のキャビティ面７７１に相対して配置される。下板７２０は、下型７８０のキャビティ面７８１に相対して配置される。キャビティ面７７１，７８１は、成形品の外面部にそれぞれ対応している。
【０１３７】
液圧供給手段７９０は、液圧回路７９９に連結される流路７９８と、軸押しポンチ７９１と、軸押しシリンダ７９７とを有する。軸押しポンチ７９１は、上型７７０および下型７８０の側面に配置され、軸押しシリンダ７９７に連結されている。軸押しポンチ７９１は、ノズル部７９２を有する。
【０１３８】
ノズル部７９２は、流路７９８と連通している注入口７９３を有し、かつ、非接合部７５１の形状と対応する略円錐状を呈している。軸押しシリンダ７９７は、軸押しポンチ７９１を、金型（上型７７０および下型７８０）側に向かって進退自在に支持している。軸押しシリンダ７９７の駆動源は、例えば、油圧あるいは空圧である。
【０１３９】
予備成形体７５０の非接合部７５１は、その開口部にノズル部７９２が挿入されると、拡径すると共に、上型７７０および下型７８０により当該拡径が規制される。その結果、非接合部７５１は、ノズル部７９２に密着して、気密性が確保される。
【０１４０】
ノズル部７９２の注入口７９３は、予備成形体７５０の内部に連通している内側先端部７５２と位置合せされる。そのため、液圧回路７９９から供給される成形媒体が、流路７９８および注入口７９３に導入されると、成形媒体は、非接合部７５１および内側先端部７５２を通過して、予備成形体７５０の内部に注入される。
【０１４１】
したがって、液圧供給手段７９０は、予備成形体７５０の内部に液圧を付与して膨出変形させことが可能である。
【０１４２】
以上のように、実施の形態８においては、外面材７１０，７２０の一方の端面と他方の端面との当接面によって形成される開口部に、成形媒体を導入することによって液圧を付与し、予備成形体７５０を膨出変形させることで、液圧成形品の外面部および液圧成形品の中空断面を仕切る補強リブを形成することが可能である。
【０１４３】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【０１４４】
例えば、目的とする液圧成形品の構成に応じて、第１および第２外面材を構成する板材の形状、補強材を構成する板材の形状、凹部の配置位置、予備成形体における補強材を構成する板材の配置形態などを、適宜変更することが可能である。
【０１４５】
また、第１および第２補強材をオフセットして配置および接合することで、液圧成形品の中空断面を略水平方向および略垂直方向に均等に仕切る補強リブを形成することも可能である。また、第１および第２補強材の形状を、異ならせることで、液圧成形品の中空断面を不均等に仕切る補強リブを得ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】実施の形態１に係る液圧成形品を説明するための斜視図である。
【図２】図１に示される液圧成形品が適用される自動車部品を説明するための平面図である。
【図３】実施の形態１に係る予備成形体を説明するための平面図である。
【図４】図３に示される予備成形体の背面図である。
【図５】図３の線Ｖ−Ｖに関する断面図である。
【図６】図３の線ＶＩ−ＶＩに関する断面図である。
【図７】下方中板および上方中板の接合方法の一例を説明するための断面図であり、下板に対する下方中板の接合を示している。
【図８】図７に続く、下方中板に対する上方中板の接合を説明するための断面図である。
【図９】図８に続く、上方中板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【図１０】実施の形態１に係る液圧成形装置を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に示される液圧成形装置の上型を説明するための平面図である。
【図１２】図１０に示される液圧成形装置の下型を説明するための平面図である。
【図１３】実施の形態１に係る液圧成形方法を説明するための断面図であり、型締めを示している。
【図１４】図１３の線ＸＩＶ−ＸＩＶに関する断面図である。
【図１５】図１４に続く、成形初期を説明するための断面図である。
【図１６】図１５に続く、型締めを説明するための断面図である。
【図１７】図１６に続く、成形中期を説明するための断面図である。
【図１８】図１７に続く、成形後期を説明するための断面図である。
【図１９】操作条件の変動による補強リブの変形を説明するための断面図である。
【図２０】実施の形態２に係る予備成形体を説明するための断面図である。
【図２１】図２０に示される予備成形体の補強材を構成する下方中板および上方中板の形状を説明するための断面図である。
【図２２】予備成形体の補強材の接合方法の一例を説明するための断面図であり、下板に対する下方中板の接合を示している。
【図２３】図２２に続く、下方中板に対する上方中板の接合を説明するための断面図である。
【図２４】図２３に続く、上方中板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【図２５】実施の形態３に係る予備成形体を説明するための断面図である。
【図２６】実施の形態４に係る補強材を構成する下方中板および上方中板を説明するための断面図である。
【図２７】図２６に示される補強材の接合方法の一例を説明するための断面図であり、下方中板に対する上方中板の接合を示している。
【図２８】図２７に続く、下板に対する下方中板の接合説明するための断面図である。
【図２９】図２８に続く、上方中板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【図３０】図２９に続く、下板に対する上板の接合を説明するための断面図である。
【図３１】実施の形態５に係る補強材を説明するための断面図である。
【図３２】実施の形態６に係る補強材を構成する上方中板を説明するための断面図である。
【図３３】実施の形態６に係る補強材を構成する下方中板を説明するための断面図である。
【図３４】図３２の上方中板と図３３の下方中板の嵌合構造を説明するための断面図である。
【図３５】実施の形態７に係る予備成形体の補強材を構成する下方中板および上方中板の形状を説明するための平面図である。
【図３６】実施の形態７に係る予備成形体を説明するための断面図である。
【図３７】図３５に示される開口部の形状変化を説明するための概念図である。
【図３８】図３５に示される開口部を形成するための形成装置の一例を説明するための斜視図である。
【図３９】実施の形態７に係る変形例１を説明するための平面図である。
【図４０】実施の形態７に係る変形例２を説明するための平面図である。
【図４１】実施の形態７に係る変形例３を説明するための概念図である。
【図４２】実施の形態７に係る変形例４を説明するための断面図である。
【図４３】実施の形態８を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１０・・上板（外面材）、
１１，１６・・端部、
１２・・ドーム状部、
１５・・中間部、
１５Ａ・・外周部位、
１５Ｂ・・中央部位、
２０・・下板（外面材）、
２１，２６・・端部、
２２・・開口部、
２５・・中間部、
２５Ａ・・外周部位、
２５Ｂ・・中央部位、
３０・・上方中板（補強材）、
３１・・端部、
３２・・中央部位、
４０・・下方中板（補強材）、
４１・・端部、
４２・・中央部位、
５０・・予備成形体、
５２，５４，５５，５６・・接合部、
６０・・液圧成形品、
６１，６２・・外面、
６１Ａ，６２Ａ・・側壁部、
６１Ｂ，６２Ｂ・・頂部、
６３，６４・・補強リブ、
６５・・サスペンション部品、
７０・・上型、
７１・・キャビティ面、
７５・・押圧部、
７６・・凹部、
７６Ａ・・先端部、
７７，７８・・円弧状溝、
８０・・下型、
８１・・キャビティ面、
８５・・押圧部、
８６・・凹部、
９０・・液圧供給手段、
９１・・ノズル部、
９２・・ドーム状部、
９３・・注入口、
９４，９５・・環状凸部、
９８・・流路、
９９・・液圧回路、
１１０・・上板（外面材）、
１２０・・下板（外面材）、
１３０・・上方中板（補強材）、
１３１・・凹部、
１３２・・背面部位、
１４０・・下方中板（補強材）、
１４１・・凹部、
１４２・・背面部位、
１５０・・予備成形体、
１５２，１５４，１５５，１５６・・接合部、
１５８，１５９・・噛まし板、
２２０・・下板（外面材）、
２３０・・上方中板（補強材）、
２３２・・背面部位、
２４０・・下方中板（補強材）、
２４１・・凹部、
２４２・・背面部位、
２５０・・予備成形体、
２５４，２５５・・接合部、
３１０・・上板（外面材）、
３２０・・下板（外面材）、
３３０・・上方中板（補強材）、
３３１・・凹部、
３３２・・背面部位、
３３４・・突起部、
３３５・・背面部位、
３４０・・下方中板（補強材）、
３４１・・凹部、
３４２・・背面部位、
３４４・・突起部、
３４５・・背面部位、
３５０・・予備成形体、
３５２，３５４，３５５，３５６・・接合部、
４１０・・上板（外面材）、
４２０・・下板（外面材）、
４３０・・上方中板（補強材）、
４３４・・当接する部位、
４４０・・下方中板（補強材）、
４４１・・凹部、
４４２・・背面部位、
４４４・・突起部、
４４５・・背面部位、
４５０・・予備成形体、
４５５，４５６・・接合部、
５３０・・上方中板（補強材）、
５３１・・凹部、
５３２・・背面部位、
５３４・・突起部、
５４０・・下方中板（補強材）、
５４１・・凹部、
５４２・・背面部位、
５４４・・受け部、
５４４Ａ・・くぼみ部、
５４５・・背面部位、
６１０・・上板（外面材）、
６１１，６１６・・端部、
６１５・・中間部、
６１５Ａ・・外周部位、
６１５Ｂ・・中央部位、
６２０・・下板（外面材）、
６２１，６２６・・端部、
６２５・・中間部、
６２５Ａ・・外周部位、
６２５Ｂ・・中央部位、
６３０・・上方中板（補強材）、
６３１・・端部、
６３２・・中央部位、
６３３・・周辺領域、
６３４・・中央領域、
６３５・・開口部、
６３７・・素材板、
６３８・・上刃、
６３９・・下刃、
６４０・・下方中板（補強材）、
６４１・・端部、
６４２・・中央部位、
６４３・・周辺領域、
６４４・・中央領域、
６４５・・開口部、
６５０・・予備成形体、
６５２，６５４，６５５，６５６・・接合部、
７１０・・上板（外面材）、
７２０・・下板（外面材）、
７３０・・上方中板（補強材）、
７４０・・下方中板（補強材）、
７５０・・予備成形体、
７５１・・非接合部、
７５２・・内側先端部、
７７０・・上型、
７７１・・キャビティ面、
７８０・・下型、
７８１・・キャビティ面、
７９０・・液圧供給手段、
７９１・・ポンチ、
７９２・・ノズル部、
７９３・・注入口、
７９７・・シリンダ、
７９８・・流路、
７９９・・液圧回路、
Ｄ１，Ｄ２・・板厚、
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・隙間、
ＳＷ・・ストランド幅、
Ｗ・・幅。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わせて接合された縁部を有し、液圧成形品の外面を形成することとなる第１および第２外面材と、前記第１および第２外面材に接合され、前記外面の中空断面を仕切る補強リブを形成することとなる補強材と、を有する予備成形体であって、
前記補強材は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制し得る寸法を有する
ことを特徴とする予備成形体。
【請求項２】
前記寸法は、前記張力が作用しないように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の予備成形体。
【請求項３】
前記補強材における接合部間の長さは、液圧成形品における対応する接合部間の直線距離より大きいことを特徴とする請求項１に記載の予備成形体。
【請求項４】
前記補強材における接合部間の長さは、補強リブが屈曲し得るたるみを有するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の予備成形体。
【請求項５】
前記補強材は、重ね合わせて配置される第１および第２補強材からなり、
前記第１および第２補強材は、中央部位が互いに接合され、かつ、前記第１補強材の両端部は、前記第１外面材に接合され、また、前記第２補強材の両端部は、前記第２外面材に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の予備成形体。
【請求項６】
前記中央部位における接合部と前記両端部における接合部との間の長さは、液圧成形品における対応する接合部間の直線距離より大きいことを特徴とする請求項５に記載の予備成形体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の予備成形体を、液圧成形品の外面形状に対応するキャビティを有する成形金型の内側に配置し、
前記予備成形体の内部に液圧を付与し、前記予備成形体を膨出変形させる際に、引張り方向の張力による前記補強材の伸びを抑制しながら、液圧成形品の中空断面を仕切る補強リブを形成する
ことを特徴とする液圧成形方法。
【請求項８】
前記第１および第２外面材の一方に形成される開口部に、成形媒体を注入することによって、液圧を付与することを特徴とする請求項７に記載の液圧成形方法。
【請求項９】
前記第１外面材の端面と第２外面材の端面との当接面によって形成される開口部に、成形媒体を導入することによって液圧を付与することを特徴とする請求項７に記載の液圧成形方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の液圧成形方法を用いて成形される液圧成形品であって、
液圧成形品外面の中空断面を仕切る補強リブは、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による前記補強材の伸びを抑制して、形成されている
ことを特徴とする液圧成形品。
【請求項１１】
前記液圧成形品は、自動車の車体構造部材であることを特徴とする請求項１０に記載の液圧成形品。
【請求項１２】
前記自動車の車体構造部材は、サスペンション部品であることを特徴とする請求項１１に記載の液圧成形品。
【請求項１】
重ね合わせて接合された縁部を有し、液圧成形品の外面を形成することとなる第１および第２外面材と、前記第１および第２外面材に接合され、前記外面の中空断面を仕切る補強リブを形成することとなる補強材と、を有する予備成形体であって、
前記補強材は、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による伸びを抑制し得る寸法を有する
ことを特徴とする予備成形体。
【請求項２】
前記寸法は、前記張力が作用しないように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の予備成形体。
【請求項３】
前記補強材における接合部間の長さは、液圧成形品における対応する接合部間の直線距離より大きいことを特徴とする請求項１に記載の予備成形体。
【請求項４】
前記補強材における接合部間の長さは、補強リブが屈曲し得るたるみを有するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の予備成形体。
【請求項５】
前記補強材は、重ね合わせて配置される第１および第２補強材からなり、
前記第１および第２補強材は、中央部位が互いに接合され、かつ、前記第１補強材の両端部は、前記第１外面材に接合され、また、前記第２補強材の両端部は、前記第２外面材に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の予備成形体。
【請求項６】
前記中央部位における接合部と前記両端部における接合部との間の長さは、液圧成形品における対応する接合部間の直線距離より大きいことを特徴とする請求項５に記載の予備成形体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の予備成形体を、液圧成形品の外面形状に対応するキャビティを有する成形金型の内側に配置し、
前記予備成形体の内部に液圧を付与し、前記予備成形体を膨出変形させる際に、引張り方向の張力による前記補強材の伸びを抑制しながら、液圧成形品の中空断面を仕切る補強リブを形成する
ことを特徴とする液圧成形方法。
【請求項８】
前記第１および第２外面材の一方に形成される開口部に、成形媒体を注入することによって、液圧を付与することを特徴とする請求項７に記載の液圧成形方法。
【請求項９】
前記第１外面材の端面と第２外面材の端面との当接面によって形成される開口部に、成形媒体を導入することによって液圧を付与することを特徴とする請求項７に記載の液圧成形方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の液圧成形方法を用いて成形される液圧成形品であって、
液圧成形品外面の中空断面を仕切る補強リブは、液圧成形の際に発生する引張り方向の張力による前記補強材の伸びを抑制して、形成されている
ことを特徴とする液圧成形品。
【請求項１１】
前記液圧成形品は、自動車の車体構造部材であることを特徴とする請求項１０に記載の液圧成形品。
【請求項１２】
前記自動車の車体構造部材は、サスペンション部品であることを特徴とする請求項１１に記載の液圧成形品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【公開番号】特開２００６−９５５６９（Ｐ２００６−９５５６９Ａ）
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８５２３３（Ｐ２００４−２８５２３３）
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２９日（２００４．９．２９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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