金属製閉断面部材の製造方法
【課題】金属製閉断面部材を製造することができるとともに金属製閉断面部材を部分的に補強することができる金属製閉断面部材の製造方法を提供する。
【解決手段】金属製の板状ワークＷ１から閉断面部材を製造するに際し、板状ワークを凸状にプレス成形するとともに凸状頂面部に板状ワークの凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部Ｗ２ａを成形する第１のプレス成形工程と、板状ワークの凸部を板状ワークの凸状に突出する方向にプレス成形することより凸部を圧潰してプレス成形面Ｗ２ｄを成形するとともに凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する第２のプレス成形工程とを備え、第１のプレス成形工程の前に補強部材Ｒ１を板状ワークに固接させる補強部材固接工程と、第２のプレス成形工程の前に補強部材の板状ワークの凸部を覆う部分を軟化させる軟化処理工程と、をさらに備えている。
【解決手段】金属製の板状ワークＷ１から閉断面部材を製造するに際し、板状ワークを凸状にプレス成形するとともに凸状頂面部に板状ワークの凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部Ｗ２ａを成形する第１のプレス成形工程と、板状ワークの凸部を板状ワークの凸状に突出する方向にプレス成形することより凸部を圧潰してプレス成形面Ｗ２ｄを成形するとともに凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する第２のプレス成形工程とを備え、第１のプレス成形工程の前に補強部材Ｒ１を板状ワークに固接させる補強部材固接工程と、第２のプレス成形工程の前に補強部材の板状ワークの凸部を覆う部分を軟化させる軟化処理工程と、をさらに備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属製の板状素材（板状ワーク）から閉断面状に形成された閉断面部材を製造する金属製閉断面部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車等の車両において車体の基本構造の一部を構成するピラー部材、フロント及びリアのサイドフレーム、ダッシュパネルの前面下部に位置するダッシュクロスメンバ等の車体部材には、車体の強度及び剛性を確保し安全性を高める観点から高強度化及び高剛性化が求められ、しかも、燃費性能向上のために軽量化が求められている。
【０００３】
これらの要請に応えるため、前記のような車体部材は、多くの場合、金属製の閉断面部材として構成されている。このような金属製の閉断面部材の製造方法としては、例えば鋼板などの金属製の板状ワークをプレス加工によりコ字形断面の両端部に外側へ張り出すフランジ部分が一体成形された断面ハット状に形成し、この断面ハット状に形成された２枚の板状ワークのフランジ部分を互いに重ね合わせて閉断面状にし、その後に、フランジ部分を溶接して閉断面部材を製造する方法が一般に知られている。
【０００４】
また、例えば特許文献１には、閉断面部材としての三角形チューブを製造するものであるが、予め所定形状に切断した鋼板の両端部近傍を所定の曲率で曲げる第１曲げ工程と、第１曲げ工程で曲げた鋼板の中央部を所定の曲率で押し曲げる第２曲げ工程と、第２曲げ工程で成形した鋼板の前記中央部を長手方向に対して左右から加圧しつつ、前記両端部を上方から押さえ込んで拘束して突き合わせ、成形する拘束成形工程と、拘束成形工程の後に、除荷せずに前記両端部の突き合わせ部を溶接する溶接工程とを有する三角形チューブの製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−５１９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、自動車等の車両においては、燃費性能向上のためにより一層の軽量化が求められており、比較的大きな重量を占める車体部材についてもより一層の軽量化が求められている。このため、金属製の閉断面部材として構成される車体部材については、フランジ部分を設けることなく製造することが望まれている。
【０００７】
前記特許文献１には、フランジ部分を設けることなく閉断面状に形成された三角形チューブの製造方法が記載されているものの、自動車等の車両に用いられる車体部材は複雑な形状を有し、その長手方向に断面形状が複雑に変化し得るので、前記特許文献１に記載される製造方法を適用する場合には、閉断面部材の成形断面と同一形状の切り欠き部を有する複数のプレートを作る必要があり、自動車等の車両に用いられる車体部材に適用することはなかなか困難なものとなり得る。
【０００８】
また、自動車等の車両においては、前述したように、軽量化ととともに高強度化及び高剛性化が求められている。金属製の閉断面部材として構成される車体部材については、車体部材の厚さを厚くすることで強度及び剛性を高めることができるものの、かかる場合には重量の増加を招くことから、高強度化及び高剛性化が要求される部分についてのみ補強することが望まれている。
【０００９】
そこで、この発明は、前記技術的課題に鑑みてなされたものであり、金属製の閉断面部材を製造するに際し、比較的簡単な方法によって、金属製閉断面部材を製造することができるとともに金属製閉断面部材を部分的に補強することができる金属製閉断面部材の製造方法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】
【００１０】
このため、本願の請求項１に係る金属製閉断面部材の製造方法は、金属製の板状ワークを第１の成形型のブランクホルダとダイとにより挟持した状態で、第１の成形型のパンチを前記ダイの成形空間内に相対的に移動させることにより、前記板状ワークを前記ダイに対する前記パンチの移動方向に突出させて凸状にプレス成形するとともに、前記板状ワークの凸状に成形される凸状頂面部に前記板状ワークの凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部を成形する第１のプレス成形工程と、プレス成形された前記板状ワークを第２の成形型のダイに保持した状態で、プレス成形された前記板状ワークの前記凸部を第２の成形型の中子型により前記板状ワークの凸状に突出する方向にプレス成形することより、前記板状ワークの前記凸部を圧潰してプレス成形面を成形するとともに、前記第１のプレス成形工程において成形された前記板状ワークの凸状頂面部の両側の凸状側面部をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する第２のプレス成形工程とを備え、金属製の板状ワークから閉断面状に形成された閉断面部材を製造する金属製閉断面部材の製造方法であって、前記閉断面部材を補強するための補強部材を、前記第１のプレス成形工程において前記板状ワークとともにプレス成形し前記板状ワークの前記凸部の少なくとも一部を覆うように前記第１のプレス成形工程の前に前記板状ワークに固接させる補強部材固接工程と、前記第２のプレス成形工程の前に、前記補強部材の前記板状ワークの前記凸部を覆う部分を軟化させる軟化処理工程と、をさらに備え、前記第２のプレス成形工程において、前記補強部材の前記板状ワークの前記凸部を覆う部分を軟化させた状態で、前記板状ワークの前記凸部と前記補強部材の前記板状ワークの前記凸部を覆う部分とをプレス成形し前記板状ワークを閉断面化させることを特徴としたものである。
【００１１】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記補強部材は、前記板状ワークとの接合部が、前記板状ワークがプレス成形される際に折り曲げられる前記板状ワークの折曲稜線部を除く部分に設けられるように前記板状ワークに固接されることを特徴としたものである。
【００１２】
更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記軟化処理工程は、前記補強部材を加熱する加熱処理工程であることを特徴としたものである。
【００１３】
また更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一に係る発明において、前記補強部材は、前記第２のプレス成形工程において閉断面化される前記板状ワークの前記凸状側面部の前記凸状頂面部側と反対側の端部まで前記板状ワークに沿って設けられるように前記板状ワークに固接されることを特徴としたものである。
【００１４】
また更に、本願の請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一に係る発明において、前記第１のプレス成形工程と前記第２のプレス成形工程の間に、プレス成形された前記板状ワークの前記凸状側面部の前記凸状頂面部側と反対側の端部を前記板状ワークの内方側へ曲げ成形する曲げ成形工程をさらに備えていることを特徴としたものである。
【００１５】
また更に、本願の請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか一に係る発明において、前記第２のプレス成形工程の後に、プレス成形された前記板状ワークの閉断面化された前記凸状側面部の端部どうしを、前記中子型の前記凸部をプレスする面部と反対側の面部に押し当てて決め押し成形する決め押し成形工程をさらに備えていることを特徴としたものである。
【００１６】
また更に、本願の請求項７に係る発明は、請求項１〜６の何れか一に係る発明において、前記第２のプレス成形工程の後に、プレス成形された前記板状ワークの閉断面化された前記凸状側面部の端部どうしを溶接する溶接工程をさらに備えていることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本願の請求項１に係る金属製閉断面部材の製造方法によれば、板状ワークを凸状にプレス成形するとともに凸状頂面部に板状ワークの凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部を成形する第１のプレス成形工程と、板状ワークの凸部を板状ワークの凸状に突出する方向にプレス成形することより凸部を圧潰してプレス成形面を成形するとともに凸状側面部をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する第２のプレス成形工程とを備え、第１のプレス成形工程の前に補強部材を板状ワークに固接させる補強部材固接工程と、第２のプレス成形工程の前に補強部材の板状ワークの凸部を覆う部分を軟化させる軟化処理工程と、をさらに備えていることにより、成形型などの成形装置を複雑化させることなく、比較的簡単な方法によって、金属製閉断面部材を製造することができるとともに金属製閉断面部材を部分的に補強することができる。金属製閉断面部材と補強部材とを共にプレス成形することができ、金属製閉断面部材を有効に補強することができる。
【００１８】
また、本願の請求項２に係る発明によれば、補強部材は、板状ワークとの接合部が、板状ワークがプレス成形される際に折り曲げられる板状ワークの折曲稜線部を除く部分に設けられるように板状ワークに固接されることにより、板状ワークがプレス成形される際に、補強部材と板状ワークとの接合部から板状ワークが割れることを防止することができる。
【００１９】
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、軟化処理工程は、補強部材を加熱する加熱処理工程であることにより、比較的簡単な方法によって補強部材を加熱して軟化させることができ、前記効果を有効に得ることができる。
【００２０】
また更に、本願の請求項４に係る発明によれば、補強部材は、第２のプレス成形工程において閉断面化される板状ワークの凸状側面部の凸状頂面部側と反対側の端部まで板状ワークに沿って設けられるように板状ワークに固接されることにより、閉断面部材の断面崩れを抑制するように補強部材を配設する閉断面部材を製造する場合においても、前記効果を有効に奏することができる。
【００２１】
また更に、本願の請求項５に係る発明によれば、第１のプレス成形工程と第２のプレス成形工程の間に、プレス成形された板状ワークの凸状側面部の凸状頂面部側と反対側の端部を板状ワークの内方側へ曲げ成形する曲げ成形工程をさらに備えていることにより、板状ワークを閉断面化させる際に、プレス成形された板状ワークの凸状側面部の内方側への変位を少なくし、より精度良く金属製閉断面部材を製造することができる。
【００２２】
また更に、本願の請求項６に係る発明によれば、第２のプレス成形工程の後に、プレス成形された板状ワークの閉断面化された凸状側面部の端部どうしを、中子型の凸部をプレスする面部と反対側の面部に押し当てて決め押し成形する決め押し成形工程をさらに備えていることにより、プレス成形面と反対側の面についても、比較的簡単な方法によって高い成形精度を得ることが可能である。
【００２３】
また更に、本願の請求項７に係る発明によれば、第２のプレス成形工程の後に、プレス成形された板状ワークの閉断面化された凸状側面部の端部どうしを溶接する溶接工程をさらに備えていることにより、閉断面部材の接合強度を高めることができ、より強固な閉断面部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る金属製閉断面部材を備えた自動車の車体構造を模式的に示す側面図である。
【図２】本実施形態に係る金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレームを示す斜視図である。
【図３】図２におけるＹ３ａ−Ｙ３ａ線及びＹ３ｂ−Ｙ３ｂ線に沿ったフロントサイドフレームの断面図である。
【図４】フロントサイドフレームを製造するための板状ワークを示す図である。
【図５】板状ワークをドロー成形するためのドロー成形装置のドロー成形型を示す斜視図である。
【図６】図５におけるＹ６−Ｙ６線に沿ったドロー成形型の断面図である。
【図７】ドロー成形工程を説明するための説明図である。
【図８】ドロー成形された板状ワークを示す斜視図である。
【図９】ドロー成形された板状ワークを図８におけるＹ９−Ｙ９線に沿って示す断面図である。
【図１０】ドロー成形された板状ワークの凸状側面部の端部を曲げ成形するための曲げ成形装置の曲げ成形型を示す断面図である。
【図１１】曲げ成形工程を説明するための説明図である。
【図１２】曲げ成形工程を説明するための説明図である。
【図１３】プレス成形工程を説明するための説明図である。
【図１４】図１３（ａ）のＡ部を拡大して示す要部拡大図である。
【図１５】図３（ｂ）に示す断面に対応する断面についてプレス成形工程を説明するための説明図である。
【図１６】決め押し成形工程を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る金属製閉断面部材を備えた自動車の車体構造を模式的に示す側面図である。本実施形態に係る金属製閉断面部材の製造方法は、図１に示すように、自動車のサイドボディ１０に結合されるフロントサイドフレーム２０を、金属製の板状ワークを閉断面状に形成して製造する場合に適用するものであるが、これに限定されるものでなく、サイドボティ１０に結合されるリアサイドフレーム３０などのその他の車体部材の製造に適用してもよい。さらには、車体部材に限らず、閉断面状に形成されるその他の金属製の閉断面部材の製造に適用することも可能である。
【００２７】
図２は、本実施形態に係る金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレームを示す斜視図である。また、図３は、図２におけるＹ３ａ−Ｙ３ａ線及びＹ３ｂ−Ｙ３ｂ線に沿ったフロントサイドフレームの断面図であり、図３の（ａ）は、図２におけるＹ３ａ−Ｙ３ａ線に沿ったフロントサイドフレームの断面図、図３の（ｂ）は、図２におけるＹ３ｂ−Ｙ３ｂ線に沿ったフロントサイドフレームの断面図を示している。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態に係る金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０は、長手方向に延びるとともに閉断面状に形成される閉断面部材として構成されており、上面部２１と、下面部２２と、右側面部２３と、左側面部２４と、上面部２１から右側面部２３に向かって右斜め下方に傾斜する第１の傾斜側面部２５と、上面部２１から左側面部２４に向かって左斜め下方に傾斜する第２の傾斜側面部２６と、下面部２２から右側面部２３に向かって右斜め上方に傾斜する第３の傾斜側面部２７と、下面部２２から左側面部２４に向かって左斜め上方に傾斜する第４の傾斜側面部２８によって中空部２９を有する断面八角形状に形成されている。
【００２９】
フロントサイドフレーム２０は、上面部２１と下面部２２とが長手方向に沿って平行に成形されるとともに断面長さが略同一に成形されているが、図２に示すように、断面形状は長手方向において変化して成形されている。フロントサイドフレーム２０は、図３（ａ）に示す断面においては、第１の傾斜側面部２５及び第３の傾斜側面部２７が、図３（ｂ）に示す断面における第１の傾斜側面部２５及び第３の傾斜側面部２７のそれぞれの断面長さよりも短い断面長さを有するように形成され、右側面部２３が、図３（ｂ）に示す断面における右側面部２３の断面長さよりも長い断面長さを有するように形成され、第２の傾斜側面部２６及び第４の傾斜側面部２８が、図３（ｂ）に示す断面における第２の傾斜側面部２６及び第４の傾斜側面部２８のそれぞれの断面長さよりも長い断面長さを有するように形成され、左側面部２４が、図３（ｂ）に示す断面における左側面部２４の断面長さよりも短い断面長さを有するように形成されている。また、下面部２２に対する第３の傾斜側面部２７の傾斜角度及び下面部２２に対する第４の傾斜側面部２８の傾斜角度はそれぞれ、長手方向に一定の所定の角度で形成されている。フロントサイドフレーム２０にはまた、右側面部２３及び第１の傾斜側面部２５に中空部２９の内方側に窪む複数のビード３１が形成されている。
【００３０】
本実施形態ではまた、金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０に、図２に示すように、その内面にフロントサイドフレーム２０を部分的に補強するための金属製の補強部材３５が固定して取り付けられている。補強部材３５は、図２及び図３（ａ）に示すように、略平板状に形成されており、フロントサイドフレーム２０の長手方向の一部においてフロントサイドフレーム２０の下面部２２の略中央部から第３の傾斜側面部２７及び右側面部２３にわたってフロントサイドフレーム２０に沿って設けられている。
【００３１】
このように、フロントサイドフレーム２０に補強部材３５が固定して取り付けられることにより、フロントサイドフレーム２０を部分的に補強することができ、フロントサイドフレーム２０の重量が大幅に増加することを抑制するとともに、フロントサイドフレーム２０の強度及び剛性を部分的に高めることができる。
【００３２】
次に、このようにして構成される本実施形態に係る金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０の製造方法について説明する。
本実施形態では、フロントサイドフレーム２０を製造するに際し、先ず、例えば鋼板などの略平板状に形成された金属製の板状素材（板状ワーク）を用意し、この板状ワークにフロントサイドフレーム２０を補強するための補強部材を固定して接合させる。
【００３３】
図４は、フロントサイドフレームを製造するための板状ワークを示す図であり、図４の（ａ）は、板状ワークの上面図、図４の（ｂ）は、図４（ａ）におけるＹ４ｂ−Ｙ４ｂ線に沿った板状ワークの断面図である。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）では、板状ワークに補強部材が固定して接合された状態を示している。
【００３４】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、例えば鋼板などの略平板状に形成された金属製の補強部材Ｒ１が、例えばスポット溶接やレーザ溶接あるいはウェルドボンドなどの接合法を用いて板状ワークＷ１に固定して接合され、フロントサイドフレーム２０の補強すべき部分に対応して板状ワークＷ１に取り付けられる。補強部材Ｒ１は、その周縁部が部分的に板状ワークＷ１と接合され、後述するように、板状ワークＷ１との接合部が、板状ワークＷ１がプレス成形される際に折り曲げられる板状ワークＷ１の折曲稜線部を除く部分に設けられる。なお、補強部材Ｒ１の全周を板状ワークＷ１と溶接することにより、補強部材Ｒ１と板状ワークＷ１とを固定して接合するようにしてもよい。
【００３５】
本実施形態では、このようにして補強部材Ｒ１が板状ワークＷ１に取り付けられた状態で、板状ワークＷ１を凸状にプレス成形し、具体的にはドロー（絞り）成形し、フロントサイドフレーム２０の形状に応じた所定形状に成形する。
【００３６】
図５は、板状ワークをドロー成形するためのドロー成形装置のドロー成形型を示す斜視図であり、図６は、図５におけるＹ６−Ｙ６線に沿ったドロー成形型の断面図である。なお、図５では、ドロー成形型のダイについてはその下面のみを示し、ドロー成形型のブランクホルダについてはその上面のみを示している。
【００３７】
図５及び図６に示すように、板状ワークＷ１をドロー成形するためのドロー成形装置に用いるドロー成形型（第１の成形型）４０は、板状ワークＷ１を保持するためのブランクホルダ４１と、ブランクホルダ４１の内周面部４１ａに外周面部４２ａが嵌め合わせられ、ブランクホルダ４１に対して上下方向に移動可能に構成されるパンチ４２と、ブランクホルダ４１とパンチ４２とに対向して配置され、上下方向に移動可能に構成されるダイ４５とを備えている。
【００３８】
ドロー成形型４０のダイ４５には、その下面４５ａに凹状に窪む凹部４５ｂが設けられ、凹部４５ｂ内に、補強部材Ｒ１が取り付けられた板状ワークＷ１をドロー成形するための成形空間４５ｃが形成されている。ドロー成形型４０のダイ４５に設けられる凹部４５ｂは、フロントサイドフレーム２０の形状に応じて所定形状に形成され、図６に示すように、略平面状に形成される底面部４５ｄと、底面部４５ｄから右斜め下方に傾斜する第１の傾斜壁部４５ｅと、第１の傾斜壁部４５ｅから垂直方向下方に延びる第１の右縦壁部４５ｆと、第１の右縦壁部４５ｆから水平方向右側に延びる右水平部４５ｇと、右水平部４５ｇから略垂直方向下方に延びる第２の右縦壁部４５ｈと、底面部４５ｄから左斜め下方に傾斜する第２の傾斜壁部４５ｉと、第２の傾斜壁部４５ｉから垂直方向下方に延びる第１の左縦壁部４５ｊと、第１の左縦壁部４５ｊから水平方向左側に延びる左水平部４５ｋと、左水平部４５ｋから略垂直方向下方に延びる第２の左縦壁部４５ｌとを備えている。また、ダイ４５に設けられる凹部４５ｂの底面部４５ｄには、底面部４５ｄから成形空間４５ｃの内方側に向かって断面円弧状に突出する凸部４５ｍが設けられ、この凸部４５ｍは、図５に示すように、底面部４５ｄにおいて長手方向に設けられている。
【００３９】
一方、ドロー成形型４０のパンチ４２は、ドロー成形型４０のダイ４５との間で板状ワークＷ１を成形するために、フロントサイドフレーム２０の形状に応じて所定形状に形成され、図６に示すように、パンチ４２の頭部は、略平面状に形成される上面部４２ｄと、上面部４２ｄから右斜め下方に傾斜する第１の傾斜壁部４２ｅと、第１の傾斜壁部４２ｅから垂直方向下方に延びる右縦壁部４２ｆと、右縦壁部４２ｆから水平方向右側に延びる右水平部４２ｇと、上面部４２ｄから左斜め下方に傾斜する第２の傾斜壁部４２ｉと、第２の傾斜壁部４２ｉから垂直方向下方に延びる左縦壁部４２ｊと、左縦壁部４２ｊから水平方向左側に延びる左水平部４２ｋとを備えている。また、パンチ４２の上面部４２ｄには、上面部４２ｄから断面円弧状に窪む凹部４２ｍが設けられ、この凹部４２ｍは、上面部４２ｄにおいて長手方向に設けられている。
【００４０】
ドロー成形型４０のパンチ４２にはまた、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１に対応して該補強部材Ｒ１をプレス成形するための溝部４２ｎが形成されている。この溝部４２ｎは、補強部材Ｒ１の形状に応じて、図６に示すように、パンチ４２の上面部４２ｄに設けられた凹部４２ｍの略中央部から第２の傾斜壁部４２ｉにわたって補強部材Ｒ１の厚さに略等しく窪んで形成されている。
【００４１】
このようにして構成されるドロー成形型４０を備えたドロー成形装置では、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより板状ワークＷ１を挟持した状態で、パンチ４２をダイ４５の成形空間４５ｃ内に移動させて板状ワークＷ１をドロー成形することにより、フロントサイドフレーム２０の形状に応じて所定形状に板状ワークＷ１がプレス成形されるようになっている。なお、ドロー成形型４０のダイ４５には、凹部４５ｂの第２の傾斜壁部４５ｉ及び第１の左縦壁部４５ｊにビード３０の形状に応じて成形空間４５ｃの内方側に向かって突出するビード形成用突出部（不図示）が形成され、ドロー成形型４０のパンチ４２には、第２の傾斜壁部４２ｉ及び左縦壁部４２ｊにビード３０の形状に応じて凹状に窪むビード形成用溝部（不図示）が形成されている。
【００４２】
ドロー成形型４０を用いて板状ワークＷ１をドロー成形する際には、図６に示すように、ブランクホルダ４１とダイ４５とが離間して配置され、パンチ４２の上面部４２ｄがブランクホルダ４１の上面４１ｂよりも下方に配置された状態で、板状ワークＷ１がブランクホルダ４１の上面４１ｂに保持される。そして、ドロー成形型４０のダイ４５が下方へ移動され、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより板状ワークＷ１の短手方向における両端部が挟持された後に、パンチ４２が上方へ移動され、パンチ４２がダイ４５の成形空間４５ｃ内に移動して板状ワークＷ１がドロー成形される。
【００４３】
図７は、ドロー成形工程を説明するための説明図であり、図７の（ａ）は、ブランクホルダとダイとにより板状ワークが挟持された後に、パンチが上方へ移動されて板状ワークがドロー成形されている状態を示し、図７の（ｂ）は、パンチがさらに上方へ移動されて板状ワークがさらにドロー成形された状態を示している。なお、図７では、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１と該補強部材Ｒ１を成形するためにパンチ４２に設けられる溝部４２ｎとを備えていない断面について示している。
【００４４】
図７（ａ）に示すように、板状ワークＷ１がブランクホルダ４１とダイ４５により挟持された状態で、パンチ４２がダイ４５の成形空間４５ｃ内に移動されることにより、パンチ４２の上面部４２ｄによって板状ワークＷ１が断面台形状にドロー成形される。さらにパンチ４２が上方へ移動されると、図７（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１がさらにドロー成形され、パンチ４２とダイ４５とにより板状ワークＷ１が所定形状に成形される。なお、図７では、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１と該補強部材Ｒ１を成形するためにパンチ４２に設けられる溝部４２ｎとを備えていない断面について示しているが、板状ワークＷ１がパンチ４２とダイ４５とによりプレス成形されると同時に、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１もパンチ４２とダイ４５とにより所定形状に成形される。
【００４５】
図８は、ドロー成形された板状ワークを示す斜視図であり、図９は、ドロー成形された板状ワークを図８におけるＹ９−Ｙ９線に沿って示す断面図である。図８及び図９に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１は、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより挟持された板状ワークＷ１の短手方向の両端部を除く短手方向の中央部分がダイ４５に対するパンチ４２の移動方向に突出させられて凸状にプレス成形され、凸状頂面部Ｗ２と、凸状頂面部Ｗ２の両側に成形される凸状側面部Ｗ３、Ｗ４とを有している。
【００４６】
ドロー成形された板状ワークＷ１は、ダイ４５に設けられる凹部４５ｂの底面部４５ｄとパンチ４２の上面部４２ｄとにより凸状頂面部Ｗ２が成形され、凸状頂面部Ｗ２には、底面部４５ｄに設けられた凸部４５ｍと上面部４２ｄに設けられた凹部４２ｍとにより板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に断面円弧状に突出する凸部Ｗ２ａが長手方向に設けられている。また、凸状頂面部Ｗ２は、図８に示すように、凸部Ｗ２ａによって凸部Ｗ２ａの右側に位置する右凸状頂面部Ｗ２ｂと凸部Ｗ２ａの左側に位置する左凸状頂面部Ｗ２ｃとに分割され、凸状頂面部Ｗ２の凸部Ｗ２ａによって分割される部分Ｗ２ｂ、Ｗ２ｃの短手方向における断面長さが長手方向において変化するように成形されている。
【００４７】
凸状頂面部Ｗ２の右側には、ダイ４５に設けられる凹部４５ｂの第１の傾斜壁部４５ｅ、第１の右縦壁部４５ｆ、右水平部４５ｇ及び第２の右縦壁部４５ｈとパンチ４２の第１の傾斜壁部４２ｅ、右縦壁部４２ｆ、右水平部４２ｇ及び外周面部４２ａとにより凸状側面部Ｗ３が成形され、凸状側面部Ｗ３は、凹部４５ｂの第１の傾斜壁部４５ｅとパンチ４２の第１の傾斜壁部４２ｅとにより成形され凸状頂面部Ｗ２、具体的には右凸状頂面部Ｗ２ｂから右斜め下方に傾斜する第１の右凸状側面部Ｗ３ａと、凹部４５ｂの第１の右縦壁部４５ｆとパンチ４２の右縦壁部４２ｆとにより成形され第１の右凸状側面部Ｗ３ａから垂直方向下方に延びる第２の右凸状側面部Ｗ３ｂと、凹部４５ｂの右水平部４５ｇとパンチ４２の右水平部４２ｇとにより成形され第２の右凸状側面部Ｗ３ｂから水平方向右側に延びる第３の右凸状側面部Ｗ３ｃと、凹部４５ｂの第２の右縦壁部４５ｈとパンチ４２の外周面部４２ａとにより成形され第３の右凸状側面部Ｗ３ｃから垂直方向下方に延びる第４の右凸状側面部Ｗ３ｄとを有している。
【００４８】
一方、凸状頂面部Ｗ２の左側には、ダイ４５に設けられる凹部４５ｂの第２の傾斜壁部４５ｉ、第１の左縦壁部４５ｊ、左水平部４５ｋ及び第２の左縦壁部４５ｌとパンチ４２の第２の傾斜壁部４２ｉ、左縦壁部４２ｊ、左水平部４２ｋ及び外周面部４２ａとにより凸状側面部Ｗ４が成形され、凸状側面部Ｗ４は、凹部４５ｂの第２の傾斜壁部４５ｉとパンチ４２の第２の傾斜壁部４２ｉとにより成形され凸状頂面部Ｗ２、具体的には左凸状頂面部Ｗ２ｃから左斜め下方に傾斜する第１の左凸状側面部Ｗ４ａと、凹部４５ｂの第１の左縦壁部４５ｊとパンチ４２の左縦壁部４２ｊとにより成形され第１の左凸状側面部Ｗ４ａから垂直方向下方に延びる第２の左凸状側面部Ｗ４ｂと、凹部４５ｂの左水平部４５ｋとパンチ４２の左水平部４２ｋとにより成形され第２の左凸状側面部Ｗ４ｂから水平方向左側に延びる第３の左凸状側面部Ｗ４ｃと、凹部４５ｂの第２の左縦壁部４５ｌとパンチ４２の外周面部４２ａとにより成形され第３の左凸状側面部Ｗ４ｃから垂直方向下方に延びる第４の左凸状側面部Ｗ４ｄとを有している。
【００４９】
本実施形態ではまた、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１も板状ワークＷ１と同時にプレス成形され、パンチ４２の溝部４２ｎによってプレス成形された補強部材Ｒ１は、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａに沿って断面四分の一円弧状に成形され板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２と、板状ワークＷ１の左凸状頂面部Ｗ２ｃに沿って成形される部分Ｒ３と、第１の左凸状側面部Ｗ４ａに沿って成形される部分Ｒ４とを備えている。補強部材Ｒ１は、前述したように、板状ワークＷ１との接合部が、板状ワークＷ１がプレス成形される際に折り曲げられる板状ワークＷ１の折曲稜線部、すなわち凸部Ｗ２ａと左凸状頂面部Ｗ２ｃとの折曲稜線部及び左凸状頂面部Ｗ２ｃと第１の左凸状側面部Ｗ４ａとの折曲稜線部を除く部分に設けられるように板状ワークＷ１に固接されている。これにより、板状ワークＷ１がプレス成形される際に、補強部材Ｒ１と板状ワークＷ１との接合部から板状ワークＷ１が割れることを防止することができる。
【００５０】
また、ドロー成形された板状ワークＷ１には、凹部４５ｂの第２の傾斜壁部４５ｉ及び第１の左縦壁部４５ｊに形成される前記ビード形成用突出部とパンチ４０の第２の傾斜壁部４２ｉ及び左縦壁部４２ｊに形成される前記ビード形成用溝部とにより、凸状側面部Ｗ４、具体的には第１及び第２の左凸状側面部Ｗ４ａ、Ｗ４ｂにビードＷ４ｆが形成される。
【００５１】
なお、凸状頂面部Ｗ２に設けられる凸部Ｗ２ａ、右凸状頂面部Ｗ２ｂ、左凸状頂面部Ｗ２ｃがそれぞれ、フロントサイドフレーム２０の下面部２２、第４の傾斜側面部２８、第３の傾斜側面部２７の形状に応じて成形され、凸状側面部Ｗ３の第１の右凸状側面部Ｗ３ａがフロントサイドフレーム２０の左側面部２４の形状に応じて成形され、凸状側面部Ｗ３の第２の右凸状側面部Ｗ３ｂがフロントサイドフレーム２０の第２の傾斜側面部２６及び上面部２１の形状に応じて成形され、凸状側面部Ｗ４の第１の左凸状側面部Ｗ４ａがフロントサイドフレーム２０の右側面部２３の形状に応じて成形され、凸状側面部Ｗ４の第２の左凸状側面部Ｗ４ｂがフロントサイドフレーム２０の第１の傾斜側面部２５及び上面部２１の形状に応じて成形されている。
【００５２】
このように、板状ワークＷ１をドロー成形する際には、図６に示すように、板状ワークＷ１の短手方向の両端部を、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより挟持した状態でドロー成形することにより、ドロー成形された板状ワークＷ１にしわが発生することが防止されている。
【００５３】
ドロー成形型４０を備えたドロー成形装置によって板状ワークＷ１がドロー成形された後、ドロー成形された板状ワークＷ１は、図示しないブランキング手段によって、図９に示すブランキングラインＬ１の下側に位置する部分がブランキングされ、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより挟持される板状ワークＷ１の短手方向の両端部Ｗ５、第３の右凸状側面部Ｗ３ｃ、第４の右凸状側面部Ｗ３ｄ、第３の左凸状側面部Ｗ４ｃ及び第４の左凸状側面部Ｗ４ｄが切り取られる。
【００５４】
次に、ドロー成形された板状ワークＷ１は、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部、具体的には、図９に示す凸状側面部Ｗ３の第２の右凸状側面部Ｗ３ｂの凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅ、及び、凸状側面部Ｗ４の第２の左凸状側面部Ｗ４ｂの凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ４ｅが内方側へ曲げ成形される。図１０は、ドロー成形された板状ワークの凸状側面部の端部を曲げ成形するための曲げ成形装置の曲げ成形型を示す断面図である。
【００５５】
図１０に示すように、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを曲げ成形するための曲げ成形装置に用いる曲げ成形型５０は、ドロー成形された板状ワークＷ１を保持するための第１のダイ５１と、第１のダイ５１の外周面５１ａに嵌め合わせられる第２のダイ５２と、第２のダイ５２を支持する第３のダイ５３と、第１のダイ５１の下方に配置される第４のダイ５４と、第１のダイ５１に対向して配置され、上下方向に移動可能に構成されるパンチ５５を備えている。
【００５６】
曲げ成形型５０の第１のダイ５１は、図示しない付勢手段によって上方へ付勢され、第４のダイ５４と離間した状態で配置されている。第１のダイ５１の上面５１ｂは、図１０に示すように、その右側部分が、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４、具体的には第２の左凸状側面部Ｗ４ｂの端部Ｗ４ｅを曲げ成形するために、第２の左凸状側面部Ｗ４ｂの曲げ成形すべき端部Ｗ４ｅが第２のダイ５２の上方に位置付けられた状態でドロー成形された板状ワークＷ１を保持するように、凸状頂面部Ｗ２及び凸状側面部Ｗ４の形状に応じて形成されている。また、第１のダイ５１の上面５１ｂの左側部分は、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、具体的には第２の右凸状側面部Ｗ３ｂの端部Ｗ３ｅを曲げ成形するために、第２の右凸状側面部Ｗ３ｂの曲げ成形すべき端部Ｗ３ｅが第２のダイ５２の上方に位置付けられた状態でドロー成形された板状ワークＷ１を保持するように、凸状頂面部Ｗ２及び凸状側面部Ｗ３の形状に応じて形成されている。
【００５７】
一方、曲げ成形型５０のパンチ５５は、第１のダイ５１の上面５１ｂの右側部分に保持された、ドロー成形された板状ワークＷ１を押圧するための右側パンチ５５ａと、第１のダイ５１の上面５１ｂの左側部分に保持された板状ワークＷ１を押圧するための左側パンチ５５ｂとを備えている。
【００５８】
なお、曲げ成形型５０のパンチ５５には、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１を押圧するためにパンチ５５の下部に補強部材Ｒ１の形状に応じて窪む溝部が形成されているが、図１０及び後述する図１１及び図１２においては、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１並びにパンチ５５の下部に形成された前記溝部を備えていない断面について示している。
【００５９】
曲げ成形型５０を用いて、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを曲げ成形する際には、図１０に示すように、第１のダイ５１が前記付勢手段によって上方へ付勢された状態で、ドロー成形された板状ワークＷ１が、第１の左凸状側面部Ｗ４ａを下側にして第１のダイ５１の上面５１ｂの右側部分に保持される。そして、曲げ成形型５０のパンチ５５が下方へ移動され、パンチ５５と第２のダイ５２とにより曲げ成形が行われる。
【００６０】
図１１及び図１２は、曲げ成形工程を説明するための説明図であり、図１１は、パンチが下降してパンチとドロー成形された板状ワークとが接触した状態を示し、図１２は、パンチがさらに下降して第１のダイと第４のダイとが接触し、ドロー成形された板状ワークの凸状側面部の端部が曲げ成形された状態を示している。
【００６１】
図１１に示すように、第１のダイ５１の上面５１ｂにドロー成形された板状ワークＷ１が保持された状態で、パンチ５５が下降されると、パンチ５５の右側パンチ５５ａとドロー成形された板状ワークＷ１とが接触する。この状態からさらに、パンチ５５が下方へ移動されると、パンチ５５の右側パンチ５５ａと第１のダイ５１とによりドロー成形された板状ワークＷ１を挟んだ状態でパンチ５５の右側パンチ５５ａと第２のダイ５２とにより凸状側面部Ｗ４の第２の右凸状側面部Ｗ４ｂの端部Ｗ４ｅが内方側へ曲げ成形され、図１２に示すように、第１のダイ５１が第４のダイ５４に接触すると、パンチ５５の下方への移動が停止され、曲げ成形を終了する。なお、板状ワークＷ１に補強部材Ｒ１が取り付けられた部分では、補強部材Ｒ１がパンチ５５の右側パンチ５５ａの下部に設けられた前記溝部と接触してパンチ５５の右側パンチ５５ａにより下方へ押圧される。
【００６２】
ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅの曲げ成形が終了すると、パンチ５５が上方へ移動され、第１のダイ５１及び第１のダイ５１に保持されたドロー成形された板状ワークＷ１が上方へ移動されて最初の位置に戻される。そして、図１２において二点鎖線で示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１を９０度回転させて、ドロー成形された板状ワークＷ１が、第１の右凸状側面部Ｗ３ａを下側にして第１のダイ５１の上面５１ｂの左側部分に保持され、同様にして、左側パンチ５５ｂと第２のダイ５２とにより凸状側面部Ｗ３の第２の左凸状側面部Ｗ３ｂの端部Ｗ３ｅが内方側へ曲げ成形される。
【００６３】
板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅが板状ワークＷ１の内方側へ曲げ成形された後、本実施形態では、補強部材Ｒ１を軟化させる軟化処理として補強部材Ｒ１を加熱する加熱処理が、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２に施される。例えば誘導加熱装置などの加熱手段（不図示）を用いて補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２が加熱される。なお、前記加熱手段の作動を制御することにより、補強部材Ｒ１を所定温度に加熱することができ、補強部材Ｒ１を焼きなましたり焼き戻したりして補強部材Ｒ１を軟化させることができるようになっている。
【００６４】
このようにして、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅが内方側へ曲げ成形され、ドロー成形された板状ワークＷ１に取り付けられている補強部材Ｒ１が加熱処理された後、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２が軟化した状態で、ドロー成形された板状ワークＷ１は、凸状頂面部Ｗ２、具体的には凸状頂面部Ｗ２に設けられた凸部Ｗ２ａを該凸部Ｗ２ａの突出方向と反対方向である板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形し、本実施形態では板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａの一部を覆うように補強部材Ｒ１が取り付けられているので補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２も同時にプレス成形し、凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化させる。
【００６５】
図１３は、プレス成形工程を説明するための説明図であり、図１３の（ａ）は、ドロー成形された板状ワークをプレス成形して閉断面化させるためのプレス成形装置のプレス成形型にドロー成形された板状ワークが保持された状態を示し、図１３の（ｂ）は、ドロー成形された板状ワークの凸状頂面部の凸部がプレス成形型の中子型によりプレスされている状態を示し、図１３の（ｃ）は、ドロー成形された板状ワークの凸状頂面部の凸部がプレス成形型の中子型によりプレス成形され凸状側面部の端部どうしが突き合わせられ閉断面化された状態を示している。なお、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）では、プレス成形型のパンチを省略して示している。
【００６６】
図１３（ａ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１をプレス成形して閉断面化させるためのプレス成形装置に用いるプレス成形型（第２の成形型）６０は、ドロー成形された板状ワークＷ１を保持するためのダイ６１と、ダイ６１の上方に配置され、上下方向に移動可能に構成される中子型６５と、中子型６５の上方に配置され、上下方向に移動可能に構成されるパンチ６７とを備えている。
【００６７】
プレス成形型６０のダイ６１は、図１３（ａ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２を保持するための上面６１ａに凹状に窪む凹部６２が設けられている。図１４は、図１３（ａ）のＡ部を拡大して示す要部拡大図であり、この図１４に示すように、プレス成形型６０のダイ６１に設けられる凹部６２は、底面部６２ａと、側壁部６２ｂ、６２ｃ、具体的には図１４において右側に位置する右側壁部６２ｂと左側に位置する左側壁部６２ｃとを備え、長手方向に延びている。
【００６８】
プレス成形型６０のダイ６１に設けられる凹部６２の底面部６２ａは、フロントサイドフレーム２０の下面部２２の形状に応じて形成されており、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２に設けられる凸部Ｗ２ａの断面長さ、すなわち断面円弧長Ｌ１１と略同一の断面長さＬ２１を有するように形成されている。また、凹部６２の側壁部６２ｂ及び６２ｃはそれぞれ、長手方向に変化する凸状頂面部Ｗ２の断面長さの最も短い断面長さと略同一の断面長さを有するように形成され、具体的には、凹部６２の右側壁部６２ｂが、左凸状頂面部Ｗ２ｃの断面長さＬ１２の最も短い断面長さと略同一の断面長さＬ２２を有するように形成され、凹部６２の左側壁部６２ｃが、右凸状頂面部Ｗ２ｂの断面長さＬ１３の最も短い断面長さと略同一の断面長さＬ２３を有するように形成され、凹部６２の側壁部６２ｂ及び６２ｃの底面部６２ａに対する傾斜角度はそれぞれ、フロントサイドフレーム２０の形状に応じて長手方向に一定の所定の角度で形成されている。
【００６９】
プレス成形型６０の中子型６５は、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２、より具体的には凸状頂面部Ｗ２に設けられた凸部Ｗ２ａを板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形するようにダイ６１の上方に配置されている。この中子型６５は、ドロー成形された板状ワークＷ１よりも長手方向に長く形成され、図１３（ａ）に示すように、上面部６５ａと、下面部６５ｂと、右側面部６５ｃと、左側面部６５ｄと、上面部６５ａから右側面部６５ｃに向かって右斜め下方に傾斜する第１の傾斜側面部６５ｅと、上面部６５ａから左側面部６５ｄに向かって左斜め下方に傾斜する第２の傾斜側面部６５ｆと、下面部６５ｂから右側面部６５ｃに向かって右斜め上方に傾斜する第３の傾斜側面部６５ｇと、下面部６５ｂから左側面部６５ｄに向かって左斜め上方に傾斜する第４の傾斜側面部６５ｈとを備えている。中子型６５の下面部６５ｂ、第３の傾斜側面部６５ｇ及び第４の傾斜側面部６５ｈはそれぞれ、フロントサイドフレーム２０の下面部２２、第３の傾斜側面部２７及び第４の傾斜側面部２８の形状に応じて形成され、中子型６５の上面部６５ａ、第１の傾斜側面部６５ｅ及び第２の傾斜側面部６５ｆはそれぞれ、フロントサイドフレーム２０の上面部２１、第１の傾斜側面部２５及び第２の傾斜側面部２６の形状に応じて形成されている。
【００７０】
また、プレス成形型６０の中子型６５は、ドロー成形された板状ワークＷ１が閉断面化される際に、フロントサイドフレーム２０の断面幅よりも狭い断面幅を有するように、具体的には、後述する図１３（ｃ）に示すように、中子型６５の右側面部６５ｃと左側面部６５ｄとの間の断面幅Ｌ３１が、フロントサイドフレーム２０の右側面部２３と左側面部２４に対応する、ドロー成形された板状ワークＷ１の第１の左凸状側面部Ｗ４ａと第１の右凸状側面部Ｗ３ａとの間の断面幅Ｌ３２よりも狭い断面幅を有するように形成されている。また、中子型６５の下面部６５ｂの短手方向の断面幅は、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａの断面長さＬ１１と略同一に設定されている。
【００７１】
本実施形態ではまた、凸状にプレス成形された板状ワークＷ１の内面に補強部材Ｒ１が取り付けられているので、図１４に示すように、プレス成形型６０の中子型６５には、その下面部６５ｂの略中央部から第３の傾斜側面部６５ｇにわたって補強部材Ｒ１の形状に応じて窪んで形成される溝部６５ｎが設けられている。この溝部６５ｎは、フロントサイドフレーム２０の内面に取り付けられた補強部材３５に応じて形成されている。なお、中子型６５は、板状ワークＷ１が閉断面化された後には、閉断面状に形成された閉断面部材の長手方向に抜けるように構成されている。
【００７２】
プレス成形型６０のパンチ６７は、後述するように、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが突き合わせられ閉断面化された後に、突きあわせられた凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを、中子型６５の凸状頂面部Ｗ２、より具体的には凸部Ｗ２ａをプレスする面部（下面部）６５ｂと反対側の面部（上面部）６５ａに押し当てて決め押し成形するためのパンチであり、中子型６５の上方に配置され、上下方向に移動可能に構成されている。
【００７３】
このようにして構成されるプレス成形型６０を備えたプレス成形装置では、ドロー成形された板状ワークＷ１をプレス成形型６０のダイ６１に、該ダイ６１に設けられた凹部６２上にドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが配置されるように保持した状態で、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａがドロー成形型６０の中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向に凹部６２内でプレス成形され、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化させることができるようになっている。
【００７４】
プレス成形型６０を用いて、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを凹部６２内でプレス成形する際には、図１３（ａ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１がプレス成形型６０のダイ６１に、該ダイ６１に設けられた凹部６２上にドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａがその短手方向における中心軸が略一致するようにして配置され、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２がダイ６１の上面６１ａに保持される。
【００７５】
ドロー成形された板状ワークＷ１が、ダイ６１に保持されると、中子型６５が下方へ移動され、図１３（ｂ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向に下方に押圧され、これにより、左凸状頂面部Ｗ２ｃ及び凸状側面部Ｗ４は、凹部６２の右側壁部６２ｂと上面６１ａとの交点であるダイ６１の肩部６２ｅを支点として、ドロー成形された板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位し、右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び凸状側面部Ｗ３は、凹部６２の左側壁部６２ｃと上面６１ａとの交点であるダイ６１の肩部６２ｆを支点として、ドロー成形された板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位する。補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２もまた、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５により押圧されると同時に、中子型６５の下面部６５ｂ及び第３の傾斜側面部６５ｇに形成された溝部６５ｎによって下方に押圧される。
【００７６】
さらに、中子型６５が下方へ移動され、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５によりダイ６１の凹部６２内でプレス成形されると、図１３（ｃ）に示すように、凸部Ｗ２ａが圧潰されパンチ６５とダイ６１とによってプレス成形面Ｗ２ｄが成形されるとともに、凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ内方側へさらに変位させられ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが突きあわせられ閉断面化される。補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２もまた、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５により押圧されると同時に、中子型６５の下面部６５ｂ及び第３の傾斜側面部６５ｇに形成された溝部６５ｎによって所定の形状に成形される。
【００７７】
このように、凸状にプレス成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２に凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部Ｗ２ａを形成し、この凸部Ｗ２ａを板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形することで、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する際に、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａの少なくとも一部を覆うように補強部材Ｒ１が設けられると、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２によって板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを圧潰しにくくなり板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４が内方側へ変位しにくくなり得るが、本実施形態では、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２を加熱して軟化させ、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを圧潰し、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する。
【００７８】
図１３では、プレス成形工程を説明するために、図３（ａ）に示す断面に対応する断面について示しているが、図３（ｂ）に示す断面に対応する断面などのその他の断面についても同時にプレス成形され閉断面化される。図１５は、図３（ｂ）に示す断面に対応する断面についてプレス成形工程を説明するための説明図であり、図１５の（ａ）は、ドロー成形された板状ワークの凸状頂面部の凸部がプレス成形型の中子型によりプレスされている状態を示し、図１５の（ｂ）は、ドロー成形された板状ワークの凸状頂面部の凸部がプレス成形型の中子型によりプレス成形され凸状側面部の端部どうしが突き合わせられ閉断面化された状態を示している。
【００７９】
図３（ｂ）に示す断面に対応する断面についても、ドロー成形された板状ワークＷ１が、ダイ６１に設けられた凹部６２上にドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが配置されるようにダイ６１に保持された状態で、中子型６５が下方へ移動されると、図１５（ａ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向に下方に押圧され、これにより、左凸状頂面部Ｗ２ｃ及び凸状側面部Ｗ４は、ダイ６１の肩部６２ｅを支点として、ドロー成形された板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位し、右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び凸状側面部Ｗ３は、ダイ６１の肩部６２ｆを支点として、ドロー成形された板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位する。
【００８０】
中子型６５がさらに下方へ移動され、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５によりダイ６１の凹部６２内でプレス成形されると、図１５（ｂ）に示すように、凸部Ｗ２ａが圧潰されパンチ６５とダイ６１とによってプレス成形面Ｗ２ｄが成形されるとともに、凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ内方側へさらに変位させられ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが突きあわせられ閉断面化される。
【００８１】
本実施形態では、凸部Ｗ２ａによって凸状頂面部Ｗ２の分割される部分Ｗ２ｃ、Ｗ２ｂの断面長さＬ１２、Ｌ１３が長手方向において変化するように成形されているが、プレス成形型６０のダイ６１に設けられる凹部６２の側壁部６２ｂ、６２ｃの断面長さＬ２２、Ｌ２３がそれぞれ、凸状頂面部Ｗ２の分割される部分Ｗ２ｃ、Ｗ２ｂの断面長さＬ１２、Ｌ１３の最も短い部分と略同一に設定されたダイ６１を用いてプレス成形されることにより、プレス成形面Ｗ２ｄの両側に形成される側面部、具体的にはフロントサイドフレーム２０の第３の傾斜側面部２７及び第４の傾斜側面部２８に対応する凸状頂面部Ｗ２ｃ、Ｗ２ｂを長手方向において略等しいタイミングでプレス成形することができ、プレス成形を安定して行うことができる。
【００８２】
図１３（ｃ）及び図１５（ｂ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向に凹部６２内にプレス成形することより、凸部Ｗ２ａを圧潰してプレス成形面Ｗ２ｄを成形するとともに凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて突き合わせ閉断面化させた後には、突き合わせられた凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが、中子型６５の凸部Ｗ２ａをプレスする面部６５ｂと反対側の面部６５ａに押し当てて決め押し成形される。
【００８３】
図１６は、決め押し成形工程を説明するための説明図であり、図１６の（ａ）は、決め押し成形前の状態を示し、図１６の（ｂ）は、決め押し成形後の状態を示している。ドロー成形された板状ワークＷ１の突きあわせられた凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを中子型６５に押し当てて決め押し成形する際には、図１６（ａ）に示されるように、中子型６５の上方に配置され、上下方向に移動可能に構成されるパンチ６７が用いられる。
【００８４】
プレス成形型６０のパンチ６７が、ドロー成形された板状ワークＷ１の突き合わせられた凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを押圧するように下方へ移動されると、図１６（ｂ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１の突き合わせられた凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが、パンチ６７によりプレスされ、中子型６５の凸部Ｗ２ａをプレスする面部６５ｂと反対側の面部６５ａに押し当てられ決め押し成形され、パンチ６７と中子型６５とにより、フロントサイドフレーム２０の上面部２１に対応する面部Ｗ６が成形される。
【００８５】
このように、ドロー成形された板状ワークＷ１の突き合わせられる凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを、中子型６５の凸部Ｗ２ａをプレスする面部６５ｂと反対側の面部６５ａに押し当てて決め押し成形する決め押し成形工程をさらに備えていることにより、プレス成形面Ｗ２ｄと反対側の面についても、比較的簡単な方法によって高い成形精度を得ることができる。
【００８６】
ドロー成形された板状ワークＷ１の突き合わせられる凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしがパンチ６７と中子型６５により決め押し成形された後には、突き合わせられる凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが、例えばレーザ溶接などの溶接によって接合され、フランジ部分を設けることなく閉断面状に形成された閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０が製造される。
【００８７】
このように、ドロー成形された板状ワークＷ１の閉断面化された凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接する溶接工程をさらに備えていることにより、閉断面部材２０の接合強度を高めることができ、より強固な閉断面部材を製造することができる。
【００８８】
本実施形態では、ドロー成形によって、板状ワークＷ１をドロー成形型４０のブランクホルダ４１とダイ４５とにより挟持した状態で、パンチ４２をダイ４５の成形空間４５ｃ内に移動させることにより、板状ワークＷ１をダイ４５に対するパンチ４２の移動方向に突出させて凸状にドロー成形するとともに、板状ワークＷ１の凸状に成形される凸状頂面部Ｗ２に、板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部Ｗ２ａを成形しているが、例えば張出し成形などのその他のプレス成形を用いて成形するようにしてもよい。
【００８９】
また、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを曲げ成形した後に閉断面化させているが、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅの何れか一方の端部のみを内方側へ曲げ成形した後に閉断面化させるようにしてもよい。また、曲げ成形することなく閉断面化させるようにすることも可能であるが、かかる場合においても、凸状に成形された板状ワークＷ１が閉断面化される前に、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２に加熱処理が施される。
【００９０】
さらに、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形型６０の中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形型６０のダイに設けられた凹部６２内でプレス成形することで、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを突き合わせて閉断面化しているが、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを重ね合わせて閉断面化するようにしてもよい。かかる場合には、溶接工程において、好ましくは、重ね合わせられて閉断面化された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが重ね溶接や隅肉溶接によって溶接される。
【００９１】
また、本実施形態では、プレス成形型６０のダイ６１に凹部６２が設けられているが、ダイ６１に凹部を設けることなく、ダイ６１に設けられた平面部上にドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが配置されるように板状ワークＷ１をダイ６１に保持した状態で、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形型６０の中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形型６０のダイ６１に設けられた平面部でプレス成形することにより、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを圧潰してプレス成形面を成形するとともに、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化するようにしてもよい。
【００９２】
本実施形態では、板状ワークＷ１の凸部の短手方向における略中央部から凸状側面部にわたって板状ワークに沿って補強部材が設けられているが、板状ワークＷ１の凸部の短手方向における全体にわたって板状ワークに沿って補強部材を設けるようにしてもよく、また。フロントサイドフレーム２０の下面部２２からフロントサイドフレーム２０の上面部２１までフロントサイドフレーム２０に沿って補強部材３５が取り付けられるように、第２のプレス成形工程において閉断面化される板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅまで板状ワークＷ１に沿って設けられるように補強部材を板状ワークＷ１に固接させるようにすることも可能である。
【００９３】
このように、本実施形態に係る金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０の製造方法では、板状ワークＷ１を凸状にプレス成形するとともに凸状頂面部Ｗ２に板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部Ｗ２ａを成形する第１のプレス成形工程と、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形することより凸部Ｗ２ａを圧潰してプレス成形面Ｗ２ｄを成形するとともに凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する第２のプレス成形工程とを備え、補強部材Ｒ１を、第１のプレス成形工程において板状ワークＷ１とともにプレス成形し板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａの少なくとも一部を覆うように第１のプレス成形工程の前に板状ワークＷ１に固接させる補強部材固接工程と、第２のプレス成形工程の前に、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２を軟化させる軟化処理工程とをさらに備え、第２のプレス成形工程において、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２を軟化させた状態で、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａと補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２とをプレス成形し板状ワークＷ１を閉断面化させる。これにより、成形型などの成形装置を複雑化させることなく、比較的簡単な方法によって、金属製閉断面部材を製造することができるとともに金属製閉断面部材を部分的に補強することができる。金属製閉断面部材と補強部材とを共にプレス成形することができ、金属製閉断面部材を有効に補強することができる。
【００９４】
また、軟化処理工程は、補強部材Ｒ１を加熱する加熱処理工程であることにより、比較的簡単な方法によって補強部材Ｒ１を加熱して軟化させることができ、前記効果を有効に得ることができる。
【００９５】
更に、補強部材Ｒ１は、第２のプレス成形工程において閉断面化される板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部まで板状ワークＷ１に沿って設けられるように板状ワークＷ１に固接されることにより、閉断面部材の断面崩れを抑制するように補強部材を配設する閉断面部材を製造する場合においても、前記効果を有効に奏することができる。
【００９６】
また更に、第１のプレス成形工程と第２のプレス成形工程の間に、プレス成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを板状ワークＷ１の内方側へ曲げ成形する曲げ成形工程をさらに備えていることにより、板状ワークＷ１を閉断面化させる際に、プレス成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の内方側への変位を少なくし、より精度良く金属製閉断面部材を製造することができる。
【００９７】
なお、本実施形態では、金属製の板状ワークを第１の成形型のブランクホルダとダイとにより挟持した状態で、第１の成形型のパンチをダイの成形空間内に移動させて板状ワーク材をプレス成形しているが、パンチを固定した状態で、板状ワークを挟持したブランクホルダとダイとをパンチに対して相対的に移動させてプレス成形するようにしてもよい。
【００９８】
また、本実施形態では、プレス成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２に設けられる凸部Ｗ２ａを断面円弧状に成形し、この凸部Ｗ２ａをプレス成形することにより、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ板状ワークＷ１の内方側へ変位させて閉断面化させているが、プレス成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２に設けられる凸部を断面台形状に成形するようにしてもよい。
【００９９】
以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、金属製の板状ワークから閉断面部材を製造する金属製閉断面部材の製造方法に関し、例えばフロントサイドフレームやリアサイドフレームなどの閉断面状に形成される車体部材の製造において有効に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
２０ フロントサイドフレーム
２３ 右側面部
３５、Ｒ１ 補強部材
４０ ドロー成形型
４１ ドロー成形型のブランクホルダ
４２ ドロー成形型のダイ
４５ ドロー成形型のパンチ
４５ｃ ドロー成形型のダイの成形空間
６０ プレス成形型
６１ プレス成形型のダイ
６２ プレス成形型のダイに設けられる凹部
６５ プレス成形型の中子型
６５ａ 中子型の上面部
６５ｂ 中子型の下面部
Ｗ１ 板状ワーク
Ｗ２ 凸状頂面部
Ｗ２ａ 凸状頂面部に設けられる凸部
Ｗ２ｄ プレス成形面
Ｗ３、Ｗ４ 凸状側面部
Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅ 凸状側面部の凸状頂面部側と反対側の端部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属製の板状素材（板状ワーク）から閉断面状に形成された閉断面部材を製造する金属製閉断面部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車等の車両において車体の基本構造の一部を構成するピラー部材、フロント及びリアのサイドフレーム、ダッシュパネルの前面下部に位置するダッシュクロスメンバ等の車体部材には、車体の強度及び剛性を確保し安全性を高める観点から高強度化及び高剛性化が求められ、しかも、燃費性能向上のために軽量化が求められている。
【０００３】
これらの要請に応えるため、前記のような車体部材は、多くの場合、金属製の閉断面部材として構成されている。このような金属製の閉断面部材の製造方法としては、例えば鋼板などの金属製の板状ワークをプレス加工によりコ字形断面の両端部に外側へ張り出すフランジ部分が一体成形された断面ハット状に形成し、この断面ハット状に形成された２枚の板状ワークのフランジ部分を互いに重ね合わせて閉断面状にし、その後に、フランジ部分を溶接して閉断面部材を製造する方法が一般に知られている。
【０００４】
また、例えば特許文献１には、閉断面部材としての三角形チューブを製造するものであるが、予め所定形状に切断した鋼板の両端部近傍を所定の曲率で曲げる第１曲げ工程と、第１曲げ工程で曲げた鋼板の中央部を所定の曲率で押し曲げる第２曲げ工程と、第２曲げ工程で成形した鋼板の前記中央部を長手方向に対して左右から加圧しつつ、前記両端部を上方から押さえ込んで拘束して突き合わせ、成形する拘束成形工程と、拘束成形工程の後に、除荷せずに前記両端部の突き合わせ部を溶接する溶接工程とを有する三角形チューブの製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−５１９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、自動車等の車両においては、燃費性能向上のためにより一層の軽量化が求められており、比較的大きな重量を占める車体部材についてもより一層の軽量化が求められている。このため、金属製の閉断面部材として構成される車体部材については、フランジ部分を設けることなく製造することが望まれている。
【０００７】
前記特許文献１には、フランジ部分を設けることなく閉断面状に形成された三角形チューブの製造方法が記載されているものの、自動車等の車両に用いられる車体部材は複雑な形状を有し、その長手方向に断面形状が複雑に変化し得るので、前記特許文献１に記載される製造方法を適用する場合には、閉断面部材の成形断面と同一形状の切り欠き部を有する複数のプレートを作る必要があり、自動車等の車両に用いられる車体部材に適用することはなかなか困難なものとなり得る。
【０００８】
また、自動車等の車両においては、前述したように、軽量化ととともに高強度化及び高剛性化が求められている。金属製の閉断面部材として構成される車体部材については、車体部材の厚さを厚くすることで強度及び剛性を高めることができるものの、かかる場合には重量の増加を招くことから、高強度化及び高剛性化が要求される部分についてのみ補強することが望まれている。
【０００９】
そこで、この発明は、前記技術的課題に鑑みてなされたものであり、金属製の閉断面部材を製造するに際し、比較的簡単な方法によって、金属製閉断面部材を製造することができるとともに金属製閉断面部材を部分的に補強することができる金属製閉断面部材の製造方法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】
【００１０】
このため、本願の請求項１に係る金属製閉断面部材の製造方法は、金属製の板状ワークを第１の成形型のブランクホルダとダイとにより挟持した状態で、第１の成形型のパンチを前記ダイの成形空間内に相対的に移動させることにより、前記板状ワークを前記ダイに対する前記パンチの移動方向に突出させて凸状にプレス成形するとともに、前記板状ワークの凸状に成形される凸状頂面部に前記板状ワークの凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部を成形する第１のプレス成形工程と、プレス成形された前記板状ワークを第２の成形型のダイに保持した状態で、プレス成形された前記板状ワークの前記凸部を第２の成形型の中子型により前記板状ワークの凸状に突出する方向にプレス成形することより、前記板状ワークの前記凸部を圧潰してプレス成形面を成形するとともに、前記第１のプレス成形工程において成形された前記板状ワークの凸状頂面部の両側の凸状側面部をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する第２のプレス成形工程とを備え、金属製の板状ワークから閉断面状に形成された閉断面部材を製造する金属製閉断面部材の製造方法であって、前記閉断面部材を補強するための補強部材を、前記第１のプレス成形工程において前記板状ワークとともにプレス成形し前記板状ワークの前記凸部の少なくとも一部を覆うように前記第１のプレス成形工程の前に前記板状ワークに固接させる補強部材固接工程と、前記第２のプレス成形工程の前に、前記補強部材の前記板状ワークの前記凸部を覆う部分を軟化させる軟化処理工程と、をさらに備え、前記第２のプレス成形工程において、前記補強部材の前記板状ワークの前記凸部を覆う部分を軟化させた状態で、前記板状ワークの前記凸部と前記補強部材の前記板状ワークの前記凸部を覆う部分とをプレス成形し前記板状ワークを閉断面化させることを特徴としたものである。
【００１１】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記補強部材は、前記板状ワークとの接合部が、前記板状ワークがプレス成形される際に折り曲げられる前記板状ワークの折曲稜線部を除く部分に設けられるように前記板状ワークに固接されることを特徴としたものである。
【００１２】
更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記軟化処理工程は、前記補強部材を加熱する加熱処理工程であることを特徴としたものである。
【００１３】
また更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一に係る発明において、前記補強部材は、前記第２のプレス成形工程において閉断面化される前記板状ワークの前記凸状側面部の前記凸状頂面部側と反対側の端部まで前記板状ワークに沿って設けられるように前記板状ワークに固接されることを特徴としたものである。
【００１４】
また更に、本願の請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一に係る発明において、前記第１のプレス成形工程と前記第２のプレス成形工程の間に、プレス成形された前記板状ワークの前記凸状側面部の前記凸状頂面部側と反対側の端部を前記板状ワークの内方側へ曲げ成形する曲げ成形工程をさらに備えていることを特徴としたものである。
【００１５】
また更に、本願の請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか一に係る発明において、前記第２のプレス成形工程の後に、プレス成形された前記板状ワークの閉断面化された前記凸状側面部の端部どうしを、前記中子型の前記凸部をプレスする面部と反対側の面部に押し当てて決め押し成形する決め押し成形工程をさらに備えていることを特徴としたものである。
【００１６】
また更に、本願の請求項７に係る発明は、請求項１〜６の何れか一に係る発明において、前記第２のプレス成形工程の後に、プレス成形された前記板状ワークの閉断面化された前記凸状側面部の端部どうしを溶接する溶接工程をさらに備えていることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本願の請求項１に係る金属製閉断面部材の製造方法によれば、板状ワークを凸状にプレス成形するとともに凸状頂面部に板状ワークの凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部を成形する第１のプレス成形工程と、板状ワークの凸部を板状ワークの凸状に突出する方向にプレス成形することより凸部を圧潰してプレス成形面を成形するとともに凸状側面部をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する第２のプレス成形工程とを備え、第１のプレス成形工程の前に補強部材を板状ワークに固接させる補強部材固接工程と、第２のプレス成形工程の前に補強部材の板状ワークの凸部を覆う部分を軟化させる軟化処理工程と、をさらに備えていることにより、成形型などの成形装置を複雑化させることなく、比較的簡単な方法によって、金属製閉断面部材を製造することができるとともに金属製閉断面部材を部分的に補強することができる。金属製閉断面部材と補強部材とを共にプレス成形することができ、金属製閉断面部材を有効に補強することができる。
【００１８】
また、本願の請求項２に係る発明によれば、補強部材は、板状ワークとの接合部が、板状ワークがプレス成形される際に折り曲げられる板状ワークの折曲稜線部を除く部分に設けられるように板状ワークに固接されることにより、板状ワークがプレス成形される際に、補強部材と板状ワークとの接合部から板状ワークが割れることを防止することができる。
【００１９】
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、軟化処理工程は、補強部材を加熱する加熱処理工程であることにより、比較的簡単な方法によって補強部材を加熱して軟化させることができ、前記効果を有効に得ることができる。
【００２０】
また更に、本願の請求項４に係る発明によれば、補強部材は、第２のプレス成形工程において閉断面化される板状ワークの凸状側面部の凸状頂面部側と反対側の端部まで板状ワークに沿って設けられるように板状ワークに固接されることにより、閉断面部材の断面崩れを抑制するように補強部材を配設する閉断面部材を製造する場合においても、前記効果を有効に奏することができる。
【００２１】
また更に、本願の請求項５に係る発明によれば、第１のプレス成形工程と第２のプレス成形工程の間に、プレス成形された板状ワークの凸状側面部の凸状頂面部側と反対側の端部を板状ワークの内方側へ曲げ成形する曲げ成形工程をさらに備えていることにより、板状ワークを閉断面化させる際に、プレス成形された板状ワークの凸状側面部の内方側への変位を少なくし、より精度良く金属製閉断面部材を製造することができる。
【００２２】
また更に、本願の請求項６に係る発明によれば、第２のプレス成形工程の後に、プレス成形された板状ワークの閉断面化された凸状側面部の端部どうしを、中子型の凸部をプレスする面部と反対側の面部に押し当てて決め押し成形する決め押し成形工程をさらに備えていることにより、プレス成形面と反対側の面についても、比較的簡単な方法によって高い成形精度を得ることが可能である。
【００２３】
また更に、本願の請求項７に係る発明によれば、第２のプレス成形工程の後に、プレス成形された板状ワークの閉断面化された凸状側面部の端部どうしを溶接する溶接工程をさらに備えていることにより、閉断面部材の接合強度を高めることができ、より強固な閉断面部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る金属製閉断面部材を備えた自動車の車体構造を模式的に示す側面図である。
【図２】本実施形態に係る金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレームを示す斜視図である。
【図３】図２におけるＹ３ａ−Ｙ３ａ線及びＹ３ｂ−Ｙ３ｂ線に沿ったフロントサイドフレームの断面図である。
【図４】フロントサイドフレームを製造するための板状ワークを示す図である。
【図５】板状ワークをドロー成形するためのドロー成形装置のドロー成形型を示す斜視図である。
【図６】図５におけるＹ６−Ｙ６線に沿ったドロー成形型の断面図である。
【図７】ドロー成形工程を説明するための説明図である。
【図８】ドロー成形された板状ワークを示す斜視図である。
【図９】ドロー成形された板状ワークを図８におけるＹ９−Ｙ９線に沿って示す断面図である。
【図１０】ドロー成形された板状ワークの凸状側面部の端部を曲げ成形するための曲げ成形装置の曲げ成形型を示す断面図である。
【図１１】曲げ成形工程を説明するための説明図である。
【図１２】曲げ成形工程を説明するための説明図である。
【図１３】プレス成形工程を説明するための説明図である。
【図１４】図１３（ａ）のＡ部を拡大して示す要部拡大図である。
【図１５】図３（ｂ）に示す断面に対応する断面についてプレス成形工程を説明するための説明図である。
【図１６】決め押し成形工程を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
【００２６】
図１は、本実施形態に係る金属製閉断面部材を備えた自動車の車体構造を模式的に示す側面図である。本実施形態に係る金属製閉断面部材の製造方法は、図１に示すように、自動車のサイドボディ１０に結合されるフロントサイドフレーム２０を、金属製の板状ワークを閉断面状に形成して製造する場合に適用するものであるが、これに限定されるものでなく、サイドボティ１０に結合されるリアサイドフレーム３０などのその他の車体部材の製造に適用してもよい。さらには、車体部材に限らず、閉断面状に形成されるその他の金属製の閉断面部材の製造に適用することも可能である。
【００２７】
図２は、本実施形態に係る金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレームを示す斜視図である。また、図３は、図２におけるＹ３ａ−Ｙ３ａ線及びＹ３ｂ−Ｙ３ｂ線に沿ったフロントサイドフレームの断面図であり、図３の（ａ）は、図２におけるＹ３ａ−Ｙ３ａ線に沿ったフロントサイドフレームの断面図、図３の（ｂ）は、図２におけるＹ３ｂ−Ｙ３ｂ線に沿ったフロントサイドフレームの断面図を示している。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態に係る金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０は、長手方向に延びるとともに閉断面状に形成される閉断面部材として構成されており、上面部２１と、下面部２２と、右側面部２３と、左側面部２４と、上面部２１から右側面部２３に向かって右斜め下方に傾斜する第１の傾斜側面部２５と、上面部２１から左側面部２４に向かって左斜め下方に傾斜する第２の傾斜側面部２６と、下面部２２から右側面部２３に向かって右斜め上方に傾斜する第３の傾斜側面部２７と、下面部２２から左側面部２４に向かって左斜め上方に傾斜する第４の傾斜側面部２８によって中空部２９を有する断面八角形状に形成されている。
【００２９】
フロントサイドフレーム２０は、上面部２１と下面部２２とが長手方向に沿って平行に成形されるとともに断面長さが略同一に成形されているが、図２に示すように、断面形状は長手方向において変化して成形されている。フロントサイドフレーム２０は、図３（ａ）に示す断面においては、第１の傾斜側面部２５及び第３の傾斜側面部２７が、図３（ｂ）に示す断面における第１の傾斜側面部２５及び第３の傾斜側面部２７のそれぞれの断面長さよりも短い断面長さを有するように形成され、右側面部２３が、図３（ｂ）に示す断面における右側面部２３の断面長さよりも長い断面長さを有するように形成され、第２の傾斜側面部２６及び第４の傾斜側面部２８が、図３（ｂ）に示す断面における第２の傾斜側面部２６及び第４の傾斜側面部２８のそれぞれの断面長さよりも長い断面長さを有するように形成され、左側面部２４が、図３（ｂ）に示す断面における左側面部２４の断面長さよりも短い断面長さを有するように形成されている。また、下面部２２に対する第３の傾斜側面部２７の傾斜角度及び下面部２２に対する第４の傾斜側面部２８の傾斜角度はそれぞれ、長手方向に一定の所定の角度で形成されている。フロントサイドフレーム２０にはまた、右側面部２３及び第１の傾斜側面部２５に中空部２９の内方側に窪む複数のビード３１が形成されている。
【００３０】
本実施形態ではまた、金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０に、図２に示すように、その内面にフロントサイドフレーム２０を部分的に補強するための金属製の補強部材３５が固定して取り付けられている。補強部材３５は、図２及び図３（ａ）に示すように、略平板状に形成されており、フロントサイドフレーム２０の長手方向の一部においてフロントサイドフレーム２０の下面部２２の略中央部から第３の傾斜側面部２７及び右側面部２３にわたってフロントサイドフレーム２０に沿って設けられている。
【００３１】
このように、フロントサイドフレーム２０に補強部材３５が固定して取り付けられることにより、フロントサイドフレーム２０を部分的に補強することができ、フロントサイドフレーム２０の重量が大幅に増加することを抑制するとともに、フロントサイドフレーム２０の強度及び剛性を部分的に高めることができる。
【００３２】
次に、このようにして構成される本実施形態に係る金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０の製造方法について説明する。
本実施形態では、フロントサイドフレーム２０を製造するに際し、先ず、例えば鋼板などの略平板状に形成された金属製の板状素材（板状ワーク）を用意し、この板状ワークにフロントサイドフレーム２０を補強するための補強部材を固定して接合させる。
【００３３】
図４は、フロントサイドフレームを製造するための板状ワークを示す図であり、図４の（ａ）は、板状ワークの上面図、図４の（ｂ）は、図４（ａ）におけるＹ４ｂ−Ｙ４ｂ線に沿った板状ワークの断面図である。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）では、板状ワークに補強部材が固定して接合された状態を示している。
【００３４】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、例えば鋼板などの略平板状に形成された金属製の補強部材Ｒ１が、例えばスポット溶接やレーザ溶接あるいはウェルドボンドなどの接合法を用いて板状ワークＷ１に固定して接合され、フロントサイドフレーム２０の補強すべき部分に対応して板状ワークＷ１に取り付けられる。補強部材Ｒ１は、その周縁部が部分的に板状ワークＷ１と接合され、後述するように、板状ワークＷ１との接合部が、板状ワークＷ１がプレス成形される際に折り曲げられる板状ワークＷ１の折曲稜線部を除く部分に設けられる。なお、補強部材Ｒ１の全周を板状ワークＷ１と溶接することにより、補強部材Ｒ１と板状ワークＷ１とを固定して接合するようにしてもよい。
【００３５】
本実施形態では、このようにして補強部材Ｒ１が板状ワークＷ１に取り付けられた状態で、板状ワークＷ１を凸状にプレス成形し、具体的にはドロー（絞り）成形し、フロントサイドフレーム２０の形状に応じた所定形状に成形する。
【００３６】
図５は、板状ワークをドロー成形するためのドロー成形装置のドロー成形型を示す斜視図であり、図６は、図５におけるＹ６−Ｙ６線に沿ったドロー成形型の断面図である。なお、図５では、ドロー成形型のダイについてはその下面のみを示し、ドロー成形型のブランクホルダについてはその上面のみを示している。
【００３７】
図５及び図６に示すように、板状ワークＷ１をドロー成形するためのドロー成形装置に用いるドロー成形型（第１の成形型）４０は、板状ワークＷ１を保持するためのブランクホルダ４１と、ブランクホルダ４１の内周面部４１ａに外周面部４２ａが嵌め合わせられ、ブランクホルダ４１に対して上下方向に移動可能に構成されるパンチ４２と、ブランクホルダ４１とパンチ４２とに対向して配置され、上下方向に移動可能に構成されるダイ４５とを備えている。
【００３８】
ドロー成形型４０のダイ４５には、その下面４５ａに凹状に窪む凹部４５ｂが設けられ、凹部４５ｂ内に、補強部材Ｒ１が取り付けられた板状ワークＷ１をドロー成形するための成形空間４５ｃが形成されている。ドロー成形型４０のダイ４５に設けられる凹部４５ｂは、フロントサイドフレーム２０の形状に応じて所定形状に形成され、図６に示すように、略平面状に形成される底面部４５ｄと、底面部４５ｄから右斜め下方に傾斜する第１の傾斜壁部４５ｅと、第１の傾斜壁部４５ｅから垂直方向下方に延びる第１の右縦壁部４５ｆと、第１の右縦壁部４５ｆから水平方向右側に延びる右水平部４５ｇと、右水平部４５ｇから略垂直方向下方に延びる第２の右縦壁部４５ｈと、底面部４５ｄから左斜め下方に傾斜する第２の傾斜壁部４５ｉと、第２の傾斜壁部４５ｉから垂直方向下方に延びる第１の左縦壁部４５ｊと、第１の左縦壁部４５ｊから水平方向左側に延びる左水平部４５ｋと、左水平部４５ｋから略垂直方向下方に延びる第２の左縦壁部４５ｌとを備えている。また、ダイ４５に設けられる凹部４５ｂの底面部４５ｄには、底面部４５ｄから成形空間４５ｃの内方側に向かって断面円弧状に突出する凸部４５ｍが設けられ、この凸部４５ｍは、図５に示すように、底面部４５ｄにおいて長手方向に設けられている。
【００３９】
一方、ドロー成形型４０のパンチ４２は、ドロー成形型４０のダイ４５との間で板状ワークＷ１を成形するために、フロントサイドフレーム２０の形状に応じて所定形状に形成され、図６に示すように、パンチ４２の頭部は、略平面状に形成される上面部４２ｄと、上面部４２ｄから右斜め下方に傾斜する第１の傾斜壁部４２ｅと、第１の傾斜壁部４２ｅから垂直方向下方に延びる右縦壁部４２ｆと、右縦壁部４２ｆから水平方向右側に延びる右水平部４２ｇと、上面部４２ｄから左斜め下方に傾斜する第２の傾斜壁部４２ｉと、第２の傾斜壁部４２ｉから垂直方向下方に延びる左縦壁部４２ｊと、左縦壁部４２ｊから水平方向左側に延びる左水平部４２ｋとを備えている。また、パンチ４２の上面部４２ｄには、上面部４２ｄから断面円弧状に窪む凹部４２ｍが設けられ、この凹部４２ｍは、上面部４２ｄにおいて長手方向に設けられている。
【００４０】
ドロー成形型４０のパンチ４２にはまた、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１に対応して該補強部材Ｒ１をプレス成形するための溝部４２ｎが形成されている。この溝部４２ｎは、補強部材Ｒ１の形状に応じて、図６に示すように、パンチ４２の上面部４２ｄに設けられた凹部４２ｍの略中央部から第２の傾斜壁部４２ｉにわたって補強部材Ｒ１の厚さに略等しく窪んで形成されている。
【００４１】
このようにして構成されるドロー成形型４０を備えたドロー成形装置では、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより板状ワークＷ１を挟持した状態で、パンチ４２をダイ４５の成形空間４５ｃ内に移動させて板状ワークＷ１をドロー成形することにより、フロントサイドフレーム２０の形状に応じて所定形状に板状ワークＷ１がプレス成形されるようになっている。なお、ドロー成形型４０のダイ４５には、凹部４５ｂの第２の傾斜壁部４５ｉ及び第１の左縦壁部４５ｊにビード３０の形状に応じて成形空間４５ｃの内方側に向かって突出するビード形成用突出部（不図示）が形成され、ドロー成形型４０のパンチ４２には、第２の傾斜壁部４２ｉ及び左縦壁部４２ｊにビード３０の形状に応じて凹状に窪むビード形成用溝部（不図示）が形成されている。
【００４２】
ドロー成形型４０を用いて板状ワークＷ１をドロー成形する際には、図６に示すように、ブランクホルダ４１とダイ４５とが離間して配置され、パンチ４２の上面部４２ｄがブランクホルダ４１の上面４１ｂよりも下方に配置された状態で、板状ワークＷ１がブランクホルダ４１の上面４１ｂに保持される。そして、ドロー成形型４０のダイ４５が下方へ移動され、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより板状ワークＷ１の短手方向における両端部が挟持された後に、パンチ４２が上方へ移動され、パンチ４２がダイ４５の成形空間４５ｃ内に移動して板状ワークＷ１がドロー成形される。
【００４３】
図７は、ドロー成形工程を説明するための説明図であり、図７の（ａ）は、ブランクホルダとダイとにより板状ワークが挟持された後に、パンチが上方へ移動されて板状ワークがドロー成形されている状態を示し、図７の（ｂ）は、パンチがさらに上方へ移動されて板状ワークがさらにドロー成形された状態を示している。なお、図７では、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１と該補強部材Ｒ１を成形するためにパンチ４２に設けられる溝部４２ｎとを備えていない断面について示している。
【００４４】
図７（ａ）に示すように、板状ワークＷ１がブランクホルダ４１とダイ４５により挟持された状態で、パンチ４２がダイ４５の成形空間４５ｃ内に移動されることにより、パンチ４２の上面部４２ｄによって板状ワークＷ１が断面台形状にドロー成形される。さらにパンチ４２が上方へ移動されると、図７（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１がさらにドロー成形され、パンチ４２とダイ４５とにより板状ワークＷ１が所定形状に成形される。なお、図７では、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１と該補強部材Ｒ１を成形するためにパンチ４２に設けられる溝部４２ｎとを備えていない断面について示しているが、板状ワークＷ１がパンチ４２とダイ４５とによりプレス成形されると同時に、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１もパンチ４２とダイ４５とにより所定形状に成形される。
【００４５】
図８は、ドロー成形された板状ワークを示す斜視図であり、図９は、ドロー成形された板状ワークを図８におけるＹ９−Ｙ９線に沿って示す断面図である。図８及び図９に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１は、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより挟持された板状ワークＷ１の短手方向の両端部を除く短手方向の中央部分がダイ４５に対するパンチ４２の移動方向に突出させられて凸状にプレス成形され、凸状頂面部Ｗ２と、凸状頂面部Ｗ２の両側に成形される凸状側面部Ｗ３、Ｗ４とを有している。
【００４６】
ドロー成形された板状ワークＷ１は、ダイ４５に設けられる凹部４５ｂの底面部４５ｄとパンチ４２の上面部４２ｄとにより凸状頂面部Ｗ２が成形され、凸状頂面部Ｗ２には、底面部４５ｄに設けられた凸部４５ｍと上面部４２ｄに設けられた凹部４２ｍとにより板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に断面円弧状に突出する凸部Ｗ２ａが長手方向に設けられている。また、凸状頂面部Ｗ２は、図８に示すように、凸部Ｗ２ａによって凸部Ｗ２ａの右側に位置する右凸状頂面部Ｗ２ｂと凸部Ｗ２ａの左側に位置する左凸状頂面部Ｗ２ｃとに分割され、凸状頂面部Ｗ２の凸部Ｗ２ａによって分割される部分Ｗ２ｂ、Ｗ２ｃの短手方向における断面長さが長手方向において変化するように成形されている。
【００４７】
凸状頂面部Ｗ２の右側には、ダイ４５に設けられる凹部４５ｂの第１の傾斜壁部４５ｅ、第１の右縦壁部４５ｆ、右水平部４５ｇ及び第２の右縦壁部４５ｈとパンチ４２の第１の傾斜壁部４２ｅ、右縦壁部４２ｆ、右水平部４２ｇ及び外周面部４２ａとにより凸状側面部Ｗ３が成形され、凸状側面部Ｗ３は、凹部４５ｂの第１の傾斜壁部４５ｅとパンチ４２の第１の傾斜壁部４２ｅとにより成形され凸状頂面部Ｗ２、具体的には右凸状頂面部Ｗ２ｂから右斜め下方に傾斜する第１の右凸状側面部Ｗ３ａと、凹部４５ｂの第１の右縦壁部４５ｆとパンチ４２の右縦壁部４２ｆとにより成形され第１の右凸状側面部Ｗ３ａから垂直方向下方に延びる第２の右凸状側面部Ｗ３ｂと、凹部４５ｂの右水平部４５ｇとパンチ４２の右水平部４２ｇとにより成形され第２の右凸状側面部Ｗ３ｂから水平方向右側に延びる第３の右凸状側面部Ｗ３ｃと、凹部４５ｂの第２の右縦壁部４５ｈとパンチ４２の外周面部４２ａとにより成形され第３の右凸状側面部Ｗ３ｃから垂直方向下方に延びる第４の右凸状側面部Ｗ３ｄとを有している。
【００４８】
一方、凸状頂面部Ｗ２の左側には、ダイ４５に設けられる凹部４５ｂの第２の傾斜壁部４５ｉ、第１の左縦壁部４５ｊ、左水平部４５ｋ及び第２の左縦壁部４５ｌとパンチ４２の第２の傾斜壁部４２ｉ、左縦壁部４２ｊ、左水平部４２ｋ及び外周面部４２ａとにより凸状側面部Ｗ４が成形され、凸状側面部Ｗ４は、凹部４５ｂの第２の傾斜壁部４５ｉとパンチ４２の第２の傾斜壁部４２ｉとにより成形され凸状頂面部Ｗ２、具体的には左凸状頂面部Ｗ２ｃから左斜め下方に傾斜する第１の左凸状側面部Ｗ４ａと、凹部４５ｂの第１の左縦壁部４５ｊとパンチ４２の左縦壁部４２ｊとにより成形され第１の左凸状側面部Ｗ４ａから垂直方向下方に延びる第２の左凸状側面部Ｗ４ｂと、凹部４５ｂの左水平部４５ｋとパンチ４２の左水平部４２ｋとにより成形され第２の左凸状側面部Ｗ４ｂから水平方向左側に延びる第３の左凸状側面部Ｗ４ｃと、凹部４５ｂの第２の左縦壁部４５ｌとパンチ４２の外周面部４２ａとにより成形され第３の左凸状側面部Ｗ４ｃから垂直方向下方に延びる第４の左凸状側面部Ｗ４ｄとを有している。
【００４９】
本実施形態ではまた、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１も板状ワークＷ１と同時にプレス成形され、パンチ４２の溝部４２ｎによってプレス成形された補強部材Ｒ１は、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａに沿って断面四分の一円弧状に成形され板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２と、板状ワークＷ１の左凸状頂面部Ｗ２ｃに沿って成形される部分Ｒ３と、第１の左凸状側面部Ｗ４ａに沿って成形される部分Ｒ４とを備えている。補強部材Ｒ１は、前述したように、板状ワークＷ１との接合部が、板状ワークＷ１がプレス成形される際に折り曲げられる板状ワークＷ１の折曲稜線部、すなわち凸部Ｗ２ａと左凸状頂面部Ｗ２ｃとの折曲稜線部及び左凸状頂面部Ｗ２ｃと第１の左凸状側面部Ｗ４ａとの折曲稜線部を除く部分に設けられるように板状ワークＷ１に固接されている。これにより、板状ワークＷ１がプレス成形される際に、補強部材Ｒ１と板状ワークＷ１との接合部から板状ワークＷ１が割れることを防止することができる。
【００５０】
また、ドロー成形された板状ワークＷ１には、凹部４５ｂの第２の傾斜壁部４５ｉ及び第１の左縦壁部４５ｊに形成される前記ビード形成用突出部とパンチ４０の第２の傾斜壁部４２ｉ及び左縦壁部４２ｊに形成される前記ビード形成用溝部とにより、凸状側面部Ｗ４、具体的には第１及び第２の左凸状側面部Ｗ４ａ、Ｗ４ｂにビードＷ４ｆが形成される。
【００５１】
なお、凸状頂面部Ｗ２に設けられる凸部Ｗ２ａ、右凸状頂面部Ｗ２ｂ、左凸状頂面部Ｗ２ｃがそれぞれ、フロントサイドフレーム２０の下面部２２、第４の傾斜側面部２８、第３の傾斜側面部２７の形状に応じて成形され、凸状側面部Ｗ３の第１の右凸状側面部Ｗ３ａがフロントサイドフレーム２０の左側面部２４の形状に応じて成形され、凸状側面部Ｗ３の第２の右凸状側面部Ｗ３ｂがフロントサイドフレーム２０の第２の傾斜側面部２６及び上面部２１の形状に応じて成形され、凸状側面部Ｗ４の第１の左凸状側面部Ｗ４ａがフロントサイドフレーム２０の右側面部２３の形状に応じて成形され、凸状側面部Ｗ４の第２の左凸状側面部Ｗ４ｂがフロントサイドフレーム２０の第１の傾斜側面部２５及び上面部２１の形状に応じて成形されている。
【００５２】
このように、板状ワークＷ１をドロー成形する際には、図６に示すように、板状ワークＷ１の短手方向の両端部を、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより挟持した状態でドロー成形することにより、ドロー成形された板状ワークＷ１にしわが発生することが防止されている。
【００５３】
ドロー成形型４０を備えたドロー成形装置によって板状ワークＷ１がドロー成形された後、ドロー成形された板状ワークＷ１は、図示しないブランキング手段によって、図９に示すブランキングラインＬ１の下側に位置する部分がブランキングされ、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより挟持される板状ワークＷ１の短手方向の両端部Ｗ５、第３の右凸状側面部Ｗ３ｃ、第４の右凸状側面部Ｗ３ｄ、第３の左凸状側面部Ｗ４ｃ及び第４の左凸状側面部Ｗ４ｄが切り取られる。
【００５４】
次に、ドロー成形された板状ワークＷ１は、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部、具体的には、図９に示す凸状側面部Ｗ３の第２の右凸状側面部Ｗ３ｂの凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅ、及び、凸状側面部Ｗ４の第２の左凸状側面部Ｗ４ｂの凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ４ｅが内方側へ曲げ成形される。図１０は、ドロー成形された板状ワークの凸状側面部の端部を曲げ成形するための曲げ成形装置の曲げ成形型を示す断面図である。
【００５５】
図１０に示すように、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを曲げ成形するための曲げ成形装置に用いる曲げ成形型５０は、ドロー成形された板状ワークＷ１を保持するための第１のダイ５１と、第１のダイ５１の外周面５１ａに嵌め合わせられる第２のダイ５２と、第２のダイ５２を支持する第３のダイ５３と、第１のダイ５１の下方に配置される第４のダイ５４と、第１のダイ５１に対向して配置され、上下方向に移動可能に構成されるパンチ５５を備えている。
【００５６】
曲げ成形型５０の第１のダイ５１は、図示しない付勢手段によって上方へ付勢され、第４のダイ５４と離間した状態で配置されている。第１のダイ５１の上面５１ｂは、図１０に示すように、その右側部分が、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４、具体的には第２の左凸状側面部Ｗ４ｂの端部Ｗ４ｅを曲げ成形するために、第２の左凸状側面部Ｗ４ｂの曲げ成形すべき端部Ｗ４ｅが第２のダイ５２の上方に位置付けられた状態でドロー成形された板状ワークＷ１を保持するように、凸状頂面部Ｗ２及び凸状側面部Ｗ４の形状に応じて形成されている。また、第１のダイ５１の上面５１ｂの左側部分は、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、具体的には第２の右凸状側面部Ｗ３ｂの端部Ｗ３ｅを曲げ成形するために、第２の右凸状側面部Ｗ３ｂの曲げ成形すべき端部Ｗ３ｅが第２のダイ５２の上方に位置付けられた状態でドロー成形された板状ワークＷ１を保持するように、凸状頂面部Ｗ２及び凸状側面部Ｗ３の形状に応じて形成されている。
【００５７】
一方、曲げ成形型５０のパンチ５５は、第１のダイ５１の上面５１ｂの右側部分に保持された、ドロー成形された板状ワークＷ１を押圧するための右側パンチ５５ａと、第１のダイ５１の上面５１ｂの左側部分に保持された板状ワークＷ１を押圧するための左側パンチ５５ｂとを備えている。
【００５８】
なお、曲げ成形型５０のパンチ５５には、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１を押圧するためにパンチ５５の下部に補強部材Ｒ１の形状に応じて窪む溝部が形成されているが、図１０及び後述する図１１及び図１２においては、板状ワークＷ１に取り付けられた補強部材Ｒ１並びにパンチ５５の下部に形成された前記溝部を備えていない断面について示している。
【００５９】
曲げ成形型５０を用いて、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを曲げ成形する際には、図１０に示すように、第１のダイ５１が前記付勢手段によって上方へ付勢された状態で、ドロー成形された板状ワークＷ１が、第１の左凸状側面部Ｗ４ａを下側にして第１のダイ５１の上面５１ｂの右側部分に保持される。そして、曲げ成形型５０のパンチ５５が下方へ移動され、パンチ５５と第２のダイ５２とにより曲げ成形が行われる。
【００６０】
図１１及び図１２は、曲げ成形工程を説明するための説明図であり、図１１は、パンチが下降してパンチとドロー成形された板状ワークとが接触した状態を示し、図１２は、パンチがさらに下降して第１のダイと第４のダイとが接触し、ドロー成形された板状ワークの凸状側面部の端部が曲げ成形された状態を示している。
【００６１】
図１１に示すように、第１のダイ５１の上面５１ｂにドロー成形された板状ワークＷ１が保持された状態で、パンチ５５が下降されると、パンチ５５の右側パンチ５５ａとドロー成形された板状ワークＷ１とが接触する。この状態からさらに、パンチ５５が下方へ移動されると、パンチ５５の右側パンチ５５ａと第１のダイ５１とによりドロー成形された板状ワークＷ１を挟んだ状態でパンチ５５の右側パンチ５５ａと第２のダイ５２とにより凸状側面部Ｗ４の第２の右凸状側面部Ｗ４ｂの端部Ｗ４ｅが内方側へ曲げ成形され、図１２に示すように、第１のダイ５１が第４のダイ５４に接触すると、パンチ５５の下方への移動が停止され、曲げ成形を終了する。なお、板状ワークＷ１に補強部材Ｒ１が取り付けられた部分では、補強部材Ｒ１がパンチ５５の右側パンチ５５ａの下部に設けられた前記溝部と接触してパンチ５５の右側パンチ５５ａにより下方へ押圧される。
【００６２】
ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅの曲げ成形が終了すると、パンチ５５が上方へ移動され、第１のダイ５１及び第１のダイ５１に保持されたドロー成形された板状ワークＷ１が上方へ移動されて最初の位置に戻される。そして、図１２において二点鎖線で示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１を９０度回転させて、ドロー成形された板状ワークＷ１が、第１の右凸状側面部Ｗ３ａを下側にして第１のダイ５１の上面５１ｂの左側部分に保持され、同様にして、左側パンチ５５ｂと第２のダイ５２とにより凸状側面部Ｗ３の第２の左凸状側面部Ｗ３ｂの端部Ｗ３ｅが内方側へ曲げ成形される。
【００６３】
板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅが板状ワークＷ１の内方側へ曲げ成形された後、本実施形態では、補強部材Ｒ１を軟化させる軟化処理として補強部材Ｒ１を加熱する加熱処理が、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２に施される。例えば誘導加熱装置などの加熱手段（不図示）を用いて補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２が加熱される。なお、前記加熱手段の作動を制御することにより、補強部材Ｒ１を所定温度に加熱することができ、補強部材Ｒ１を焼きなましたり焼き戻したりして補強部材Ｒ１を軟化させることができるようになっている。
【００６４】
このようにして、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅが内方側へ曲げ成形され、ドロー成形された板状ワークＷ１に取り付けられている補強部材Ｒ１が加熱処理された後、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２が軟化した状態で、ドロー成形された板状ワークＷ１は、凸状頂面部Ｗ２、具体的には凸状頂面部Ｗ２に設けられた凸部Ｗ２ａを該凸部Ｗ２ａの突出方向と反対方向である板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形し、本実施形態では板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａの一部を覆うように補強部材Ｒ１が取り付けられているので補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２も同時にプレス成形し、凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化させる。
【００６５】
図１３は、プレス成形工程を説明するための説明図であり、図１３の（ａ）は、ドロー成形された板状ワークをプレス成形して閉断面化させるためのプレス成形装置のプレス成形型にドロー成形された板状ワークが保持された状態を示し、図１３の（ｂ）は、ドロー成形された板状ワークの凸状頂面部の凸部がプレス成形型の中子型によりプレスされている状態を示し、図１３の（ｃ）は、ドロー成形された板状ワークの凸状頂面部の凸部がプレス成形型の中子型によりプレス成形され凸状側面部の端部どうしが突き合わせられ閉断面化された状態を示している。なお、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）では、プレス成形型のパンチを省略して示している。
【００６６】
図１３（ａ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１をプレス成形して閉断面化させるためのプレス成形装置に用いるプレス成形型（第２の成形型）６０は、ドロー成形された板状ワークＷ１を保持するためのダイ６１と、ダイ６１の上方に配置され、上下方向に移動可能に構成される中子型６５と、中子型６５の上方に配置され、上下方向に移動可能に構成されるパンチ６７とを備えている。
【００６７】
プレス成形型６０のダイ６１は、図１３（ａ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２を保持するための上面６１ａに凹状に窪む凹部６２が設けられている。図１４は、図１３（ａ）のＡ部を拡大して示す要部拡大図であり、この図１４に示すように、プレス成形型６０のダイ６１に設けられる凹部６２は、底面部６２ａと、側壁部６２ｂ、６２ｃ、具体的には図１４において右側に位置する右側壁部６２ｂと左側に位置する左側壁部６２ｃとを備え、長手方向に延びている。
【００６８】
プレス成形型６０のダイ６１に設けられる凹部６２の底面部６２ａは、フロントサイドフレーム２０の下面部２２の形状に応じて形成されており、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２に設けられる凸部Ｗ２ａの断面長さ、すなわち断面円弧長Ｌ１１と略同一の断面長さＬ２１を有するように形成されている。また、凹部６２の側壁部６２ｂ及び６２ｃはそれぞれ、長手方向に変化する凸状頂面部Ｗ２の断面長さの最も短い断面長さと略同一の断面長さを有するように形成され、具体的には、凹部６２の右側壁部６２ｂが、左凸状頂面部Ｗ２ｃの断面長さＬ１２の最も短い断面長さと略同一の断面長さＬ２２を有するように形成され、凹部６２の左側壁部６２ｃが、右凸状頂面部Ｗ２ｂの断面長さＬ１３の最も短い断面長さと略同一の断面長さＬ２３を有するように形成され、凹部６２の側壁部６２ｂ及び６２ｃの底面部６２ａに対する傾斜角度はそれぞれ、フロントサイドフレーム２０の形状に応じて長手方向に一定の所定の角度で形成されている。
【００６９】
プレス成形型６０の中子型６５は、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２、より具体的には凸状頂面部Ｗ２に設けられた凸部Ｗ２ａを板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形するようにダイ６１の上方に配置されている。この中子型６５は、ドロー成形された板状ワークＷ１よりも長手方向に長く形成され、図１３（ａ）に示すように、上面部６５ａと、下面部６５ｂと、右側面部６５ｃと、左側面部６５ｄと、上面部６５ａから右側面部６５ｃに向かって右斜め下方に傾斜する第１の傾斜側面部６５ｅと、上面部６５ａから左側面部６５ｄに向かって左斜め下方に傾斜する第２の傾斜側面部６５ｆと、下面部６５ｂから右側面部６５ｃに向かって右斜め上方に傾斜する第３の傾斜側面部６５ｇと、下面部６５ｂから左側面部６５ｄに向かって左斜め上方に傾斜する第４の傾斜側面部６５ｈとを備えている。中子型６５の下面部６５ｂ、第３の傾斜側面部６５ｇ及び第４の傾斜側面部６５ｈはそれぞれ、フロントサイドフレーム２０の下面部２２、第３の傾斜側面部２７及び第４の傾斜側面部２８の形状に応じて形成され、中子型６５の上面部６５ａ、第１の傾斜側面部６５ｅ及び第２の傾斜側面部６５ｆはそれぞれ、フロントサイドフレーム２０の上面部２１、第１の傾斜側面部２５及び第２の傾斜側面部２６の形状に応じて形成されている。
【００７０】
また、プレス成形型６０の中子型６５は、ドロー成形された板状ワークＷ１が閉断面化される際に、フロントサイドフレーム２０の断面幅よりも狭い断面幅を有するように、具体的には、後述する図１３（ｃ）に示すように、中子型６５の右側面部６５ｃと左側面部６５ｄとの間の断面幅Ｌ３１が、フロントサイドフレーム２０の右側面部２３と左側面部２４に対応する、ドロー成形された板状ワークＷ１の第１の左凸状側面部Ｗ４ａと第１の右凸状側面部Ｗ３ａとの間の断面幅Ｌ３２よりも狭い断面幅を有するように形成されている。また、中子型６５の下面部６５ｂの短手方向の断面幅は、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａの断面長さＬ１１と略同一に設定されている。
【００７１】
本実施形態ではまた、凸状にプレス成形された板状ワークＷ１の内面に補強部材Ｒ１が取り付けられているので、図１４に示すように、プレス成形型６０の中子型６５には、その下面部６５ｂの略中央部から第３の傾斜側面部６５ｇにわたって補強部材Ｒ１の形状に応じて窪んで形成される溝部６５ｎが設けられている。この溝部６５ｎは、フロントサイドフレーム２０の内面に取り付けられた補強部材３５に応じて形成されている。なお、中子型６５は、板状ワークＷ１が閉断面化された後には、閉断面状に形成された閉断面部材の長手方向に抜けるように構成されている。
【００７２】
プレス成形型６０のパンチ６７は、後述するように、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが突き合わせられ閉断面化された後に、突きあわせられた凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを、中子型６５の凸状頂面部Ｗ２、より具体的には凸部Ｗ２ａをプレスする面部（下面部）６５ｂと反対側の面部（上面部）６５ａに押し当てて決め押し成形するためのパンチであり、中子型６５の上方に配置され、上下方向に移動可能に構成されている。
【００７３】
このようにして構成されるプレス成形型６０を備えたプレス成形装置では、ドロー成形された板状ワークＷ１をプレス成形型６０のダイ６１に、該ダイ６１に設けられた凹部６２上にドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが配置されるように保持した状態で、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａがドロー成形型６０の中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向に凹部６２内でプレス成形され、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化させることができるようになっている。
【００７４】
プレス成形型６０を用いて、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを凹部６２内でプレス成形する際には、図１３（ａ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１がプレス成形型６０のダイ６１に、該ダイ６１に設けられた凹部６２上にドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａがその短手方向における中心軸が略一致するようにして配置され、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２がダイ６１の上面６１ａに保持される。
【００７５】
ドロー成形された板状ワークＷ１が、ダイ６１に保持されると、中子型６５が下方へ移動され、図１３（ｂ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向に下方に押圧され、これにより、左凸状頂面部Ｗ２ｃ及び凸状側面部Ｗ４は、凹部６２の右側壁部６２ｂと上面６１ａとの交点であるダイ６１の肩部６２ｅを支点として、ドロー成形された板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位し、右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び凸状側面部Ｗ３は、凹部６２の左側壁部６２ｃと上面６１ａとの交点であるダイ６１の肩部６２ｆを支点として、ドロー成形された板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位する。補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２もまた、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５により押圧されると同時に、中子型６５の下面部６５ｂ及び第３の傾斜側面部６５ｇに形成された溝部６５ｎによって下方に押圧される。
【００７６】
さらに、中子型６５が下方へ移動され、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５によりダイ６１の凹部６２内でプレス成形されると、図１３（ｃ）に示すように、凸部Ｗ２ａが圧潰されパンチ６５とダイ６１とによってプレス成形面Ｗ２ｄが成形されるとともに、凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ内方側へさらに変位させられ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが突きあわせられ閉断面化される。補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２もまた、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５により押圧されると同時に、中子型６５の下面部６５ｂ及び第３の傾斜側面部６５ｇに形成された溝部６５ｎによって所定の形状に成形される。
【００７７】
このように、凸状にプレス成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２に凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部Ｗ２ａを形成し、この凸部Ｗ２ａを板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形することで、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する際に、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａの少なくとも一部を覆うように補強部材Ｒ１が設けられると、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２によって板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを圧潰しにくくなり板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４が内方側へ変位しにくくなり得るが、本実施形態では、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２を加熱して軟化させ、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを圧潰し、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する。
【００７８】
図１３では、プレス成形工程を説明するために、図３（ａ）に示す断面に対応する断面について示しているが、図３（ｂ）に示す断面に対応する断面などのその他の断面についても同時にプレス成形され閉断面化される。図１５は、図３（ｂ）に示す断面に対応する断面についてプレス成形工程を説明するための説明図であり、図１５の（ａ）は、ドロー成形された板状ワークの凸状頂面部の凸部がプレス成形型の中子型によりプレスされている状態を示し、図１５の（ｂ）は、ドロー成形された板状ワークの凸状頂面部の凸部がプレス成形型の中子型によりプレス成形され凸状側面部の端部どうしが突き合わせられ閉断面化された状態を示している。
【００７９】
図３（ｂ）に示す断面に対応する断面についても、ドロー成形された板状ワークＷ１が、ダイ６１に設けられた凹部６２上にドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが配置されるようにダイ６１に保持された状態で、中子型６５が下方へ移動されると、図１５（ａ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向に下方に押圧され、これにより、左凸状頂面部Ｗ２ｃ及び凸状側面部Ｗ４は、ダイ６１の肩部６２ｅを支点として、ドロー成形された板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位し、右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び凸状側面部Ｗ３は、ダイ６１の肩部６２ｆを支点として、ドロー成形された板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位する。
【００８０】
中子型６５がさらに下方へ移動され、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５によりダイ６１の凹部６２内でプレス成形されると、図１５（ｂ）に示すように、凸部Ｗ２ａが圧潰されパンチ６５とダイ６１とによってプレス成形面Ｗ２ｄが成形されるとともに、凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ内方側へさらに変位させられ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが突きあわせられ閉断面化される。
【００８１】
本実施形態では、凸部Ｗ２ａによって凸状頂面部Ｗ２の分割される部分Ｗ２ｃ、Ｗ２ｂの断面長さＬ１２、Ｌ１３が長手方向において変化するように成形されているが、プレス成形型６０のダイ６１に設けられる凹部６２の側壁部６２ｂ、６２ｃの断面長さＬ２２、Ｌ２３がそれぞれ、凸状頂面部Ｗ２の分割される部分Ｗ２ｃ、Ｗ２ｂの断面長さＬ１２、Ｌ１３の最も短い部分と略同一に設定されたダイ６１を用いてプレス成形されることにより、プレス成形面Ｗ２ｄの両側に形成される側面部、具体的にはフロントサイドフレーム２０の第３の傾斜側面部２７及び第４の傾斜側面部２８に対応する凸状頂面部Ｗ２ｃ、Ｗ２ｂを長手方向において略等しいタイミングでプレス成形することができ、プレス成形を安定して行うことができる。
【００８２】
図１３（ｃ）及び図１５（ｂ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向に凹部６２内にプレス成形することより、凸部Ｗ２ａを圧潰してプレス成形面Ｗ２ｄを成形するとともに凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて突き合わせ閉断面化させた後には、突き合わせられた凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが、中子型６５の凸部Ｗ２ａをプレスする面部６５ｂと反対側の面部６５ａに押し当てて決め押し成形される。
【００８３】
図１６は、決め押し成形工程を説明するための説明図であり、図１６の（ａ）は、決め押し成形前の状態を示し、図１６の（ｂ）は、決め押し成形後の状態を示している。ドロー成形された板状ワークＷ１の突きあわせられた凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを中子型６５に押し当てて決め押し成形する際には、図１６（ａ）に示されるように、中子型６５の上方に配置され、上下方向に移動可能に構成されるパンチ６７が用いられる。
【００８４】
プレス成形型６０のパンチ６７が、ドロー成形された板状ワークＷ１の突き合わせられた凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを押圧するように下方へ移動されると、図１６（ｂ）に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１の突き合わせられた凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが、パンチ６７によりプレスされ、中子型６５の凸部Ｗ２ａをプレスする面部６５ｂと反対側の面部６５ａに押し当てられ決め押し成形され、パンチ６７と中子型６５とにより、フロントサイドフレーム２０の上面部２１に対応する面部Ｗ６が成形される。
【００８５】
このように、ドロー成形された板状ワークＷ１の突き合わせられる凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを、中子型６５の凸部Ｗ２ａをプレスする面部６５ｂと反対側の面部６５ａに押し当てて決め押し成形する決め押し成形工程をさらに備えていることにより、プレス成形面Ｗ２ｄと反対側の面についても、比較的簡単な方法によって高い成形精度を得ることができる。
【００８６】
ドロー成形された板状ワークＷ１の突き合わせられる凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしがパンチ６７と中子型６５により決め押し成形された後には、突き合わせられる凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが、例えばレーザ溶接などの溶接によって接合され、フランジ部分を設けることなく閉断面状に形成された閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０が製造される。
【００８７】
このように、ドロー成形された板状ワークＷ１の閉断面化された凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接する溶接工程をさらに備えていることにより、閉断面部材２０の接合強度を高めることができ、より強固な閉断面部材を製造することができる。
【００８８】
本実施形態では、ドロー成形によって、板状ワークＷ１をドロー成形型４０のブランクホルダ４１とダイ４５とにより挟持した状態で、パンチ４２をダイ４５の成形空間４５ｃ内に移動させることにより、板状ワークＷ１をダイ４５に対するパンチ４２の移動方向に突出させて凸状にドロー成形するとともに、板状ワークＷ１の凸状に成形される凸状頂面部Ｗ２に、板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部Ｗ２ａを成形しているが、例えば張出し成形などのその他のプレス成形を用いて成形するようにしてもよい。
【００８９】
また、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを曲げ成形した後に閉断面化させているが、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅの何れか一方の端部のみを内方側へ曲げ成形した後に閉断面化させるようにしてもよい。また、曲げ成形することなく閉断面化させるようにすることも可能であるが、かかる場合においても、凸状に成形された板状ワークＷ１が閉断面化される前に、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２に加熱処理が施される。
【００９０】
さらに、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形型６０の中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形型６０のダイに設けられた凹部６２内でプレス成形することで、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを突き合わせて閉断面化しているが、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを重ね合わせて閉断面化するようにしてもよい。かかる場合には、溶接工程において、好ましくは、重ね合わせられて閉断面化された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが重ね溶接や隅肉溶接によって溶接される。
【００９１】
また、本実施形態では、プレス成形型６０のダイ６１に凹部６２が設けられているが、ダイ６１に凹部を設けることなく、ダイ６１に設けられた平面部上にドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが配置されるように板状ワークＷ１をダイ６１に保持した状態で、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形型６０の中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形型６０のダイ６１に設けられた平面部でプレス成形することにより、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを圧潰してプレス成形面を成形するとともに、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化するようにしてもよい。
【００９２】
本実施形態では、板状ワークＷ１の凸部の短手方向における略中央部から凸状側面部にわたって板状ワークに沿って補強部材が設けられているが、板状ワークＷ１の凸部の短手方向における全体にわたって板状ワークに沿って補強部材を設けるようにしてもよく、また。フロントサイドフレーム２０の下面部２２からフロントサイドフレーム２０の上面部２１までフロントサイドフレーム２０に沿って補強部材３５が取り付けられるように、第２のプレス成形工程において閉断面化される板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅまで板状ワークＷ１に沿って設けられるように補強部材を板状ワークＷ１に固接させるようにすることも可能である。
【００９３】
このように、本実施形態に係る金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０の製造方法では、板状ワークＷ１を凸状にプレス成形するとともに凸状頂面部Ｗ２に板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部Ｗ２ａを成形する第１のプレス成形工程と、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形することより凸部Ｗ２ａを圧潰してプレス成形面Ｗ２ｄを成形するとともに凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する第２のプレス成形工程とを備え、補強部材Ｒ１を、第１のプレス成形工程において板状ワークＷ１とともにプレス成形し板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａの少なくとも一部を覆うように第１のプレス成形工程の前に板状ワークＷ１に固接させる補強部材固接工程と、第２のプレス成形工程の前に、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２を軟化させる軟化処理工程とをさらに備え、第２のプレス成形工程において、補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２を軟化させた状態で、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａと補強部材Ｒ１の板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを覆う部分Ｒ２とをプレス成形し板状ワークＷ１を閉断面化させる。これにより、成形型などの成形装置を複雑化させることなく、比較的簡単な方法によって、金属製閉断面部材を製造することができるとともに金属製閉断面部材を部分的に補強することができる。金属製閉断面部材と補強部材とを共にプレス成形することができ、金属製閉断面部材を有効に補強することができる。
【００９４】
また、軟化処理工程は、補強部材Ｒ１を加熱する加熱処理工程であることにより、比較的簡単な方法によって補強部材Ｒ１を加熱して軟化させることができ、前記効果を有効に得ることができる。
【００９５】
更に、補強部材Ｒ１は、第２のプレス成形工程において閉断面化される板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部まで板状ワークＷ１に沿って設けられるように板状ワークＷ１に固接されることにより、閉断面部材の断面崩れを抑制するように補強部材を配設する閉断面部材を製造する場合においても、前記効果を有効に奏することができる。
【００９６】
また更に、第１のプレス成形工程と第２のプレス成形工程の間に、プレス成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを板状ワークＷ１の内方側へ曲げ成形する曲げ成形工程をさらに備えていることにより、板状ワークＷ１を閉断面化させる際に、プレス成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の内方側への変位を少なくし、より精度良く金属製閉断面部材を製造することができる。
【００９７】
なお、本実施形態では、金属製の板状ワークを第１の成形型のブランクホルダとダイとにより挟持した状態で、第１の成形型のパンチをダイの成形空間内に移動させて板状ワーク材をプレス成形しているが、パンチを固定した状態で、板状ワークを挟持したブランクホルダとダイとをパンチに対して相対的に移動させてプレス成形するようにしてもよい。
【００９８】
また、本実施形態では、プレス成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２に設けられる凸部Ｗ２ａを断面円弧状に成形し、この凸部Ｗ２ａをプレス成形することにより、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２の両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ板状ワークＷ１の内方側へ変位させて閉断面化させているが、プレス成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２に設けられる凸部を断面台形状に成形するようにしてもよい。
【００９９】
以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、金属製の板状ワークから閉断面部材を製造する金属製閉断面部材の製造方法に関し、例えばフロントサイドフレームやリアサイドフレームなどの閉断面状に形成される車体部材の製造において有効に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
２０ フロントサイドフレーム
２３ 右側面部
３５、Ｒ１ 補強部材
４０ ドロー成形型
４１ ドロー成形型のブランクホルダ
４２ ドロー成形型のダイ
４５ ドロー成形型のパンチ
４５ｃ ドロー成形型のダイの成形空間
６０ プレス成形型
６１ プレス成形型のダイ
６２ プレス成形型のダイに設けられる凹部
６５ プレス成形型の中子型
６５ａ 中子型の上面部
６５ｂ 中子型の下面部
Ｗ１ 板状ワーク
Ｗ２ 凸状頂面部
Ｗ２ａ 凸状頂面部に設けられる凸部
Ｗ２ｄ プレス成形面
Ｗ３、Ｗ４ 凸状側面部
Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅ 凸状側面部の凸状頂面部側と反対側の端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の板状ワークを第１の成形型のブランクホルダとダイとにより挟持した状態で、第１の成形型のパンチを前記ダイの成形空間内に相対的に移動させることにより、前記板状ワークを前記ダイに対する前記パンチの移動方向に突出させて凸状にプレス成形するとともに、前記板状ワークの凸状に成形される凸状頂面部に前記板状ワークの凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部を成形する第１のプレス成形工程と、プレス成形された前記板状ワークを第２の成形型のダイに保持した状態で、プレス成形された前記板状ワークの前記凸部を第２の成形型の中子型により前記板状ワークの凸状に突出する方向にプレス成形することより、前記板状ワークの前記凸部を圧潰してプレス成形面を成形するとともに、前記第１のプレス成形工程において成形された前記板状ワークの凸状頂面部の両側の凸状側面部をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する第２のプレス成形工程とを備え、金属製の板状ワークから閉断面状に形成された閉断面部材を製造する金属製閉断面部材の製造方法であって、
前記閉断面部材を補強するための補強部材を、前記第１のプレス成形工程において前記板状ワークとともにプレス成形し前記板状ワークの前記凸部の少なくとも一部を覆うように前記第１のプレス成形工程の前に前記板状ワークに固接させる補強部材固接工程と、
前記第２のプレス成形工程の前に、前記補強部材の前記板状ワークの前記凸部を覆う部分を軟化させる軟化処理工程と、
をさらに備え、
前記第２のプレス成形工程において、前記補強部材の前記板状ワークの前記凸部を覆う部分を軟化させた状態で、前記板状ワークの前記凸部と前記補強部材の前記板状ワークの前記凸部を覆う部分とをプレス成形し前記板状ワークを閉断面化させる、
ことを特徴とする金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項２】
前記補強部材は、前記板状ワークとの接合部が、前記第１のプレス成形工程において前記板状ワークがプレス成形される際に折り曲げられる前記板状ワークの折曲稜線部を除く部分に設けられるように前記板状ワークに固接されることを特徴とする請求項１に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項３】
前記軟化処理工程は、前記補強部材を加熱する加熱処理工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項４】
前記補強部材は、前記第２のプレス成形工程において閉断面化される前記板状ワークの前記凸状側面部の前記凸状頂面部側と反対側の端部まで前記板状ワークに沿って設けられるように前記板状ワークに固接されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項５】
前記第１のプレス成形工程と前記第２のプレス成形工程の間に、プレス成形された前記板状ワークの前記凸状側面部の前記凸状頂面部側と反対側の端部を前記板状ワークの内方側へ曲げ成形する曲げ成形工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項６】
前記第２のプレス成形工程の後に、プレス成形された前記板状ワークの閉断面化された前記凸状側面部の端部どうしを、前記中子型の前記凸部をプレスする面部と反対側の面部に押し当てて決め押し成形する決め押し成形工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項７】
前記第２のプレス成形工程の後に、プレス成形された前記板状ワークの閉断面化された前記凸状側面部の端部どうしを溶接する溶接工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項１】
金属製の板状ワークを第１の成形型のブランクホルダとダイとにより挟持した状態で、第１の成形型のパンチを前記ダイの成形空間内に相対的に移動させることにより、前記板状ワークを前記ダイに対する前記パンチの移動方向に突出させて凸状にプレス成形するとともに、前記板状ワークの凸状に成形される凸状頂面部に前記板状ワークの凸状に突出する方向と逆方向に突出する凸部を成形する第１のプレス成形工程と、プレス成形された前記板状ワークを第２の成形型のダイに保持した状態で、プレス成形された前記板状ワークの前記凸部を第２の成形型の中子型により前記板状ワークの凸状に突出する方向にプレス成形することより、前記板状ワークの前記凸部を圧潰してプレス成形面を成形するとともに、前記第１のプレス成形工程において成形された前記板状ワークの凸状頂面部の両側の凸状側面部をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化する第２のプレス成形工程とを備え、金属製の板状ワークから閉断面状に形成された閉断面部材を製造する金属製閉断面部材の製造方法であって、
前記閉断面部材を補強するための補強部材を、前記第１のプレス成形工程において前記板状ワークとともにプレス成形し前記板状ワークの前記凸部の少なくとも一部を覆うように前記第１のプレス成形工程の前に前記板状ワークに固接させる補強部材固接工程と、
前記第２のプレス成形工程の前に、前記補強部材の前記板状ワークの前記凸部を覆う部分を軟化させる軟化処理工程と、
をさらに備え、
前記第２のプレス成形工程において、前記補強部材の前記板状ワークの前記凸部を覆う部分を軟化させた状態で、前記板状ワークの前記凸部と前記補強部材の前記板状ワークの前記凸部を覆う部分とをプレス成形し前記板状ワークを閉断面化させる、
ことを特徴とする金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項２】
前記補強部材は、前記板状ワークとの接合部が、前記第１のプレス成形工程において前記板状ワークがプレス成形される際に折り曲げられる前記板状ワークの折曲稜線部を除く部分に設けられるように前記板状ワークに固接されることを特徴とする請求項１に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項３】
前記軟化処理工程は、前記補強部材を加熱する加熱処理工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項４】
前記補強部材は、前記第２のプレス成形工程において閉断面化される前記板状ワークの前記凸状側面部の前記凸状頂面部側と反対側の端部まで前記板状ワークに沿って設けられるように前記板状ワークに固接されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項５】
前記第１のプレス成形工程と前記第２のプレス成形工程の間に、プレス成形された前記板状ワークの前記凸状側面部の前記凸状頂面部側と反対側の端部を前記板状ワークの内方側へ曲げ成形する曲げ成形工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項６】
前記第２のプレス成形工程の後に、プレス成形された前記板状ワークの閉断面化された前記凸状側面部の端部どうしを、前記中子型の前記凸部をプレスする面部と反対側の面部に押し当てて決め押し成形する決め押し成形工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項７】
前記第２のプレス成形工程の後に、プレス成形された前記板状ワークの閉断面化された前記凸状側面部の端部どうしを溶接する溶接工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【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】
【公開番号】特開２０１０−１６２５９６（Ｐ２０１０−１６２５９６Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９０７６（Ｐ２００９−９０７６）
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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