JP2011016154A - 金属製閉断面部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な断面形状を有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確実に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】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に第１の凸部Ｗ２ａを成形する第１のプレス成形工程と、第１の凸部Ｗ２ａ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のプレス成形工程を備え、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４に第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆを成形する凸部成形工程と、第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆをプレス成形することにより第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆに隣接する両側の面部をそれぞれ内方側へ変位させる第３のプレス成形工程をさらに備え、第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆと第１の凸部Ｗ２ａとがプレス成形され、板状ワークＷ１を閉断面化する。
【選択図】図６

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、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。

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、該第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前記第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、該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。

特開２０００−５１９３２号公報

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。

一方、前記特許文献１に記載された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、
閉断面化させるために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からなる下型を用意しなければならなくなる。

これに対し、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、この凸部をその突出方向と逆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。

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、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からなる下型を用意する必要がなく、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。

しかしながら、かかる方法によって板状ワークから閉断面部材を製造する場合、複雑な断面形状を有する場合など断面形状によっては、第１のプレス成形によって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凸部を成形し、第２のプレス成形によってこの凸部をその突出方向と逆方向にプレス成形しただけでは両側の凸状側面部の端部どうしを閉断面化させることができない場合が考えられる。

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、複雑な断面形状を有する閉断面部材を製造する場合においても、比較的容易に金属製板状ワークから金属製閉断面部材を確実に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凸状にプレス成形するとともに該板状ワークの凸状に成形される凸状頂面部に該板状ワークの凸状に突出する方向と逆方向に突出する第１の凸部を成形する第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第１の凸部をその突出方向と逆方向にプレス成形することにより、該第１の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を備え、前記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、前記凸状側面部の少なくとも一方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第２の凸部を成形する凸部成形工程と、該凸部成形工程において成形された前記第２の凸部をその突出方向と逆方向にプレス成形することにより、該第２の凸部を圧潰するとともに該第２の凸部に隣接する両側の面部をそれぞれ内方側へ変位させる第３のプレス成形工程と、をさらに備え、前記第２の凸部と前記第１の凸部とがプレス成形され、前記板状ワークを閉断面化する、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、前記凸部成形工程は、前記第１のプレス成形工程と同時に行われ、前記第２の凸部と前記第１の凸部とが同時に成形される、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２に係る発明において、前記閉断面部材の内方側に窪む第１のビード部及び前記閉断面部材の外方側に突出する第１のビード部の少なくとも何れか一方の第１のビード部を形成するための第１のビード形成部を前記第２の凸部の近傍に成形する第１のビード形成部成形工程をさらに備え、該第１のビード形成部成形工程は、前記第１のプレス成形工程と前記凸部成形工程と同時に行われ、前記第１のビード形成部と前記第１の凸部と前記第２の凸部とが同時に成形される、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により形成され前記閉断面部材の内方側に窪む第２のビード部及び前記閉断面部材の外方側に突出する第２のビード部の少なくとも一方の第２のビード部を形成するための第２のビード形成部を前記凸状側面部の端部にそれぞれ成形する第２のビード形成部成形工程をさらに備え、該第２のビード形成部成形工程は、前記第１のプレス成形工程と前記凸部成形工程と同時に行われ、前記第２のビード形成部と前記第１の凸部と前記第２の凸部とが同時に成形される、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第１の凸部を成形する第１のプレス成形工程と、第１の凸部を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を備え、凸状側面部の少なくとも一方に第２の凸部を成形する凸部成形工程と、第２の凸部をプレス成形することにより第２の凸部に隣接する両側の面部をそれぞれ内方側へ変位させる第３のプレス成形工程とをさらに備え、第２の凸部と第１の凸部とがプレス成形され、板状ワークを閉断面化することにより、第２の凸部のプレス成形によって板状ワークをさらに変位させることができるので、複雑な断面形状を有する閉断面部材を製造する場合においても、比較的容易に金属製板状ワークから金属製閉断面部材を確実に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の凸部と第１の凸部とが同時に成形されることにより、第２の凸部を成形するための成形工程を別途設ける必要がなく、成形工程を複雑化させることなく、前記効果を有効に得ることができる。

更に、本願の請求項３に係る発明によれば、第１のビード部を形成するための第１のビード形成部を第２の凸部の近傍に成形する第１のビード形成部成形工程をさらに備え、第１のビード形成部と第１の凸部と第２の凸部とが同時に成形されることにより、第１のビード形成部を成形するための成形工程を別途設ける必要がなく、成形工程を複雑化させることなく、第１のビード部によって強度及び剛性が高められた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４に係る発明によれば、板状ワークの閉断面化された凸状側面部の端部どうしにより形成される第２のビード部を形成するための第２のビード形成部を凸状側面部の端部にそれぞれ成形する第２のビード形成部成形工程をさらに備え、第２のビード形成部と第１の凸部と第２の凸部とが同時に成形されることにより、第２のビード形成部を成形するための成形工程を別途設ける必要がなく、成形工程を複雑化させることなく、板状ワークの端部どうしにより閉断面化される部分に第２のビード部を形成することができ、第２のビード部によって強度及び剛性がさらに高められた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、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。 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。 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断面図である。 板状ワークの右凸状側面部に成形された右凸部をプレス成形するプレス成形工程を説明するための説明図である。 板状ワークの左凸状側面部に成形された左凸部をプレス成形するプレス成形工程を説明するための説明図である。 板状ワークの凸状頂面部に成形された中央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。 図９に示すプレス成形型を備えたプレス成形装置によって板状ワークの中央凸部がプレス成形された状態を示す図である。 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、図９に示すプレス成形型を備えた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。 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１２に示すプレス成形型を備えたプレス成形装置によって板状ワークの中央凸部がプレス成形された状態を示す図である。

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、「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。

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。

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である。

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を有する断面略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略平行に成形されるとともに、右側面部２３と左側面部２４とが長手方向に沿って略平行に成形されている。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。

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に示すように、中空部２９の内方側に窪み長手方向に延びるビード部３１、３２、３３が形成されている。具体的には、右側面部２３に中空部２９の内方側に断面略コ字状に窪む右ビード部３１が形成され、左側面部２４に中空部２９の内方側に断面略コ字状に窪む左ビード部３２が形成され、上面部２１に中空部２９の内方側に断面略三角状に窪む上ビード部３３が形成されている。左ビード部３２及び上ビード部３３はそれぞれ、左側面部２４及び上面部２１において長手方向に連続して形成されているが、右ビード部３１は、長手方向にその一部が分断された状態で形成され、フロントサイドフレーム２０の断面形状が長手方向に異なって形成されている。

このように、フロントサイドフレーム２０の右側面部２３、左側面部２４及び上面部２１に、フロントサイドフレーム２０の長手方向に延びる右ビード部３１、左ビード部３２及び上ビード部３３がそれぞれ形成されることにより、金属製閉断面部材としてのフロントサイドフレーム２０において、軽量化を図りつつ強度及び剛性を向上させることができる。

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。

図４は、板状ワーク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。なお、図４では、ブランクホルダに保持された板状ワークも示している。図４に示すように、板状ワークＷ１を凸状にプレス成形するためのプレス成形装置（第１のプレス成形装置）は、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４１及びパンチ４６であって相対的に移動されるダイ４１及びパンチ４６と、板状ワークＷ１をダイ４１と挟持するブランクホルダ４９とを有するプレス成形型４０を備えている。

プレス成形型４０のダイ４１には、その下面４１ａに凹状に窪む凹部４２が設けられ、凹部４２内に板状ワークＷ１をプレス成形するための成形空間４３が形成されている。ダイ４１に設けられる凹部４２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、底面部４２ａと、底面部４２ａの右側の側壁部である右側壁部４２ｂと、底面部４２ａの左側の側壁部である左側壁部４２ｃとを備えている。

ダイ４１の凹部４２の底面部４２ａは、その断面方向における中央部分に成形空間４３の内方側に向かって断面略三角状に突出する中央突出部４２ｄと、中央突出部４２ｄから緩やかに右斜め下方に傾斜する右底面部４２ｅと、中央突出部４２ｄから緩やかに左斜め下方に傾斜する左底面部４２ｆとを備えている。

ダイ４１の凹部４２の右側壁部４２ｂは、底面部４２ａから右斜め下方に傾斜する第１の右傾斜壁部４２ｇであってその下側部分にフロントサイドフレーム２０の左ビード部３２の形状に応じて成形空間４３内に向かって断面略コ字状に突出する左ビード形成用突出部４２ｈが設けられた第１の右傾斜壁部４２ｇと、第１の右傾斜壁部４２ｇから水平方向右側に延びる右水平部４２ｉであってその左側部分に成形空間４３の内方側に向かって断面略三角状に突出する右突出部４２ｊが設けられた右水平部４２ｉと、右水平部４２ｉから右斜め下方に傾斜する第２の右傾斜壁部４２ｋと、第２の右傾斜壁部４２ｋから垂直方向下方に延びる右縦壁部４２ｌとを備えており、左ビード形成用突出部４２ｈは、右突出部４２ｊの近傍に形成されている。

ダイ４１の凹部４２の左側壁部４２ｃは、底面部４２ａから左斜め下方に傾斜する第１の左傾斜壁部４２ｍであってその下側部分にフロントサイドフレーム２０の右ビード部３１の形状に応じて成形空間４３内に向かって断面略コ字状に突出する右ビード形成用突出部４２ｎが設けられた第１の左傾斜壁部４２ｍと、第１の左傾斜壁部４２ｍから水平方向左側に延びる左水平部４２ｐであってその右側部分に成形空間４３の内方側に向かって断面略三角状に突出する左突出部４２ｑが設けられた左水平部４２ｐと、左水平部４２ｐから左斜め下方に傾斜する第２の左傾斜壁部４２ｒと、第２の左傾斜壁部４２ｒから垂直方向下方に延びる左縦壁部４２ｓを備えており、右ビード形成用突出部４２ｎは、左突出部４２ｑの近傍に形成されている。また、ダイ４１の凹部４２は、右ビード部３１に対応してその一部が長手方向に分断された状態で形成される右ビード形成用突出部４２ｎを除いて、長手方向に同一の断面形状を有している。

一方、プレス成形型４０のパンチ４６は、ブランクホルダ４９の内周面部４９ａに外周面部４６ａ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４１に対して相対的に移動されるようになっている。パンチ４６は、ダイ４１との間で板状ワークＷ１をプレス成形するために、パンチ４６の頭部４７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、上面部４７ａと、上面部４７ａの右側の側壁部である右側壁部４７ｂと、上面部４７ａの左側の側壁部である左側壁部４７ｃとを備えている。

パンチ４６の頭部４７の上面部４７ａは、その断面方向における中央部分に断面略三角状に窪む中央溝部４７ｄと、中央溝部４７ｄから緩やかに右斜め下方に傾斜する右上面部４７ｅと、中央溝部４７ｄから緩やかに左斜め下方に傾斜する左上面部４７ｆを備えている。

パンチ４６の頭部４７の右側壁部４７ｂは、上面部４７ａから右斜め下方に傾斜する第１の右傾斜壁部４７ｇであってその下側部分にフロントサイドフレーム２０の左ビード部３２の形状に応じて断面略コ字状に窪む左ビード形成用溝部４７ｈが設けられた第１の右傾斜壁部４７ｇと、第１の右傾斜壁部４７ｇから水平方向右側に延びる右水平部４７ｉであってその左側部分に断面略三角状に窪む右溝部４７ｊが設けられた右水平部４７ｉと、右水平部４７ｉから右斜め下方に傾斜する第２の右傾斜壁部４７ｋと、第２の右傾斜壁部４７ｋから垂直方向下方に延び外周面部４６ａの一部を構成する右縦壁部４７ｌを備えており、左ビード形成用溝部４７ｈは、右溝部４７ｊの近傍に形成されている。

パンチ４６の頭部４７の左側壁部４７ｃは、上面部４７ａから左斜め下方に傾斜する第１の左傾斜壁部４７ｍであってその下側部分にフロントサイドフレーム２０の右ビード部３１の形状に応じて断面略コ字状に窪む右ビード形成用溝部４７ｎが設けられた第１の左傾斜壁部４７ｍと、第１の左傾斜壁部４７ｍから水平方向左側に延びる左水平部４７ｐであってその右側部分に断面略三角状に窪む左溝部４７ｑが設けられた左水平部４７ｐと、左水平部４７ｐから左斜め下方に傾斜する第２の左傾斜壁部４７ｒと、第２の左傾斜壁部４７ｒから垂直方向下方に延び外周面部４６ａの一部を構成する左縦壁部４７ｓを備えており、右ビード形成用溝部４７ｎは、左溝部４７ｑの近傍に形成されている。また、パンチ４６の頭部４７は、右ビード部３１に対応してその一部が長手方向に分断された状態で形成される右ビード形成用溝部４７ｎを除いて、長手方向に同一の断面形状を有している。

プレス成形型４０のブランクホルダ４９は、板状ワークＷ１をダイ４１に対して押さえるためのものであり、板状ワークＷ１を保持した状態から板状ワークＷ１をダイ４１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。

また、プレス成形型４０を備えた第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４６及びブランクホルダ４９の移動機構などの各種作動を制御する。なお、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第３のプレス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。

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４９とダイ４１とにより挟持した状態で、パンチ４６をダイ４１の成形空間４３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。

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４に示すように、ブランクホルダ４９とダイ４１とが離間して配置され、パンチ４６の上面部４７ａがブランクホルダ４９の上面４９ｂ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４９の上面４９ｂに保持される。そして、ブランクホルダ４９が上方へ移動され、ブランクホルダ４９とダイ４１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４６が上方へ移動され、パンチ４６がダイ４１の成形空間４３内に移動され、板状ワークＷ１がプレス成形される。

図５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５では、板状ワークがプレス成形された状態を示している。ブランクホルダ４９とダイ４１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状態で、パンチ４６がダイ４１の成形空間４３内に移動されることにより、図５に示すように、板状ワークＷ１が
パンチ４６とダイ４１とにより所定形状に成形される。

図６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断面図であり、図６の（ａ）は、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板状ワークＷ１の断面を示し、図６の（ｂ）は、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板状ワークＷ１の断面を示している。

図６（ａ）に示すように、板状ワークＷ１は、ブランクホルダ４９とダイ４１とにより挟持された板状ワークＷ１の短手方向の両端部Ｗ５を除く短手方向の中央部分がダイ４１に対するパンチ４６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。

プレス成形された板状ワークＷ１は、ダイ４１に設けられる凹部４２の底面部４２ａとパンチ４６の上面部４７ａとにより凸状頂面部Ｗ２が成形され、凸状頂面部Ｗ２には、その断面方向における中央部分に板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に断面略三角状に突出する中央凸部（第１の凸部）Ｗ２ａが板状ワークＷ１の長手方向に連続して設けられている。凸状頂面部Ｗ２はまた、中央凸部Ｗ２ａの右側に位置する右凸状頂面部Ｗ２ｂと、中央凸部Ｗ２ａの左側に位置する左凸状頂面部Ｗ２ｃとを備えている。

凸状頂面部Ｗ２の右側には、ダイ４１の右側壁部４２ｂとパンチ４６の右側壁部４７ｂとにより凸状側面部Ｗ３が成形され、凸状側面部Ｗ３は、凸状頂面部Ｗ２の右凸状頂面部Ｗ２ｂから右斜め下方に傾斜する第１の右凸状側面部Ｗ３ａと、第１の右凸状側面部Ｗ３ａから水平方向右側に延びる第２の右凸状側面部Ｗ３ｂと、第２の右凸状側面部Ｗ３ｂから右斜め下方に傾斜する第３の右凸状側面部Ｗ３ｃと、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。

また、凸状側面部Ｗ３には、ダイ４１の左ビード形成用突出部４２ｈとパンチ４６の左ビード形成用溝部４７ｈとにより第１の右凸状側面部Ｗ３ａの下側部分に板状ワークＷ１の内方側へ断面略コ字状に窪む左ビード形成部（第１のビード形成部）Ｗ３ｅが形成され、第２の右凸状側面部Ｗ３ｂの左側部分に板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に断面略三角状に突出する右凸部（第２の凸部）Ｗ３ｆが形成されている。左ビード形成部Ｗ３ｅは、右凸部Ｗ３ｆの近傍に形成されており、左ビード形成部Ｗ３ｅと右凸部Ｗ３ｆとはそれぞれ、板状ワークＷ１の長手方向に連続して形成されている。

一方、凸状頂面部Ｗ２の左側には、ダイ４１の左側壁部４２ｃとパンチ４６の左側壁部４７ｃとにより凸状側面部Ｗ４が成形され、凸状側面部Ｗ４は、凸状頂面部Ｗ２の左凸状頂面部Ｗ２ｃから左斜め下方に傾斜する第１の左凸状側面部Ｗ４ａと、第１の左凸状側面部Ｗ４ａから水平方向左側に延びる第２の左凸状側面部Ｗ４ｂと、第２の左凸状側面部Ｗ４ｂから左斜め下方に傾斜する第３の左凸状側面部Ｗ４ｃと、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、凸状側面部Ｗ４には、ダイ４１の右ビード形成用突出部４２ｎとパンチ４６の右ビード形成用溝部４７ｎとにより第１の左凸状側面部Ｗ４ａの下側部分に板状ワークＷ１の内方側へ断面略コ字状に窪む右ビード形成部（第１のビード形成部）Ｗ４ｅが形成され、第２の左凸状側面部Ｗ４ｂの右側部分に板状ワークＷ１の凸状に突出する方向と逆方向に断面略三角状に突出する左凸部（第２の凸部）Ｗ４ｆが形成されている。右ビード形成部Ｗ４ｅは、右凸部Ｗ３ｆの近傍に形成されており、右ビード形成部Ｗ４ｅは、図６（ｂ）に示すようにその一部が分断された状態で、板状ワークＷ１の長手方向に延びるように形成され、左凸部Ｗ４ｆは、板状ワークＷ１の長手方向に連続して形成されている。

凸状頂面部Ｗ２の中央凸部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、第２の右凸状側面部Ｗ３ｂが左側面部２４及び第２の傾斜側面部２６の形状に応じて成形され、第３の右凸状側面部Ｗ３ｃ及び第４の右凸状側面部Ｗ３ｄが上面部２１の形状に応じて形成され、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、第２の左凸状側面部Ｗ４ｂが右側面部２３及び第１の傾斜側面部２５の形状に応じて成形され、第３の左凸状側面部Ｗ４ｃ及び第４の左凸状側面部Ｗ４ｄが上面部２１の形状に応じて成形されている。

また、左ビード形成部Ｗ３ｅは、フロントサイドフレーム２０の左ビード部３２の形状に応じて成形され、右ビード形成部Ｗ４ｅは、フロントサイドフレーム２０の右ビード部３１の形状に応じて成形されている。フロントサイドフレーム２０の上面部２１に形成される上ビード部３３については、後述するように、本実施形態では、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の凸状にプレス成形される凸状頂面部Ｗ２に逆方向に突出する凸部Ｗ２ａを成形し、この凸部Ｗ２ａを凸部Ｗ２ａの突出方向と逆方向にプレス成形することにより両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４を内方側へ変位させ、板状ワークＷ１を閉断面化することから、板状ワークＷ１が閉断面化された際に凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部どうしにより形成され、具体的には第４の右凸状側面部Ｗ３ｄと第４の左凸状側面部Ｗ４ｄにより形成され、第４の右凸状側面部Ｗ３ｄと第４の左凸状側面部Ｗ４ｄとはそれぞれ、上ビード部３３を形成するためのビード形成部（第２のビード形成部）を構成する。

このようにして、第１のプレス成形装置によって板状ワークＷ１がプレス成形される際に、凸状頂面部Ｗ２に形成される中央凸部Ｗ２ａと、凸状側面部Ｗ３に形成される右凸部Ｗ３ｅと、凸状側面部Ｗ４に形成される左凸部Ｗ４ｅとが同時にプレス成形される。また、右ビード部３１を形成するための右ビード形成部Ｗ４ｅと左ビード部３２を形成するための左ビード形成部Ｗ３ｅと上ビード部３３を形成するためのビード形成部としての第４の右凸状側面部Ｗ３ｄ及び第４の左凸状側面部Ｗ４ｄが同時にプレス成形される。

本実施形態では、板状ワークＷ１を凸状にプレス成形する際に、板状ワークＷ１の短手方向の両端部がブランクホルダ４９によりダイ４１に対して押圧され、ブランクホルダ４９とダイ４１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状態で板状ワークＷ１がプレス成形されることにより、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、板状ワークＷ１をプレス成形型４０のブランクホルダ４９とダイ４１により挟持した状態で、プレス成形型４０のパンチ４６をダイ４１の成形空間４３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４６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４９とダイ４１とをパンチ４６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。

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６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、板状ワークＷ１の短手方向における両端部Ｗ５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６に示す凸状側面部Ｗ３の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ３ｇ、凸状側面部Ｗ４の凸状頂面部Ｗ２側と反対側の端部Ｗ４ｇをいうものとする。

次に、板状ワークＷ１は、右凸状側面部Ｗ３に成形された右凸部Ｗ３ｆが該右凸部Ｗ３ｆの突出方向と逆方向にプレス成形され、右凸部Ｗ３ｆに隣接する両側の面部がそれぞれ内方側へ変位させられ、その後に、左凸状側面部Ｗ４に成形された左凸部Ｗ４ｆが該左凸部Ｗ４ｆの突出方向と逆方向にプレス成形され、左凸部Ｗ４ｆに隣接する両側の面部がそれぞれ内方側へ変位させられる。

図７は、板状ワークの右凸状側面部に成形された右凸部をプレス成形するプレス成形工程を説明するための説明図であり、図７には、板状ワークの右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の断面図が示されている。なお、図７では、右凸部Ｗ３ｆがプレス成形される前の板状ワークＷ１を実線で示し、右凸部Ｗ３ｆがプレス成形された後の板状ワークＷ１を二点鎖線で示している。

図７に示すように、板状ワークＷ１の右凸状側面部Ｗ３に成形された右凸部Ｗ３ｆをプレス成形するためのプレス成形装置（第３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の右凸部Ｗ３ｆを該右凸部Ｗ３ｆの突出方向と逆方向にプレス成形するための第１のパンチ６５とを有するプレス成形型６０を備えている。

プレス成形型６０を備えたプレス成形装置はまた、板状ワークＷ１の左凸状側面部Ｗ４に成形された左凸部Ｗ４ｆもプレス成形することができるようになっており、後述する図８に示すように、プレス成形型６０は、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の左凸部Ｗ４ｆを該左凸部Ｗ４ｆの突出方向と逆方向にプレス成形するための第２のパンチ６７を有している。

プレス成形型６０のダイ６１には、上面６１ａに凹状に窪む凹部６２が設けられ、凹部６２は、底面部６２ａと、底面部６２ａの両側から略垂直方向に延びる側壁部６２ｂ、６２ｃとを備えている。凹部６２の底面部６２ａは、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２の形状に応じて形成され、その断面方向における中央部分に板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａを保持するために上方側に断面略三角状に突出する突出部６２ｄが設けられている。

また、プレス成形型６０のダイ６１は、板状ワークＷ１がダイ６１に保持された状態で、凸状側面部Ｗ３の第２の右凸状側面部Ｗ３ｂがダイ６１の平面状に形成された上面６１ａの左側部分に保持されるとともに、凸状側面部Ｗ４の第２の左凸状側面部Ｗ４ｂがダイ６１の平面状に形成された上面６１ａの右側部分に保持されるように形成されている。

プレス成形型６０の第１のパンチ６５は、ダイ６１に保持された板状ワークＷ１の右凸部Ｗ３ｆを該右凸部Ｗ３ｆの突出方向と逆方向にプレス成形するように、ダイ６１に保持された板状ワークＷ１の右凸部Ｗ３ｆに対応してダイ６１の上方に配置され、図示しない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。第１のパンチ６５は、その下面部６５ａが、フロントサイドフレーム２０の左側面部２４の形状に応じて形成され、その短手方向における断面長さが、断面略三角状に形成される右凸部Ｗ３ｆの断面長さと略同一の断面長さを有するように形成されている。

一方、プレス成形型６０の第２のパンチ６７は、後述する図８に示すように、ダイ６１に保持された板状ワークＷ１の左凸部Ｗ４ｆを該左凸部Ｗ４ｆの突出方向と逆方向にプレス成形するように、ダイ６１に保持された板状ワークＷ１の左凸部Ｗ４ｆに対応してダイ６１の上方に配置され、図示しない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。第２のパンチ６７は、その下面部６７ａが、フロントサイドフレーム２０の右側面部２３の形状に応じて形成され、その短手方向における断面長さが、断面略三角状に形成される左凸部Ｗ４ｆの断面長さと略同一の断面長さを有するように形成されている。

また、図７に示すプレス成形型６０を備えた第３のプレス成形装置には、該第３のプレス成形装置を総合的に制御する第３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３のプレス成形装置用制御ユニットは、第１のパンチ６５及び第２のパンチ６７の移動機構の作動を制御する。

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に保持した状態で、板状ワークＷ１の右凸部Ｗ３ｆを第１のパンチ６５により右凸部Ｗ３ｆの突出方向と逆方向にプレス成形し、右凸部Ｗ３ｆに隣接する両側の面部をそれぞれ板状ワークＷ１の内方側へ変位させることができるようになっているとともに、板状ワークＷ１の左凸部Ｗ４ｆを第２のパンチ６７により左凸部Ｗ４ｆの突出方向と逆方向にプレス成形し、左凸部Ｗ４ｆに隣接する両側の面部をそれぞれ板状ワークＷ１の内方側へ変位させることができるようになっている。

プレス成形型６０を備えたプレス成形装置を用いて板状ワークＷ１の右凸部Ｗ３ｆをプレス成形する際には、図７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、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａがダイ６１の突出部６２ｄに配置されるようにして保持され、凸状側面部Ｗ３の第２の右凸状側面部Ｗ３ｂがダイ６１の上面６１ａの左側部分に保持される。

そして、第１のパンチ６５が下方へ移動され、右凸部Ｗ３ｆが第１のパンチ６５により右凸部Ｗ３ｆの突出方向と逆方向にプレス成形されると、右凸部Ｗ３ｆが圧潰され第１のパンチ６５とダイ６１とによってプレス成形面Ｗ３ｈ（図８参照）が成形されるとともに、右凸部Ｗ３ｆに隣接する両側の面部が内方側へ変位させられ、具体的には、図７において二点鎖線で示すように、右凸部Ｗ３ｆに隣接する第２の右凸状側面部Ｗ３ｂの右凸部Ｗ３ｆを除く面部、第３の右凸状側面部Ｗ３ｃ及び第４の右凸状側面部Ｗ３ｄが板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位させられ、右凸部Ｗ３ｆに隣接する第１の右凸状側面部Ｗ３ａ、凸状頂面部Ｗ２及び左凸状側面部Ｗ４が板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位させられる。

板状ワークＷ１の右凸部Ｗ３ｆがプレス成形された後には、第１のパンチ６５が上方へ移動され、右凸部Ｗ３ｆがプレス成形された板状ワークＷ１はまた、プレス成形型６０のダイ６１に保持され、第２のパンチ６７により板状ワークＷ１の左凸部Ｗ４ｆがプレス成形される。

図８は、板状ワークの左凸状側面部に成形された左凸部をプレス成形するプレス成形工程を説明するための説明図である。図８に示すように、右凸部Ｗ３ｆがプレス成形された板状ワークＷ１は、プレス成形型６０のダイ６１に、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａがダイ６１の突出部６２ｄに配置されるようにして保持され、凸状側面部Ｗ４の第２の左凸状側面部Ｗ４ｂがダイ６１の上面６１ａの右側部分に保持される。

そして、第２のパンチ６７が下方へ移動され、左凸部Ｗ４ｆが第２のパンチ６７により左凸部Ｗ４ｆの突出方向と逆方向にプレス成形されると、左凸部Ｗ４ｆが圧潰され第２のパンチ６７とダイ６１とによってプレス成形面Ｗ４ｈ（図９参照）が成形されるとともに、左凸部Ｗ４ｆに隣接する両側の面部が内方側へ変位させられ、具体的には、図８において二点鎖線で示すように、左凸部Ｗ４ｆに隣接する第２の左凸状側面部Ｗ４ｂの左凸部Ｗ４ｆを除く面部、第３の左凸状側面部Ｗ４ｃ及び第４の左凸状側面部Ｗ４ｄが板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位させられ、左凸部Ｗ４ｆに隣接する第１の左凸状側面部Ｗ４ａ、凸状頂面部Ｗ２及び右凸状側面部Ｗ３が板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位させられる。

このようにして、板状ワークＷ１の右凸部Ｗ３ｆと左凸部Ｗ４ｆとがそれぞれプレス成形された後、板状ワークＷ１は、凸状頂面部Ｗ２に成形された中央凸部Ｗ２ａが中央凸部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、板状ワークＷ１が閉断面化される。

図９は、板状ワークの凸状頂面部に成形された中央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９には、板状ワークがプレス成形型に保持された状態が示されている。また、図１０は、図９に示すプレス成形型を備えたプレス成形装置によって板状ワークの中央凸部がプレス成形された状態を示す図である。

図９に示すように、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａをプレス成形するためのプレス成形装置（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８１と、ダイ８１に保持された板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａを該中央凸部Ｗ２ａの突出方向と逆方向にプレス成形するための中子型８５とを有するプレス成形型８０を備えている。

プレス成形型８０のダイ８１は、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２を保持するために、略平面状に形成された上面部８１ａを備えている。一方、プレス成形型８０の中子型８５は、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａを該中央凸部Ｗ２ａの突出方向と逆方向にプレス成形するようにダイ８１の上方に配置されている。中子型８５は、板状ワークＷ１よりも長手方向に長く形成され、図９に示すように、上面部８５ａと、下面部８５ｂと、右側面部８５ｃと、左側面部８５ｄとを備え、断面略矩形状に形成され長手方向に連続して形成されている。

中子型８５の下面部８５ｂ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、その短手方向における断面長さが中央凸部Ｗ２ａの断面長さと略同一の断面長さを有するように形成されている。中子型８５の上面部８５ａは、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａがプレス成形される際に、内方側へ変位させられる凸状側面部Ｗ３、Ｗ４と干渉しないように形成されている。

また、中子型８５は、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａがプレス成形され板状ワーク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、具体的には図１０に示すように、中子型８５の右側面部８５ｃと左側面部８５ｄ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、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との間の最も狭い断面幅、すなわち、第１の左凸状側面部Ｗ４ａに設けられた右ビード形成部Ｗ４ｅと第１の右凸状側面部Ｗ３ａに設けられた左ビード形成部Ｗ３ｅ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。

このようにして形成された中子型８５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。

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８５の移動機構の作動を制御する。

このようにして構成されるプレス成形型８０を備えた第２のプレス成形装置は、板状ワークＷ１をダイ８１に、該ダイ８１に設けられた上面部８１ａに凸状頂面部Ｗ２が配置されるように保持した状態で、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａを中子型８５により中央凸部Ｗ２ａの突出方向と逆方向にプレス成形し、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。

第２のプレス成形装置を用いて板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａをプレス成形する際には、図９に示すように、板状ワークＷ１は、プレス成形型８０のダイ８１に、中央凸部Ｗ２ａが中子型８５の下面部８５ｂによってプレス成形され圧潰されるようにその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８１の上面部８１ａに保持される。

板状ワークＷ１がダイ８１に保持されると、中子型８５が下方へ移動され、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａが中子型８５により中央凸部Ｗ２ａの突出方向と逆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、中央凸部Ｗ２ａと左凸状頂面部Ｗ２ｃとの交点を支点として板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位させられ、右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び凸状側面部Ｗ３が、中央凸部Ｗ２ａと右凸状頂面部Ｗ２ｂとの交点を支点として板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位させられる。

図１０に示すように、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａが中子型８５によりプレス成形されると、中央凸部Ｗ２ａが圧潰され中子型８５とダイ８１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、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ内方側へ変位させられ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｇ、Ｗ４ｇどうしが突きあわせられ、板状ワークＷ１が閉断面化される。

本実施形態では、板状ワークＷ１が閉断面化された際に、図１０に示すように、凸状側面部Ｗ４に設けられた右ビード形成部Ｗ４ｅによって、フロントサイドフレーム２０の右側面部２３に設けられる右ビード部３１に対応する、板状ワークＷ１が閉断面化された閉断面部材の内方側に窪むビード部が形成され、凸状側面部Ｗ３に設けられた左ビード形成部Ｗ３ｅによって、フロントサイドフレーム２０の左側面部２４に設けられる左ビード部３２に対応する、板状ワークＷ１が閉断面化された閉断面部材の内方側に窪むビード部が形成される。

また、本実施形態では、板状ワークＷ１が閉断面化された際に、図１０に示すように、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｇ、Ｗ４ｇどうしにより、具体的には第３の右凸状側面部Ｗ３ｃに対して所定角度折り曲げられた第４の右凸状側面部Ｗ３ｄと第３の左凸状側面部Ｗ４ｃに対して所定角度折り曲げられた第４の左凸状側面部Ｗ４ｄによって、フロントサイドフレーム２０の上面部２１に設けられる上ビード部３３に対応する、板状ワークＷ１が閉断面化された閉断面部材の内方側に窪むビード部Ｗ６が形成される。

図９及び図１０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。

図１１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１１の（ａ）は、板状ワークＷ１がダイ８１に保持された状態を示し、図１１の（ｂ）は、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２が中子型８５によってプレス成形された状態を示している。

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、図１１（ａ）に示すように、板状ワークＷ１が、プレス成形型８０のダイ８１に保持された状態で、中子型８５が下方へ移動され、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａが中子型８５によりプレス成形されると、図１１（ｂ）に示すように、中央凸部Ｗ２ａが圧潰され中子型８５とダイ８１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、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４がそれぞれ内方側へ変位させられ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｇ、Ｗ４ｇどうしが突きあわせられ、板状ワークＷ１が閉断面化される。

図１０及び図１１（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａをプレス成形することより、中央凸部Ｗ２ａを圧潰して両側の凸状側面部Ｗ３、Ｗ４をそれぞれ内方側へ変位させて閉断面化させた後には、閉断面化された凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｇ、Ｗ４ｇどうしを溶接する溶接工程が行われ、閉断面化された凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｇ、Ｗ４ｇどうしを溶接するレーザ溶接などの溶接装置によって凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｇ、Ｗ４ｇどうしが長手方向に連続して接合され、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、右側面部２３に内方側に窪む右ビード部３１が形成され、左側面部２４に内方側に窪む左ビード部３２が形成され、上面部２１に内方側に窪む上ビード部３３が形成されている。

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、前記第３のプレス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を精度良く製造することができる。

なお、本実施形態では、板状ワークＷ１をプレス成形型４０のブランクホルダ４９とダイ４１とにより挟持した状態で、パンチ４６をダイ４１の成形空間４３内に移動させることにより、板状ワークＷ１をダイ４１に対するパンチ４６の移動方向に突出させて凸状にプレス成形しているが、例えば張出しなどのその他のプレス成形を用いて成形することも可能である。

また、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ３に成形した右凸部Ｗ３ｆをプレス成形して右凸部Ｗ３ｆに隣接する両側の面部を内方側へ変位させ、板状ワークＷ１の凸状側面部Ｗ４に成形した左凸部Ｗ４ｆをプレス成形して左凸部Ｗ４ｆに隣接する両側の面部を内方側へ変位させた後に、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２に成形した中央凸部Ｗ２ａをプレス成形して板状ワークＷ１を閉断面化させているが、板状ワークＷ１の一方の凸状側面部Ｗ３又はＷ４に成形した凸部Ｗ３ｆ又はＷ４ｆのみをプレス成形した後に、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａをプレス成形し、板状ワークＷ１を閉断面化させるようにしてもよい。

このように、本実施形態においては、板状ワークＷ１を閉断面状に形成して金属製閉断面部材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第１の凸部Ｗ２ａを成形する第１のプレス成形工程と、第１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る第２のプレス成形工程とを備え、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の少なくとも一方に第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆを成形する凸部成形工程と、第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆをプレス成形することにより第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆに隣接する両側の面部をそれぞれ内方側へ変位させる第３のプレス成形工程と、をさらに備え、第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆと第１の凸部Ｗ２ａとがプレス成形され、板状ワークＷ１を閉断面化する。これにより、第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆのプレス成形によって板状ワークＷ１をさらに変位させることができるので、複雑な断面形状を有する閉断面部材を製造する場合においても、比較的容易に金属製板状ワークから金属製閉断面部材を確実に製造することができる。複雑な断面形状を有する閉断面部材を製造する場合においても、第１の凸部Ｗ２ａと第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆとを成形することにより、板状ワークをプレス成形する際にアンダーカット形状とならない状態でプレス成形することができ、金属製閉断面部材を精度良く製造することができる。

また、第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆと第１の凸部Ｗ２ａとが同時に成形されることにより、第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆを成形するための成形工程を別途設ける必要がなく、成形工程を複雑化させることなく、前記効果を有効に得ることができる。

本実施形態では、フロントサイドフレーム２０の右側面部２３、左側面部２４及び上面部２１にそれぞれ形成される右ビード部３１、左ビード部３２及び上ビード部３３がフロントサイドフレーム２０の内方側に窪んで形成されているが、フロントサイドフレーム２０の右側面部２３、左側面部２４及び上面部２１にそれぞれ形成される右ビード部３１、左ビード部３２及び上ビード部３３をフロントサイドフレーム２０の外方側に突出するように形成することも可能である。

このように、閉断面部材２０の内方側に窪む第１のビード部３１、３２及び閉断面部材２０の外方側に突出する第１のビード部の少なくとも何れか一方の第１のビード部３１、３２を形成するための第１のビード形成部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅを第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆの近傍に成形する第１のビード形成部成形工程をさらに備え、第１のビード形成部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅと第１の凸部Ｗ２ａと第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆとが同時にプレス成形されることより、成形工程を複雑化させることなく、第１のビード部Ｗ３ｅ、Ｗ４ｅによって強度及び剛性が高められた閉断面部材を製造することができる。

また、板状ワークＷ１の閉断面化された凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｇ、Ｗ４ｇどうしにより形成され、閉断面部材２０の内方側に窪む第２のビード部３３及び閉断面部材の外方側に突出する第２のビード部の少なくとも何れか一方の第２のビード部３３を形成するための第２のビード形成部Ｗ３ｄ、Ｗ４ｄを凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｇ、Ｗ４ｇにそれぞれ成形する第２のビード形成部成形工程をさらに備え、第２のビード形成部Ｗ３ｄ、Ｗ４ｄと第１の凸部Ｗ２ａと第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆとが同時にプレス成形されることにより、成形工程を複雑化させることなく、板状ワークの端部どうしにより閉断面化される部分に第２のビード部を形成することができ、第２のビード部によって強度及び剛性がさらに高められた閉断面部材を製造することができる。

更に、板状ワークＷ１の閉断面化された凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｇ、Ｗ４ｇ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。

本実施形態では、第１の凸部Ｗ２ａと第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆとが同時にプレス成形されているが、第１の凸部Ｗ２ａと第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆとを別々にプレス成形することも可能である。また、本実施形態では、第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆをその突出方向と逆方向にプレス成形した後に、第１の凸部Ｗ２ａをプレス成形して閉断面化させているが、第１の凸部Ｗ２ａをプレス成形した後に、第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆをプレス成形して閉断面化させるようにすることも可能である。さらに、本実施形態では、第２の凸部Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆとして右凸部Ｗ３ｆと左凸部Ｗ４ｆの２つの凸部を成形しているが、これに限定されるものでなく、３つ以上の凸部を成形することも可能である。

前述した実施形態では、図９に示すプレス成形型８０を備えた第２のプレス成形装置において、ダイ８１に設けられた上面部８１ａに板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２を保持した状態で、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａをプレス成形型８０の中子型８５により中央凸部Ｗ２ａの突出方向と逆方向にプレス成形しているが、ダイ８１の上面部８１ａに凹部を設け、この凹部内で中央凸部Ｗ２ａをプレス成形型の中子型により中央凸部Ｗ２ａの突出方向と逆方向にプレス成形するようにすることも可能である。

図１２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り、図１２は、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａ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断面図で示している。図１２に示すプレス成形型１００は、プレス成形型８０のダイ８１に凹部が形成されていること以外は、プレス成形型８０と同様であるので、同様の構成について同一符号を付して説明を省略する。なお、図１２では、プレス成形型１００に板状ワークＷ１が保持された状態が示されている。

図１２に示すように、プレス成形型１００のダイ１０１には、板状ワークＷ１の凸状頂面部Ｗ２を保持するための上面部１０１ａに凹状に窪む凹部１０２が設けられている。この凹部１０２は、底面部１０２ａと、側壁部１０２ｂ、１０２ｃ、具体的には図１２において右側に位置する右側壁部１０２ｂと左側に位置する左側壁部１０２ｃとを備え、長手方向に連続して延びている。

ダイ１０１に設けられる凹部１０２の底面部１０２ａ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に設けられる中央凸部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１０２の右側壁部１０２ｂ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１０２の左側壁部１０２ｃ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１０２の側壁部１０２ｂ及び１０２ｃの底面部１０２ａ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。

プレス成形型１００を備えた第２のプレス成形装置を用いて、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａをプレス成形する際には、図１２に示すように、板状ワークＷ１がプレス成形型１００のダイ１０１に、該ダイ１０１に設けられた凹部１０２上に板状ワークＷ１の中央凸部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１０１の上面部１０１ａに保持される。

板状ワークＷ１がダイ１０１に保持されると、中子型８５が下方へ移動され、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａが中子型８５により中央凸部Ｗ２ａの突出方向と逆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、凹部１０２の右側壁部１０２ｂと上面部１０１ａとの交点であるダイ１０１の肩部１０２ｅを支点として板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位させられ、右凸状頂面部Ｗ２ｂ及び凸状側面部Ｗ３が、凹部１０２の左側壁部１０２ｃと上面部１０１ａとの交点であるダイ１０１の肩部１０２ｆを支点として板状ワークＷ１を閉じる方向に内方側へ変位させられる。

図１３は、図１２に示すプレス成形型を備えたプレス成形装置によって板状ワークの中央凸部がプレス成形された状態を示す図である。図１３に示すように、板状ワークＷ１の中央凸部Ｗ２ａが中子型８５によってプレス成形されると、中央凸部Ｗ２ａが圧潰され中子型８５とダイ１０１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変位させられ、凸状側面部Ｗ３、Ｗ４の端部Ｗ３ｇ、Ｗ４ｇどうしが突きあわせられ、板状ワークＷ１が閉断面化される。

プレス成形型１００を備えた第２のプレス成形装置を用いる場合においても、成形工程を複雑化させることなく、比較的容易に金属製板状ワークから複雑な断面形状を有する金属製閉断面部材を製造することができる。プレス成形型１００を備えた第２のプレス成形装置を用いて金属製板状ワークから金属製閉断面部材を製造する場合には、凸状頂面部Ｗ２ｃ、Ｗ２ｂの断面長さＬ１２、Ｌ１３が長手方向において変化する場合においても、プレス成形型１００のダイ１０１に設けられる凹部１０２の側壁部１０２ｂ、１０２ｃの断面長さＬ２２、Ｌ２３がそれぞれ、凸状側面部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１０１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。

なお、本実施形態では、板状ワークＷ１に断面略三角状の凸部Ｗ２ａ、Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆを成形し、この凸部Ｗ２ａ、Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆをプレス成形して凸部Ｗ２ａ、Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆに隣接する両側の面部をそれぞれ内方側へ変位させているが、これに限定されるものでなく、板状ワークＷ１に成形される凸部Ｗ２ａ、Ｗ３ｆ、Ｗ４ｆを断面略円弧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とともにその側面部や上面部にビード部が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
３１ 右ビード部
３２ 左ビード部
３３ 上ビード部
Ｗ１ 板状ワーク
Ｗ２ 凸状頂面部
Ｗ２ａ 中央凸部
Ｗ３ 右凸状側面部
Ｗ３ｄ 第４の右凸状側面部
Ｗ３ｅ 右ビード形成部
Ｗ３ｆ 右凸部
Ｗ３ｇ 右凸状側面部の端部
Ｗ４ 左凸状側面部
Ｗ４ｄ 第４の左凸状側面部
Ｗ４ｅ 左ビード形成部
Ｗ４ｆ 左凸部
Ｗ４ｇ 左凸状側面部の端部

Claims (5)

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該板状ワークの凸状に成形される凸状頂面部に該板状ワークの凸状に突出する方向と逆方向に突出する第１の凸部を成形する第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第１の凸部をその突出方向と逆方向にプレス成形することにより、該第１の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を備え、前記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、
   前記凸状側面部の少なくとも一方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第２の凸部を成形する凸部成形工程と、
   該凸部成形工程において成形された前記第２の凸部をその突出方向と逆方向にプレス成形することにより、該第２の凸部を圧潰するとともに該第２の凸部に隣接する両側の面部をそれぞれ内方側へ変位させる第３のプレス成形工程と、
   をさらに備え、
   前記第２の凸部と前記第１の凸部とがプレス成形され、前記板状ワークを閉断面化する、
   ことを特徴とする金属製閉断面部材の製造方法。
2. 前記凸部成形工程は、前記第１のプレス成形工程と同時に行われ、前記第２の凸部と前記第１の凸部とが同時に成形される、
   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. 前記閉断面部材の内方側に窪む第１のビード部及び前記閉断面部材の外方側に突出する第１のビード部の少なくとも何れか一方の第１のビード部を形成するための第１のビード形成部を前記第２の凸部の近傍に成形する第１のビード形成部成形工程をさらに備え、
   該第１のビード形成部成形工程は、前記第１のプレス成形工程と前記凸部成形工程と同時に行われ、前記第１のビード形成部と前記第１の凸部と前記第２の凸部とが同時に成形される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の金属製閉断面部材の製造方法。
4. 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により形成され前記閉断面部材の内方側に窪む第２のビード部及び前記閉断面部材の外方側に突出する第２のビード部の少なくとも一方の第２のビード部を形成するための第２のビード形成部を前記凸状側面部の端部にそれぞれ成形する第２のビード形成部成形工程をさらに備え、
   該第２のビード形成部成形工程は、前記第１のプレス成形工程と前記凸部成形工程と同時に行われ、前記第２のビード形成部と前記第１の凸部と前記第２の凸部とが同時に成形される、
   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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