JP2010234412A - 金属製閉断面部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡単な方法によって精度良く金属製閉断面部材を製造することができる金属製閉断面部材の製造方法を提供する。
【解決手段】金属製の板状ワークＷ１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を成形し、板状ワークの凸部を中子型６５により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板状ワークの凸部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、中子型を両側の凸状側面部の間から抜き取った後に凸状側面部の少なくとも一方を押圧して閉断面化し、板状ワークから閉断面部材を製造するに際し、凸部の断面形状が左右非対称に形成され、凸部がプレス成形される際に板状ワークの一方の凸状側面部が板状ワークの他方の凸状側面部よりも内方側への変位が抑制された状態で両側の凸状側面部がそれぞれ内方側へ変位させられる。
【選択図】図１４

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。

そこで、この発明は、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精度良く製造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２のプレス成形工程の後に、前記中子型を前記板状ワークの凸状に突出する方向と逆方向に前記両側の凸状側面部の間から抜き取る中子型抜き取り工程と、前記中子型抜き取り工程の後に、前記両側の凸状側面部の端部どうしを接合して閉断面化する閉断面化工程と、をさらに備え、前記第２のプレス成形工程では、前記凸部がプレス成形される際に前記板状ワークの一方の凸状側面部が前記板状ワークの他方の凸状側面部よりも内方側への変位が抑制された状態で前記両側の凸状側面部がそれぞれ内方側へ変位させられる、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２のプレス成形工程において前記凸部がプレス成形される際に前記板状ワークの一方の凸状側面部が前記板状ワークの他方の凸状側面部よりも内方側への変位が抑制されるように、前記第１のプレス成形工程において前記凸部の断面形状が左右非対称に形成される、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、前記閉断面化工程は、前記凸状側面部の少なくとも一方をさらに内方側へ変位させ前記板状ワークを閉断面化させるように、前記凸状側面部の少なくとも一方を前記板状ワークの外方側から押圧する押圧工程である、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少なくとも一方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。

また更に、本願の請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一に係る発明において、前記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、凸部を中子型により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するとともに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を備え、中子型を両側の凸状側面部の間から抜き取る中子型抜き取り工程と、両側の凸状側面部の端部どうしを接合して閉断面化する閉断面化工程と、をさらに備え、凸部がプレス成形される際に板状ワークの一方の凸状側面部が他方の凸状側面部よりも内方側への変位が抑制された状態で両側の凸状側面部がそれぞれ内方側へ変位させられることにより、中子型を両側の凸状側面部の間から抜き取ることができ、中子型を閉断面部材の長手方向に抜き取る場合のように成形型などの成形装置を複雑化させたり大型化させたりすることなく、比較的簡単な方法によって精度良く金属製閉断面部材を製造することができる。

また、本願の請求項２に係る発明によれば、第２のプレス成形工程において凸部がプレス成形される際に板状ワークの一方の凸状側面部が板状ワークの他方の凸状側面部よりも内方側への変位が抑制されるように、第１のプレス成形工程において凸部の断面形状が左右非対称に形成されることにより、比較的簡単な方法によって、一方の凸状側面部を他方の凸状側面部よりも内方側への変位を抑制した状態で凸状側面部を変位させることができ、前記効果をより有効に奏することができる。

更に、本願の請求項３に係る発明によれば、閉断面化工程は、凸状側面部の少なくとも一方を板状ワークの外方側から押圧する押圧工程であることにより、凸状側面部の少なくとも一方をさらに内方側へ変位させて板状ワークを確実に閉断面化させることができ、前記効果を有効に得ることができる。

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、プレス成形された板状ワークの少なくとも一方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。

また更に、本願の請求項５に係る発明によれば、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。 ドロー成形工程を説明するための説明図である。 ドロー成形された板状ワークを示す斜視図である。 ドロー成形された板状ワークを図７におけるＹ８−Ｙ８線に沿って示す断面図である。 図８に示す板状ワークの要部を拡大して模式的に示す図である。 ドロー成形された板状ワークの凸状側面部の端部を曲げ成形するための曲げ成形装置の曲げ成形型を示す断面図である。 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。 板状ワークの凸部をプレス成形するためのプレス成形装置のプレス成形型を示す断面図である。 プレス成形工程を説明するための説明図である。 閉断面化工程を説明するための説明図である。 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プレス成形工程及び閉断面化工程を説明するための説明図である。 板状ワークの凸部をプレス成形するためのプレス成形装置の別のプレス成形型を示す断面図である。

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。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。

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凸状に突出する凸部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。凸部４５ｍの断面形状は、後述するようにその短手方向において左右非対称に形成されている。

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から凹状に窪む凹部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。凹部４２ｍの断面形状についても、後述するように凸部４５ｍの断面形状に対応してその短手方向において左右非対称に形成されている。

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。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に示すように、ブランクホルダ４１とダイ４５とが離間して配置され、パンチ４２の上面部４２ｄがブランクホルダ４１の上面４１ｂよりも下方に配置された状態で、板状ワークＷ１がブランクホルダ４１の上面４１ｂに保持される。そして、ドロー成形型４０のダイ４５が下方へ移動され、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより板状ワークＷ１の短手方向における両端部が挟持された後に、パンチ４２が上方へ移動され、パンチ４２がダイ４５の成形空間４５ｃ内に移動して板状ワークＷ１がドロー成形される。

図６は、ドロー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ドロー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ドロー成形された状態を示している。

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６（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。

図７は、ドロー成形された板状ワークを示す斜視図であり、図８は、ドロー成形された板状ワークを図７におけるＹ８−Ｙ８線に沿って示す断面図である。図７及び図８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突出する凸部Ｗ２ａが長手方向に設けられている。また、凸状頂面部Ｗ２は、図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。

ここで、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２に設けられる凸部Ｗ２ａの断面形状について、図９を参照しながら説明する。
図９は、図８に示す板状ワークの要部を拡大して模式的に示す図であり、図９には、板状ワークＷ１の長手方向と直交する方向である短手方向における板状ワークの断面形状の一部が示されている。図９では、凸状側面部Ｗ３と右凸状頂面部Ｗ２ｂとの交点をＰ１とし、右凸状頂面部Ｗ２ｂと凸部Ｗ２ａとの交点をＰ２とし、凸部Ｗ２ａの頂点をＰ３とし、凸部Ｗ２ａの頂点Ｐ３を通って右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び左凸状頂面部Ｗ２ｃと直交する方向に延びる軸Ｃ１に対して点Ｐ２と左右対称な点をＰ４とし、凸部Ｗ２ａと左凸状頂面部Ｗ２ｃとの交点をＰ５とし、左凸状頂面部Ｗ２ｃと凸状側面部Ｗ４との交点をＰ６として表し、軸Ｃ１に対して凸部Ｗ２ａの右側部分（点Ｐ２と点Ｐ３とを結ぶ曲線部分）と左右対称に形成される凸部を二点鎖線で示している。

本実施形態では、板状ワークＷ１に形成される凸部Ｗ２ａは、板状ワークの長手方向において同一形状で形成され、図９に示すように、板状ワークＷ１の短手方向における断面形状が左右非対称に形成されている。凸部Ｗ２ａの頂点Ｐ３を通る軸Ｃ１に対して凸部Ｗ２ａの右側部分（点Ｐ２と点Ｐ３とを結ぶ曲線部分）と凸部Ｗ２ａの左側部分（点Ｐ３と点Ｐ５とを結ぶ曲線部分）の形状が異なって形成され、凸部Ｗ２ａの左側部分は、軸Ｃ１に対して凸部Ｗ２ａの右側部分と左右対称に形成される部分（点Ｐ３と点Ｐ４とを結ぶ曲線部分）より左側に位置付けられている。具体的には、凸部のＷ２ａの右側部分と凸部Ｗ２ａの左側部分とはそれぞれ断面円弧状に形成され、凸部Ｗ２ａの左側部分と凸状頂面部Ｗ２ｃとのなす角度θ２が凸部Ｗ２ａの右側部分と凸状頂面部Ｗ２ｂとのなす角θ１よりも大きく形成されている。なお、凸部Ｗ２ａの左側部分と凸状頂面部Ｗ２ｃとのなす角度θ２とは、断面円弧状に形成される点Ｐ３と点Ｐ５とを結ぶ曲線部分の点Ｐ５における接線と凸状頂面部Ｗ２ｃとのなす角度をいい、凸部Ｗ２ａの右側部分と凸状頂面部Ｗ２ｂとのなす角度θ１とは、断面円弧状に形成される点Ｐ２と点Ｐ３とを結ぶ曲線部分の点Ｐ２における接線と凸状頂面部Ｗ２ｂとのなす角度をいうものとする。

このような左右非対称に形成される凸部Ｗ２ａが板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２に成形されるように、ドロー成形型４０には、図９に示す凸部Ｗ２ａの形状に対応してダイ４５の底面部４５ｄに短手方向における断面が左右非対称に形成された凸部４５ｍが設けられ、図９に示す凸部Ｗ２ａの形状に対応してパンチ４２の上面部４２ｄに短手方向における断面が左右非対称に形成された凹部４２ｍが設けられている。

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、第２の右凸状側面部Ｗ３ｂがそれぞれ、フロントサイドフレーム２０の左側面部２４、第２の傾斜側面部２６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。

本実施形態では、板状ワークＷ１をドロー成形する際には、図６に示すように、板状ワークＷ１の短手方向の両端部を、ブランクホルダ４１とダイ４５とにより挟持した状態でドロー成形することにより、ドロー成形された板状ワークＷ１にしわが発生することが防止されている。

なお、金属製の板状ワークＷ１を第１の成形型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、第１の成形型４０のパンチ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。

ドロー成形型４０を備えたドロー成形装置によって板状ワークＷ１がドロー成形された後、ドロー成形された板状ワークＷ１は、図示しないブランキング手段によって、図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の短手方向の両端部Ｗ５、第２の右凸状側面部Ｗ３ｂの略中央部から下側部分、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。なお、以下では、板状ワークＷ１の短手方向における凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部とは、図８に示す第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、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をいうものとする。

次に、板状ワークＷ１は、凸状側面部Ｗ４の端部、具体的には、図８に示す凸状側面部Ｗ４の第２の右凸状側面部Ｗ４ｂの凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ４ｅが内方側へ曲げ成形される。図１０は、ドロー成形された板状ワークの凸状側面部の端部を曲げ成形するための曲げ成形装置の曲げ成形型を示す断面図である。

図１０に示すように、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅを曲げ成形するための曲げ成形装置に用いる曲げ成形型５０は、ドロー成形された板状ワークＷ１を保持するための第１のダイ５１と、第１のダイ５１の外周面５１ａに嵌め合わせられる第２のダイ５２と、第２のダイ５２を支持する第３のダイ５３と、第１のダイ５１の下方に配置される第４のダイ５４と、第１のダイ５１に対向して配置され、上下方向に移動可能に構成されるパンチ５５を備えている。

曲げ成形型５０の第１のダイ５１は、図示しない付勢手段によって上方へ付勢され、第４のダイ５４と離間した状態で配置されている。第１のダイ５１の上面５１ｂは、図１０に示すように、その右側部分が、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４、具体的には第２の左凸状側面部Ｗ４ｂの端部Ｗ４ｅを曲げ成形するために、第２の左凸状側面部Ｗ４ｂの曲げ成形すべき端部Ｗ４ｅが第２のダイ５２の上方に位置付けられた状態でドロー成形された板状ワークＷ１を保持するように、凸状頂面部Ｗ２及び凸状側面部Ｗ４の形状に応じて形成されている。

本実施形態では、板状ワークＷ１の一方の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅのみが曲げ成形されるが、板状ワークＷ１の他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅも曲げ成形するようにしてもよく、曲げ成形型５０は、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅも曲げ成形する場合にも使用可能に構成されている。すなわち、第１のダイ５１の上面５１ｂの左側部分は、板状ワークＷ１の他方の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅも曲げ成形する場合に、曲げ成形すべき端部Ｗ３ｅが第２のダイ５２の上方に位置付けられた状態でドロー成形された板状ワークＷ１を保持することができるように、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を備えている。曲げ成形型５０ではまた、パンチ５５は、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅを曲げ成形する場合に使用する左側パンチ５５ｂも備えている。

曲げ成形型５０を用いて、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅを曲げ成形する際には、図１０に示すように、第１のダイ５１が前記付勢手段によって上方へ付勢された状態で、ドロー成形された板状ワークＷ１が、第１の左凸状側面部Ｗ４ａを下側にして第１のダイ５１の上面５１ｂの右側部分に保持される。そして、曲げ成形型５０のパンチ５５が下方へ移動され、パンチ５５と第２のダイ５２とにより曲げ成形が行われる。

図１１及び図１２は、曲げ成形工程を説明するための説明図であり、図１１は、パンチが下降してパンチとドロー成形された板状ワークとが接触した状態を示し、図１２は、パンチがさらに下降して第１のダイと第４のダイとが接触し、ドロー成形された板状ワークの凸状側面部の端部が曲げ成形された状態を示している。

図１１に示すように、第１のダイ５１の上面５１ｂにドロー成形された板状ワークＷ１が保持された状態で、パンチ５５が下降されると、パンチ５５の右側パンチ５５ａとドロー成形された板状ワークＷ１とが接触する。この状態からさらに、パンチ５５が下方へ移動されると、パンチ５５の右側パンチ５５ａと第１のダイ５１とによりドロー成形された板状ワークＷ１を挟んだ状態でパンチ５５の右側パンチ５５ａと第２のダイ５２とにより凸状側面部Ｗ４の第２の右凸状側面部Ｗ４ｂの端部Ｗ４ｅが内方側へ曲げ成形され、図１２に示すように、第１のダイ５１が第４のダイ５４に接触すると、パンチ５５の下方への移動が停止され、曲げ成形を終了する。

ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅの曲げ成形が終了すると、パンチ５５が上方へ移動され、第１のダイ５１及び第１のダイ５１に保持されたドロー成形された板状ワークＷ１が上方へ移動されて最初の位置に戻される。なお、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅも曲げ成形する場合には、この後に、ドロー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、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。

このようにして、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４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た後、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の突出方向と逆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。

図１３は、板状ワークの凸部をプレス成形するため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では、プレス成形型にドロー成形された板状ワークが保持された状態が示されている。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（ｂ）は、板状ワークの凸部がプレス成形型の中子型によりプレス成形された状態を示している。

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プレス成形装置に用いるプレス成形型（第２の成形型）６０は、ドロー成形された板状ワークＷ１を保持するための下型６１と、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形するための中子型６５と、中子型６５と連結部材６６を介して連結され上下方向に移動可能に構成される上型６７と、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６８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６９と、を備えている。

プレス成形型６０の下型６１は、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２を保持するために、その上面に平面状に形成された平面部６１ａを備えている。一方、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下型６１の上方に配置され、連結部材６６を介して連結される上型６７の移動に伴って上下方向に移動されるようになっている。中子型６５は、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形する際には下方へ移動され、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形して両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ所定位置まで内方側へ変位させた後に両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取る際には板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向である上方へ移動される。

プレス成形型６０の中子型６５は、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。本実施形態では、中子型６５の上面部６５ａは、フロントサイドフレーム２０の形状に応じて形成され、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は、凸部Ｗ２ａがプレス成形された際に板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間に配置されるものであり、図１４（ｂ）に示すように、凸部Ｗ２ａがプレス成形され圧潰された後に凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅの間から上方へ抜き取ることができるように、凸部Ｗ２ａがプレス成形された際に、右側面部６５ｃと左側面部６５ｄの間の断面幅Ｌ３１が、凸部Ｗ２ａがプレス成形されて変位させられた凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅの間の幅Ｌ３２よりも狭い断面幅を有するように形成されている。なお、本実施形態では、中子型６５が連結部材６６を介して上型６７に連結されているが、中子型６５と連結部材６６と上型６７とを一体的に形成するようにしてもよい。

プレス成形型６０の押圧部材６８、６９は、中子型６５が凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から上方へ抜き取られた後に、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを接合して閉断面化するためのものであり、後述する図１５に示すように、第１の押圧部材６８を左側に移動することにより第１の押圧部材６８の左側面部６８ａによって板状ワークＷ１をその外方側から押圧し、第２の押圧部材６９を右側に移動することにより第２の押圧部材６９の右側面部６９ａによって板状ワークＷ１をその外方側から押圧することができるようになっている。

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、ドロー成形された板状ワークＷ１をダイ６１に、該ダイ６１に設けられた平面部６１ａ上に板状ワーク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、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、その後に中子型６５を板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取り、押圧部材６８、６９をそれぞれ移動させて両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを接合し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、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形する際には、図１３に示すように、ドロー成形された板状ワークＷ１が、プレス成形型６０のダイ６１に凸部Ｗ２ａが中子型６５に対応するようにして保持される。具体的には、板状ワークＷ１は、中子型６５の下面部６５ｂによって凸部Ｗ２ａがプレス成形され圧潰されるように配置される。

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１４（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が、凸部Ｗ２ａと左凸状頂面部Ｗ２ｃとの交点Ｐ５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が、凸部Ｗ２ａと右凸状頂面部Ｗ２ｂとの交点Ｐ２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によりプレス成形されると、図１４（ｂ）に示すように、凸部Ｗ２ａが圧潰され中子型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る。

前述したように、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａは、その短手方向における断面形状が左右非対称に形成され、凸部Ｗ２ａの左側部分と凸状頂面部Ｗ２ｃとのなす角度がθ２に設定され、凸部Ｗ２ａの右側部分と凸状頂面部Ｗ２ｂとのなす角度がθ１に設定され、凸部Ｗ２ａの左側部分と凸状頂面部Ｗ２ｃとのなす角度θ２が凸部Ｗ２ａの右側部分と凸状頂面部Ｗ２ｂとのなす角θ１よりも大きく形成されているので、凸部Ｗ２ａが中子型６５によりプレス成形された際には、右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び凸状側面部Ｗ３が板状ワークＷ１の内方側へ角度略（１８０°−θ１）回転して変位し、左凸状頂面部Ｗ２ｃ及び凸状側面部Ｗ４が板状ワークＷ１の内方側へ角度略（１８０°−θ１）より小さい角度略（１８０°−θ２）回転して変位し、凸状側面部Ｗ４は凸状側面部Ｗ３よりも内方側への変位が抑制された状態で、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。

また、中子型６５は、凸部Ｗ２ａがプレス成形された際に、その断面幅Ｌ３１が凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間の幅Ｌ３２よりも狭い断面幅を有するように形成されており、凸部Ｗ２ａがプレス成形された際には、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅが中子型６５の左側面部６５ｄ近傍まで変位させられ、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅが中子型６５の右側面部６５ｃ近傍まで変位させられる。

図１４（ｂ）に示すように、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、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をそれぞれ所定位置まで内方側へ変位させた後には、中子型６５が板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に上方へ移動され両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取られる。

そして、中子型６５が両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取られた後には、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４が板状ワークＷ１の外方側から押圧され、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが接合され板状ワークが閉断面化される。図１５は、閉断面化工程を説明するための説明図であり、板状ワークＷ１の短手方向の両側に配置された第１の押圧部材６８及び第２の押圧部材６９がそれぞれ移動された状態を示している。

図１５に示すように、ダイ６１に保持された板状ワークＷ１の短手方向の両側に配置されている第１の押圧部材６８及び第２の押圧部材６９は、中子型６５が両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取られた後に、第１の押圧部材６８が左側に移動され、第２の押圧部材６９が右側に移動される。これにより、第１の押圧部材６８の左側面部６８ａによって板状ワークＷ１がその外方側から押圧されて左凸状頂面部Ｗ２ｃ及び凸状側面部Ｗ４が板状ワークＷ１を閉じる方向にさらに内方側へ変位され、第２の押圧部材６９の右側面部６９ａによって板状ワークＷ１がその外方側から押圧されて右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び凸状側面部Ｗ３が板状ワークＷ１を閉じる方向にさらに内方側へ変位され、凸状側面部Ｗ３の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅと凸状側面部Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ４ｅとが突きあわせられて接合され、板状ワークＷ１が閉断面化される。

図１３から図１５では、プレス成形工程及び閉断面化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、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略同時にプレス成形され、略同時に閉断面化される。図１６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プレス成形工程及び閉断面化工程を説明するための説明図であり、図１６の（ａ）は、プレス成形工程を説明するための説明図、図１６の（ｂ）は、閉断面化工程を説明するための説明図である。

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、ドロー成形された板状ワークＷ１が、ダイ６１に設けられた平面部６１ａ上に板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２が配置されるように保持された状態で、中子型６５が下方へ移動されると、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プレス成形され、左凸状頂面部Ｗ２ｃ及び凸状側面部Ｗ４が板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位され、右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び凸状側面部Ｗ３が板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位され、図１６（ａ）に示すように、凸部Ｗ２ａが圧潰され中子型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変位させられる。

図３（ｂ）に示す断面に対応する断面についても、凸部Ｗ２ａが中子型６５によりプレス成形される際には、右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び凸状側面部Ｗ３が板状ワークＷ１の内方側へ角度略（１８０°−θ１）回転して変位し、左凸状頂面部Ｗ２ｃ及び凸状側面部Ｗ４が板状ワークＷ１の内方側へ角度略（１８０°−θ１）より小さい角度略（１８０°−θ２）回転して変位し、凸状側面部Ｗ４は凸状側面部Ｗ３よりも内方側への変位が抑制された状態で、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。

そして、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をそれぞれ所定位置まで内方側へ変位させた後には、中子型６５が板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に上方へ移動され両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取られ、次いで、図１６（ｂ）に示すように、第１の押圧部材６８が左側に移動されるとともに第２の押圧部材６９が右側に移動され、凸状側面部Ｗ３の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅと凸状側面部Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ４ｅとが突き合わせられて接合され、板状ワークＷ１が閉断面化される。

なお、第１の押圧部材６８の左側面部６８ａは、第１の左凸状側面部Ｗ４ａをその外方側から板状ワークＷ１の長手方向において略同時に押圧することができるように形成され、第２の押圧部材６９の右側面部６９ａは、第１の右凸状側面部Ｗ３ａをその外方側から板状ワークＷ１の長手方向において略同時に押圧することができるように形成されている。

本実施形態では、中子型６５を板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取った後に、第１の押圧部材６８及び第２の押圧部材６９によって両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４を板状ワークＷ１の外方側から押圧して両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をさらに内方側へ変位させ、板状ワークＷ１を閉断面化させているが、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の一方を板状ワークＷ１の外方側から押圧して凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の一方をさらに内方側へ変位させ、板状ワークＷ１を閉断面化させるようにしてもよい。

また、本実施形態では、凸部のＷ２ａの右側部分と左側部分とがそれぞれ断面円弧状に形成され、凸部Ｗ２ａの左側部分と凸状頂面部Ｗ２ｃとのなす角度θ２が凸部Ｗ２ａの右側部分と凸状頂面部Ｗ２ｂとのなす角θ１よりも大きく形成されているが、凸部Ｗ２ａの左右非対称に形成される断面形状は、これに限定されるものでなく、凸部Ｗ２ａがプレス成形された際に、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から中子型６５を抜き取ることができることを確保し、且つ、板状ワークＷ１の一方の凸状側面部を板状ワークＷ１の他方の凸状側面部よりも内方側への変位を抑制した状態で両側の凸状側面部をそれぞれ内方側へ変位させるように形成されるその他の断面形状であってもよい。

図１５及び図１６（ｂ）に示されるように、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが接合され板状ワークＷ１が閉断面化された後には、板状ワークＷ１の閉断面化された凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしが接合された接合部Ｗ６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。

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、本実施形態では、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ４ｅを曲げ成形した後に閉断面化させているが、前述したように、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅをも内方側へ曲げ成形した後に閉断面化させるようにしてもよい。

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することより凸部Ｗ２ａを圧潰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る第２のプレス成形工程とを備え、中子型６５を両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取る中子型抜き取り工程と、両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを接合して閉断面化する閉断面化工程と、をさらに備え、凸部Ｗ２ａがプレス成形される際に板状ワークＷ１の一方の凸状側面部Ｗ４が他方の凸状側面部Ｗ３よりも内方側への変位が抑制された状態で両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ内方側へ変位させられる。これにより、中子型６５を両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取ることができ、中子型６５を閉断面部材２０の長手方向に抜き取る場合のように成形型６０などの成形装置を複雑化させたり大型化させたりすることなく、比較的簡単な方法によって精度良く金属製閉断面部材を製造することができる。

また、第２のプレス成形工程において凸部Ｗ２がプレス成形される際に板状ワークＷ１の一方の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４が板状ワークＷ１の他方の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４よりも内方側への変位が抑制されるように、第１のプレス成形工程において凸部Ｗ２ａの断面形状が左右非対称に形成されることにより、比較的簡単な方法によって、一方の凸状側面部Ｗ４を他方の凸状側面部Ｗ３よりも内方側への変位を抑制した状態で凸状側面部Ｗ３、Ｗ４を変位させることができ、前記効果をより有効に奏することができる。

更に、閉断面化工程は、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の少なくとも一方を板状ワークＷ１の外方側から押圧する押圧工程であることにより、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の少なくとも一方をさらに内方側へ変位させて板状ワークＷ１を確実に閉断面化させることができ、前記効果を有効に得ることができる。板状ワークＷ１の材質や板厚などによっては、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２がプレス成形された際に、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４が板状ワークＷ１の内方側へ変位しにくくなり得るが、かかる場合においても、板状ワークＷ１を確実に閉断面化させることができる。

また更に、第１のプレス成形工程と第２のプレス成形工程の間に、プレス成形された板状ワークＷ１の少なくとも一方の凸状側面部Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ４ｅを板状ワークＷ１の内方側へ曲げ成形する曲げ成形工程をさらに備えていることにより、板状ワークＷ１を閉断面化させる際に、プレス成形された板状ワークＷ１の凸状側面部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。

また更に、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Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅどうしを溶接する溶接工程をさらに備えていることにより、閉断面部材２０の接合強度を高めることができ、より強固な閉断面部材２０を製造することができる。

前述した本実施形態では、ダイ６１に設けられた平面部６１ａ上にドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２を保持した状態で、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プレス成形されているが、ダイの上面に凹部を設け、この凹部内で板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形型の中子型により板状ワークＷ１の凸状に突出する方向にプレス成形するようにしてもよい。

図１７は、板状ワークの凸部をプレス成形するためのプレス成形装置の別のプレス成形型を示す断面図であり、図１７の（ａ）は、前記プレス成形型にドロー成形された板状ワークが保持された状態を示し、図１７の（ｂ）は、板状ワークの凸部が前記プレス成形型の中子型によりプレス成形された状態を示している。図１７に示すプレス成形型７０は、プレス成形型６０のダイに凹部が形成されていること以外は、プレス成形型６０と同様であるので、同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

図１７（ａ）に示すように、プレス成形型のダイ７１には、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２を保持するための上面７１ａに凹状に窪む凹部７２が設けられ、この凹部７２は、底面部７２ａと、側壁部７２ｂ、７２ｃ、具体的には図１７（ａ）において右側に位置する右側壁部７２ｂと左側に位置する左側壁部７２ｃとを備え、長手方向に連続して延びている。

ダイ７１に設けられる凹部７２の底面部７２ａ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７２の側壁部７２ｂ及び７２ｃ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、凹部７２の右側壁部７２ｂ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７２の左側壁部７２ｃ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ている。

ダイ７１に形成された凹部７２の側壁部７２ｂ及び７２ｃの底面部７２ａに対する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、底面部７２ａに対する側壁部７２ｂの傾斜角度は、図１７（ｂ）に示されるように、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａがダイ６１の平面部６１ａ上でプレス成形される際に左凸状頂面部Ｗ２ｃ及び左凸状側面部Ｗ４が板状ワークＷ１の内方側へ回転する角度（１８０°−θ２）と同じ角度に設定され、底面部７２ａに対する側壁部７２ｃの傾斜角度は、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａがダイ６１の平面部６１ａ上でプレス成形された際に右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び右凸状側面部Ｗ３が板状ワークＷ１の内方側へ回転する角度（１８０°−θ１）と同じ角度に設定されている。

このようにして構成されるプレス成形型７０を用いて、ドロー成形された板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを凹部７２内でプレス成形する際には、図１７（ａ）に示すように、板状ワークＷ１は、中子型６５の下面部６５ｂによって凸部Ｗ２ａがプレス成形され圧潰されるように凸部Ｗ２ａが凹部７２上に配置されるようにしてダイ７１の上面７１ａに保持される。

板状ワークＷ１が、ダイ７１に保持されると中子型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７２の右側壁部７２ｂと上面７１ａとの交点であるダイの肩部７２ｅ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７２の左側壁部７２ｃと上面７１ａとの交点であるダイ７１の肩部７２ｆ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。

板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａが中子型６５によりダイ７１の凹部７２内でプレス成形されると、図１７（ｂ）に示されるように、凸部Ｗ２ａが圧潰され中子型６５とダイ７１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所定位置まで変位させられる。板状ワークＷ１は、凸部Ｗ２ａがプレス成形された後に、中子型６５を両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取ることができるように、凸状側面部Ｗ３の端部Ｗ３ｅが中子型６５の左側面部６５ｄ近傍まで変位させられ、凸状側面部Ｗ４の端部Ｗ４ｅが中子型６５の右側面部６５ｃ近傍まで変位させられる。

プレス成形型７０を用いる場合においても、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａは、その短手方向における断面形状が左右非対称に形成され、凸部Ｗ２ａの左側部分と凸状頂面部Ｗ２ｃとのなす角度がθ２に設定され、凸部Ｗ２ａの右側部分と凸状頂面部Ｗ２ｂとのなす角度がθ１に設定され、凸部Ｗ２ａの左側部分と凸状頂面部Ｗ２ｃとのなす角度θ２が凸部Ｗ２ａの右側部分と凸状頂面部Ｗ２ｂとのなす角θ１よりも大きく形成されているので、凸部Ｗ２ａが中子型６５によりプレス成形された際には、右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び凸状側面部Ｗ３が板状ワークＷ１の内方側へ角度略（１８０°−θ１）回転して変位し、左凸状頂面部Ｗ２ｃ及び凸状側面部Ｗ４が板状ワークＷ１の内方側へ角度略（１８０°−θ１）より小さい角度略（１８０°−θ２）回転して変位し、凸状側面部Ｗ４は凸状側面部Ｗ３よりも内方側への変位が抑制された状態で、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。

このようにして、ダイ７１の上面７１ａに凹部７２を設け、この凹部７２内で板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａをプレス成形型７０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する場合においても、その後に、中子型６５を両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取ることができる。

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７０のダイ７１に設けられる凹部７２の側壁部７２ｂ、７２ｃ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７１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立ち起こして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。

なお、プレス成形型７０を用いる場合においても、中子型６５が両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の間から抜き取られた後に、図１５に示すように、第１の押圧部材６８が左側に移動されるとともに第２の押圧部材６９が右側に移動され、凸状側面部Ｗ３の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｅと凸状側面部Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ４ｅとが突き合わせられて接合され、板状ワークＷ１が閉断面化される。

前述した実施形態では、板状ワークＷ１の短手方向における断面形状を左右非対称に形成することで、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａがプレス成形される際に、板状ワークＷ１の一方の凸状側面部Ｗ４が板状ワークＷ１の他方の凸状側面部Ｗ３よりも内方側への変位が抑制された状態で両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ内方側へ変位させられているが、板状ワークＷ１の凸部Ｗ２ａを例えば断面円弧状に形成し、この断面円弧状に形成された凸部Ｗ２ａをプレス成形するための中子型６５の下面部６５ｂを、板状ワークＷ１の一方の凸状側面部Ｗ４を板状ワークＷ１の他方の凸状側面部Ｗ３よりも内方側への変位を抑制した状態で両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させるように形成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
２３ 右側面部
２４ 左側面部
４０ ドロー成形型
４１ ドロー成形型のブランクホルダ
４２ ドロー成形型のパンチ
４５ ドロー成形型のダイ
４５ｃ ドロー成形型のダイの成形空間
６０、７０ プレス成形型
６１、７１ プレス成形型のダイ
６５ プレス成形型の中子型
６８ 第１の押圧部材
６９ 第２の押圧部材
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
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 (5)

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２のプレス成形工程の後に、前記中子型を前記板状ワークの凸状に突出する方向と逆方向に前記両側の凸状側面部の間から抜き取る中子型抜き取り工程と、
   前記中子型抜き取り工程の後に、前記両側の凸状側面部の端部どうしを接合して閉断面化する閉断面化工程と、
   をさらに備え、
   前記第２のプレス成形工程では、前記凸部がプレス成形される際に前記板状ワークの一方の凸状側面部が前記板状ワークの他方の凸状側面部よりも内方側への変位が抑制された状態で前記両側の凸状側面部がそれぞれ内方側へ変位させられる、
   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２のプレス成形工程において前記凸部がプレス成形される際に前記板状ワークの一方の凸状側面部が前記板状ワークの他方の凸状側面部よりも内方側への変位が抑制されるように、前記第１のプレス成形工程において前記凸部の断面形状が左右非対称に形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
3. 前記閉断面化工程は、前記凸状側面部の少なくとも一方をさらに内方側へ変位させ前記板状ワークを閉断面化させるように、前記凸状側面部の少なくとも一方を前記板状ワークの外方側から押圧する押圧工程である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
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、プレス成形された前記板状ワークの少なくとも一方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１〜３の何れか一に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
5. 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１〜４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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