JP6892028B1 - 構造部材、構造部材製造方法及び構造部材製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このような構造部材を冷間で絞り成形する場合、傾斜部の縁部等にしわが発生し易いという問題がある。そこで、しわの発生を抑制するための種々の技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、傾斜部を有する構造部材を、しわを発生させることなく成形することは容易でなく、例えば、傾斜部の傾斜角度が部位によって変化する場合には、しわの発生を抑制することがさらに困難である。
(1)本発明の一態様に係る構造部材は、金属材料板からなり、互いに直交する第1方向、第2方向、及び第3方向のうちの前記第3方向に対して交差して延在する第1領域と、前記第1領域に接続され前記第2方向に延在する第1稜線と、前記第1稜線を介して前記第1領域と前記第1方向に接続され、前記第1領域に対して傾斜する傾斜部と、前記傾斜部の前記第1方向における前記第1領域と反対側の端部に形成され、前記第2方向に沿って延在する第2稜線と、前記第2稜線を介して接続され、前記第3方向に対して交差して延在する第2領域と、を備え、前記傾斜部では、前記第1方向及び前記第3方向により定義される第1平面内における前記第3方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、かつ、前記第1方向及び前記第2方向により定義される第2平面内における前記第1方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、前記傾斜部は、前記第2方向における両方の端部側に位置する一対の第2傾斜部と、前記一対の第2傾斜部のそれぞれに接続される一対の第3傾斜部と、前記一対の第3傾斜部の双方に接続される第1傾斜部と、を備え、前記一対の第3傾斜部の前記第3方向との交差角度が、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度との間の範囲にあり、前記第1稜線は、その中央部が前記第1領域の方向に突出した凸形状であり、前記第2稜線は、その中央部が前記第2領域と反対側に突出した凸形状である
構造部材であって、前記第1傾斜部側において板厚が最大となる最大板厚領域部と、前記最大板厚領域部よりも前記第2傾斜部側に形成されて板厚が最小となる最小板厚領域部と、が形成され、下記の(式1)で求められる、前記最大板厚領域部に対する前記最小板厚領域部の板厚比率Aが、下記の(式2)を満たす。
前記板厚比率A=(〔前記最大板厚領域部の最大板厚(mm)〕−〔前記最小板厚領域部の最小板厚(mm)〕)÷〔前記最大板厚領域部における最大板厚(mm)〕・・・(式1)
0.08≦A≦0.26・・・(式2)
(2)上記(1)に記載の構造部材において、引張強さが780MPa以上の鋼板からなるものであってもよい。
(3)上記(1)または(2)のいずれか1項に記載の構造部材において、板厚が0.8mm以上2.3mm以下であってもよい。
(4)上記(1)から(3)のいずれか1項に記載の構造部材において、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度の差は、8.0°以上であってもよい。
(5)本発明の一態様に係る構造部材製造方法は、金属材料板からなり、互いに直交する第1方向、第2方向、及び第3方向のうちの前記第3方向に対して交差して延在する第1領域と、前記第1領域に接続され前記第2方向に延在する第1稜線と、前記第1稜線を介して前記第1領域と前記第1方向に接続され、前記第1領域に対して傾斜する傾斜部と、前記傾斜部の前記第1方向における前記第1領域と反対側の端部に形成され、前記第2方向に沿って延在する第2稜線と、前記第2稜線を介して接続され、前記第3方向に対して交差して延在する第2領域と、を備え、前記傾斜部では、前記第1方向及び前記第3方向により定義される第1平面内における前記第3方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、かつ、前記第1方向及び前記第2方向により定義される第2平面内における前記第1方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、前記傾斜部は、前記第2方向における両方の端部側に位置する一対の第2傾斜部と、前記一対の第2傾斜部のそれぞれに接続される一対の第3傾斜部と、前記一対の第3傾斜部の双方に接続される第1傾斜部と、を備え、前記一対の第3傾斜部の前記第3方向との交差角度が、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度との間の範囲にあり、前記第1稜線は、その中央部が前記第1領域の方向に突出した凸形状であり、前記第2稜線は、その中央部が前記第2領域と反対側に突出した凸形状である構造部材を製造する方法であって、第1領域を、第1拘束部によって拘束する第1の工程と、第2領域を、第2拘束部によって拘束する第2の工程と、前記第1拘束部及び前記第2拘束部間を、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度という2つの交差角度の中で小さい方の交差角度に沿って、互いに離間させる方向に相対移動させることにより、前記傾斜部を形成する第3の工程と、
を有する。
(6)上記(5)に記載の構造部材製造方法において、前記金属材料板を前記第1拘束部及び前記第2拘束部で挟圧した状態において、前記第1傾斜部及び前記一対の第2傾斜部のうち、前記第3方向との交差角度が小さい方の傾斜部では、前記第1拘束部と前記第2拘束部の間隔が前記金属材料板の板厚の1.03倍以上1.07倍以下であり、前記第3方向との交差角度が大きい方の傾斜部では、前記第1拘束部と前記第2拘束部とが互いに離間していてもよい。
(7)上記(5)に記載の構造部材製造方法において、前記第2領域に対応する面を拘束しながら前記傾斜部を形成してもよい。
(8)上記(5)に記載の構造部材製造方法において、前記第1領域に対応する面を拘束しながら前記傾斜部を形成してもよい。
(9)上記(5)に記載の構造部材製造方法において、前記一対の第2傾斜部を拘束しながら前記傾斜部を形成してもよい。
(10)本発明の一態様に係る構造部材製造装置は、金属材料板からなり、互いに直交する第1方向、第2方向、及び第3方向のうちの前記第3方向に対して交差して延在する第1領域と、前記第1領域に接続され前記第2方向に延在する第1稜線と、前記第1稜線を介して前記第1領域と前記第1方向に接続され、前記第1領域に対して傾斜する傾斜部と、前記傾斜部の前記第1方向における前記第1領域と反対側の端部に形成され、前記第2方向に沿って延在する第2稜線と、前記第2稜線を介して接続され、前記第3方向に対して交差して延在する第2領域と、を備え、前記傾斜部では、前記第1方向及び前記第3方向により定義される第1平面内における前記第3方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、かつ、前記第1方向及び前記第2方向により定義される第2平面内における前記第1方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、前記傾斜部は、前記第2方向における両方の端部側に位置する一対の第2傾斜部と、前記一対の第2傾斜部のそれぞれに接続される一対の第3傾斜部と、前記一対の第3傾斜部の双方に接続される第1傾斜部と、を備え、前記一対の第3傾斜部の前記第3方向との交差角度が、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度との間の範囲にあり、前記第1稜線は、その中央部が前記第1領域の方向に突出した凸形状であり、前記第2稜線は、その中央部が前記第2領域と反対側に突出した凸形状である構造部材を製造する装置であって、互いに対向配置されてかつ開閉可能とされる第1下挟圧部材及び第2上挟圧部材を有する第1挟圧部と、前記第1下挟圧部材及び前記第2上挟圧部材に対し互いに対向配置されてかつ開閉可能とされる第3下挟圧部材及び第4上挟圧部材を有する第2挟圧部と、前記第1挟圧部と前記第2挟圧部を、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度という2つの交差角度の中で小さい方の交差角度に沿って、互いに離間させる方向に相対移動可能とする挟圧部駆動手段と、を備える。
(11)上記(10)に記載の構造部材製造装置において、前記金属材料板を前記第1挟圧部及び前記第2挟圧部で挟圧した状態において、前記第1傾斜部及び前記一対の第2傾斜部のうち、前記第3方向との交差角度が小さい方の傾斜部では、前記第1挟圧部と前記第2挟圧部の間隔が前記金属材料板の板厚の1.03倍以上1.07倍以下であり、前記第3方向との交差角度が大きい方の傾斜部では、前記第1挟圧部と前記第2挟圧部とが互いに離間していてもよい。
(12)上記(10)または(11)に記載の構造部材製造装置において、前記挟圧部駆動手段が、前記第1挟圧部と前記第2挟圧部を、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度という2つの交差角度の中で小さい方の交差角度に沿って、互いに離間させる方向に相対移動可能とするカム機構を備えていてもよい。
(13)上記(10)から(12)のいずれか1項に記載の構造部材製造装置において、前記第1挟圧部が、前記第2挟圧部よりも先に前記金属材料板を挟圧するように構成されていてもよい。
(14)上記(10)から(13)のいずれか1項に記載の構造部材製造装置において、前記第1挟圧部及び前記第2挟圧部が、原位置に向かって移動する際に、前記第1下挟圧部材、前記第2上挟圧部材、前記第3下挟圧部材、前記第4上挟圧部材のいずれかを、それぞれの原位置に向かって移動させる挟圧部材復帰機構を備えていてもよい。
この明細書において、最小交差角度θ1が、構造部材の第1領域と第2領域のいずれに形成されているかは、任意に設定することができる。
この明細書において、第1領域に係る第1方向、第2方向、及び第3方向のうちの前記第3方向に対して交差して延在するとは、第3方向と交差する面に沿って延在する場合(第3方向と直交する面に沿って延在する場合を含む)の他、第3方向と交差する種々の方向に延在する部位の集合として構成される場合(例えば、曲面を含んでいる場合や凹凸や孔等を含んでいる場合を含む)を含む。
その結果、第1領域と、第2方向の位置に応じて交差角度θが変化する傾斜部とを有する構造部材を、効率的かつ安定して製造することができる。
その結果、第1領域におけるしわの発生を抑制しつつ構造部材を安定して製造することができる。
その結果、構造部材を効率的かつ安定して製造することができる。
また、上記各態様に係る構造部材製造方法及び構造部材製造装置によれば、傾斜部の形成時におけるしわの発生が抑制されるので、構造部材を効率的かつ安定して、冷間で塑性加工することにより製造することができる。
以下、図1から図10を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る構造部材の斜視図である。図2Aは、図1の矢視IIA−IIAでの縦断面図である。図2Bは、図1の矢視IIB−IIBでの縦断面図である。図1、図2A、図2Bにおいて、符号W1は構造部材を示している。
鋼板は、冷延鋼板からなり、冷延鋼板からなる構造部材は、ホットプレス材よりも靭性が高いことが有利な点である。
なお、引張強さが780MPa〜1180MPaの冷延鋼板からなる構造部材では、光学顕微鏡観察で測定したフェライトの体積分率が10%以上あり、焼入れマルテンサイト組織が大部分を占めるホットプレス材とは異なる。
また、構造部材W1は、図1に示すように、第1領域WF1と、第2領域WF2と、傾斜部WSとを備えている。第1領域WF1と、第2領域WF2と、傾斜部WSは、それぞれがY軸方向に沿って延在している。また、第1領域WF1、傾斜部WS、第2領域WF2は、X軸方向に沿ってこの順に並んで形成されている。
また、傾斜部WSには、Y軸方向と直交する方向に残留引張応力が形成されている。
また、傾斜部WSは、第1領域側接続部(第1稜線)WE11において第1領域WF1と接続され、第2領域側接続部(第2稜線)WE22において第2領域WF2と接続されている。
第1領域側接続部WE11は、その中央部が第1領域WF1の方向に突出した凸形状である。第2領域側接続部WE22は、その中央部が第2領域WF2と反対側に突出した凸形状である。
傾斜部WSは、第1傾斜部(特定傾斜部)WS1と、第2傾斜部WS2と、第3傾斜部WS3とを備えている。詳細には、傾斜部WSは、第2方向における両方の端部側に位置する一対の第2傾斜部WS2と、一対の第2傾斜部WS2のそれぞれに接続される一対の第3傾斜部WS3と、一対の第3傾斜部WS3の双方に接続される第1傾斜部WS1と、を備える。Y軸方向に沿って、第2傾斜部WS2、第3傾斜部WS3、第1傾斜部WS1、第3傾斜部WS3、第2傾斜部WS2がこの順に形成されている。
第2領域WF2は、第2稜線を介して接続され、第3方向に対して交差して延在している。
第2領域WF2のX軸方向に沿った幅は、第1傾斜部(特定傾斜部)WS1と接続される部分が広く、第2傾斜部WS2と接続される部分がそれよりも狭い。
第1傾斜部WS1(WS)における交差角度θ(=45°)は、Y軸方向(第2方向)において、傾斜部WSがZ軸方向(第3方向)となす最小交差角度θ1とされている。
なお、鋼板は冷間で塑性加工したものであるため、稜線部が加工硬化するので、第1領域WF1の板厚表面のビッカース硬度の最小値をHv11、第1領域側接続部WE11の板厚表面のビッカース硬度の最大値をHv12とすれば、
Hv12≧1.1×Hv11
が成り立つ。
一方、同様の理由で、第2領域WF2の板厚表面のビッカース硬度の最小値をHv21、第2領域側接続部WE22の板厚表面のビッカース硬度の最大値をHv22とすれば、
Hv22≧1.1×Hv21
が成り立つ。
板厚表面は、外側(図1で見える面)でも内側でも上記関係が成り立つ。
なお、ここのビッカース硬度の最大値、最小値の測定方法は、JIS Z 2244(2009)にしたがい、垂直断面光学顕微鏡試料を作製し、板厚表面直下200μmの位置で荷重1kgF(9.807N)で10点測定し、板厚表面のビッカース硬度として最大値および最小値を求めたものである。
このように冷間で塑性加工したことにより、稜線部が加工硬化しているため、稜線部が加工硬化していない場合に比べ、例えば乗員を衝突時に守る自動車用部材として適用した場合、衝突荷重に対する反力がより大きくなり、衝突安全性を高めることができる。
また、第1平面においてZ軸方向と傾斜部WS3とは交差角度θが45°〜60°で交差するように形成されている。
また、第3傾斜部WS3は、第1傾斜部WS1とともに、構造部材W1の略チャネル状の凹部WUを構成している。
第1傾斜部WS1の第3方向との交差角度と一対の第2傾斜部WS2の第3方向との交差角度の差は、8.0°以上であり、好ましくは11°以上、より好ましくは15°以上である。
図3は、本実施形態に係る構造部材の製造に用いられる構造部材製造金型に係る成形部の概略構成を示す斜視図であり、符号100は構造部材製造金型を示している。また、図4は、本実施形態に係る構造部材製造金型100の概略構成を説明する縦断面図である。図5A、図5Bは、本実施形態に係る構造部材製造金型を構成する成形部の概略構成を説明する縦断面図である。図5Aは、図3の矢視VA−VAでの縦断面図である。図5Bは、図3の矢視VB−VBでの縦断面図である。
構造部材製造金型100は、例えば、図3、図4に示すように、第1挟圧部10と、第2挟圧部20と、カム機構(挟圧部駆動手段)20Cと、コイルスプリング(挟圧部材復帰機構)12P、21P、22Pと、下型ベース10Bと、上型ベース20Bとを備えている。第1挟圧部10と第2挟圧部20とは、Z軸方向に沿って互いに相対移動可能とされている。なお、この実施形態では、コイルスプリング21Pは、二つ(一対)が設けられている。第1挟圧部10と第2挟圧部20は、成形部1を構成している。
また、上金型は、上型ベース20Bと、第2上挟圧部材12と、第4上挟圧部材22と、コイルスプリング12P、22Pとを備える。第2上挟圧部材12、第4上挟圧部材22、コイルスプリング12P、22Pは、上型ベース20Bに対して配置されている。
また、第2上挟圧部材12は第1挟圧面11Fと対向する第2挟圧面12Fが形成され、第2挟圧部20側には傾斜部12Sが形成されている。
第1挟圧面11Fと第2挟圧面12Fは、ブランク鋼板W0を挟圧することができる。
また、第4上挟圧部材(第2拘束部)22は、第3挟圧面21Fと対向する第4挟圧面22Fが形成され、第1挟圧部10側には傾斜部22Sが形成されている。
第3挟圧面21Fと第4挟圧面22Fは、ブランク鋼板W0を挟圧することができる。
そして、第1領域側エッジ部112Eは、構造部材W1の第2傾斜部WS2及び第1領域側接続部WE112(WE11)を形成する。第2領域側エッジ部222Eは、構造部材W1の第2傾斜部WS2及び第2領域側接続部WE222(WE22)を形成する。
また、図5Bに示すように、第1下挟圧部材11、第2上挟圧部材12、第3下挟圧部材21、第4上挟圧部材22の間には、空間V2が形成されている。第1下挟圧部材11、第4上挟圧部材22の間隔C2は約70mmとされている。
(A)成形準備(原位置)
まず、成形プレス装置(不図示)に構造部材製造金型100を取り付けて上金型を上死点に位置させる。
上金型が上死点に位置するとき、図6Aに示すように、第1挟圧部10及び第2挟圧部20は原位置とされ、第2上挟圧部材12の第2挟圧面12Fは、第4上挟圧部材22の第4挟圧面22Fよりも下側に位置する。
次に、図6Aに示すように、上金型を矢印T1方向(Z軸方向下側)に下降させる。 上金型が下降すると、まず、第2上挟圧部材12の第2挟圧面12Fが第1領域の対応部分を挟圧する。
次いで、図6Bに示すように、上金型を矢印T1方向(Z軸方向下側)にさらに下降させて、第4上挟圧部材(第2拘束部)22の第4挟圧面22Fにより、傾斜部の対応部分を挟圧する。
このように、第2上挟圧部材12は第4上挟圧部材22よりも早くブランク鋼板W0(不図示)を挟圧し、第2上挟圧部材12がブランク鋼板W0を挟圧した後、上金型がさらに下降して、コイルスプリング(挟圧部材復帰機構)12Pが圧縮されることで、ブランク鋼板W0のうちで傾斜部に対応する部分が挟圧される。
そして、第1下挟圧部材11及び第2上挟圧部材12、第3下挟圧部材21及び第4上挟圧部材22が接触するタイミングで、カムフォロア22Wがカム形状部22Cに接触する。
次いで、図6Cに示すように、第2挟圧部20をZ軸方向下側に向かってさらに下降させる。
このとき、第3下挟圧部材21は、矢印T21方向(Z軸方向下側)に向かって下降される。同時に、第4上挟圧部材22は、カム機構20Cが第4上挟圧部材22を矢印T2C方向に案内する作用により、矢印T2方向に移動される。
矢印T2C、T2は、それぞれ構造部材W1の第1傾斜部WS1の傾斜角(θ1)に沿う方向とされている。
第3下挟圧部材21が矢印T21方向に移動すると、コイルスプリング21Pが圧縮されて第3下挟圧部材21を上側に付勢する。
そして、第2挟圧部20(第3下挟圧部材21の第3挟圧面21F及び第4上挟圧部材22の第4挟圧面22F)により挟圧されていたブランク鋼板W0が引張されて、第2挟圧部20から引き出されながら成形される。
第2挟圧部20が下降(傾斜部成形)する間、コイルスプリング12Pを介した第1挟圧部10(第1下挟圧部材11の第1挟圧面11F及び第2上挟圧部材12の第2挟圧面12F)による第1領域WF1の挟圧力は、コイルスプリング21Pを介した第2挟圧部20による傾斜部の対応部分WF0の挟圧力よりも大きく維持されるように設定されている。
次いで、図6Dに示すように、矢印T21方向(Z軸方向下側)に向かって上金型をさらに下降端まで下降させて、構造部材W1の成形を完了する。
そして、成形プレス装置により上型を上昇させて構造部材製造金型100を開いて、構造部材W1(不図示)を取り出す。
このとき、第1下挟圧部材11はコイルスプリング12Pにより、第3下挟圧部材21はコイルスプリング21Pにより、第4上挟圧部材22はコイルスプリング22Pにより、それぞれ原位置に復帰される。
図7A〜図7C、及び図8A〜図8Cは、それぞれ、図2A、図2Bで示した断面における製造工程の概略を説明する図である。
図7A、図8Aは、構造部材製造金型100の上型が下降して第1領域及び傾斜部の対応部分を挟圧した状態を示す図である。図7B、図8Bは、第2挟圧部が下降して傾斜部を引張しながら成形する状態を示す図である。図7C、図8Cは、構造部材製造金型100の上型が下死点まで下降して構造部材W1の成形を完了した状態を示す図である。
なお、ブランク鋼板W0は、材質、厚さを限定する必要はないが、例えば、引張り強さが980MPa以上とされ、板厚0.6mm〜3.2mmの絞り成形においてしわ及び割れが発生しやすい薄板鋼板に対して特に大きな効果が得られる。
まず、構造部材製造金型100に、ブランク鋼板W0を配置する。
そして、図7Aに示すように、成形プレス装置(不図示)により上金型を矢印T1方向に下降させて、第1挟圧部10の第1挟圧面111F(11F)及び第2挟圧面121F(12F)により、ブランク鋼板W0の第1領域WF11(WF1)に対応する部位を挟圧するとともに、第2挟圧部20の第3挟圧面211F(21F)及び第4挟圧面221F(22F)によりブランク鋼板W0の傾斜部の対応部分WF0を挟圧する。
このとき、第1挟圧面111F(11F)及び第2挟圧面121F(12F)による第1領域WF11(WF1)に対応する部位の挟圧は、第3挟圧面211F(21F)及び第4挟圧面221F(22F)による傾斜部の対応部分WF0の挟圧よりも早く(先に)行われる。
次に、図7Bに示すように、第1挟圧部10の動きが停止されて第1挟圧面111F(11F)及び第2挟圧面121F(12F)で第1領域WF11(WF1)に対応する部位を挟圧した状態で、上金型をさらに下降させる。すると、第3下挟圧部材211(21)は矢印T11方向に下降されるとともに第4上挟圧部材(第2拘束部)221(22)は矢印T2方向に移動される。
そして、第2挟圧部20により挟圧された傾斜部の対応部分WF0は、その第1挟圧部10側が第1領域側エッジ部(第1挟圧エッジ部)111E(11E)と接触したまま、傾斜部を構成する部位WTが第3挟圧面211F及び第4挟圧面221Fにより挟圧された状態で第1領域側エッジ部111E側に引張されて第2挟圧部20から引き出される。 構造部材W1において傾斜部を構成する部位WTは、第2挟圧部20から引き出される際に、第4上挟圧部材221(22)の第2領域側エッジ部(第2挟圧エッジ部)221E(22E)と接触し、第1領域側エッジ部111E(11E)と第2領域側エッジ部221E(22E)の間で引張されながら成形される。
次いで、図7Cに示すように、第2挟圧部20が下死点まで下降して、構造部材W1の第1領域側接続部WE111(WE11)、傾斜部WS1(WS)、第2領域側接続部WE221(WE22)、第2領域WF21(WF2)が形成されて、構造部材W1の成形が完了する。
この断面における構造部材W1の成形では、第1下挟圧部材(第1拘束部)111(11)と第4上挟圧部材(第2拘束部)221(22)とは間隔C1が維持される。
(A)上型下降(第1領域及び傾斜部に対応する部位の挟圧)
まず、構造部材製造金型100に、ブランク鋼板W0を配置する。
そして、図8Aに示すように、成形プレス装置(不図示)により上金型を矢印T1方向に下降させて、第1挟圧部10の第1挟圧面112F(11F)及び第2挟圧面122F(12F)により、ブランク鋼板W0の第1領域WF12(WF1)に対応する部位を挟圧するとともに、第2挟圧部20の第3挟圧面212F(21F)及び第4挟圧面222F(22F)によりブランク鋼板W0の傾斜部の対応部分WF0を挟圧する。
このとき、第1挟圧面112F(11F)及び第2挟圧面122F(12F)による第1領域WF12(WF1)に対応する部位の挟圧は、第3挟圧面212F(21F)及び第4挟圧面222F(22F)による傾斜部の対応部分WF0の挟圧よりも早く(先に)行われる。
次に、図8Bに示すように、第1挟圧部10の動きが停止されて、第1挟圧面112F(11F)及び第2挟圧面122F(12F)が第1領域WF12(WF1)に対応する部位を挟圧した状態で上金型を下降させる。すると、第3下挟圧部材212(21)は矢印T21方向に下降されるとともに第4上挟圧部材222(22)は矢印T2方向に移動される。
そして、第1挟圧部10側が第1領域側エッジ部(第1挟圧エッジ部)112E(11E)により押圧されてかつ、傾斜部を構成する部位WTが第3挟圧面212F及び第4挟圧面222Fにより挟圧された状態で、第2挟圧部20により挟圧された傾斜部の対応部分WF0は、第1領域側エッジ部112E側に引張されて第2挟圧部20から引き出される。
構造部材W1において傾斜部を構成する部位WTは、第2挟圧部20から引き出される際に、第4上挟圧部材222(22)の第2領域側エッジ部(第2挟圧エッジ部)222E(22E)と接触し、第1領域側エッジ部112E(11E)と第2領域側エッジ部222E(22E)との間で引張されながら成形される。
次いで、図8Cに示すように、第2挟圧部20が下死点まで下降して、構造部材W1の第1領域側接続部WE112(WE11)、傾斜部WS2(WS)、第2領域側接続部WE222(WE22)、第2領域WF22(WF2)が形成されて、構造部材W1の成形が完了する。
この断面における構造部材W1の成形では、第1下挟圧部材112(11)と第4上挟圧部材222(22)とは間隔C2が維持される。
図9は、第1実施形態に係る構造部材W1の板厚分布の一例を説明する図である。図9は、例えば、引張強度980MPa、成形前の板厚t=1.2mmの超高張力鋼を塑性加工して成形した構造部材W1の板厚分布を、シミュレーションにより算出した分布図である。図10は、第1領域側接続部WE11及び第2領域側接続部WE22の稜線における板厚増減を示す図である。図10中において、実線は第1領域側接続部WE11の稜線における板厚増減を、二点鎖線は第2領域側接続部WE22の稜線における板厚増減を示す。
なお、図9、図10に示す特性は、本実施形態の製造方法により得られた、トンネル状の凹部が形成された構造部材W1の特性を示す例であり、本発明に係る製造方法で製造する全ての構造部材が図9、図10の板厚分布となるわけでない。
一方、本実施形態の方法では、肉厚が−15%〜+15%の範囲で増減しても成形可能である。
すなわち、構造部材W1は、引張強さが780MPa以上の鋼板からなり、板厚が0.8mm以上2.3mm以下を満たす。そして、第3傾斜部WS3には、第1傾斜部WS1側において板厚が最大となる最大板厚領域部と、前記最大板厚領域部よりも第2傾斜部WS2側に形成され板厚が最小となる最小板厚領域部と、が形成されている。さらに、下記の(式1)で求められる、前記最大板厚領域部に対する前記最小板厚領域部の板厚比率Aが、下記の(式2)を満たしている。
板厚比率A=(〔前記最大板厚領域部の最大板厚(mm)〕−〔前記最小板厚領域部の最小板厚(mm)〕)÷〔前記最大板厚領域部における最大板厚(mm)〕・・・(式1)
0.08≦A≦0.26・・・(式2)
また、第3傾斜部WS3における板厚は、Z軸方向の上側(ブランク鋼板W0の変形方向と反対側)から見て窪んだ稜線を有する第1領域接続部WE113近傍で板厚が増加し、突出した稜線を有する第2領域接続部WE223近傍で板厚が減少する。
具体的には、第1領域側接続部WE111の範囲及び第1領域側接続部WE112の範囲では、板厚増加が2%未満に抑制されて板厚の増減が小さくほぼ一定している。
具体的には、例えば、第2領域側接続部WE221の範囲及び第2領域側接続部WE222の範囲では、板厚増加が2%未満に抑制されて板厚の増減が小さくほぼ一定している。
以下、図11から図16Cを参照して、本発明の第2実施形態について説明する。
図11は、第2実施形態に係る構造部材を説明する斜視図である。図12A、図12Bは、第2実施形態に係る構造部材を説明する図である。具体的には、図12Aが、図11において矢視XIIA−XIIAで示す断面図を示し、図12Bが、図11において矢視XIIB−XIIBで示す断面図を示している。図11、図12A、図12Bにおいて、符号W1Aは構造部材を示している。
また、構造部材W1Aは、図11に示すように、第1領域WF1Aと、第2領域WF2Aと、傾斜部WSAとを備えており、第1領域WF1Aと、第2領域WF2Aと、傾斜部WSAのそれぞれが、Y軸方向に延在して形成されている。また、第1領域WF1A、傾斜部WSA、第2領域WF2Aは、X軸方向に沿ってこの順に形成されている。
傾斜部WSAは、Y軸方向と直交する方向に残留引張応力が形成されている。
傾斜部WSAは、第1領域側接続部(第1稜線)WE11Aによって第1領域WF1Aと接続され、また、第2領域側接続部(第2稜線)WE22Aによって第2領域WF2Aと接続されている。
第1領域側接続部WE11Aは、その中央部が第1領域WF1Aの方向に突出した凸形状である。第2領域側接続部WE22Aは、その中央部が第2領域WF2Aと反対側に突出した凸形状である。
傾斜部WSAは、第1傾斜部WS1Aと、第2傾斜部(特定傾斜部)WS2Aと、第3傾斜部WS3Aとを備えている。詳細には、傾斜部WSAは、第2方向における両方の端部側に位置する一対の第2傾斜部WS2Aと、一対の第2傾斜部WS2Aのそれぞれに接続される一対の第3傾斜部WS3Aと、一対の第3傾斜部WS3Aの双方に接続される第1傾斜部WS1Aと、を備える。Y軸方向に、第2傾斜部(特定傾斜部)WS2A、第3傾斜部WS3A、第1傾斜部WS1A、第3傾斜部WS3A、第2傾斜部(特定傾斜部)WS2Aがこの順に形成されている。
第2領域WF2Aは、第2稜線を介して接続され、第3方向に対して交差して延在している。
第2領域WF2AのX軸方向における幅は、第1傾斜部WS1Aと接続される部分が広く、第2傾斜部(特定傾斜部)WS2Aと接続される部分が狭く形成されている。
第2傾斜部WS2A(WSA)における交差角度θ(=45°)は、Y軸方向(第2方向)において、傾斜部WSがZ軸方向(第3方向)となす最小交差角度θ1とされている。
また、第1平面においてZ軸方向と傾斜部WS3とは交差角度θが60°〜45°で交差している。
また、第3傾斜部WS3Aは、第1傾斜部WS1Aとともに、構造部材W1の略チャネル状の凹部WUAを構成している。
また、第1傾斜部WS1Aの第3方向との交差角度と一対の第2傾斜部WS2Aの第3方向との交差角度の差は、8.0°以上であり、好ましくは11°以上、より好ましくは15°以上である。
その他は、製造方法及び製造装置も含めて第1実施形態と同様であるが、以下に説明する。
図13A、図13Bは、本実施形態に係る構造部材製造金型を構成する成形部の概略構成を説明する縦断面図である。図13Aは、図3の矢視VA−VAでの縦断面図である。図13Bは、図3の矢視VB−VBでの縦断面図である。
構造部材製造金型100Aは、例えば、第1実施形態と同様に、第1挟圧部10と、第2挟圧部20と、カム機構(挟圧部駆動手段)20Cと、コイルスプリング(挟圧部材復帰機構)12P、21P、22Pと、下型ベース10Bと、上型ベース20Bとを備えている。第1挟圧部10と第2挟圧部20とは、Z軸方向に沿って互いに相対移動可能とされている。なお、この実施形態では、コイルスプリング21Pは、二つ(一対)が設けられている。第1挟圧部10と第2挟圧部20は、成形部1を構成している。
また、上金型は、上型ベース20Bと、第2上挟圧部材12と、第4上挟圧部材22と、コイルスプリング12P、22Pとを備える。第2上挟圧部材12、第4上挟圧部材22、コイルスプリング12P、22Pは、上型ベース20Bに対して配置されている。
また、第2上挟圧部材12は第1挟圧面11Fと対向する第2挟圧面12Fが形成され、第2挟圧部20側には傾斜部12Sが形成されている。
第1挟圧面11Fと第2挟圧面12Fは、ブランク鋼板W0を挟圧することができる。
また、第4上挟圧部材(第2拘束部)22は、第3挟圧面21Fと対向する第4挟圧面22Fが形成され、第1挟圧部10側には傾斜部22Sが形成されている。
第3挟圧面21Fと第4挟圧面22Fは、ブランク鋼板W0を挟圧することができる。
そして、第1領域側エッジ部112Eは、構造部材W1の第2傾斜部WS2A及び第1領域側接続部WE112A(WE11)を形成する。第2領域側エッジ部222Eは、構造部材W1の第2傾斜部WS2A及び第2領域側接続部WE222A(WE22)を形成する。
また、図13Bに示すように、第1下挟圧部材11、第2上挟圧部材12、第3下挟圧部材21、第4上挟圧部材22の間には、空間V2が形成されている。第1下挟圧部材11、第4上挟圧部材22の間隔C2は約70mmとされている。
(A)成形準備(原位置)
まず、成形プレス装置(不図示)に構造部材製造金型100Aを取り付けて上金型を上死点に位置させる。
上金型が上死点に位置するとき、図14Aに示すように、第1挟圧部10及び第2挟圧部20は原位置とされ、第2上挟圧部材12の第2挟圧面12Fは、第4上挟圧部材22の第4挟圧面22Fよりも下側に位置する。
次に、図14Aに示すように、上金型を矢印T1方向(Z軸方向下側)に下降させる。 上金型が下降すると、まず、第2上挟圧部材12の第2挟圧面12Fが第1領域の対応部分を挟圧する。
次いで、図14Bに示すように、上金型を矢印T1方向(Z軸方向下側)にさらに下降させて、第4上挟圧部材(第2拘束部)22の第4挟圧面22Fにより、傾斜部の対応部分を挟圧する。
このように、第2上挟圧部材12は第4上挟圧部材22よりも早くブランク鋼板W0(不図示)を挟圧し、第2上挟圧部材12がブランク鋼板W0を挟圧した後、上金型がさらに下降して、コイルスプリング(挟圧部材復帰機構)12Pが圧縮されることで、ブランク鋼板W0のうちで傾斜部に対応する部分が挟圧される。
そして、第1下挟圧部材11及び第2上挟圧部材12、第3下挟圧部材21及び第4上挟圧部材22が接触するタイミングで、カムフォロア22Wがカム形状部22Cに接触する。
次いで、図14Cに示すように、第2挟圧部20をZ軸方向下側に向かってさらに下降させる。
このとき、第3下挟圧部材21は、矢印T21方向(Z軸方向下側)に向かって下降される。同時に、第4上挟圧部材22は、カム機構20Cが第4上挟圧部材22を矢印T2C方向に案内する作用により、矢印T2方向に移動される。
矢印T2C、T2は、それぞれ構造部材W1の第1傾斜部WS1の傾斜角(θ1)に沿う方向とされている。
第3下挟圧部材21が矢印T21方向に移動すると、コイルスプリング21Pが圧縮されて第3下挟圧部材21を上側に付勢する。
そして、第2挟圧部20(第3下挟圧部材21の第3挟圧面21F及び第4上挟圧部材22の第4挟圧面22F)により挟圧されていたブランク鋼板W0が引張されて、第2挟圧部20から引き出されながら成形される。
第2挟圧部20が下降(傾斜部成形)する間、コイルスプリング12Pを介した第1挟圧部10(第1下挟圧部材11の第1挟圧面11F及び第2上挟圧部材12の第2挟圧面12F)による第1領域WF1Aの挟圧力は、コイルスプリング21Pを介した第2挟圧部20による傾斜部の対応部分WF0の挟圧力よりも大きく維持されるように設定されている。
次いで、図14Dに示すように、矢印T21方向(Z軸方向下側)に向かって上金型をさらに下降端まで下降させて、構造部材W1の成形を完了する。
そして、成形プレス装置により上型を上昇させて構造部材製造金型100Aを開いて、構造部材W1(不図示)を取り出す。
このとき、第1下挟圧部材11はコイルスプリング12Pにより、第3下挟圧部材21はコイルスプリング21Pにより、第4上挟圧部材22はコイルスプリング22Pにより、それぞれ原位置に復帰される。
図15Aから図15C、及び図16Aから図16Cは、それぞれ、図12A、図12Bで示した断面における製造工程の概略を説明する図である。
図15A、図16Aは、構造部材製造金型100Aの上型が下降して第1領域及び傾斜部の対応部分を挟圧した状態を示す図である。図15B、図16Bは、第2挟圧部が下降して傾斜部を引張しながら成形する状態を示す図である。図15C、図16Cは、構造部材製造金型100Aの上型が下死点まで下降して構造部材W1の成形を完了した状態を示す図である。
なお、ブランク鋼板W0は、材質、厚さを限定する必要はないが、例えば、引張り強さが980MPa以上とされ、板厚0.6mm〜3.2mmの絞り成形においてしわ及び割れが発生しやすい薄板鋼板に対して特に大きな効果が得られる。
まず、構造部材製造金型100Aに、ブランク鋼板W0を配置する。
そして、図15Aに示すように、成形プレス装置(不図示)により上金型を矢印T1方向に下降させて、第1挟圧部10の第1挟圧面111F(11F)及び第2挟圧面121F(12F)により、ブランク鋼板W0の第1領域WF11A(WF1A)に対応する部位を挟圧するとともに、第2挟圧部20の第3挟圧面211F(21F)及び第4挟圧面221F(22F)によりブランク鋼板W0の傾斜部の対応部分WF0を挟圧する。
このとき、第1挟圧面111F(11F)及び第2挟圧面121F(12F)による第1領域WF11A(WF1A)に対応する部位の挟圧は、第3挟圧面211F(21F)及び第4挟圧面221F(22F)による傾斜部の対応部分WF0の挟圧よりも早く(先に)行われる。
次に、図15Bに示すように、第1挟圧部10の動きが停止されて第1挟圧面111F(11F)及び第2挟圧面121F(12F)で第1領域WF11A(WF1A)に対応する部位を挟圧した状態で、上金型をさらに下降させる。すると、第3下挟圧部材211(21)は矢印T11方向に下降されるとともに第4上挟圧部材(第2拘束部)221(22)は矢印T2方向に移動される。
そして、第2挟圧部20により挟圧された傾斜部の対応部分WF0は、その第1挟圧部10側が第1領域側エッジ部(第1挟圧エッジ部)111E(11E)と接触したまま、傾斜部を構成する部位WTが第3挟圧面211F及び第4挟圧面221Fにより挟圧された状態で第1領域側エッジ部111E側に引張されて第2挟圧部20から引き出される。 構造部材W1において傾斜部を構成する部位WTは、第2挟圧部20から引き出される際に、第4上挟圧部材221(22)の第2領域側エッジ部(第2挟圧エッジ部)221E(22E)と接触し、第1領域側エッジ部111E(11E)と第2領域側エッジ部221E(22E)の間で引張されながら成形される。
次いで、図15Cに示すように、第2挟圧部20が下死点まで下降して、構造部材W1の第1領域側接続部WE111A(WE11A)、傾斜部WS1A(WSA)、第2領域側接続部WE221A(WE22A)、第2領域WF21A(WF2A)が形成されて、構造部材W1の成形が完了する。
この断面における構造部材W1の成形では、第1下挟圧部材(第1拘束部)111(11)と第4上挟圧部材(第2拘束部)221(22)とは間隔C1が維持される。
(A)上型下降(第1領域及び傾斜部に対応する部位の挟圧)
まず、構造部材製造金型100Aに、ブランク鋼板W0を配置する。
そして、図16Aに示すように、成形プレス装置(不図示)により上金型を矢印T1方向に下降させて、第1挟圧部10の第1挟圧面112F(11F)及び第2挟圧面122F(12F)により、ブランク鋼板W0の第1領域WF12A(WF1A)に対応する部位を挟圧するとともに、第2挟圧部20の第3挟圧面212F(21F)及び第4挟圧面222F(22F)によりブランク鋼板W0の傾斜部の対応部分WF0を挟圧する。
このとき、第1挟圧面112F(11F)及び第2挟圧面122F(12F)による第1領域WF12(WF1)に対応する部位の挟圧は、第3挟圧面212F(21F)及び第4挟圧面222F(22F)による傾斜部の対応部分WF0の挟圧よりも早く(先に)行われる。
次に、図16Bに示すように、第1挟圧部10の動きが停止されて、第1挟圧面112F(11F)及び第2挟圧面122F(12F)が第1領域WF12A(WF1A)に対応する部位を挟圧した状態で上金型を下降させる。すると、第3下挟圧部材212(21)は矢印T21方向に下降されるとともに第4上挟圧部材222(22)は矢印T2方向に移動される。
そして、第1挟圧部10側が第1領域側エッジ部(第1挟圧エッジ部)112E(11E)により押圧されてかつ、傾斜部を構成する部位WTが第3挟圧面212F及び第4挟圧面222Fにより挟圧された状態で、第2挟圧部20により挟圧された傾斜部の対応部分WF0は、第1領域側エッジ部112E側に引張されて第2挟圧部20から引き出される。
構造部材W1において傾斜部を構成する部位WTは、第2挟圧部B20から引き出される際に、第4上挟圧部材222(22)の第2領域側エッジ部(第2挟圧エッジ部)222E(22E)と接触し、第1領域側エッジ部112E(11E)と第2領域側エッジ部222E(22E)との間で引張されながら成形される。
次いで、図16Cに示すように、第2挟圧部20が下死点まで下降して、構造部材W1の第1領域側接続部WE112A(WE11A)、傾斜部WS2A(WSA)、第2領域側接続部WE222A(WE22A)、第2領域WF22A(WF2A)が形成されて、構造部材W1の成形が完了する。
この断面における構造部材W1の成形では、第1下挟圧部材112(11)と第4上挟圧部材222(22)とは間隔C2が維持される。
すなわち、構造部材W1は、引張強さが780MPa以上の鋼板からなり、板厚が0.8mm以上2.3mm以下を満たす。そして、第3傾斜部WS3には、第1傾斜部WS1側において板厚が最大となる最大板厚領域部と、前記最大板厚領域部よりも第2傾斜部WS2側に形成され板厚が最小となる最小板厚領域部と、が形成されている。さらに、下記の(式1)で求められる、前記最大板厚領域部に対する前記最小板厚領域部の板厚比率Aが、下記の(式2)を満たしている。
板厚比率A=(〔前記最大板厚領域部の最大板厚(mm)〕−〔前記最小板厚領域部の最小板厚(mm)〕)÷〔前記最大板厚領域部における最大板厚(mm)〕・・・(式1)
0.08≦A≦0.26・・・(式2)
具体的には、構造部材W1の板厚は、略チャネル状の凹部WUを構成する傾斜部WSAのうち、第1平面と直交して形成される第1傾斜部WS1A、第2傾斜部WS2Aでは板厚の増減が小さく、第3傾斜部WS3Aでは増減が生じる。
また、第3傾斜部WS3Aにおける板厚は、Z軸方向の上側(ブランク鋼板W0の変形方向と反対側)から見て窪んだ稜線を有する第1領域接続部WE113近傍で板厚が増加し、突出した稜線を有する第2領域接続部WE223近傍で板厚が減少する。
次に、図17から図20Cを参照して、本発明の第3実施形態に係る構造部材製造金型100Bによる構造部材W1の成形について説明する。図17は、第3実施形態に係る構造部材製造金型100Bの概略構成を説明する縦断面図である。図18Aから図18Dは、第3実施形態に係る構造部材の製造工程における構造部材製造金型100Bの動作を説明する図である。図19Aから図19Cは、第3実施形態に係る構造部材W1の、図2Aで示した断面における製造工程を説明する縦断面図である。図20Aから図20Cは、第3実施形態に係る構造部材W1の、図2Bで示した断面における製造工程を説明する縦断面図である。
第1挟圧面11F、第2挟圧面12F、第3挟圧面21F、第4挟圧面22Fは、ブランク鋼板W0を引張する際に引っかかりを生じる凹凸がなく、平滑に形成されている。
本実施形態は、成形を開始する際の構造部材製造金型100Bに対するX軸方向(引張方向)における、ブランク鋼板W0の配置及びプレス成形装置による成形動作が、第1実施形態と相違する。
(A)成形準備(原位置)
まず、成形プレス装置(不図示)に構造部材製造金型100Bを取り付けて上金型を上死点に位置させる。上金型が上死点に位置するとき、図18Aに示すように、第1挟圧部10及び第2挟圧部20は原位置とされ、第2上挟圧部材12の第2挟圧面12Fは、第4上挟圧部材22の第4挟圧面22Fは同じ位置にある。
次に、図18Aに示すように、上金型を矢印T1方向(Z軸方向下側)に下降させると同時に下金型を矢印T101(Z軸方向上側)に上昇させる。
次いで、図18Bに示すように、上金型が矢印T1方向(Z軸方向下側)への下降、および、下金型が矢印T101方向(Z軸方向上側)への上昇が進むと、まず、第2上挟圧部材12の第2挟圧面12Fが第1領域の対応部分を挟圧すると同時に、第3下挟圧部材21の第3挟圧面21Fが第2領域の対応部分を挟圧する。
このように、第2上挟圧部材12と第4上挟圧部材22はブランク鋼板W0(不図示)を同時に挟圧した後、上金型の下降と下金型の上昇がさらに進み、コイルスプリング(挟圧部材復帰機構)12Pと21Pが圧縮されることで、ブランク鋼板W0のうちで傾斜部に対応する部分が挟圧される。
そして、第3下挟圧部材21及び第4上挟圧部材22が接触するタイミングで、第2挟圧部20のカムフォロア22Wがカム形状部22Cに接触する。さらに、第1下挟圧部材11及び第2上挟圧部材12が接触するタイミングで、第1挟圧部10のカムフォロア122Wがカム形状部120Cに接触する。
この状態で、コイルスプリング12Pに基づく第1挟圧部10(第1下挟圧部材11の第1挟圧面11F及び第2上挟圧部材12の第2挟圧面12F)による第1領域WF1の挟圧力は、コイルスプリング21Pに基づく第2挟圧部20による傾斜部の対応部分WF0の挟圧力とほぼ同等に設定されている。ほぼ同等とは、大きい値と小さい値の差が大きい値の20%以下の範囲内にある。
次いで、図18Cに示すように、第2挟圧部20をZ軸方向下側に向かってさらに下降させると同時に、第1挟圧部10をZ軸方向上側に向かって上昇される。このとき、第3下挟圧部材21は、矢印T1方向(Z軸方向下側)に向かって下降される。同時に、第4上挟圧部材22は、カム機構20Cが第4上挟圧部材22を矢印T2C方向に案内する作用により、矢印T2方向に移動される。
矢印T2C、T2は、それぞれ構造部材W1の第1傾斜部WS1の傾斜角(θ1)に沿う方向とされている。
第3下挟圧部材21が矢印T1方向に移動すると、コイルスプリング21Pが圧縮されて第3下挟圧部材21を上側に付勢する。
また、第4上挟圧部材22が矢印T2方向に移動することにより、コイルスプリング22Pが矢印T22方向に圧縮され、第4上挟圧部材22は、その移動方向と反対側に付勢される。
さらに、第2上挟圧部材12は、矢印T101方向(Z軸方向上側)に向かって上昇される。同時に、第1下挟圧部材11は、カム機構120Cが第1下挟圧部材11を矢印T3C方向に案内する作用により、矢印T3方向に移動される。
矢印T3、T3Cは、それぞれ構造部材W1の第1傾斜部WS1の傾斜角(θ1)に沿う方向とされている。
第2上挟圧部材12が矢印T1方向に移動すると、コイルスプリング12Pが圧縮されて第2上挟圧部材12を上側に付勢する。
また、第1下挟圧部材11が矢印T3方向に移動することにより、コイルスプリング33Pが矢印T33方向に圧縮され、第1下挟圧部材11は、その移動方向と反対側に付勢される。
そして、第2挟圧部20により挟圧されていたブランク鋼板W0、および、第1挟圧部10により挟圧されていたブランク鋼板W0が引張されて、それぞれ第2挟圧部20および第1挟圧部10から引き出されながら成形される。
第2挟圧部20が下降し、かつ、第1挟圧部10が上昇する(傾斜部成形)間、コイルスプリング12Pを介した第1挟圧部10による第1領域WF1の挟圧力は、コイルスプリング21Pを介した第2挟圧部20による傾斜部の対応部分WF0の挟圧力とほぼ同等の力に維持されるように設定されている。ほぼ同等とは、大きい値と小さい値の差が大きい値の20%以下の範囲内にある。
次いで、図18Dに示すように、矢印T1方向(Z軸方向下側)に向かって上金型をさらに下降端まで下降させると同時に、矢印T101方向(Z軸方向上側)に向かって下金型をさらに上昇端まで上昇させると同時に、構造部材W1の成形を完了する。
そして、成形プレス装置により上型を上昇させて構造部材製造金型100Bを開いて、構造部材W1(不図示)を取り出す。
このとき、第1下挟圧部材11はコイルスプリング33Pにより、第2上挟圧部材12はコイルスプリング12Pにより、第3下挟圧部材21はコイルスプリング21Pにより、第4上挟圧部材22はコイルスプリング22Pにより、それぞれ原位置に復帰される。
図19Aから図19C、及び図20Aから図20Cは、それぞれ、図2A、図2Bで示した断面における製造工程の概略を説明する図である。
(A)第1挟圧部10及び第2挟圧部20によるブランクの挟圧
まず、図19Aに示すように、構造部材製造金型100Bにブランク鋼板W0を配置して、第1挟圧部10及び第2挟圧部20によりブランク鋼板W0を挟圧する。
このとき、第1挟圧部10はブランク鋼板W0の第1領域及び傾斜部に対応する部位WF01を挟圧し、第2挟圧部20は構造部材の第2領域及び傾斜部に対応する部位WF02を挟圧する。ここで、第1挟圧部10が挟圧する第1領域及び傾斜部に対応する部位WF01と、第2挟圧部20が挟圧する第2領域及び傾斜部に対応する部位WF02は、それぞれが引張する傾斜部の寸法だけ第1実施形態と相違する。
次に、図19Bに示すように、第1挟圧部10及び第2挟圧部20のそれぞれにおいてブランク鋼板W0を挟圧した状態で、第1挟圧部10を矢印T11A方向に上昇させるとともに、第2挟圧部20を矢印T11Bに下降させる。
これにより、第1下挟圧部材(第1拘束部)111(11)及び第4上挟圧部材(第2拘束部)221(22)は最小交差角度θ1に沿って相対移動する。すなわち、第1下挟圧部材111(11)は最小交差角度θ1に沿って矢印T2A方向に移動し、第4上挟圧部材221(22)は最小交差角度θ1に沿って矢印T2B方向に移動する。
そして、第1挟圧部10により挟圧された部位WF01のうち、傾斜部に対応する部分が第1領域側エッジ部(第1挟圧エッジ部)111E(11E)と接触したまま第2挟圧部20側に向かって引き出される。同時に、第2挟圧部20により挟圧された部位WF02のうち、傾斜部に対応する部分が第2領域側エッジ部(第2挟圧エッジ部)221E(22E)と接触したまま第1挟圧部10側に向かって引き出される。
次いで、図19Cに示すように、第1挟圧部10が上死点まで上昇するとともに、第2挟圧部20が下死点まで下降して、構造部材W1の第1領域WF11(WF1)、第1領域側接続部WE111(WE11)、傾斜部WS1(WS)、第2領域側接続部WE221(WE22)、第2領域WF21(WF2)が形成されて、構造部材W1の成形が完了する。
この図19Cの断面において、第1下挟圧部材(第1拘束部)111(11)と第4上挟圧部材(第2拘束部)221(22)との間には、間隔C1が維持される。
その他は、第1実施形態と同様であるが、以下に説明する。
(A)第1挟圧部10及び第2挟圧部20によるブランク鋼板の挟圧
まず、図20Aに示すように、構造部材製造金型100Bにブランク鋼板W0を配置して、第1挟圧部10及び第2挟圧部20によりブランク鋼板W0を挟圧する。このとき、第1挟圧部10はブランク鋼板W0の第1領域及び傾斜部に対応する部位WF12を挟圧し、第2挟圧部20は構造部材の第2領域及び傾斜部に対応する部位WF102を挟圧する。
次に、図20Bに示すように、第1挟圧部10及び第2挟圧部20のそれぞれにおいてブランク鋼板W0を挟圧した状態で、第1挟圧部10を矢印T21A方向に上昇させるとともに、第2挟圧部20を矢印T21Bに下降させる。これにより、第1下挟圧部材(第1拘束部)112(11)及び第4上挟圧部材(第2拘束部)222(22)は最小交差角度θ1に沿って相対移動する。すなわち、第1下挟圧部材112(11)は最小交差角度θ1に沿って矢印T2A方向に移動し、第4上挟圧部材222(22)は最小交差角度θ1に沿って矢印T2B方向に移動する。
そして、第1挟圧部10により挟圧された部位WF12のうち、傾斜部に対応する部分が第1領域側エッジ部(第1挟圧エッジ部)112E(11E)と接触したまま第2挟圧部20側に向かって引き出される。同時に、第2挟圧部20により挟圧された部位WF102のうち、傾斜部に対応する部分が第2領域側エッジ部(第2挟圧エッジ部)222E(22E)と接触したまま第1挟圧部10側に向かって引き出される。
構造部材W1において傾斜部を構成する部位WTは、第1挟圧部10および第2挟圧部20の双方から引き出される。
第1挟圧部10から引き出される際に、第1下挟圧部材112(11)の第1領域側エッジ部(第1挟圧エッジ部)12E(11E)と接触し、第1領域側エッジ部12E(11E)と第2領域側エッジ部222E(22E)との間で引張されながら成形される。
第2挟圧部20から引き出される際に、第4上挟圧部材222(22)の第2領域側エッジ部(第2挟圧エッジ部)222E(22E)と接触し、第1領域側エッジ部12E(11E)と第2領域側エッジ部222E(22E)との間で引張されながら成形される。
次いで、図20Cに示すように、第1挟圧部10が下死点まで上昇するとともに、第2挟圧部20が下死点まで下降して、構造部材W1の第1領域WF12(WF1)、第1領域側接続部WE112(WE11)、傾斜部WS2(WS)、第2領域側接続部WE222(WE22)、第2領域WF22(WF2)が形成されて、構造部材W1の成形が完了する。この図13Cの断面において、第1下挟圧部材(第1拘束部)112(11)と第4上挟圧部材(第2拘束部)222(22)との間には、間隔C2が維持される。
(1)本発明の一態様に係る構造部材(W1)は、金属材料板からなり、互いに直交する第1方向(X方向)、第2方向(Y方向)、及び第3方向(Z方向)のうちの前記第3方向に対して交差して延在する第1領域(WF1)と、前記第1領域に接続され前記第2方向に延在する第1稜線(第1領域側接続部WE11)と、前記第1稜線を介して前記第1領域と前記第1方向に接続され、前記第1領域に対して傾斜する傾斜部(WS)と、前記傾斜部の前記第1方向における前記第1領域と反対側の端部に形成され、前記第2方向に沿って延在する第2稜線(第2領域側接続部WE22)と、前記第2稜線を介して接続され、前記第3方向に対して交差して延在する第2領域(WF2)と、を備え、前記傾斜部では、前記第1方向及び前記第3方向により定義される第1平面内における前記第3方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、かつ、前記第1方向及び前記第2方向により定義される第2平面内における前記第1方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、前記傾斜部は、前記第2方向における両方の端部側に位置する一対の第2傾斜部(WS2)と、前記一対の第2傾斜部のそれぞれに接続される一対の第3傾斜部(WS3)と、前記一対の第3傾斜部の双方に接続される第1傾斜部(WS1)と、を備え、前記一対の第3傾斜部の前記第3方向との交差角度が、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度との間の範囲にあり、前記第1稜線は、その中央部が前記第1領域の方向に突出した凸形状であり、前記第2稜線は、その中央部が前記第2領域と反対側に突出した凸形状である
構造部材であって、前記第1傾斜部側において板厚が最大となる最大板厚領域部と、前記最大板厚領域部よりも前記第2傾斜部側に形成されて板厚が最小となる最小板厚領域部と、が形成され、下記の(式1)で求められる、前記最大板厚領域部に対する前記最小板厚領域部の板厚比率Aが、下記の(式2)を満たす。
前記板厚比率A=(〔前記最大板厚領域部の最大板厚(mm)〕−〔前記最小板厚領域部の最小板厚(mm)〕)÷〔前記最大板厚領域部における最大板厚(mm)〕・・・(式1)
0.08≦A≦0.26・・・(式2)
(2)上記(1)に記載の構造部材において、引張強さが780MPa以上の鋼板からなるものであってもよい。
(3)上記(1)または(2)のいずれか1項に記載の構造部材において、板厚が0.8mm以上2.3mm以下であってもよい。
(4)上記(1)から(3)のいずれか1項に記載の構造部材において、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度の差は、8.0°以上であってもよい。
(5)本発明の一態様に係る構造部材製造方法は、金属材料板からなり、互いに直交する第1方向、第2方向、及び第3方向のうちの前記第3方向に対して交差して延在する第1領域と、前記第1領域に接続され前記第2方向に延在する第1稜線と、前記第1稜線を介して前記第1領域と前記第1方向に接続され、前記第1領域に対して傾斜する傾斜部と、前記傾斜部の前記第1方向における前記第1領域と反対側の端部に形成され、前記第2方向に沿って延在する第2稜線と、前記第2稜線を介して接続され、前記第3方向に対して交差して延在する第2領域と、を備え、前記傾斜部では、前記第1方向及び前記第3方向により定義される第1平面内における前記第3方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、かつ、前記第1方向及び前記第2方向により定義される第2平面内における前記第1方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、前記傾斜部は、前記第2方向における両方の端部側に位置する一対の第2傾斜部と、前記一対の第2傾斜部のそれぞれに接続される一対の第3傾斜部と、前記一対の第3傾斜部の双方に接続される第1傾斜部と、を備え、前記一対の第3傾斜部の前記第3方向との交差角度が、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度との間の範囲にあり、前記第1稜線は、その中央部が前記第1領域の方向に突出した凸形状であり、前記第2稜線は、その中央部が前記第2領域と反対側に突出した凸形状である構造部材を製造する方法であって、第1領域を、第1拘束部(第1下挟圧部材11)によって拘束する第1の工程と、第2領域を、第2拘束部(第4上挟圧部材22)によって拘束する第2の工程と、前記第1拘束部及び前記第2拘束部間を、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度という2つの交差角度の中で小さい方の交差角度に沿って、互いに離間させる方向に相対移動させることにより、前記傾斜部を形成する第3の工程と、
を有する。
(6)上記(5)に記載の構造部材製造方法において、前記金属材料板を前記第1拘束部及び前記第2拘束部で挟圧した状態において、前記第1傾斜部及び前記一対の第2傾斜部のうち、前記第3方向との交差角度が小さい方の傾斜部では、前記第1拘束部と前記第2拘束部の間隔が前記金属材料板の板厚の1.03倍以上1.07倍以下であり、前記第3方向との交差角度が大きい方の傾斜部では、前記第1拘束部と前記第2拘束部とが互いに離間していてもよい。
(7)上記(5)に記載の構造部材製造方法において、前記第2領域に対応する面を拘束しながら前記傾斜部を形成してもよい。
(8)上記(5)に記載の構造部材製造方法において、前記第1領域に対応する面を拘束しながら前記傾斜部を形成してもよい。
(9)上記(5)に記載の構造部材製造方法において、前記一対の第2傾斜部を拘束しながら前記傾斜部を形成してもよい。
(10)本発明の一態様に係る構造部材製造装置は、金属材料板からなり、互いに直交する第1方向、第2方向、及び第3方向のうちの前記第3方向に対して交差して延在する第1領域と、前記第1領域に接続され前記第2方向に延在する第1稜線と、前記第1稜線を介して前記第1領域と前記第1方向に接続され、前記第1領域に対して傾斜する傾斜部と、前記傾斜部の前記第1方向における前記第1領域と反対側の端部に形成され、前記第2方向に沿って延在する第2稜線と、前記第2稜線を介して接続され、前記第3方向に対して交差して延在する第2領域と、を備え、前記傾斜部では、前記第1方向及び前記第3方向により定義される第1平面内における前記第3方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、かつ、前記第1方向及び前記第2方向により定義される第2平面内における前記第1方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、前記傾斜部は、前記第2方向における両方の端部側に位置する一対の第2傾斜部と、前記一対の第2傾斜部のそれぞれに接続される一対の第3傾斜部と、前記一対の第3傾斜部の双方に接続される第1傾斜部と、を備え、前記一対の第3傾斜部の前記第3方向との交差角度が、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度との間の範囲にあり、前記第1稜線は、その中央部が前記第1領域の方向に突出した凸形状であり、前記第2稜線は、その中央部が前記第2領域と反対側に突出した凸形状である構造部材を製造する装置であって、互いに対向配置されてかつ開閉可能とされる第1下挟圧部材(11)及び第2上挟圧部材(12)を有する第1挟圧部(10)と、前記第1下挟圧部材及び前記第2上挟圧部材に対し互いに対向配置されてかつ開閉可能とされる第3下挟圧部材(21)及び第4上挟圧部材(22)を有する第2挟圧部(20)と、前記第1挟圧部と前記第2挟圧部を、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度という2つの交差角度の中で小さい方の交差角度に沿って、互いに離間させる方向に相対移動可能とする挟圧部駆動手段と、を備える。
(11)上記(10)に記載の構造部材製造装置において、前記金属材料板を前記第1挟圧部及び前記第2挟圧部で挟圧した状態において、前記第1傾斜部及び前記一対の第2傾斜部のうち、前記第3方向との交差角度が小さい方の傾斜部では、前記第1挟圧部と前記第2挟圧部の間隔が前記金属材料板の板厚の1.03倍以上1.07倍以下であり、前記第3方向との交差角度が大きい方の傾斜部では、前記第1挟圧部と前記第2挟圧部とが互いに離間していてもよい。
(12)上記(10)または(11)に記載の構造部材製造装置において、前記挟圧部駆動手段が、前記第1挟圧部と前記第2挟圧部を、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度という2つの交差角度の中で小さい方の交差角度に沿って、互いに離間させる方向に相対移動可能とするカム機構を備えていてもよい。
(13)上記(10)から(12)のいずれか1項に記載の構造部材製造装置において、前記第1挟圧部が、前記第2挟圧部よりも先に前記金属材料板を挟圧するように構成されていてもよい。
(14)上記(10)から(13)のいずれか1項に記載の構造部材製造装置において、前記第1挟圧部及び前記第2挟圧部が、原位置に向かって移動する際に、前記第1下挟圧部材、前記第2上挟圧部材、前記第3下挟圧部材、前記第4上挟圧部材のいずれかを、それぞれの原位置に向かって移動させる挟圧部材復帰機構を備えていてもよい。
例えば、上記各実施形態においては、構造部材W1が、第1領域WF1、WF1A、傾斜部WS、WSA、第2領域WF2、WF2Aを備える場合について説明した。一方、構造部材W1の成形完了時に、傾斜部WS、WSAのいずれか一方が第1挟圧部10又は第2挟圧部20から完全に引き出され、その結果として第1領域WF1、WF1A又は第2領域WF2、WF2Aのいずれかを備えない構造部材W1としてもよい。
また、傾斜部WSの交差角度θが、Y軸方向の位置に応じて変化せずに一定であってもよい。
また、コイルスプリングに代えて、アクチュエータやそのほかの手段により挟圧部材復帰機構を構成してもよい。
また、第1下挟圧部材11及び第3下挟圧部材21と、第2上挟圧部材12及び第4上挟圧部材22とが上下方向以外の方向、例えば、横方向に相対移動してもよい。
・Y軸方向中央で対称
・第1傾斜部(WS1)の交差角度θを45deg
・第2傾斜部(WS2)の交差角度θを60deg
・第1領域(WF1)と第2領域のZ軸方向の高さH1は90mm
・第1傾斜部のY軸方向の最小長さはW1で105mm
・第2傾斜部のY軸方向の最小長さW2は555mm
・第1傾斜部と第2傾斜部のX軸方向の最小距離W3は148mm
・第1傾斜部と第3傾斜部が交差する部分の稜線の曲率半径(曲げR)Rx1は曲げ内側で100mm
・第2傾斜部と第3傾斜部が交差する部分の稜線の曲率半径Rx2は曲げ内側で200mm
・第1領域側接続部(WE11)の稜線の曲率半径Rpは曲げ内側で12mm
・第2領域側接続部(WE22)稜線の曲率半径Rdは曲げ内側で12mm
表1の「工法」の「絞」は絞り成形を指し、絞ダイ、絞パンチ、絞ホルダーからなる金型を用いて成形される。第2領域WF2を絞ホルダーと絞ダイで挟持した状態で絞ダイを下降させて、第1領域WF1および傾斜部WSを絞パンチと絞ダイで挟持して、プレス成形品を得る加工方法である。
表1の「工法」の「曲」は曲げ成形を指し、第1領域WF1を曲パッドと曲パンチで押さえた状態で曲ダイを下降させて、第2領域WF2および傾斜部WSを曲パンチと曲ダイで挟持して、プレス成形品を得る加工方法である。
表1の「板厚比率A」の「−」は割れやしわが発生したため、板厚比率Aを算出することができなかった。ここで、割れとは成形中に板厚減少率が20%以上を超えた場合に割れと判定し、しわとは成形中に明瞭な座屈が生じた場合にしわと判定した。
表1の「強度(MPa)」の「HS」はホットスタンプを示しており、オーステナイト域まで加熱した鋼板をプレス加工し、加工時に金型で挟むことで鋼板を冷却して焼入れを与えることで、1500MPa級の強度を有す成形品を得た。
図22のように反力と時間のデータを得て、その時の反力の最大値を表2に記した。表2は、構造部材W1が板厚1.8mmの980MPa材のパネルP1(板厚比率A=0.14)、板厚2.6mmの440MPa材のパネルP2(板厚比率A=0.28)の結果である。表2ではパネルP1の1.0とした時の反力、重量当たりの反力を示す。
表2に示すように、パネルP1を1.0としたとき、パネルP2の反力は0.98とほぼ同等であるが、重量当たりの反力は0.68である。これより、本発明による構造部材は従来の部材よりも軽量化することが出来る。
10 第1挟圧部
11 第1下挟圧部材
11E、111E、112E 第1領域側エッジ部(第1挟圧エッジ部)
11F、111F、112F 第1挟圧面
12 第2上挟圧部材
12F、121F、122F 第2挟圧面
12P、21P、22P コイルスプリング(挟圧部材復帰機構)
20 第2挟圧部
20C カム機構(挟圧部駆動手段)
21 第3下挟圧部材
21F、211F、212F 第3挟圧面
22 第4上挟圧部材
22C カム形状部(カム機構、挟圧部駆動手段)
22E、221E、222E 第2領域側エッジ部(第2挟圧エッジ部)
22F、221F、222F 第4挟圧面
22W カムフォロア(カム機構、挟圧部駆動手段)
100、100A、100B 構造部材製造金型(構造部材製造装置)
W0 ブランク鋼板(金属材料板)
W1 構造部材
WE11、W111、W112、WE11A、W111A、W112A 第1領域側接続部
WE22、W221、W222、WE22A、W221A、W222A 第2領域側接続部
WF0、WF01、WF02 傾斜部の対応部分
WF1、WF11、WF12、WF1A、WF11A、WF12A 第1領域
WF2、WF21、WF22、WF2A、WF21A、WF22A 第2領域
WS、WS2、WS3、WSA、WS1A、WS3A 傾斜部
WS1、WS2A 特定傾斜部(傾斜部)
θ 交差角度
θ1 最小交差角度
Claims (14)
- 金属材料板からなり、
互いに直交する第1方向、第2方向、及び第3方向のうちの前記第3方向に対して交差して延在する第1領域と、
前記第1領域に接続され前記第2方向に延在する第1稜線と、
前記第1稜線を介して前記第1領域と前記第1方向に接続され、前記第1領域に対して傾斜する傾斜部と、
前記傾斜部の前記第1方向における前記第1領域と反対側の端部に形成され、前記第2方向に沿って延在する第2稜線と、
前記第2稜線を介して接続され、前記第3方向に対して交差して延在する第2領域と、
を備え、
前記傾斜部では、
前記第1方向及び前記第3方向により定義される第1平面内における前記第3方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、
かつ、前記第1方向及び前記第2方向により定義される第2平面内における前記第1方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、
前記傾斜部は、
前記第2方向における両方の端部側に位置する一対の第2傾斜部と、
前記一対の第2傾斜部のそれぞれに接続される一対の第3傾斜部と、
前記一対の第3傾斜部の双方に接続される第1傾斜部と、
を備え、
前記一対の第3傾斜部の前記第3方向との交差角度が、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度との間の範囲にあり、
前記第1稜線は、その中央部が前記第1領域の方向に突出した凸形状であり、
前記第2稜線は、その中央部が前記第2領域と反対側に突出した凸形状である
構造部材であって、
前記第1傾斜部側において板厚が最大となる最大板厚領域部と、前記最大板厚領域部よりも前記第2傾斜部側に形成されて板厚が最小となる最小板厚領域部と、が形成され、下記の(式1)で求められる、前記最大板厚領域部に対する前記最小板厚領域部の板厚比率Aが、下記の(式2)を満たすことを特徴とする構造部材。
前記板厚比率A=(〔前記最大板厚領域部の最大板厚(mm)〕−〔前記最小板厚領域部の最小板厚(mm)〕)÷〔前記最大板厚領域部における最大板厚(mm)〕・・・(式1)
0.08≦A≦0.26・・・(式2) - 引張強さが780MPa以上の鋼板からなる
ことを特徴とする請求項1に記載の構造部材。 - 板厚が0.8mm以上2.3mm以下である
ことを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の構造部材。 - 前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度の差は、8.0°以上である
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の構造部材。 - 金属材料板からなり、
互いに直交する第1方向、第2方向、及び第3方向のうちの前記第3方向に対して交差して延在する第1領域と、
前記第1領域に接続され前記第2方向に延在する第1稜線と、
前記第1稜線を介して前記第1領域と前記第1方向に接続され、前記第1領域に対して傾斜する傾斜部と、
前記傾斜部の前記第1方向における前記第1領域と反対側の端部に形成され、前記第2方向に沿って延在する第2稜線と、
前記第2稜線を介して接続され、前記第3方向に対して交差して延在する第2領域と、
を備え、
前記傾斜部では、
前記第1方向及び前記第3方向により定義される第1平面内における前記第3方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、
かつ、前記第1方向及び前記第2方向により定義される第2平面内における前記第1方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、
前記傾斜部は、
前記第2方向における両方の端部側に位置する一対の第2傾斜部と、
前記一対の第2傾斜部のそれぞれに接続される一対の第3傾斜部と、
前記一対の第3傾斜部の双方に接続される第1傾斜部と、
を備え、
前記一対の第3傾斜部の前記第3方向との交差角度が、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度との間の範囲にあり、
前記第1稜線は、その中央部が前記第1領域の方向に突出した凸形状であり、
前記第2稜線は、その中央部が前記第2領域と反対側に突出した凸形状である
構造部材を製造する方法であって、
第1領域を、第1拘束部によって拘束する第1の工程と、
第2領域を、第2拘束部によって拘束する第2の工程と、
前記第1拘束部及び前記第2拘束部間を、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度という2つの交差角度の中で小さい方の交差角度に沿って、互いに離間させる方向に相対移動させることにより、前記傾斜部を形成する第3の工程と、
を有する
ことを特徴とする構造部材製造方法。 - 前記金属材料板を前記第1拘束部及び前記第2拘束部で挟圧した状態において、前記第1傾斜部及び前記一対の第2傾斜部のうち、
前記第3方向との交差角度が小さい方の傾斜部では、前記第1拘束部と前記第2拘束部の間隔が前記金属材料板の板厚の1.03倍以上1.07倍以下であり、
前記第3方向との交差角度が大きい方の傾斜部では、前記第1拘束部と前記第2拘束部とが互いに離間している
ことを特徴とする請求項5に記載の構造部材製造方法。 - 前記第2領域に対応する面を拘束しながら前記傾斜部を形成する
ことを特徴とする請求項5に記載の構造部材製造方法。 - 前記第1領域に対応する面を拘束しながら前記傾斜部を形成する
ことを特徴とする請求項5に記載の構造部材製造方法。 - 前記一対の第2傾斜部を拘束しながら前記傾斜部を形成する
ことを特徴とする請求項5に記載の構造部材製造方法。 - 金属材料板からなり、
互いに直交する第1方向、第2方向、及び第3方向のうちの前記第3方向に対して交差して延在する第1領域と、
前記第1領域に接続され前記第2方向に延在する第1稜線と、
前記第1稜線を介して前記第1領域と前記第1方向に接続され、前記第1領域に対して傾斜する傾斜部と、
前記傾斜部の前記第1方向における前記第1領域と反対側の端部に形成され、前記第2方向に沿って延在する第2稜線と、
前記第2稜線を介して接続され、前記第3方向に対して交差して延在する第2領域と、
を備え、
前記傾斜部では、
前記第1方向及び前記第3方向により定義される第1平面内における前記第3方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、
かつ、前記第1方向及び前記第2方向により定義される第2平面内における前記第1方向との交差角度が、前記第2方向の位置に応じて変化し、
前記傾斜部は、
前記第2方向における両方の端部側に位置する一対の第2傾斜部と、
前記一対の第2傾斜部のそれぞれに接続される一対の第3傾斜部と、
前記一対の第3傾斜部の双方に接続される第1傾斜部と、
を備え、
前記一対の第3傾斜部の前記第3方向との交差角度が、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度との間の範囲にあり、
前記第1稜線は、その中央部が前記第1領域の方向に突出した凸形状であり、
前記第2稜線は、その中央部が前記第2領域と反対側に突出した凸形状である
構造部材を製造する装置であって、
互いに対向配置されてかつ開閉可能とされる第1下挟圧部材及び第2上挟圧部材を有する第1挟圧部と、
前記第1下挟圧部材及び前記第2上挟圧部材に対し互いに対向配置されてかつ開閉可能とされる第3下挟圧部材及び第4上挟圧部材を有する第2挟圧部と、
前記第1挟圧部と前記第2挟圧部を、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度という2つの交差角度の中で小さい方の交差角度に沿って、互いに離間させる方向に相対移動可能とする挟圧部駆動手段と、
を備える
ことを特徴とする構造部材製造装置。 - 前記金属材料板を前記第1挟圧部及び前記第2挟圧部で挟圧した状態において、前記第1傾斜部及び前記一対の第2傾斜部のうち、
前記第3方向との交差角度が小さい方の傾斜部では、前記第1挟圧部と前記第2挟圧部の間隔が前記金属材料板の板厚の1.03倍以上1.07倍以下であり、
前記第3方向との交差角度が大きい方の傾斜部では、前記第1挟圧部と前記第2挟圧部とが互いに離間している
ことを特徴とする請求項10に記載の構造部材製造装置。 - 前記挟圧部駆動手段が、
前記第1挟圧部と前記第2挟圧部を、前記第1傾斜部の前記第3方向との交差角度と前記一対の第2傾斜部の前記第3方向との交差角度という2つの交差角度の中で小さい方の交差角度に沿って、互いに離間させる方向に相対移動可能とするカム機構を備えている
ことを特徴とする請求項10または11に記載の構造部材製造装置。 - 前記第1挟圧部が、前記第2挟圧部よりも先に前記金属材料板を挟圧するように構成されている
ことを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の構造部材製造装置。 - 前記第1挟圧部及び前記第2挟圧部が、原位置に向かって移動する際に、前記第1下挟圧部材、前記第2上挟圧部材、前記第3下挟圧部材、前記第4上挟圧部材のいずれかを、それぞれの原位置に向かって移動させる挟圧部材復帰機構を備えている
ことを特徴とする請求項10から13のいずれか1項に記載の構造部材製造装置。
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