JP3613702B2 - 閉断面を有する構造部材、その製造装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、閉断面を有する構造部材、その製造装置およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、１枚の板状ワークから形成され、コ字形断面部と該コ字形断面部の両側壁を共用する２つの閉断面部とを備えた構造部材と、このような閉断面を有する構造部材を製造するための装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の構造部材としては、例えば、自動車のバンパーを構成するバンパーリインホースメントがある。このバンパーリインホースメントは、特開平１０−２７８７０６号公報などに開示されているように、コ字形断面部に自動車のサイドメンバの先端部が嵌挿されて取付け固定されるもので、自動車の意匠の一部を構成するバンパの形状に応じて、屈曲または湾曲されている。
【０００３】
図１７に参照されるように、このようなバンパーリインホースメントのコ字形断面部５１は、一般に、板状ワークＷ’（図１１）のほぼ中央に形成される底壁６０と、この底壁６０から屈曲され閉断面部５２との境界を形成する境界壁（側壁）６１とにより構成される。また、閉断面部５２は、境界壁６１と、この境界壁６１から屈曲されサイドメンバに取付け固定されたときに自動車側に位置する前後方向内側壁６２と、この前後方向内側壁６２から屈曲されサイドメンバに取付け固定されたときに自動車の上下方向外側に位置する上下方向外側壁６３と、この上下方向外側壁６３から屈曲されワークの側縁をコ字形断面部５１の底壁６０に重合しサイドメンバに取付け固定されたときに自動車と反対側に位置する前後方向外側壁６５と、により構成される。各壁６０，６１，６２，６３，および６５はそれぞれ平板状に形成され、隣接する壁の間はほぼ直角に屈曲されている。なお、これらの底壁６０、境界壁６１、前後方向内側壁６２、上下方向外側壁６３、および前後方向外側壁６５の名称は、本発明における閉断面を有する構造部材を説明するために便宜上使用するが、その使用形態を限定するものではなく、前後方向や上下方向、あるいは、内側や外側の位置が実際の配置などによって異なることに注意されたい。
【０００４】
そして、このようなバンパーリインホースメントを製造するに際しては、一般的に、図１１〜図１８に示すように、板状のワークＷ’を用意し（図１１）、このワークＷ’の境界壁６１と前後方向内側壁６２との間となる位置を屈曲してワークＷ１１の形状に形成する（図１２）。そして、ワークＷ１１の底壁６０と境界壁６１との間となる位置を屈曲してコ字形断面部５１が形成されたワークＷ１２の形状に形成し（図１３）、ワークＷ１２の前後方向内側壁６２と上下方向外側壁６３との間となる位置を屈曲してワークＷ１３の形状に形成する（図１４）。次いで、上下方向外側壁６３と前後方向外側壁６５との間となる位置をわずかに屈曲してワークＷ１４の形状に形成し（図１５）、その後、ワークＷ１４の側縁をコ字形断面部５１の底壁６０と重合させるように、上下方向外側壁６３と前後方向外側壁６５との間となる位置を完全に屈曲させてワークＷ１５の形状に形成する（図１６）。なお、板状のワークＷ’から図１２〜図１６に示したような形状のワークＷ１１〜１５に形成する工程は、それぞれ屈曲させた部分がほぼ直角の稜線を形成するように、プレス成形により行われる。板状のワークＷ’の幅は、通常、コ字形断面部５１の底壁６０と重合される両側縁の互いの端面Ｗａ，Ｗａが、互いに当接することにより座屈しないように、適当な間隔を形成するように設定される。そして、図１６のように屈曲されたワークＷ１５は、最終的に自動車のバンパの意匠の形状に応じてその長手方向に湾曲または屈曲されてワークＷ１６の形状に成形されるのであるが（図１８を参照）、この長手方向の湾曲または屈曲の工程の途中で発生するワークＷ１５のそりやうねりあるいはワークの側縁が開く等の問題を回避するため、図１２〜図１６に示した工程においては各工程においてワークＷ１１〜１５をその長手方向に直線状となるように屈曲した後に、ワークＷ１５の側縁を重合されたコ字形断面部の底壁に溶接し（図１７）、一連の工程の最終の工程で、図１８の鎖線で示した形状から実線で示した形状にプレス成形により一般に一定曲率Ｒ１でその長手方向に湾曲されワークＷ１６の形状に成形される。
【０００５】
一方、特開平５９−３９４２２号公報には、底壁と両側壁とによりコ字状となった板状素材を、ダイスの凹部内にセットし、その両側壁を、回動する曲げパンチによって軸力を付与しながら折り曲げして、自由端部の先端面を対向させ、その対向した先端面間を溶接した箱形構造物の製造方法が開示されている。
すなわち、このものには、１枚の板材を折り曲げて自由端部の両端面を巾方向中間部で突き合わせて溶接する製造方法が研究開発されているが、このように加工するには、下型と上型とを用いて、予めコ字状に折曲した素材を折り曲げているので、自由端部のコーナー部の角度が大きくなってしまうと共に、自由端部が内側に倒れ込んでしまったりする、つまり、成形途中で自由端部の先端面が合致し、最後まで押し切らないうちに自由端部が水平となり、最後まで押し切ると自由端部が内側に折れ込んでしまい、所定の形状に折り曲げることが困難となり、実用化されていない、などと記載されている（公報第１頁右下欄第５行乃至第２頁右上欄第３行）。
そして、このものは、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その実施例では、ダイスの上壁にピンを介して回動自在に支承された曲げパンチの折り曲げ面にはストッパが設けられており、曲げパンチを下方に向かって回動されると、自由端部はストッパによってコ字形断面部の側壁に押しつけられ、（つまり、曲げ部に軸力が付与される）この状態で自由端部が水平となるように折り曲げられることが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術のうち、図１１〜図１８に示したものにあっては、長手方向の湾曲または屈曲の工程の途中で発生するワークＷ１５のそりやうねり等の問題を回避するために、その長手方向に直線状となるように屈曲してから溶接し、その後、これらの工程とは別に、長手方向に湾曲または屈曲させる工程を行わなければならないため、工程数が多く煩雑であると共に、各工程を行うための設備を必要とし、製造コストの低減を図ることができないという問題があった。
また、このものにあっては、ワークＷ１５の両側縁をコ字形断面部５１の底壁６０と重合したときに互いの端面Ｗａ，Ｗａが当接して座屈しないように適当な間隔を形成するものであるため、屈曲する角度によって両端面Ｗａ，Ｗａの間の間隔が変化し、寸法精度の向上を図ることができないという問題があった。
さらに、このものにあっては、直線状に屈曲成形されたワークＷ１５は、そり等の問題を回避するために溶接されているものの、その後に長手方向の湾曲または屈曲工程を行うときに、プレス成形時の押圧力や湾曲または屈曲によって断面形状が変形するため、寸法精度の向上を図ることができないという問題があった。
【０００７】
一方、上記従来の技術のうち、特開平５９−３９４２２号公報に開示されたものにあっては、単に断面が矩形の箱形構造物の製造方法であり、本発明により成形される閉断面を有する構造物とは対象が異なる。そして、箱形構造物を製造するために開示された装置は、曲げパンチが回動自在に支承され、その折り曲げ面にはストッパが設けられたものであり、構成が複雑であった。
また、この装置を使用した製造方法では、曲げパンチを下方に向かって回動することにより、自由端部は、その先端面がストッパに当接することによって、コ字形断面部の側壁に押しつけられた状態で水平となるように折り曲げられるよう作用する。すなわち、このものにあっては、板状素材の両側壁の自由端部の先端面は、曲げパンチの折り曲げ面にそれぞれ設けられたストッパに当接されており、したがって、水平となるように折り曲げられたときの両ストッパの間の距離だけ離間することとなり、図１１〜図１８に示した従来の技術と同様に、寸法精度の向上を図ることができないという問題があった。そして、仮に、板状素材の両側壁の自由端部の先端面を互いに当接させる場合には、この板状素材の先端面が互いに押圧することがないような幅に成形することは困難であり、先端面を互いに当接させたときに、側壁が平面状であるために互いの押圧力を逃すことができず、座屈することとなる。
そして、このものに記載されているように、下型と上型とを用いて予めコ字状に折曲した素材を折り曲げ、成形途中で自由端部を合致させた場合には、そのとおり、下型と上型とを最後まで押し切らないうちに自由端部が水平となり、最後まで押し切ると自由端部が内側に折れ込んでしまい、所定の形状に折り曲げることが困難となり、実用化することができない。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成により製造コストの低減を図ることができると共に寸法精度の向上を図ることができる閉断面を有する構造部材の形状、その製造装置、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の閉断面を有する構造部材に係る発明は、上記目的を達成するため、１枚の板状ワークから形成され、コ字形断面部と該コ字形断面部の両側壁を共用する２つの閉断面部とを備えた構造部材であって、前記２つの閉断面部は、前記コ字形断面部の両側壁から外側へ屈曲された２つの屈曲片の側縁部を、互いに端面を当接させた状態で前記コ字形断面部の底壁に重合させて形成されており、該閉断面部のそれぞれは、前記コ字形断面部の側壁に隣接する部分を該側壁に対して直角に接続する平板部として構成すると共に、該平板部と前記側縁部との間に、該側縁部の端面を頂点として前記平板部へ向けて湾曲しかつその湾曲方向に圧縮応力を残留する湾曲部を配置していることを特徴とするものである。
この請求項１に記載の発明では、ワークの相対向する両側縁部の端面が互いに当接された状態でコ字形断面部の底壁に重合されると共に、この側縁部の端面から続く湾曲部に圧縮応力が残留しているため、閉断面部の形状が凍結される。
【００１０】
請求項２の閉断面を有する構造部材の製造装置に係る発明は、上記目的を達成するため、１枚の板状ワークから形成され、コ字形断面部と該コ字形断面部の両側壁を共用する２つの閉断面部とを備えた構造部材を製造する装置であって、相対向して配置されたパンチとダイスとからなり、前記ワークの両側縁を前記コ字形断面部の底壁に重合させるようにプレス成形するプレス型と、該プレス型内でプレス成形される前記ワークの相対向する両側縁の倒れ込みを防止して互いの端面が当接するように案内する倒れ込み防止手段と、を備え、前記プレス型のダイスは、前記プレス成形するときに倒れ込み防止手段によって当接されたワークの端面を互いに押圧することにより前記閉断面部に圧縮応力を発生させることを特徴とするものである。
この請求項２に記載の発明では、互いの端面が当接した状態でワークの両側縁がコ字形断面部の底壁に重合されるとき、倒れ込み防止手段によりワークの端面が確実に正対するので、閉断面部に確実に圧縮応力を発生させることができる。
【００１１】
請求項３の閉断面を有する構造部材の製造方法に係る発明は、上記目的を達成するため、１枚の板状ワークから形成され、コ字形断面部と該コ字形断面部の両側壁を共用する２つの閉断面部とを備えた構造部材を製造する方法であって、前記ワークに、前記コ字形断面部と該コ字形断面部の両側壁から外側へ直角に屈曲させた屈曲片とを備えた一次加工ワークを形成する前工程と、前記一次加工ワークの各屈曲片の側縁側を、所定の位置で屈曲して、前記閉断面部に近似する二次加工ワークを形成する中間工程と、前記二次加工ワークの相対向する両側縁の端面を互いに当接させた状態で前記コ字形断面部の底壁に重合するようにプレス成形して前記閉断面部を形成すると共に、当接されたワークの端面を互いに押圧させることにより圧縮応力をワークに発生させて前記記閉断面部を構成する湾曲部を形成する後工程と、を含むことを特徴とするものである。
この請求項３に記載の発明では、前工程、中間工程および後工程を有機的に結合することで、閉断面を有する構造部材を能率よくかつ精度よく製造できる。
【００１２】
請求項４の閉断面を有する構造部材の製造方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項３に記載の発明における前記前工程または中間工程において、さらに、ワークをその長手方向に湾曲させることを含むことを特徴とするものである。
この請求項４に記載の発明では、後工程で、ワークをその長手方向に湾曲させないので、断面形状が変化することもない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
最初に、本発明の閉断面を有する構造部材の実施の一形態を、自動車のバンパーを構成するバンパーリインホースメントの場合により、主に図９に基づいて詳細に説明する。
本発明の閉断面を有する構造部材は、概略、板状ワークＷ（図４）を屈曲させることにより形成されたコ字形断面部１と該コ字形断面部１に隣接する閉断面部２，２とを備えており、前記ワークＷの相対向する両側縁の端面Ｗａ，Ｗａを互いに当接させると共に、該両側縁を前記コ字形断面部１の底壁１０に重合させて、前記閉断面部２を構成する前後方向外側壁１５と上下方向外側壁１３との間に連続する湾曲部１６を形成している。
【００１４】
図４に参照されるように、ワークＷは、当初、平面視が矩形の板状に形成されている。そして、この板状のワークＷは、そのほぼ中央から順次両側縁に向かって鎖線で示す位置で屈曲されて、最終的に、図９に示されたように、底壁１０と、この底壁１０から屈曲され閉断面部２との境界を形成する境界壁（側壁）１１とにより構成される、自動車のサイドメンバ（図示は省略する）の先端部が嵌挿されて取付け固定されるコ字形断面部１と、境界壁１１と、この境界壁１１から屈曲されサイドメンバに取付け固定されたときに、車体側に位置する前後方向内側壁（平板部）１２と、車体の上下方向に位置する上下方向外側壁１３と、この上下方向外側壁１３から湾曲部１６を介して屈曲された反車体側に位置する前後方向外側壁１５とにより構成される、すなわち、ここではコ字形断面部１の上下にそれぞれに隣接して閉断面部２，２が配置されることになる。そして、ワークＷは、両側縁の端面Ｗａ，Ｗａが互いに押圧するように当接された状態で前後方向外側壁１５を構成する各側縁の一部がコ字形断面部１の底壁１０とそれぞれ重合され、最終的には溶接などによって互いに固着される。さらに、バンパーリインホースメントとなるワークＷは、図９に示すように、自動車の意匠の一部を構成するバンパの形状に応じて、この場合、一定の曲率Ｒ１で長手方向に湾曲される。
【００１５】
次に、本発明の閉断面を有する構造部材の製造装置の実施の一形態を、上述したように構成された閉断面を有する構造部材を製造する場合により、図１〜図３に基づいて説明する。本発明の閉断面を有する構造部材の製造装置は、図８に参照されるように形成されたワークＷ４をプレス成形して図９に示した形状のワークＷ５を得るためのものであり、概略、板状ワークＷを屈曲させてコ字形断面部１と該コ字形断面部１に隣接する閉断面部２，２とを備えた構造部材を製造する装置であって、相対向して配置されたパンチ２１とダイス２２とからなり、前記ワークＷ４の両側縁を前記コ字形断面部１の底壁１０に重合させるようにプレス成形するプレス型２０と、プレス型２０内でプレス成形される前記ワークＷ４の相対向する両側縁の倒れ込みを防止して端面Ｗａ，Ｗａが互いに当接するように案内する倒れ込み防止手段２３と、を備え、プレス型２０のダイス２２は、プレス成形するときに倒れ込み防止手段２３によって当接されたワークＷ４の端面Ｗａ，Ｗａが互いに押圧することにより圧縮力をワークＷ４に付与して、前記閉断面部２を構成する前後方向外側壁１５と上下方向外側壁１３との間に連続する湾曲部１６を形成することを許容する形状を有することを特徴とするものである。
【００１６】
ワークＷ４は、図８に参照されるように、底壁１０と両境界壁１１，１１とにより構成されたコ字形断面部１と、境界壁１１を含み閉断面部２の一部を構成する前後方向内側壁１２と上下方向外側壁１３とが予め形成されており、図１に示すように、湾曲部１６および前後方向外側壁１５が形成される両側縁が互いに対向すると共に、各上下方向外側壁１３からそれぞれわずかに屈曲されている。そして、ワークＷ４は、その上下方向外側壁１３からそれぞれ屈曲された位置から両側縁の端面Ｗａまでの長さ、すなわち、湾曲部１６および前後方向外側壁１５を形成するための両側縁の長さが、ダイス２２とパンチ２１とを相対的に近接させてプレス型２０内のワークＷ４をプレス成形するときに、ワークＷ４の端面Ｗａ，Ｗａが互いに当接して押圧し、上下方向外側壁１３と前後方向外側壁１５との間に圧縮応力が生じてダイス２２に押し当てられるように形成されている。さらに、ワークＷ４は、この場合、一定の曲率Ｒ１で既に長手方向に湾曲されており、また、コ字形断面部１の底壁１０に倒れ込み防止手段２３の倒れ込み防止ピン２５（後述する）を挿通するための孔Ｗｂ，Ｗｂ・・・が形成されている。
【００１７】
この実施の形態では、プレスのベッドあるいはボルスタ（図示を省略した）上にパンチ２１が配設され、ラム（図示を省略した）にダイス２２が配設され、パンチ２１に載置されたワークＷ４に対してダイス２２を下降させることによりプレス成形が行われる。パンチ２１は、予め図８に参照されるように形成されたワークＷ４のコ字形断面部１の底壁１０、境界壁１１、および前後方向内側壁１２の形状に応じて成形されている。一方、ダイス２２は、ワークＷ４の端面Ｗａ，Ｗａを互いに当接した状態で前後方向外側壁１５をコ字形断面部１の底壁１０に重合すべくプレス成形を行ったときに、ワークＷ４の上下方向外側壁１３と前後方向外側壁１５との間に圧縮力を付与して、両壁１３，１５の間に連続する湾曲部１６を形成することを許容するような形状に形成されている。
【００１８】
また、倒れ込み防止手段２３は、コ字形断面部１の底壁１０に形成された孔Ｗｂが挿通される倒れ込み防止ピン２５と、この倒れ込み防止ピン２５の先端がダイス２２に向かって突出するように弾性的に付勢する圧縮スプリング２６とを備えてなるもので、ワークＷ４の長手方向に沿って複数配列される。倒れ込み防止ピン２５は、その先端とラムを下降駆動したときに接近するダイス２２の下面との間で、ワークＷ４の端面Ｗａ，Ｗａが互いに当接し得るように案内するために、ワークＷ４の板厚分のクリアランスＣを形成し保持するクリアランス保持手段（図示は省略する）が連結されている。このクリアランス保持手段は、プレス装置が一般的に備えている先行押えピンを用いることにより、ダイス２２の下面とのクリアランスＣを保持した状態で圧縮スプリング２６による付勢力に抗して倒れ込み押えピン２５をダイス２２と同期して下降させるような構成とすることができる。
【００１９】
次に、本発明の閉断面を有する構造部材の製造方法を、以上のように構成された製造装置を用いて上述したような形状の閉断面を有する構造部材を製造する場合により、主に図４〜図９に基づいて詳細に説明する。
本発明の閉断面を有する構造部材の製造方法は、概略、板状ワークＷを屈曲させてコ字形断面部１と該コ字形断面部１に隣接する閉断面部２，２とを備えた閉断面を有する構造部材を製造する方法であって、前記ワークＷに、底壁１０と該底壁１０から屈曲され前記コ字形断面部１および閉断面部２間の境界を形成する境界壁１１，１１とからなるコ字形断面部１と、該境界壁１１から屈曲され前記閉断面部２を構成する前後方向内側壁１２と、を形成してワーク（１次加工ワーク）Ｗ２を得る前工程と、前記前後方向内側壁１２が形成されたワークＷ２を後の工程で圧縮応力を付与し得るような所定の位置で屈曲して、前記閉断面部２を構成する上下方向外側壁１３を形成してワーク（二次加工ワーク）Ｗ４を得る上下方向外側壁形成工程（中間工程）と、該上下方向外側壁１３が形成されたワークＷ４の相対向する両側縁の端面Ｗａ，Ｗａを互いに当接させた状態で前記コ字形断面部１の底壁１０に重合するようにプレス成形して前記閉断面部２を構成する前後方向外側壁１５を形成すると共に、当接されたワークＷ４の端面Ｗａ，Ｗａが互いに押圧することにより圧縮力をワークＷ４に付与して前記閉断面部２を構成する前記上下方向外側壁１３と前後方向外側壁１５との間に連続する湾曲部１６を形成してワークＷ５を得る湾曲部形成工程（後工程）と、を含み、さらに、前記前工程または中間工程（上下方向外側壁形成工程）において、ワークＷ，Ｗ１，Ｗ２，またはＷ３をその長手方向に湾曲させることを含むことを特徴とするものである。
【００２０】
当初のワークＷは、図４に示すように、平面視が矩形の板状に形成されている。両側縁の端面Ｗａ，Ｗａ間の幅Ｈは、コ字形断面部１と閉断面部２，２とを形成し、且つ、上述したように端面Ｗａ，Ｗａを互いに当接して押圧したときに圧縮応力を付与し得る長さに設定されている。ワークＷは、後の各工程において、図４に鎖線で示した部分でそれぞれ屈曲される。
【００２１】
ワークＷは、最初に、図５に示すように、境界壁１１と前後方向内側壁１２となる部分の間の位置でそれぞれほぼ直角に屈曲されると共に、その長手方向に一定の曲率Ｒ１で湾曲されて、ワークＷ１の形状に形成される。その後、ワークＷ１は、図６に示すように、底壁１０と境界壁１１となる部分の間の位置でそれぞれほぼ直角に屈曲してコ字形断面部１が形成されたワークＷ２の形状に形成される。このとき、先に境界壁１１と前後方向内側壁１２となる部分の間の位置が屈曲されているため、前後方向内側壁１２も同時に形成される。本発明の前工程は、図５から図６に示したように、ワークＷ２の形状を形成することにより構成される。
【００２２】
次いで、ワークＷ２から、本発明の中間工程を行って図７に示すようなワークＷ３を得るべく、前後方向内側壁１２と上下方向外側壁１３となる部分の間の位置でそれぞれ大まかに直角となるように屈曲すると同時に、コ字形断面部１の底壁１０に倒れ込み防止ピン２５を挿通するための孔Ｗｂを穿設する。なお、前後方向内側壁１２と上下方向外側壁１３となる部分の間の屈曲される位置は、後述する後工程でワークＷ４の相対向する両側縁の端面Ｗａ，Ｗａを互いに当接させた状態でコ字形断面部１の底壁１０に重合させるようにプレス成形したときに、ワークＷ４の端面Ｗａ，Ｗａが互いに押圧することにより圧縮力をワークＷ４に付与して前記上下方向外側壁１３と前後方向外側壁１５との間に連続する湾曲部１６を形成することができるような位置に設定される。また、ワークＷ，Ｗ１，Ｗ２，またはＷ３の長手方向の屈曲または湾曲や、倒れ込み防止ピン２５を挿通するための孔Ｗｂの穿設は、上述した実施の形態に限定されることなく、次に行われる後工程の開始までに完了していればよい。これらの前工程および中間工程はプレス成形により行うことができる。
【００２３】
続いて、ワークＷ３から、本発明の後工程を行って図８に示すようなワークＷ４を得るべく、上下方向外側壁１３と前後方向外側壁１５との間に形成される湾曲部１６となる部分を、後のプレス成形により端面Ｗａ，Ｗａを互いに当接させた状態で前後方向外側壁１５を底面１０に重合することができるように、それぞれ直角よりは大きいわずかな角度で屈曲させ、図１に参照されるように、底壁１０に穿設された孔Ｗｂに倒れ込み防止ピン２５を挿通した状態でパンチ２１上にセットし、ダイス２２を下降させてワークＷ４をプレス成形する。このとき、図２に参照されるように、倒れ込み防止ピン２５は、その先端がダイス２２との間にワークＷ４の板厚分の一定のクリアランスＣを保持した状態でダイス２２と同期して下降するため、ワークＷの両側縁の端面Ｗａ，Ｗａは、クリアランスＣにそれぞれ案内されて互いに当接される。
【００２４】
その後、さらにダイス２２が下降されると、ワークＷ４は、両側縁の端面Ｗａ，Ｗａが互いに押圧し合う状態で前後方向外側壁１５がコ字形断面部１の底壁１０に重合されることにより、図３に矢印Ｘ，Ｘで示すように圧縮力が付与されながらダイス２２の内面に押しつけられ、図３に示すように、上下方向外側壁１３と前後方向外側壁１５との間に、両側縁の端面Ｗａ，Ｗａを頂点とする連続する湾曲部１６が形成されることとなる。そして、前後方向内側壁１２と上下方向外側壁１５となる部分の間の位置がほぼ直角となるように屈曲されていなくとも、ワークＷ４の端面Ｗａ，Ｗａが互いに押圧し合いながら前後方向外側壁１５がコ字形断面部１の底壁１０に重合されるため、成形が完了したときにはほぼ直角に屈曲されていることとなる。このようにして本構造部材の製造は完了するが、上記後工程で湾曲部１６に圧縮力を付与するようにしているので、該湾曲部１６に圧縮応力が残留し、型開きしても前後方向外側壁１５がスプリングバックを起こすことがなく、閉断面部２，２の形状が凍結される。
【００２５】
また、構造部材の最終的な形状が自動車の意匠を構成するバンパの形状に応じて長手方向に屈曲または湾曲されたバンパーリインホースメントである場合であっても、前工程または中間工程で、ワークＷ，Ｗ１，Ｗ２，またはＷ３の屈曲と同時にこれらのうちのいずれかのワークＷ等の長手方向の屈曲または湾曲を行うことができるので、工程数を少なくすることができるために製造コストを低減させることができ、さらには、予めいずれかのワークＷ等の長手方向に一定の曲率Ｒ１で湾曲された状態（この実施の形態の場合）で屈曲されるため、ワークＷにしわが発生したり側縁が内側に折れ込み、あるいは、断面形状が潰されるように変形することがなく、閉断面部２を構成する上下方向外側壁１３や前後方向外側壁１５の寸法精度、ひいては、閉断面を有する構造全体の寸法精度が向上する。
【００２６】
ここで、上記実施の形態においては、ワークＷ４の相対向する両側縁の倒れ込みを防止して端面Ｗａ，Ｗａが互いに当接するように案内する倒れ込み防止手段２３をプレス型２０のパンチ２１側に設けたが（図１〜３）、この倒れ込み防止手段２３は、図１０に示すようにダイス２２側に設けるようにしてもよいものである。この場合、倒れ込み防止手段２３を構成する倒れ込み防止ピン２５は、常時はその先端部がダイス２２の内面から所定長さだけ突出するようダイス２２に保持させ、かつその背面側を圧縮スプリング２６により押えるようにする。プレス成形に際しては、始めに前記のように中間工程で得たワークＷ４（二次加工ワーク…図８）をパンチ２１上にセットするが、ここでは、倒れ込み防止手段２３がダイス２２側に配置されていることから、二次加工ワークＷ４には倒れ込み防止ピン２５を挿通させるための孔Ｗｂを形成しておく必要はない。ただし、軽量化を図るための捨て孔として用いる場合はこの限りではない。
【００２７】
二次加工ワークＷ４をパンチ２１上にセットした後、ダイス２２を下降させると、先ず、ワークＷの両側縁の先端（端面）Ｗａ，Ｗａが、ダイス２２の下面に案内されながら相互に接近する方向へ移動し、ダイス２２から突出している倒れ込み防止ピン２５の突出元Ｐに当接してその移動を停止する（図１０の左半分参照）。その後、さらにダイス２２を下降させると、ワークＷ４の両側縁の先端が移動停止されているため、ワークＷ４は、その両側縁に続く部分をダイス２２の内面に向けて次第に変形させる。そして、その変形途中から、倒れ込み防止ピン２５の先端がワークＷのコ字形断面部１の底壁１０に当接し、倒れ込み防止ピン２５はダイス２２の下降と相対して上昇し、遂にはワークＷの両側縁の先端が、倒れ込み防止ピン２５の先端のアール面２５ａに沿って滑動し、該倒れ込み防止ピン２５を圧縮スプリング２６の付勢力に抗してわずか持上げながらその下側に進入し、互いに端面Ｗａ，Ｗａを当接させる。
【００２８】
その後、ダイス２２はプレス下死点に到達し、ワークＷの両側縁部が、それぞれの端面Ｗａ，Ｗａを互いに押圧させながらコ字形断面部１の底壁１０に重合され、これと同時に矢印Ｘ，Ｘで示すように圧縮力が付与されながらダイス２２の内面に押しつけられ、上下方向外側壁１３と前後方向外側壁１５との間に、両側縁の端面Ｗａ，Ｗａを頂点とする連続する湾曲部１６が形成されることとなる（図１０の右半分参照）。しかして、この湾曲部１６には、上記実施の形態と同様に前記圧縮力付与により圧縮応力が残留し、型開きしても前後方向外側壁１５がスプリングバックを起こすことがなく、閉断面部２，２の形状が凍結される。なお、この実施の形態においては、倒れ込み防止ピン２５が二次加工ワークＷ４を挿通することがないので、その形状を任意とすることができ、例えば、ワークＷ４の長手方向に延びる棒状部材に代えることができる。
【００２９】
以上のように成形されたワークＷ５は、通常はコ字形断面１の底壁１０とこれに重合された前後方向外側壁１５とを溶接によって固着することによりその形状が固定されるが、本構造部材の前後方向外側壁１５は圧縮残留応力を有する湾曲部１６からなっているので、溶接に代えて安価なかしめ法を採用しても、超ハイテンション材でしばしば問題となる遅れ破壊が生じることはない。また、上記実施の形態においては、前工程または中間工程において予め長手方向に湾曲させてから、その後、湾曲部形成工程（後工程）でコ字形断面部１の底壁１０と前後方向外側壁１２とを重合するようにプレス成形しているので、そりやうねりなどが発生することがなく、あるいは、形状を固定する前に底壁１０と前後方向外側壁１５とが離間する（開く）などの問題が発生することもない。
【００３０】
なお、本発明は、長手方向に屈曲または湾曲されたバンパーリインホースメントに限定されることなく、例えば長手方向に直線状のものなど、板状ワークＷを屈曲させることにより形成されたコ字形断面部１とこのコ字形断面部１に隣接する閉断面部２，２とを備えた他の閉断面を有する構造部材にも適用することができる。
また、本構造部材は、前記した上下方向外側壁１３を省略してもよいもので、この場合は、両側縁の端面Ｗａ，Ｗａの当接部分から前後方向内側壁１２にかけて連続する湾曲部１６が形成されることとなる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ワークの相対向する両側縁部の端面が互いに当接された状態でコ字形断面部の底壁に重合されると共に、この側縁部の端面から続く湾曲部に圧縮応力が残留するように閉断面部を形成しているので、閉断面部の形状が凍結され、寸法精度の高い構造部材となる。
【００３２】
また、請求項２の発明によれば、互いの端面が当接した状態でワークの両側縁がコ字形断面部の底壁に重合されるとき、倒れ込み防止手段によりワークの端面が確実に正対するので、閉断面部に確実に圧縮応力を発生させることができ、寸法精度の確保が容易となる。
【００３３】
また、請求項３の発明によれば、前工程、中間工程および後工程を有機的に結合することで、閉断面を有する構造部材を能率よくかつ精度よく製造できる。
【００３４】
さらに、請求項４の発明によれば、請求項３に記載の発明における前工程または中間工程において、さらに、ワークをその長手方向に湾曲させることを含むことにより、後工程で、ワークをその長手方向に湾曲させないので、断面形状が変化することもなく、閉断面を有する構造部材全体の精度保証が確実となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施形態である構造部材の製造装置の要部構造を示す断面図である。
【図２】図１の状態からダイスを下降させてワークの端面が互いに当接された状態を示す断面図である。
【図３】図２の状態からダイスをさらに下降させてワークのプレス成形を完了した状態を示す断面図である。
【図４】本発明で用いる、成形前の板状ワークの形状を示す斜視図である。
【図５】図４に示した板状ワークからコ字形断面部を成形する前工程の前半段階を終えたワークの形状を示す斜視図である。
【図６】前工程の後半段階を終えた一次加工ワークの形状を示す斜視図である。
【図７】一次加工ワークから二次加工ワークを成形する中間工程の前半段階を終えたワークの形状を示す斜視図である。
【図８】中間工程の後半段階を終えた二次加工ワークの形状を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る構造部材の最終形状を示す斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施形態である構造部材の製造装置の要部構造を示す断面図である。
【図１１】従来用いられていた、成形前の板状ワークの形状を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示した板状ワークからコ字形断面部を成形する前工程の前半段階を終えた、従来のワークの形状を示す斜視図である。
【図１３】前工程の後半段階を終えた、従来のワークの形状を示す斜視図である。
【図１４】前工程を終えたワークをさらに成形する中間工程の前半段階を終えた、従来のワークの形状を示す斜視図である。
【図１５】中間工程を終えた、従来のワークの形状を示す斜視図である。
【図１６】従来の構造部材の最終形状を示す斜視図である。
【図１７】図１６に示した構造部材を、溶接により形状固定した従来の製品形状を示す斜視図である。
【図１８】図１７に示した状態から、直線状のワークを長手方向に湾曲させた状態の従来の製品形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｗ ワーク、 Ｗａ ワークの端面
１ コ字形断面部
２ 閉断面部
１０ コ字形断面部の底壁
１１ 境界壁（コ字形断面部の側壁）
１２ 前後方向内側壁（平板部）
１３ 上下方向外側壁、 １５ 前後方向外側壁
１６ 湾曲部
２０ プレス型
２１ パンチ、 ２２ ダイス
２３ 倒れ込み防止手段、 ２５ 倒れ込み防止ピン

Claims (4)

1. １枚の板状ワークから形成され、コ字形断面部と該コ字形断面部の両側壁を共用する２つの閉断面部とを備えた構造部材であって、前記２つの閉断面部は、前記コ字形断面部の両側壁から外側へ屈曲された２つの屈曲片の側縁部を、互いに端面を当接させた状態で前記コ字形断面部の底壁に重合させて形成されており、該閉断面部のそれぞれは、前記コ字形断面部の側壁に隣接する部分を該側壁に対して直角に接続する平板部として構成すると共に、該平板部と前記側縁部との間に、該側縁部の端面を頂点として前記平板部へ向けて湾曲しかつその湾曲方向に圧縮応力を残留する湾曲部を配置していることを特徴とする閉断面を有する構造部材。
2. １枚の板状ワークから形成され、コ字形断面部と該コ字形断面部の両側壁を共用する２つの閉断面部とを備えた構造部材を製造する装置であって、
   相対向して配置されたパンチとダイスとからなり、前記ワークの両側縁を前記コ字形断面部の底壁に重合させるようにプレス成形するプレス型と、
   該プレス型内でプレス成形される前記ワークの相対向する両側縁の倒れ込みを防止して互いの端面が当接するように案内する倒れ込み防止手段と、を備え、
   前記プレス型のダイスは、前記プレス成形するときに倒れ込み防止手段によって当接されたワークの端面を互いに押圧することにより前記閉断面部に圧縮応力を発生させることを特徴とする閉断面を有する構造部材の製造装置。
3. １枚の板状ワークから形成され、コ字形断面部と該コ字形断面部の両側壁を共用する２つの閉断面部とを備えた構造部材を製造する方法であって、
   前記ワークに、前記コ字形断面部と該コ字形断面部の両側壁から外側へ直角に屈曲させた屈曲片とを備えた一次加工ワークを形成する前工程と、
   前記一次加工ワークの各屈曲片の側縁側を、所定の位置で屈曲して、前記閉断面部に近似する二次加工ワークを形成する中間工程と、
   前記二次加工ワークの相対向する両側縁の端面を互いに当接させた状態で前記コ字形断面部の底壁に重合するようにプレス成形して前記閉断面部を形成すると共に、当接されたワークの端面を互いに押圧させることにより圧縮応力をワークに発生させて前記記閉断面部を構成する湾曲部を形成する後工程と、
   を含むことを特徴とする閉断面を有する構造部材の製造方法。
4. 前記前工程または中間工程において、さらに、ワークをその長手方向に湾曲させることを含むことを特徴とする請求項３に記載の構造部材の製造方法。

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