JP4697086B2 - 屈曲した角部を有する成形部品およびその製造方法並びに製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、屈曲した角部を有する成形部品およびその製造方法並びに製造装置に関する。

車両のサスペンション部品などの屈曲した角部を有する成形部品は、プレス加工によってブランク材から製造されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、成形部品の剛性を向上させるため、肉盛り溶接ビード部を形成しているものもある（例えば、特許文献２参照。）。
実開昭６３−１１７６０６号公報 特開２００３−１１２２６０号公報

しかし、プレス加工は、良好な生産性を有するが、屈曲した角部の肉厚減少を引き起こす。そのため、成形部品の素材として、肉厚減少分を見込んだ厚板のブランク材を使用して、部品剛性を確保することが必要であり、部品重量の増加および材料コスト（製造コスト）の上昇を引き起こす問題を有する。

一方、溶接を利用することで部品剛性を向上させる場合、部品重量の増加が比較的小さいが、溶接は、時間のかかる作業である。そのため、生産性が低下し、製造コストが上昇する問題を有する。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、屈曲した角部を有する成形部品の製造コスト低減および軽量化を図ることが可能である製造方法、屈曲した角部を有する成形部品の製造コスト低減および軽量化を図ることが可能である製造装置、および、製造コスト低減および軽量化を図ることが可能である、屈曲した角部を有する成形部品を、提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
板状のブランク材を加圧成形することにより、屈曲した角部を有する成形部品を製造する方法であって、
前記ブランク材を加圧成形して得られるハット状断面の予備成形体の角部の肉厚を、第１増肉型部および第２増肉型部を有する成形型を用いる加圧成形によって増加させる増肉工程を有し、
前記予備成形体は、離間する一対の側壁と、前記側壁の端部同士を連結する連結壁と、前記側壁と前記連結壁とを接続している前記角部と、を有し、
前記第１増肉型部は、前記連結壁を介して側壁側に配置され、
前記第２増肉型部は、前記連結壁を介して前記第１増肉型部の逆側に配置され、かつ、外向き湾曲形状の押圧面を有しており、
前記増肉工程において、前記連結壁は、前記第２増肉型部の前記外向き湾曲形状の押圧面によって、前記第１増肉型部に対して押圧されて、前記連結壁の材料が前記角部に流動し、前記角部の肉厚の増加を引き起こす
ことを特徴とする成形部品を製造する方法である。
上記目的を達成するための請求項２に記載の発明は、
板状のブランク材を加圧成形することにより、屈曲した角部を有する成形部品を製造する方法であって、
前記ブランク材を加圧成形して得られるハット状断面の予備成形体の角部の肉厚を、第１増肉型部および第２増肉型部を有する成形型を用いる加圧成形によって増加させる増肉工程を有し、
前記予備成形体は、離間する一対の側壁と、前記側壁の端部同士を連結する連結壁と、前記側壁と前記連結壁とを接続している前記角部と、を有し、
前記第１増肉型部は、前記連結壁を介して側壁側に配置され、
前記第２増肉型部は、前記連結壁を介して前記第１増肉型部の逆側に配置され、かつ、内向き湾曲形状の押圧面を有し、前記押圧面は、略平坦な基部および突出するテーパ状縁部を有しており、
前記増肉工程において、前記連結壁は、前記第２増肉型部の前記内向き湾曲形状の押圧面によって、前記第１増肉型部に対して押圧され、
前記角部は、前記テーパ状縁部の湾曲面に沿って突出し、加圧成形の進行に伴って、前記連結壁および前記角部がさらに変形することで、前記角部の突出が解消され、前記角部の突出している部位の材料が流動して集まることで、前記角部の肉厚の増加を引き起こし、かつ、前記角部の突出している部位の材料の一部が、前記テーパ状縁部の湾曲面に沿って前記連結壁に流動し、前記連結壁の肉厚の増加を引き起こす
ことを特徴とする成形部品を製造する方法である。

上記目的を達成するための請求項７に記載の発明は、
板状のブランク材を加圧成形することにより、屈曲した角部を有する成形部品を製造する装置であって、
前記ブランク材を加圧成形して得られるハット状断面の予備成形体の角部の肉厚を、加圧成形によって増加させる増肉装置を有し、
前記予備成形体は、離間する一対の側壁と、前記側壁の端部同士を連結する連結壁と、前記側壁と前記連結壁とを接続している前記角部と、を有し、
前記増肉装置の成形型は、
前記連結壁を介して側壁側に配置される第１増肉型部と、
前記連結壁を介して前記第１増肉型部の逆側に配置される第２増肉型部と、を有し、
前記第２増肉型部は、外向き湾曲形状の押圧面を有しており、前記連結壁を、前記第１増肉型部に対して押圧し、前記連結壁の材料を前記角部に流動させ、前記角部の肉厚の増加を引き起こす
ことを特徴とする成形部品を製造する装置である。
上記目的を達成するための請求項８に記載の発明は、
板状のブランク材を加圧成形することにより、屈曲した角部を有する成形部品を製造する装置であって、
前記ブランク材を加圧成形して得られるハット状断面の予備成形体の角部の肉厚を、加圧成形によって増加させる増肉装置を有し、
前記予備成形体は、離間する一対の側壁と、前記側壁の端部同士を連結する連結壁と、前記側壁と前記連結壁とを接続している前記角部と、を有し、
前記増肉装置の成形型は、
前記連結壁を介して側壁側に配置される第１増肉型部と、
前記連結壁を介して前記第１増肉型部の逆側に配置される第２増肉型部と、を有し、
前記第２増肉型部は、内向き湾曲形状の押圧面を有し、前記押圧面は、略平坦な基部および突出するテーパ状縁部を有しており、前記連結壁を、前記第１増肉型部に対して押圧し、前記角部が前記テーパ状縁部の湾曲面に沿って突出し、加圧成形の進行に伴って、前記連結壁および前記角部がさらに変形することで、前記角部の突出が解消され、前記角部の突出している部位の材料が流動して集まることで、前記角部の肉厚の増加を引き起こし、かつ、前記角部の突出している部位の材料の一部が、前記テーパ状縁部の湾曲面に沿って前記連結壁に流動し、前記連結壁の肉厚の増加を引き起こす
ことを特徴とする成形部品を製造する装置である。

上記目的を達成するための請求項１５に記載の発明は、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形部品を製造する方法によって製造された屈曲した角部を有する成形部品であって、
前記角部の肉厚は、少なくとも前記側壁の肉厚より大きい
ことを特徴とする屈曲した角部を有する成形部品である。

請求項１に記載の発明によれば、屈曲した角部の肉厚を、外向き湾曲形状の押圧面を有する第２増肉型部を有する成形型を用いる加圧成形によって増加させる増肉工程を有し、請求項２に記載の発明によれば、屈曲した角部の肉厚を、内向き湾曲形状の押圧面を有し、当該押圧面は、略平坦な基部および突出するテーパ状縁部を有する第２増肉型部を有する成形型を用いる加圧成形によって増加させる増肉工程を有する。したがって、成形部品の素材として、肉厚減少分を見込んだ厚板のブランク材を使用することで、部品剛性を確保する必要はなく、部品重量の増加および材料コスト（製造コスト）の上昇が、抑制される。また、加圧成形は、溶接と比較し、良好な生産性を有するため、製造コストの上昇が、抑制される。つまり、屈曲した角部を有する成形部品の製造コスト低減および軽量化を図ることが可能である製造方法を、提供することができる。

請求項７に記載の発明によれば、屈曲した角部の肉厚を、外向き湾曲形状の押圧面を有する第２増肉型部を有する成形型を用いる加圧成形によって増加させる増肉装置を有し、請求項８に記載の発明によれば、屈曲した角部の肉厚を、内向き湾曲形状の押圧面を有し、当該押圧面は、略平坦な基部および突出するテーパ状縁部を有する第２増肉型部を有する成形型を用いる加圧成形によって増加させる増肉装置を有する。したがって、成形部品の素材として、肉厚減少分を見込んだ厚板のブランク材を使用することで、部品剛性を確保する必要はなく、部品重量の増加および材料コスト（製造コスト）の上昇を、抑制することができる。また、加圧成形は、溶接と比較し、良好な生産性を有するため、製造コストの上昇を、抑制することが可能である。つまり、屈曲した角部を有する成形部品の製造コスト低減および軽量化を図ることが可能である製造装置を、提供することができる。

請求項１５に記載の発明によれば、成形部品の屈曲した角部の肉厚は、前記第２増肉型部を有する成形型を用いる加圧成形によって増加させられている。したがって、成形部品の素材として、肉厚減少分を見込んだ厚板のブランク材を使用することで、部品剛性を確保する必要はなく、部品重量の増加および材料コスト（製造コスト）の上昇を、抑制することができる。また、加圧成形は、溶接と比較し、良好な生産性を有するため、製造コストの上昇を、抑制することが可能である。つまり、製造コスト低減および軽量化を図ることが可能である、屈曲した角部を有する成形部品を、提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、実施の形態１に係る成形部品が適用される車両用構造部材を説明するための平面図、図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに関する断面図、図３は、図２の部分拡大図である。

車両用構造部材９０は、アクスル部品と車体を連結するために使用されるサスペンション部品であり、成形部品８０，８５の縁部を接合することで製造されており、中空状の略矩形断面を有する。

成形部品８０，８５は、ハット状断面を呈し、屈曲した角部８２，８７、連結壁８１，８６および離間する一対の側壁８３，８８を有する。連結壁８１，８６は、角部８２，８７を介し側壁８３，８８の端部同士を連結している。

成形部品８０，８５は、板状のブランク材を加圧成形することにより製造されており、成形部品８０，８５の断面形状の大幅な変更を要することなく、剛性が不足する部位である屈曲した角部８２，８７が、製造過程で増肉されることで剛性が向上している。

したがって、成形部品８０，８５の素材として、角部の肉厚減少分を見込んだ厚板のブランク材を使用することによる部品重量の増加および材料コスト（製造コスト）の上昇を、抑制することができる。また、加圧成形は、溶接と比較し、良好な生産性を有するため、製造コストの上昇を、抑制することが可能である。

なお、加圧成形は、プレス加工である。また、ブランク材は、加圧成形のために用意された半製品の素材であり、金属板からなる。

次に、実施の形態１に係る成形部品の製造装置を説明する。図４は、予備成形装置を説明するための断面図、図５は、増肉装置を説明するための断面図である。

本製造装置は、板状のブランク材１０を加圧成形し、屈曲した角部を有する予備成形体２０を成形する予備成形装置１００を、さらに有しており、増肉装置１５０は、予備成形体２０の角部の肉厚を増加させる。

次に、予備成形装置１００および増肉装置１５０を詳述する。

図４に示される予備成形装置１００は、ブランク材１０を屈曲させ、後述するハット状断面の予備成形体２０を成形するために使用され、上方型部、および、ブランク材１０を介し、上方型部の逆側に配置される下方型部を有する。なお、屈曲した角部２２は、連結壁２１と側壁２３とを接続している。

上方型部は、ホルダ１１０、駆動装置１１２、上型１３０および上部補助型１４０を有する。

ホルダ１１０は、上型１３０および上部補助型１４０を保持しており、その内部には、スプリング１４２が配置されている。スプリング１４２は、ホルダ１１０と上部補助型１４０との間に設置され、上部補助型１４０を弾性支持している。なお、スプリング１４２の変わりに、クッションピンを適用することも可能である。

駆動装置１１２は、例えば、油圧式であり、ホルダ１１０を、下方型部に対して、近接離間自在にするために使用される。

上型１３０は、外周部１３３およびキャビティ面１３４を有する。キャビティ面１３４は、成形部品の外面形状と略一致している。上部補助型１４０は、キャビティ面１３４の内部を摺動自在に設定されており、ブランク材１０の第１部位１１に当接する略平坦な押圧面１４３を有する。第１部位１１は、予備成形体２０の連結壁２１を構成することとなる部分である。

下方型部は、ホルダ１１５、ピン１１７、支持装置１１８、下型１３５および下部雄型１４５を有する。

ホルダ１１５は、下部雄型１４５を支持している。ピン１１７は、ホルダ１１５を貫通し、下型１３５に当接している。支持装置１１８、例えば、油圧式であり、ピン１１７を弾性支持している。そのため、ピン１１７は、クッションピンとして機能する。

下型１３５は、外周部１３７および開口部１３８を有する。下部雄型１４５は、開口部１３８から突出自在に配置され、その先端部は、成形部品の内面形状と略一致しており、ブランク材１０の第１部位１１に当接する押圧面１４７を有する。押圧面１４７は、外向き湾曲形状を有する。

ブランク材１０の第１部位１１は、上型１３０のキャビティ面１３４および下型１３５の開口部１３８に相対するように、配置される。ブランク材１０の第２部位１３は、上型１３０および下型１３５の外周部１３３，１３７に相対するように、配置される。第１部位１３は、予備成形体２０の側壁２３を構成することとなる部分である。

外周部１３３，１３７は、ブランク材１０の第１部位１１を屈曲させる際、ブランク材１０の第２部位１３の移動を案内するためのガイドとて機能し、例えば、しわの発生を抑制することが可能である。なお、外周部１３３，１３７の間には、スペーサ１３９が配置される。

下部雄型１４５が上型１３０のキャビティ面１３４に突出した場合における、下部雄型１４５とキャビティ面１３４との間のクリアランスは、ブランク材１０の肉厚と略一致している。

下部雄型１４５は、上型１３０のキャビティ面１３４に向う方向（屈曲方向）に、突出することで、ブランク材１０の第１部位１１を押圧し、屈曲させることが可能である。一方、上部補助型１４０は、下部雄型１４５の突出と連動し、屈曲方向に後退し、また、上部補助型１４０および下部雄型１４５の移動量は、ブランク材１０の第２部位１３のサイズと略一致している。

以上のように、予備成形装置１００は、ブランク材１０を加圧成形し、屈曲した角部２２を有する予備成形体２０を成形することが可能であり、予備成形体２０は、離間する一対の側壁２３および側壁２３の端部同士を連結する連結壁２１を有するハット状断面を呈する。

なお、下部雄型１４５の押圧面１４７は、外向き湾曲形状を有するため、連結壁２１は、外向き湾曲した形状を呈する。上部補助型１４０は、例えば、成形部品の形状に応じて、適宜省略することも可能である。

次に、増肉装置１５０を説明する。

増肉装置１５０は、予備成形体２０の角部２２の肉厚を増加させるために使用され、予備成形体２０の連結壁２１の材料を、角部２２に流動させための上方型部および下方型部を有する。

上方型部は、ホルダ１６０、駆動装置１６２、上型１７０、上部補助型１８０および上部雄型１９０を有する。

ホルダ１６０は、上型１７０、上部補助型１８０および上部雄型１９０を保持しており、その内部には、スプリング１８２が配置されている。スプリング１８２は、ホルダ１６０と上部補助型１８０との間に設置され、上部補助型１８０を弾性保持している。なお、スプリング１８２の変わりに、クッションピンを適用することも可能である。

駆動装置１６２は、例えば、油圧式であり、ホルダ１６０を、下方型部に対して、近接離間自在にするために使用される。

上型１７０は、上部補助型１８０および上部雄型１９０が配置される開口部を有する基部である。上部補助型１８０は、外周部１８３および側壁１８４を有する。側壁１８４は、成形部品の側壁の外面形状と一致している。

上部雄型１９０は、予備成形体２０の連結壁２１を側壁側へ押圧するための押圧面１９２を有する。押圧面１９２は、成形部品の連結壁の外面形状と一致しており、外向き湾曲形状を呈し、その周縁は、若干窪んでいる。

したがって、上部補助型１８０の側壁１８４および上部雄型１９０の押圧面１９２は、一体となって、成形部品の外面形状とに対応するキャビティ面を形成する。

下方型部は、予備成形体２０を介し、上方型部の逆側に配置され、ホルダ１６５、下型１７５、下部補助型１８５および支持装置１８７を有する。

ホルダ１６５は、下型１７５を支持しており、また、下部補助型１８５が挿通される開口部を有する。

下型１７５は、コア部１７７、突縁部１７８および下部補助型１８５が挿通される開口部を有する。コア部１７７は、突縁部１７８から突出しており、その側壁は、成形部品の側壁の内面形状に一致している。

下部補助型１８５は、ホルダ１６５および下型１７５の開口部に摺動自在に配置される。支持装置１８７は、例えば、油圧式であり、下部補助型１８５を弾性支持している。そのため、下部補助型１８５は、クッションピンとして機能する。

下型１７５の端面および下部補助型１８５の端面は、一体として、成形部品の連結壁の内面形状と一致しており、予備成形体２０の連結壁２１を支持する略平坦な押圧面を形成する。

したがって、コア部１７７の側壁、下型１７５の端面および下部補助型１８５の端面は、一体となって、成形部品の内面形状に対応するキャビティ面を形成する。一方、上述のように、上部補助型１８０の側壁１８４および上部雄型１９０の押圧面１９２は、一体となって、成形部品の外面形状とに対応するキャビティ面を形成する。

そのため、ホルダ１６５が降下し、上部補助型１８０の外周部１８３と下型１７５の突縁部１７８と当接した場合、成形部品の断面形状に対応するキャビティが形成される。成形部品の角部に対応するキャビティのクリアランスは、他の部位より大きく、予備成形体２０の連結壁２１の材料の流動を許容する空所を形成する。

なお、予備成形体２０は、下型１７５のコア部１７７に嵌合するように配置され、予備成形体２０の連結壁２１および側壁２３は、コア部１７７の端面および外周面と相対する。つまり、下型１７５は、連結壁２１の屈曲面の背面側に配置される。

なお、コア部１７７の端面の周縁は、材料移動を容易とするために、屈曲形状を有することが好ましい。

また、加圧成形の際、上部補助型１８０が降下すると、予備成形体２０の側壁２３を介してコア部１７７の逆側に配置されるため、予備成形体２０の側壁２３は、上部補助型１８０の側壁１８４とコア部１７７の外周面によって挟まれる。上部補助型１８０の側壁１８４とコア部１７７の外周面は、予備成形体２０の側壁２３の移動を拘束する。さらに、予備成形体２０の側壁２３における角部２２と反対側の端面２４は、下型１７５の突縁部１７８と当接する。つまり、予備成形体２０は制止状態にあるため、上部雄型１９０の押圧面１９２は、予備成形体２０の連結壁２１を、確実に側壁側へ押圧することが可能である。

次に、実施の形態１に係る成形部品の製造方法を説明する。

本製造方法は、板状のブランク材を加圧成形することにより、屈曲した角部を有する成形部品を製造するために使用され、角部の肉厚を、加圧成形によって増加させる増肉工程を有する。

なお、本製造方法は、増肉工程の前に、ブランク材を加圧成形し、屈曲した角部を有する予備成形体を成形する予備成形工程をさらに有し、増肉工程において、予備成形体の角部の肉厚を増加させる。

図６は、予備成形工程におけるワークセットを説明するための断面図、図７は、図６に続く、加圧成形を説明するための断面図である。

まず、ブランク材１０が、予備成形装置１００の下型１３５に配置される。この際、ブランク材１０の第１部位１１および第２部位１３は、下型１３５の開口部１３８および外周部１３７に位置決めされ、下部雄型１４５の押圧面１４７は、第１部位１１と当接する。

上型１３０が降下し、上型１３０と下型１３５とが型締めされる（図６参照）。この際、上型１３０の外周部１３３は、ブランク材１０の第２部位１３に位置決めされ、上部補助型１４０の押圧面１４３は、ブランク材１０の第１部位１１と当接する。

ワークセットが完了すると、上型１３０がさらに降下し、下型１３５を押圧する。下型１３５は、後退するため、下部雄型１４５の押圧面１４７は、下型１３５の開口部１３８からの突出し、ブランク材１０の第１部位１１を押圧する。弾性保持される上部補助型１４０は、下部雄型１４５の動きに連動し、上型１３０のキャビティ面１３４を摺動しながら、後退する（図７参照）。

上部補助型１４０および下部雄型１４５の移動量は、ブランク材１０の第２部位１３のサイズと略一致している。上型１３０のキャビティ面１３４は、成形部品の外面形状と略一致している。下部雄型１４５の先端部は、成形部品の内面形状と略一致している。

したがって、予備成形工程において形成される予備成形体２０は、離間する一対の側壁２３および側壁２３の端部同士を連結する連結壁２１を有するハット状断面を呈する。なお、下部雄型１４５の押圧面１４７は、外向き湾曲形状を有するため、連結壁２１は、外向き湾曲した形状を呈する。

以上のように、予備成形工程において、板状のブランク材が加圧成形され、屈曲した角部２２を有する予備成形体２０が成形される。なお、ブランク材１０の第２部位１３の移動は、上型１３０の外周部１３３および下型１３５の外周部１３７によって案内されるため、例えば、しわの発生が抑制される。

次に、増肉工程を詳述する。

図８は、増肉工程におけるワークセットの開始を説明するための断面図、図９は、図８に続く、ワークセットの完了説明するための断面図、図１０は、図９に続く、加圧成形を説明するための断面図、図１１は、図１０の拡大断面図である。

まず、予備成形体２０が、下型１７５のコア部１７７に嵌合するように配置される。この際、予備成形体２０の連結壁２１は、下型１７５のコア部１７７の端面および下部補助型１８５の端面と相対し、予備成形体２０の側壁２３は、下型１７５のコア部１７７の外周面と相対する。予備成形体２０の連結壁２１は、コア部１７７の開口部から突出している下部補助型１８５の端面によって、弾性支持される。

そして、ホルダ１６５が降下し、上部雄型１９０が予備成形体２０の連結壁２１に当接し、押圧する。連結壁２１は、下部補助型１８５を同伴し、後退し、コア部１７７の端面に当接する（図８参照）。この際、下部補助型１８５の端面は、コア部１７７の端面と位置合せさ、押圧面を一体として形成する。

ホルダ１６５がさらに降下し、上部補助型１８０および上部雄型１９０が、下型１７５および下部補助型１８５に、さらに近接する（図９参照）。

予備成形体２０の側壁２３は、上部補助型１８０の側壁１８４と下型１７５のコア部１７７の外周面によって挟まれる。予備成形体２０の側壁２３の端面２４は、下型１７５の突縁部１７８と当接する。

ワークセットが完了すると、ホルダ１６５がさらに降下し、加圧成形が開始される。上部雄型１９０の押圧面１９２が、予備成形体２０の連結壁２１を、側壁側へ押圧し、連結壁２１の材料を、角部２２へ流動させる。その結果、連結壁２１の背面は、逆方向に変形し、下部補助型１８５の端面とコア部１７７の端面とにより一体的に形成される押圧面に、当接する（図１０参照）。

なお、コア部１７７の側壁、下型１７５の端面および下部補助型１８５の端面は、一体となって、成形部品の内面形状に対応するキャビティ面を形成し、上部補助型１８０の側壁１８４および上部雄型１９０の押圧面１９２は、一体となって、成形部品の外面形状とに対応するキャビティ面を形成する。そのため、成形部品の断面形状に対応するキャビティが形成される。成形部品の角部に対応するキャビティのクリアランスは、他の部位より大きく、予備成形体２０の連結壁２１の材料の流動を許容する空所を形成する。

したがって、角部２２に流動した材料は、角部２２の肉厚を増加させる（図１１参照）。つまり、剛性が不足する部位である屈曲した角部２２が、増肉されることで剛性が向上する。

以上のように、増肉工程においては、予備成形体の角部の肉厚が増加させられる。なお、上部補助型１８０の側壁１８４とコア部１７７は、予備成形体２０の側壁２３の移動を拘束するため、予備成形体２０の連結壁２１は、上部雄型１９０の押圧面１９２によって、確実に側壁側へ押圧される。

なお、予備成形体２０の連結壁２１の幅は、最終の部品形状となる増肉成形完了後のハット状断面の成形部品の連結壁の幅よりも大きく、予備成形体２０の角部２２の曲率は、最終形状の成形部品の角部の曲率よりも大きく設定されている。すなわち、予備成形型と増肉成形型の寸法や形状が、予備成形体２０と最終成形部品の寸法や形状が、上記の関係になるように予め設定されている。これにより、予備成形体２０の連結壁２１や角部２２にある余分な材料を、増肉工程において角部の板厚増加分の材料へ、持っていくことが可能になっている。

したがって、成形部品の断面形状の大幅な変更を要することなく、剛性が不足する部位である屈曲した角部を、増肉することで、剛性を向上させることが可能である。

つまり、成形部品の素材として、角部の肉厚減少分を見込んだ厚板のブランク材を使用することによる部品重量の増加および材料コスト（製造コスト）の上昇を、抑制することができる。また、加圧成形は、溶接と比較し、良好な生産性を有するため、製造コストの上昇を、抑制することが可能である。

図１２〜図１４は、実施の形態１に係る成形部品が適用される別の車両用構造部材を説明するための斜視図である。

車両用構造部材９０は、図１に示されるサスペンション部品に限定されず、例えば、図１２に示されるリンク部品９１、図１３に示されるブラケット部品９２、図１４に示されるサイドシルアウターレインフォース等のボディ本体部品９３に、適用することも可能である。

図１５は、本発明の実施の形態１に係る変形例を説明するための断面図である。

増肉装置１５０の上方型部は、上型１７０、上部補助型１８０および上部雄型１９０を有する形態に限定されず、一体化された型構造体１９０Ａを有することも可能である。この場合、上方型部の型構造の変更に対応させた突縁部１７８Ａを設けることが好ましい。

以上のように、実施の形態１において、成形部品の角部の肉厚を、他の部位つまり側壁および連結壁の肉厚より大きくすることが可能である。したがって、屈曲した角部を有する成形部品の製造コスト低減および軽量化を図ることが可能である製造方法、屈曲した角部を有する成形部品の製造コスト低減および軽量化を図ることが可能である製造装置、および、製造コスト低減および軽量化を図ることが可能である、屈曲した角部を有する成形部品を、提供することができる。

次に、実施の形態２を説明する。なお、以下において、実施の形態１と同様の機能を有する部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。

図１６は、実施の形態２に係る増肉装置を説明するための断面図、図１７は、実施の形態２に係る増肉工程における加圧成形を説明するための断面図、図１８は、加圧成形における材料の流動を説明するための拡大図、図１９は、加圧成形の完了時を説明するための断面図である。

実施の形態２に係る増肉装置の上部雄型２９０は、実施の形態１と異なり、略平坦な押圧面２９２を有しており（図１６参照）、角部の肉厚の増加のみならず、ハット状断面の予備成形体の連結壁をも増肉させている。

増肉工程における加圧成形の途中において、予備成形体２０の連結壁２１は、コア部２７７および下部補助型２８５の端面に当接するように窪み変形する際、予備成形体２０の角部２２は、突出する（図１７参照）。

そして、加圧成形の進行に伴って、予備成形体２０の連結壁２１および角部２２がさらに変形することで、角部２２の突出が解消され、角部２２の突出している部位の材料が集まることで（図１８参照）、実施の形態１の場合と同様に、成形部品の角部の肉厚が増加する（図１９参照）。

一方、実施の形態１と異なり、上部雄型２９０の押圧面２９２は、略平坦であるため、押圧面２９２と予備成形体２０の連結壁２１との間には、比較的大きな空所が形成されている。そのため、角部２２の突出が解消される際、角部２２の突出している部位の材料の一部が、連結壁２１に容易に流入する（図１８参照）。したがって、成形部品の連結壁の肉厚が増加する（図１９参照）。なお、符号２８０は、上部補助型を示している。

以上のように、実施の形態２は、成形部品の角部および連結壁の肉厚を、増加させることが可能であり、例えば、連結壁の肉厚を、側壁の肉厚より大きい成形部品を得ることができる。

次に、実施の形態３を説明する。

図２０は、本発明の実施の形態３に係る増肉装置を説明するための断面図、図２１は、加圧成形における材料の流動を説明するための拡大図である。

実施の形態３に係る増肉装置の上部雄型３９０の押圧面３９２は、実施の形態２と異なり、内向き湾曲形状を呈し、略平坦な基部３９３および突出するテーパ状縁部３９４を有しており、角部の肉厚の増加を引く起こす材料の流動特性が変化している。

増肉工程における加圧成形においては、予備成形体２０の連結壁２１が、加圧成形の途中において、コア部３７７および下部補助型３８５の端面に当接するように窪む変形する際、予備成形体２０の角部２２は、押圧面３９２のテーパ状縁部３９４の湾曲面に沿って突出する。

そして、加圧成形の進行に伴って、予備成形体２０の連結壁２１および角部２２がさらに変形することで、角部２２の突出が解消され、角部２２の突出している部位の材料が集まることで、成形部品の角部の肉厚が増加する。

一方、上部雄型３９０の押圧面３９２の基部３９３は、略平坦であるため、基部３９３と予備成形体２０の連結壁２１との間には、比較的大きな空所が形成されている。そのため、角部２２の突出が解消される際、角部２２の突出している部位の材料の一部が、実施の形態２の場合と同様に、連結壁２１に容易に流入することで、成形部品の連結壁の肉厚が増加する。

この時、予備成形体２０の角部２２が当接している上部雄型３９０の押圧面３９２のテーパ状縁部３９４は、湾曲しているため、連結壁２１への材料の流入が促進される。なお、符号３８０は、上部補助型を示している。

以上のように、実施の形態３は、成形部品の連結壁の肉厚を、実施の形態２に比較し、より容易に増加させることが可能である。

次に、実施の形態４を説明する。

図２２は、実施の形態４に係る増肉装置を説明するための断面図、図２４は、加圧成形における材料の流動を説明するための拡大図である。

実施の形態４に係る増肉装置の上部雄型４９０の押圧面４９２は、実施の形態３と異なり、内向き湾曲形状の窪み部４９５を、さらに有する。窪み部４９５は、略平坦な基部４９３とテーパ状縁部４９４の境界に配置され、一体として連続的な押圧面を形成しており、角部の肉厚の増加を引く起こす材料の流動特性が、変化している。

増肉工程における加圧成形においては、予備成形体２０の連結壁２１が、加圧成形の途中において、コア部４７７および下部補助型４８５の端面に当接するように窪む変形する際、予備成形体２０の角部２２は、押圧面４９２のテーパ状縁部４９４および窪み部４９５に沿って突出する。

そして、加圧成形の進行に伴って、予備成形体２０の連結壁２１および角部２２がさらに変形する際、角部２２の突出が解消され、角部２２の突出している部位の材料が集まることで、成形部品の角部の肉厚が増加する。

一方、上部雄型４９０の押圧面４９２の基部４９３は、略平坦であるため、基部４９３と予備成形体２０の連結壁２１との間には、比較的大きな空所が形成されている。そのため、角部２２の突出が解消される際、角部２２の突出している部位の材料の一部が、連結壁２１に容易に流入することで、成形部品の連結壁の肉厚が増加する。

この時、予備成形体２０の角部２２が当接している上部雄型４９０の押圧面４９２のテーパ状縁部４９４は、湾曲しているため、実施の形態３と同様に、連結壁２１への材料の流入が促進される。

しかし、窪み部４９５の存在により、角部２２への材料の流入も引き起こされるため、実施の形態３に比較し、角部の肉厚がより増加する。つまり、連結壁２１への材料の流入は、窪み部４９５の形状を変更することで、制御することが可能である。なお、符号４８０は、上部補助型を示している。

以上のように、実施の形態４は、成形部品の角部の肉厚を、実施の形態３に比較し、より増加させることが可能である。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、実施の形態１に係る変形例を、実施の形態２〜４に適用することも可能である。

本発明の実施の形態１に係る成形部品が適用される車両用構造部材を説明するための平面図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩに関する断面図である。 図２の部分拡大図である。 本発明の実施の形態１に係る成形部品の製造装置における予備成形装置を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態１に係る成形部品の製造装置における増肉装置の成形型を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態１に係る成形部品の製造方法における予備成形工程におけるワークセットを説明するための断面図である。 図６に続く、加圧成形を説明するための断面図である。 増肉工程におけるワークセットの開始を説明するための断面図である。 図８に続く、ワークセットの完了説明するための断面図である。 図９に続く、加圧成形を説明するための断面図である。 図１０の拡大断面図である。 本発明の実施の形態１に係る成形部品が適用される別の車両用構造部材を説明するための斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る成形部品が適用される別の車両用構造部材を説明するための斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る成形部品が適用される別の車両用構造部材を説明するための斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る変形例を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態２に係る増肉装置を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態２に係る増肉工程における加圧成形を説明するための断面図である。 加圧成形における材料の流動を説明するための拡大図である。 加圧成形の完了時を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態３に係る増肉装置を説明するための断面図である。 加圧成形における材料の流動を説明するための拡大図である。 本発明の実施の形態４に係る増肉装置を説明するための断面図である。 加圧成形における材料の流動を説明するための拡大図である。

符号の説明

１０・・ブランク材、
１１・・第１部位、
１３・・第２部位、
２０・・予備成形体、
２１・・連結壁、
２２・・角部、
２３・・側壁、
２４・・端面、
８０，８５・・成形部品、
８１，８６・・連結壁、
８２，８７・・角部、
８３，８８・・側壁、
９０・・車両用構造部材、
９１・・リンク部品、
９２・・ブラケット部品、
９３・・ボディ本体部品、
１００・・予備成形装置、
１１０・・ホルダ、
１１２・・駆動装置、
１１５・・ホルダ、
１１７・・ピン、
１１８・・支持装置、
１３０・・上型、
１３３・・外周部、
１３４・・キャビティ面、
１３５・・下型、
１３７・・外周部、
１３８・・開口部、
１３９・・スペーサ、
１４０・・上部補助型、
１４２・・スプリング、
１４３・・押圧面、
１４５・・下部雄型、
１４７・・押圧面、
１５０・・増肉装置、
１６０・・ホルダ、
１６２・・駆動装置、
１６５・・ホルダ、
１７０・・上型、
１７５・・下型、
１７７・・コア部、
１７８，１７８Ａ・・突縁部、
１８０・・上部補助型、
１８２・・スプリング、
１８３・・外周部、
１８４・・側壁、
１８５・・下部補助型、
１８７・・支持装置、
１９０・・上部雄型、
１９０Ａ・・型構造体、
１９２・・押圧面、
２７７・・コア部、
２８０・・上部補助型、
２８５・・下部補助型、
２９０・・上部雄型、
２９２・・押圧面、
３７７・・コア部、
３８０・・上部補助型、
３８５・・下部補助型、
３９０・・上部雄型、
３９２・・押圧面、
３９３・・基部、
３９４・・テーパ状縁部、
４７７・・コア部、
４８０・・上部補助型、
４８５・・下部補助型、
４９０・・上部雄型、
４９２・・押圧面、
４９３・・基部、
４９４・・テーパ状縁部、
４９５・・窪み部。

Claims (17)

1. 板状のブランク材を加圧成形することにより、屈曲した角部を有する成形部品を製造する方法であって、
   前記ブランク材を加圧成形して得られるハット状断面の予備成形体の角部の肉厚を、第１増肉型部および第２増肉型部を有する成形型を用いる加圧成形によって増加させる増肉工程を有し、
   前記予備成形体は、離間する一対の側壁と、前記側壁の端部同士を連結する連結壁と、前記側壁と前記連結壁とを接続している前記角部と、を有し、
   前記第１増肉型部は、前記連結壁を介して側壁側に配置され、
   前記第２増肉型部は、前記連結壁を介して前記第１増肉型部の逆側に配置され、かつ、外向き湾曲形状の押圧面を有しており、
   前記増肉工程において、前記連結壁は、前記第２増肉型部の前記外向き湾曲形状の押圧面によって、前記第１増肉型部に対して押圧されて、前記連結壁の材料が前記角部に流動し、前記角部の肉厚の増加を引き起こす
   ことを特徴とする成形部品を製造する方法。
2. 板状のブランク材を加圧成形することにより、屈曲した角部を有する成形部品を製造する方法であって、
   前記ブランク材を加圧成形して得られるハット状断面の予備成形体の角部の肉厚を、第１増肉型部および第２増肉型部を有する成形型を用いる加圧成形によって増加させる増肉工程を有し、
   前記予備成形体は、離間する一対の側壁と、前記側壁の端部同士を連結する連結壁と、前記側壁と前記連結壁とを接続している前記角部と、を有し、
   前記第１増肉型部は、前記連結壁を介して側壁側に配置され、
   前記第２増肉型部は、前記連結壁を介して前記第１増肉型部の逆側に配置され、かつ、内向き湾曲形状の押圧面を有し、前記押圧面は、略平坦な基部および突出するテーパ状縁部を有しており、
   前記増肉工程において、前記連結壁は、前記第２増肉型部の前記内向き湾曲形状の押圧面によって、前記第１増肉型部に対して押圧され、前記角部は、前記テーパ状縁部の湾曲面に沿って突出し、加圧成形の進行に伴って、前記連結壁および前記角部がさらに変形することで、前記角部の突出が解消され、前記角部の突出している部位の材料が流動して集まることで、前記角部の肉厚の増加を引き起こし、かつ、前記角部の突出している部位の材料の一部が、前記テーパ状縁部の湾曲面に沿って前記連結壁に流動し、前記連結壁の肉厚の増加を引き起こす
   ことを特徴とする成形部品を製造する方法。
3. 前記第２増肉型部の押圧面は、前記基部と前記テーパ状縁部の境界に配置される内向き湾曲形状の窪み部を有しており、
   前記増肉工程において、前記窪み部の存在により、前記角部への材料の流入が促進されることを特徴とする請求項２に記載の成形部品を製造する方法。
4. 前記増肉工程の前に、前記ブランク材を加圧成形し、前記予備成形体を成形する予備成形工程を、さらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形部品を製造する方法。
5. 前記増肉工程において、前記予備成形体の側壁を拘束した状態で、前記予備成形体の連結壁を、前記側壁側へ押圧することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成形部品を製造する方法。
6. 前記増肉工程において、前記予備成形体の側壁を拘束する際、前記側壁における前記角部と反対側の端面を、前記成形型に当接させることを特徴とする請求項５に記載の成形部品を製造する方法。
7. 板状のブランク材を加圧成形することにより、屈曲した角部を有する成形部品を製造する装置であって、
   前記ブランク材を加圧成形して得られるハット状断面の予備成形体の角部の肉厚を、加圧成形によって増加させる増肉装置を有し、
   前記予備成形体は、離間する一対の側壁と、前記側壁の端部同士を連結する連結壁と、前記側壁と前記連結壁とを接続している前記角部と、を有し、
   前記増肉装置の成形型は、
   前記連結壁を介して側壁側に配置される第１増肉型部と、
   前記連結壁を介して前記第１増肉型部の逆側に配置される第２増肉型部と、を有し、
   前記第２増肉型部は、外向き湾曲形状の押圧面を有しており、前記連結壁を、前記第１増肉型部に対して押圧し、前記連結壁の材料を前記角部に流動させ、前記角部の肉厚の増加を引き起こす
   ことを特徴とする成形部品を製造する装置。
8. 板状のブランク材を加圧成形することにより、屈曲した角部を有する成形部品を製造する装置であって、
   前記ブランク材を加圧成形して得られるハット状断面の予備成形体の角部の肉厚を、加圧成形によって増加させる増肉装置を有し、
   前記予備成形体は、離間する一対の側壁と、前記側壁の端部同士を連結する連結壁と、前記側壁と前記連結壁とを接続している前記角部と、を有し、
   前記増肉装置の成形型は、
   前記連結壁を介して側壁側に配置される第１増肉型部と、
   前記連結壁を介して前記第１増肉型部の逆側に配置される第２増肉型部と、を有し、
   前記第２増肉型部は、内向き湾曲形状の押圧面を有し、前記押圧面は、略平坦な基部および突出するテーパ状縁部を有しており、前記連結壁を、前記第１増肉型部に対して押圧し、前記角部が前記テーパ状縁部の湾曲面に沿って突出し、加圧成形の進行に伴って、前記連結壁および前記角部がさらに変形することで、前記角部の突出が解消され、前記角部の突出している部位の材料が流動して集まることで、前記角部の肉厚の増加を引き起こし、かつ、前記角部の突出している部位の材料の一部が、前記テーパ状縁部の湾曲面に沿って前記連結壁に流動し、前記連結壁の肉厚の増加を引き起こす
   ことを特徴とする成形部品を製造する装置。
9. 前記第２増肉型部の押圧面は、前記基部と前記テーパ状縁部の境界に配置される内向き湾曲形状の窪み部を有しており、前記窪み部の存在により、前記角部への材料の流入が促進されることを特徴とする請求項８に記載の成形部品を製造する装置。
10. 前記ブランク材を加圧成形し、前記予備成形体を成形する予備成形装置を、有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の成形部品を製造する装置。
11. 前記予備成形装置の成形型は、前記ブランク材を屈曲させるための第１予備成形型部を有し、
    前記第１予備成形型部の押圧面は、外向き湾曲形状を有し、
    前記予備成形体の連結壁は、前記第１予備成形型部によって押圧されることによって、外向き湾曲形状を呈することを特徴とする請求項１０に記載の成形部品を製造する装置。
12. 前記増肉装置の成形型は、前記予備成形体の側壁を拘束した状態で、前記予備成形体の連結壁を、前記側壁側へ押圧することを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の成形部品を製造する装置。
13. 前記増肉装置の成形型は、前記予備成形体の側壁を拘束する際、前記側壁における前記角部と反対側の端面が当接する当接部位を有することを特徴とする請求項１２に記載の成形部品を製造する装置。
14. 前記増肉装置の成形型は、前記予備成形体の側壁を介して前記第１増肉型部の逆側に配置される第３増肉型部を有し、
    前記第１増肉型部および前記第３増肉型部は、前記予備成形体の側壁を拘束することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の成形部品を製造する装置。
15. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形部品を製造する方法によって製造された屈曲した角部を有する成形部品であって、
    前記角部の肉厚は、少なくとも前記側壁の肉厚より大きい
    ことを特徴とする屈曲した角部を有する成形部品。
16. 前記連結壁の肉厚は、前記側壁の肉厚より大きいことを特徴とする請求項１５に記載の屈曲した角部を有する成形部品。
17. 車両用構造部材に適用されることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の屈曲した角部を有する成形部品。

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