JP6729011B2 - 閉断面構造部材の製造方法及びｏ成形用上型 - Google Patents

Description

本発明は、閉断面構造部材の製造方法及びＯ成形用上型に関する。

従来、管を成形する方法として、いわゆるＵＯ成形が知られている（例えば、特許文献１参照）。ＵＯ成形とは、まず、一枚の板材を断面Ｕ字形のＵ成形品に成形し、次いで、Ｕ成形品を上下金型で挟むことで閉断面構造部材（Ｏ成形品）に成形する方法である。ＵＯ成形は、主に、石油などの輸送に用いられるラインパイプの製造のために用いられており、板厚６ｍｍ以上の厚板鋼板を素材として行われている。

国際公開第２００５／０６３４１８号

ところで、近年、地球環境問題を考慮して自動車を軽量化すべく、自動車の車体には、高強度かつ薄肉の材料から製造された閉断面構造部材を適用することが望まれている。

しかしながら、高強度かつ薄肉の材料から、ＵＯ成形により閉断面構造部材を成形する場合、所望の形状が得られにくいという問題がある。具体的には、Ｕ成形品を上下金型で挟む際に（Ｏ成形の際に）、Ｕ成形品の側壁が座屈することがあり、その結果、上下金型の成形面に沿った形状が得られないことがある。

ここで、対策として特許文献１にも記載されているように、Ｕ成形の前にＣ成形（Ｃプレス）をすることがある。しかしながら、素材として薄板を用いる場合には、以下の点で問題がある。

すなわち、薄板からＵ成形品を得る場合、生産性の観点から、通常、ダイとパンチの金型を用いたプレス成形により行う。このプレス成形の方法が絞り成形の場合、側壁がダイ肩で曲げ伸ばされるため、Ｃ成形により得た形状が消えてしまう。プレス成形の方法が曲げ成形の場合、側壁の全てをダイとパンチの間に押し込めば、Ｃ成形により得た形状が消えてしまう。また、図１２に示されるように、Ｃ成形により得た形状が残るように側壁の端部付近をダイ１６４とパンチ１６２の間に押し込まないようにしても、ダイ肩１６４Ａを出た部分がＯ成形（Ｏプレス）とは逆向きに曲がり、意図しない座屈の起点になる恐れがある。
つまり、Ｕ成形に薄肉の材料で通常行われているプレス成形を用いるとＣ成形の効果が無くなるか、Ｃ成形による成形部分がＯ成形に支障を及ぼす。

そこで、本開示は、高強度かつ薄肉の材料からＵＯ成形により閉断面構造部材を成形する場合において、Ｏ成形の際の座屈を抑制することができる閉断面構造部材の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する閉断面構造部材の製造方法は、パンチとダイを用いたプレス成型により一対の側壁を有するＵ成形品を得るＵ成形工程と、前記Ｕ成形工程により得られたＵ成形品を、前記一対の側壁の端部同士が近づくように変形させて、軸方向の少なくとも一部における横断面視において前記一対の側壁の延長線が交差し、かつ、軸方向の全部における横断面視において内面側に凸の形状の部分を有しない予成形品を得る予成形工程と、前記予成形工程により得られた予成形品を、下型にセットして上型で挟み、外面側の形状が前記上型及び前記下型の成形面に沿った形状のＯ成形品を得るＯ成形工程と、を備える。

以上説明したように、本開示に係る閉断面構造部材の製造方法によれば、高強度かつ薄肉の材料からＵＯ成形により閉断面構造部材を成形する場合において、Ｏ成形の際の座屈を抑制することができる。

本実施形態の素材鋼板を示す斜視図である。 本実施形態のＵ成形品を示す斜視図である。 本実施形態の予成形品を示す斜視図である。 本実施形態のＯ成形品を示す斜視図である。 本実施形態のＵプレス装置に素材鋼板がセットされた状態を示す装置軸方向からみた図である。 本実施形態のＵプレス装置によりＵ成形品を成形した状態を示す装置軸方向から見た図である。 本実施形態の予成形品を示す横断面図である。 本実施形態の予成形装置にＵ成形品がセットされた状態を示す装置軸方向からみた図である。 本実施形態の予成形装置により予成形品を成形した状態を示す装置軸方向から見た図である。 他の形態の予成形装置にＵ成形品がセットされた状態を示す装置軸方向からみた図である。 他の形態の予成形装置により予成形品を成形した状態を示す装置軸方向から見た図である。 本実施形態のＯプレス装置に予成形品がセットされ、かつ、予成形品の一対の端部に上型が接触した瞬間の状態を示す装置軸方向からみた図である。 本実施形態のＯプレス装置によるＯ成形の途中の状態を示す装置軸方向からみた図である。 本実施形態のＯプレス装置によりＯ成形品を成形した状態を示す装置軸方向から見た図である。 比較例１に係るＯ成形工程を示す図であり、被加工材であるＵ成形品の一対の端部に上型が接触した瞬間の状態を示す図である。 比較例１に係るＯ成形工程において被加工材の側壁が座屈した様子を示す図である。 比較例２に係る予成形品を示す横断面図である。 比較例２に係るＯ成形工程において被加工材の側壁が座屈した様子を示す図である。 変形例に係る予成形品を示す横断面図である。 変形例に係る予成形品を示す横断面図である。 変形例に係る予成形品を示す横断面図である。 変形例に係るＵ成形品を示す横断面図である。 図１０Ａに示すＵ成形品を予成形して得られた予成形品を示す横断面図である。 図１０Ｂに示す予成形品をＯ成形して得られたＯ成形品を示す横断面図である。 変形例に係るＵ成形品を示す横断面図である。 図１１Ａに示すＵ成形品を予成形して得られた予成形品を示す横断面図である。 図１１Ｂに示す予成形品をＯ成形して得られたＯ成形品を示す横断面図である。 Ｃ成形の後にダイとパンチの金型を用いたプレス成形によりＵ成形を行う場合において、Ｃ成形により得た形状が残るように側壁の端部付近をダイとパンチの間に押し込まないようにした場合の変形状態を示す図である。

以下、実施の形態に係る閉断面構造部材の製造方法について説明する。閉断面構造部材の製造方法では、図１Ａ〜図１Ｄに示されるように、素材鋼板１０からＵ成形品２０を成形し（Ｕ成形）、Ｕ成形品２０から予成形品３０を成形し（予成形）、予成形品３０から「閉断面構造部材」としてのＯ成形品４０を成形する（Ｏ成形）。

―Ｕ成形工程―
（Ｕ成形品２０）
図１Ｂ及び図２Ｂを用いて、Ｕ成形品２０について説明する。なお、図１Ｂに示される矢印ＷはＵ成形品２０の幅方向を示し、矢印ＡはＵ成形品２０の上側を示し、矢印ＬはＵ成形品２０の軸方向を示している。

図２Ｂには、Ｕ成形品２０をその軸方向に直交する平面で切断した断面（つまり、Ｕ成形品２０の横断面）が示されている。この図に示されるように、Ｕ成形品２０は、上方に開放された開断面構造（つまり、断面Ｕ字形の構造）とされている。具体的には、上下方向に延在し、幅方向に対向する一対の側壁２２と、一対の側壁２２の下部同士を繋ぐ底壁２４とを含んで構成されている。底壁２４の形状は、上方に開放された略半円形の断面形状とされている。以下、一対の側壁２２のうち上方側の端部を「一対の端部２６」と言う。

なお、図を簡単にするため、図１Ｂには、軸方向の位置に寄らず同一の断面形状のＵ成形品２０が示されているが、Ｕ成形品２０は、軸方向の位置によって、その断面形状が異なる構造とされていてもよい。

（Ｕプレス装置６０）
図２Ａ及び図２Ｂを用いて、Ｕ成形品２０を成形するためのＵプレス装置６０について説明する。なお、これらの図では、矢印ＷをＵプレス装置６０の装置幅方向とし、矢印ＡをＵプレス装置６０の装置上側とし、紙面に垂直な方向をＵプレス装置６０の装置軸方向としている。そして、Ｕプレス装置６０の装置幅方向とＵ成形品２０の幅方向とが一致しており、Ｕプレス装置６０の装置上下方向とＵ成形品２０の上下方向とが一致しており、Ｕプレス装置６０の装置軸方向とＵ成形品２０の軸方向とが一致している。

Ｕプレス装置６０は、Ｕプレス装置６０の装置上側部分を構成するパンチ６２と、Ｕプレス装置６０の装置下側部分を構成するダイ６４と、を含んで構成されている。さらに、Ｕプレス装置６０は、装置幅方向両側に位置する一対のブランクホルダ６６を含んで構成されている。

パンチ６２は、Ｕ成形品２０の内面側の形状に対応した成形面を有している。また、ダイ６４は、Ｕ成形品２０の外面側の形状に対応した成形面を有している。これらのパンチ６２、ダイ６４の成形面の形状を装置軸方向の位置によって変化させることで、軸方向の位置によって断面形状が異なるＵ成形品２０を成形することができる。

一対のブランクホルダ６６は、ダイ６４の成形面より装置幅方向外側、かつ、ダイ６４の上方に位置している。これにより、図２Ａに示されるように、ダイ６４にセットされた素材鋼板１０を、ダイ６４とブランクホルダ６６により装置上下方向から加圧できる構成となっている。

パンチ６２には、図示しない移動装置が連結されており、移動装置は、油圧装置、電動駆動装置等によって構成されている。これにより、パンチ６２が、移動装置によって装置上下方向（ダイ６４に接離する方向）に移動可能に構成されている。

（Ｕ成形工程）
Ｕプレス装置６０によって素材鋼板１０にＵ成形を施すＵ成形工程について説明する。

まず、図２Ａに示されるように、素材鋼板１０をダイ６４上に設置（セット）する。そして、ブランクホルダ６６及びダイ６４によって素材鋼板１０の幅方向両端の部分を加圧する。

なお、素材鋼板１０の引張強さは特に限定されないが、例えば４４０Ｍｐａ以上が好ましい。さらに好ましくは７８０ＭＰａ以上、または９８０Ｍｐａ以上である。また、素材鋼板１０の板厚は特に限定されないが、好ましくは０．６ｍｍ以上３．６ｍｍ以下であり、さらに好ましくは２．３ｍｍ以上３．６ｍｍ以下である。

次に、ブランクホルダ６６及びダイ６４によって素材鋼板１０を加圧した状態で、移動装置によって、パンチ６２をダイ６４に対して装置下側へ相対的に移動させる。

そして、図２Ｂに示されるように、パンチ６２を下死点まで移動させることで、Ｕ成形品２０が成形される。

―予成形工程―
次に、予成形工程について説明する。予成形工程では、Ｕ成形品２０を変形させて予成形品３０を得る。

（予成形品３０）
図１Ｃ及び図３には、予成形品３０が示されている。なお、これらの図の矢印Ｗを予成形品３０の幅方向とし、矢印Ａを予成形品３０の上側とし、矢印Ｌを予成形品３０の軸方向としている。なお、図３の紙面に直交する方向が予成形品３０の軸方向と一致する。

図３に示されるように、予成形品３０は、Ｕ成形品２０と同様に、上方に開放された開断面構造とされており、一対の側壁３２を有している。しかし、一対の側壁３２のうち一方（図の左側）の側壁３２は、その端部３６に向かうに従い幅方向内側（図の右側）に傾斜されている。また、他方（図の右側）の側壁３２は、その端部３６に向かうに従い幅方向内側（図の左側）に傾斜されている。すなわち、一対の側壁３２は、共に、端部３６同士が近づくように斜め上方内側（上方かつ幅方向内側）に傾斜されている。

これにより、一対の側壁３２をその端部２６から延長させた仮想的な線（延長線ＩＬ、図３参照）を想定した場合、延長線ＩＬは互いに交差するようになっている。また、図３に示されるように、予成形品３０の横断面では、一対の端部３６同士の幅方向の距離Ｄ１は、予成形品３０の幅方向の寸法（内寸）Ｄ２よりも小さくなっている。

また、図３に示されるように、予成形品３０には、横断面視で予成形品３０の内面３０Ａ側に凸の形状となる部分がない。
例えば、図８Ａに示される比較例２に係る予成形品１３０は、その一部（凹部３８）において、横断面視で予成形品１３０の内面１３０Ａ側に凸の形状とされている。換言すると、比較例２に係る予成形品１３０は、横断面視で予成形品１３０の内面１３０Ａ側に凸の形状の凹部３８を有している。
これに対し、本実施形態の予成形品３０は、横断面視で予成形品１３０の内面３０Ａ側に凸の形状の凹部３８を有していない。

（予成形工程）
次に、予成形の具体的な方法として、第１の予成形方法と第２の予成形方法を説明する。

図４Ａ及び図４Ｂを用いて、第１の予成形方法を説明する。
第１の予成形方法では、図４Ａに示される予成形装置７０により行う。予成形装置７０は、Ｕ成形品２０が固定される治具７２と、予成形のための加工力を付与する一対の寄せ曲げ工具７４と、を含んで構成されている。

まず、Ｕ成形品２０の底壁２４を治具７２に固定する。この固定は、例えば、Ｕ成形品２０の底壁２４に図示しない固定孔を設け、この固定孔に治具７２から突出したピン（図示省略）を挿入させることにより行う。なお、治具７２としては、後述するＯプレス装置９０の下型９４をそのまま用いてもよい。要は、Ｕ成形品がぐらついて予成形に支障をきたさないよう、縦壁２４の間の予成形しない箇所（底壁２４）を固定すればよい。

次に、一対の側壁２２の幅方向外側に、それぞれ、寄せ曲げ工具７４を配置する。寄せ曲げ工具７４は、それぞれ、Ｕ成形品２０に接触し加工力を加える加工面７４Ａを有している。加工面７４Ａは、装置幅方向内側に向かうに従い装置上方に（装置内側かつ装置上方を向く斜め方向に）傾斜されている。

そして、図４Ａに示されるように、一対の寄せ曲げ工具７４のそれぞれを幅方向内側に移動させる。これにより、Ｕ成形品２０の一対の側壁２２に加工面７４Ａが接触し、幅方向内側への加工力が加わる。そして、一対の側壁２２が内側へ変形し、予成形品３０が成形される（図４Ｂ参照）。

なお、一対の寄せ曲げ工具７４を移動方向は、上述した幅方向内側に限られず、幅方向内側の成分を含む方向であればよい。例えば、一対の寄せ曲げ工具７４を移動方向は、幅方向内側かつ下方を向く斜め方向であってもよい。また、寄せ曲げ工具７４の加工面７４Ａは、上述のように傾斜されているものに限られず、装置上下方向に延びる垂直な面とされていてもよい。

図５Ａ及び図５Ｂを用いて、第２の予成形方法を説明する。
第２の予成形方法では、図５Ａに示される予成形装置８０により行われる。予成形装置８０は、Ｕ成形品２０がセットされる治具８２と、治具８２の装置上方に配置されたパンチ８４と、を含んで構成されている。パンチ８４には、図示しない移動装置が連結されており、移動装置は、油圧装置、電動駆動装置等によって構成されている。これにより、パンチ８４が、移動装置によって装置上下方向（治具８２に接離する方向）に移動可能に構成されている。

パンチ８４は、一対の加工面８４Ａを有している。一対の加工面８４Ａは、治具８２にセットされるＵ成形品２０の一対の端部２６の装置上方に位置するようになっている。一対の加工面８４Ａは、それぞれ、装置幅方向内側に向かうに従い装置上方に（装置内側かつ装置上方を向く斜め方向に）傾斜されている。また、パンチ８４の装置幅方向中央には、パッド８６が設けられている。なお、一対の加工面８４Ａの傾斜角度や具体的形状は、予成形工程で座屈が発生しないように設定されている。

まず、図５Ａに示されるように、治具８２にＵ成形品２０をセットし、治具８２とパッド８６によりＵ成形品２０の底壁２４を加圧挟持する。そして、パンチ８４を装置下方へ移動させる。パンチ８４の加工面８４Ａの装置下方には、Ｕ成形品２０の一対の端部２６が位置しているので、加工面８４Ａが一対の端部２６に接触する。加工面８４Ａが装置幅方向内側に向かうに従い装置上方に傾斜されているため、パンチ８４が装置下方に移動しつづけると、装置幅方向内側に向かう加工力が一対の端部２６に付与される。これにより、Ｕ成形品２０の一対の側壁２２が内側へ変形し、予成形品３０が成形される（図５Ｂ参照）。

なお、予成形工程では、Ｕ成形品２０の側壁２２のうち、必ずしも軸方向（図５Ａ及び図５Ｂにおける紙面に垂直方向）の全体に加工力を加える必要はない。すなわち、Ｕ成形品２０の側壁２２のうち軸方向の一部に加工力を加えることで、Ｕ成形品２０を変形させてもよい。この場合、Ｕ成形品２０のうち、加工力が加えられた部分（軸方向の一部）とその周辺の部分とが加工力により変形し、それ以外の部分では変形が起こらないこともある。このようにして得られた成形品も本開示の「予成形品」に含まれる。つまり、本開示の「予成形品」は、軸方向の全部における横断面視において一対の側壁３２の延長線ＩＬが交差している必要はなく、軸方向の少なくとも一部における横断面視において一対の側壁３２の延長線ＩＬが交差していればよい。軸方向の少なくとも一部における横断面視において延長線ＩＬが交差していれば、後で説明するＯ成形時の座屈を抑制する効果を一定程度奏するからである。

―Ｏ成形工程―
（Ｏ成形品４０）
図１Ｄ及び図６Ｃを用いて、Ｏ成形品４０について説明する。なお、図１Ｄの矢印ＷをＯ成形品４０の幅方向とし、矢印ＡをＯ成形品４０の上側とし、矢印ＬをＯ成形品４０の軸方向としている。

これらの図に示されるように、Ｏ成形品４０では、予成形品３０の一対の端部３６に対応する部分４６（一対の接合端部４６）が互いに突き合わされた状態となっている。これにより、Ｏ成形品４０は、その横断面の形状が閉じた断面形状の閉断面構造となっている。具体的には、本実施形態のＯ成形品４０は、断面形状が円形状の閉断面構造となっている。なお、一対の接合端部４６は完全に接触している必要はなく、一対の接合端部４６の間に若干の開きがあるものも「Ｏ成形品」または「閉断面構造部材」に含まれる。

なお、図を簡単にするため、図１Ｄには、軸方向の位置に寄らず同一の閉断面形状（円形状）とされたＯ成形品４０が示されているが、断面の軸方向の位置によって、その断面形状が異なる構造（例えば、軸方向の位置によって径の大きさが異なる断面円形状）とされていてもよい。

（Ｏプレス装置９０）
図６Ａを用いて、Ｏ成形品４０を成形するためのＯプレス装置９０について説明する。なお、この図では、矢印ＷをＯプレス装置９０の装置幅方向とし、矢印ＡをＯプレス装置９０の装置上側とし、紙面に垂直な方向をＯプレス装置９０の装置軸方向としている。そして、Ｏプレス装置９０の装置幅方向とＯ成形品４０の幅方向とが一致しており、Ｏプレス装置９０の装置上下方向とＯ成形品４０の上下方向とが一致しており、Ｏプレス装置９０の装置軸方向とＯ成形品４０の軸方向とが一致している。

図６Ａに示されるように、Ｏプレス装置９０は、Ｏプレス装置９０の装置上側部分を構成する上型９２と、Ｏプレス装置９０の装置下側部分を構成する下型９４と、含んで構成されている。

上型９２は、Ｏ成形品４０のうち上部の外面側の形状に対応した成形面９２Ａを有しており、下型９４は、Ｏ成形品４０のうち下部の外面側の形状に対応した成形面９４Ａを有している。すなわち、上型９２の成形面９２Ａの形状と、下型９４の成形面９４Ａの形状とを組み合わせた形状は、Ｏ成形品４０全体の外面４０Ｂ側の形状に対応した形状とされている。

また、上型９２には、図示しない移動装置が連結されており、移動装置は、油圧装置、電動駆動装置等によって構成されている。これにより、上型９２が、移動装置によって装置上下方向（下型９４に接離する方向）に移動可能に構成されている。

また、上型９２は、成形面９２Ａの装置幅方向外側に、一対の傾斜面９２Ｂを有している。一対の傾斜面９２Ｂは共に、成形面９２Ａの装置幅方向の外側端部から連続して形成されており、装置幅方向外側に向かうに従い装置下方（下型９４の側）に傾斜されていることが望ましい。他方、下型９４は、上型９２が移動装置によって装置下方に移動したときに上型９２の傾斜面９２Ｂと接触する形状の傾斜面９４Ｂを備えていることが望ましい。

上型９２の傾斜面９２Ｂが装置幅方向外側に向かうに従い装置下方に傾斜されていることにより、以下の効果を奏する。すなわち、上型９２を装置下側に移動させていく過程で、仮に、予成形品３０の端部３６が成形面９２Ａよりも装置外側の傾斜面９２Ｂに接触した場合であっても、傾斜された傾斜面９２Ｂにより端部３６が装置内側に誘導され、成形面９２Ａの中に入りやすくなる。なお、傾斜面９２Ｂ、９４Ｂの傾斜角は、水平に対し４５°以上であることが望ましい。つまり、成形面９２Ａの断面形状が半円形の場合、成形面９２Ａの外側端部と傾斜面９２Ｂとの成す角度が１３５°よりも大きいことが望ましい。

（Ｏ成形工程）
図６Ａ〜図６Ｃを用いて、Ｏプレス装置９０によって予成形品３０に施すＯ成形工程について説明する。

まず、予成形品３０を下型９４にセットする。この状態では、予成形品３０の底壁３４が下型９４の成形面９４Ａに配置される。そして、予成形品３０の一対の端部３６が下型９４から上方に突出した状態となる。なお、予成形品３０を下型９４にセットする方法としては、例えば、予成形品３０の底壁３４に図示しない固定孔を設け、この固定孔に下型９４から突出したピン（図示省略）を挿入させる方法がある。

次に、この状態で、下型９４の上方に配置された上型９２を下側に移動させる。図６Ａには、予成形品３０の一対の端部３６がパンチ８４の成形面９２Ａに接触した瞬間の状態が示されている。上型９２をさらに下側へ移動すると、予成形品３０の一対の端部３６が上型９２の成形面９２Ａに沿って互いに近づいていく（図６Ｂ参照）。そして、図６Ｃに示されるように、上型９２が下死点まで移動すると、一対の接合端部４６が突き合わされた状態となる。これにより、上型９２及び下型９４の成形面９２Ａ、９４Ａに沿った形状のＯ成形品４０が成形される。

最後に、Ｏ成形品４０の一対の端部４６同士を溶接などにより接合することで、閉断面構造部材の製造が完了する。

＜作用・効果＞
本実施の形態の作用及び効果について、比較例１及び比較例２と比較して説明する。

比較例１の閉断面構造の成形方法は、Ｕ成形工程の後、予成形工程を経ないでＯ成形工程に進む。

図７Ａに示されるように、比較例１では、Ｏ成形工程を施す被加工材がＵ成形品２０である。このＵ成形品２０の一対の側壁２２は上下方向（Ｏプレス装置９０の装置上下方向、つまり型締め方向）に延在している。このため、Ｏプレス装置９０の上型９２を装置下方に移動させ、上型９２の成形面９２ＡがＵ成形品２０の端部２６に接触した場合、側壁２２には、その側壁２２が延在する方向の圧縮荷重が作用する（圧縮応力が生じる）。この圧縮荷重により側壁２２が座屈することがあり、その結果、図７Ｂに示されるように、上型９２及び下型９４の成形面に沿った形状が得られないことがある。

比較例２の閉断面構造の成形方法は、Ｕ成形工程の後、予成形工程を経てＯ成形工程に進む点で、本実施の形態と一致しているが、予成形工程により得られる予成形品の形状が本実施の形態と相違する。

図８Ａには、比較例２に係る予成形工程によって得られた予成形品１３０が示されている。この図に示されるように、比較例２に係る予成形品１３０では、本実施の形態と同様に、断面形状において一対の端部２６における延長線ＩＬが交差するようになっている。しかし、比較例２に係る予成形品１３０は、その一部（凹部３８）において、横断面視で予成形品１３０の内面１３０Ａ側に凸の形状とされている。換言すると、予成形品１３０は、横断面視で予成形品１３０の内面１３０Ａ側に凸の形状の凹部３８を有している。

この予成形品１３０を用いてＯ成形をすると、凹部３８を起点として被加工材が内面側へ曲がり、図８Ｂに示されるように、上型９２及び下型９４の成形面に沿った形状が得られない可能性が高い。

これら比較例１及び比較例２に対し、本実施形態の閉断面構造部材の製造方法によれば、Ｏ成形工程を施す被加工材が予成形品３０であり、この予成形品３０は、横断面視で予成形品３０の内面３０Ａ側に凸の形状の凹部を有しない。このため、Ｏ成形工程を施す被加工材（予成形品３０）の側壁３２に成形面に沿う方向への曲げ荷重が作用しやすい。したがって、本実施形態の閉断面構造部材の製造方法によれば、上述の比較例１及び比較例２と比較して、側壁３２の座屈が抑制され、所望の形状のＯ成形品が得られやすくなり、歩留まりが良好となる。

（実施形態の補足説明）
なお、上述した実施形態の予成形品３０は、図３に示されるように、一対の側壁３２の大部分が、その端部３６に向かうに従い幅方向内側に傾斜されている。しかしながら、予成形工程により得られる予成形品は、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示されるような形状の予成形品であってもよい。

このうち、図９Ａに示される予成形品３０は、一対の側壁３２のうちの端部３６付近のみが、端部３６に向かうに従い幅方向内側に傾斜されている。このように、端部３６付近のみが傾斜されている態様であっても、Ｏ成形工程における座屈を抑制する効果がある。

また、図９Ｂ、図９Ｃに示される予成形品３０は、一対の側壁３２のうち片方（図の右側）の側壁３２のみが、端部３６に向かうに従い幅方向内側に傾斜されている。具体的には、図９Ｂに示される予成形品３０は、片方の側壁３２の大部分が傾斜されており、図９Ｃに示される予成形品３０は、片方の側壁３２のうちの端部３６付近のみが傾斜されている。これらの態様であっても、予成形工程を施さない態様（比較例１）と比較して、Ｏ成形工程における座屈を抑制する効果がある。

また、上述した実施形態では、図２Ｂに示されるように、Ｕ成形品２０の底壁２４は、上方に開放された略半円形の断面形状とされているが、本開示の「Ｕ成形品」はこれに限られず、例えば、図１０Ａ、図１１Ａに示されるＵ成形品２０であってもよい。

このうち図１０Ａに示されるＵ成形品２０は、上下方向に延在する一対の側壁２２の下端に一対の稜線部２３が形成されており、一対の稜線部２３を幅方向に繋ぐ略平板状の底壁２４が形成されている。この場合、Ｏ成形工程に用いるＯプレス装置９０の下型９４は、このＵ成形品２０の底壁２４及び稜線部２３に対応する形状の成形面を有していてもよい。この場合、図１０Ｃに示されるように、稜線部４３を有するＯ成形品４０が得られる。以上の説明から判るように、本開示の「閉断面構造部材の製造方法」で成形できる閉断面構造部材は、断面円形の閉断面構造部材に限定されない。

また、図１１Ａに示されるＵ成形品２０は、一対の側壁２２の上下方向の長さが異なっている。このようなＵ成形品２０から閉断面構造部材を成形する場合、Ｏ成形工程において、一対の側壁２２のうち長い方（図の右側）の側壁２２のみが上型９２（図６Ａ、図６Ｂ参照）の成形面９２Ａから加工力を受ける。そして、長い方の側壁２２が上型９２の成形面に沿って変形されることで閉断面構造部材（図１１Ｃ参照）を得ることができる。この場合、予成形工程では、図１１Ｂに示されるように、長い方（図の右側）の側壁２２のみが傾斜された予成形品３０が得られるように予成形工程を行えば、Ｏ成形工程における座屈の発生を抑制することができる。

なお、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図１０Ｂ、図１１Ｂに示される変形例に係る予成形品３０は、いずれも、一対の側壁３２をその端部３６から延長させた仮想線（延長線ＩＬ）を想定した場合、延長線ＩＬは互いに交差するようになっている。さらに、これら予成形品３０では、いずれも、横断面視で、一対の端部３６同士の幅方向の距離Ｄ１は、予成形品３０の幅方向の寸法（内寸）Ｄ２よりも小さくなっている。

また、上述した実施形態では、Ｕ成形品２０の一対の側壁２２は、上下方向（Ｏプレス装置９０の上下方向）に延在していたが、本開示のＵ成形品はこれに限られない。例えば、Ｕ成形品の側壁２２は、端部２６に向かうに従い幅方向外側に若干傾斜されていてもよい。

２０ Ｕ成形品
２２ 側壁
２６ 端部
３０ 予成形品
３０Ａ 内面
３２ 側壁
３６ 端部
ＩＬ 側壁の延長線
３８ 凹部
４０ Ｏ成形品
４０Ｂ 外面
７４ 寄せ曲げ工具
７４Ａ 加工面
８４ 上型
８４Ａ 加工面
９２ 上型（Ｏ成形用上型）
９２Ａ 成形面
９２Ｂ 傾斜面
９４ 下型
９４Ａ 成形面
Ｗ 軸方向

Claims (6)

1. 閉断面構造部材の製造方法であって、
   パンチとダイを用いたプレス成型により一対の側壁を有するＵ成形品を得るＵ成形工程と、
   前記Ｕ成形工程により得られたＵ成形品を、前記一対の側壁の端部同士が近づくように変形させて、
   軸方向の少なくとも一部における横断面視において前記一対の側壁の延長線が交差し、かつ、軸方向の全部における横断面視において内面側に凸の形状の部分を有しない予成形品を得る予成形工程と、
   前記予成形工程により得られた予成形品を、下型にセットして上型で挟み、
   外面側の形状が前記上型及び前記下型の成形面に沿った形状のＯ成形品を得るＯ成形工程と、
   を備え、
   前記予成形工程は、予成形用部材を前記一対の側壁の内面に接触させずに行う、
   閉断面構造部材の製造方法。
2. 前記予成形工程では、
   前記Ｕ成形品の前記一対の側壁のうち両方を変形させる、
   請求項１記載の閉断面構造部材の製造方法。
3. 前記予成形工程は、
   前記Ｕ成形品を固定し、前記予成形用部材としての一対の寄せ曲げ工具をそれぞれ幅方向内側の成分を含む方向に移動させることにより行う、
   請求項２に記載の閉断面構造部材の製造方法。
4. 前記予成形工程は、
   前記Ｕ成形品を固定し、固定された前記Ｕ成形品の前記一対の端部の上方に配置された一対の加工面を有する前記予成形用部材としてのパンチを下方に移動させることにより行う、
   請求項２に記載の閉断面構造部材の製造方法。
5. Ｏ成形装置に設けられるＯ成形用の上型であって、
   前記Ｏ成形装置は、当該Ｏ成形装置が行うＯ成形工程よりも上流工程であるＵ成形工程を行うＵ成形装置とは異なる装置であり、
   前記Ｏ成形用上型は、
   断面形状が半円形の成形面と、
   前記成形面の外側端部から連続して形成された傾斜面と、
   を備え、
   前記成形面の外側端部と前記傾斜面との成す角度が９０°よりも大きい、
   Ｏ成形用上型。
6. 前記成形面の外側端部と前記傾斜面との成す角度が１３５°よりも大きい、
   請求項５に記載のＯ成形用上型。
   

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