JP2001162324A - 閉断面を有する構造部材、その製造装置およびその製造方法 - Google Patents

閉断面を有する構造部材、その製造装置およびその製造方法

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JP2001162324A JP2000252214A JP2000252214A JP2001162324A JP 2001162324 A JP2001162324 A JP 2001162324A JP 2000252214 A JP2000252214 A JP 2000252214A JP 2000252214 A JP2000252214 A JP 2000252214A JP 2001162324 A JP2001162324 A JP 2001162324A
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    • E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C2003/0404—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal beams, girders, or joists characterised by cross-sectional aspects
    • E04C2003/0443—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal beams, girders, or joists characterised by cross-sectional aspects characterised by substantial shape of the cross-section
    • E04C2003/0452—H- or I-shaped
    • E04C2003/0456—H- or I-shaped hollow flanged, i.e. "dogbone" metal beams

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 簡単な構成により製造コストの低減と寸法精
度の向上を図ることができる閉断面を有する構造部材、
その製造装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 製造装置は、ワークWを屈曲させてコ字
形断面部１とこれに隣接する閉断面部12,12とを備えた
構造部材を製造するもので、相対向して配置されたパン
チ21とダイス22とからなりワークWの両側縁をコ字形断
面部１の底壁10に重合させるようにプレス成形するプレ
ス型20と、プレス型20内でプレス成形されるワークWの
相対向する両側縁の倒れ込みを防止して端面Wa,Wa が互
いに当接するように案内する倒れ込み防止手段23とを備
え、ダイス22は、倒れ込み防止手段23によって当接され
たワークWの端面Wa,Wa が互いに押圧することにより圧
縮力をワークWに付与して、前後方向外側壁15と上下方
向外側壁13との間に圧縮残留応力を有する湾曲部16を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、閉断面を有する構
造部材、その製造装置およびその製造方法に関し、さら
に詳しくは、１枚の板状ワークから形成され、コ字形断
面部と該コ字形断面部の両側壁を共用する２つの閉断面
部とを備えた構造部材と、このような閉断面を有する構
造部材を製造するための装置および方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】この種の構造部材としては、例えば、自
動車のバンパーを構成するバンパーリインホースメント
がある。このバンパーリインホースメントは、特開平１
０−２７８７０６号公報などに開示されているように、
コ字形断面部に自動車のサイドメンバの先端部が嵌挿さ
れて取付け固定されるもので、自動車の意匠の一部を構
成するバンパの形状に応じて、屈曲または湾曲されてい
る。
【０００３】図１７に参照されるように、このようなバ
ンパーリインホースメントのコ字形断面部５１は、一般
に、板状ワークＷ’（図１１）のほぼ中央に形成される
底壁６０と、この底壁６０から屈曲され閉断面部５２と
の境界を形成する境界壁（側壁）６１とにより構成され
る。また、閉断面部５２は、境界壁６１と、この境界壁
６１から屈曲されサイドメンバに取付け固定されたとき
に自動車側に位置する前後方向内側壁６２と、この前後
方向内側壁６２から屈曲されサイドメンバに取付け固定
されたときに自動車の上下方向外側に位置する上下方向
外側壁６３と、この上下方向外側壁６３から屈曲されワ
ークの側縁をコ字形断面部５１の底壁６０に重合しサイ
ドメンバに取付け固定されたときに自動車と反対側に位
置する前後方向外側壁６５と、により構成される。各壁
６０，６１，６２，６３，および６５はそれぞれ平板状
に形成され、隣接する壁の間はほぼ直角に屈曲されてい
る。なお、これらの底壁６０、境界壁６１、前後方向内
側壁６２、上下方向外側壁６３、および前後方向外側壁
６５の名称は、本発明における閉断面を有する構造部材
を説明するために便宜上使用するが、その使用形態を限
定するものではなく、前後方向や上下方向、あるいは、
内側や外側の位置が実際の配置などによって異なること
に注意されたい。
【０００４】そして、このようなバンパーリインホース
メントを製造するに際しては、一般的に、図１１〜図１
８に示すように、板状のワークＷ’を用意し（図１
１）、このワークＷ’の境界壁６１と前後方向内側壁６
２との間となる位置を屈曲してワークＷ１１の形状に形
成する（図１２）。そして、ワークＷ１１の底壁６０と
境界壁６１との間となる位置を屈曲してコ字形断面部５
１が形成されたワークＷ１２の形状に形成し（図１
３）、ワークＷ１２の前後方向内側壁６２と上下方向外
側壁６３との間となる位置を屈曲してワークＷ１３の形
状に形成する（図１４）。次いで、上下方向外側壁６３
と前後方向外側壁６５との間となる位置をわずかに屈曲
してワークＷ１４の形状に形成し（図１５）、その後、
ワークＷ１４の側縁をコ字形断面部５１の底壁６０と重
合させるように、上下方向外側壁６３と前後方向外側壁
６５との間となる位置を完全に屈曲させてワークＷ１５
の形状に形成する（図１６）。なお、板状のワークＷ’
から図１２〜図１６に示したような形状のワークＷ１１
〜１５に形成する工程は、それぞれ屈曲させた部分がほ
ぼ直角の稜線を形成するように、プレス成形により行わ
れる。板状のワークＷ’の幅は、通常、コ字形断面部５
１の底壁６０と重合される両側縁の互いの端面Ｗａ，Ｗ
ａが、互いに当接することにより座屈しないように、適
当な間隔を形成するように設定される。そして、図１６
のように屈曲されたワークＷ１５は、最終的に自動車の
バンパの意匠の形状に応じてその長手方向に湾曲または
屈曲されてワークＷ１６の形状に成形されるのであるが
（図１８を参照）、この長手方向の湾曲または屈曲の工
程の途中で発生するワークＷ１５のそりやうねりあるい
はワークの側縁が開く等の問題を回避するため、図１２
〜図１６に示した工程においては各工程においてワーク
Ｗ１１〜１５をその長手方向に直線状となるように屈曲
した後に、ワークＷ１５の側縁を重合されたコ字形断面
部の底壁に溶接し（図１７）、一連の工程の最終の工程
で、図１８の鎖線で示した形状から実線で示した形状に
プレス成形により一般に一定曲率Ｒ１でその長手方向に
湾曲されワークＷ１６の形状に成形される。
【０００５】一方、特開平５９−３９４２２号公報に
は、底壁と両側壁とによりコ字状となった板状素材を、
ダイスの凹部内にセットし、その両側壁を、回動する曲
げパンチによって軸力を付与しながら折り曲げして、自
由端部の先端面を対向させ、その対向した先端面間を溶
接した箱形構造物の製造方法が開示されている。すなわ
ち、このものには、１枚の板材を折り曲げて自由端部の
両端面を巾方向中間部で突き合わせて溶接する製造方法
が研究開発されているが、このように加工するには、下
型と上型とを用いて、予めコ字状に折曲した素材を折り
曲げているので、自由端部のコーナー部の角度が大きく
なってしまうと共に、自由端部が内側に倒れ込んでしま
ったりする、つまり、成形途中で自由端部の先端面が合
致し、最後まで押し切らないうちに自由端部が水平とな
り、最後まで押し切ると自由端部が内側に折れ込んでし
まい、所定の形状に折り曲げることが困難となり、実用
化されていない、などと記載されている（公報第１頁右
下欄第５行乃至第２頁右上欄第３行）。そして、このも
のは、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その実
施例では、ダイスの上壁にピンを介して回動自在に支承
された曲げパンチの折り曲げ面にはストッパが設けられ
ており、曲げパンチを下方に向かって回動されると、自
由端部はストッパによってコ字形断面部の側壁に押しつ
けられ、（つまり、曲げ部に軸力が付与される）この状
態で自由端部が水平となるように折り曲げられることが
記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術のうち、図１１〜図１８に示したものにあって
は、長手方向の湾曲または屈曲の工程の途中で発生する
ワークＷ１５のそりやうねり等の問題を回避するため
に、その長手方向に直線状となるように屈曲してから溶
接し、その後、これらの工程とは別に、長手方向に湾曲
または屈曲させる工程を行わなければならないため、工
程数が多く煩雑であると共に、各工程を行うための設備
を必要とし、製造コストの低減を図ることができないと
いう問題があった。また、このものにあっては、ワーク
Ｗ１５の両側縁をコ字形断面部５１の底壁６０と重合し
たときに互いの端面Ｗａ，Ｗａが当接して座屈しないよ
うに適当な間隔を形成するものであるため、屈曲する角
度によって両端面Ｗａ，Ｗａの間の間隔が変化し、寸法
精度の向上を図ることができないという問題があった。
さらに、このものにあっては、直線状に屈曲成形された
ワークＷ１５は、そり等の問題を回避するために溶接さ
れているものの、その後に長手方向の湾曲または屈曲工
程を行うときに、プレス成形時の押圧力や湾曲または屈
曲によって断面形状が変形するため、寸法精度の向上を
図ることができないという問題があった。
【０００７】一方、上記従来の技術のうち、特開平５９
−３９４２２号公報に開示されたものにあっては、単に
断面が矩形の箱形構造物の製造方法であり、本発明によ
り成形される閉断面を有する構造物とは対象が異なる。
そして、箱形構造物を製造するために開示された装置
は、曲げパンチが回動自在に支承され、その折り曲げ面
にはストッパが設けられたものであり、構成が複雑であ
った。また、この装置を使用した製造方法では、曲げパ
ンチを下方に向かって回動することにより、自由端部
は、その先端面がストッパに当接することによって、コ
字形断面部の側壁に押しつけられた状態で水平となるよ
うに折り曲げられるよう作用する。すなわち、このもの
にあっては、板状素材の両側壁の自由端部の先端面は、
曲げパンチの折り曲げ面にそれぞれ設けられたストッパ
に当接されており、したがって、水平となるように折り
曲げられたときの両ストッパの間の距離だけ離間するこ
ととなり、図１１〜図１８に示した従来の技術と同様
に、寸法精度の向上を図ることができないという問題が
あった。そして、仮に、板状素材の両側壁の自由端部の
先端面を互いに当接させる場合には、この板状素材の先
端面が互いに押圧することがないような幅に成形するこ
とは困難であり、先端面を互いに当接させたときに、側
壁が平面状であるために互いの押圧力を逃すことができ
ず、座屈することとなる。そして、このものに記載され
ているように、下型と上型とを用いて予めコ字状に折曲
した素材を折り曲げ、成形途中で自由端部を合致させた
場合には、そのとおり、下型と上型とを最後まで押し切
らないうちに自由端部が水平となり、最後まで押し切る
と自由端部が内側に折れ込んでしまい、所定の形状に折
り曲げることが困難となり、実用化することができな
い。
【０００８】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、簡単な構成により製造コストの低減を図ることがで
きると共に寸法精度の向上を図ることができる閉断面を
有する構造部材の形状、その製造装置、およびその製造
方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の閉断面を有す
る構造部材に係る発明は、上記目的を達成するため、１
枚の板状ワークから形成され、コ字形断面部と該コ字形
断面部の両側壁を共用する２つの閉断面部とを備えた構
造部材であって、前記２つの閉断面部は、前記コ字形断
面部の両側壁から外側へ屈曲された２つの屈曲片の側縁
部を、互いに端面を当接させた状態で前記コ字形断面部
の底壁に重合させて形成されており、該閉断面部のそれ
ぞれは、前記コ字形断面部の側壁に隣接する部分を該側
壁に対して直角に接続する平板部として構成すると共
に、該平板部と前記側縁部との間に、該側縁部の端面を
頂点として前記平板部へ向けて湾曲しかつその湾曲方向
に圧縮応力を残留する湾曲部を配置していることを特徴
とするものである。この請求項１に記載の発明では、ワ
ークの相対向する両側縁部の端面が互いに当接された状
態でコ字形断面部の底壁に重合されると共に、この側縁
部の端面から続く湾曲部に圧縮応力が残留しているた
め、閉断面部の形状が凍結される。
【００１０】請求項２の閉断面を有する構造部材の製造
装置に係る発明は、上記目的を達成するため、１枚の板
状ワークから形成され、コ字形断面部と該コ字形断面部
の両側壁を共用する２つの閉断面部とを備えた構造部材
を製造する装置であって、相対向して配置されたパンチ
とダイスとからなり、前記ワークの両側縁を前記コ字形
断面部の底壁に重合させるようにプレス成形するプレス
型と、該プレス型内でプレス成形される前記ワークの相
対向する両側縁の倒れ込みを防止して互いの端面が当接
するように案内する倒れ込み防止手段と、を備え、前記
プレス型のダイスは、前記プレス成形するときに倒れ込
み防止手段によって当接されたワークの端面を互いに押
圧することにより前記閉断面部に圧縮応力を発生させる
ことを特徴とするものである。この請求項２に記載の発
明では、互いの端面が当接した状態でワークの両側縁が
コ字形断面部の底壁に重合されるとき、倒れ込み防止手
段によりワークの端面が確実に正対するので、閉断面部
に確実に圧縮応力を発生させることができる。
【００１１】請求項３の閉断面を有する構造部材の製造
方法に係る発明は、上記目的を達成するため、１枚の板
状ワークから形成され、コ字形断面部と該コ字形断面部
の両側壁を共用する２つの閉断面部とを備えた構造部材
を製造する方法であって、前記ワークに、前記コ字形断
面部と該コ字形断面部の両側壁から外側へ直角に屈曲さ
せた屈曲片とを備えた一次加工ワークを形成する前工程
と、前記一次加工ワークの各屈曲片の側縁側を、所定の
位置で屈曲して、前記閉断面部に近似する二次加工ワー
クを形成する中間工程と、前記二次加工ワークの相対向
する両側縁の端面を互いに当接させた状態で前記コ字形
断面部の底壁に重合するようにプレス成形して前記閉断
面部を形成すると共に、当接されたワークの端面を互い
に押圧させることにより圧縮応力をワークに発生させて
前記記閉断面部を構成する湾曲部を形成する後工程と、
を含むことを特徴とするものである。この請求項３に記
載の発明では、前工程、中間工程および後工程を有機的
に結合することで、閉断面を有する構造部材を能率よく
かつ精度よく製造できる。
【００１２】請求項４の閉断面を有する構造部材の製造
方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項３
に記載の発明における前記前工程または中間工程におい
て、さらに、ワークをその長手方向に湾曲させることを
含むことを特徴とするものである。この請求項４に記載
の発明では、後工程で、ワークをその長手方向に湾曲さ
せないので、断面形状が変化することもない。
【００１３】
【発明の実施の形態】最初に、本発明の閉断面を有する
構造部材の実施の一形態を、自動車のバンパーを構成す
るバンパーリインホースメントの場合により、主に図９
に基づいて詳細に説明する。本発明の閉断面を有する構
造部材は、概略、板状ワークＷ（図４）を屈曲させるこ
とにより形成されたコ字形断面部１と該コ字形断面部１
に隣接する閉断面部２，２とを備えており、前記ワーク
Ｗの相対向する両側縁の端面Ｗａ，Ｗａを互いに当接さ
せると共に、該両側縁を前記コ字形断面部１の底壁１０
に重合させて、前記閉断面部２を構成する前後方向外側
壁１５と上下方向外側壁１３との間に連続する湾曲部１
６を形成している。
【００１４】図４に参照されるように、ワークＷは、当
初、平面視が矩形の板状に形成されている。そして、こ
の板状のワークＷは、そのほぼ中央から順次両側縁に向
かって鎖線で示す位置で屈曲されて、最終的に、図９に
示されたように、底壁１０と、この底壁１０から屈曲さ
れ閉断面部２との境界を形成する境界壁（側壁）１１と
により構成される、自動車のサイドメンバ（図示は省略
する）の先端部が嵌挿されて取付け固定されるコ字形断
面部１と、境界壁１１と、この境界壁１１から屈曲され
サイドメンバに取付け固定されたときに、車体側に位置
する前後方向内側壁（平板部）１２と、車体の上下方向
に位置する上下方向外側壁１３と、この上下方向外側壁
１３から湾曲部１６を介して屈曲された反車体側に位置
する前後方向外側壁１５とにより構成される、すなわ
ち、ここではコ字形断面部１の上下にそれぞれに隣接し
て閉断面部２，２が配置されることになる。そして、ワ
ークＷは、両側縁の端面Ｗａ，Ｗａが互いに押圧するよ
うに当接された状態で前後方向外側壁１５を構成する各
側縁の一部がコ字形断面部１の底壁１０とそれぞれ重合
され、最終的には溶接などによって互いに固着される。
さらに、バンパーリインホースメントとなるワークＷ
は、図９に示すように、自動車の意匠の一部を構成する
バンパの形状に応じて、この場合、一定の曲率Ｒ１で長
手方向に湾曲される。
【００１５】次に、本発明の閉断面を有する構造部材の
製造装置の実施の一形態を、上述したように構成された
閉断面を有する構造部材を製造する場合により、図１〜
図３に基づいて説明する。本発明の閉断面を有する構造
部材の製造装置は、図８に参照されるように形成された
ワークＷ４をプレス成形して図９に示した形状のワーク
Ｗ５を得るためのものであり、概略、板状ワークＷを屈
曲させてコ字形断面部１と該コ字形断面部１に隣接する
閉断面部２，２とを備えた構造部材を製造する装置であ
って、相対向して配置されたパンチ２１とダイス２２と
からなり、前記ワークＷ４の両側縁を前記コ字形断面部
１の底壁１０に重合させるようにプレス成形するプレス
型２０と、プレス型２０内でプレス成形される前記ワー
クＷ４の相対向する両側縁の倒れ込みを防止して端面Ｗ
ａ，Ｗａが互いに当接するように案内する倒れ込み防止
手段２３と、を備え、プレス型２０のダイス２２は、プ
レス成形するときに倒れ込み防止手段２３によって当接
されたワークＷ４の端面Ｗａ，Ｗａが互いに押圧するこ
とにより圧縮力をワークＷ４に付与して、前記閉断面部
２を構成する前後方向外側壁１５と上下方向外側壁１３
との間に連続する湾曲部１６を形成することを許容する
形状を有することを特徴とするものである。
【００１６】ワークＷ４は、図８に参照されるように、
底壁１０と両境界壁１１，１１とにより構成されたコ字
形断面部１と、境界壁１１を含み閉断面部２の一部を構
成する前後方向内側壁１２と上下方向外側壁１３とが予
め形成されており、図１に示すように、湾曲部１６およ
び前後方向外側壁１５が形成される両側縁が互いに対向
すると共に、各上下方向外側壁１３からそれぞれわずか
に屈曲されている。そして、ワークＷ４は、その上下方
向外側壁１３からそれぞれ屈曲された位置から両側縁の
端面Ｗａまでの長さ、すなわち、湾曲部１６および前後
方向外側壁１５を形成するための両側縁の長さが、ダイ
ス２２とパンチ２１とを相対的に近接させてプレス型２
０内のワークＷ４をプレス成形するときに、ワークＷ４
の端面Ｗａ，Ｗａが互いに当接して押圧し、上下方向外
側壁１３と前後方向外側壁１５との間に圧縮応力が生じ
てダイス２２に押し当てられるように形成されている。
さらに、ワークＷ４は、この場合、一定の曲率Ｒ１で既
に長手方向に湾曲されており、また、コ字形断面部１の
底壁１０に倒れ込み防止手段２３の倒れ込み防止ピン２
５（後述する）を挿通するための孔Ｗｂ，Ｗｂ・・・が
形成されている。
【００１７】この実施の形態では、プレスのベッドある
いはボルスタ（図示を省略した）上にパンチ２１が配設
され、ラム（図示を省略した）にダイス２２が配設さ
れ、パンチ２１に載置されたワークＷ４に対してダイス
２２を下降させることによりプレス成形が行われる。パ
ンチ２１は、予め図８に参照されるように形成されたワ
ークＷ４のコ字形断面部１の底壁１０、境界壁１１、お
よび前後方向内側壁１２の形状に応じて成形されてい
る。一方、ダイス２２は、ワークＷ４の端面Ｗａ，Ｗａ
を互いに当接した状態で前後方向外側壁１５をコ字形断
面部１の底壁１０に重合すべくプレス成形を行ったとき
に、ワークＷ４の上下方向外側壁１３と前後方向外側壁
１５との間に圧縮力を付与して、両壁１３，１５の間に
連続する湾曲部１６を形成することを許容するような形
状に形成されている。
【００１８】また、倒れ込み防止手段２３は、コ字形断
面部１の底壁１０に形成された孔Ｗｂが挿通される倒れ
込み防止ピン２５と、この倒れ込み防止ピン２５の先端
がダイス２２に向かって突出するように弾性的に付勢す
る圧縮スプリング２６とを備えてなるもので、ワークＷ
４の長手方向に沿って複数配列される。倒れ込み防止ピ
ン２５は、その先端とラムを下降駆動したときに接近す
るダイス２２の下面との間で、ワークＷ４の端面Ｗａ，
Ｗａが互いに当接し得るように案内するために、ワーク
Ｗ４の板厚分のクリアランスＣを形成し保持するクリア
ランス保持手段（図示は省略する）が連結されている。
このクリアランス保持手段は、プレス装置が一般的に備
えている先行押えピンを用いることにより、ダイス２２
の下面とのクリアランスＣを保持した状態で圧縮スプリ
ング２６による付勢力に抗して倒れ込み押えピン２５を
ダイス２２と同期して下降させるような構成とすること
ができる。
【００１９】次に、本発明の閉断面を有する構造部材の
製造方法を、以上のように構成された製造装置を用いて
上述したような形状の閉断面を有する構造部材を製造す
る場合により、主に図４〜図９に基づいて詳細に説明す
る。本発明の閉断面を有する構造部材の製造方法は、概
略、板状ワークＷを屈曲させてコ字形断面部１と該コ字
形断面部１に隣接する閉断面部２，２とを備えた閉断面
を有する構造部材を製造する方法であって、前記ワーク
Ｗに、底壁１０と該底壁１０から屈曲され前記コ字形断
面部１および閉断面部２間の境界を形成する境界壁１
１，１１とからなるコ字形断面部１と、該境界壁１１か
ら屈曲され前記閉断面部２を構成する前後方向内側壁１
２と、を形成してワーク（１次加工ワーク）Ｗ２を得る
前工程と、前記前後方向内側壁１２が形成されたワーク
Ｗ２を後の工程で圧縮応力を付与し得るような所定の位
置で屈曲して、前記閉断面部２を構成する上下方向外側
壁１３を形成してワーク（二次加工ワーク）Ｗ４を得る
上下方向外側壁形成工程（中間工程）と、該上下方向外
側壁１３が形成されたワークＷ４の相対向する両側縁の
端面Ｗａ，Ｗａを互いに当接させた状態で前記コ字形断
面部１の底壁１０に重合するようにプレス成形して前記
閉断面部２を構成する前後方向外側壁１５を形成すると
共に、当接されたワークＷ４の端面Ｗａ，Ｗａが互いに
押圧することにより圧縮力をワークＷ４に付与して前記
閉断面部２を構成する前記上下方向外側壁１３と前後方
向外側壁１５との間に連続する湾曲部１６を形成してワ
ークＷ５を得る湾曲部形成工程（後工程）と、を含み、
さらに、前記前工程または中間工程（上下方向外側壁形
成工程）において、ワークＷ，Ｗ１，Ｗ２，またはＷ３
をその長手方向に湾曲させることを含むことを特徴とす
るものである。
【００２０】当初のワークＷは、図４に示すように、平
面視が矩形の板状に形成されている。両側縁の端面Ｗ
ａ，Ｗａ間の幅Ｈは、コ字形断面部１と閉断面部２，２
とを形成し、且つ、上述したように端面Ｗａ，Ｗａを互
いに当接して押圧したときに圧縮応力を付与し得る長さ
に設定されている。ワークＷは、後の各工程において、
図４に鎖線で示した部分でそれぞれ屈曲される。
【００２１】ワークＷは、最初に、図５に示すように、
境界壁１１と前後方向内側壁１２となる部分の間の位置
でそれぞれほぼ直角に屈曲されると共に、その長手方向
に一定の曲率Ｒ１で湾曲されて、ワークＷ１の形状に形
成される。その後、ワークＷ１は、図６に示すように、
底壁１０と境界壁１１となる部分の間の位置でそれぞれ
ほぼ直角に屈曲してコ字形断面部１が形成されたワーク
Ｗ２の形状に形成される。このとき、先に境界壁１１と
前後方向内側壁１２となる部分の間の位置が屈曲されて
いるため、前後方向内側壁１２も同時に形成される。本
発明の前工程は、図５から図６に示したように、ワーク
Ｗ２の形状を形成することにより構成される。
【００２２】次いで、ワークＷ２から、本発明の中間工
程を行って図７に示すようなワークＷ３を得るべく、前
後方向内側壁１２と上下方向外側壁１３となる部分の間
の位置でそれぞれ大まかに直角となるように屈曲すると
同時に、コ字形断面部１の底壁１０に倒れ込み防止ピン
２５を挿通するための孔Ｗｂを穿設する。なお、前後方
向内側壁１２と上下方向外側壁１３となる部分の間の屈
曲される位置は、後述する後工程でワークＷ４の相対向
する両側縁の端面Ｗａ，Ｗａを互いに当接させた状態で
コ字形断面部１の底壁１０に重合させるようにプレス成
形したときに、ワークＷ４の端面Ｗａ，Ｗａが互いに押
圧することにより圧縮力をワークＷ４に付与して前記上
下方向外側壁１３と前後方向外側壁１５との間に連続す
る湾曲部１６を形成することができるような位置に設定
される。また、ワークＷ，Ｗ１，Ｗ２，またはＷ３の長
手方向の屈曲または湾曲や、倒れ込み防止ピン２５を挿
通するための孔Ｗｂの穿設は、上述した実施の形態に限
定されることなく、次に行われる後工程の開始までに完
了していればよい。これらの前工程および中間工程はプ
レス成形により行うことができる。
【００２３】続いて、ワークＷ３から、本発明の後工程
を行って図８に示すようなワークＷ４を得るべく、上下
方向外側壁１３と前後方向外側壁１５との間に形成され
る湾曲部１６となる部分を、後のプレス成形により端面
Ｗａ，Ｗａを互いに当接させた状態で前後方向外側壁１
５を底面１０に重合することができるように、それぞれ
直角よりは大きいわずかな角度で屈曲させ、図１に参照
されるように、底壁１０に穿設された孔Ｗｂに倒れ込み
防止ピン２５を挿通した状態でパンチ２１上にセット
し、ダイス２２を下降させてワークＷ４をプレス成形す
る。このとき、図２に参照されるように、倒れ込み防止
ピン２５は、その先端がダイス２２との間にワークＷ４
の板厚分の一定のクリアランスＣを保持した状態でダイ
ス２２と同期して下降するため、ワークＷの両側縁の端
面Ｗａ，Ｗａは、クリアランスＣにそれぞれ案内されて
互いに当接される。
【００２４】その後、さらにダイス２２が下降される
と、ワークＷ４は、両側縁の端面Ｗａ，Ｗａが互いに押
圧し合う状態で前後方向外側壁１５がコ字形断面部１の
底壁１０に重合されることにより、図３に矢印Ｘ，Ｘで
示すように圧縮力が付与されながらダイス２２の内面に
押しつけられ、図３に示すように、上下方向外側壁１３
と前後方向外側壁１５との間に、両側縁の端面Ｗａ，Ｗ
ａを頂点とする連続する湾曲部１６が形成されることと
なる。そして、前後方向内側壁１２と上下方向外側壁１
５となる部分の間の位置がほぼ直角となるように屈曲さ
れていなくとも、ワークＷ４の端面Ｗａ，Ｗａが互いに
押圧し合いながら前後方向外側壁１５がコ字形断面部１
の底壁１０に重合されるため、成形が完了したときには
ほぼ直角に屈曲されていることとなる。このようにして
本構造部材の製造は完了するが、上記後工程で湾曲部１
６に圧縮力を付与するようにしているので、該湾曲部１
６に圧縮応力が残留し、型開きしても前後方向外側壁１
５がスプリングバックを起こすことがなく、閉断面部
２，２の形状が凍結される。
【００２５】また、構造部材の最終的な形状が自動車の
意匠を構成するバンパの形状に応じて長手方向に屈曲ま
たは湾曲されたバンパーリインホースメントである場合
であっても、前工程または中間工程で、ワークＷ，Ｗ
１，Ｗ２，またはＷ３の屈曲と同時にこれらのうちのい
ずれかのワークＷ等の長手方向の屈曲または湾曲を行う
ことができるので、工程数を少なくすることができるた
めに製造コストを低減させることができ、さらには、予
めいずれかのワークＷ等の長手方向に一定の曲率Ｒ１で
湾曲された状態（この実施の形態の場合）で屈曲される
ため、ワークＷにしわが発生したり側縁が内側に折れ込
み、あるいは、断面形状が潰されるように変形すること
がなく、閉断面部２を構成する上下方向外側壁１３や前
後方向外側壁１５の寸法精度、ひいては、閉断面を有す
る構造全体の寸法精度が向上する。
【００２６】ここで、上記実施の形態においては、ワー
クＷ４の相対向する両側縁の倒れ込みを防止して端面Ｗ
ａ，Ｗａが互いに当接するように案内する倒れ込み防止
手段２３をプレス型２０のパンチ２１側に設けたが（図
１〜３）、この倒れ込み防止手段２３は、図１０に示す
ようにダイス２２側に設けるようにしてもよいものであ
る。この場合、倒れ込み防止手段２３を構成する倒れ込
み防止ピン２５は、常時はその先端部がダイス２２の内
面から所定長さだけ突出するようダイス２２に保持さ
せ、かつその背面側を圧縮スプリング２６により押える
ようにする。プレス成形に際しては、始めに前記のよう
に中間工程で得たワークＷ４（二次加工ワーク…図８）
をパンチ２１上にセットするが、ここでは、倒れ込み防
止手段２３がダイス２２側に配置されていることから、
二次加工ワークＷ４には倒れ込み防止ピン２５を挿通さ
せるための孔Ｗｂを形成しておく必要はない。ただし、
軽量化を図るための捨て孔として用いる場合はこの限り
ではない。
【００２７】二次加工ワークＷ４をパンチ２１上にセッ
トした後、ダイス２２を下降させると、先ず、ワークＷ
の両側縁の先端（端面）Ｗａ，Ｗａが、ダイス２２の下
面に案内されながら相互に接近する方向へ移動し、ダイ
ス２２から突出している倒れ込み防止ピン２５の突出元
Ｐに当接してその移動を停止する（図１０の左半分参
照）。その後、さらにダイス２２を下降させると、ワー
クＷ４の両側縁の先端が移動停止されているため、ワー
クＷ４は、その両側縁に続く部分をダイス２２の内面に
向けて次第に変形させる。そして、その変形途中から、
倒れ込み防止ピン２５の先端がワークＷのコ字形断面部
１の底壁１０に当接し、倒れ込み防止ピン２５はダイス
２２の下降と相対して上昇し、遂にはワークＷの両側縁
の先端が、倒れ込み防止ピン２５の先端のアール面２５
ａに沿って滑動し、該倒れ込み防止ピン２５を圧縮スプ
リング２６の付勢力に抗してわずか持上げながらその下
側に進入し、互いに端面Ｗａ，Ｗａを当接させる。
【００２８】その後、ダイス２２はプレス下死点に到達
し、ワークＷの両側縁部が、それぞれの端面Ｗａ，Ｗａ
を互いに押圧させながらコ字形断面部１の底壁１０に重
合され、これと同時に矢印Ｘ，Ｘで示すように圧縮力が
付与されながらダイス２２の内面に押しつけられ、上下
方向外側壁１３と前後方向外側壁１５との間に、両側縁
の端面Ｗａ，Ｗａを頂点とする連続する湾曲部１６が形
成されることとなる（図１０の右半分参照）。しかし
て、この湾曲部１６には、上記実施の形態と同様に前記
圧縮力付与により圧縮応力が残留し、型開きしても前後
方向外側壁１５がスプリングバックを起こすことがな
く、閉断面部２，２の形状が凍結される。なお、この実
施の形態においては、倒れ込み防止ピン２５が二次加工
ワークＷ４を挿通することがないので、その形状を任意
とすることができ、例えば、ワークＷ４の長手方向に延
びる棒状部材に代えることができる。
【００２９】以上のように成形されたワークＷ５は、通
常はコ字形断面１の底壁１０とこれに重合された前後方
向外側壁１５とを溶接によって固着することによりその
形状が固定されるが、本構造部材の前後方向外側壁１５
は圧縮残留応力を有する湾曲部１６からなっているの
で、溶接に代えて安価なかしめ法を採用しても、超ハイ
テンション材でしばしば問題となる遅れ破壊が生じるこ
とはない。また、上記実施の形態においては、前工程ま
たは中間工程において予め長手方向に湾曲させてから、
その後、湾曲部形成工程（後工程）でコ字形断面部１の
底壁１０と前後方向外側壁１２とを重合するようにプレ
ス成形しているので、そりやうねりなどが発生すること
がなく、あるいは、形状を固定する前に底壁１０と前後
方向外側壁１５とが離間する（開く）などの問題が発生
することもない。
【００３０】なお、本発明は、長手方向に屈曲または湾
曲されたバンパーリインホースメントに限定されること
なく、例えば長手方向に直線状のものなど、板状ワーク
Ｗを屈曲させることにより形成されたコ字形断面部１と
このコ字形断面部１に隣接する閉断面部２，２とを備え
た他の閉断面を有する構造部材にも適用することができ
る。また、本構造部材は、前記した上下方向外側壁１３
を省略してもよいもので、この場合は、両側縁の端面Ｗ
ａ，Ｗａの当接部分から前後方向内側壁１２にかけて連
続する湾曲部１６が形成されることとなる。
【００３１】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、ワークの相対
向する両側縁部の端面が互いに当接された状態でコ字形
断面部の底壁に重合されると共に、この側縁部の端面か
ら続く湾曲部に圧縮応力が残留するように閉断面部を形
成しているので、閉断面部の形状が凍結され、寸法精度
の高い構造部材となる。
【００３２】また、請求項２の発明によれば、互いの端
面が当接した状態でワークの両側縁がコ字形断面部の底
壁に重合されるとき、倒れ込み防止手段によりワークの
端面が確実に正対するので、閉断面部に確実に圧縮応力
を発生させることができ、寸法精度の確保が容易とな
る。
【００３３】また、請求項３の発明によれば、前工程、
中間工程および後工程を有機的に結合することで、閉断
面を有する構造部材を能率よくかつ精度よく製造でき
る。
【００３４】さらに、請求項４の発明によれば、請求項
３に記載の発明における前工程または中間工程におい
て、さらに、ワークをその長手方向に湾曲させることを
含むことにより、後工程で、ワークをその長手方向に湾
曲させないので、断面形状が変化することもなく、閉断
面を有する構造部材全体の精度保証が確実となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施形態である構造部材の製造
装置の要部構造を示す断面図である。
【図２】図１の状態からダイスを下降させてワークの端
面が互いに当接された状態を示す断面図である。
【図３】図２の状態からダイスをさらに下降させてワー
クのプレス成形を完了した状態を示す断面図である。
【図４】本発明で用いる、成形前の板状ワークの形状を
示す斜視図である。
【図５】図４に示した板状ワークからコ字形断面部を成
形する前工程の前半段階を終えたワークの形状を示す斜
視図である。
【図６】前工程の後半段階を終えた一次加工ワークの形
状を示す斜視図である。
【図７】一次加工ワークから二次加工ワークを成形する
中間工程の前半段階を終えたワークの形状を示す斜視図
である。
【図８】中間工程の後半段階を終えた二次加工ワークの
形状を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る構造部材の最終形状を示す斜視図
である。
【図１０】本発明の他の実施形態である構造部材の製造
装置の要部構造を示す断面図である。
【図１１】従来用いられていた、成形前の板状ワークの
形状を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示した板状ワークからコ字形断面部
を成形する前工程の前半段階を終えた、従来のワークの
形状を示す斜視図である。
【図１３】前工程の後半段階を終えた、従来のワークの
形状を示す斜視図である。
【図１４】前工程を終えたワークをさらに成形する中間
工程の前半段階を終えた、従来のワークの形状を示す斜
視図である。
【図１５】中間工程を終えた、従来のワークの形状を示
す斜視図である。
【図１６】従来の構造部材の最終形状を示す斜視図であ
る。
【図１７】図１６に示した構造部材を、溶接により形状
固定した従来の製品形状を示す斜視図である。
【図１８】図１７に示した状態から、直線状のワークを
長手方向に湾曲させた状態の従来の製品形状を示す斜視
図である。
【符号の説明】
Ｗ ワーク、 Ｗａ ワークの端面 １ コ字形断面部 ２ 閉断面部 １０ コ字形断面部の底壁 １１ 境界壁（コ字形断面部の側壁） １２ 前後方向内側壁（平板部） １３ 上下方向外側壁、 １５ 前後方向外側壁 １６ 湾曲部 ２０ プレス型 ２１ パンチ、 ２２ ダイス ２３ 倒れ込み防止手段、 ２５ 倒れ込み防止
ピン
フロントページの続き (72)発明者 松倉 孝典 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 古畑 貴之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 飯田 昌孝 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 4E063 AA01 BA01 CA12 DA01 JA03 JA07 MA19

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １枚の板状ワークから形成され、コ字形
    断面部と該コ字形断面部の両側壁を共用する２つの閉断
    面部とを備えた構造部材であって、前記２つの閉断面部
    は、前記コ字形断面部の両側壁から外側へ屈曲された２
    つの屈曲片の側縁部を、互いに端面を当接させた状態で
    前記コ字形断面部の底壁に重合させて形成されており、
    該閉断面部のそれぞれは、前記コ字形断面部の側壁に隣
    接する部分を該側壁に対して直角に接続する平板部とし
    て構成すると共に、該平板部と前記側縁部との間に、該
    側縁部の端面を頂点として前記平板部へ向けて湾曲しか
    つその湾曲方向に圧縮応力を残留する湾曲部を配置して
    いることを特徴とする閉断面を有する構造部材。
  2. 【請求項２】 １枚の板状ワークから形成され、コ字形
    断面部と該コ字形断面部の両側壁を共用する２つの閉断
    面部とを備えた構造部材を製造する装置であって、 相対向して配置されたパンチとダイスとからなり、前記
    ワークの両側縁を前記コ字形断面部の底壁に重合させる
    ようにプレス成形するプレス型と、 該プレス型内でプレス成形される前記ワークの相対向す
    る両側縁の倒れ込みを防止して互いの端面が当接するよ
    うに案内する倒れ込み防止手段と、を備え、 前記プレス型のダイスは、前記プレス成形するときに倒
    れ込み防止手段によって当接されたワークの端面を互い
    に押圧することにより前記閉断面部に圧縮応力を発生さ
    せることを特徴とする閉断面を有する構造部材の製造装
    置。
  3. 【請求項３】 １枚の板状ワークから形成され、コ字形
    断面部と該コ字形断面部の両側壁を共用する２つの閉断
    面部とを備えた構造部材を製造する方法であって、 前記ワークに、前記コ字形断面部と該コ字形断面部の両
    側壁から外側へ直角に屈曲させた屈曲片とを備えた一次
    加工ワークを形成する前工程と、 前記一次加工ワークの各屈曲片の側縁側を、所定の位置
    で屈曲して、前記閉断面部に近似する二次加工ワークを
    形成する中間工程と、 前記二次加工ワークの相対向する両側縁の端面を互いに
    当接させた状態で前記コ字形断面部の底壁に重合するよ
    うにプレス成形して前記閉断面部を形成すると共に、当
    接されたワークの端面を互いに押圧させることにより圧
    縮応力をワークに発生させて前記記閉断面部を構成する
    湾曲部を形成する後工程と、を含むことを特徴とする閉
    断面を有する構造部材の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記前工程または中間工程において、さ
    らに、ワークをその長手方向に湾曲させることを含むこ
    とを特徴とする請求項３に記載の構造部材の製造方法。
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