説明

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に孔部を精度良く形成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から閉断面部材を製造するに際し、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を形成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のプレス成形工程において、板状ワークW1の凸状頂面部W2に、凸部W2aと凸部が成形されない部分W2fとが板状ワークW1の長手方向に設けられ、凸部W2aが成形されない部分W2fに孔部W2hが形成される。

【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、自動車等の車両の車体製造ラインでは、車体部材を製造した後に、車体部材を車体組立工程において他の部材と組み付けたり車体塗装工程において他の部材とともに塗装したりすることが一般に行われている。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は、特に車体部材の下面には、他の部材と組み付けるための基準穴や塗料を抜き取るための塗装抜き穴が形成される場合がある。
【0009】
このような基準穴や塗装抜き穴などの孔部を金属製の閉断面部材に形成する場合、閉断面部材を形成した後に孔部を形成することも可能であるが、かかる場合には、閉断面部材を製造する際に閉断面部材の精度にバラツキがあると、閉断面部材に孔部を精度良く形成することが困難になる。
【0010】
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に孔部を精度良く形成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】
【0011】
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、前記第1のプレス成形工程において、前記板状ワークの凸状頂面部に前記凸部と前記凸部が成形されない部分とが前記板状ワークの長手方向に設けられ、前記第2のプレス成形工程の前に、前記凸部が成形されない部分に前記板状ワークを貫通する孔部が形成され、前記第2のプレス成形工程では、前記中子型により前記凸部が圧潰され、前記板状ワークの凸状頂面部の両側の凸状側面部がそれぞれ内方側へ変位させられ前記板状ワークが閉断面化されることを特徴としたものである。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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】
【0015】
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のプレス成形工程において、板状ワークの凸状頂面部に凸部と凸部が成形されない部分とが板状ワークの長手方向に設けられ、第2のプレス成形工程の前に、凸部が成形されない部分に板状ワークを貫通する孔部が形成されることにより、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に孔部を精度良く形成することができる。
【0016】
また、本願の請求項2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。
【0017】
更に、本願の請求項3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。
【0018】
また更に、本願の請求項4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】
【0019】
【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】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5】図4におけるY5−Y5線に沿ったドロー成形型の断面図である。
【図6】図4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】ドロー成形されるとともに孔部が形成された板状ワークを示す斜視図である。
【図9】ドロー成形されるとともに孔部が形成された板状ワークを図8におけるY9a−Y9a線及びY9b−Y9b線に沿って示す断面図である。
【図10】ドロー成形されるとともに孔部が形成された板状ワークの要部を示す斜視図である。
【図11】ドロー成形されるとともに孔部が形成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12】曲げ成形工程を説明するための説明図である。
【図13】曲げ成形工程を説明するための説明図である。
【図14】プレス成形工程を説明するための説明図である。
【図15】図14(a)のA部を拡大して示す要部拡大図である。
【図16】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17】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】
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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及び図3(a)に示すように、フロントサイドフレーム20の内部と外部とを連通する孔部35が設けられている。孔部35は、略円形状に形成され、フロントサイドフレーム20の下面部22を貫通して形成されている。
【0026】
このように、フロントサイドフレーム20に、その内部と外部とを連通する孔部35が形成されることにより、この孔部35を、車体組立工程において他の部材と組み付けるための基準穴や車体塗装工程において塗料を抜き取るための塗装抜き穴として用いることができる。
【0027】
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。
【0028】
図4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5は、図4におけるY5−Y5線に沿ったドロー成形型の断面図、図6は、
図4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4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。
【0029】
図4及び図5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。
【0030】
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5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。
【0031】
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が設けられている。凸部45mは、図4に示すように、底面部45dにおいて長手方向に延びるように設けられているが、その一部が分断された状態で凸部45mが形成されない部分45nが設けられ、底面部45dには、凸部45mと凸部45mが形成されない部分45nとが底面部45dの長手方向に設けられている。
【0032】
ドロー成形型40のダイ45はまた、図6に示すように、ダイ45において上下方向に延びるように形成された挿通孔45pに嵌め込まれた、板状ワークW1に穴あけ加工を施すための穴あけ加工用ピン46を備え、穴あけ加工用ピン46によって、底面部45dの凸部45mが形成されない部分45の一部が形成されている。穴あけ加工用ピン46は、円柱状に形成されており、ダイ45とともに上下方向に移動することができ、また、ダイ45に対して上下方向に移動することができるようになっている。この穴あけ加工用ピン46は、板状ワークW1が凸状に成形される際にはその底面部がダイ45の底面部45dと略面一になるように配置され、板状ワークW1が凸状に成形された後にダイ45に対して下方へ移動される。
【0033】
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5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。
【0034】
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が設けられている。凹部42mは、上面部42dにおいて長手方向に延びるように設けられているが、その一部が分断された状態で、ダイ45の凸部45mが形成されない部分45nに対応して凹部42mが形成されない部分(不図示)が設けられ、上面部42dには、凹部42mと前記凹部42mが形成されない部分とが上面部42dの長手方向に設けられている。
【0035】
ドロー成形型のパンチ42はまた、図6に示すように、上面部42dの前記凹部42mが形成されない部分に、上下方向に延びる円形状の貫通穴42pが形成されている。パンチ42に形成される貫通穴42pは、ダイ45の穴あけ用ピン46に対応して形成され、穴あけ加工用ピン46が挿入されるように穴あけ用ピン46より僅かに大きく形成されている。
【0036】
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。また、板状ワークW1をダイ45とパンチ42によってプレス成形した後には、ダイ45とパンチ42によって板状ワークW1をプレス成形した状態で、ダイ45の穴あけ用ピン46を下方へ移動することにより、板状ワークW1に該板状ワークW1を貫通する孔部を形成することができ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31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31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。
【0037】
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5及び図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が穴あけ用ピン46とともに下方へ移動され、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。
【0038】
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、図5に示すドロー成形型40の断面について示している。
【0039】
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。
【0040】
なお、図7では、ダイ45に設けられる凸部45mとパンチ42に設けられる凹部42mとを備えた断面について示しているが、図6に示すように、ダイ45に設けられる凸部45mとパンチ42に設けられる凹部42mとを備えていない断面についても、ダイ45の凸部45mが成形されない部分45nとパンチ42の前記凹部42mが成形されない部分とにより板状ワークW1が所定形状にプレス成形される。
【0041】
ドロー成形型40を備えたドロー成形装置では、板状ワークW1がダイ45とパンチ42とによりドロー成形された後には、板状ワークW1をダイ45とパンチ42とにより挟持した状態で、ダイ45の穴あけ用ピン46が、ダイ45に対して下方へ移動される。これにより、ドロー成形された板状ワークW1に、後述する図9(b)に示すように、板状ワークW1を貫通する孔部が形成される。
【0042】
図8は、ドロー成形されるとともに孔部が形成された板状ワークを示す斜視図、図9は、ドロー成形されるとともに孔部が形成された板状ワークを図8におけるY9a−Y9a線及びY9b−Y9b線に沿って示す断面図であり、図9の(a)は、図8におけるY9a−Y9a線に沿った板状ワークの断面図、図9の(b)は、図8におけるY9b−Y9b線に沿った板状ワークの断面図、図10は、ドロー成形されるとともに孔部が形成された板状ワークの要部を示す斜視図である。
【0043】
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。
【0044】
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が長手方向に延びるように設けられている。
【0045】
凸状頂面部W2は、図9(a)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、図8に示すように、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。
【0046】
また、凸状頂面部W2に設けられる凸部W2aは、図8及び図10に示すように、板状ワークW1の長手方向において一部が分断された状態で設けられ、凸状頂面部W2には、凸部W2aと凸部W2aが成形されない部分(図10において斜線ハッチングを施した部分)W2fとが板状ワークW1の長手方向に設けられる。本実施形態ではまた、板状ワークW1がドロー成形された後に、図9(b)に示すように、凸部W2aが成形されない部分W2fに板状ワークW1を貫通する孔部W2hが形成される。なお、凸部W2aが成形されない部分W2fは、板状ワークW1を貫通する孔部W2hに対応して形成されており、板状ワークW1の長手方向において孔部W2hよりも大きい幅S1を有するように形成されている。
【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から略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から略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】
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。
【0050】
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。板状ワークW1の凸状頂面部W2において凸部W2aが分断され凸部W2aが成形されない部分W2fもまた、フロントサイドフレーム20の下面部22の形状に応じて成形されている。
【0051】
本実施形態では、板状ワークW1をドロー成形する際に、図7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。
【0052】
なお、本実施形態では、板状ワークW1がドロー成形された後に、板状ワークW1の凸部W2aが成形されない部分W2fに板状ワークW1を貫通する孔部W2hが形成されているが、板状ワークW1をドロー成形するとともに、板状ワークW1の凸部W2aが成形されない部分W2fに板状ワークW1を貫通する孔部W2hを形成するようにしてもよい。
【0053】
本実施形態では、ドロー成形型40を備えたドロー成形装置において、板状ワークW1を凸状にドロー成形するとともに板状ワークW1の凸部W2aが成形されない部分W2fに孔部W2hを形成することにより、穴あけ加工のための工程を別途設けることなく、板状ワークW1に孔部W2hを精度良く形成することができる。
【0054】
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がドロー成形されるとともに板状ワークW1の凸部W2aが成形されない部分W2fに孔部W2hが形成された後、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。
【0055】
次に、ドロー成形されるとともに孔部W2hが形成された板状ワーク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11は、ドロー成形されるとともに孔部が形成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。
【0056】
図11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、ドロー成形されるとともに孔部W2hが形成された板状ワーク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。
【0057】
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11に示すように、その右側部分が、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。
【0058】
また、第1のダイ51の上面51bの左側部分は、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。
【0059】
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。
【0060】
このようにして構成される曲げ成形型50を備えた曲げ成形装置では、第1のダイ51とパンチ55との間に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を下降させることによりパンチ55と第2のダイ52とによって、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を曲げ成形することができるようになっている。
【0061】
曲げ成形型50を用いて、ドロー成形されるとともに孔部W2hが形成された板状ワーク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11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、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。
【0062】
図12及び図13は、曲げ成形工程を説明するための説明図であり、図12は、パンチが下降してパンチと板状ワークとが接触した状態を示し、図13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、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。
【0063】
図12に示すように、第1のダイ51の上面51bにドロー成形されるとともに孔部W2hが形成された板状ワーク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13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。
【0064】
ドロー成形されるとともに孔部W2hが形成された板状ワーク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13において二点鎖線で示すように、板状ワークW1を90度回転させて、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。
【0065】
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、ドロー成形されるとともに孔部W2hが形成された板状ワークW1は、凸状頂面部W2に設けられた凸部W2aが凸部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され、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変位させられて閉断面化される。
【0066】
図14は、プレス成形工程を説明するための説明図であり、図14の(a)は、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るとともに孔部が形成された板状ワークが保持された状態を示し、図14の(b)は、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14の(c)は、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14では、板状ワークW1については図9(a)に対応する断面について示しており、図14(b)及び図14(c)では、プレス成形型のパンチを省略して示している。
【0067】
図14(a)に示すように、ドロー成形されるとともに孔部W2hが形成された板状ワーク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、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。
【0068】
プレス成形型60のダイ61は、図14(a)に示すように、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15は、図14(a)のA部を拡大して示す要部拡大図であり、この図15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15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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
プレス成形型60の中子型65は、板状ワークW1の凸状頂面部W2に設けられた凸部W2aを、すなわち、凸部W2aが成形されない部分W2fによって板状ワークW1の長手方向に分断された凸部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。
【0072】
この中子型65は、図14(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。
【0073】
また、プレス成形型60の中子型65は、ドロー成形されるとともに孔部W2hが形成された板状ワーク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14(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。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。
【0074】
プレス成形型60のパンチ67は、後述するように、ドロー成形されるとともに孔部W2hが形成された板状ワーク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。
【0075】
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、ドロー成形されるとともに孔部W2hが形成された板状ワーク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、板状ワークW1の凸部W2aがプレス成形型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凹部62内でプレス成形し、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ことができるようになっている。
【0076】
プレス成形型60を用いて、ドロー成形されるとともに孔部W2hが形成された板状ワークW1の凸部W2aを凹部62内でプレス成形する際には、図14(a)に示すように、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、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。
【0077】
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10に示す板状ワークW1の凸部W2aが成形されない部分W2fの前方側に位置する凸部W2aが、図10に示す板状ワークW1の凸部W2aが成形されない部分W2fの後方側に位置する凸部W2aとともに、図14(b)に示すように、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。
【0078】
さらに、中子型65が下方へ移動され、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14(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。
【0079】
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を成形し、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板状ワークW1を閉断面化する際に、閉断面状に形成される閉断面部材の内部と外部とを連通する孔部を、凸状にプレス成形された板状ワークW1の凸部W2aに形成すると、閉断面部材において孔部の位置精度を確保することが困難であるが、本実施形態では、板状ワークW1の凸部W2aが成形されない部分W2fに孔部W2hを形成することで、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際に、孔部の位置精度を確保することができる。
【0080】
図14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16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16の(a)は、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16の(b)は、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。
【0081】
図3(b)に示す断面に対応する断面についても、ドロー成形されるとともに孔部が形成された板状ワークW1が、ダイ61に設けられた凹部62上に板状ワーク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16(a)に示すように、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。
【0082】
中子型65がさらに下方へ移動され、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16(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。
【0083】
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。
【0084】
また、本実施形態では、閉断面部材の断面幅よりも狭い断面幅を有する中子型を用いてプレス成形されることにより、プレス成形された板状ワークの凸状側面部にも閉断面内方側に向けて突出する凸部を形成する場合においても、閉断面化する際に、凸状側面部に形成された凸部と中子型との干渉を防止することができる。
【0085】
図14(c)及び図16(b)に示すように、ドロー成形されるとともに孔部W2hが形成された板状ワーク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。
【0086】
図17は、決め押し成形工程を説明するための説明図であり、図17の(a)は、決め押し成形前の状態を示し、図17の(b)は、決め押し成形後の状態を示している。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17(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。
【0087】
プレス成形型60のパンチ67が、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17(b)に示すように、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。
【0088】
このように、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。
【0089】
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、突き合わせられた凸状側面部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。このフロントサイドフレーム20には、図2に示すように、フロントサイドフレーム20の下面部22に孔部35が形成されている。
【0090】
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。
【0091】
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く、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。
【0092】
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61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。
【0093】
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。
【0094】
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、第1のプレス成形工程において板状ワークW1の凸状頂面部W2に凸部W2aと凸部W2aが成形されない部分W2fとが板状ワークW1の長手方向に設けられ、第2のプレス成形工程の前に、凸部W2aが成形されない部分W2fに板状ワークW1を貫通する孔部W2hが形成される。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に孔部を精度良く形成することができる。金属製の閉断面部材として構成される車体部材の下面に、他の部材と組み付けるための基準穴や塗料を抜き取るための塗装抜き穴などとして用いる孔部が形成された車体部材を製造する場合においても、車体部材の下面に精度良く孔部を形成することができる。
【0095】
また、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。
【0096】
更に、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W1の閉断面化された凸状側面部W3、W4の端部どうしW3e、W4e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W6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。
【0097】
また更に、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W1の閉断面化された凸状側面部W3、W4の端部どうしW3e、W4e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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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】
【0101】
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】
【0102】
20 フロントサイドフレーム
22 下面部
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
W2f 凸部が成形されない部分
W2h 孔部
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、
前記第1のプレス成形工程において、前記板状ワークの凸状頂面部に前記凸部と前記凸部が成形されない部分とが前記板状ワークの長手方向に設けられ、
前記第2のプレス成形工程の前に、前記凸部が成形されない部分に前記板状ワークを貫通する孔部が形成され、
前記第2のプレス成形工程では、前記中子型により前記凸部が圧潰され、前記板状ワークの凸状頂面部の両側の凸状側面部がそれぞれ内方側へ変位させられ前記板状ワークが閉断面化される、
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に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【請求項3】
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1〜3の何れか一に記載の金属製閉断面部材の製造方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate

【図11】
image rotate

【図12】
image rotate

【図13】
image rotate

【図14】
image rotate

【図15】
image rotate

【図16】
image rotate

【図17】
image rotate


【公開番号】特開2010−188352(P2010−188352A)
【公開日】平成22年9月2日(2010.9.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−32317(P2009−32317)
【出願日】平成21年2月16日(2009.2.16)
【出願人】(000003137)マツダ株式会社 (6,115)
【Fターム(参考)】