金属製閉断面部材の製造方法
【課題】金属製板状ワークから金属製閉断面部材を製造することができるとともに、その突合せ端部の溶接性に優れた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に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、凸部をプレス成形することにより凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させる第２のプレス成形工程と、凸状側面部の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接する溶接工程とを備え、一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、凸状側面部の端部どうしが溶接される際に他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に重ねられる延設部Ｗ５を形成する延設部形成工程をさらに備え、溶接工程は、一方の凸状側面部の端部に形成された延設部と他方の凸状側面部の端部との間に溶加材を供給して行うことを特徴とする。
【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に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、凸部をプレス成形することにより凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させる第２のプレス成形工程と、凸状側面部の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接する溶接工程とを備え、一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、凸状側面部の端部どうしが溶接される際に他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に重ねられる延設部Ｗ５を形成する延設部形成工程をさらに備え、溶接工程は、一方の凸状側面部の端部に形成された延設部と他方の凸状側面部の端部との間に溶加材を供給して行うことを特徴とする。
【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、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を一体成形し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曲げ工程で両端部近傍を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、成形断面と略同一形状の切欠き部を有する複数のプレートを並列に配設した下型に倣うように第２曲げ工程で成形した鋼板の中央部を押さえ込むと共に、外側に拡がろうとする鋼板の両端部近傍の曲部を上型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】
ところで、自動車等の車両に用いられる金属製閉断面部材として構成される車体部材について、断面ハット状に形成した２枚の板状ワークのフランジ部を互いに重ね合わせて製造する場合には、閉断面部材を製造するためにのみ用いるフランジ部によって軽量化が妨げられることとなる。
【０００７】
一方、前記特許文献１に記載される三角形チューブを製造する方法は、閉断面部材を製造するためにのみ用いるフランジ部を形成しないので軽量化を図ることができるものの、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ており、その長手方向に断面形状が複雑に変化し得るので、前記下型を作製するために、切欠き部の形状が異なる複数のプレートを用意しなければならないなど、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】
これに対しては、板状ワークを凸状にプレス成形するとともに、この凸状にプレス成形される凸状頂面部に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、こ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により、第１のプレス成形工程において成形された凸状頂面部の両側の凸状側面部を板状ワークの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によって、板状ワークから閉断面部材を製造する方法が考えられる。
【０００９】
かかる方法によれば、閉断面部材を製造するためにのみ用いるフランジ部や、下型を作製するための切欠き部の形状が異なる複数のプレートを用意する必要がなく、閉断面部材の断面形状が長手方向に変化する場合においても、比較的容易に板状ワークから閉断面部材を製造することが可能である。
【００１０】
しかしながら、かかる方法によって製造された閉断面部材において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場合、板状ワークの凸部をプレス成形して両側の凸状側面部を内方側へ変位させることから、凸部のプレス成形精度などによっては長手方向において板状ワークの端部どうしの突き合わせ状態が微妙に異なり、所要の溶接強度を得るための溶接作業性を悪化させることが考えられるので、溶接性向上のための改善が望まれるところである。
【００１１】
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、比較的簡単な方法によって、金属製板状ワークから金属製閉断面部材を製造することができるとともに、その突合せ端部の溶接性に優れた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】
【００１２】
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、該第１のプレス成形工程において成形された前記凸部を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により前記凸部を圧潰するとともに前記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る第２のプレス成形工程と、前記両側の凸状側面部の端部どうしを溶接する溶接工程と、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２のプレス成形工程の前に、前記板状ワークの一方の凸状側面部の端部に、前記両側の凸状側面部の端部どうしが溶接される際に前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部の内側に重ねられる延設部を形成する延設部形成工程をさらに備え、前記溶接工程は、少なくとも前記延設部形成工程において前記板状ワークの一方の凸状側面部の端部に形成された前記延設部と前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部との間に溶加材を供給して行う、ことを特徴としたものである。
【００１３】
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、前記溶接工程は、前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部に対向する前記延設部の対向面と、前記延設部に対向する前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部の対向面との間に溶加材を供給して行う、ことを特徴としたものである。
【００１４】
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、前記溶接工程において、前記溶加材は、前記板状ワークから形成される前記閉断面部材の外面よりも内側に供給される、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、前記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。
【発明の効果】
【００１６】
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、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により両側の凸状側面部をそれぞれ内方側へ変位させる第２のプレス成形工程と、両側の凸状側面部の端部どうしを溶接する溶接工程と、を備え、第２のプレス成形工程の前に、一方の凸状側面部の端部に、両側の凸状側面部の端部どうしが溶接される際に他方の凸状側面部の端部の内側に重ねられる延設部を形成する延設部形成工程をさらに備え、溶接工程は、少なくとも一方の凸状側面部の端部に形成された延設部と他方の凸状側面部の端部との間に溶加材を供給して行うことにより、成形型などの成形装置や成形工程を複雑化させることなく、比較的簡単な方法によって、金属製板状ワークから金属製閉断面部材を製造することができるとともに、その突合せ端部の溶接性に優れた金属製閉断面部材を製造することができる。
【００１７】
また、本願の請求項２に係る発明によれば、溶接工程は、他方の凸状側面部の端部に対向する延設部の対向面と、延設部に対向する他方の凸状側面部の端部の対向面との間に溶加材を供給して行うことにより、板状ワークの端部どうしを確実に溶接することができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００１８】
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、溶接工程において、溶加材は、板状ワークから形成される閉断面部材の外面よりも内側に供給されることにより、閉断面部材の板状ワークの端部どうしが溶接された部分に他の部品が組み付けられる場合においても、溶加材が他の部品と干渉することを防止することができる。
【００１９】
また更に、本願の請求項４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、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、両側の凸状側面部をそれぞれ内方側へ変位させる際に、凸状側面部の内方側への変位を少なくし、精度良く金属製閉断面部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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概略的に示す斜視図である。
【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を概略的に示す断面図である。
【図４】板状ワークをプレス成形するための第１のプレス成形装置のプレス成形型を示す斜視図である。
【図５】図４におけるＹ５−Ｙ５線に沿ったプレス成形型の断面図である。
【図６】第１のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図である。
【図７】第１のプレス成形装置によってプレス成形された板状ワークを示す斜視図である。
【図８】図７におけるＹ８−Ｙ８線に沿った板状ワークの断面図である。
【図９】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１０】曲げ成形装置による曲げ成形工程を説明するための説明図である。
【図１１】曲げ成形装置による曲げ成形工程を説明するための説明図である。
【図１２】板状ワークの端部に延設部を形成する延設部形成工程を説明するための説明図である。
【図１３】板状ワークの凸部をプレス成形するための第２のプレス成形装置のプレス成形型を示す断面図である。
【図１４】第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図である。
【図１５】第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図である。
【図１６】図１５に示す板状ワークの要部を拡大して示す要部拡大図である。
【図１７】フロントサイドフレームの図３（ｂ）に示す断面に対応する断面について、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図である。
【図１８】溶接工程を説明するための説明図である。
【図１９】凸状側面部の端部どうしの間の隙間が異なる板状ワークについて、板状ワークの端部が溶接された状態を示す図である。
【図２０】本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造する別の方法を説明するための説明図である。
【図２１】本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造するさらに別の方法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】
【００２１】
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、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む別の用語など特定の方向を意味する用語を使用するが、それら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。
【００２２】
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。本実施形態では、金属製の板状ワークを閉断面状に形成して製造する金属製閉断面部材として、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を例に説明するが、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などの閉断面状に形成されるその他の車体部材に適用してもよく、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に適用することも可能である。
【００２３】
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概略的に示す斜視図である。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を概略的に示す断面図であり、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を概略的に示す断面図、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を概略的に示す断面図である。
【００２４】
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を有する断面略八角形状に形成されている。
【００２５】
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略平行に成形されるとともに短手方向の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、左側面部２４、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左側面部２４、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、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右側面部２３、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ている。
【００２６】
また、フロントサイドフレーム２０では、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おり、右側面部２３及び第１の傾斜側面部２５には中空部２９の内方側に窪む複数のビード３１が形成されている。
【００２７】
なお、図２及び図３では、フロントサイドフレーム２０を概略的に示しているが、本実施形態では、後述するように、板状ワークを凸状にプレス成形するとともに板状ワークの凸状にプレス成形される凸状頂面部に逆方向に突出する凸部を成形し、こ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により凸状頂面部の両側の凸状側面部を内方側へ変位させ、板状ワークの端部どうしを溶接して製造することから、上面部２１は、具体的には後述する図１６に示すように、一方の凸状側面部の端部に、他方の凸状側面部の端部の内側に重ねられる延設部を形成し、一方の凸状側面部の端部に形成された延設部と他方の凸状側面部の端部との間に溶加材を供給して、板状ワークの端部どうしが溶接されて形成されている。
【００２８】
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矩形状の金属製の板状素材（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。
【００２９】
図４は、板状ワークをプレス成形するための第１のプレス成形装置のプレス成形型を示す斜視図であり、図５は、図４におけるＹ５−Ｙ５線に沿った第１のプレス成形装置のプレス成形型の断面図である。なお、図４では、プレス成形型のダイの下面に設けられる凹部とプレス成形型のブランクホルダ内に設けられるパンチとを実線で示し、図５では、ブランクホルダに保持される板状ワークも示している。
【００３０】
板状ワークＷ１をプレス成形するための第１のプレス成形装置は、図４及び図５に示すように、板状ワークＷ１を凸状にプレス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を成形するためのダイ４５及びパンチ４２であって相対的に移動されるダイ４５及びパンチ４２と、板状ワークＷ１をダイ４５と挟持するブランクホルダ４１とを有するプレス成形型（第１のプレス成形型）４０を備えている。
【００３１】
プレス成形型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をプレス成形するための成形空間４５ｃが形成されている。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、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右縦壁部４５ｆ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左縦壁部４５ｊとを備えている。また、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４に示すように、底面部４５ｄにおいて長手方向に連続して設けられている。
【００３２】
プレス成形型４０のパンチ４２は、ブランクホルダ４１の内周面部４１ａに外周面部４２ａが嵌め合わせられるとともに、図示しないパンチ移動機構によって上下方向に移動され、ダイ４５に対して相対的に移動されるようになっている。パンチ４２は、ダイ４５との間で板状ワークＷ１をプレス成形するために、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、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外周面部４２ａの一部を構成する右縦壁部４２ｆ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外周面部４２ａの一部を構成する左縦壁部４２ｊ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連続して設けられている。
【００３３】
プレス成形型４０のブランクホルダ４１は、板状ワークＷ１をダイ４５に対して押さえるためのものであり、板状ワークＷ１を保持した状態で板状ワークＷ１をダイ４５と挟持するように、図示しないブランクホルダ移動機構によって上下方向に移動されるようになっている。
【００３４】
また、前記第１のプレス成形装置は、該第１のプレス成形装置を総合的に制御する第１のプレス成形装置用制御ユニット（不図示）を備えており、該第１のプレス成形装置用制御ユニットは、パンチ４２及びブランクホルダ４１の移動機構などの各種作動を制御する。なお、前記第１のプレス成形装置用制御ユニット、並びに後述する第２のプレス成形装置用制御ユニット及び曲げ成形装置用制御ユニットは、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成されている。
【００３５】
このようにして構成されるプレス成形型４０を備えた第１のプレス成形装置では、板状ワークＷ１をブランクホルダ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内に移動させて板状ワークＷ１をプレス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、ダイ４５には、凹部４５ｂの第２の傾斜壁部４５ｉ及び左縦壁部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、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。
【００３６】
第１のプレス成形装置を用いて板状ワークＷ１をプレス成形する際には、図５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の上面部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の上面部４１ｂに保持される。そして、プレス成形型４０のブランクホルダ４１が上方へ移動され、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより板状ワークＷ１の短手方向の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内に移動され、板状ワークＷ１がプレス成形される。
【００３７】
図６は、第１のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図であり、図６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プレス成形されている状態を示し、図６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プレス成形された状態を示している。
【００３８】
図６（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が断面台形状にプレス成形される。さらにパンチ４２が上方へ移動されると、図６（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１がさらにプレス成形され、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。
【００３９】
図７は、第１のプレス成形装置によってプレス成形された板状ワークを示す斜視図であり、図８は、図７におけるＹ８−Ｙ８線に沿った板状ワークの断面図である。図７及び図８に示すように、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。
【００４０】
プレス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が長手方向に連続して設けられている。また、凸状頂面部Ｗ２は、図７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。
【００４１】
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及び右縦壁部４５ｆとパンチ４２の第１の傾斜壁部４２ｅ及び右縦壁部４２ｆ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とを有している。
【００４２】
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及び左縦壁部４５ｊとパンチ４２の第２の傾斜壁部４２ｉ及び左縦壁部４２ｊ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とを有している。
【００４３】
プレス成形された板状ワークＷ１にはまた、凹部４５ｂの第２の傾斜壁部４５ｉ及び左縦壁部４５ｊに形成される前記ビード形成用突出部とパンチ４２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。
【００４４】
本実施形態では、板状ワークＷ１をプレス成形する際に、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１の短手方向の両端部がブランクホルダ４１によりダイ４５に対して押圧され、プレス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。
【００４５】
また、凸状頂面部Ｗ２に設けられる凸部Ｗ２ａ、右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び左凸状頂面部Ｗ２ｃはそれぞれ、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及び第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。
【００４６】
本実施形態では、金属製の板状ワークＷ１をブランクホルダ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内に移動させて板状ワークＷ１をプレス成形しているが、パンチ４２を固定した状態で、板状ワークＷ１を挟持したブランクホルダ４１とダイ４５とをパンチ４２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。
【００４７】
このようにしてプレス成形型４０を備えた第１のプレス成形装置によって板状ワークＷ１がプレス成形された後、プレス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８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の短手方向における両端部Ｗ５及び第２の右凸状側面部Ｗ３ｂの略中央部から下側部分が切り取られる。
【００４８】
次に、板状ワークＷ１は、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部、具体的には、図８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、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が板状ワークＷ１の内方側へ曲げ成形される曲げ成形工程が行われる。
【００４９】
本実施形態では、曲げ成形工程時にまた、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、後述するように凸部Ｗ２ａが板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形されることにより両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４が内方側へ変位させられ、その後に板状ワークＷ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される際に、他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで重ねられる延設部が形成される。
【００５０】
図９は、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９に示すように、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを板状ワークＷ１の内方側へ曲げ成形するための曲げ成形装置は、凸状にプレス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、図示しないパンチ移動機構によって上下方向に移動可能に構成されるパンチ５５と、を有する曲げ成形型５０を備えている。
【００５１】
曲げ成形型５０にはまた、板状ワークＷ１の一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅをパンチ５５とともに断面略Ｚ字状に曲げ成形するためのスライド部５８が備えられており、該スライド部５８は、第２のダイ５２の上方に設けられ、図示しないスライド部移動機構によって左右方向に移動可能に構成されている。
【００５２】
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、図９に示すように第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、その右側部分が、プレス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プレス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。
【００５３】
また、第１のダイ５１の上面５１ｂの左側部分は、プレス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プレス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。
【００５４】
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、プレス成形された板状ワークＷ１を押圧するための第１のパンチ５６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を押圧するための第２のパンチ５７とを備えている。
【００５５】
第１のパンチ５６は、その下面部５６ａが第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を上方側から押圧することができるように凸状側面部Ｗ４の形状に応じて形成され、第２のパンチ５７は、その下面部５７ａが第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を上方側から押圧することができるように凸状側面部Ｗ３の形状に応じて形成されている。また、第１のパンチ５６には、スライド部５８が配置される側の側面部５６ｂに断面コ字状に窪む溝部５６ｃが形成されており、スライド部５８と第１のパンチ５６とによって凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅを断面略Ｚ字状に曲げ成形することができるようになっている。
【００５６】
前記曲げ成形装置にはまた、該曲げ成形装置を総合的に制御する曲げ成形装置用制御ユニット（不図示）が備えられており、該曲げ成形装置用制御ユニットは、パンチ５５、具体的には第１のパンチ５６及び第２のパンチ５７、並びにスライド部５８の移動機構などの各種作動を制御する。
【００５７】
前記曲げ成形装置を用いて板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを曲げ成形する際には、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、プレス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。
【００５８】
図１０及び図１１は、曲げ成形工程を説明するための説明図であり、図１０は、パンチが下降してパンチとプレス成形された板状ワークとが接触した状態を示し、図１１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、プレス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。
【００５９】
第１のダイ５１の上面５１ｂに板状ワークＷ１が保持された状態で、パンチ５５が下降されると、図１０に示すように、パンチ５５の第１のパンチ５６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の第１のパンチ５６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の第１のパンチ５６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１１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、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅの内方側への曲げ成形を終了する。
【００６０】
凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅの内方側への曲げ成形が終了すると、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、板状ワークＷ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される際に他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで重ねられる延設部を形成する延設部形成工程が行われる。
【００６１】
図１２は、板状ワークの端部に延設部を形成する延設部形成工程を説明するための説明図である。前記曲げ成形装置において、パンチ５５の第１のパンチ５６と第２のダイ５２とにより凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅが内方側へ曲げ成形された後、図１２に示すように、スライド部５８が水平方向左側へ移動され、パンチ５５の第１のパンチ５６と第２のダイ５２とにより板状ワークＷ１を挟んだ状態でパンチ５５の第１のパンチ５６とスライド部５８とにより凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅが断面略Ｚ字状に曲げ成形され、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、スライド部５８の移動方向に略直角方向に曲げ成形される第１の部分Ｗ５ａと、第１の部分Ｗ５ａから略直角方向に延びる第２の部分Ｗ５ｂとからなる延設部Ｗ５が板状ワークＷ１の長手方向に連続して形成される（後述する図１６参照）。
【００６２】
板状ワークＷ１の端部Ｗ４ｅに延設部Ｗ５が形成されると、スライド部５８が水平方向右側に戻された後にパンチ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１２において二点鎖線で示すように、凸状にプレス成形された板状ワーク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、第２のパンチ５７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】
凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅが内方側へ曲げ成形されるとともに凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに延設部Ｗ５が形成された後に、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅが内方側へ曲げ成形されると、板状ワークＷ１は次に、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る。
【００６４】
図１３は、板状ワークの凸部をプレス成形するための第２のプレス成形装置のプレス成形型を示す断面図であり、図１３には、プレス成形型に保持された板状ワークも示している。また、図１４及び図１５は、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図であり、図１４は、プレス成形型の中子型によって板状ワークの凸部がプレスされている状態を示し、図１５は、プレス成形型の中子型によって板状ワークの凸部がプレス成形された状態を示している。
【００６５】
図１３に示すように、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形するための第２のプレス成形装置は、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、ダイ６１に保持された板状ワーク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ための中子型６５とを有するプレス成形型（第２のプレス成形型）６０を備えている。
【００６６】
プレス成形型６０のダイ６１は、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。凹部６２は、底面部６２ａと、側壁部６２ｂ、６２ｃ、具体的には図１３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、長手方向に連続して延びている。
【００６７】
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、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略一定の所定の角度で形成されている。
【００６８】
プレス成形型６０の中子型６５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、板状ワークＷ１よりも長手方向に長く形成され、図１３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とを備え、断面四角形状に形成されている。中子型６５の下面部６５ｂ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、中子型６５の下面部６５ｂは、その短手方向における断面長さが凸部Ｗ２ａの断面長さＬ１１と略同一の長さを有するように形成されている。中子型６５の上面部６５ａは、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形され、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ内方側へ変位させられる際に、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅと干渉しないように形成されている。
【００６９】
プレス成形型６０の中子型６５はまた、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形される際に、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、図１５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、プレス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。
【００７０】
このようにして形成された中子型６５は、図示しない中子型上下方向移動機構によって上下方向に移動されるようになっているとともに、図示しない中子型前後方向移動機構によって板状ワークＷ１が閉断面化された後に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なっている。
【００７１】
また、前記第２のプレス成形装置には、該第２のプレス成形装置を総合的に制御する第２のプレス成形装置用制御ユニット（不図示）が備えられており、該第２のプレス成形装置用制御ユニットは、中子型６５の移動機構の作動を制御する。
【００７２】
このようにして構成されるプレス成形型６０を備えた第２のプレス成形装置は、第１のプレス成形装置によってプレス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ることができるようになっている。
【００７３】
第２のプレス成形装置を用いて板状ワーク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。
【００７４】
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１４に示すように、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、凸状にプレス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、凸状にプレス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。
【００７５】
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１５に示すように、凸部Ｗ２ａが圧潰されパンチ６５とダイ６１とによって板状ワークＷ１にプレス成形面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、板状ワークＷ１が閉断面化される。
【００７６】
図１６は、図１５に示す板状ワークの要部を拡大して示す要部拡大図であり、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを拡大して示している。なお、図１６では、後述する溶接工程において供給される溶加材が示されるとともに、板状ワークＷ１から形成された閉断面部材に取り付けられる部材が二点鎖線で示されている。
【００７７】
図１６に示すように、一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５は、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形され、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ると、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間に所定の隙間が形成された状態で、他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅに沿って重ねられ、板状ワークＷ１が閉断面化される。
【００７８】
図１３から図１６では、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するために、フロントサイドフレーム２０の図３（ａ）に示す断面に対応する断面について示しているが、フロントサイドフレーム２０の図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。
【００７９】
図１７は、フロントサイドフレームの図３（ｂ）に示す断面に対応する断面について第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図であり、図１７の（ａ）は、中子型と板状ワークの凸部とが接触した状態を示し、図１７の（ｂ）は、板状ワークの凸部が中子型によってプレス成形された状態を示している。
【００８０】
フロントサイドフレーム２０の図３（ｂ）に示す断面に対応する断面についても、板状ワークＷ１が、ダイ６１に設けられた凹部６２上に凸部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１７（ａ）に示すように、中子型６５の下面部６５ｂと板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａとが接触する。
【００８１】
この状態からさらに、中子型６５が下方へ移動され、凸部Ｗ２ａが中子型６５によりプレス成形されると、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、凸状にプレス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、凸状にプレス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、図１７（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、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間に所定の隙間が形成された状態で、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５が、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで重ねられ、板状ワークＷ１が閉断面化される。
【００８２】
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、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して立ち起こすことができ、プレス成形を安定して行うことができる。
【００８３】
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、板状ワークＷ１が閉断面化された後には、少なくとも一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５と他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅとの間に溶加材を供給して、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される溶接工程が行われる。
【００８４】
図１８は、溶接工程を説明するための説明図である。本実施形態では、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接するに際し、図１８に示す溶接装置７０が用いられる。溶接装置７０は、レーザとアーク溶接とを組み合わせたものであり、レーザビーム７２を照射するレーザトーチ（不図示）と、アークトーチ７３とを備えており、図１８に示すように溶接方向が右方向である場合、レーザビーム７２によって板状ワークＷ１を加熱し、この熱によってレーザビーム７２の後方側に位置するアークトーチ７３から突出して延びる溶接ワイヤ７４が溶かされ、溶接ワイヤ７４の溶けた溶加材７１が板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅの間に供給され、板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される。
【００８５】
図１６に示すように、溶加材７１は、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅと凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅとの間に上方側から供給され、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅに対向する延設部Ｗ５の対向面Ｗ５ｆと、延設部Ｗ５に対向する板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの対向面Ｗ３ｆとの間を含む、少なくとも延設部Ｗ５と凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅとの間に供給され、板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが長手方向に連続して溶接される。これにより、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。
【００８６】
ここで、板状ワークＷ１として板厚が１．２〜１．４ｍｍの鋼板を用いた場合に、溶接装置７０を用いて板状ワークＷ１を溶接する際の溶接条件の一例を以下に示す。なお、レーザ照射角度とは、レーザビーム７２の照射軸と板状ワークＷ１とのなす角度θ１であり、アークトーチ角度とは、アークトーチ７３の中心軸と板状ワークＷ１とのなす角度θ２である。
＜溶接条件＞
・溶接装置：ＹＡＧレーザ・ＭＡＧアークハイブリッド溶接装置
・レーザビームスポット径 ：０．６ｍｍ
・レーザ照射角度 ：９０°
・レーザ出力 ：１．５ｋＷ
・アークトーチ角度 ：６０°
・シールドガス ：Ａｒ２０％ＣＯ２（供給速度２０Ｌ／ｍｉｎ）
・アーク電流 ：８０Ａ
・アーク電圧 ：１３．５〜１４．５Ｖ
・溶接速度 ：３．０ｍ／ｍｉｎ又は２．０ｍ／ｍｉｎ
・溶接ワイヤ ：ＭＧＳ−８０（１．２ｍｍφ）
・ワイヤ突出し長さ ：１５ｍｍ
【００８７】
このようにして、第２のプレス成形工程の前に、一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される際に他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に重ねられる延設部Ｗ５が形成され、溶接工程において、一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに設けた延設部Ｗ５と他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅとの間に溶加材７１を供給して、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接することにより、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形して凸状側面部Ｗ３、Ｗ４を板状ワークＷ１の内方側へ変位させる場合に板状ワークＷ１の長手方向において板状ワークＷ１の突き合わせ状態が異なり、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間の隙間が異なる場合においても、所要の溶接強度を得るための溶接作業性を悪化させることがなく、その突合せ端部の溶接性を向上させることができる。
【００８８】
図１９は、閉断面化された凸状側面部の端部どうしの間の隙間が異なる板状ワークについて板状ワークの端部が溶接された状態を示す図であり、図１９の（ａ）は、予め設定された凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間の隙間がＳ１である場合を示し、図１９の（ｂ）は、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間の隙間がＳ１より小さいＳ２である場合を示している。
【００８９】
本実施形態では、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接する際に、溶加材７１の供給量を一定とすると、すなわち溶接速度を一定とすると、端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間の隙間が所定の隙間Ｓ１に対して小さい隙間Ｓ２である場合、板状ワークＷ１から形成される閉断面部材の外面から溶加材７１までの深さＨ２は、端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間の隙間がＳ１である場合の深さＨ１に比して浅くなるものの、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅに対向する延設部Ｗ５、具体的には第２の部分Ｗ５ｂの対向面Ｗ５ｆと、延設部Ｗ５に対向する凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの対向面Ｗ３ｆとの間に溶加材７１が供給されるので、板状ワークＷ１の長手方向に板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間の隙間が異なる場合においても、板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを確実に溶接することができる。
【００９０】
なお、溶加材７１は、板状ワークＷ１の長手方向に板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの隙間が異なる場合においても、板状ワークＷ１が閉断面化された閉断面部材の外面よりも内側に供給される。これにより、閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０の板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接された部分に、図１６に示すように、他の部品７７が組み付けられる場合においても、溶加材７１が他の部品７７と干渉することを防止することができる。
【００９１】
本実施形態では、前記第１のプレス成形装置、前記第２のプレス成形装置、前記曲げ成形装置及び前記溶接装置によって金属製の板状ワークＷ１から閉断面状に形成された閉断面部材２０を製造する金属製閉断面部材の製造装置が構成されており、かかる金属製閉断面部材の製造装置によって、金属製の板状ワークＷ１から閉断面状に形成された閉断面部材２０を精度良く製造することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程の前に、曲げ成形工程時に、一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される際に他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に重ねられる延設部Ｗ５が形成されているが、延設部Ｗ５を、第１のプレス成形装置による第１のプレス成形工程時に成形するようにしてもよく、あるいはトリミング工程の後に一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに延設部Ｗ５を形成するための曲げ成形装置を用いて形成するようにしてもよい。
【００９３】
なお、本実施形態では、ドロー成形によって、板状ワークＷ１をブランクホルダ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。
【００９４】
また、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、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４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。
【００９５】
このように、本実施形態においては、板状ワークＷ１から閉断面状に形成された閉断面部材２０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、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により凸部Ｗ２ａを圧潰するとともに両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させる第２のプレス成形工程と、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接する溶接工程と、を備え、第２のプレス成形工程の前に、一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される際に他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に重ねられる延設部Ｗ５を形成する延設部形成工程をさらに備え、溶接工程は、少なくとも一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５と他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅとの間に溶加材７１を供給して行う。これにより、成形型などの成形装置や成形工程を複雑化させることなく、比較的簡単な方法によって、金属製板状ワークから金属製閉断面部材を精度良く製造することができるとともに、その突合せ端部の溶接性に優れた金属製閉断面部材を製造することができる。長手方向に断面形状が変化する異形閉断面部材２０を、第１のプレス成形工程において成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形して製造する場合において、前記効果を有効に得ることができる。
【００９６】
また、溶接工程は、他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅに対向する延設部Ｗ５の対向面Ｗ５ｆと、延設部Ｗ５に対向する他方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅの対向面Ｗ４ｆとの間に溶加材７１を供給して行うことにより、板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを確実に溶接することができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００９７】
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、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、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させる際に、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。
【００９８】
また更に、閉断面部材の断面幅よりも狭い断面幅を有する中子型６５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Ｗ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４に閉断面内方側へ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Ｗ３、Ｗ４に形成された凸部と中子型６５との干渉を防止することができる。
【００９９】
前述した実施形態では、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を中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にダイ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るようにすることも可能である。
【０１００】
また、前述した実施形態では、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形することにより、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させ、一方の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に回り込ませて重ね合わせ閉断面化させているが、延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に確実に回り込ませるために延設部Ｗ５を押さえた状態で延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に回り込ませるようにしてもよく、また、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを中子型６５によってプレス成形することにより両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅが中子型６５に板状ワークＷ１の弾性力により付勢した状態で中子型６５を抜き取ることにより、一方の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に回り込ませるようにすることも可能である。
【０１０１】
図２０は、本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造する別の方法を説明するための説明図である。図２０では、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を示しており、図２０の（ａ）は、板状ワークの凸部と中子型とが接触した状態を示し、図２０の（ｂ）は、板状ワークの凸部が中子型によりプレス成形された状態を示し、図２０の（ｃ）は、板状ワークの短手方向の両側に配置された押圧部材がそれぞれ移動された状態を示している。
【０１０２】
本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造する別の方法では、第２のプレス成形装置のプレス成形型６０において、図２０に示すように、板状ワークＷ１を保持するためのダイに凹部が形成されることなく、略平面状に形成された上面を有するダイ８１が用いられるとともに、図２０（ａ）では省略して示しているが、図２０（ｂ）に示すように、中子型６５の右側に配置され左右方向に移動可能に構成される第１の押圧部材８２と、中子型６５の左側に配置され左右方向に移動可能に構成される第２の押圧部材８３と、延設部Ｗ５を押圧するために左右方向及び上下方向に移動可能に構成される第３の押圧部材８４とを備えたプレス成形型８０によって、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程が行われる。
【０１０３】
プレス成形型８０を備えた第２のプレス成形装置では、第１のプレス成形工程において成形された板状ワークＷ１をダイ８１に板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２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プレス成形し、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ所定位置まで変位させ、その後に、押圧部材８２、８３、８４をそれぞれ移動させ、延設部Ｗ５を押さえた状態で一方の端部Ｗ４ｅに設けた延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に回り込ませて重ね、閉断面化することができるようになっている。
【０１０４】
なお、本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造する別の方法では、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａは、中子型６５によってプレス成形された際に両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ所定位置まで、具体的には図２０（ｂ）に示すように、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅが互いに交わることのない所定位置まで変位させるように形成されている。
【０１０５】
プレス成形型８０を備えた第２のプレス成形装置を用いて、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形する際においても、凸部Ｗ２ａが中子型６５によってプレス成形されるように板状ワークＷ１がダイ８１に保持された状態で、中子型６５が下方へ移動されると、図２０（ａ）に示すように、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａと中子型６５とが接触する。この状態からさらに中子型６５が下方へ移動されると、図２０（ｂ）に示すように、凸部Ｗ２ａが中子型６５によって下方に押圧され、凸部Ｗ２ａが圧潰されプレス成形面Ｗ２ｄが成形されるとともに、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ所定位置まで変位する。
【０１０６】
凸部Ｗ２ａが中子型６５によってプレス成形され、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ所定位置まで変位させられると、中子型６５が板状ワークＷ１の長手方向において前方側又は後方側に抜き取られ、その後、図２０（ｂ）において二点鎖線で示すように、延設部Ｗ５が第３の押圧部材８４によって下方へ押圧された状態で、第１の押圧部材８２が左側へ移動されるとともに第２の押圧部材８３が右側に移動される。これにより、延設部Ｗ５が第３の押圧部材８４によって下方へ押圧された状態で両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ板状ワークＷ１を閉じる方向にさらに内方側へ変位され、図２０（ｃ）に示すように、延設部Ｗ５が下方へ押圧された状態で凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで重ねられ、板状ワークＷ１が閉断面化される。
【０１０７】
このように、延設部Ｗ５を押さえた状態で一方の端部Ｗ４ｅに設けた延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に回り込ませることにより、第１のプレス成形工程において成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形して閉断面部材２０を製造する場合において、延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に確実に回り込ませることができる。かかる場合においても、第３の押圧部材８４を板状ワークＷ１の端部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取った後に、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５と板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅとの間に溶加材が供給され、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される。
【０１０８】
図２１は、本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造するさらに別の方法を説明するための説明図である。図２１では、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を示しており、図２１の（ａ）は、板状ワークの凸部と中子型とが接触した状態を示し、図２１の（ｂ）は、板状ワークの凸部が中子型によりプレス成形された状態を示し、図２１の（ｃ）は、板状ワークの間から中子型が抜き取られ、板状ワークが閉断面化された状態を示している。
【０１０９】
本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造するさらに別の方法では、第２のプレス成形装置のプレス成形型６０において、図２１に示すように、板状ワークＷ１を保持するためのダイに凹部が形成されることなく、略平面状に形成された上面を有するダイ９１が用いられるとともに、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型によってプレス成形された際に凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅと中子型の側面部とが当接するように形成された中子型９５を備えたプレス成形型９０によって、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程が行われる。
【０１１０】
本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造するさらに別の方法に用いられる中子型９５には、図２１（ａ）に示すように、その右側面部９５ｃに断面コ字状に窪む溝部９６が形成されており、溝部９６の底面部９６ａは、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２がプレス成形されることにより両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ内方側へ変位させられた際に凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに設けられた延設部Ｗ５と当接するように形成されている。
【０１１１】
また、本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造するさらに別の方法では、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａは、中子型９５によってプレス成形された際に、内方側へ変位する凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅが中子型９５の側面部９５ｄ、９５ｃと当接しない場合に、図２１（ｃ）に示すように、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５が凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで重ねられ、板状ワークＷ１が閉断面化されるように形成されている。
【０１１２】
プレス成形型９０を備えた第２のプレス成形装置では、第１のプレス成形工程において成形された板状ワークＷ１をダイ９１に板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２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を中子型９５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し、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅがそれぞれ中子型９５に板状ワークＷ１の弾性力によって所定の付勢力を付与した状態で中子型９５の側面部９５ｄ、９５ｃと当接させ、その後に、中子型９５を板状ワークＷ１の長手方向に抜き取ることにより、前記付勢力によって一方の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ４の内側に回り込ませて閉断面化することができるようになっている。
【０１１３】
プレス成形型９０を備えたプレス成形装置を用いて、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形する際においても、凸部Ｗ２ａが中子型９５によってプレス成形されるように板状ワークＷ１がダイ９１に保持された状態で、中子型９５が下方へ移動されると、図２１（ａ）に示すように、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａと中子型９５とが接触する。
【０１１４】
この状態からさらに中子型９５が下方へ移動されると、図２１（ｂ）に示すように、凸部Ｗ２ａが中子型６５によって圧潰されプレス成形面Ｗ２ｄが成形されるとともに、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位させられ、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅが中子型９５の左側面部９５ｄを所定の付勢力Ｆ１で付勢した状態で中子型９５と当接し、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅが中子型９５の右側面部９５ｃを所定の付勢力Ｆ２で付勢した状態で中子型９５と当接する。具体的には、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅには延設部Ｗ５が設けられ、中子型９５の右側面部９５ｃには溝部９６が形成されているので、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに設けられた延設部Ｗ５と中子型９５の溝部９６の底面部９６ａとが当接する。
【０１１５】
両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位され、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅがそれぞれ中子型９５を付勢した状態で中子型９５と当接させられた後、中子型９５が板状ワークＷ１の長手方向前方側又は後方側に移動させられ、板状ワークＷ１の間から抜き取られる。これにより、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４はそれぞれ付勢力Ｆ１、Ｆ２によって板状ワークＷ１を閉じる方向にさらに内方側へ変位され、図２１（ｃ）に示すように、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５が、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで延び、板状ワークＷ１が閉断面化される。
【０１１６】
このように、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを中子型６５によってプレス成形することにより両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅが中子型６５に付勢した状態で、中子型６５を抜き取ることにより、一方の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に回り込ませて板状ワークを閉断面化するようにすることも可能である。かかる場合においても、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに設けた延設部Ｗ５と板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅとの間に溶加材が供給され、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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】
【０１１９】
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、あるいはダッシュクロスメンバ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】
【０１２０】
２０ フロントサイドフレーム
４０ 第１のプレス成形型
４１ 第１のプレス成形型のブランクホルダ
４２ 第１のプレス成形型のパンチ
４５ 第１のプレス成形型のダイ
６０、８０、９０ 第２のプレス成形型
６１、８１、９１ 第２のプレス成形型のダイ
６５、９５ 第２のプレス成形型の中子型
７１ 溶加材
Ｗ１ 板状ワーク
Ｗ２ 凸状頂面部
Ｗ２ａ 凸状頂面部に成形される凸部
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
Ｗ５ 延設部
【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、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を一体成形し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曲げ工程で両端部近傍を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、成形断面と略同一形状の切欠き部を有する複数のプレートを並列に配設した下型に倣うように第２曲げ工程で成形した鋼板の中央部を押さえ込むと共に、外側に拡がろうとする鋼板の両端部近傍の曲部を上型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】
ところで、自動車等の車両に用いられる金属製閉断面部材として構成される車体部材について、断面ハット状に形成した２枚の板状ワークのフランジ部を互いに重ね合わせて製造する場合には、閉断面部材を製造するためにのみ用いるフランジ部によって軽量化が妨げられることとなる。
【０００７】
一方、前記特許文献１に記載される三角形チューブを製造する方法は、閉断面部材を製造するためにのみ用いるフランジ部を形成しないので軽量化を図ることができるものの、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ており、その長手方向に断面形状が複雑に変化し得るので、前記下型を作製するために、切欠き部の形状が異なる複数のプレートを用意しなければならないなど、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】
これに対しては、板状ワークを凸状にプレス成形するとともに、この凸状にプレス成形される凸状頂面部に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、こ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により、第１のプレス成形工程において成形された凸状頂面部の両側の凸状側面部を板状ワークの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によって、板状ワークから閉断面部材を製造する方法が考えられる。
【０００９】
かかる方法によれば、閉断面部材を製造するためにのみ用いるフランジ部や、下型を作製するための切欠き部の形状が異なる複数のプレートを用意する必要がなく、閉断面部材の断面形状が長手方向に変化する場合においても、比較的容易に板状ワークから閉断面部材を製造することが可能である。
【００１０】
しかしながら、かかる方法によって製造された閉断面部材において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場合、板状ワークの凸部をプレス成形して両側の凸状側面部を内方側へ変位させることから、凸部のプレス成形精度などによっては長手方向において板状ワークの端部どうしの突き合わせ状態が微妙に異なり、所要の溶接強度を得るための溶接作業性を悪化させることが考えられるので、溶接性向上のための改善が望まれるところである。
【００１１】
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、比較的簡単な方法によって、金属製板状ワークから金属製閉断面部材を製造することができるとともに、その突合せ端部の溶接性に優れた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】
【００１２】
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、該第１のプレス成形工程において成形された前記凸部を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により前記凸部を圧潰するとともに前記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る第２のプレス成形工程と、前記両側の凸状側面部の端部どうしを溶接する溶接工程と、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２のプレス成形工程の前に、前記板状ワークの一方の凸状側面部の端部に、前記両側の凸状側面部の端部どうしが溶接される際に前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部の内側に重ねられる延設部を形成する延設部形成工程をさらに備え、前記溶接工程は、少なくとも前記延設部形成工程において前記板状ワークの一方の凸状側面部の端部に形成された前記延設部と前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部との間に溶加材を供給して行う、ことを特徴としたものである。
【００１３】
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、前記溶接工程は、前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部に対向する前記延設部の対向面と、前記延設部に対向する前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部の対向面との間に溶加材を供給して行う、ことを特徴としたものである。
【００１４】
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、前記溶接工程において、前記溶加材は、前記板状ワークから形成される前記閉断面部材の外面よりも内側に供給される、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、前記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。
【発明の効果】
【００１６】
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、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により両側の凸状側面部をそれぞれ内方側へ変位させる第２のプレス成形工程と、両側の凸状側面部の端部どうしを溶接する溶接工程と、を備え、第２のプレス成形工程の前に、一方の凸状側面部の端部に、両側の凸状側面部の端部どうしが溶接される際に他方の凸状側面部の端部の内側に重ねられる延設部を形成する延設部形成工程をさらに備え、溶接工程は、少なくとも一方の凸状側面部の端部に形成された延設部と他方の凸状側面部の端部との間に溶加材を供給して行うことにより、成形型などの成形装置や成形工程を複雑化させることなく、比較的簡単な方法によって、金属製板状ワークから金属製閉断面部材を製造することができるとともに、その突合せ端部の溶接性に優れた金属製閉断面部材を製造することができる。
【００１７】
また、本願の請求項２に係る発明によれば、溶接工程は、他方の凸状側面部の端部に対向する延設部の対向面と、延設部に対向する他方の凸状側面部の端部の対向面との間に溶加材を供給して行うことにより、板状ワークの端部どうしを確実に溶接することができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００１８】
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、溶接工程において、溶加材は、板状ワークから形成される閉断面部材の外面よりも内側に供給されることにより、閉断面部材の板状ワークの端部どうしが溶接された部分に他の部品が組み付けられる場合においても、溶加材が他の部品と干渉することを防止することができる。
【００１９】
また更に、本願の請求項４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、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、両側の凸状側面部をそれぞれ内方側へ変位させる際に、凸状側面部の内方側への変位を少なくし、精度良く金属製閉断面部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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概略的に示す斜視図である。
【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を概略的に示す断面図である。
【図４】板状ワークをプレス成形するための第１のプレス成形装置のプレス成形型を示す斜視図である。
【図５】図４におけるＹ５−Ｙ５線に沿ったプレス成形型の断面図である。
【図６】第１のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図である。
【図７】第１のプレス成形装置によってプレス成形された板状ワークを示す斜視図である。
【図８】図７におけるＹ８−Ｙ８線に沿った板状ワークの断面図である。
【図９】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１０】曲げ成形装置による曲げ成形工程を説明するための説明図である。
【図１１】曲げ成形装置による曲げ成形工程を説明するための説明図である。
【図１２】板状ワークの端部に延設部を形成する延設部形成工程を説明するための説明図である。
【図１３】板状ワークの凸部をプレス成形するための第２のプレス成形装置のプレス成形型を示す断面図である。
【図１４】第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図である。
【図１５】第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図である。
【図１６】図１５に示す板状ワークの要部を拡大して示す要部拡大図である。
【図１７】フロントサイドフレームの図３（ｂ）に示す断面に対応する断面について、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図である。
【図１８】溶接工程を説明するための説明図である。
【図１９】凸状側面部の端部どうしの間の隙間が異なる板状ワークについて、板状ワークの端部が溶接された状態を示す図である。
【図２０】本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造する別の方法を説明するための説明図である。
【図２１】本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造するさらに別の方法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】
【００２１】
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、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む別の用語など特定の方向を意味する用語を使用するが、それら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。
【００２２】
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。本実施形態では、金属製の板状ワークを閉断面状に形成して製造する金属製閉断面部材として、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を例に説明するが、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などの閉断面状に形成されるその他の車体部材に適用してもよく、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に適用することも可能である。
【００２３】
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概略的に示す斜視図である。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を概略的に示す断面図であり、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を概略的に示す断面図、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を概略的に示す断面図である。
【００２４】
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を有する断面略八角形状に形成されている。
【００２５】
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略平行に成形されるとともに短手方向の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、左側面部２４、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左側面部２４、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、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右側面部２３、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ている。
【００２６】
また、フロントサイドフレーム２０では、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おり、右側面部２３及び第１の傾斜側面部２５には中空部２９の内方側に窪む複数のビード３１が形成されている。
【００２７】
なお、図２及び図３では、フロントサイドフレーム２０を概略的に示しているが、本実施形態では、後述するように、板状ワークを凸状にプレス成形するとともに板状ワークの凸状にプレス成形される凸状頂面部に逆方向に突出する凸部を成形し、こ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により凸状頂面部の両側の凸状側面部を内方側へ変位させ、板状ワークの端部どうしを溶接して製造することから、上面部２１は、具体的には後述する図１６に示すように、一方の凸状側面部の端部に、他方の凸状側面部の端部の内側に重ねられる延設部を形成し、一方の凸状側面部の端部に形成された延設部と他方の凸状側面部の端部との間に溶加材を供給して、板状ワークの端部どうしが溶接されて形成されている。
【００２８】
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矩形状の金属製の板状素材（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。
【００２９】
図４は、板状ワークをプレス成形するための第１のプレス成形装置のプレス成形型を示す斜視図であり、図５は、図４におけるＹ５−Ｙ５線に沿った第１のプレス成形装置のプレス成形型の断面図である。なお、図４では、プレス成形型のダイの下面に設けられる凹部とプレス成形型のブランクホルダ内に設けられるパンチとを実線で示し、図５では、ブランクホルダに保持される板状ワークも示している。
【００３０】
板状ワークＷ１をプレス成形するための第１のプレス成形装置は、図４及び図５に示すように、板状ワークＷ１を凸状にプレス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を成形するためのダイ４５及びパンチ４２であって相対的に移動されるダイ４５及びパンチ４２と、板状ワークＷ１をダイ４５と挟持するブランクホルダ４１とを有するプレス成形型（第１のプレス成形型）４０を備えている。
【００３１】
プレス成形型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をプレス成形するための成形空間４５ｃが形成されている。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、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右縦壁部４５ｆ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左縦壁部４５ｊとを備えている。また、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４に示すように、底面部４５ｄにおいて長手方向に連続して設けられている。
【００３２】
プレス成形型４０のパンチ４２は、ブランクホルダ４１の内周面部４１ａに外周面部４２ａが嵌め合わせられるとともに、図示しないパンチ移動機構によって上下方向に移動され、ダイ４５に対して相対的に移動されるようになっている。パンチ４２は、ダイ４５との間で板状ワークＷ１をプレス成形するために、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、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外周面部４２ａの一部を構成する右縦壁部４２ｆ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外周面部４２ａの一部を構成する左縦壁部４２ｊ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連続して設けられている。
【００３３】
プレス成形型４０のブランクホルダ４１は、板状ワークＷ１をダイ４５に対して押さえるためのものであり、板状ワークＷ１を保持した状態で板状ワークＷ１をダイ４５と挟持するように、図示しないブランクホルダ移動機構によって上下方向に移動されるようになっている。
【００３４】
また、前記第１のプレス成形装置は、該第１のプレス成形装置を総合的に制御する第１のプレス成形装置用制御ユニット（不図示）を備えており、該第１のプレス成形装置用制御ユニットは、パンチ４２及びブランクホルダ４１の移動機構などの各種作動を制御する。なお、前記第１のプレス成形装置用制御ユニット、並びに後述する第２のプレス成形装置用制御ユニット及び曲げ成形装置用制御ユニットは、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成されている。
【００３５】
このようにして構成されるプレス成形型４０を備えた第１のプレス成形装置では、板状ワークＷ１をブランクホルダ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内に移動させて板状ワークＷ１をプレス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、ダイ４５には、凹部４５ｂの第２の傾斜壁部４５ｉ及び左縦壁部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、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。
【００３６】
第１のプレス成形装置を用いて板状ワークＷ１をプレス成形する際には、図５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の上面部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の上面部４１ｂに保持される。そして、プレス成形型４０のブランクホルダ４１が上方へ移動され、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより板状ワークＷ１の短手方向の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内に移動され、板状ワークＷ１がプレス成形される。
【００３７】
図６は、第１のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図であり、図６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プレス成形されている状態を示し、図６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プレス成形された状態を示している。
【００３８】
図６（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が断面台形状にプレス成形される。さらにパンチ４２が上方へ移動されると、図６（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１がさらにプレス成形され、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。
【００３９】
図７は、第１のプレス成形装置によってプレス成形された板状ワークを示す斜視図であり、図８は、図７におけるＹ８−Ｙ８線に沿った板状ワークの断面図である。図７及び図８に示すように、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。
【００４０】
プレス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が長手方向に連続して設けられている。また、凸状頂面部Ｗ２は、図７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。
【００４１】
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及び右縦壁部４５ｆとパンチ４２の第１の傾斜壁部４２ｅ及び右縦壁部４２ｆ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とを有している。
【００４２】
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及び左縦壁部４５ｊとパンチ４２の第２の傾斜壁部４２ｉ及び左縦壁部４２ｊ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とを有している。
【００４３】
プレス成形された板状ワークＷ１にはまた、凹部４５ｂの第２の傾斜壁部４５ｉ及び左縦壁部４５ｊに形成される前記ビード形成用突出部とパンチ４２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。
【００４４】
本実施形態では、板状ワークＷ１をプレス成形する際に、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１の短手方向の両端部がブランクホルダ４１によりダイ４５に対して押圧され、プレス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。
【００４５】
また、凸状頂面部Ｗ２に設けられる凸部Ｗ２ａ、右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び左凸状頂面部Ｗ２ｃはそれぞれ、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及び第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。
【００４６】
本実施形態では、金属製の板状ワークＷ１をブランクホルダ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内に移動させて板状ワークＷ１をプレス成形しているが、パンチ４２を固定した状態で、板状ワークＷ１を挟持したブランクホルダ４１とダイ４５とをパンチ４２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。
【００４７】
このようにしてプレス成形型４０を備えた第１のプレス成形装置によって板状ワークＷ１がプレス成形された後、プレス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８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の短手方向における両端部Ｗ５及び第２の右凸状側面部Ｗ３ｂの略中央部から下側部分が切り取られる。
【００４８】
次に、板状ワークＷ１は、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部、具体的には、図８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、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が板状ワークＷ１の内方側へ曲げ成形される曲げ成形工程が行われる。
【００４９】
本実施形態では、曲げ成形工程時にまた、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、後述するように凸部Ｗ２ａが板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形されることにより両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４が内方側へ変位させられ、その後に板状ワークＷ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される際に、他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで重ねられる延設部が形成される。
【００５０】
図９は、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９に示すように、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを板状ワークＷ１の内方側へ曲げ成形するための曲げ成形装置は、凸状にプレス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、図示しないパンチ移動機構によって上下方向に移動可能に構成されるパンチ５５と、を有する曲げ成形型５０を備えている。
【００５１】
曲げ成形型５０にはまた、板状ワークＷ１の一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅをパンチ５５とともに断面略Ｚ字状に曲げ成形するためのスライド部５８が備えられており、該スライド部５８は、第２のダイ５２の上方に設けられ、図示しないスライド部移動機構によって左右方向に移動可能に構成されている。
【００５２】
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、図９に示すように第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、その右側部分が、プレス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プレス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。
【００５３】
また、第１のダイ５１の上面５１ｂの左側部分は、プレス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プレス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。
【００５４】
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、プレス成形された板状ワークＷ１を押圧するための第１のパンチ５６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を押圧するための第２のパンチ５７とを備えている。
【００５５】
第１のパンチ５６は、その下面部５６ａが第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を上方側から押圧することができるように凸状側面部Ｗ４の形状に応じて形成され、第２のパンチ５７は、その下面部５７ａが第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を上方側から押圧することができるように凸状側面部Ｗ３の形状に応じて形成されている。また、第１のパンチ５６には、スライド部５８が配置される側の側面部５６ｂに断面コ字状に窪む溝部５６ｃが形成されており、スライド部５８と第１のパンチ５６とによって凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅを断面略Ｚ字状に曲げ成形することができるようになっている。
【００５６】
前記曲げ成形装置にはまた、該曲げ成形装置を総合的に制御する曲げ成形装置用制御ユニット（不図示）が備えられており、該曲げ成形装置用制御ユニットは、パンチ５５、具体的には第１のパンチ５６及び第２のパンチ５７、並びにスライド部５８の移動機構などの各種作動を制御する。
【００５７】
前記曲げ成形装置を用いて板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを曲げ成形する際には、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、プレス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。
【００５８】
図１０及び図１１は、曲げ成形工程を説明するための説明図であり、図１０は、パンチが下降してパンチとプレス成形された板状ワークとが接触した状態を示し、図１１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、プレス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。
【００５９】
第１のダイ５１の上面５１ｂに板状ワークＷ１が保持された状態で、パンチ５５が下降されると、図１０に示すように、パンチ５５の第１のパンチ５６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の第１のパンチ５６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の第１のパンチ５６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１１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、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅの内方側への曲げ成形を終了する。
【００６０】
凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅの内方側への曲げ成形が終了すると、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、板状ワークＷ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される際に他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで重ねられる延設部を形成する延設部形成工程が行われる。
【００６１】
図１２は、板状ワークの端部に延設部を形成する延設部形成工程を説明するための説明図である。前記曲げ成形装置において、パンチ５５の第１のパンチ５６と第２のダイ５２とにより凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅが内方側へ曲げ成形された後、図１２に示すように、スライド部５８が水平方向左側へ移動され、パンチ５５の第１のパンチ５６と第２のダイ５２とにより板状ワークＷ１を挟んだ状態でパンチ５５の第１のパンチ５６とスライド部５８とにより凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅが断面略Ｚ字状に曲げ成形され、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、スライド部５８の移動方向に略直角方向に曲げ成形される第１の部分Ｗ５ａと、第１の部分Ｗ５ａから略直角方向に延びる第２の部分Ｗ５ｂとからなる延設部Ｗ５が板状ワークＷ１の長手方向に連続して形成される（後述する図１６参照）。
【００６２】
板状ワークＷ１の端部Ｗ４ｅに延設部Ｗ５が形成されると、スライド部５８が水平方向右側に戻された後にパンチ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１２において二点鎖線で示すように、凸状にプレス成形された板状ワーク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、第２のパンチ５７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】
凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅが内方側へ曲げ成形されるとともに凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに延設部Ｗ５が形成された後に、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅが内方側へ曲げ成形されると、板状ワークＷ１は次に、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る。
【００６４】
図１３は、板状ワークの凸部をプレス成形するための第２のプレス成形装置のプレス成形型を示す断面図であり、図１３には、プレス成形型に保持された板状ワークも示している。また、図１４及び図１５は、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図であり、図１４は、プレス成形型の中子型によって板状ワークの凸部がプレスされている状態を示し、図１５は、プレス成形型の中子型によって板状ワークの凸部がプレス成形された状態を示している。
【００６５】
図１３に示すように、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形するための第２のプレス成形装置は、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、ダイ６１に保持された板状ワーク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ための中子型６５とを有するプレス成形型（第２のプレス成形型）６０を備えている。
【００６６】
プレス成形型６０のダイ６１は、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。凹部６２は、底面部６２ａと、側壁部６２ｂ、６２ｃ、具体的には図１３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、長手方向に連続して延びている。
【００６７】
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、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略一定の所定の角度で形成されている。
【００６８】
プレス成形型６０の中子型６５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、板状ワークＷ１よりも長手方向に長く形成され、図１３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とを備え、断面四角形状に形成されている。中子型６５の下面部６５ｂ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、中子型６５の下面部６５ｂは、その短手方向における断面長さが凸部Ｗ２ａの断面長さＬ１１と略同一の長さを有するように形成されている。中子型６５の上面部６５ａは、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形され、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ内方側へ変位させられる際に、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅと干渉しないように形成されている。
【００６９】
プレス成形型６０の中子型６５はまた、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形される際に、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、図１５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、プレス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。
【００７０】
このようにして形成された中子型６５は、図示しない中子型上下方向移動機構によって上下方向に移動されるようになっているとともに、図示しない中子型前後方向移動機構によって板状ワークＷ１が閉断面化された後に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なっている。
【００７１】
また、前記第２のプレス成形装置には、該第２のプレス成形装置を総合的に制御する第２のプレス成形装置用制御ユニット（不図示）が備えられており、該第２のプレス成形装置用制御ユニットは、中子型６５の移動機構の作動を制御する。
【００７２】
このようにして構成されるプレス成形型６０を備えた第２のプレス成形装置は、第１のプレス成形装置によってプレス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ることができるようになっている。
【００７３】
第２のプレス成形装置を用いて板状ワーク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。
【００７４】
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１４に示すように、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、凸状にプレス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、凸状にプレス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。
【００７５】
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１５に示すように、凸部Ｗ２ａが圧潰されパンチ６５とダイ６１とによって板状ワークＷ１にプレス成形面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、板状ワークＷ１が閉断面化される。
【００７６】
図１６は、図１５に示す板状ワークの要部を拡大して示す要部拡大図であり、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを拡大して示している。なお、図１６では、後述する溶接工程において供給される溶加材が示されるとともに、板状ワークＷ１から形成された閉断面部材に取り付けられる部材が二点鎖線で示されている。
【００７７】
図１６に示すように、一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５は、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形され、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ると、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間に所定の隙間が形成された状態で、他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅに沿って重ねられ、板状ワークＷ１が閉断面化される。
【００７８】
図１３から図１６では、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するために、フロントサイドフレーム２０の図３（ａ）に示す断面に対応する断面について示しているが、フロントサイドフレーム２０の図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。
【００７９】
図１７は、フロントサイドフレームの図３（ｂ）に示す断面に対応する断面について第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を説明するための説明図であり、図１７の（ａ）は、中子型と板状ワークの凸部とが接触した状態を示し、図１７の（ｂ）は、板状ワークの凸部が中子型によってプレス成形された状態を示している。
【００８０】
フロントサイドフレーム２０の図３（ｂ）に示す断面に対応する断面についても、板状ワークＷ１が、ダイ６１に設けられた凹部６２上に凸部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１７（ａ）に示すように、中子型６５の下面部６５ｂと板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａとが接触する。
【００８１】
この状態からさらに、中子型６５が下方へ移動され、凸部Ｗ２ａが中子型６５によりプレス成形されると、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、凸状にプレス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、凸状にプレス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、図１７（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、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間に所定の隙間が形成された状態で、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５が、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで重ねられ、板状ワークＷ１が閉断面化される。
【００８２】
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、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して立ち起こすことができ、プレス成形を安定して行うことができる。
【００８３】
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、板状ワークＷ１が閉断面化された後には、少なくとも一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５と他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅとの間に溶加材を供給して、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される溶接工程が行われる。
【００８４】
図１８は、溶接工程を説明するための説明図である。本実施形態では、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接するに際し、図１８に示す溶接装置７０が用いられる。溶接装置７０は、レーザとアーク溶接とを組み合わせたものであり、レーザビーム７２を照射するレーザトーチ（不図示）と、アークトーチ７３とを備えており、図１８に示すように溶接方向が右方向である場合、レーザビーム７２によって板状ワークＷ１を加熱し、この熱によってレーザビーム７２の後方側に位置するアークトーチ７３から突出して延びる溶接ワイヤ７４が溶かされ、溶接ワイヤ７４の溶けた溶加材７１が板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅの間に供給され、板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される。
【００８５】
図１６に示すように、溶加材７１は、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅと凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅとの間に上方側から供給され、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅに対向する延設部Ｗ５の対向面Ｗ５ｆと、延設部Ｗ５に対向する板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの対向面Ｗ３ｆとの間を含む、少なくとも延設部Ｗ５と凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅとの間に供給され、板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが長手方向に連続して溶接される。これにより、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。
【００８６】
ここで、板状ワークＷ１として板厚が１．２〜１．４ｍｍの鋼板を用いた場合に、溶接装置７０を用いて板状ワークＷ１を溶接する際の溶接条件の一例を以下に示す。なお、レーザ照射角度とは、レーザビーム７２の照射軸と板状ワークＷ１とのなす角度θ１であり、アークトーチ角度とは、アークトーチ７３の中心軸と板状ワークＷ１とのなす角度θ２である。
＜溶接条件＞
・溶接装置：ＹＡＧレーザ・ＭＡＧアークハイブリッド溶接装置
・レーザビームスポット径 ：０．６ｍｍ
・レーザ照射角度 ：９０°
・レーザ出力 ：１．５ｋＷ
・アークトーチ角度 ：６０°
・シールドガス ：Ａｒ２０％ＣＯ２（供給速度２０Ｌ／ｍｉｎ）
・アーク電流 ：８０Ａ
・アーク電圧 ：１３．５〜１４．５Ｖ
・溶接速度 ：３．０ｍ／ｍｉｎ又は２．０ｍ／ｍｉｎ
・溶接ワイヤ ：ＭＧＳ−８０（１．２ｍｍφ）
・ワイヤ突出し長さ ：１５ｍｍ
【００８７】
このようにして、第２のプレス成形工程の前に、一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される際に他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に重ねられる延設部Ｗ５が形成され、溶接工程において、一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに設けた延設部Ｗ５と他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅとの間に溶加材７１を供給して、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接することにより、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形して凸状側面部Ｗ３、Ｗ４を板状ワークＷ１の内方側へ変位させる場合に板状ワークＷ１の長手方向において板状ワークＷ１の突き合わせ状態が異なり、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間の隙間が異なる場合においても、所要の溶接強度を得るための溶接作業性を悪化させることがなく、その突合せ端部の溶接性を向上させることができる。
【００８８】
図１９は、閉断面化された凸状側面部の端部どうしの間の隙間が異なる板状ワークについて板状ワークの端部が溶接された状態を示す図であり、図１９の（ａ）は、予め設定された凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間の隙間がＳ１である場合を示し、図１９の（ｂ）は、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間の隙間がＳ１より小さいＳ２である場合を示している。
【００８９】
本実施形態では、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接する際に、溶加材７１の供給量を一定とすると、すなわち溶接速度を一定とすると、端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間の隙間が所定の隙間Ｓ１に対して小さい隙間Ｓ２である場合、板状ワークＷ１から形成される閉断面部材の外面から溶加材７１までの深さＨ２は、端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間の隙間がＳ１である場合の深さＨ１に比して浅くなるものの、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅに対向する延設部Ｗ５、具体的には第２の部分Ｗ５ｂの対向面Ｗ５ｆと、延設部Ｗ５に対向する凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの対向面Ｗ３ｆとの間に溶加材７１が供給されるので、板状ワークＷ１の長手方向に板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの間の隙間が異なる場合においても、板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを確実に溶接することができる。
【００９０】
なお、溶加材７１は、板状ワークＷ１の長手方向に板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしの隙間が異なる場合においても、板状ワークＷ１が閉断面化された閉断面部材の外面よりも内側に供給される。これにより、閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０の板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接された部分に、図１６に示すように、他の部品７７が組み付けられる場合においても、溶加材７１が他の部品７７と干渉することを防止することができる。
【００９１】
本実施形態では、前記第１のプレス成形装置、前記第２のプレス成形装置、前記曲げ成形装置及び前記溶接装置によって金属製の板状ワークＷ１から閉断面状に形成された閉断面部材２０を製造する金属製閉断面部材の製造装置が構成されており、かかる金属製閉断面部材の製造装置によって、金属製の板状ワークＷ１から閉断面状に形成された閉断面部材２０を精度良く製造することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程の前に、曲げ成形工程時に、一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される際に他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に重ねられる延設部Ｗ５が形成されているが、延設部Ｗ５を、第１のプレス成形装置による第１のプレス成形工程時に成形するようにしてもよく、あるいはトリミング工程の後に一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに延設部Ｗ５を形成するための曲げ成形装置を用いて形成するようにしてもよい。
【００９３】
なお、本実施形態では、ドロー成形によって、板状ワークＷ１をブランクホルダ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。
【００９４】
また、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、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４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。
【００９５】
このように、本実施形態においては、板状ワークＷ１から閉断面状に形成された閉断面部材２０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、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により凸部Ｗ２ａを圧潰するとともに両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させる第２のプレス成形工程と、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接する溶接工程と、を備え、第２のプレス成形工程の前に、一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される際に他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に重ねられる延設部Ｗ５を形成する延設部形成工程をさらに備え、溶接工程は、少なくとも一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５と他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅとの間に溶加材７１を供給して行う。これにより、成形型などの成形装置や成形工程を複雑化させることなく、比較的簡単な方法によって、金属製板状ワークから金属製閉断面部材を精度良く製造することができるとともに、その突合せ端部の溶接性に優れた金属製閉断面部材を製造することができる。長手方向に断面形状が変化する異形閉断面部材２０を、第１のプレス成形工程において成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形して製造する場合において、前記効果を有効に得ることができる。
【００９６】
また、溶接工程は、他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅに対向する延設部Ｗ５の対向面Ｗ５ｆと、延設部Ｗ５に対向する他方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅの対向面Ｗ４ｆとの間に溶加材７１を供給して行うことにより、板状ワークＷ１の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを確実に溶接することができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００９７】
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、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、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させる際に、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。
【００９８】
また更に、閉断面部材の断面幅よりも狭い断面幅を有する中子型６５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Ｗ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４に閉断面内方側へ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Ｗ３、Ｗ４に形成された凸部と中子型６５との干渉を防止することができる。
【００９９】
前述した実施形態では、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を中子型６５により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にダイ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るようにすることも可能である。
【０１００】
また、前述した実施形態では、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形することにより、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させ、一方の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に回り込ませて重ね合わせ閉断面化させているが、延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に確実に回り込ませるために延設部Ｗ５を押さえた状態で延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に回り込ませるようにしてもよく、また、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを中子型６５によってプレス成形することにより両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅが中子型６５に板状ワークＷ１の弾性力により付勢した状態で中子型６５を抜き取ることにより、一方の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に回り込ませるようにすることも可能である。
【０１０１】
図２０は、本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造する別の方法を説明するための説明図である。図２０では、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を示しており、図２０の（ａ）は、板状ワークの凸部と中子型とが接触した状態を示し、図２０の（ｂ）は、板状ワークの凸部が中子型によりプレス成形された状態を示し、図２０の（ｃ）は、板状ワークの短手方向の両側に配置された押圧部材がそれぞれ移動された状態を示している。
【０１０２】
本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造する別の方法では、第２のプレス成形装置のプレス成形型６０において、図２０に示すように、板状ワークＷ１を保持するためのダイに凹部が形成されることなく、略平面状に形成された上面を有するダイ８１が用いられるとともに、図２０（ａ）では省略して示しているが、図２０（ｂ）に示すように、中子型６５の右側に配置され左右方向に移動可能に構成される第１の押圧部材８２と、中子型６５の左側に配置され左右方向に移動可能に構成される第２の押圧部材８３と、延設部Ｗ５を押圧するために左右方向及び上下方向に移動可能に構成される第３の押圧部材８４とを備えたプレス成形型８０によって、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程が行われる。
【０１０３】
プレス成形型８０を備えた第２のプレス成形装置では、第１のプレス成形工程において成形された板状ワークＷ１をダイ８１に板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２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プレス成形し、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ所定位置まで変位させ、その後に、押圧部材８２、８３、８４をそれぞれ移動させ、延設部Ｗ５を押さえた状態で一方の端部Ｗ４ｅに設けた延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に回り込ませて重ね、閉断面化することができるようになっている。
【０１０４】
なお、本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造する別の方法では、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａは、中子型６５によってプレス成形された際に両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ所定位置まで、具体的には図２０（ｂ）に示すように、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅが互いに交わることのない所定位置まで変位させるように形成されている。
【０１０５】
プレス成形型８０を備えた第２のプレス成形装置を用いて、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形する際においても、凸部Ｗ２ａが中子型６５によってプレス成形されるように板状ワークＷ１がダイ８１に保持された状態で、中子型６５が下方へ移動されると、図２０（ａ）に示すように、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａと中子型６５とが接触する。この状態からさらに中子型６５が下方へ移動されると、図２０（ｂ）に示すように、凸部Ｗ２ａが中子型６５によって下方に押圧され、凸部Ｗ２ａが圧潰されプレス成形面Ｗ２ｄが成形されるとともに、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ所定位置まで変位する。
【０１０６】
凸部Ｗ２ａが中子型６５によってプレス成形され、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ所定位置まで変位させられると、中子型６５が板状ワークＷ１の長手方向において前方側又は後方側に抜き取られ、その後、図２０（ｂ）において二点鎖線で示すように、延設部Ｗ５が第３の押圧部材８４によって下方へ押圧された状態で、第１の押圧部材８２が左側へ移動されるとともに第２の押圧部材８３が右側に移動される。これにより、延設部Ｗ５が第３の押圧部材８４によって下方へ押圧された状態で両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ板状ワークＷ１を閉じる方向にさらに内方側へ変位され、図２０（ｃ）に示すように、延設部Ｗ５が下方へ押圧された状態で凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで重ねられ、板状ワークＷ１が閉断面化される。
【０１０７】
このように、延設部Ｗ５を押さえた状態で一方の端部Ｗ４ｅに設けた延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に回り込ませることにより、第１のプレス成形工程において成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形して閉断面部材２０を製造する場合において、延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に確実に回り込ませることができる。かかる場合においても、第３の押圧部材８４を板状ワークＷ１の端部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取った後に、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５と板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅとの間に溶加材が供給され、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される。
【０１０８】
図２１は、本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造するさらに別の方法を説明するための説明図である。図２１では、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程を示しており、図２１の（ａ）は、板状ワークの凸部と中子型とが接触した状態を示し、図２１の（ｂ）は、板状ワークの凸部が中子型によりプレス成形された状態を示し、図２１の（ｃ）は、板状ワークの間から中子型が抜き取られ、板状ワークが閉断面化された状態を示している。
【０１０９】
本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造するさらに別の方法では、第２のプレス成形装置のプレス成形型６０において、図２１に示すように、板状ワークＷ１を保持するためのダイに凹部が形成されることなく、略平面状に形成された上面を有するダイ９１が用いられるとともに、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型によってプレス成形された際に凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅと中子型の側面部とが当接するように形成された中子型９５を備えたプレス成形型９０によって、第２のプレス成形装置によるプレス成形工程が行われる。
【０１１０】
本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造するさらに別の方法に用いられる中子型９５には、図２１（ａ）に示すように、その右側面部９５ｃに断面コ字状に窪む溝部９６が形成されており、溝部９６の底面部９６ａは、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２がプレス成形されることにより両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ内方側へ変位させられた際に凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに設けられた延設部Ｗ５と当接するように形成されている。
【０１１１】
また、本実施形態に係る金属製閉断面部材を製造するさらに別の方法では、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａは、中子型９５によってプレス成形された際に、内方側へ変位する凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅが中子型９５の側面部９５ｄ、９５ｃと当接しない場合に、図２１（ｃ）に示すように、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５が凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで重ねられ、板状ワークＷ１が閉断面化されるように形成されている。
【０１１２】
プレス成形型９０を備えた第２のプレス成形装置では、第１のプレス成形工程において成形された板状ワークＷ１をダイ９１に板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２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を中子型９５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し、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅがそれぞれ中子型９５に板状ワークＷ１の弾性力によって所定の付勢力を付与した状態で中子型９５の側面部９５ｄ、９５ｃと当接させ、その後に、中子型９５を板状ワークＷ１の長手方向に抜き取ることにより、前記付勢力によって一方の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ４の内側に回り込ませて閉断面化することができるようになっている。
【０１１３】
プレス成形型９０を備えたプレス成形装置を用いて、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形する際においても、凸部Ｗ２ａが中子型９５によってプレス成形されるように板状ワークＷ１がダイ９１に保持された状態で、中子型９５が下方へ移動されると、図２１（ａ）に示すように、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａと中子型９５とが接触する。
【０１１４】
この状態からさらに中子型９５が下方へ移動されると、図２１（ｂ）に示すように、凸部Ｗ２ａが中子型６５によって圧潰されプレス成形面Ｗ２ｄが成形されるとともに、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位させられ、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅが中子型９５の左側面部９５ｄを所定の付勢力Ｆ１で付勢した状態で中子型９５と当接し、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅが中子型９５の右側面部９５ｃを所定の付勢力Ｆ２で付勢した状態で中子型９５と当接する。具体的には、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅには延設部Ｗ５が設けられ、中子型９５の右側面部９５ｃには溝部９６が形成されているので、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに設けられた延設部Ｗ５と中子型９５の溝部９６の底面部９６ａとが当接する。
【０１１５】
両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位され、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅがそれぞれ中子型９５を付勢した状態で中子型９５と当接させられた後、中子型９５が板状ワークＷ１の長手方向前方側又は後方側に移動させられ、板状ワークＷ１の間から抜き取られる。これにより、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４はそれぞれ付勢力Ｆ１、Ｆ２によって板状ワークＷ１を閉じる方向にさらに内方側へ変位され、図２１（ｃ）に示すように、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５が、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅの内側に回り込んで延び、板状ワークＷ１が閉断面化される。
【０１１６】
このように、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを中子型６５によってプレス成形することにより両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅが中子型６５に付勢した状態で、中子型６５を抜き取ることにより、一方の端部Ｗ４ｅに形成された延設部Ｗ５を他方の端部Ｗ３の内側に回り込ませて板状ワークを閉断面化するようにすることも可能である。かかる場合においても、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅに設けた延設部Ｗ５と板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅとの間に溶加材が供給され、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが溶接される。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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】
【０１１９】
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、あるいはダッシュクロスメンバ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】
【０１２０】
２０ フロントサイドフレーム
４０ 第１のプレス成形型
４１ 第１のプレス成形型のブランクホルダ
４２ 第１のプレス成形型のパンチ
４５ 第１のプレス成形型のダイ
６０、８０、９０ 第２のプレス成形型
６１、８１、９１ 第２のプレス成形型のダイ
６５、９５ 第２のプレス成形型の中子型
７１ 溶加材
Ｗ１ 板状ワーク
Ｗ２ 凸状頂面部
Ｗ２ａ 凸状頂面部に成形される凸部
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
Ｗ５ 延設部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の板状ワークを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、該第１のプレス成形工程において成形された前記凸部を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により前記凸部を圧潰するとともに前記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る第２のプレス成形工程と、前記両側の凸状側面部の端部どうしを溶接する溶接工程と、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２のプレス成形工程の前に、前記板状ワークの一方の凸状側面部の端部に、前記両側の凸状側面部の端部どうしが溶接される際に前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部の内側に重ねられる延設部を形成する延設部形成工程をさらに備え、
前記溶接工程は、少なくとも前記延設部形成工程において前記板状ワークの一方の凸状側面部の端部に形成された前記延設部と前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部との間に溶加材を供給して行う、
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】
前記溶接工程は、前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部に対向する前記延設部の対向面と、前記延設部に対向する前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部の対向面との間に溶加材を供給して行う、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】
前記溶接工程において、前記溶加材は、前記板状ワークから形成される前記閉断面部材の外面よりも内側に供給される、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、前記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１〜３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１】
金属製の板状ワークを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、該第１のプレス成形工程において成形された前記凸部を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により前記凸部を圧潰するとともに前記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る第２のプレス成形工程と、前記両側の凸状側面部の端部どうしを溶接する溶接工程と、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２のプレス成形工程の前に、前記板状ワークの一方の凸状側面部の端部に、前記両側の凸状側面部の端部どうしが溶接される際に前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部の内側に重ねられる延設部を形成する延設部形成工程をさらに備え、
前記溶接工程は、少なくとも前記延設部形成工程において前記板状ワークの一方の凸状側面部の端部に形成された前記延設部と前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部との間に溶加材を供給して行う、
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】
前記溶接工程は、前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部に対向する前記延設部の対向面と、前記延設部に対向する前記板状ワークの他方の凸状側面部の端部の対向面との間に溶加材を供給して行う、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】
前記溶接工程において、前記溶加材は、前記板状ワークから形成される前記閉断面部材の外面よりも内側に供給される、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、前記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１〜３の何れか一に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
【図１】
【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】
【公開番号】特開２０１１−５５２６（Ｐ２０１１−５５２６Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５１９９１（Ｐ２００９−１５１９９１）
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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