JP2010188352A - 金属製閉断面部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】図１０

Description

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。

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。

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。

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。

特開２０００−５１９３２号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 ドロー成形工程を説明するための説明図である。 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。 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。 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。 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。 曲げ成形工程を説明するための説明図である。 曲げ成形工程を説明するための説明図である。 プレス成形工程を説明するための説明図である。 図１４（ａ）のＡ部を拡大して示す要部拡大図である。 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。 決め押し成形工程を説明するための説明図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図７（ａ）に示すように、板状ワークＷ１がブランクホルダ４１とダイ４５により挟持された状態で、パンチ４２がダイ４５の成形空間４５ｃ内に移動されることにより、パンチ４２の上面部４２ｄによって板状ワークＷ１が断面台形状にドロー成形される。さらにパンチ４２が上方へ移動されると、図７（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１がさらにドロー成形され、パンチ４２とダイ４５とにより板状ワークＷ１が所定形状に成形される。

なお、図７では、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

プレス成形型６０のダイ６１に設けられる凹部６２の底面部６２ａは、フロントサイドフレーム２０の下面部２２の形状に応じて形成されており、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２に設けられる凸部Ｗ２ａの断面長さ、すなわち断面円弧長Ｌ１１と略同一の断面長さＬ２１を有するように形成されている。

また、凹部６２の側壁部６２ｂ及び６２ｃはそれぞれ、長手方向に変化する凸状頂面部Ｗ２の断面長さの最も短い断面長さと略同一の断面長さを有するように形成され、具体的には、凹部６２の右側壁部６２ｂが、左凸状頂面部Ｗ２ｃの断面長さＬ１２の最も短い断面長さと略同一の断面長さＬ２２を有するように形成され、凹部６２の左側壁部６２ｃが、右凸状頂面部Ｗ２ｂの断面長さＬ１３の最も短い断面長さと略同一の断面長さＬ２３を有するように形成され、凹部６２の側壁部６２ｂ及び６２ｃの底面部６２ａに対する傾斜角度はそれぞれ、フロントサイドフレーム２０の形状に応じて長手方向に一定の所定の角度で形成されている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (4)

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。
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。
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。
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。

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