KR20220018576A

KR20220018576A - 구조 부재의 제조 방법 및 제조 장치

Info

Publication number: KR20220018576A
Application number: KR1020227000509A
Authority: KR
Inventors: 료 다바타; 야스히로 이토
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2040-07-02
Also published as: CN114025894B; CN114025894A; US20220250132A1; EP3995223A1; MX2021015982A; EP3995223A4; US11712730B2; WO2021002425A1; JPWO2021002425A1; JP6849160B1; KR102662617B1

Abstract

이 구조 부재의 제조 방법은, 중간 공정과 굽힘 공정을 갖는다. 중간 공정에서, 프레스에 의해, 홈부의 바닥벽에, 상기 홈부의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 도중 위치와 상기 도중 위치를 사이에 두는 양옆 위치 사이에서 고저차를 마련함으로써, 상기 바닥벽에, 평면으로 보아 오목형 만곡 형상 또한 상기 종단면으로 보아 볼록형 만곡 형상을 이루는 제1 만곡부, 및 평면으로 보아 볼록형 만곡 형상 또한 상기 종단면으로 보아 오목형 만곡 형상을 이루는 제2 만곡부 중 적어도 한쪽을 형성한다.

Description

구조 부재의 제조 방법 및 제조 장치

본 발명은 구조 부재의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.

본원은 2019년 7월 4일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2019-125318호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.

자동차 차체의 구조 부재인 서스펜션 부품은, 자동차의 조종 안정성에 영향을 미치는 중요한 부품이다. 예를 들어, 프론트 로워 암(이하, 간단히 「로워 암」이라고 하는 경우도 있음)은, 타이어의 위치 및 방향의 유지, 차량 선회 시의 횡력 유지, 충격 입력 시의 보디측으로의 충격 전달 차단, 연석 올라앉음 시의 강도 유지 등의 역할을 담당하고 있다. 이들 역할에 관하여 높은 성능을 실현하기 위한 검토를 본 발명자들이 행한 결과, 로워 암의 각 부위 중에서도, 특히 만곡 에지의 부분의 강도를 높이는 것이 중요하다는 결론에 이르렀다.

평판 소재를 가공하여 강도를 높이는 가공 기술이 특허문헌 1 내지 3에 개시되어 있다.

즉, 특허문헌 1에 기재된 기술은, 평판상의 가공재를, 폭 방향 중앙부측에 형성되는 저부와, 이 저부의 폭 방향의 양측에 위치하는 좌우의 측벽부와, 이들 좌우의 측벽부의 폭 방향 단부에 형성되는 한 쌍의 플랜지부를 구비한 폐단면 구조체로 성형하는 방법이다. 그리고, 이 폐단면 구조체의 성형 방법은, 이하의 각 공정을 구비한다: 긴 변 방향 및 폭 방향으로 최종의 폐단면 형상에서 요구되는 곡률 형상으로 상기 가공재를 프레스 성형하는 제1 공정과; 상기 제1 공정에서 성형한 상기 가공재에 대하여, 상기 저부를 판 두께 방향으로부터 제1 펀치와 패드 사이에 끼워 넣음으로써, 상기 좌우의 측벽부가 대향하도록 굽힘 성형하는 제2 공정과; 상기 제2 공정에서 성형된 상기 가공재의 상기 저부를 상기 패드 상에 배치한 상태에서, 한 쌍의 압박 캠의 압입 동작에 의해 상기 좌우의 측벽부를 서로 근접하는 방향으로 이동시켜 상기 한 쌍의 플랜지부끼리를 맞대고, 상기 패드의 상기 저부를 지지하고 있는 지지면과 상기 한 쌍의 압박 캠의 상기 좌우의 측벽부를 압입한 압입면으로 최종의 폐단면 형상과 동일 공간 형상의 다이 캐비티를 구획 형성함과 함께, 상기 한 쌍의 플랜지부의 상방에 배치한 제2 펀치의 밀어내림부에서 상기 한 쌍의 플랜지부를 상기 캐비티측에 밀어내림으로써, 상기 저부 및 상기 좌우의 측벽부를 상기 다이 캐비티의 상기 지지면 및 상기 압입면을 향하여 누르는 제3 공정.

또한, 특허문헌 2에 기재된 기술은, 평판상의 가공재를, 긴 변 방향으로 연장되는 복수의 굽힘선으로 되는 위치에서 구부려, 상기 가공재의 폭 방향 중앙부측에 형성되는 저부와, 이 저부의 폭 방향 양측에 위치하는 좌우의 측벽부를 구비한 폐단면 구조체로 성형하는 방법이다. 그리고, 이 폐단면 구조체의 성형 방법은, 이하의 각 공정을 구비한다: 프레스 성형에 의해, 상기 가공재에 대하여 긴 변 방향 및 폭 방향으로 최종의 폐단면 형상에서 요구되는 곡률 형상으로 성형함과 함께, 최종의 폐단면 형상에서 굽힘선으로 되는 위치에 굽힘 유도선을 부여하는 제1 공정과; 상기 제1 공정에서 성형한 상기 가공재에 대하여, 상기 저부를 판 두께 방향으로부터 펀치와 패드 사이에 끼워 넣고, 한 쌍의 다이스 사이에 상기 펀치를 압입함으로써, 상기 좌우의 측벽부가 근접하는 방향으로 굽힘 성형하는 제2 공정과; 상기 제2 공정에서 성형한 상기 가공재의 상기 저부 상에, 상기 최종의 폐단면 형상과 동일 외주 형상의 플러그를 배치한 상태에서, 상기 저부 및 상기 좌우의 측벽부를 상기 플러그의 외주에 누름으로써 상기 굽힘 유도선을 경계로 하여 상기 저부 및 상기 좌우의 측벽부를 굽힘 성형하는 제3 공정.

또한, 특허문헌 3에 기재된 기술은, 평판상의 가공재를, 바닥면부가 긴 변 방향을 따라 만곡된 폐단면 구조로 성형하여 폐단면 구조 부재를 제조하는 방법이다. 그리고, 이 폐단면 구조 부재의 제조 방법은, 이하의 각 공정을 구비한다: 상기 가공재의 적어도 바닥면부 위치에 대하여, 각각이 오목 형상 혹은 볼록 형상으로 이루어지는 제1 면외 변형부를 상기 긴 변 방향을 따라 복수 형성함과 함께, 굴곡부를 형성하는 제1 성형 공정과; 상기 가공재의 바닥면부 위치를 패드와 펀치 사이에 끼워 넣은 상태에서, 상기 펀치를 다이 사이에 압입함으로써, 패드와 펀치로 상기 제1 면외 변형부를 압궤함과 함께 상기 굴곡부를 굽힘 성형하는 제2 성형 공정.

또한, 특허문헌 4에 기재된 기술은, 펀치와, 상기 펀치에 인접하여 배치되는 블랭크 홀더와, 다이 어깨 및 판 누름면을 포함하는 다이로서, 상기 다이 어깨의 연장 방향을 따라 상기 다이 어깨의 일부의 영역이 오목 형상으로 만곡된 다이를 구비하는 프레스 장치이다. 그리고, 이 프레스 장치에서는, 상기 다이 어깨의 상기 오목 형상으로 만곡된 영역 이외의 영역에 있어서의 상기 다이 어깨의 상기 판 누름면측의 R 정지로 정의되는 다이 어깨 경계선과, 상기 블랭크 홀더의 에지의 수평 방향에서의 거리가, 상기 다이 어깨의 상기 오목 형상으로 만곡된 영역에 있어서의 상기 다이 어깨 경계선과, 상기 블랭크 홀더의 에지의 수평 방향에서의 거리보다 넓다.

또한, 특허문헌 5에 기재된 기술은, 하중의 입력면과 대략 평행으로 배치되는 판상의 본체부와, 이 본체부의 적어도 일 측연부를 따라 연속 설치된 대략 파이프상의 보강부를 구비하여 이루어지는 차량용 서스펜션 암이다.

또한, 특허문헌 6에 기재된 기술은, 제1 에지부 및 상기 제1 에지부에 대향하는 제2 에지부를 갖는 천장판부와, 상기 제2 에지부로부터 상기 천장판부와 교차하는 방향으로 연장되는 벽부와, 상기 제1 에지부에 마련되는 상기 폐단면부를 갖는 구조 부재이다. 이 구조 부재에서는, 상기 제1 에지부가, 상기 천장판부에 대한 평면으로 보아 상기 천장판부의 내측을 향하여 만곡되고, 상기 구조 부재의 상기 제1 에지부로부터 상기 제2 에지부까지의 거리를 구조 부재 폭으로 하였을 때, 상기 폐단면부가, 상기 천장판부의 만곡 내측에 마련되고 상기 구조 부재 폭의 방향을 따른 상기 구조 부재의 수직 단면에 있어서 폐단면을 형성하고, 상기 구조 부재 폭의 방향을 따른 상기 구조 부재의 수직 절단면이 개단면을 갖고, 상기 폐단면부를 포함하는 상기 구조 부재의 상기 수직 절단면의 형상이, 상기 구조 부재 폭의 길이 중앙에 대하여 비대칭이다.

일본 특허 공개 제2013-244511호 공보 일본 특허 공개 제2013-244512호 공보 일본 특허 공개 제2012-152765호 공보 일본 특허 공개 제2017-127898호 공보 일본 특허 공개 평8-188022호 공보 국제 공개 제2019/103152호

그러나, 특허문헌 1 내지 5에 개시된 어느 것도, 로워 암의 만곡 에지와 같은, 중립축으로부터 이격된 위치에 만곡된 보강부를 형성할 수 있는 기술은 아니었다. 또한, 여기서 말하는 중립축이란, 로워 암의, 만곡 에지와, 만곡 에지와는 반대측에 있는 에지 사이의 중심 위치를 통과하는 축선이다.

특히, 로워 암의 만곡 에지와 같이, 평판상의 천장판부를 남긴 채, 그 에지부를 따라 작은 곡률 반경의 구부러짐을 갖는 보강부를 형성하는 것은 곤란하였다. 예를 들어 특허문헌 1 내지 5의 기술을 적용하려고 한 경우, 이들 개시된 기술에 기초하여 튜브상의 별도 부품을 제조하고, 이 별도 부품을 만곡 에지에 용접하여 보강부로 하는 것도 고려된다. 그 일례가 특허문헌 6에 개시되어 있다. 그러나, 별도 부품을 만곡 에지에 용접하여 보강부로 하는 것은, 용접 시공성 및 제작 비용의 관점에서 과제가 있었다. 애당초, 특허문헌 1 내지 6에 개시된 기술을 사용하여 작은 곡률 반경을 갖는 보강부를 성형하는 것은 곤란하며, 그 긴 변 방향을 따라 본 경우에 부분적인 단면 형상의 찌그러짐이 생길 우려가 높다. 또한, 찌그러짐을 방지하기 위해 코어를 사용하였다고 해도, 이번에는 성형 후에 코어가 빠지지 않게 될 우려가 높다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 별도 부품을 사용하지 않고 천장판부의 만곡 에지를 보강할 수 있는, 구조 부재의 제조 방법 및 제조 장치의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하고 이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 채용하고 있다.

(1) 본 발명의 일 양태에 관한 구조 부재의 제조 방법은, 만곡 에지를 갖는 천장판부와, 상기 만곡 에지의 연장 방향을 따라 상기 천장판부와 일체로 형성되며 또한 상기 만곡 에지의 연장 방향에 직교하는 단면이 폐단면 형상 또는 개단면 형상인 만곡 보강부를 갖는 구조 부재를, 평판 소재로 제조하는 방법으로서, 상기 평판 소재 중, 상기 천장판부에 대응하는 제1 부위를 끼움 지지한 상태에서, 상기 제1 부위에 이어지는 제2 부위를 상기 평판 소재의 면에 대하여 교차하는 방향으로 프레스함으로써, 상기 평판 소재 중에서 상기 만곡 에지로 되는 부위를 따라, 홈부 및 상기 홈부에 이어지는 종벽부를 형성하는 중간 공정과; 상기 중간 공정 후에, 상기 종벽부의 상단 에지를, 상기 천장판부에 접근하는 이동을 허용한 채 상기 홈부를 향하여 밀어내림으로써, 상기 상단 에지를 상기 천장판부를 향하여 절곡하는 굽힘 공정;을 갖고, 상기 중간 공정에서, 상기 프레스에 의해, 상기 홈부의 바닥벽에, 상기 홈부의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 도중 위치와 상기 도중 위치를 사이에 두는 양옆 위치 사이에서 고저차를 마련함으로써, 상기 바닥벽에, 평면으로 보아 오목형 만곡 형상 또한 상기 종단면으로 보아 볼록형 만곡 형상을 이루는 제1 만곡부, 및 평면으로 보아 볼록형 만곡 형상 또한 상기 종단면으로 보아 오목형 만곡 형상을 이루는 제2 만곡부 중 적어도 한쪽을 형성한다.

상기 (1)에 기재된 구조 부재의 제조 방법에 따르면, 중간 공정의 프레스로, 연장 방향을 따라 종단면으로 본 바닥벽에 제1 만곡부 및 제2 만곡부 중 적어도 한쪽을 마련하였기 때문에, 구조 부재의 만곡 보강부의 구부러짐 방향과 동일한 방향의 구부러짐을 다음 공정보다 전에, 바닥벽에 부여할 수 있다. 더불어, 바닥벽에 제1 만곡부 및 제2 만곡부 중 적어도 한쪽을 형성하도록 구부림으로써, 이 바닥벽에 이어지는 종벽부의 상단 에지를 신장 플랜지 변형 또는 수축 플랜지 변형시킬 수 있다. 이 신장 플랜지 변형 또는 수축 플랜지 변형에 의해, 종벽부를, 그 상단 에지가 제1 부위에 접근하도록 경사시킬 수 있으므로, 계속되는 굽힘 공정에서 종벽부를 절곡하는 것이 용이하게 된다. 따라서, 코어를 사용하지 않아도, 폐단면 형상 또는 개단면 형상을 갖는 만곡 보강부를 형성할 수 있고, 구조 부재의 강성을 높이는 것이 가능하게 된다. 여기서, 굽힘 공정 시에, 만곡 보강부의 형상을 무너뜨리지 않고 성형할 수 있는 것, 균열을 일으키지 않는 것의 두가지 점을 포인트로서 예시할 수 있다. 상기 양태에서는, 중간 공정에 의해, 종벽부에 신장 플랜지 변형 또는 수축 플랜지 변형이라는 예비변형을 행하여, 재료의 변형 범위를 국소적으로 한정하지 않고 넓은 범위에서 행하게 한다. 이에 의해, 상기 두가지 점을 달성할 수 있다.

또한, 중간 공정의 프레스 성형 시에, 천장판부에 대응하는 제1 부위를 완전히 고정하는 것이 아니라, 끼움 지지한 상태로 하고 있다. 그 때문에, 제1 부위가 그 평면 외로 이동 및 변형되는 것을 제한하고 있지만, 제1 부위의 일부가 제2 부위를 향하는 메탈 플로는 허용하고 있다.

상기 중간 공정의 상기 프레스에 의해, 상기 바닥벽에, 평면으로 보아서는 오목형 만곡 형상이며 또한 상기 종단면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상인 제1 만곡부를 형성한 경우에는, 만곡 보강부에, 평면으로 보아 오목형의 부분을 형성할 수 있다. 또한, 상기 중간 공정의 상기 프레스에 의해, 상기 바닥벽에, 평면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상이며 또한 상기 종단면으로 보아서는 오목형 만곡 형상인 제2 만곡부를 형성한 경우에는, 만곡 보강부에, 평면으로 보아 볼록형의 부분을 형성할 수 있다. 여기서, 제1 만곡부 및 제2 만곡부는, 각각 바닥벽의 일부여도 되고 전부여도 된다.

그리고, 굽힘 공정 후에, 상단 에지를 천장판부에 접합하면 폐단면 형상의 보강부가 형성된다. 또한, 굽힘 공정 후에, 상단 에지를 천장판부로부터 이격된 상태로 하면 개단면 형상의 만곡 보강부가 형성된다.

또한, 상기 「만곡」의 형상은, 일정한 곡률 반경을 갖는 원호 형상에만 한하지 않고, 예를 들어 타원 형상이나 포물 형상과 같이 원호 형상이 아닌 곡선 형상을 포함해도 된다. 나아가, 만곡 형상에 직선 형상을 일부에 포함해도 된다. 또한, 「만곡」의 형상은, 평면으로 보아, 그 긴 변 방향의 중앙 위치를 경계로 하여, 대칭 형상 및 비대칭 형상 중 어느 쪽이어도 된다.

(2) 상기 (1)에 기재된 양태에서는, 상기 중간 공정의 상기 프레스에 의해, 상기 홈부의, 상기 홈부의 연장 방향에 직교하는 단면의 내형을 따른 단면선 길이를 보았을 때, 상기 도중 위치에서의 상기 단면선 길이를 상기 양옆 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비를 0.7 내지 1.3의 범위 내로 해도 된다.

상기 (2)에 기재된 양태의 경우, 만곡 보강부의 연장 방향을 따른 각 위치에서의 단면 형상의 크기를 대략 동등하게 맞출 수 있다. 더불어, 만곡 보강부 중 평면으로 보아 천장판부에 겹치는 부분에 균열이나 주름 등의 성형 문제가 생기는 것을 방지할 수 있다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 양태에서는, 상기 중간 공정의 상기 프레스에 의해, 상기 제1 만곡부 및 상기 제2 만곡부 중 적어도 한쪽에 있어서, 상기 바닥벽의 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R(mm)을, 상기 바닥벽의 상기 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로 제산한 R/R1비를 0.2 내지 1.2의 범위 내로 해도 된다.

상기 (3)에 기재된 양태의 경우, 중간 공정 후의 제1 만곡부 또는 제2 만곡부에 있어서의 상기 고저차가 과도하게 크거나 작거나 하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 만곡 보강부에 있어서의 치수 불량, 잘록부, 파단과 같은 문제 발생을 피할 수 있다.

제1 만곡부 또는 제2 만곡부를 복수 포함하는 경우, 곡률 반경 R, R1은, 곡률 반경 R 중에서 가장 작은 값을 갖는 위치에 있어서의, 곡률 반경 R, R1의 조합을 채용한다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 양태에서는, 상기 굽힘 공정 후에, 상기 종벽부의 상단 에지의 적어도 일부를 상기 천장판부에 중첩하여 접합하고, 상기 폐단면 형상을 갖는 상기 만곡 보강부를 형성하는 접합 공정을 더 가져도 된다.

상기 (4)에 기재된 양태의 경우, 폐단면 형상의 만곡 보강부를 천장판부의 만곡 에지를 따라 형성할 수 있다.

(5) 상기 (4)에 기재된 양태에서는, 상기 접합 공정에서, 상기 상단 에지의, 상기 천장판부에 있어서의 접합 예정 위치를 넘은 이동을 규제해도 된다.

상기 (5)에 기재된 양태의 경우, 종벽부의 상단 에지는, 접합 예정 위치를 넘어 이동하지 않도록 규제하는 힘을 받는다. 이 힘을 반력으로서 얻은 종벽부는 그 단면 형상이 부풀어 오르도록 변형되기 때문에, 코어를 사용하지 않아도 적절한 폐단면 형상을 형성할 수 있다.

(6) 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 양태에서는, 상기 접합 공정 시의 상기 상단 에지가 상기 천장판부를 향하는 굴곡부를, 상기 접합 공정 전에 형성하는 상단 에지 굽힘 공정을 더 가져도 된다.

상기 (6)에 기재된 양태의 경우, 상단 에지에 굴곡부를 미리 형성해 둠으로써, 상단 에지를 밀어내려 종벽부를 구부릴 때, 상단 에지를 가압하는 면(예를 들어 금형의 가압면)에 대한 부하를 낮출 수 있다.

(7) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 양태에서는, 상기 굽힘 공정이, 상기 천장판부에 대향하는 평면으로 보아서는 상기 상단 에지의 적어도 일부가 상기 천장판부에 겹치는 한편, 측면으로 보아서는 상기 상단 에지가 상기 천장판부로부터 이격된 상태에 이르기까지, 상기 종벽부를 더 구부림으로써, 상기 개단면 형상을 갖는 상기 만곡 보강부를 형성하는 절첩 공정을 포함해도 된다.

상기 (7)에 기재된 양태의 경우, 개단면 형상의 만곡 보강부를 천장판부의 만곡 에지를 따라 형성할 수 있다.

(8) 상기 (7)에 기재된 양태에서는, 상기 절첩 공정에서 상기 종벽부를 더 구부릴 때, 상기 상단 에지의, 소정 위치를 넘은 상기 이동을 규제해도 된다.

상기 (8)에 기재된 양태의 경우, 종벽부의 상단 에지는, 소정 위치를 넘어 이동하지 않도록 규제하는 힘을 받는다. 이 힘을 반력으로서 얻은 종벽부는 그 단면 형상이 부풀어 오르도록 변형되기 때문에, 코어를 사용하지 않아도 적절한 개단면 형상을 형성할 수 있다.

(9) 상기 (7) 또는 (8)에 기재된 양태에서는, 상기 절첩 공정 시의 상기 상단 에지가 상기 천장판부를 향하는 굴곡부를, 상기 절첩 공정 전에 형성하는 상단 에지 굽힘 공정을 더 가져도 된다.

상기 (9)에 기재된 양태의 경우, 상단 에지에 굴곡부를 미리 형성해 둠으로써, 상단 에지를 밀어내려 종벽부를 구부릴 때, 상단 에지를 가압하는 면(예를 들어 금형의 가압면)에 대한 부하를 낮출 수 있다.

(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 양태에서는, 상기 중간 공정에서 상기 프레스에 의해 상기 제1 만곡부 및 상기 제2 만곡부의 양쪽을 형성함으로써, 상기 굽힘 공정 후에, 상기 천장판부에 대향하는 평면으로 보아 오목형 만곡 형상 및 볼록형 만곡 형상의 양쪽을 포함하는 상기 만곡 보강부를 형성해도 된다.

상기 (10)에 기재된 양태의 경우, 동일한 만곡 보강부 내에 복수의 만곡 형상(요철 형상)을 갖는 구조 부재를 얻을 수 있다.

(11) 본 발명의 일 양태에 관한 구조 부재의 제조 장치는, 만곡 에지를 갖는 천장판부와, 상기 만곡 에지의 연장 방향을 따라 상기 천장판부와 일체로 형성되며 또한 상기 만곡 에지의 연장 방향에 직교하는 단면이 폐단면 형상인 만곡 보강부를 갖는 구조 부재를, 평판 소재로 제조하는 장치로서, 평면으로 보아 만곡된 제1 금형 홈이 형성된 제1 다이와; 상기 제1 금형 홈에 대하여 상대적으로 접근 이간하는 제1 펀치와; 평면으로 보아 상기 제1 금형 홈보다 좁은 제2 금형 홈을 갖는 제2 다이와; 상기 제2 금형 홈에 대응한 형상의 만곡 볼록부를 갖는 제1 홀더와; 평면으로 보아, 상기 제1 홀더의 제1 종벽면에 대하여 수평 방향으로 5mm 이상 50mm 이하의 거리를 두고 대향 배치된 제2 종벽면을 갖고, 상기 제2 금형 홈에 대하여 상대적으로 접근 이간하는 제2 펀치와; 상기 제2 다이에 겹치도록 배치된 제2 홀더와; 상기 제2 금형 홈에 대하여 접근 이간하는 가압면을 갖는 패드;를 구비하고, 상기 제1 금형 홈의 바닥면이, 상기 제1 금형 홈의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 도중 위치와 상기 도중 위치를 사이에 두는 양옆 위치 사이에서 고저차를 갖고, 상기 제1 펀치의 가압면이, 상기 제1 금형 홈의 상기 바닥면에 대응한 고저차를 갖고, 상기 제1 금형 홈의 상기 바닥면이, 상기 평면으로 보아서는 오목형 만곡 형상이며 또한 상기 종단면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상을 이루는 제1 금형 만곡면, 및 상기 평면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상이며 또한 상기 종단면으로 보아서는 오목형 만곡 형상을 이루는 제2 금형 만곡면 중 적어도 한쪽을 갖고, 상기 제2 다이의 제1 천장판 지지면에 대한 성형 하사점에서의 간극이, 상기 제2 홀더의 가압면보다 상기 패드의 가압면 쪽이 크다.

상기 (11)에 기재된 구조 부재의 제조 장치에 따르면, 제1 금속 홈과 제1 펀치의 가압면 사이에 평판 소재를 끼워 성형함으로써, 구조 부재의 만곡 보강부의 구부러짐 방향과 동일한 방향의 구부러짐의 바닥벽을 갖는 홈부를, 미리 평판 소재에 부여할 수 있다. 더불어, 제1 금형 만곡면 및 제2 금형 만곡면에 대응한 요철 형상을 홈부의 바닥벽에 부여하도록 평판 소재를 구부릴 수 있으므로, 이 바닥벽에 이어지는 종벽부의 상단 에지를 신장 플랜지 변형 또는 수축 플랜지 변형시킬 수 있다. 이 신장 플랜지 변형 또는 수축 플랜지 변형에 의해, 종벽부를, 그의 상단 에지가 천장판부로 되는 부위에 접근하도록 경사시킬 수 있으므로, 다음 공정에서 종벽부를 절곡하는 것이 용이하게 된다. 또한, 제1 펀치의 가압면에 있어서의 「대응한 고저차」란, 제1 펀치의 가압면이 제1 금형 홈의 바닥면과 동일한 방향으로 구부러져 형성된 고저차를 의미하며, 제1 금형 홈의 고저차와 동일한 것이 바람직하다.

제1 금형 홈의 바닥면이, 평면으로 보아서는 오목형 만곡 형상이며 또한 종단면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상을 이루는 제1 금형 만곡면을 포함하는 경우에는, 만곡 보강부에, 평면으로 보아 오목형의 부분을 형성할 수 있다. 또한, 제1 금형 홈의 바닥면이, 평면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상이며 또한 종단면으로 보아서는 오목형 만곡 형상을 이루는 제2 금형 만곡면을 포함하는 경우에는, 만곡 보강부에, 평면으로 보아 볼록형의 부분을 형성할 수 있다. 여기서, 제1 만곡부 및 제2 만곡부는, 각각 제1 금형 만곡면 및 제2 금형 만곡면은, 제1 금형 홈의 바닥면의 일부여도 되고 전부여도 된다.

그리고, 상기 구조 부재의 제조 장치는, 상술한 바와 같이, 제2 다이, 제1 홀더, 제2 펀치를 구비하고 있다. 이 구성에 따르면, 제1 다이 및 제1 펀치에 의해 평판 소재에 홈부 및 종벽부를 형성한 후, 홈부가 제2 금형 홈과 만곡 볼록부 사이에 끼워 넣어지도록, 평판 소재를 제2 다이와 제1 홀더 사이에 끼움 지지한다. 그리고, 제2 펀치를 평판 소재에 가까이 함으로써, 홈부의 바닥벽에 굽힘을 부여할 수 있다. 그 결과, 바닥벽의 일부가 종벽부의 일부로 되고, 나아가 이 바닥벽의 일부와, 원래의 종벽부 사이에, 다음 공정에서 사용하는 구부러짐을 미리 부여할 수 있다.

그리고, 상기 구조 부재의 제조 장치는, 상술한 바와 같이, 제2 홀더와 패드를 더 구비하고 있다. 더불어, 제2 다이의 제1 천장판 지지면에 대한 성형 하사점에서의 간극이, 제2 홀더의 가압면보다 상기 패드의 가압면 쪽이 크게 되어 있다. 이 구성에 따르면, 제2 펀치에 의해 일부가 절곡된 바닥벽을 제2 금형 홈 및 제3 금형 홈 내에 수용한 후, 제2 다이와 제2 홀더 사이에 평판 소재를 끼워 넣는다. 그리고, 패드의 가압면을 종벽부의 상단 에지에 대고 밀어내림으로써, 종벽부를 구부려 제2 다이와 패드의 간극에 있어서 천장판부에 맞닿게 하고, 폐단면 형상의 만곡 보강부를 형성할 수 있다. 여기서, 제2 다이의 제1 천장판 지지면에 대한 성형 하사점에서의 간극이, 제2 홀더의 가압면보다 패드의 가압면 쪽이 크게 되어 있다. 그 때문에, 제2 홀더에 있어서는 천장판부를 확실히 끼움 지지하고, 또한 패드에 있어서는 제2 다이와의 사이에서, 천장판부 및 종벽부의 상단 에지를 끼워 넣기 위한 접합 여유부를 얻을 수 있다.

(12) 상기 (11)에 기재된 양태에서는, 상기 제1 금형 홈의, 상기 제1 금형 홈의 연장 방향에 직교하는 단면에서의 내형을 따른 단면선 길이를 보았을 때, 상기 도중 위치에서의 상기 단면선 길이를 상기 양옆 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비가 0.7 내지 1.3의 범위 내에 있어도 된다.

상기 (12)에 기재된 양태의 경우, 이 구조 부재의 제조 장치에 의해 얻은 구조 부재에 있어서, 만곡 보강부의 연장 방향을 따른 각 위치에서의 단면 형상의 크기를 대략 동등하게 맞출 수 있다. 더불어, 만곡 보강부 중 평면으로 보아 천장판부에 겹치는 부분에 균열이나 주름 등의 성형 문제가 생기는 것을 방지할 수 있다.

(13) 상기 (11) 또는 (12)에 기재된 양태에서는, 상기 제1 금형 홈의 상기 바닥면의, 상기 제1 금형 만곡면 및 상기 제2 금형 만곡면 중 적어도 한쪽에 있어서, 상기 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로, 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R(mm)을 제산한 R/R1비가 0.2 내지 1.2의 범위 내에 있어도 된다.

상기 (13)에 기재된 양태의 경우, 평판 소재를 성형하였을 때, 제1 금형 만곡면 또는 제2 금형 만곡면에 의해 형성된 상기 고저차가, 과도하게 크거나 작거나 하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 만곡 보강부에 있어서의 치수 불량, 잘록부, 파단과 같은 문제 발생을 피할 수 있다.

제1 금형 홈의 바닥면에, 제1 금형 만곡면 및 제2 금형 만곡면을 복수 포함하는 경우, 곡률 반경 R, R1은, 곡률 반경 R 중에서 가장 작은 값을 갖는 위치에 있어서의 곡률 반경 R, R1을 채용한다.

(14) 본 발명의 다른 양태에 관한 구조 부재의 제조 장치는, 만곡 에지를 갖는 천장판부와, 상기 만곡 에지의 연장 방향을 따라 상기 천장판부와 일체로 형성되며 또한 상기 만곡 에지의 연장 방향에 직교하는 단면이 개단면 형상인 만곡 보강부를 갖는 구조 부재를, 평판 소재로 제조하는 장치로서, 평면으로 보아 만곡된 제1 금형 만곡 에지를 포함하는 제2 천장판 지지면을 갖는 제3 다이와; 상기 제2 천장판 지지면에 대하여 접근 이간하는 제3 홀더와; 평면으로 보아 상기 제1 금형 만곡 에지에 인접 배치된 제4 금형 홈을 갖는 제4 다이와; 상기 제4 금형 홈에 대하여 접근 이간하는 제4 펀치와; 평면으로 보아 만곡된 제2 금형 만곡 에지를 포함하는 제3 천장판 지지면을 갖는 제5 다이와; 상기 제3 천장판 지지면에 대하여 접근 이간하는 제4 홀더와; 평면으로 보아, 상기 제4 홀더의 제3 종벽면에 대하여 수평 방향으로 5mm 이상 50mm 이하의 거리를 두고 대향 배치된 제4 종벽면을 갖는 제5 펀치와; 평면으로 보아 만곡된 제3 금형 만곡 에지를 포함하는 제4 천장판 지지면을 갖는 제6 다이와; 상기 제4 천장판 지지면에 대하여 접근 이간하는 제5 홀더와; 평면으로 보아 상기 제3 금형 만곡 에지 상에 겹치는 가압면을 갖고, 상기 제6 다이에 대하여 접근 이간하는 제6 펀치;를 구비하고, 상기 제4 금형 홈의 바닥면이, 상기 제4 금형 홈의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 도중 위치와 상기 도중 위치를 사이에 두는 양옆 위치 사이에서 고저차를 갖고; 상기 제4 펀치의 가압면이, 상기 제4 금형 홈의 상기 바닥면에 대응한 고저차를 갖고, 상기 제4 금형 홈의 상기 바닥면이, 상기 평면으로 보아서는 오목형 만곡 형상이며 또한 상기 종단면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상을 이루는 제3 금형 만곡면, 및 상기 평면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상이며 또한 상기 종단면으로 보아서는 오목형 만곡 형상을 이루는 제4 금형 만곡면 중 적어도 한쪽을 갖고, 상기 제6 다이의 상기 제4 천장판 지지면에 대한 성형 하사점에서의 간극이, 상기 제5 홀더의 가압면보다 상기 제6 펀치의 가압면 쪽이 크다.

상기 (14)에 기재된 구조 부재의 제조 장치에 따르면, 제4 금속 홈과 제4 펀치의 가압면 사이에 평판 소재를 끼워 성형함으로써, 구조 부재의 만곡 보강부의 구부러짐 방향과 동일한 방향의 구부러짐의 바닥벽을 갖는 홈부를, 미리 평판 소재에 부여할 수 있다. 더불어, 제3 금형 만곡면 및 제4 금형 만곡면에 대응한 요철 형상을 홈부의 바닥벽에 부여하도록 평판 소재를 구부릴 수 있으므로, 이 바닥벽에 이어지는 종벽부의 상단 에지를 신장 플랜지 변형 또는 수축 플랜지 변형시킬 수 있다. 이 신장 플랜지 변형 또는 수축 플랜지 변형에 의해, 종벽부를, 그의 상단 에지가 천장판부로 되는 부위에 접근하도록 경사시킬 수 있으므로, 다음 공정에서 종벽부를 절곡하는 것이 용이하게 된다. 또한, 제4 펀치의 가압면에 있어서의 「대응한 고저차」란, 제4 펀치의 가압면이 제4 금형 홈의 바닥면과 동일한 방향으로 구부러져 형성된 고저차를 의미하며, 제4 금형 홈의 고저차와 동일한 것이 바람직하다.

제4 금형 홈의 바닥면이, 평면으로 보아서는 오목형 만곡 형상이며 또한 종단면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상을 이루는 제3 금형 만곡면을 포함하는 경우에는, 만곡 보강부에, 평면으로 보아 오목형의 부분을 형성할 수 있다. 또한, 제4 금형 홈의 바닥면이, 평면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상이며 또한 종단면으로 보아서는 오목형 만곡 형상을 이루는 제4 금형 만곡면을 포함하는 경우에는, 만곡 보강부에, 평면으로 보아 볼록형의 부분을 형성할 수 있다.

그리고, 상기 구조 부재의 제조 장치는, 상술한 바와 같이 제5 다이, 제4 홀더, 제5 펀치를 구비하고 있다. 이 구성에 따르면, 제4 다이 및 제4 펀치에 의해 평판 소재에 홈부 및 종벽부를 형성한 후, 홈부가 제5 다이와 제4 홀더 사이에 끼워 넣어지도록, 평판 소재를 제5 다이와 제4 홀더 사이에 끼움 지지한다. 그리고, 제5 펀치를 평판 소재에 가까이 함으로써, 홈부의 바닥벽에 굽힘을 부여할 수 있다. 그 결과, 바닥벽의 일부가 종벽부의 일부로 되고, 나아가 이 바닥벽의 일부와, 원래의 종벽부 사이에, 다음 공정에서 사용하는 구부러짐을 미리 부여할 수 있다.

그리고, 상기 구조 부재의 제조 장치는, 상술한 바와 같이 제6 다이, 제5 홀더, 제6 펀치를 구비하고 있다. 더불어, 제6 다이의 제4 천장판 지지면에 대한 성형 하사점에서의 간극이, 제5 홀더의 가압면보다 제6 펀치의 가압면 쪽이 크게 되어 있다. 이 구성에 따르면, 종벽부를 형성한 후의 평판 소재를 제6 다이와 제5 홀더 사이에 끼움 지지한 상태에서, 종벽부의 상단 에지를, 제6 펀치의 가압면에 의해 밀어내린다. 이에 의해, 종벽부의 굽힘 가공을 행하여 개단면 형상의 만곡 보강부가 형성된다. 여기서, 제6 다이의 제4 천장판 지지면에 대한 성형 하사점에서의 간극이, 제5 홀더의 가압면보다 제6 펀치의 가압면 쪽이 크게 되어 있다. 그 때문에, 제5 홀더에 있어서는 천장판부를 확실히 끼움 지지하고, 또한 제6 펀치에 있어서는 제6 다이와의 사이에서, 개단면 형상의 만곡 보강부를 얻을 수 있다.

(15) 상기 (14)에 기재된 양태에서는, 상기 제4 금형 홈의, 상기 제4 금형 홈의 연장 방향에 직교하는 단면에서의 내형을 따른 단면선 길이를 보았을 때, 상기 도중 위치에서의 상기 단면선 길이를 상기 양옆 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비가 0.7 내지 1.3의 범위 내여도 된다.

상기 (15)에 기재된 양태의 경우, 이 구조 부재의 제조 장치에 의해 얻은 구조 부재에 있어서, 만곡 보강부의 연장 방향을 따른 각 위치에서의 단면 형상의 크기를 대략 동등하게 맞출 수 있다. 더불어, 만곡 보강부 중 평면으로 보아 천장판부에 겹치는 부분에 균열이나 주름 등의 성형 문제가 생기는 것을 방지할 수 있다.

(16) 상기 (14) 또는 (15)에 기재된 양태에서는, 상기 제4 금형 홈의 상기 바닥면의, 상기 제3 금형 만곡면 및 상기 제4 금형 만곡면 중 적어도 한쪽에 있어서, 상기 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로, 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R(mm)을 제산한 R/R1비가 0.2 내지 1.2의 범위 내에 있어도 된다.

상기 (16)에 기재된 양태의 경우, 평판 소재를 성형하였을 때, 제3 금형 만곡면 또는 제4 금형 만곡면에 의해 형성된 상기 고저차가 과도하게 크거나 작거나 하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 만곡 보강부에 있어서의 치수 불량, 잘록부, 파단과 같은 문제 발생을 피할 수 있다.

제4 금형 홈의 바닥면에, 제3 금형 만곡면 및 제4 금형 만곡면을 복수 포함하는 경우, 곡률 반경 R, R1은, 곡률 반경 R 중에서 가장 작은 값을 갖는 위치에 있어서의 곡률 반경 R, R1을 채용한다.

상기 각 양태에 관한 구조 부재의 제조 방법 및 제조 장치에 따르면, 만곡 에지를 보강하여 높은 강성을 갖는 구조 부재를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법에 의해 제조된 구조 부재를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고 (b)가 평면도이다.
도 2는 동 실시 형태의 효과의 설명 시에 비교 대상으로 되는 비교예를 도시하는 도면으로서, 제1 공정에서 사용하는 각 금형과 블랭크의 사시도이다.
도 3은 동 비교예에서 사용하는 다이의 금형 홈 바닥면의 형상을 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 A-A 화살표도이고, (b)가 긴 변 방향에 직교하는 방향으로 본 측면도이다.
도 4는 동 비교예의 제1 공정에서 성형된 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 B-B 화살표도이다.
도 5는 동 비교예의 제1 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, 도 4의 (a)의 C-C 화살표도이다.
도 6은 (a)가 동 비교예의 제2 공정, 및 제1 실시 형태의 제2 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다. (b)가 제1 실시 형태의 제2 공정에서 사용하는 홀더 및 펀치간의 수평 방향에 있어서의 상대 위치 관계를 설명하는 도면으로서, 금형 홈(m1)의 연장 방향 중앙 위치에 있어서의 종단면도이다.
도 7은 동 비교예의 제2 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 D-D 화살표도이다.
도 8은 동 비교예의 제3 공정, 및 제1 실시 형태의 제3 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다.
도 9는 동 비교예의 제3 공정을 개시하기 전의 블랭크 형상을 도시하는 도면으로서, 도 7의 (a)의 E-E 화살표도이다.
도 10은 동 비교예의 제3 공정 중의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 F-F 화살표도이다.
도 11은 동 비교예의 제2 공정에서 제3 공정에 걸친, 블랭크의 형상 변화를 (a) 내지 (f)의 순으로 시계열로 배열한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서 제1 공정에서 사용하는 각 금형과 블랭크의 사시도이다.
도 13은 동 실시 형태에서 사용하는 다이의 금형 홈 바닥면의 형상을 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 G-G 화살표도이고, (b)가 긴 변 방향에 직교하는 방향으로 본 측면도이다.
도 14는 동 실시 형태의 제1 공정에서 성형된 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 H-H 화살표도이다.
도 15는 동 실시 형태의 제1 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, 도 14의 (a)의 I-I 화살표도이다.
도 16은 동 실시 형태의 제2 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 J-J 화살표도이다.
도 17은 동 실시 형태의 제3 공정을 개시하기 전의 블랭크 형상을 도시하는 도면으로서, 도 16의 (a)의 K-K 화살표도이다.
도 18은 동 실시 형태의 제3 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 L-L 화살표도이다.
도 19는 동 실시 형태의 변형예를 도시하는 도면으로서, 제3 공정에 있어서의 블랭크를, 도 18의 (a)에 도시하는 M-M선으로 본 단면도이다.
도 20은 동 비교예의 제2 공정에서 제3 공정에 걸친, 블랭크의 형상 변화를 (a) 내지 (f)의 순으로 시계열로 배열한 사시도이다.
도 21은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법에 의해 제조된 구조 부재를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고 (b)가 평면도이다.
도 22는 동 실시 형태에 있어서 제1 공정에서 사용하는 각 금형과 블랭크의 사시도이다.
도 23은 동 실시 형태에서 사용하는 다이의 금형 홈 바닥면의 형상을 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 N-N 화살표도이고, (b)가 긴 변 방향에 직교하는 방향으로 본 측면도이다.
도 24는 동 실시 형태의 제1 공정에서 성형된 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 O-O 화살표도이다.
도 25는 동 실시 형태의 제1 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, 도 24의 (a)의 P-P 화살표도이다.
도 26은 동 실시 형태의 제2 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다.
도 27은 동 실시 형태의 제2 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 Q-Q 화살표도이다.
도 28은 동 실시 형태의 제3 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다.
도 29는 동 실시 형태의 제3 공정을 개시하기 전의 블랭크 형상을 도시하는 도면으로서, 도 27의 (a)의 R-R 화살표도이다.
도 30은 동 실시 형태의 제3 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 S-S 화살표도이다.
도 31은 동 실시 형태의 변형예를 도시하는 도면으로서, 제3 공정에 있어서의 블랭크를, 도 30의 (a)에 도시하는 T-T선으로 본 단면도이다.
도 32는 동 실시 형태의 제2 공정에서 제3 공정에 걸친, 블랭크의 형상 변화를 (a) 내지 (f)의 순으로 시계열로 배열한 사시도이다.
도 33은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법에 의해 제조된 구조 부재를 도시하는 사시도이다.
도 34는 동 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법을 설명하는 개략도로서, 블랭크의 형상 변화를 (a) 내지 (c)의 순으로 시계열로 배열한 사시도이다.
도 35는 동 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법의 1공정째를 도시하는 도면으로서, (a)가 동일 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이고, (b)가 블랭크의 사시도이고, (c)가 블랭크를 (b)의 화살표 U1로 본 측면도이다.
도 36은 동 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법의 2공정째를 도시하는 도면으로서, (a)가 동일 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이고, (b)가 블랭크의 사시도이고, (c)가 블랭크를 (b)의 화살표 U2로 본 측면도이다.
도 37은 동 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법의 3공정째를 도시하는 도면으로서, (a)가 동일 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이고, (b)가 블랭크의 사시도이고, (c)가 블랭크를 (b)의 화살표 U3으로 본 측면도이다.
도 38은 동 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법에 있어서의 블랭크의 형상 변화를 (a) 내지 (i)의 순으로 시계열로 배열한 사시도이다.
도 39는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법에 의해 제조된 구조 부재를 도시하는 사시도이다.
도 40은 동 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법을 설명하는 개략도로서, 블랭크의 형상 변화를 (a) 내지 (c)의 순으로 시계열로 배열한 사시도이다.
도 41은 동 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법의 1공정째를 도시하는 도면으로서, (a)가 동일 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이고, (b)가 블랭크의 사시도이고, (c)가 블랭크를 (b)의 화살표 V1로 본 측면도이다.
도 42는 동 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법의 2공정째를 도시하는 도면으로서, (a)가 동일 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이고, (b)가 블랭크의 사시도이고, (c)가 블랭크를 (b)의 화살표 V2로 본 측면도이다.
도 43은 동 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법의 3공정째를 도시하는 도면으로서, (a)가 동일 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이고, (b)가 블랭크의 사시도이고, (c)가 블랭크를 (b)의 화살표 V3으로 본 측면도이다.
도 44는 동 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법에 있어서의 블랭크의 형상 변화를 (a) 내지 (i)의 순으로 시계열로 배열한 사시도이다.
도 45는 제1 실시예에 있어서의 중간 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 X-X 화살표 방향으로 본 측면도이고, (b)가 정면도이다.
도 46은 제1 실시예에 있어서의 구조 부재를 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 Y-Y 화살표 방향으로 본 측면도이고, (b)가 정면도이다.
도 47은 제2 실시예에 있어서의 중간 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 X1-X1 화살표로 본 측면도이고, (b)가 정면도이다.
도 48은 제2 실시예에 있어서의 구조 부재를 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 Y1-Y1 화살표로 본 측면도이고, (b)가 정면도이다.

본 발명의 구조 부재의 제조 방법 및 제조 장치의 각 실시 형태 및 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 이하에 설명을 행한다.

[제1 실시 형태]

본 실시 형태에서는, 평판 소재로 도 1에 도시하는 구조 부재(1)를 성형하기 위한 제조 방법과 제조 장치에 대하여 설명한다. 또한, 도 1은, 본 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법에 의해 제조된 구조 부재(1)를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고 (b)가 평면도이다.

도 1에 도시하는 구조 부재(1)는, 만곡 에지(2a)를 갖는 천장판부(2)와, 만곡 에지(2a)의 연장 방향을 따라 천장판부(2)와 일체로 형성되며 또한 상기 연장 방향에 직교하는 단면이 폐단면 형상인 만곡 보강부(3)를 갖는다. 또한, 도 1의 (a)에 있어서는, 만곡 에지(2a) 및 만곡 보강부(3)의 형상을 이해하기 쉽게 하기 위해, 접합 개소를 약간 열어 도시하고 있지만, 실제로는 접합 개소에서는 간극 없게 접합되어 있고, 만곡 보강부(3)가 폐단면 형상을 형성하고 있다. 다른 도면에 있어서도 마찬가지로 도시하는 경우가 있다.

천장판부(2)는, 서로 평행인 한 쌍의 양쪽 측연부(2b, 2c)와, 이들 양쪽 측연부(2b, 2c) 사이에 이어짐과 함께 전방 에지를 이루는 상기 만곡 에지(2a)와, 이 만곡 에지(2a)에 대향함과 함께 양쪽 측연부(2b, 2c) 사이에 이어지는 후방 에지(2d)로 구획된 평판이다. 이들 중, 양쪽 측연부(2b, 2c) 및 후방 에지(2d)는, 각각 직선 형상을 갖고 있다. 한편, 만곡 에지(2a)는, 그 양단보다 중앙이 후방 에지(2d)에 가까운 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 이 오목형 만곡 형상의 평면으로 본 곡률 반경 R로서는 100mm 내지 400mm가 예시된다. 단, 곡률 반경 R은 이 범위 내로 한정되는 것은 아니다.

만곡 보강부(3)는, 천장판부(2)의 만곡 에지(2a)에 이어짐과 함께 연직 하방을 향하는 내벽(3a)과, 내벽(3a)에 이어짐과 함께 천장판부(2)로부터 수평으로 이격되는 방향을 향하는 바닥벽(3b)과, 바닥벽(3b)에 이어짐과 함께 연직 상방을 향하는 외벽(3c)과, 외벽(3c)에 이어짐과 함께 천장판부(2)의 상면(2e)에 접합된 상벽(3d)을 구비하고 있다.

내벽(3a)은, 연직 방향의 높이 치수가, 만곡 보강부(3)의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 내벽(3a)은, 평단면으로 보아, 만곡 에지(2a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 가진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다.

바닥벽(3b)은, 수평 방향의 폭 치수가, 만곡 보강부(3)의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 바닥벽(3b)은, 측면으로 보아서는 천장판부(2)와 평행이고, 바닥면으로 보아서는, 만곡 에지(2a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다.

외벽(3c)은, 연직 방향의 높이 치수가, 만곡 보강부(3)의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 외벽(3c)은, 평단면으로 보아, 만곡 에지(2a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다.

상벽(3d)은, 수평 방향의 폭 치수가, 만곡 보강부(3)의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하며, 나아가 바닥벽(3b)보다 폭 넓게 되어 있다. 그리고, 이 상벽(3d)은, 종단면으로 보아서는 천장판부(2)와 평행이고, 평면으로 보아서는, 만곡 에지(2a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 상벽(3d)은, 후방 에지(2d)를 향하여 만곡 에지(2a)를 넘은 위치에서 천장판부(2)의 상면(2e)에 접합되어 있다. 그 접합 수단으로서는, 예를 들어 용접, 접착, 볼트 고정 등을 적절하게 사용할 수 있다.

내벽(3a)과 외벽(3c)은 서로 평행을 이루고 있고, 또한 상벽(3d)과 바닥벽(3b)이 서로 평행을 이루고 있다. 그리고, 이들 내벽(3a), 바닥벽(3b), 외벽(3c), 상벽(3d)의 4개의 벽부에 의해, 폐단면 형상이 형성되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 만곡 보강부(3) 내에는 오목형 만곡 형상의 공간이 형성되어 있고, 그리고 만곡 보강부(3)의 연장 방향을 따른 일단 및 타단의 2개소에 있어서만, 상기 공간이 외부에 연통되어 있다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재(1)에 따르면, 폐단면 형상을 갖는 만곡 보강부(3)의 강성에 의해, 천장판부(2)의 면외 변형을 방지할 수 있다. 또한, 만곡 에지(2a)의 연장 방향을 따른 압축 가중이나 인장 하중에 대해서도 높은 강성을 발휘할 수 있다.

계속해서, 본 실시 형태의 제조 방법 및 제조 장치를 설명하기 전에, 도 2 내지 도 11을 사용하여 비교예를 먼저 설명한다.

본 비교예에서는, 이하에 설명하는 제1 공정 내지 제3 공정에 의해, 도 1에 도시한 구조 부재(1)의 제조를 시도하고 있다. 우선, 도 2 내지 도 5를 사용하여 제1 공정부터 설명한다.

[비교예/제1 공정]

도 2는, 본 비교예의 제1 공정에서 사용하는 각 금형과 블랭크(100)의 사시도이다. 동 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 비교예에 있어서의 구조 부재의 제조 장치는, 블랭크(100)가 적재되는 다이(10A)와, 블랭크(100) 중에서 상기 천장판부(2)로 되는 부위를 그 위에서 꽉 누르는 홀더(20A)와, 블랭크(100) 중에서 상기 만곡 보강부(3)로 되는 부위에 오목 홈을 형성하는 펀치(30A)와, 홀더(20A) 및 펀치(30A)의 각각을 독립적으로 구동하는 구동부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

다이(10A)는, 블랭크(100) 중에서 상기 천장판부(2)로 되는 부위를 지지하는 천장판 지지면(11A)과, 이 천장판 지지면(11A)에 이어지는 금형 홈(12A)과, 이 금형 홈(12A)에 이어지는 수평면(13A)을 구비하고 있다. 천장판 지지면(11A)은, 상기 만곡 에지(2a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 만곡된 에지(11Aa)를 포함하는 수평면이다.

금형 홈(12A)은, 에지(11Aa)에 있어서 천장판 지지면(11A)에 이어져, 도 3에 도시하는 형상을 갖는다. 또한, 도 3은, 금형 홈(12A)의 형상을 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 A-A 화살표도이고, (b)가 긴 변 방향에 직교하는 방향으로 본 측면도이다. 도 3의 (a) 및 (b)에서는, 양쪽 도면에서의 단부 에지의 위치 관계를 명료하게 하기 위해, 단부 에지를 굵은 선으로 나타내고 있다. 또한, 이후의 각 도면에 있어서도 마찬가지로 굵은 선을 사용하여 위치 관계를 나타내는 경우가 있다.

동 도 3에 도시하는 바와 같이, 금형 홈(12A)은, 상기 에지(11Aa)에 이어짐과 함께 연직 하방을 향하는 금형 홈 측면(12Aa)과, 금형 홈 측면(12Aa)에 이어짐과 함께 천장판 지지면(11A)으로부터 수평으로 이격되는 방향을 향하는 금형 홈 바닥면(12Ab)과, 금형 홈 바닥면(12Ab)에 이어짐과 함께 연직 상방을 향하는 금형 홈 측면(12Ac)을 구비하고 있다.

금형 홈 측면(12Aa) 및 금형 홈 측면(12Ac)은, 연직 방향의 높이 치수가, 이들의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이들 금형 홈 측면(12Aa) 및 금형 홈 측면(12Ac)은, 평면으로 보아, 상기 에지(11Aa)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다.

금형 홈 바닥면(12Ab)은, 수평 방향의 폭 치수가, 그 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 금형 홈 바닥면(12Ab)은, 평면으로 보아, 상기 에지(11Aa)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 금형 홈 바닥면(12Ab)은, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 금형 홈(12A)의 일단에서 타단에 걸쳐 요철이 없는 수평면을 이루고 있다.

도 2로 되돌아가서, 홀더(20A)는, 상기 에지(11Aa)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 가진 오목형 만곡 형상의 에지(20Aa)와, 블랭크(100)의 상면(100a)을 꽉 누르는 평탄한 하면(20Ab)을 갖고 있다.

펀치(30A)는, 금형 홈(12A)과 대략 동일 형상의 가압면(30Aa)을 갖고 있다. 가압면(30Aa)은, 블랭크(100)의 판 두께를 고려하여, 금형 홈(12A)의 형상보다 한 사이즈 작은 형상을 갖고 있다. 가압면(30Aa)의 최하면은, 그 일단에서 타단에 걸쳐 요철이 없는 수평면을 이루고 있다.

상기 구동부는, 다이(10A)를 향하여 홀더(20A)를 접근 이간시키는 구동 기구와, 펀치(30A)를 금형 홈(12A)을 향하여 접근 이간시키는 다른 구동 기구를 구비하고 있다. 따라서, 홀더(20A) 및 펀치(30A)를 개별적으로 구동시키는 것이 가능하게 되어 있다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재의 제조 장치에 의해 제1 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(10A)의 천장판 지지면(11A) 상에 블랭크(100)를 적재하고, 그리고 홀더(20A)를 하강시켜 블랭크(100)를 다이(10A)와의 사이에 끼움 지지한다. 그때, 블랭크(100)의 단부가 다이(10A)의 수평면(13A) 위까지 이르도록 배치한 후에 고정한다.

계속해서, 상기 구동 기구에 의해 펀치(30A)를 하강시킴으로써, 블랭크(100)의 단부를 다이(10A)의 금형 홈(12A)과 가압면(30Aa) 사이에 끼워 넣어 소성 변형시킨다. 그 후, 상기 구동 기구에 의해 펀치(30A)를 상승시킴과 함께 홀더(20A)를 상승시킴으로써, 다이(10A) 위에서 제1 공정 후의 블랭크(100)를 취출한다.

이와 같이 하여 프레스 가공된 블랭크(100)를 도 4 및 도 5에 도시한다. 도 4에 있어서 (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 B-B 화살표도이다. 그리고, 도 5는, 도 4의 (a)의 C-C 화살표도이다. 제1 공정 후에 있어서는, 천장판부(2)와, 만곡 에지(2a)를 통하여 천장판부(2)에 이어지는 내벽(3a)이 일체로 형성되어 있다. 블랭크(100) 중, 가압면(30Aa)의 하단부면에 의해 가압된 오목형의 띠상 원호 벽부(100b)의 상면 및 하면은, 그 연장 방향의 일단에서 타단에 걸쳐 수평면을 이루고 있다. 이 띠상 원호 벽부(100b)는, 계속되는 제2 공정 및 제3 공정을 거쳐, 바닥벽(3b) 및 외벽(3c) 및 상벽(3d)으로 될 예정의 부분이다.

또한, 블랭크(100)에는, 띠상 원호 벽부(100b)에 이어짐과 함께 상방으로 상승하는 종벽부(100c)도 형성되어 있다. 종벽부(100c)는, 가압면(30Aa)과 금형 홈(12A) 사이에 끼워 넣어져 오목형 만곡 형상으로 소성 변형되지만, 그 상단 에지에 있어서의 신장 플랜지 변형이 불충분하기 때문에, 도 5에 도시되는 바와 같이, 상기 만곡 에지(2a)로부터 멀어지도록 비스듬하게 후퇴해 있다.

[비교예/제2 공정]

계속해서, 비교예의 제2 공정에 대하여, 도 6의 (a) 및 도 7을 사용하여 설명한다. 도 6의 (a)는, 제2 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다. 또한, 도 7은, 제2 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 D-D 화살표도이다.

본 비교예의 구조 부재의 제조 장치는, 도 6의 (a)에 도시하는 금형을 더 구비하고 있다. 이들 금형은, 제1 공정 후의 블랭크(100)가 적재되는 다이(40A)와, 블랭크(100) 중에서 상기 천장판부(2)로 되는 부위와 상기 바닥벽(3b)으로 되는 부위를 위에서 꽉 누르는 홀더(50A)와, 상기 띠상 원호 벽부(100b)를 부분적으로 밀어올려 절곡함으로써 상기 외벽(3c)을 형성하는 펀치(60A)와, 홀더(50A)를 다이(40A)에 대하여 접근 이간시키는 구동 기구(도시하지 않음)와, 펀치(60A)를 블랭크(100)에 대하여 접근 이간시키는 다른 구동 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

다이(40A)는, 블랭크(100) 중에서 상기 천장판부(2)로 되는 부위를 지지하는 천장판 지지면(41A)과, 이 천장판 지지면(41A)에 이어지는 금형 홈(제2 금형 홈)(m1)을 갖고 있다. 금형 홈(m1)은, 천장판 지지면(41A)에 이어짐과 함께 연직 하방을 향하여 형성된 금형 홈 측면(42A)과, 이 금형 홈 측면(42A)에 이어짐과 함께 천장판 지지면(41A)으로부터 수평으로 이격되는 방향을 향하는 금형 홈 바닥면(43A)을 갖고 있다.

금형 홈 측면(42A)은, 연직 방향의 높이 치수가, 그 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 금형 홈 측면(42A)은, 평면으로 보아, 상기 에지(11Aa)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 가진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다.

금형 홈 바닥면(43A)은, 수평 방향의 폭 치수가, 그 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 금형 홈 바닥면(43A)은, 평면으로 보아, 상기 에지(11Aa)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 금형 홈 바닥면(43A)은, 그 일단에서 타단에 걸쳐 요철이 없는 수평면을 이루고 있다.

홀더(50A)는, 상기 에지(11Aa)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 가진 오목형 만곡 형상의 에지(50Aa)와, 블랭크(100)의 상면(100a)을 꽉 누르는 평탄한 하면(50Ab)과, 하면(50Ab)에 대하여 에지(50Aa)를 통하여 이어지는 내벽면(50Ac)과, 이 내벽면(50Ac)에 이어지는 하면(50Ad)과, 하면(50Ad)에 이어지며 또한 연직 상방으로 상승하는 종벽면(50Ae)을 구비하고 있다.

내벽면(50Ac)과 종벽면(50Ae)은, 서로 평행을 이룸과 함께, 에지(50Aa)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다.

또한, 하면(50Ad)은, 바닥면으로 보아, 상기 에지(11Aa)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 그리고, 그 폭 치수는, 구조 부재(1)의 바닥벽(3b)의 폭 치수에 대응하고 있다. 즉, 하면(50Ad)은, 도 4에 도시한 띠상 원호 벽부(100b) 중, 바닥벽(3b)으로 되는 부분만을 가압하도록, 띠상 원호 벽부(100b)보다 폭 치수가 좁게 되어 있다. 그 때문에, 띠상 원호 벽부(100b) 중, 하면(50Ad)에 의해 가압되지 않는 부분은, 펀치(60A)의 밀어올림을 받은 경우에, 연직 상방으로 굴곡되어 상기 외벽(3c)으로 된다. 보다 상세하게는, 도 6의 (a)에 도시하는 하면(50Ad)의 능선(50Ad1)이 띠상 원호 벽부(100b)의 폭 방향 중앙에 맞닿은 상태에서, 띠상 원호 벽부(100b)가 굴곡된다. 그 때문에, 이 굴곡 위치를 경계로 하여, 바닥벽(3b)과, 다음 공정에서 외벽(3c)으로 되는 부분을 포함하는 종벽부(100c)가 형성된다.

펀치(60A)는, 평면으로 보아, 홀더(50A)의 능선(50Ad1)과 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상의 능선(60Aa)을 갖고 있다. 그리고, 펀치(60A)를 상승시켰을 때, 이 능선(60Aa)이 띠상 원호 벽부(100b)의 이면측에 닿고, 상기 능선(50Ad1)과 협동하여 굽힘을 부여한다.

이상 설명한 각 금형을 사용하여 제2 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(40A)의 천장판 지지면(41A) 상에 제1 공정 후의 블랭크(100)를 적재하고, 그리고 홀더(50A)를 하강시켜 블랭크(100)를 다이(40A)와의 사이에 끼워 넣도록 가압해 간다. 이에 의해, 블랭크(100)의 내벽(3a)이 금형 홈 측면(42A)과 내벽면(50Ac) 사이에 끼워 넣어져 고정된다. 또한, 블랭크(100)의 띠상 원호 벽부(100b)의 일부가 다른 부분을 남기고, 금형 홈 바닥면(43A) 및 하면(50Ad) 사이에 끼워 넣어져 고정된다.

계속해서, 상기 구동 기구에 의해 펀치(60A)를 상승시킴으로써, 띠상 원호 벽부(100b)의 상기 다른 부분이 그 하방에서 상방을 향하여 밀어올려진다. 그 결과, 띠상 원호 벽부(100b) 중, 바닥벽(3b)으로 되는 부분과 종벽부(100c)로 되는 부분 사이에 접음선이 형성된다.

이와 같이 하여 제2 공정에서 프레스 가공된 블랭크(100)를 도 7에 도시한다. 제2 공정 후에 있어서는, 천장판부(2)와, 만곡 에지(2a)를 통하여 일체로 형성된 내벽(3a)과, 이 내벽(3a)에 이어지는 바닥벽(3b)과, 이 바닥벽(3b)에 이어지는 종벽부(100c)가 형성되어 있다. 종벽부(100c)는, 띠상 원호 벽부(100b)의 일부에 굽힘을 가함으로써, 도 4의 (b)와의 대비에서 알 수 있는 바와 같이, 연직 방향의 높이 치수가 신장되어 있다. 또한, 제1 공정 시에, 종벽부(100c)의 상단 에지에 있어서의 신장 플랜지 변형이 불충분하였기 때문에 후퇴해 있었던 상태가, 제2 공정 후에도 남은 상태로 되어 있다.

[비교예/제3 공정]

계속해서, 도 8 내지 도 10을 사용하여 본 비교예의 제3 공정을 이하에 설명한다.

도 8은, 제3 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다. 도 9는, 제3 공정을 개시하기 전에 있어서의 블랭크(100)의 형상을 도시하는 도면으로서, 도 7의 (a)의 E-E 화살표도이다. 도 10은, 제3 공정 중의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 F-F 화살표도이다.

본 비교예의 구조 부재의 제조 장치는, 도 8에 도시하는 금형을 더 구비하고 있다. 이들 금형은, 제2 공정 후의 블랭크(100)가 계속해서 적재되는 상기 다이(40A)와, 다이(40A)의 상방에 배치되고 상하 이동하는 홀더(70A)와, 다이(40A)에 인접 배치되고 상하 이동하는 펀치(80A)와, 펀치(80A) 상에 배치되고 상하 이동하는 패드(90A)와, 홀더(70A)를 다이(40A)에 대하여 접근 이간시키는 구동 기구(도시하지 않음)와, 펀치(80A)를 블랭크(100)에 대하여 접근 이간시키는 다른 구동 기구(도시하지 않음)와, 패드(90A)를 펀치(80A)에 대하여 접근 이간시키는 다른 구동 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

홀더(70A)는, 평면으로 보아 상기 에지(11Aa)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상의 능선(70Aa)과, 블랭크(100)의 상면(100a)을 꽉 누르는 평탄한 하면(70Ab)과, 하면(70Ab)에 대하여 능선(70Aa)을 통하여 이어지며 또한 연직 상방으로 상승하는 종벽면(70Ac)을 구비하고 있다.

펀치(80A)는, 평면으로 보아, 홀더(70A)의 능선(70Aa)과 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상의 에지(80Aa)를 가짐과 함께 다이(40A)에 인접하는 금형 홈(제3 금형 홈)(m2)과, 에지(80Aa)에 이어지는 평탄한 상면(80Ab)을 갖고 있다. 펀치(80A)를 상승시키면, 그 에지(80Aa)가 블랭크(100)의 종벽부(100c)의 하단 부분에 닿아 여기에 굽힘을 부여한다.

패드(90A)는, 평탄한 하면(90Aa)과, 이 하면(90Aa)에 이어지는 볼록형 만곡 형상의 경사면(90Ab)과, 이 경사면(90Ab)에 이어지는 볼록형 만곡 형상의 하면(90Ac)을 갖고 있다. 하면(90Aa)과 하면(90Ac) 사이에는, 경사면(90Ab)을 통하여 단차가 형성되어 있다. 또한, 하면(90Ac)의 에지(90Ac1)는, 능선(70Aa)과 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖는 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다.

이상 설명한 각 금형을 사용하여 제3 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(40A)의 천장판 지지면(41A) 상에 제2 공정 후의 블랭크(100)를 적재한 채, 상기 홀더(50A) 대신에 홀더(70A)를 사용하여, 천장판부(2)를 천장판 지지면(41A)과의 사이에 끼움 지지한다.

계속해서, 도 9에 있어서 펀치(80A)를 화살표 UP 방향으로 상승시켜 블랭크(100)의 바닥벽(3b)과, 종벽부(100c) 중에서 외벽(3c)으로 되는 부분을 그것들의 외주 주위로부터 지지한다.

그 후, 이번에는 도 9에 있어서 패드(90A)를 화살표 DW 방향으로 하강시켜, 패드(90A)의 하면(90Aa)을 펀치(80A)의 상면(80Ab)에 맞닿게 한다. 이때, 블랭크(100)의 종벽부(100c)의 상단 에지가 전부, 경사면(90Ab) 또는 하면(90Ac)의 하방 위치에 있으면, 종벽부(100c)를 천장판부(2)측을 향하여 절곡할 수 있다. 그러나, 본 비교예에서는 제1 공정 및 제2 공정 후에, 종벽부(100c)가 천장판부(2)로부터 후퇴하는 방향으로 경사진 상태였기 때문에, 제3 공정에서 패드(90A)를 내렸을 때, 그 하면(90Aa)에 종벽부(100c)의 상단 에지가 맞닿는다. 그리고, 눌려 내려가는 패드(90A)의 가압을 받아 종벽부(100c)가 본래와는 역방향으로 무너져 가고, 마침내는 하면(90Aa)과 상면(80Ab) 사이에 끼워 넣어져 찌부러뜨려진다.

그 결과, 도 10에 도시하는 바와 같이, 천장판부(2)의 측방에 폐단면 형상의 만곡 보강부(3)가 형성되지 않기 때문에, 도 1에 도시한 부품 형상을 얻을 수 없다.

이상 설명한 각 공정 중, 제2 공정에서 제3 공정에 걸친, 블랭크(100)의 형상 변화를 (a) 내지 (f)의 순으로 시계열로 배열한 사시도를 도 11에 도시한다. 또한, 도 11 중, (a) 내지 (c)가 제2 공정을 도시하고, (d) 내지 (f)가 제3 공정을 도시한다.

우선, 도 11의 (a)에 있어서는, 제1 공정 후의 블랭크(100)를 다이(40A) 및 홀더(50A) 사이에 끼워 넣는다. 그리고, 펀치(60A)를 상승시킴으로써, 도 11의 (b)에 도시하는 상태로 된다. 이때, 종벽부(100c)의 상단 에지가 그 연장 방향을 따라 신장 플랜지 변형을 하려고 하지만, 충분한 변형량이 얻어지지 않는다. 그 때문에, 종벽부(100c)를 화살표 a로 나타내는 방향으로 쓰러뜨릴 수 없다. 그 결과, 펀치(60A)를 더 상승시켜도, 종벽부(100c)에 있어서 외벽(3c)으로 되는 부분과 상벽(3d)으로 되는 부분의 경계선의 접음선이 붙기 어려우므로, 종벽부(100c)의 상단 에지가 천장판부(2)로부터 이격된 상태로 되어 있다.

계속되는 제3 공정에서는, 블랭크(100)의 종벽부(100c)의 쓰러뜨림이 불충분한 상태에서 패드(90A)에 의해 종벽부(100c)의 상단 에지를 밀어내리기 때문에, 도 11의 (d) 내지 (e)에 도시하는 바와 같이, 본래와는 역방향으로 종벽부(100c)가 쓰러져 버리고, 그리고 (f)에 도시하는 바와 같이 압궤된다.

이상 설명한 바와 같이, 만곡 에지(2a)를 갖는 평판상의 블랭크(100)에 대하여, 만곡 에지(2a)를 따라 만곡 보강부(3)를 형성하는 것은 용이하지 않으며, 그 이유를 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 제2 공정에 있어서의 도 11의 (b)에 있어서 신장 플랜지 변형이 불충분한 것이 원인임을 알 수 있었다. 이 점을 개량한 제1 실시 형태를, 도 12 내지 도 20을 사용하여 이하에 설명한다.

[제1 실시 형태/제1 공정]

도 12는, 본 실시 형태의 제1 공정에서 사용하는 각 금형과 블랭크(100)의 사시도이다. 동 도 12에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 구조 부재의 제조 장치는, 블랭크(100)가 적재되는 다이(110)와, 블랭크(100) 중에서 상기 천장판부(2)로 되는 부위를 그 위에서 꽉 누르는 홀더(120)와, 블랭크(100) 중에서 상기 만곡 보강부(3)를 형성하는 부위에 오목 홈을 형성하는 펀치(130)와, 홀더(120) 및 펀치(130)의 각각을 독립적으로 구동하는 구동부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

다이(110)는, 블랭크(100) 중에서 상기 천장판부(2)로 되는 부위를 지지하는 천장판 지지면(111)과, 이 천장판 지지면(111)에 이어지는 금형 홈(112)과, 이 금형 홈(112)에 이어지는 수평면(113)을 구비하고 있다. 천장판 지지면(111)은, 상기 만곡 에지(2a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 만곡된 에지(111a)를 갖는 수평면이다.

금형 홈(112)은, 에지(111a)에 있어서 천장판 지지면(111)에 이어져, 도 13에 도시하는 형상을 갖는다. 또한, 도 13은, 금형 홈(112)의 형상을 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 G-G 화살표도이고, (b)가 긴 변 방향에 직교하는 방향으로 본 측면도이다. 도 13의 (a) 및 (b)에서는, 양쪽 도면에서의 단부 에지의 위치 관계를 명료하게 하기 위해, 단부 에지를 굵은 선으로 나타내고 있다. 또한, 이후의 각 도면에 있어서도 마찬가지로 굵은 선을 사용하여 위치 관계를 나타내는 경우가 있다.

동 도 13에 도시하는 바와 같이, 금형 홈(112)은, 상기 에지(111a)에 이어짐과 함께 연직 하방을 향하는 금형 홈 측면(112a)과, 금형 홈 측면(112a)에 이어짐과 함께 천장판 지지면(111)으로부터 수평으로 이격되는 방향을 향하는 금형 홈 바닥면(112b)과, 금형 홈 바닥면(112b)에 이어짐과 함께 연직 상방을 향하는 금형 홈 측면(112c)을 구비하고 있다.

금형 홈 측면(112a) 및 금형 홈 측면(112c)은, 연직 방향의 높이 치수가, 이들의 연장 방향을 따른 중앙 위치와 양단 위치 사이에서 차가 마련되어 있다. 즉, 측면으로 본 경우, 금형 홈 측면(112a) 및 금형 홈 측면(112c)의 상단 에지는 직선 형상을 이루고 있는 한편, 하단 에지는 연직 상방을 향하여 볼록형의 만곡선 형상을 이루고 있다. 이 만곡선 형상의 곡률 반경 R1은, 도 1에 도시한 구조 부재(1)에 있어서의 상기 만곡 에지(2a)의 곡률 반경 R보다 큰 것이 바람직하다. 그 이유에 대해서는 후술한다.

이러한 아치형의 하단 에지를 각각 갖는 금형 홈 측면(112a) 및 금형 홈 측면(112c)은, 연직 방향의 높이 치수가, 이들의 연장 방향의 중앙 위치보다 양단 위치 쪽이 길게 되어 있다.

이들 금형 홈 측면(112a) 및 금형 홈 측면(112c)은, 평면으로 보아서는, 상기 에지(111a)와 동일한 방향으로 구부러진 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 금형 홈 측면(112a)을 평면으로 본 경우의 곡률 반경은, 구조 부재(1)에 있어서의 상기 만곡 에지(2a)의 곡률 반경 R과 동등하게 되어 있다. 또한, 금형 홈 측면(112c)을 평면으로 본 경우의 곡률 반경이, 금형 홈 측면(112a)의 곡률 반경보다 크게 되어 있다. 이 곡률 반경차에 의해, 금형 홈 측면(112a) 및 금형 홈 측면(112c) 각각의 연장 방향을 따른 높이 치수차를 흡수하고 있다. 바꾸어 말하면, 도 13의 (a)에 도시하는 길이 l1, l2, l3의 합계인 둘레 길이 합이, 금형 홈(112)의 연장 방향의 각 위치에서 동일하게 되어 있다. 이에 의해, 성형 후에 있어서의 만곡 보강부(3)의 단면 형상의 크기를, 그 연장 방향의 각 위치에서 맞추는 것이 가능하게 되어 있다.

금형 홈 바닥면(112b)은, 평면으로 보아, 상기 에지(111a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 금형 홈 바닥면(112b)은, 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치와 단부 위치 사이에 있어서 종단면으로 보아 고저차 h를 갖는다. 즉, 금형 홈 바닥면(112b)은, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치에 대하여 양단 위치가 상대적으로 낮아지도록 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다.

도 12로 되돌아가서, 홀더(120)는, 상기 에지(111a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 가진 오목형 만곡 형상의 에지(120a)와, 블랭크(100)의 상면(100a)을 꽉 누르는 평탄한 하면(120b)을 갖고 있다.

펀치(130)는, 금형 홈(112)과 대략 동일 형상의 가압면(130a)을 갖고 있다. 가압면(130a)은, 블랭크(100)의 판 두께를 고려하여, 금형 홈(112)의 형상보다 한 사이즈 작게 되어 있다.

가압면(130a)은, 한 쌍의 펀치 외측면(130a1, 130a2)과, 이들의 하단 에지 사이를 연결시키는 펀치 하단부면(130a3)을 갖고 있다. 이들 펀치 외측면(130a1, 130a2) 및 펀치 하단부면(130a3)은, 평면으로 보아, 상기 에지(111a)와 동일한 방향으로 구부러진 만곡 형상을 갖고 있다.

펀치 외측면(130a1, 130a2)은, 연직 방향의 높이 치수가, 이들의 연장 방향을 따른 중앙 위치와 양단 위치 사이에서 차가 마련되어 있다. 즉, 측면으로 본 경우, 펀치 외측면(130a1, 130a2)의 상단 에지는 직선 형상을 이루고 있는 한편, 하단 에지는 연직 상방을 향하여 볼록형의 만곡선 형상을 이루고 있다.

이러한 아치형의 하단 에지를 각각 갖는 펀치 외측면(130a1, 130a2)은, 연직 방향의 높이 치수가, 상기 연장 방향의 중앙 위치보다 양단 위치 쪽이 길게 되어 있다.

이들 펀치 외측면(130a1, 130a2)은, 평면으로 보아서는, 상기 에지(111a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 펀치 외측면(130a1)을 평면으로 본 경우의 곡률 반경은, 구조 부재(1)에 있어서의 상기 만곡 에지(2a)의 곡률 반경 R과 동등하게 되어 있다. 또한, 펀치 외측면(130a2)을 평면으로 본 경우의 곡률 반경이, 펀치 외측면(130a1)의 곡률 반경보다 크게 되어 있다. 이 곡률 반경차에 의해, 펀치 외측면(130a1, 130a2) 각각의 연장 방향을 따른 높이 치수차를 흡수하고 있다. 바꾸어 말하면, 도 12에 도시하는 길이 l4, l5, l6의 합계인 둘레 길이 합이, 펀치(130)의 연장 방향의 각 위치에서 동일하게 되어 있다.

상기 구동부는, 다이(110)를 향하여 홀더(120)를 접근 이간시키는 구동 기구와, 펀치(130)를 금형 홈(112)을 향하여 접근 이간시키는 다른 구동 기구를 구비하고 있다. 따라서, 홀더(120) 및 펀치(130)를 개별적으로 구동시키는 것이 가능하게 되어 있다.

블랭크(100)는, 대략 직사각 형상을 이루는 평판 소재이다. 그 판 두께로서는 0.8mm 내지 6.0mm가 예시되지만, 이 두께로 한정되는 것은 아니다. 블랭크(100)의 재질로서는 강, 알루미늄 합금 혹은 마그네슘 합금 등의 금속 재료, 또는 유리 섬유 혹은 탄소 섬유 등의 수지 재료를 사용할 수 있다. 나아가, 금속 재료 및 수지 재료의 복합 재료를 블랭크(100)의 재질로 해도 된다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재의 제조 장치에 의해 제1 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(110)의 천장판 지지면(111) 상에 블랭크(100)를 적재하고, 그리고 홀더(120)를 하강시켜 블랭크(100)를 다이(110)와의 사이에 끼움 지지한다. 그때, 블랭크(100)의 단부가 다이(110)의 수평면(113) 상에도 겹치도록 배치한 후에 고정한다.

계속해서, 상기 구동 기구에 의해 펀치(130)를 하강시킴으로써, 블랭크(100)를 다이(110)의 금형 홈(112)과 가압면(130a) 사이에 끼워 넣어 소성 변형시킨다. 그 후, 상기 구동 기구에 의해 펀치(130)를 상승시키고 나서, 홀더(120)를 상승시킨다. 그리고, 다이(110) 위에서 제1 공정 후의 블랭크(100)를 취출한다.

이와 같이 하여 프레스 가공된 블랭크(100)를 도 14 및 도 15에 도시한다. 도 14에 있어서 (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 H-H 화살표도이다. 그리고, 도 15는, 도 14의 (a)의 I-I 화살표도이다. 제1 공정 후에 있어서는, 천장판부(2)와, 만곡 에지(2a)를 통하여 천장판부(2)에 이어지는 내벽(3a)이 일체로 형성되어 있다.

제1 공정 후의 블랭크(100)는, 내벽(3a) 및 종벽부(100c)와, 이들의 하단 에지 사이를 연결시키는 띠상 원호 벽부(100b)를 포함하는 홈부(m)를 갖고 있다. 이들 내벽(3a), 종벽부(100c), 띠상 원호 벽부(100b)는, 평면으로 보아 동일한 방향으로 구부러진 만곡 형상을 갖고 있다.

내벽(3a) 및 종벽부(100c)는, 이들의 하단 에지의 높이 치수가, 이들의 연장 방향을 따른 중앙 위치와 양단 위치 사이에서 차가 마련되어 있다. 즉, 내벽(3a) 및 종벽부(100c)의 각 하단 에지는, 측면으로 보아 연직 상방을 향하여 볼록형의 만곡선 형상을 이루고 있다.

평면으로 본 경우, 종벽부(100c)의 곡률 반경이, 내벽(3a)의 곡률 반경보다 크게 되어 있다. 이 곡률 반경차에 의해, 내벽(3a) 및 종벽부(100c) 각각의 연장 방향을 따른 높이 치수차를 흡수하고 있다. 바꾸어 말하면, 도 15에 도시하는 길이 l7, l8, l9의 합계인 둘레 길이 합이, 띠상 원호 벽부(100b)의 연장 방향의 각 위치에서 동일하게 되어 있다.

띠상 원호 벽부(100b)는, 평면으로 보아, 상기 에지(111a)와 동일한 방향으로 구부러진 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 띠상 원호 벽부(100b)는, 종단면으로 보아, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치와 단부 위치 사이에 있어서 고저차를 갖는다. 즉, 띠상 원호 벽부(100b)는, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치에 대하여 양단 위치가 상대적으로 낮아지도록 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 그리고, 띠상 원호 벽부(100b)의 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선 CL의 곡률 반경보다, 띠상 원호 벽부(100b)의 종단면으로 본 곡률 반경을 크게 하고 있다. 이에 의해, 다음 공정에서 금형을 바꾸어 블랭크(100)를 놓았을 때, 블랭크(100)의 높이가 지나치게 높아져 불안정하게 되는 것을 방지할 수 있다.

띠상 원호 벽부(100b)는, 계속되는 제2 공정 및 제3 공정을 거쳐, 바닥벽(3b) 및 외벽(3c)으로 되는 부분이다. 상술한 바와 같이, 제1 공정(중간 공정)에서는, 프레스에 의해, 홈부(m)의 띠상 원호 벽부(바닥벽)(100b)에, 홈부(m)의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치(도중 위치)와, 이 중앙 위치를 사이에 두는 양단 위치(양옆 위치) 사이에서 고저차를 마련하고 있다. 이에 의해, 띠상 원호 벽부(100b)에, 평면으로 보아 오목형 만곡 형상 또한 종단면으로 보아 볼록형 만곡 형상을 이루는 만곡부(제1 만곡부)를 형성하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 띠상 원호 벽부(100b)의 전부를 만곡부로 하고 있지만, 이 형태에만 한하지 않고, 띠상 원호 벽부(100b)의 일부분만을 만곡부로 해도 된다.

또한, 블랭크(100)에는, 띠상 원호 벽부(100b)에 이어짐과 함께 상방으로 상승하는 종벽부(100c)도 형성되어 있다. 상술한 비교예에서는, 도 5를 사용하여 설명한 바와 같이, 종벽부(100c)의 상단 에지에 있어서의 신장 플랜지 변형이 불충분하였기 때문에, 만곡 에지(2a)로부터 멀어지도록 비스듬하게 후퇴해 있었다. 한편, 본 실시 형태에서는, 본 제1 공정에 있어서 띠상 원호 벽부(100b)가 연직 상방을 향하여 볼록형의 만곡 형상을 이루도록 굽힘을 부여하고 있기 때문에, 종벽부(100c)의 상단 에지에 있어서의 신장 플랜지 변형을 제2 공정 전에 부여할 수 있다. 즉, 종벽부(100c)의 하단 에지보다 상단 에지 쪽이 폭 넓게 되도록, 종벽부(100c)를 면 내 방향으로 굽힘 변형시키고 있다. 그 결과, 비교예의 도 5에 비하여, 본 실시 형태의 도 15에서는, 종벽부(100c)를 만곡 에지(2a)에 미리 가까이할 수 있다.

[제1 실시 형태/제2 공정]

계속해서, 본 실시 형태의 제2 공정에 대하여, 도 6 및 도 16을 사용하여 설명한다. 도 16은, 제2 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 J-J 화살표도이다. 또한, 본 공정에서는, 도 6의 (a)에 도시한 각 금형과 동일한 것을 사용하기 때문에, 이들 금형의 설명을 생략한다.

도 6의 (a)에 도시한 다이(40A), 홀더(50A) 및 펀치(60A)를 사용하여 제2 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(40A)의 천장판 지지면(41A) 상에 제1 공정 후의 블랭크(100)를 적재한다. 그때, 바닥벽(3b)을 금형 홈 바닥면(43A) 상에 배치하고, 나아가 내벽(3a)을 금형 홈 측면(42A)에 면 접촉시키도록 배치한다. 이때, 바닥벽(3b)은 만곡 형상을 갖고 있기 때문에, 그 양단을 제외하고 금형 홈 바닥면(43A)으로부터 약간 떠 있다.

계속해서, 홀더(50A)를 하강시켜 가면, 그 평탄한 하면(50Ad)이 볼록형 만곡 형상의 바닥벽(3b)의 연장 방향 중앙 위치에 있는 최정상부에 맞닿는다. 또한 홀더(50A)를 하강시켜 감으로써, 바닥벽(3b)의 만곡이 점차 감소되도록 굽힘 복원되어 간다. 그리고, 홀더(50A)가 하사점에 이른 시점에서 바닥벽(3b)이 하면(50Ad)과 금형 홈 바닥면(43A) 사이에 끼워 넣어져 완전히 평탄한 형상으로 소성 변형된다. 이 과정에서는, 바닥벽(3b)의 만곡을 굽힘 복원하는 힘이 종벽부(100c)에 전해지기 때문에, 종벽부(100c)가 원래의 상태보다 더 기립하도록 소성 변형된다.

이상에 의해, 블랭크(100)의 내벽(3a)이 금형 홈 측면(42A)과 내벽면(50Ac) 사이에 끼워 넣어져 고정된다. 또한, 블랭크(100)의 띠상 원호 벽부(100b)의 일부가 다른 부분을 남기고, 금형 홈 바닥면(43A) 및 하면(50Ad) 사이에 끼워 넣어져 고정된다.

이때, 종벽부(100c)가 만곡 에지(2a)를 향하여 경사지기 위해서는, 종벽부(100c)의 상단 에지의 연장 방향을 따른 신장 플랜지 변형이 필요하게 된다. 상기 비교예에서는 이 신장 플랜지 변형이 불충분하였기 때문에, 종벽부(100c)의 상단 에지를 경사시킬 수 없었다. 한편, 본 실시 형태에서는, 제1 공정의 단계에서 신장 플랜지 변형을 미리 부여하고 있었기 때문에, 종벽부(100c)의 높이 방향 도중 위치에 구부러짐을 남긴 채, 종벽부(100c)의 상단 에지를 만곡 에지(2a)를 향하여 충분히 쓰러뜨리게 할 수 있다.

또한, 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 홀더(50A)의 종벽면(50Ae)에 대하여, 펀치(60A)의 종벽면(60Ae)을 수평 방향으로 5mm 이상 50mm 이하의 거리 cl을 두고 대향 배치시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 종벽부(100c)의 높이 방향 도중 위치에 제1 공정에서 형성한 구부러짐 부분(bp)을 남기면서, 종벽부(100c)의 상단 에지가 천장판부(2)를 향하여 앞으로 기울게 접근하도록 경사시키는 것을 보다 확실하게 할 수 있다. 한편, 거리 cl이 5mm보다 작으면, 종벽면(50Ae) 및 종벽면(60Ae) 사이가 지나치게 좁기 때문에 구부러짐 부분(bp)을 찌부러뜨려 버려, 다음 공정에서 종벽부(100c)를 적절하게 절곡시키지 못할 우려가 있다. 또한, 거리 cl이 50mm보다 크면, 구부러짐 부분(bp)은 남지만, 종벽부(100c)의 상단 에지가 천장판부(2)로부터 멀어지도록 후퇴한 상태로 되기 때문에, 다음 공정에서 종벽부(100c)를 구부러짐 부분(bp)에서 절곡시키지 못할 우려가 있다.

이상의 이유로부터, 평면으로 보아, 홀더(50A)(제1 홀더)의 종벽면(50Ae)(제1 종벽면)에 대하여 수평 방향으로 5mm 이상 50mm 이하의 거리 cl을 두고, 종벽면(60Ae)(제2 종벽면)을 대향 배치시키도록, 펀치(60A)(제2 펀치)를 배치하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하여 제2 공정에서 프레스 가공된 블랭크(100)를 도 16에 도시한다. 제2 공정 후에 있어서는, 천장판부(2)와, 만곡 에지(2a)를 통하여 일체로 형성된 내벽(3a)과, 이 내벽(3a)에 이어지는 평탄한 바닥벽(3b)과, 이 바닥벽(3b)에 이어지는 종벽부(100c)가 형성되어 있다. 종벽부(100c)는, 띠상 원호 벽부(100b)의 일부에 굽힘을 가함으로써, 도 14의 (b)와의 대비에서 알 수 있는 바와 같이, 연직 방향의 치수가 신장되어 있다. 또한, 제1 공정에서 부여한 띠상 원호 벽부(100b) 및 종벽부(100c)간의 구부러짐이, 제2 공정 후의 종벽부(100c) 중, 도 16의 (b)의 부호 P로 나타내는 위치에 남아 있다. 그 때문에, 종벽부(100c)의 상단 에지가 비교예의 제2 공정의 경우보다 만곡 에지(2a)에 접근해 있다.

[제1 실시 형태/제3 공정]

계속해서, 본 실시 형태의 제3 공정에 대하여, 도 8, 도 17 및 도 18을 사용하여 설명한다. 도 17은, 제3 공정을 개시하기 전의 블랭크(100)의 형상을 도시하는 도면으로서, 도 16의 (a)의 K-K 화살표도이다. 도 18은, 제3 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 L-L 화살표도이다. 또한, 본 공정에서는, 도 8에 도시한 금형과 동일한 것을 사용하기 때문에, 그것들의 설명을 생략한다.

도 8에 도시한 다이(40A), 홀더(70A), 펀치(80A) 및 패드(90A)를 사용하여 제3 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(40A)의 천장판 지지면(41A) 상에 제2 공정 후의 블랭크(100)를 적재한 채, 상기 홀더(50A) 대신에 홀더(70A)를 사용하여, 천장판부(2)를 천장판 지지면(41A)과의 사이에 끼움 지지한다. 이때, 홀더(70A)를, 그 종벽면(70Ac)이 다이(40A)의 에지(41Aa)로부터 소정의 폭 치수 t만큼 후퇴한 위치에 오도록 배치한다. 이에 의해, 도 8에 있어서 폭 치수 t의 해칭으로 나타내어지는 영역이, 제3 공정에서 종벽부(100c)를 절곡하여 폐단면을 형성할 때의 수평 방향에 있어서의 접합 여유부로 된다.

계속해서, 도 17에 있어서 펀치(80A)를 화살표 UP 방향으로 상승시켜 블랭크(100)의 바닥벽(3b)과, 종벽부(100c) 중에서 외벽(3c)으로 되는 부분을 그것들의 외주 주위로부터 지지한다.

그 후, 이번에는 도 17에 있어서 패드(90A)를 화살표 DW 방향으로 하강시켜, 패드(90A)의 하면(90Aa)을 펀치(80A)의 상면(80Ab)에 맞닿게 한다. 이때, 블랭크(100)의 종벽부(100c)의 상단 에지가 전부, 경사면(90Ab) 또는 하면(90Ac)의 하방에 있다. 그 때문에, 패드(90A)를 하강시켜 가면, 그 경사면(90Ab) 및 하면(90Ac)에 의해 종벽부(100c)의 상단 에지를 천장판부(2) 상의 접합 위치를 향하여 안내하면서 넘어뜨릴 수 있다. 그때, 종벽부(100c)의 부호 P로 나타내어지는 구부러짐(상기 구부러짐 부분(bp))이 점차 커져, 그 결과로서 외벽(3c)과 상벽(3d)의 경계선이 형성되어 간다.

더불어, 패드(90A)가 하사점에 이르기 전에 종벽부(100c)의 상단 에지가 천장판부(2)와의 접합 위치를 넘으려고 해도, 상기 종벽면(70Ac)에 의해 이동이 막힌다. 상단 에지가 막힌 종벽부(100c)는, 종벽면(70Ac)에 부여하는 힘이 반력으로서 자기에게 돌아오므로, 다이(40A), 펀치(80A) 및 패드(90A)에 의해 형성되는 폐공간의 내벽면에 밀접되도록 폐단면 형상을 형성해 간다.

여기서, 다이(40A)의 천장판 지지면(41A)(제1 천장판 지지면)에 대한 성형 하사점에서의 간극이, 홀더(70A)의 가압면보다 패드(90A)의 가압면 쪽이 크게 되어 있다. 보다 구체적으로 말하면, 홀더(70A)가 하사점에 이르렀을 때, 이 홀더(70A)의 가압면과, 다이(40A)의 천장판 지지면(41A) 사이의 간극을 g1이라고 한다. 또한, 패드(90A)가 하사점에 이르렀을 때, 이 패드(90A)의 가압면과, 다이(40A)의 천장판 지지면(41A) 사이의 간극을 g2라고 한다. 이 경우, 간극 g1은 천장판부(2)의 판 두께와 대략 동등하고, 간극 g2는 천장판부(2)의 판 두께에 종벽부(100c)의 상단 에지의 판 두께를 더한 치수와 대략 동등하다. 즉, 간극 g2>간극 g1로 된다. 그 때문에, 홀더(70A)에 있어서는 다이(40A)와의 사이에서 천장판부(2)를 확실히 끼움 지지하고, 또한 패드(90A)에 있어서는 다이(40A)와의 사이에서, 천장판부(2) 및 종벽부(100c)의 상단 에지를 끼워 넣기 위한 접합 여유부를 얻을 수 있다.

마지막에, 적당한 접합 수단을 사용하여 상벽(3d)을 천장판부(2)의 접합 위치에 접합함으로써, 도 18에 도시하는 만곡 보강부(3)가 형성된다. 이 만곡 보강부(3)는, 그 연장 방향을 따른 각 위치에서의 단면 형상이 맞추어져 있다.

또한, 본 공정에서는, 종벽면(70Ac)에 의해 종벽부(100c)의 상단 에지가 과도하게 이동하는 것을 규제하였지만, 이 형태에만 한하지 않으며, 예를 들어 도 19의 변형예에 도시하는 바와 같이, 패드(90A)에 대하여, 그 하면(90Ac)에 이어지며 또한 하면(90Ac)의 단부에서 하방을 향하여 형성된 규제면(90Ad)을 마련해도 된다. 이 경우, 종벽부(100c)의 상단 에지의 이동이 규제면(90Ad)에 의해 막히므로, 홀더(70A)로부터 종벽면(70Ac)을 생략할 수 있다.

또한, 본 공정에서는, 제2 공정에 계속해서 제3 공정을 행하였지만, 이 양태로 한정되지 않는다. 예를 들어 도 17에 도시하는 바와 같이, 제2 공정 후이며 또한 제3 공정 전에, 종벽부(100c)의 상단 에지를 천장판부(2)를 향하여 구부려 굴곡부(Q)를 형성하는 상단 에지 굽힘 공정을 더 가져도 된다. 이 경우, 패드(90A)의 하면(90Ac)을 종벽부(100c)의 상단 에지와의 미끄럼 접촉에 의해 마모시켜 버리는 것을 억제할 수 있다. 더불어, 패드(90A)가 하사점까지 이르렀을 때, 그 하면(90Ac)이 굴곡부(Q)를 평평하게 압궤하므로, 굴곡부(Q)를 후공정에 남기는 일이 없다.

또한, 굴곡부(Q)를 마련하는 대신에, 패드(90A)의 경사면(90Ab) 및 하면(90Ac)에 내마모성을 부여하는 코팅제를 미리 도포해 두어도 된다. 나아가, 굴곡부(Q)의 형성 및 코팅제의 도포의 양쪽을 채용해도 된다.

이상 설명한 각 공정 중, 제2 공정에서 제3 공정에 걸친, 블랭크(100)의 형상 변화를 (a) 내지 (f)의 순으로 시계열로 배열한 사시도를 도 20에 도시한다. 또한, 도 20 중, (a) 내지 (c)가 제2 공정을 도시하고, (d) 내지 (f)가 제3 공정을 도시한다.

우선, 도 20의 (a)에 있어서는, 제1 공정 후의 블랭크(100)를 다이(40A) 및 홀더(50A) 사이에 끼워 넣는다. 그리고, 펀치(60A)를 상승시킴으로써, 도 20의 (b)에 도시하는 상태로 된다. 이때, 종벽부(100c)의 상단 에지를 천장판부(2)를 향하여 경사시키기 위해서는, 그 연장 방향을 따른 신장 플랜지 변형이 필요하지만, 이미 제1 공정에서 신장 플랜지 변형이 부여되어 있기 때문에, 여유를 갖고 경사시킬 수 있다. 그 때문에, 펀치(60A)를 더 상승시켜 도 20의 (b)에 도시하는 상태로 되어도, 종벽부(100c)에 있어서 외벽(3c)으로 되는 부분과 상벽(3d)으로 되는 부분의 경계선의 접음선이 유지된다.

계속되는 제3 공정에서는, 블랭크(100)의 종벽부(100c)의 쓰러뜨림이 충분한 상태에서 패드(90A)에 의해 종벽부(100c)의 상단 에지를 밀어내리기 때문에, 도 20의 (d) 내지 (e)에 도시하는 바와 같이, 종벽부(100c)가 천장판부(2)와의 접합 위치를 향하여 정확하게 쓰러져 버린다. 그리고, 도 20의 (f)에 도시하는 바와 같이, 접합 위치에 있어서 적당한 접합 수단을 사용하여 상벽(3d)을 고정함으로써, 만곡 보강부(3)를 갖는 구조 부재(1)가 완성된다.

이상 설명한 본 실시 형태의 골자를 이하에 정리한다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 방법은, 만곡 에지(2a)를 갖는 천장판부(2)와, 만곡 에지(2a)의 연장 방향을 따라 천장판부(2)와 일체로 형성되며 또한 만곡 에지(2a)의 연장 방향에 직교하는 단면이 폐단면 형상인 만곡 보강부(3)를 갖는 구조 부재(1)를, 블랭크(평판 소재)(100)로 제조하는 방법이다.

그리고, 이 제조 방법은, 블랭크(100) 중, 천장판부(2)에 대응하는 부위(제1 부위)를 끼움 지지한 상태에서, 천장판부(2)의 만곡 에지(2a)에 이어지는 다른 부위(내벽(3a), 띠상 원호 벽부(100b), 종벽부(100c)로 되는 제2 부위)를 블랭크(100)의 표면에 대하여 깊이 방향으로 프레스하고, 만곡 에지(2a)의 연장 방향을 따르며 또한 상기 연장 방향에 직교하는 단면이 U자를 이루는 홈부(m) 및 홈부(m)에 이어지는 종벽부(100c)를 형성하는 제1 공정(중간 공정)과; 종벽부(100c)의 상단 에지를 천장판부(2)에 중첩하여 접합하고, 만곡 보강부(3)를 형성하는 제3 공정(접합 공정);을 갖는다.

그리고, 제1 공정의 상기 프레스에서는, 상기 연장 방향을 따라 종단면으로 본 홈부(m)의 띠상 원호 벽부(100b)(바닥벽)의 중앙 위치와 단부 위치 사이에 고저차를 마련하고 있다.

즉, 도 14에 도시한 바와 같이, 제1 공정의 상기 프레스에 의해, 띠상 원호 벽부(100b)를, 평면으로 보아 오목형 만곡 형상 또한 종단면으로 보아 볼록형 만곡 형상으로 형성하고 있다.

또한, 제1 공정의 프레스 성형 시에, 천장판부(2)에 대응하는 부위를 완전히 고정하는 것이 아니라, 끼움 지지한 상태로 하고 있다. 그 때문에, 끼움 지지한 부위가 그 평면 외로 이동 및 변형되는 것은 제한하고 있지만, 끼움 지지한 부위의 일부가 내벽(3a) 등의 다른 부위를 향하는 메탈 플로는 허용하고 있다.

제3 공정에서는, 종벽부(100c)의 상단 에지를, 천장판부(2)에 접근하는 이동을 허용한 채 홈부(m)를 향하여 밀어내림으로써, 상단 에지를 천장판부(2)를 향하여 절곡하고 있다. 그리고, 상기 상단 에지의, 천장판부(2)에 있어서의 접합 예정 위치를 넘은 이동을 규제하고 있다.

제3 공정 전에, 상기 상단 에지를 천장판부(2)를 향하여 구부려 굴곡부(Q)를 형성하는 상단 에지 굽힘 공정을 더 가져도 된다.

제1 공정의 상기 프레스에 의해, 홈부(m)의 연장 방향에 직교하는 단면에서의 상기 U자의 내형의 단면선 길이(도 15에 도시한 길이 l7, l8, l9의 합계인 둘레 길이 합)를 보았을 때, 중앙 위치에서의 상기 단면선 길이를 단부 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비가 0.7 내지 1.3의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 단면선 길이를, 상기 중앙 위치와 상기 단부 위치에서 서로 동일하게 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 홈부(m)의 연장 방향의 각 위치에 있어서의 상기 단면선 길이를 전부 동등하게 하는 것이 가장 바람직하다.

상기 단면선 길이의 비가 0.7 미만으로 되거나 또는 1.3을 초과하게 되면, 상기 중앙 위치와 상기 단부 위치 사이에 있어서의 상기 단면선 길이의 차가 지나치게 커진다. 이 경우, 홈부(m)의 연장 방향을 따른 각 위치에서의 단면적이 대략 동등한 만곡 보강부를 형성하였을 때, 상기 단면선 길이의 차가 상벽(3d)의 단부 에지에 있어서의 균열이나 주름 등의 성형 문제를 발생시킬 가능성이 있다. 그 때문에, 상기 단면선 길이의 비로서는 0.7 내지 1.3의 범위 내인 것이 바람직하다.

또한, 제1 공정의 프레스에 의해, 띠상 원호 벽부(100b)의 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R(mm)을, 띠상 원호 벽부(100b)의 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로 제산한 R/R1비를 0.2 내지 1.2의 범위 내로 해도 된다. 이 경우, 블랭크(100)로서 780MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, 980MPa급 이상의 고강도 강판을 사용하는 경우에는, R/R1비를 0.3 내지 0.9의 범위로 하는 것이 보다 바람직하며, 이 경우에는 980MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, R/R1비를 0.5로 하는 것이 가장 바람직하며, 이 경우에는 1180MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다.

한편, 다른 관점으로 본 경우, 제1 공정의 상기 프레스에 의해, 띠상 원호 벽부(100b)의 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선 CL의 곡률 반경 R보다, 띠상 원호 벽부(100b)의 종단면으로 본 곡률 반경 R1 쪽을 크게 하는(R1>R) 것이 바람직하다. 이 경우, 다음 공정에서 다른 금형으로 구조 부재를 옮겼을 때, 위치 결정이 불안정하게 되는 것을 피할 수 있다.

구조 부재(1)는, 자동차 차체 부품이어도 된다. 보다 구체적으로는, 로워 암의 제조 시에 본 발명을 적용해도 된다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 장치는, 상기 제조 방법에 적합하게 사용되는 것으로서, 구조 부재(1)를 블랭크(100)로 제조한다.

그리고, 이 제조 장치는, 평면으로 보아 만곡된 금형 홈(제1 금형 홈)(112)이 형성된 다이(제1 다이)(110)와, 금형 홈(112)에 대하여 상대적으로 접근 이간하는 펀치(제1 펀치)(130)를 제1 공정에서 사용한다. 그리고, 금형 홈(112)의 금형 홈 바닥면(바닥면)(112b)이, 금형 홈 바닥면(112b)의 연장 방향을 따른 중앙 위치와 단부 위치 사이에 있어서 종단면으로 보아 고저차를 갖는다.

또한, 펀치(130)의 가압면(130a)의 펀치 하단부면(130a3)이, 금형 홈 바닥면(112b)에 대응한 고저차를 갖고 있다. 또한, 펀치 하단부면(130a3)에 있어서의 「대응한 고저차」란, 펀치 하단부면(130a3)이 금형 홈 바닥면(112b)과 동일한 방향으로 구부러져 형성된 고저차를 의미하며, 금형 홈 바닥면(112b)의 고저차와 동일한 것이 바람직하다.

금형 홈(112)의 금형 홈 바닥면(112b)은, 평면으로 보아서는 오목형 만곡 형상이며 또한 종단면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상이다. 즉, 금형 홈 바닥면(112b)은, 금형 홈(제1 금형 홈)(112)의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치(도중 위치)와 이 중앙 위치를 사이에 두는 양단 위치(양옆 위치) 사이에서 고저차를 갖는다. 그리고, 펀치(제1 펀치)(130)의 가압면(130a)이, 금형 홈 바닥면(112b)에 대응한 고저차를 갖는다. 또한, 금형 홈 바닥면(112b)이, 평면으로 보아서는 오목형 만곡 형상이며 또한 종단면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상을 이루는 만곡면(제1 금형 만곡면)을 형성하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 금형 홈 바닥면(112b)의 전부를 만곡면으로 하고 있지만, 이 형태에만 한하지 않고, 금형 홈 바닥면(112b)의 일부분만을 만곡면으로 해도 된다.

금형 홈(112)의 연장 방향에 직교하는 단면인 U자의 단면선 길이를 보았을 때, 중앙 위치에서의 상기 단면선 길이를 단부 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비가 0.7 내지 1.3의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 단면선 길이를, 상기 중앙 위치와 상기 단부 위치에서 서로 동일하게 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 금형 홈(112)의 연장 방향의 각 위치에 있어서의 상기 단면선 길이를 전부 동등하게 하는 것이 가장 바람직하다. 이 경우, 성형 문제를 보다 확실하게 방지할 수 있다.

금형 홈 바닥면(112b)의, 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로, 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R(mm)을 제산한 R/R1비를 0.2 내지 1.2의 범위 내로 해도 된다. 이 경우, 블랭크(100)로서 780MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, 980MPa급 이상의 고강도 강판을 사용하는 경우에는, R/R1비를 0.3 내지 0.9의 범위로 하는 것이 보다 바람직하며, 이 경우에는 980MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, R/R1비를 0.5로 하는 것이 가장 바람직하며, 이 경우에는 1180MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다.

한편, 다른 관점으로 본 경우, 금형 홈 바닥면(112b)의, 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R보다, 종단면으로 본 곡률 반경 R1 쪽을 크게 하는(R1>R) 것이 바람직하다. 이 경우, 다음 공정에서 다른 금형으로 구조 부재를 옮겼을 때, 위치 결정이 불안정하게 되는 것을 피할 수 있다.

또한, 상기 제조 장치는, 제2 공정에서 사용하는 이하의 금형을 더 구비한다: 금형 홈(112)보다 좁은 금형 홈 바닥면(제2 금형 홈)(43A)을 갖는 다이(제2 다이)(40A)와; 금형 홈 바닥면(43A)에 대응한 형상을 갖는 하면(만곡 볼록부)(50Ad)을 갖는 홀더(제1 홀더)(50A)와; 금형 홈 바닥면(43A)에 인접 배치되고, 금형 홈 바닥면(43A)에 대하여 상대적으로 접근 이간하는 펀치(제2 펀치)(60A).

또한, 상기 제조 장치는, 제3 공정에서 사용하는 이하의 금형을 더 구비한다: 다이(40A)에 겹치도록 배치된 홀더(제2 홀더)(70A)와; 금형 홈 바닥면(43A)에 인접한 제3 금형 홈을 갖는 펀치(제3 펀치)(80A)와; 금형 홈 바닥면(43A) 및 상기 제3 금형 홈의 양쪽에 대하여 접근 이간하는 하면(가압면)(90Ac)을 갖는 패드(90A).

홀더(70A)는, 패드(90A)의 하면(90Ac)에 인접하며 또한 하면(90Ac)에 교차하는 종벽면(제1 규제면)(70Ac)을 갖는다. 또는 도 19에 도시한 바와 같이, 패드(90A)가, 하면(90Ac)에 이어지며 또한 하면(90Ac)에 교차하는 규제면(제2 규제면)(90Ad)을 구비해도 된다.

[제2 실시 형태]

본 실시 형태에서는, 평판 소재로 도 21에 도시하는 구조 부재(201)를 성형하기 위한 제조 방법과 제조 장치에 대하여 설명한다. 또한, 도 21은, 본 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법에 의해 제조된 구조 부재(201)를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고 (b)가 평면도이다.

도 21에 도시하는 구조 부재(201)는, 평면으로 보아 볼록형의 만곡 에지(202a)를 갖는 천장판부(202)와, 만곡 에지(202a)의 연장 방향을 따라 천장판부(202)와 일체로 형성되며 또한 상기 연장 방향에 직교하는 단면이 폐단면 형상인 만곡 보강부(203)를 갖는다. 또한, 도 21의 (a)에 있어서는, 만곡 에지(202a) 및 만곡 보강부(203)의 형상을 이해하기 쉽게 하기 위해, 접합 개소를 약간 열어 도시하고 있지만, 실제로는 접합 개소에서는 간극 없게 접합되어 있고, 만곡 보강부(203)가 폐단면 형상을 형성하고 있다. 다른 도면에 있어서도 마찬가지로 도시하는 경우가 있다.

천장판부(202)는, 서로 평행인 한 쌍의 양쪽 측연부(202b, 202c)와, 이들 양쪽 측연부(202b, 202c) 사이에 이어짐과 함께 전방 에지를 이루는 상기 만곡 에지(202a)와, 이 만곡 에지(202a)에 대향함과 함께 양쪽 측연부(202b, 202c) 사이에 이어지는 후방 에지(202d)로 구획된 평판이다. 이들 중, 양쪽 측연부(202b, 202c) 및 후방 에지(202d)는, 각각 직선 형상을 갖고 있다. 한편, 만곡 에지(202a)는, 그 양단에서 중앙이 후방 에지(202d)로부터 멀어지는 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 이 볼록형 만곡 형상의 평면으로 본 곡률 반경 R1로서는 100mm 내지 400mm가 예시된다. 단, 곡률 반경 R1은 이 범위 내로 한정되는 것은 아니다.

만곡 보강부(203)는, 천장판부(202)의 만곡 에지(202a)에 이어짐과 함께 연직 하방을 향하는 내벽(203a)과, 내벽(203a)에 이어짐과 함께 천장판부(202)로부터 수평으로 이격되는 방향을 향하는 바닥벽(203b)과, 바닥벽(203b)에 이어짐과 함께 연직 상방을 향하는 외벽(203c)과, 외벽(203c)에 이어짐과 함께 천장판부(202)의 상면(202e)에 접합된 상벽(203d)을 구비하고 있다.

내벽(203a)은, 연직 방향의 높이 치수가, 만곡 보강부(203)의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 내벽(203a)은, 평단면으로 보아, 만곡 에지(202a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 가진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다.

바닥벽(203b)은, 수평 방향의 폭 치수가, 만곡 보강부(203)의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 바닥벽(203b)은, 측면으로 보아서는 천장판부(202)와 평행이고, 바닥면으로 보아서는, 만곡 에지(202a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다.

외벽(203c)은, 연직 방향의 높이 치수가, 만곡 보강부(203)의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 외벽(203c)은, 평단면으로 보아, 만곡 에지(202a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다.

상벽(203d)은, 수평 방향의 폭 치수가, 만곡 보강부(203)의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하며, 나아가 바닥벽(203b)보다 폭 넓게 되어 있다. 그리고, 이 상벽(203d)은, 종단면으로 보아서는 천장판부(202)와 평행이고, 평면으로 보아서는, 만곡 에지(202a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 상벽(203d)은, 후방 에지(202d)를 향하여 만곡 에지(202a)를 넘은 위치에서 천장판부(202)의 상면(202e)에 접합되어 있다. 그 접합 수단으로서는, 예를 들어 용접, 접착, 볼트 고정 등을 적절하게 사용할 수 있다.

내벽(203a)과 외벽(203c)은 서로 평행을 이루고 있고, 또한 상벽(203d)과 바닥벽(203b)이 서로 평행을 이루고 있다. 그리고, 이들 내벽(203a), 바닥벽(203b), 외벽(203c), 상벽(203d)의 4개의 벽부에 의해, 폐단면 형상이 형성되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 만곡 보강부(203) 내에는 볼록형 만곡 형상의 공간이 형성되어 있고, 그리고 만곡 보강부(203)의 연장 방향을 따른 일단 및 타단의 2개소에 있어서만, 상기 공간이 외부에 연통되어 있다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재(201)에 따르면, 폐단면 형상을 갖는 만곡 보강부(203)의 강성에 의해, 천장판부(202)의 면외 변형을 방지할 수 있다. 또한, 만곡 에지(202a)의 연장 방향을 따른 압축 가중이나 인장 하중에 대해서도 높은 강성을 발휘할 수 있다.

계속해서, 본 실시 형태의 제조 방법 및 제조 장치를 도 22 내지 도 32를 사용하여 이하에 설명한다.

[제2 실시 형태/제1 공정]

도 22는, 본 실시 형태의 제1 공정에서 사용하는 각 금형과 블랭크(100)의 사시도이다. 동 도 22에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 구조 부재의 제조 장치는, 블랭크(100)가 적재되는 다이(210)와, 블랭크(100) 중에서 상기 천장판부(202)로 되는 부위를 그 위에서 꽉 누르는 홀더(220)와, 블랭크(100) 중에서 상기 만곡 보강부(203)를 형성하는 부위에 오목 홈을 형성하는 펀치(230)와, 홀더(220) 및 펀치(230)의 각각을 독립적으로 구동하는 구동부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

다이(210)는, 블랭크(100) 중에서 상기 천장판부(202)로 되는 부위를 지지하는 천장판 지지면(211)과, 이 천장판 지지면(211)에 이어지는 금형 홈(212)과, 이 금형 홈(212)에 이어지는 수평면(213)을 구비하고 있다. 천장판 지지면(211)은, 상기 만곡 에지(202a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 만곡된 에지(211a)를 갖는 수평면이다.

금형 홈(212)은, 에지(211a)에 있어서 천장판 지지면(211)에 이어져, 도 23에 도시하는 형상을 갖는다. 또한, 도 23은, 금형 홈(212)의 형상을 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 N-N 화살표도이고, (b)가 긴 변 방향에 직교하는 방향으로 본 측면도이다. 도 23의 (a) 및 (b)에서는, 양쪽 도면에서의 단부 에지의 위치 관계를 명료하게 하기 위해, 단부 에지를 굵은 선으로 나타내고 있다. 또한, 이후의 각 도면에 있어서도 마찬가지로 굵은 선을 사용하여 위치 관계를 나타내는 경우가 있다.

동 도 23에 도시하는 바와 같이, 금형 홈(212)은, 상기 에지(211a)에 이어짐과 함께 연직 하방을 향하는 금형 홈 측면(212a)과, 금형 홈 측면(212a)에 이어짐과 함께 천장판 지지면(211)으로부터 수평으로 이격되는 방향을 향하는 금형 홈 바닥면(212b)과, 금형 홈 바닥면(212b)에 이어짐과 함께 연직 상방을 향하는 금형 홈 측면(212c)을 구비하고 있다.

금형 홈 측면(212a) 및 금형 홈 측면(212c)은, 연직 방향의 높이 치수가, 이들의 연장 방향을 따른 중앙 위치와 양단 위치 사이에서 차가 마련되어 있다. 즉, 측면으로 본 경우, 금형 홈 측면(212a) 및 금형 홈 측면(212c)의 상단 에지는 직선 형상을 이루고 있는 한편, 하단 에지는 연직 하방을 향하여 볼록형의 만곡선 형상을 이루고 있다. 이 만곡선 형상의 곡률 반경 R은, 도 21에 도시한 구조 부재(201)에 있어서의 상기 만곡 에지(202a)의 곡률 반경 R1보다 큰 것이 바람직하다. 그 이유에 대해서는 후술한다.

이러한 역아치형의 하단 에지를 각각 갖는 금형 홈 측면(212a) 및 금형 홈 측면(212c)은, 연직 방향의 높이 치수가, 이들의 연장 방향의 양단 위치보다 중앙 위치 쪽이 길게 되어 있다.

이들 금형 홈 측면(212a) 및 금형 홈 측면(212c)은, 평면으로 보아서는, 상기 에지(211a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형의 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 금형 홈 측면(212a)을 평면으로 본 경우의 곡률 반경은, 구조 부재(201)에 있어서의 상기 만곡 에지(202a)의 곡률 반경 R1과 동등하게 되어 있다. 또한, 금형 홈 측면(212c)을 평면으로 본 경우의 곡률 반경이, 금형 홈 측면(212a)의 곡률 반경보다 크게 되어 있다. 이 곡률 반경차에 의해, 도 23의 (a)에 도시하는 길이 l12는, 금형 홈 바닥면(212b)의 긴 변 방향의 중앙 위치보다 단부 위치 쪽이 길게 되어 있다. 이에 의해, 금형 홈 측면(212a) 및 금형 홈 측면(212c) 각각의 연장 방향을 따른 높이 치수차를 흡수하고 있다. 바꾸어 말하면, 도 23의 (a)에 도시하는 길이 l11, l12, l13의 합계인 둘레 길이 합이, 금형 홈(212)의 연장 방향의 각 위치에서 동일하게 되어 있다. 이에 의해, 성형 후에 있어서의 만곡 보강부(203)의 단면 형상의 크기를, 그 연장 방향의 각 위치에서 맞추는 것이 가능하게 되어 있다.

금형 홈 바닥면(212b)은, 평면으로 보아, 상기 에지(211a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 금형 홈 바닥면(212b)은, 도 23의 (b)에 도시하는 바와 같이, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치와 단부 위치 사이에 있어서 종단면으로 보아 고저차 h1을 갖는다. 즉, 금형 홈 바닥면(212b)은, 그 연장 방향을 따른 양단 위치에 대하여 중앙 위치가 상대적으로 낮아지도록 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다.

즉, 금형 홈 바닥면(212b)은, 금형 홈(제1 금형 홈)(212)의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치(도중 위치)와 이 중앙 위치를 사이에 두는 양단 위치(양옆 위치) 사이에서 고저차를 갖는다. 그리고, 펀치(제1 펀치)(230)의 가압면(230a)이, 금형 홈 바닥면(212b)에 대응한 고저차를 갖는다. 또한, 금형 홈 바닥면(212b)이, 평면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상이며 또한 종단면으로 보아서는 오목형 만곡 형상을 이루는 만곡면(제2 금형 만곡면)을 형성하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 금형 홈 바닥면(212b)의 전부를 만곡면으로 하고 있지만, 이 형태에만 한하지 않고, 금형 홈 바닥면(212b)의 일부분만을 만곡면으로 해도 된다.

도 22로 되돌아가서, 홀더(220)는, 상기 에지(211a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 가진 볼록형 만곡 형상의 에지(220a)와, 블랭크(100)의 상면(100a)을 꽉 누르는 평탄한 하면(220b)을 갖고 있다.

펀치(230)는, 금형 홈(212)과 대략 동일 형상의 가압면(230a)을 갖고 있다. 가압면(230a)은, 블랭크(100)의 판 두께를 고려하여, 금형 홈(212)의 형상보다 한 사이즈 작게 되어 있다.

가압면(230a)은, 한 쌍의 펀치 외측면(230a1, 230a2)과, 이들의 하단 에지 사이를 연결시키는 펀치 하단부면(230a3)을 갖고 있다. 이들 펀치 외측면(230a1, 230a2) 및 펀치 하단부면(230a3)은, 평면으로 보아, 상기 에지(211a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다.

펀치 외측면(230a1, 230a2)은, 연직 방향의 높이 치수가, 이들의 연장 방향을 따른 중앙 위치와 양단 위치 사이에서 차가 마련되어 있다. 즉, 측면으로 본 경우, 펀치 외측면(230a1, 230a2)의 상단 에지는 직선 형상을 이루고 있는 한편, 하단 에지는 연직 하방을 향하여 볼록형의 만곡선 형상을 이루고 있다.

이러한 역아치형의 하단 에지를 각각 갖는 펀치 외측면(230a1, 230a2)은, 연직 방향의 높이 치수가, 상기 연장 방향의 양단 위치보다 중앙 위치 쪽이 길게 되어 있다.

이들 펀치 외측면(230a1, 230a2)은, 평면으로 보아서는, 상기 에지(211a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 펀치 외측면(230a1)을 평면으로 본 경우의 곡률 반경은, 구조 부재(201)에 있어서의 상기 만곡 에지(202a)의 곡률 반경 R1과 동등하게 되어 있다. 또한, 펀치 외측면(230a2)을 평면으로 본 경우의 곡률 반경이, 펀치 외측면(230a1)의 곡률 반경보다 크게 되어 있다. 이 곡률 반경차에 의해, 도 22에 도시하는 길이 l15는, 펀치 하단부면(230a3)의 긴 변 방향 중앙 위치보다 단부 위치 쪽이 길게 되어 있다. 이에 의해, 펀치 외측면(230a1, 230a2) 각각의 연장 방향을 따른 높이 치수차를 흡수하고 있다. 바꾸어 말하면, 도 22에 도시하는 길이 l14, l15, l16의 합계인 둘레 길이 합이, 펀치(230)의 연장 방향의 각 위치에서 동일하게 되어 있다.

상기 구동부는, 다이(210)를 향하여 홀더(220)를 접근 이간시키는 구동 기구와, 펀치(230)를 금형 홈(212)을 향하여 접근 이간시키는 다른 구동 기구를 구비하고 있다. 따라서, 홀더(220) 및 펀치(230)를 개별적으로 구동시키는 것이 가능하게 되어 있다.

블랭크(100)의 상세는 상술한 바와 같으며, 여기서는 그 중복 설명을 생략한다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재의 제조 장치에 의해 제1 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(210)의 천장판 지지면(211) 상에 블랭크(100)를 적재하고, 그리고 홀더(220)를 하강시켜 블랭크(100)를 다이(210)와의 사이에 끼움 지지한다. 그때, 블랭크(100)의 단부가 다이(210)의 수평면(213) 상에도 겹치도록 배치한 후에 고정한다.

계속해서, 상기 구동 기구에 의해 펀치(230)를 하강시킴으로써, 블랭크(100)를 다이(210)의 금형 홈(212)과 가압면(230a) 사이에 끼워 넣어 소성 변형시킨다. 그 후, 상기 구동 기구에 의해 펀치(230)를 상승시키고, 계속해서, 상기 구동 기구에 의해 홀더(220)를 상승시킨다. 그리고, 다이(210) 위에서 제1 공정 후의 블랭크(100)를 취출한다.

이와 같이 하여 프레스 가공된 블랭크(100)를 도 24 및 도 25에 도시한다. 도 24에 있어서 (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 O-O 화살표도이다. 그리고, 도 25는 도 24의 (a)의 P-P 화살표도이다. 제1 공정 후에 있어서는, 천장판부(202)와, 만곡 에지(202a)를 통하여 천장판부(202)에 이어지는 내벽(203a)이 일체로 형성되어 있다.

제1 공정 후의 블랭크(100)는, 내벽(203a) 및 종벽부(100e)와, 이들의 하단 에지 사이를 연결시키는 띠상 원호 벽부(100d)를 포함하는 홈부(ma)를 갖고 있다. 이들 내벽(203a), 종벽부(100e), 띠상 원호 벽부(100d)는, 평면으로 보아 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다.

내벽(203a) 및 종벽부(100e)는, 이들의 하단 에지의 높이 치수가, 이들의 연장 방향을 따른 중앙 위치와 양단 위치 사이에서 차가 마련되어 있다. 즉, 내벽(203a) 및 종벽부(100e)의 각 하단 에지는, 측면으로 보아 연직 하방을 향하여 볼록형의 만곡선 형상을 이루고 있다.

평면으로 본 경우, 종벽부(100e)의 곡률 반경이, 내벽(203a)의 곡률 반경보다 크게 되어 있다. 이 곡률 반경차에 의해, 도 25에 도시하는 길이 l18은, 띠상 원호 벽부(100d)의 긴 변 방향의 중앙 위치보다 단부 위치 쪽이 길게 되어 있다. 이에 의해, 내벽(203a) 및 종벽부(100e)의 각각의 연장 방향을 따른 높이 치수차를 흡수하고 있다. 바꾸어 말하면, 도 25에 도시하는 길이 l17, l18, l19의 합계인 둘레 길이 합이, 띠상 원호 벽부(100d)의 연장 방향의 각 위치에서 동일하게 되어 있다.

띠상 원호 벽부(100d)는, 평면으로 보아, 상기 에지(211a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 띠상 원호 벽부(100d)는, 종단면으로 보아, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치와 단부 위치 사이에 있어서 고저차를 갖는다. 즉, 띠상 원호 벽부(100d)는, 그 연장 방향을 따른 양단 위치에 대하여 중앙 위치가 상대적으로 낮아지도록 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 그리고, 띠상 원호 벽부(100d)의 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선 CL의 곡률 반경보다, 띠상 원호 벽부(100d)의 종단면으로 본 곡률 반경을 크게 하고 있다. 이에 의해, 다음 공정에서 금형을 바꾸어 블랭크(100)를 놓았을 때, 블랭크(100)의 높이가 지나치게 높아져 불안정하게 되는 것을 방지할 수 있다.

띠상 원호 벽부(100d)는, 계속되는 제2 공정 및 제3 공정을 거쳐, 바닥벽(203b) 및 외벽(203c)으로 되는 부분이다. 상술한 바와 같이, 제1 공정(중간 공정)에서는, 프레스에 의해, 홈부(m)의 띠상 원호 벽부(바닥벽)(100d)에, 홈부(ma)의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치(도중 위치)와, 이 중앙 위치를 사이에 두는 양단 위치(양옆 위치) 사이에서 고저차를 마련하고 있다. 이에 의해, 띠상 원호 벽부(100d)에, 평면으로 보아 볼록형 만곡 형상 또한 종단면으로 보아 오목형 만곡 형상을 이루는 만곡부(제2 만곡부)를 형성하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 띠상 원호 벽부(100d)의 전부를 만곡부로 하고 있지만, 이 형태에만 한하지 않고, 띠상 원호 벽부(100d)의 일부분만을 만곡부로 해도 된다.

본 제1 공정에서는, 이 띠상 원호 벽부(100d)가 측면으로 보아 연직 하방을 향하여 볼록형의 만곡 형상을 이루도록 프레스 가공을 할 때, 동시에 평면으로 보아 볼록형의 만곡 형상으로 변형시키고 있다. 이에 의해, 종벽부(100e)의 상부가 수축 플랜지 변형하여 천장판부(202)에 접근하기 때문에, 종벽부(100e)의 상부를 만곡 에지(202a)에 미리 가까이할 수 있다.

[제2 실시 형태/제2 공정]

계속해서, 본 실시 형태의 제2 공정에 대하여, 도 26 및 도 27을 사용하여 설명한다. 도 26은, 제2 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다. 도 27은, 제2 공정 후의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 Q-Q 화살표도이다.

또한, 본 공정의 설명 전에, 도 26에 도시하는 금형에 대하여 이하에 설명한다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 장치는, 도 26에 도시하는 금형을 더 구비하고 있다. 이들 금형은, 제1 공정 후의 블랭크(100)가 적재되는 다이(240A)와, 블랭크(100) 중에서 상기 천장판부(202)로 되는 부위와 상기 바닥벽(203b)으로 되는 부위를 위에서 꽉 누르는 홀더(250A)와, 상기 띠상 원호 벽부(100d)를 부분적으로 밀어올려 절곡함으로써 상기 외벽(203c)을 형성하는 펀치(260A)와, 홀더(250A)를 다이(240A)에 대하여 접근 이간시키는 구동 기구(도시하지 않음)와, 펀치(260A)를 블랭크(100)에 대하여 접근 이간시키는 다른 구동 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

다이(240A)는, 블랭크(100) 중에서 상기 천장판부(202)로 되는 부위를 지지하는 천장판 지지면(241A)과, 이 천장판 지지면(241A)에 이어지는 금형 홈(제2 금형 홈)(m3)을 갖고 있다. 금형 홈(m3)은, 천장판 지지면(241A)에 이어짐과 함께 연직 하방을 향하여 형성된 금형 홈 측면(242A)과, 이 금형 홈 측면(242A)에 이어짐과 함께 천장판 지지면(241A)으로부터 수평으로 이격되는 방향을 향하는 금형 홈 바닥면(243A)을 갖고 있다.

금형 홈 측면(242A)은, 연직 방향의 높이 치수가, 그 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 금형 홈 측면(242A)은, 평면으로 보아, 상기 에지(211a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 가진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다.

금형 홈 바닥면(243A)은, 수평 방향의 폭 치수가, 그 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 금형 홈 바닥면(243A)은, 평면으로 보아, 상기 에지(211a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 금형 홈 바닥면(243A)은, 그 일단에서 타단에 걸쳐 요철이 없는 수평면을 이루고 있다.

홀더(250A)는, 상기 에지(211a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 가진 볼록형 만곡 형상의 에지(250Aa)와, 블랭크(100)의 상면(200a)을 꽉 누르는 평탄한 하면(250Ab)과, 하면(250Ab)에 대하여 에지(250Aa)를 통하여 이어지는 내벽면(250Ac)과, 이 내벽면(250Ac)에 이어지는 하면(250Ad)과, 하면(250Ad)에 이어지며 또한 연직 상방으로 상승하는 종벽면(250Ae)을 구비하고 있다.

내벽면(250Ac)과 종벽면(250Ae)은, 서로 평행을 이룸과 함께, 에지(250Aa)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다.

또한, 하면(250Ad)은, 바닥면으로 보아, 상기 에지(211a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 그리고, 그 폭 치수는, 구조 부재(201)의 바닥벽(203b)의 폭 치수에 대응하고 있다. 즉, 하면(250Ad)은, 도 24에 도시한 띠상 원호 벽부(100d) 중, 바닥벽(203b)으로 되는 부분만을 가압하도록, 띠상 원호 벽부(100d)보다 폭 치수가 좁게 되어 있다. 그 때문에, 띠상 원호 벽부(100d) 중, 하면(250Ad)에 의해 가압되지 않는 부분은, 펀치(260A)의 밀어올림을 받은 경우에, 연직 상방으로 굴곡되어 상기 외벽(203c)으로 된다. 보다 상세하게는, 도 26에 도시하는 하면(250Ad)의 능선(250Ad1)이 띠상 원호 벽부(100d)의 폭 방향 중앙에 닿은 상태에서, 띠상 원호 벽부(100d)가 굴곡된다. 그 때문에, 이 굴곡 위치를 경계로 하여, 바닥벽(203b)과, 다음 공정에서 외벽(203c)으로 되는 부분을 포함하는 종벽부(100e)가 형성된다.

펀치(260A)는, 평면으로 보아, 홀더(250A)의 능선(250Ad1)과 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상의 능선(260Aa)을 갖고 있다. 그리고, 펀치(260A)를 상승시켰을 때, 이 능선(260Aa)이 띠상 원호 벽부(100d)의 이면측에 닿고, 상기 능선(250Ad1)과 협동하여 굽힘을 부여한다.

이상 설명한 각 금형을 사용하여 제2 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(240A)의 천장판 지지면(241A) 상에 제1 공정 후의 블랭크(100)를 적재한다. 그때, 블랭크(100)의 바닥벽(203b)을 금형 홈 바닥면(243A) 상에 배치하고, 나아가 내벽(203a)을 금형 홈 측면(242A)에 면 접촉시키도록 배치한다. 이때, 바닥벽(203b)은, 만곡 형상을 갖고 있기 때문에, 그 중앙을 제외하고 금형 홈 바닥면(243A)으로부터 약간 떠 있다.

계속해서, 홀더(250A)를 하강시켜 가면, 그 평탄한 하면(250Ad)이 오목형 만곡 형상의 바닥벽(203b)의 연장 방향 양단 위치에 있는 2개의 최정상부에 맞닿는다. 또한 홀더(250A)를 하강시켜 감으로써, 바닥벽(203b)의 만곡이 점차 감소되도록 굽힘 복원되어 간다. 그리고, 홀더(250A)가 하사점에 이른 시점에서 바닥벽(203b)이 하면(250Ad)과 금형 홈 바닥면(243A) 사이에 끼워 넣어져 완전히 평탄한 형상으로 소성 변형된다. 이 과정에서는, 바닥벽(203b)의 만곡을 굽힘 복원시키는 힘이 종벽부(100e)에 전해지기 때문에, 종벽부(100e)가 원래의 상태보다 더 기립하도록 소성 변형된다.

이상에 의해, 블랭크(100)의 내벽(203a)이 금형 홈 측면(242A)과 내벽면(250Ac) 사이에 끼워 넣어져 고정된다. 또한, 블랭크(100)의 띠상 원호 벽부(100d)의 일부가 다른 부분을 남기고, 금형 홈 바닥면(243A) 및 하면(250Ad) 사이에 끼워 넣어져 고정된다.

계속해서, 상기 구동 기구에 의해 펀치(260A)를 상승시킴으로써, 띠상 원호 벽부(100d)의 상기 다른 부분이 그 하방에서 상방을 향하여 밀어올려진다. 그 결과, 띠상 원호 벽부(100d) 중, 바닥벽(203b)으로 되는 부분과 종벽부(100e)로 되는 부분 사이에 접음선이 형성된다.

이때, 상술한 바와 같이, 제1 공정의 시점에서, 종벽부(100e)의 상부를 만곡 에지(202a)에 미리 가까이 하고 있으므로, 종벽부(100e)의 높이 방향 도중 위치에 구부러짐을 남긴 채, 종벽부(100e)의 상단 에지를 만곡 에지(202a)를 향하여 충분히 쓰러뜨리게 할 수 있다.

또한, 도 26에 도시하는 바와 같이, 홀더(250A)의 종벽면(250Ae)(제1 종벽면)에 대하여, 펀치(260A)의 종벽면(260Ae)(제2 종벽면)을 수평 방향으로 5mm 이상 50mm 이하의 거리 cl을 두고 대향 배치시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 종벽부(100c)의 높이 방향 도중 위치에 제1 공정에서 형성한 구부러짐 부분을 남기면서, 종벽부(100e)의 상단 에지가 천장판부(202)를 향하여 앞으로 기울게 접근하도록 경사시키는 것을 보다 확실하게 할 수 있다. 그 이유는, 상기 제1 실시 형태에 있어서 도 6의 (b)를 사용하여 설명한 이유와 동일하며, 여기서는 그 설명을 생략한다.

이와 같이 하여 제2 공정에서 프레스 가공된 블랭크(100)를 도 27에 도시한다. 제2 공정 후에 있어서는, 천장판부(202)와, 만곡 에지(202a)를 통하여 일체로 형성된 내벽(203a)과, 이 내벽(203a)에 이어지는 평탄한 바닥벽(203b)과, 이 바닥벽(203b)에 이어지는 종벽부(100e)가 형성되어 있다. 종벽부(100e)는, 띠상 원호 벽부(100d)의 일부에 굽힘을 가함으로써, 도 24의 (b)와의 대비에서 알 수 있는 바와 같이, 연직 방향의 치수가 신장되어 있다. 또한, 제1 공정에서 부여한 띠상 원호 벽부(100d) 및 종벽부(100e) 사이의 구부러짐이, 제2 공정 후의 종벽부(100e) 중, 도 27의 (b)의 부호 P1로 나타내는 위치에 남아 있다. 그 때문에, 종벽부(100e)의 상단 에지가 만곡 에지(202a)에 접근해 있다.

[제2 실시 형태/제3 공정]

계속해서, 도 28 내지 도 30을 사용하여 본 실시 형태의 제3 공정을 이하에 설명한다.

도 28은, 제3 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다. 도 29는, 제3 공정을 개시하기 전에 있어서의 블랭크(100)의 형상을 도시하는 도면으로서, 도 27의 (a)의 R-R 화살표도이다. 도 30은, 제3 공정 중의 블랭크를 도시하는 도면으로서, (a)가 사시도이고, (b)가 (a)의 T-T 화살표도이다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 장치는, 도 28에 도시하는 금형을 더 구비하고 있다. 이들 금형은, 제2 공정 후의 블랭크(100)가 계속해서 적재되는 상기 다이(240A)와, 다이(240A)의 상방에 배치되고 상하 이동하는 홀더(270A)와, 다이(240A)에 인접 배치되고 상하 이동하는 펀치(280A)와, 펀치(280A) 상에 배치되고 상하 이동하는 패드(290A)와, 홀더(270A)를 다이(240A)에 대하여 접근 이간시키는 구동 기구(도시하지 않음)와, 펀치(280A)를 블랭크(100)에 대하여 접근 이간시키는 다른 구동 기구(도시하지 않음)와, 패드(290A)를 펀치(280A)에 대하여 접근 이간시키는 또 다른 구동 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

홀더(270A)는, 평면으로 보아 상기 에지(211Aa)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상의 능선(270Aa)과, 블랭크(100)의 상면(100a)을 꽉 누르는 평탄한 하면(270Ab)과, 하면(270Ab)에 대하여 능선(270Aa)을 통하여 이어지며 또한 연직 상방으로 상승하는 종벽면(270Ac)을 구비하고 있다.

펀치(280A)는, 평면으로 보아, 홀더(270A)의 능선(270Aa)과 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상의 에지(280Aa)를 가짐과 함께 다이(240A)에 인접하는 금형 홈(제3 금형 홈)(m4)과, 에지(280Aa)에 이어지는 평탄한 상면(280Ab)을 갖고 있다. 펀치(280A)를 상승시키면, 그 에지(280Aa)가 블랭크(100)의 종벽부(100e)의 하단 부분에 닿아 여기에 굽힘을 부여한다.

패드(290A)는, 평탄한 하면(290Aa)과, 이 하면(290Aa)에 이어지는 오목형 만곡 형상의 경사면(290Ab)과, 이 경사면(290Ab)에 이어지는 오목형 만곡 형상의 하면(290Ac)을 갖고 있다. 하면(290Aa)과 하면(290Ac) 사이에는, 경사면(290Ab)을 통하여 단차가 형성되어 있다. 또한, 하면(290Ac)의 에지(290Ac1)는, 능선(270Aa)과 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖는 오목형 만곡 형상을 갖고 있다.

이상 설명한 각 금형을 사용하여 제3 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(240A)의 천장판 지지면(241A) 상에 제2 공정 후의 블랭크(100)를 적재한 채, 상기 홀더(250A) 대신에 홀더(270A)를 사용하여, 천장판부(202)를 천장판 지지면(241A)과의 사이에 끼움 지지한다. 이때, 홀더(270A)를 평면으로 보아, 그 종벽면(270Ac)이 다이(240A)의 에지(241Aa)로부터 소정의 폭 치수 t만큼 후퇴한 위치에 오도록 배치한다. 이에 의해, 도 28에 있어서 폭 치수 t의 해칭으로 나타내어지는 영역이, 제3 공정에서 종벽부(100e)를 절곡하여 폐단면을 형성할 때의 수평 방향에 있어서의 접합 여유부로 된다.

계속해서, 도 29에 있어서 펀치(280A)를 화살표 UP 방향으로 상승시켜 블랭크(100)의 바닥벽(203b)과, 종벽부(100e) 중에서 외벽(203c)으로 되는 부분을 그것들의 외주 주위로부터 지지한다.

그 후, 이번에는 도 29에 있어서 패드(290A)를 화살표 DW 방향으로 하강시켜, 패드(290A)의 하면(290Aa)을 펀치(280A)의 상면(280Ab)에 맞닿게 한다. 이때, 블랭크(100)의 종벽부(100e)의 상단 에지가 전부, 경사면(290Ab) 또는 하면(290Ac)의 하방에 있다. 그 때문에, 패드(290A)를 하강시켜 가면, 그 경사면(290Ab) 및 하면(290Ac)에 의해 종벽부(100e)의 상단 에지를 천장판부(202) 상의 접합 위치를 향하여 안내하면서 넘어뜨릴 수 있다. 그때, 종벽부(100e)의 부호 P1로 나타내어지는 구부러짐이 점차 커져, 그 결과로서 외벽(203c)과 상벽(203d)의 경계선이 형성되어 간다.

더불어, 패드(290A)가 하사점에 이르기 전에 종벽부(100e)의 상단 에지가 천장판부(202)의 접합 위치를 넘으려고 해도, 상기 종벽면(270Ac)에 의해 이동이 막힌다. 상단 에지가 막힌 종벽부(100e)는, 종벽면(270Ac)에 부여하는 힘이 반력으로서 자기에게 돌아오므로, 다이(240A), 펀치(280A) 및 패드(290A)에 의해 형성되는 폐공간의 내벽면에 밀접되도록 폐단면 형상을 형성해 간다.

여기서, 다이(240A)의 천장판 지지면(241A)(제1 천장판 지지면)에 대한 성형 하사점에서의 간극이, 홀더(270A)의 가압면(하면(270Ab))보다 패드(290A)의 가압면(하면(290Ac)) 쪽이 크게 되어 있다. 보다 구체적으로 말하면, 홀더(270A)가 하사점에 이르렀을 때, 이 홀더(270A)의 가압면과, 다이(240A)의 천장판 지지면(241A) 사이의 간극을 g3이라고 한다. 또한, 패드(290A)가 하사점에 이르렀을 때, 이 패드(290A)의 가압면과, 다이(240A)의 천장판 지지면(241A) 사이의 간극을 g4라고 한다. 이 경우, 간극 g3은 천장판부(202)의 판 두께와 대략 동등하고, 간극 g4는 천장판부(202)의 판 두께에 종벽부(100e)의 상단 에지의 판 두께를 더한 치수와 대략 동등하다. 즉, 간극 g4>간극 g3으로 된다. 그 때문에, 홀더(270A)에 있어서는 다이(240A)와의 사이에서 천장판부(202)를 확실히 끼움 지지하고, 또한 패드(290A)에 있어서는 다이(240A)와의 사이에서, 천장판부(202) 및 종벽부(100e)의 상단 에지를 사이에 끼워 넣기 위한 접합 여유부를 얻을 수 있다.

마지막으로, 적당한 접합 수단을 사용하여 상벽(203d)을 천장판부(202)의 접합 위치에 접합함으로써, 도 30에 도시하는 만곡 보강부(203)가 형성된다. 이 만곡 보강부(203)는, 그 연장 방향을 따른 각 위치에서의 단면 형상이 맞추어져 있다.

또한, 본 공정에서는, 종벽면(270Ac)에 의해 종벽부(100e)의 상단 에지가 과도하게 이동하는 것을 규제하였지만, 이 형태에만 한하지 않으며, 예를 들어 도 31의 변형예에 도시하는 바와 같이, 패드(290A)에 대하여, 그 하면(290Ac)에 이어지며 또한 하면(290Ac)의 단부에서 하방을 향하여 형성된 규제면(290Ad)을 마련해도 된다. 이 경우, 종벽부(100e)의 상단 에지의 이동이 규제면(290Ad)에 의해 막히므로, 홀더(270A)로부터 종벽면(270Ac)을 생략할 수 있다.

또한, 본 공정에서는, 제2 공정에 계속해서 제3 공정을 행하였지만, 이 양태로 한정되지 않는다. 예를 들어 도 29에 도시하는 바와 같이, 제2 공정 후이며 또한 제3 공정 전에, 종벽부(100e)의 상단 에지를 천장판부(202)를 향하여 구부려 굴곡부(Q1)를 형성하는 상단 에지 굽힘 공정을 더 가져도 된다. 이 경우, 패드(290A)의 하면(290Ac)을 종벽부(100e)의 상단 에지와의 미끄럼 접촉에 의해 마모시켜 버리는 것을 억제할 수 있다. 더불어, 패드(290A)가 하사점까지 이르렀을 때, 그 하면(290Ac)이 굴곡부(Q1)를 평평하게 압궤하므로, 굴곡부(Q1)를 후공정에 남기는 일이 없다.

또한, 굴곡부(Q1)를 마련하는 대신에, 패드(290A)의 경사면(290Ab) 및 하면(290Ac)에 내마모성을 부여하는 코팅제를 미리 도포해 두어도 된다. 나아가, 굴곡부(Q1)의 형성 및 코팅제의 도포의 양쪽을 채용해도 된다.

이상 설명한 각 공정 중, 제2 공정에서 제3 공정에 걸친, 블랭크(100)의 형상 변화를 (a) 내지 (f)의 순으로 시계열로 배열한 사시도를 도 32에 도시한다. 또한, 도 32 중, (a) 내지 (c)가 제2 공정을 도시하고, (d) 내지 (f)가 제3 공정을 도시한다. 또한, 각 금형의 도시는 생략한다.

우선, 도 32의 (a)에 있어서는, 제1 공정 후의 블랭크(100)를 다이(240A) 및 홀더(250A) 사이에 끼워 넣는다. 그리고, 펀치(260A)를 상승시킴으로써, 도 32의 (b)에 도시하는 상태로 된다. 이때, 종벽부(100e)의 상단 에지를 천장판부(202)를 향하여 경사시키기 위해서는, 종벽부(100e)의 상부를 만곡 에지(202a)를 향하여 미리 기울일 필요가 있지만, 이미 제1 공정에서 그를 위한 굽힘 가공이 부여되어 있기 때문에, 여유를 갖고 경사시킬 수 있다. 그 때문에, 펀치(260A)를 더 상승시켜 도 32의 (b)에 도시하는 상태로 되어도, 종벽부(100e)에 있어서 외벽(203c)으로 되는 부분과 상벽(203d)으로 되는 부분의 경계선(접음선)이 유지된다.

계속되는 제3 공정에서는, 블랭크(100)의 종벽부(100e)의 쓰러뜨림이 충분한 상태에서 패드(290A)에 의해 종벽부(100e)의 상단 에지를 밀어내리기 때문에, 도 32의 (d) 내지 (e)에 도시하는 바와 같이, 종벽부(100e)가 천장판부(202)와의 접합 위치를 향하여 정확하게 쓰러져 버린다. 그리고, 도 32의 (f)에 도시하는 바와 같이, 접합 위치에 있어서 적당한 접합 수단을 사용하여 상벽(203d)을 고정함으로써, 만곡 보강부(203)를 갖는 구조 부재(201)가 완성된다.

이상 설명한 본 실시 형태의 골자를 이하에 정리한다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 방법은, 만곡 에지(202a)를 갖는 천장판부(202)와, 만곡 에지(202a)의 연장 방향을 따라 천장판부(202)와 일체로 형성되며 또한 만곡 에지(202a)의 연장 방향에 직교하는 단면이 폐단면 형상인 만곡 보강부(203)를 갖는 구조 부재(201)를, 블랭크(평판 소재)(100)로 제조하는 방법이다.

그리고, 이 제조 방법은, 블랭크(100) 중, 천장판부(202)에 대응하는 부위(제1 부위)를 끼움 지지한 상태에서, 천장판부(202)의 만곡 에지(202a)에 이어지는 다른 부위(내벽(203a), 띠상 원호 벽부(100d), 종벽부(100e)로 되는 제2 부위)를 블랭크(100)의 표면에 대하여 깊이 방향으로 프레스하여, 만곡 에지(202a)의 연장 방향을 따르며 또한 상기 연장 방향에 직교하는 단면이 U자를 이루는 홈부(ma) 및 홈부(ma)에 이어지는 종벽부(100e)를 형성하는 제1 공정(중간 공정)과; 종벽부(100e)의 상단 에지를 천장판부(202)에 중첩하여 접합하고, 만곡 보강부(203)를 형성하는 제3 공정(접합 공정);을 갖는다.

그리고, 제1 공정의 상기 프레스에서는, 상기 연장 방향을 따라 종단면으로 본 홈부(ma)의 띠상 원호 벽부(100d)(바닥벽)의 중앙 위치와 단부 위치 사이에 고저차를 마련하고 있다.

즉, 도 24에 도시한 바와 같이, 제1 공정의 상기 프레스에 의해, 띠상 원호 벽부(100d)를, 평면으로 보아 볼록형 만곡 형상 또한 종단면으로 보아 오목형 만곡 형상으로 형성하고 있다.

또한, 제1 공정의 프레스 성형 시에, 천장판부(202)에 대응하는 부위를 완전히 고정하는 것이 아니라, 끼움 지지한 상태로 하고 있다. 그 때문에, 끼움 지지한 부위가 그 평면 외로 이동 및 변형되는 것은 제한하고 있지만, 끼움 지지한 부위의 일부가 내벽(203a) 등의 다른 부위를 향하는 메탈 플로는 허용하고 있다.

제3 공정에서는, 종벽부(100e)의 상단 에지를, 천장판부(202)에 접근하는 이동을 허용한 채 홈부(ma)를 향하여 밀어내림으로써, 상단 에지를 천장판부(202)를 향하여 절곡하고 있다. 그리고, 상기 상단 에지의, 천장판부(202)에 있어서의 접합 예정 위치를 넘은 이동을 규제하고 있다.

제3 공정 전에, 상기 상단 에지를 천장판부(202)를 향하여 구부려 상기 굴곡부(Q1)를 형성하는 상단 에지 굽힘 공정을 더 가져도 된다.

제1 공정의 상기 프레스에 의해, 홈부(ma)의 연장 방향에 직교하는 단면에서의 상기 U자의 단면선 길이(도 25에 도시한 길이 l17, l18, l19의 합계인 둘레 길이 합)를 보았을 때, 중앙 위치에서의 상기 단면선 길이를 단부 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비가 0.7 내지 1.3의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 단면선 길이를, 상기 중앙 위치와 상기 단부 위치에서 서로 동일하게 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 홈부(ma)의 연장 방향의 각 위치에 있어서의 상기 단면선 길이를 전부 동등하게 하는 것이 가장 바람직하다.

상기 단면선 길이의 비가 0.7 미만으로 되거나 또는 1.3을 초과하게 되면, 상기 중앙 위치와 상기 단부 위치 사이에 있어서의 상기 단면선 길이의 차가 지나치게 커진다. 이 경우, 홈부(ma)의 연장 방향을 따른 각 위치에서의 단면적이 대략 동등한 만곡 보강부(203)를 형성하였을 때, 상기 단면선 길이의 차가 상벽(203d)의 단부 에지에 있어서의 균열이나 주름 등의 성형 문제를 발생시킬 가능성이 있다. 그 때문에, 상기 단면선 길이의 비로서는 0.7 내지 1.3의 범위 내인 것이 바람직하다.

또한, 제1 공정의 프레스에 의해, 홈부(ma)에 있어서, 띠상 원호 벽부(100d)의 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R(mm)을, 띠상 원호 벽부(100d)의 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로 제산한 R/R1비를 0.2 내지 1.2의 범위 내로 해도 된다. 이 경우, 블랭크(100)로서 780MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, 980MPa급 이상의 고강도 강판을 사용하는 경우에는, R/R1비를 0.3 내지 0.9의 범위로 하는 것이 보다 바람직하며, 이 경우에는 980MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, R/R1비를 0.5로 하는 것이 가장 바람직하며, 이 경우에는 1180MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다.

한편, 다른 관점으로 본 경우, 제1 공정의 상기 프레스에 의해, 띠상 원호 벽부(100d)의 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선 CL의 곡률 반경 R보다, 띠상 원호 벽부(100d)의 종단면으로 본 곡률 반경 R1 쪽을 크게 하는(R1>R) 것이 바람직하다. 이 경우, 다음 공정에서 다른 금형으로 구조 부재를 옮겼을 때, 위치 결정이 불안정하게 되는 것을 피할 수 있다.

구조 부재(201)는, 자동차 차체 부품이어도 된다. 보다 구체적으로는, 로워 암의 제조 시에 본 발명을 적용해도 된다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 장치는, 상기 제조 방법에 적합하게 사용되는 것으로서, 구조 부재(201)를 블랭크(100)로 제조한다.

그리고, 이 제조 장치는, 평면으로 보아 만곡된 금형 홈(제1 금형 홈)(212)이 형성된 다이(제1 다이)(210)와, 금형 홈(212)에 대하여 상대적으로 접근 이간하는 펀치(제1 펀치)(230)를 제1 공정에서 사용한다. 그리고, 금형 홈(212)의 금형 홈 바닥면(바닥면)(212b)이, 금형 홈 바닥면(212b)의 연장 방향을 따른 중앙 위치와 단부 위치 사이에 있어서 종단면으로 보아 고저차를 갖는다.

또한, 펀치(230)의 가압면(230a)의 펀치 하단부면(230a3)이, 금형 홈 바닥면(212b)에 대응한 고저차를 갖고 있다. 또한, 펀치 하단부면(230a3)에 있어서의 「대응한 고저차」란, 펀치 하단부면(230a3)이 금형 홈 바닥면(212b)과 동일한 방향으로 구부러져 형성된 고저차를 의미하며, 금형 홈 바닥면(212b)의 고저차와 동일한 것이 바람직하다.

금형 홈(212)의 금형 홈 바닥면(212b)은, 평면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상이며 또한 종단면으로 보아서는 오목형 만곡 형상이다.

금형 홈(212)의 연장 방향에 직교하는 단면인 U자의 단면선 길이를 보았을 때, 중앙 위치에서의 상기 단면선 길이를 단부 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비가 0.7 내지 1.3의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 단면선 길이를, 상기 중앙 위치와 상기 단부 위치에서 서로 동일하게 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 금형 홈(212)의 연장 방향의 각 위치에 있어서의 상기 단면선 길이를 전부 동등하게 하는 것이 가장 바람직하다. 이에 의해, 상술한 성형 문제를 보다 확실하게 방지할 수 있다.

금형 홈 바닥면(212b)의, 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경이, 종단면으로 본 곡률 반경보다 작다.

또한, 상기 제조 장치는, 제2 공정에서 사용하는 이하의 금형을 더 구비한다: 금형 홈(212)보다 좁은 금형 홈 바닥면(제2 금형 홈)(243A)을 갖는 다이(제2 다이)(240A)와; 금형 홈 바닥면(243A)에 대응한 형상을 갖는 하면(만곡 볼록부)(250Ad)을 갖는 홀더(제1 홀더)(250A)와; 금형 홈 바닥면(243A)에 인접 배치되고, 금형 홈 바닥면(243A)에 대하여 상대적으로 접근 이간하는 펀치(제2 펀치)(260A).

또한, 상기 제조 장치는, 제3 공정에서 사용하는 이하의 금형을 더 구비한다: 다이(240A)에 겹치도록 배치된 홀더(제2 홀더)(270A)와; 금형 홈 바닥면(243A)에 인접한 제3 금형 홈을 갖는 펀치(제3 펀치)(280A)와; 금형 홈 바닥면(243A) 및 상기 제3 금형 홈의 양쪽에 대하여 접근 이간하는 하면(가압면)(290Ac)을 갖는 패드(290A).

홀더(270A)는, 패드(290A)의 하면(290Ac)에 인접하며 또한 하면(290Ac)에 교차하는 종벽면(제1 규제면)(270Ac)을 갖는다. 또는 도 31에 도시한 바와 같이, 패드(290A)가, 하면(290Ac)에 이어지며 또한 하면(290Ac)에 교차하는 규제면(제2 규제면)(290Ad)을 구비해도 된다.

[제3 실시 형태]

상기 제1 실시 형태에서는 평면으로 보아 오목형의 만곡 보강부(3)를 형성하고, 또한 상기 제2 실시 형태에서는 평면으로 보아 볼록형의 만곡 보강부(203)를 형성하였다. 이들 만곡 보강부(3, 203)의 양쪽 모두, 그것들의 연장 방향에 교차하는 단면 형상이 폐단면 형상이었다. 그러나, 본 발명은 개단면 형상을 갖는 만곡 보강부의 가공에도 적용 가능하다. 그래서, 평면으로 보아 오목형을 이루고, 개단면 형상의 만곡 보강부를 갖는 구조 부재를 제조하는 경우에 대하여, 본 실시 형태에서 설명한다. 또한, 평면으로 보아 볼록형을 이루고, 개단면 형상의 만곡 보강부를 갖는 구조 부재를 제조하는 경우에 대해서는, 후술하는 제4 실시 형태에서 설명한다.

도 33에 도시하는 구조 부재(301)는, 바닥면으로 보아 오목형의 만곡 에지(302a)를 갖는 천장판부(302)와, 만곡 에지(302a)에 있어서 천장판부(302)와 일체로 형성되며 또한 만곡 에지(302a)의 연장 방향에 직교하는 단면이 개단면 형상인 만곡 보강부(303)를 갖는다.

천장판부(302)는, 서로 평행인 한 쌍의 양쪽 측연부(302b, 302c)와, 이들 양쪽 측연부(302b, 302c) 사이에 이어짐과 함께 전방 에지를 이루는 상기 만곡 에지(302a)와, 이 만곡 에지(302a)에 대향함과 함께 양쪽 측연부(302b, 302c) 사이에 이어지는 후방 에지(302d)로 구획된 평판 부분이다. 양쪽 측연부(302b, 302c) 및 후방 에지(302d)는, 각각 직선 형상을 갖고 있다. 한편, 만곡 에지(302a)는, 그 양단보다 중앙이 후방 에지(302d)에 가까운 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 이 오목형 만곡 형상의 평면으로 본 곡률 반경 R로서는 100mm 내지 400mm가 예시된다. 단, 곡률 반경 R은 이 범위 내로 한정되는 것은 아니다.

만곡 보강부(303)는, 천장판부(302)의 만곡 에지(302a)에 이어짐과 함께 연직 상방을 향하는 외벽(303c)과, 외벽(303c)에 이어짐과 함께 천장판부(302)의 상면(302e)에 대하여 이격된 상벽(303d)을 구비하고 있다.

외벽(303c)은, 연직 방향의 높이 치수가, 만곡 보강부(303)의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 외벽(303c)은, 평단면으로 보아, 만곡 에지(302a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다.

상벽(303d)은, 수평 방향의 폭 치수가, 만곡 보강부(303)의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 상벽(303d)은, 종단면으로 보아서는 천장판부(302)와 평행이고, 평면으로 보아서는, 만곡 에지(302a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다.

그리고, 천장판부(302)의 일부, 외벽(303c), 상벽(303d)의 3개의 벽부에 의해, 개단면 형상이 형성되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 만곡 보강부(303) 내에는 오목형 만곡 형상의 공간이 형성되어 있고, 그리고 만곡 보강부(303)의 연장 방향을 따른 일단 및 타단의 2면과, 상벽(303d) 중 상기 후방 에지(302d)에 가까운 에지와 상기 상면(302e) 사이의 1면의 합계 3면에 있어서, 상기 공간이 외부에 연통되어 있다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재(301)에 따르면, 개단면 형상을 갖는 만곡 보강부(303)의 강성에 의해, 천장판부(302)의 면외 변형을 방지할 수 있다. 또한, 만곡 에지(302a)의 연장 방향을 따른 압축 가중이나 인장 하중에 대해서도 높은 강성을 발휘할 수 있다.

도 34는, 본 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법을 설명하는 개략도로서, 블랭크(500)로부터 구조 부재(301)에 이르기까지의 형상 변화를 (a) 내지 (c)의 순으로 시계열로 배열한 사시도이다. 각 도면에서는, 성형 과정을 명시하기 위해 각 금형의 도시를 생략하고 있다. 각 금형 및 그것들의 사용법에 대해서는, 다른 도면을 사용하여 후술한다.

도 34의 (a)는, 상기 제1 실시 형태에서 도시한 도 14에 대응하는 시점에서의 블랭크(500)를 도시한다. 또한, 본 실시 형태의 블랭크(500)는, 도 38의 (a)를 사용하여 설명하는 형상을 갖고, 상기 블랭크(100)와는 형상이 다르기 때문에, 품번을 500으로 바꾸어 설명한다.

본 실시 형태에서는, 제1 공정으로서, 우선, 다이의 천장판 지지면 상에 블랭크(500)를 적재하고, 그리고 홀더를 하강시켜 블랭크(500)를 다이와의 사이에 끼움 지지한다.

계속해서, 펀치를 하강시킴으로써, 블랭크(500)를 하형과 펀치 사이에 끼워 넣어 소성 변형시킨다.

그 후, 펀치를 상승시키고 나서, 홀더를 상승시킨다. 그리고, 다이 위에서 제1 공정 후의 블랭크(500)를 취출하여, 도 34의 (a)의 상태로 된다.

제1 공정 후의 블랭크(500)는, 내벽(503a) 및 종벽부(500g)와, 이들의 하단 에지 사이를 연결시키는 띠상 원호 벽부(500f)에 의해 구획되는 홈부(mb)를 갖고 있다. 이들 내벽(503a), 종벽부(500g), 띠상 원호 벽부(500f)는, 평면으로 보아 동일한 방향으로 구부러진 오목형의 만곡 형상을 갖고 있다.

내벽(503a) 및 종벽부(500g)는, 이들의 하단 에지의 높이 치수가, 이들의 연장 방향을 따른 중앙 위치와 양단 위치 사이에서 차가 마련되어 있다. 즉, 내벽(503a) 및 종벽부(500g)의 각 하단 에지는, 측면으로 보아 연직 상방을 향하여 볼록형의 만곡선 형상을 이루고 있다.

평면으로 본 경우, 종벽부(500g)의 곡률 반경이, 내벽(503a)의 곡률 반경보다 크게 되어 있다. 이 곡률 반경차에 의해, 내벽(503a) 및 종벽부(500g)의 각각의 연장 방향을 따른 높이 치수차를 흡수하고 있다.

띠상 원호 벽부(500f)는, 평면으로 보아, 내벽(503a)과 동일한 방향으로 구부러진 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 띠상 원호 벽부(500f)는, 종단면으로 보아, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치와 단부 위치 사이에 있어서 고저차를 갖는다. 즉, 띠상 원호 벽부(500f)는, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치에 대하여 양단 위치가 상대적으로 낮아지도록 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 이에 의해, 종벽부(500g)의 상단 에지에 있어서의 신장 플랜지 변형을 제2 공정 전에 부여할 수 있다. 즉, 종벽부(500g)의 하단 에지보다 상단 에지 쪽이 폭 넓게 되도록, 종벽부(500g)를 면 내 방향으로 굽힘 변형시키고 있다. 그 결과, 종벽부(500g)를 천장판부(502)에 미리 가까이할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 공정(중간 공정)에서는, 프레스에 의해, 홈부(mb)의 띠상 원호 벽부(바닥벽)(500f)에, 홈부(mb)의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치(도중 위치)와, 이 중앙 위치를 사이에 두는 양단 위치(양옆 위치) 사이에서 고저차를 마련하고 있다. 이에 의해, 띠상 원호 벽부(500f)에, 평면으로 보아 오목형 만곡 형상 또한 종단면으로 보아 볼록형 만곡 형상을 이루는 만곡부(제1 만곡부)를 형성하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 띠상 원호 벽부(500f)의 전부를 만곡부로 하고 있지만, 이 형태에만 한하지 않고, 띠상 원호 벽부(500f)의 일부분만을 만곡부로 해도 된다.

계속되는 제2 공정에서는, 천장판부(502)를 그 상하로부터 다이 및 홀더 사이에 끼워 넣어 보유 지지한다. 그리고, 다이 및 홀더를 펀치에 대하여 가까이 한다. 그러면, 띠상 원호 벽부(500f)의 외면이, 정위치에 고정된 펀치에 닿으므로, 종벽부(500g)가 상기 후방 에지(502d)에 접근하도록 절곡되어 간다. 그 결과, 상기 고저차가 없어짐과 함께, 종벽부(500g)의 상부 에지가 상기 후방 에지(502d)에 근접되어 도 34의 (b)에 도시하는 상태로 된다.

계속되는 제3 공정에서는, 패드를 사용하여 종벽부(500g)의 상단 에지를 밀어내림으로써, 도 34의 (c)에 도시하는 바와 같이, 개단면 형상의 만곡 보강부(303)를 갖는 구조 부재(301)가 형성된다. 만곡 보강부(303)는, 천장판부(302)에 이어짐과 함께 연직 상방을 향하는 외벽(303c)과, 외벽(303c)에 이어짐과 함께 천장판부(302)의 상면(302e)에 평행을 이루는 상벽(303d)을 구비하고 있다. 그리고, 외벽(303c) 및 상벽(303d)은 평면으로 보아 오목형의 만곡 형상을 갖고 있다.

이상 설명한 바와 같은 제1 공정 내지 제3 공정에 의한 절첩 가공을 행함으로써, U자형 개단면 형상의 만곡 보강부(303)를 갖는 구조 부재(301)를 형성할 수 있다. 이 절첩 가공에서는, 천장판부(502)에 대향하는 방향으로 보아 종벽부(500g)의 상단 에지가 천장판부(502)에 겹치는 한편, 종벽부(500g)의 상단 에지가 천장판부(502)로부터 이격된 상태에 이르기까지, 종벽부(500g)를 구부림으로써, U자형 개단면 형상을 갖는 만곡 보강부(303)를 형성하고 있다.

또한, 이 절첩 가공에서 종벽부(500g)를 구부릴 때, 상기 상단 에지의, 소정 위치를 넘은 상기 이동을 규제해도 된다. 또한, 제3 공정 시의 상기 상단 에지가 천장판부(502)를 향하는 굴곡부(도시하지 않음)를, 제3 공정 전에 형성하는 상단 에지 굽힘 공정을 더 가져도 된다.

이상 설명한 제1 공정 내지 제3 공정을, 각 금형과의 대응 관계를 포함시켜 이하에 설명한다. 구체적으로는, 도 35를 사용하여 제1 공정을 설명하고, 도 36을 사용하여 제2 공정을 설명하고, 도 37을 사용하여 제3 공정을 설명한다.

[제3 실시 형태/제1 공정]

우선, 도 35의 (a)는, 본 실시 형태의 제1 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다. 동 도 35의 (a)에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 구조 부재의 제조 장치는, 블랭크(500)가 적재되는 다이(410)와, 블랭크(500) 중에서 상기 천장판부(302)로 되는 부위를 그 위에서 꽉 누르는 홀더(420)와, 블랭크(500) 중에서 상기 만곡 보강부(303)로 되는 부위에 오목 홈을 형성하는 펀치(430) 및 하형(440)과, 이들 다이(410), 홀더(420), 펀치(430)의 각각을 독립적으로 구동하는 구동부(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 또한, 하형(440)은 정위치에 고정되어 있다.

다이(410)는, 블랭크(500) 중에서 상기 천장판부(502)로 되는 부위를 지지하는 천장판 지지면(411)과, 이 천장판 지지면(411)에 이어지는 종벽면(412)을 구비하고 있다. 천장판 지지면(411)은, 상기 만곡 에지(302a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 만곡된 에지(411a)를 갖는 수평면이다. 종벽면(412)은, 에지(411a)에 있어서 천장판 지지면(411)에 이어지며, 연직 하방을 향하여 연장되는 벽면이다. 종벽면(412)은, 평면으로 보아, 에지(411a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 구부러진 오목 곡면이다.

하형(440)은, 바닥벽면(441), 종벽면(442), 상벽면(443)을 구비하고 있다.

바닥벽면(441)은, 평면으로 보아, 상기 에지(411a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 바닥벽면(441)은, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치와 단부 위치 사이에 있어서 종단면으로 보아 고저차를 갖는다. 즉, 바닥벽면(441)은, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치에 대하여 양단 위치가 상대적으로 낮아지도록 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 바닥벽면(441)은, 상기 제1 실시 형태에서 도 13을 사용하여 설명한 상기 금형 홈 바닥면(112b)과 비교하여 약간 형상이 다르다. 구체적으로는, 상기 금형 홈 바닥면(112b)의 경우에는 홈 폭 방향에서 높이가 거의 일정하였던 것에 비해, 본 실시 형태의 바닥벽면(441)은, 그 홈 폭 방향을 따라 상기 다이(410)로부터 이격되는 방향을 향하여 깊이가 깊게 되어 있다.

종벽면(442)은, 바닥벽면(441)에 이어지며, 연직 상방을 향하여 연장되는 벽면이다. 종벽면(442)은, 평면으로 보아, 상기 에지(411a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록 곡면이다. 상벽면(443)은, 종벽면(442)의 상단 에지에 이어지며, 수평 방향을 향하여 연장되는 평탄면이다.

홀더(420)는, 상기 에지(411a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 가진 오목형 만곡 형상의 에지(420a)와, 블랭크(500)의 상면(502e)을 꽉 누르는 평탄한 하면(420b)을 갖고 있다.

펀치(430)는, 그 저부에 형성된 가압면(431)과, 그 측부에 형성된 종벽면(432)을 구비하고 있다.

가압면(431)은, 상기 바닥벽면(441)과 대략 동일 형상을 갖고 있다. 즉, 가압면(431)은, 바닥면으로 보아, 상기 에지(411a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 가압면(431)은, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치와 단부 위치 사이에 있어서 종단면으로 보아 고저차를 갖는다. 즉, 가압면(431)은, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치에 대하여 양단 위치가 상대적으로 낮아지도록 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 가압면(431)은, 상기 제1 실시 형태에서 도 12를 사용하여 설명한 상기 펀치 하단부면(130a3)과 비교하여 약간 형상이 다르다. 구체적으로는, 상기 펀치 하단부면(130a3)의 경우에는 그 폭 방향에서 높이가 거의 일정하였던 것에 비해, 본 실시 형태의 가압면(431)은, 그 폭 방향을 따라 상기 홀더(420)로부터 이격됨에 따라 높이가 낮게 되어 있다.

종벽면(432)은, 가압면(431)에 이어지며, 연직 상방을 향하여 연장되는 벽면이다. 종벽면(432)은, 평면으로 보아, 상기 에지(411a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목 곡면이다.

상술한 바닥벽면(제4 금형 홈의 바닥면)(441)은, 바닥벽면(441)의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치(도중 위치)와 이 중앙 위치를 사이에 두는 양단 위치(양옆 위치) 사이에서 고저차를 갖는다. 그리고, 펀치(430)(제4 펀치)의 가압면(431)이, 바닥벽면(441)에 대응한 고저차를 갖고 있다. 바닥면 벽(441)은, 평면으로 보아서는 오목형 만곡 형상이며 또한 종단면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상을 이루는 만곡면(제3 금형 만곡면)을 형성하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 바닥벽면(441)의 전부를 만곡면으로 하고 있지만, 이 형태에만 한하지 않고, 바닥벽면(441)의 일부분만을 만곡면으로 해도 된다.

상기 구동부는, 다이(410)를 향하여 홀더(420)를 접근 이간시키는 구동 기구와, 다이(410)를 승강시키는 구동 기구와, 하형(440)을 향하여 펀치(430)를 승강시키는 구동 기구를 구비하고 있다.

가공 전의 상기 블랭크(500)는, 도 38의 (a)에 도시하는 형상을 갖는다. 즉, 블랭크(500)는, 평면으로 보아 오목형을 이루는 전방 에지(502a)와, 이 전방 에지(502a)에 이어지는 한 쌍의 측연부(502b)와, 이들 한 쌍의 측연부(502b)에 이어지며 전방 에지(502a)와 대향하는 후방 에지(502d)를 갖는다. 한 쌍의 측연부(502b)는, 서로 평행인 부분과, 전방 에지(502a)에 접근함에 따라 간격이 좁아지는 부분을 갖는다. 블랭크(500)의 판 두께로서는 0.8mm 내지 6.0mm가 예시되지만, 이 두께로 한정되는 것은 아니다. 블랭크(500)의 재질로서는 강, 알루미늄 합금 혹은 마그네슘 합금 등의 금속 재료, 또는 유리 섬유 혹은 탄소 섬유 등의 수지 재료를 사용할 수 있다. 나아가, 금속 재료 및 수지 재료의 복합 재료를 블랭크(500)의 재질로 해도 된다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재의 제조 장치에 의해 제1 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(410)의 천장판 지지면(411) 상에 블랭크(500)를 적재하고, 그리고 상기 구동 기구에 의해 홀더(420)를 하강시켜 블랭크(500)를 다이(410)와의 사이에 끼움 지지한다. 그때, 블랭크(500)의 전방 에지(502a)가 다이(410)의 에지(411a)를 넘어 비어져 나오도록 배치한 후에 고정한다.

계속해서, 상기 구동 기구에 의해 펀치(430)를 하형(440)을 향하여 하강시킨다. 또한, 다이(410)를, 홀더(420)와의 사이에 블랭크(500)를 끼운 채 하강시켜 간다. 그리고, 펀치(430)가 하사점에 이름으로써, 블랭크(500) 중 전방 에지(502a)를 포함하는 주변 부분이 연직 상방을 향하여 절곡된다. 즉, 블랭크(500)는, 도 38의 (a)에 도시하는 성형 개시로부터 도 38의 (b)의 성형 도중을 거쳐, 도 38의 (c)에 도시하는 성형 종료에 이른다. 도 35의 (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 제1 공정의 성형 종료 시의 블랭크(500)에는, 전방 에지(502a)를 상단 에지로 하는 평면으로 보아 오목형의 종벽부(500g)와, 이 종벽부(500g)의 근원 부분에 위치하고, 평면으로 보아 오목형이며 또한 블랭크(500)의 폭 방향에 있어서 고저차를 갖는 홈부(mb)가 형성된다. 홈부(mb)의 띠상 원호 벽부(100f)(바닥벽)는, 홈부(mb)의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치와 단부 위치 사이에서 고저차를 갖는다. 즉, 중앙 위치가 단부 위치보다 높아지는 고저차가 형성되어 있다. 이 제1 공정에 의해, 종벽부(500g)의 상단 에지가 신장 플랜지 변형된다.

그 후, 상기 구동 기구에 의해 펀치(430)를 상승시키고 나서, 홀더(420)를 상승시킨다. 그리고, 다이(410) 위에서 블랭크(500)를 취출한다. 이상에 의해, 제1 공정이 완료된다.

[제3 실시 형태/제2 공정]

상기 제1 공정에 계속되는 제2 공정에 대하여, 도 36 및 도 38의 (d) 내지 (f)를 사용하여 설명한다.

우선, 도 36의 (a)는, 본 실시 형태의 제2 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다. 동 도 36의 (a)에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 구조 부재의 제조 장치는, 제1 공정 후의 블랭크(500)가 적재되는 다이(610)와, 다이(610)에 대하여 접근 이간하는 홀더(620)와, 다이(610)의 측방에 고정 배치된 펀치(630)와, 다이(610) 및 홀더(620)의 각각을 독립적으로 구동하는 구동부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

다이(610)는, 블랭크(500)를 그 홈부(mb)에 대응하는 부분의 외면도 포함시켜 지지하는 천장판 지지면(611)과, 이 천장판 지지면(611)에 이어지는 종벽면(612)을 구비하고 있다. 천장판 지지면(611)은, 상기 다이(410)의 에지(411a)와 동일한 방향으로 만곡된 에지(611a)를 갖는 수평면이다. 종벽면(612)은, 에지(611a)에 있어서 천장판 지지면(611)에 이어지며, 연직 하방을 향하여 연장되는 벽면이다. 종벽면(612)은, 평면으로 보아, 에지(611a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 구부러진 오목 곡면이다.

펀치(630)는, 상벽면(631)과 종벽면(632)을 구비하고 있다.

상벽면(631)은, 평면으로 보아, 상기 에지(611a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖는 평면이다.

종벽면(632)은, 상벽면(631)에 이어지며, 연직 하방을 향하여 연장되는 벽면이다. 종벽면(632)은, 평면으로 보아, 상기 에지(611a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 구부러진 볼록 곡면이다.

홀더(620)는, 바닥벽면(621)과 종벽면(622)을 구비하고 있다.

바닥벽면(621)은, 바닥면으로 보아 상기 에지(611a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖는 오목형 만곡 형상의 에지(621a)를 갖고, 블랭크(500)의 상면(502e)을 꽉 누르는 평탄면이다.

종벽면(622)은, 에지(621a)에 있어서 바닥벽면(621)에 이어지며, 연직 상방을 향하여 연장된다. 종벽면(622)은, 평면으로 보아, 상기 에지(621a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 구부러진 오목 곡면이다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재의 제조 장치에 의해 제2 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(610)의 천장판 지지면(611) 상에 블랭크(500)를 적재하고, 그리고 상기 구동 기구에 의해 홀더(620)를 하강시켜 블랭크(500)를 다이(610)와의 사이에 끼워 넣어 간다. 이에 의해, 제1 공정에서 형성된 홈부(mb)에 있어서의 고저차가 점차 감소되어 가고, 이 변형에 수반하여, 블랭크(500)의 종벽부(500g)의 상단 에지가 후방 에지(502d)를 향하여 접근한다. 블랭크(500)를 사이에 끼운 상태에서 홀더(620)를 다이(610)와 함께 밀어내려 가면, 블랭크(500) 중, 홈부(mb)가 있었던 부분의 외면이 펀치(630)의 상벽면(631)에 닿는다. 그 결과, 블랭크(500)는, 상벽면(631)에 부여하는 힘의 반력을 받아 종벽부(500g)의 상단 에지가 후방 에지(502d)를 향하여 더 접근하도록 절곡되어 간다.

즉, 블랭크(500)는, 도 38의 (d)에 도시하는 제2 공정의 성형 개시로부터, 도 38의 (e)의 성형 도중을 거쳐, 도 38의 (f)에 도시하는 성형 종료에 이른다. 도 36의 (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 성형 종료 시의 블랭크(500)는, 홈부(mb)가 사라지고 고저차도 없게 되어 있다. 그 때문에, 블랭크(500)의 하면은 평탄하게 되어 있다. 또한, 종벽부(500g)는, 상기 고저차의 감소에 더하여 그 하단 부분이 펀치(630)로부터의 반력을 받기 때문에, 다음 제3 공정에서 확실하게 쓰러질 수 있도록, 미리 경사시킬 수 있다.

그 후, 상기 구동 기구에 의해 홀더(620)를 상승시킨다. 그리고, 다이(610) 위에서 블랭크(500)를 취출한다. 이상에 의해, 제2 공정이 완료된다.

또한, 도 36에 도시하는 바와 같이, 홀더(620)의 종벽면(622)(제3 종벽면)에 대하여, 펀치(630)의 종벽면(632)(제4 종벽면)을 수평 방향으로 5mm 이상 50mm 이하의 거리 cl을 두고 대향 배치시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 종벽부(500g)의 높이 방향 도중 위치에 제1 공정에서 형성한 구부러짐 부분을 남기면서, 종벽부(500g)의 상단 에지가 천장판부(502)를 향하여 앞으로 기울게 접근하도록 경사시키는 것을 보다 확실하게 할 수 있다. 그 이유는, 상기 제1 실시 형태에 있어서 도 6의 (b)를 사용하여 설명한 이유와 동일하며, 여기서는 그 설명을 생략한다.

[제3 실시 형태/제3 공정]

상기 제2 공정에 계속되는 제3 공정에 대하여, 도 37 및 도 38의 (g) 내지 (i)를 사용하여 설명한다.

우선, 도 37의 (a)는, 본 실시 형태의 제3 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다. 동 도 37의 (a)에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 구조 부재의 제조 장치는, 제2 공정 후의 블랭크(500)가 적재되는 다이(710)와, 다이(710)에 대하여 접근 이간하는 홀더(720)와, 다이(710)에 대하여 접근 이간하는 패드(730)와, 홀더(720) 및 패드(730)의 각각을 독립적으로 구동하는 구동부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

다이(710)는, 블랭크(500)를 지지하는 천장판 지지면(711)과, 이 천장판 지지면(711)에 이어지는 종벽면(712)을 구비하고 있다. 천장판 지지면(711)은, 상기 다이(610)의 에지(611a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 만곡된 에지(711a)를 갖는 수평면이다. 종벽면(712)은, 에지(711a)에 있어서 천장판 지지면(711)에 이어지며, 연직 하방을 향하여 연장되는 벽면이다. 종벽면(712)은, 평면으로 보아, 에지(711a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 구부러진 오목 곡면이다.

홀더(720)는, 바닥벽면(721)과, 절첩면(722)과, 종벽면(723)을 구비하고 있다.

바닥벽면(721)은, 바닥면으로 보아 상기 에지(711a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖는 오목형 만곡 형상의 에지(721a)를 갖고, 블랭크(500)의 상면(502e)을 꽉 누르는 평탄면이다.

절첩면(722)은, 에지(721a)에 있어서 바닥벽면(721)에 이어지며, 에지(721a)로부터 평면으로 보아 바닥벽면(721)에 겹치는 방향으로 절첩된 굽힘면이다. 절첩면(722)은, 평면으로 보아, 상기 에지(721a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖는 굽힘 형상을 갖는다. 절첩면(722)은, 평면으로 보아, 상기 에지(621a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 구부러진 오목 곡면이다.

종벽면(723)은, 절첩면(722)을 통하여 바닥벽면(721)에 이어지며, 연직 상방을 향하여 연장된다. 종벽면(723)은, 평면으로 보아, 상기 에지(721a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목 곡면이다.

패드(730)는, 제1 하면(731)과, 경사면(732)과, 제2 하면(733)을 갖는다.

제1 하면(731)은, 바닥면으로 보아 홀더(720)를 향하여 볼록형의 만곡 형상을 이루는 평탄면이다.

경사면(732)은, 제1 하면(731)에 이어지며, 비스듬하게 상방을 향하여 형성되어 있다. 경사면(732)은, 바닥면으로 보아 홀더(720)를 향하여 볼록형의 만곡 형상을 이루는 만곡면이다.

제2 하면(733)은, 경사면(732)에 이어지며, 바닥면으로 보아 홀더(720)를 향하여 볼록형의 만곡 형상을 이루는 평탄면이다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재의 제조 장치에 의해 제3 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(710)의 천장판 지지면(711) 상에 제2 공정 후의 블랭크(500)를 적재하고, 그리고 상기 구동 기구에 의해 홀더(720)를 하강시켜 블랭크(500)를 다이(710)와의 사이에 끼움 지지한다. 계속해서, 상기 구동 기구에 의해 패드(730)를 내려 간다. 그러면, 패드(730)의 제2 하면(733)이 종벽부(500g)의 상부 에지에 맞닿고, 그리고 종벽부(500g)를 쓰러뜨리면서 절곡해 간다. 이 절곡 시, 제1 공정 및 제2 공정에 있어서 종벽부(500g)에 미리 경사가 부여되어 있고, 더불어 종벽부(500g)의 상부 에지에 신장 플랜지 변형이 미리 부여되어 있기 때문에, 여유를 갖고 종벽부(500g)를 절곡할 수 있다. 이 절곡의 결과, 구조 부재(301)가 얻어진다.

여기서, 다이(710)의 천장판 지지면(711)(제4 천장판 지지면)에 대한 성형 하사점에서의 간극이, 홀더(720)의 가압면(바닥벽면(721))보다 패드(730)의 가압면(제2 하면(733)) 쪽이 크게 되어 있다. 보다 구체적으로 말하면, 홀더(720)가 하사점에 이르렀을 때, 이 홀더(720)의 가압면과, 다이(710)의 천장판 지지면(711) 사이의 간극을 g5라고 한다. 또한, 패드(730)가 하사점에 이르렀을 때, 이 패드(730)의 가압면과, 다이(710)의 천장판 지지면(711) 사이의 간극을 g6이라고 한다. 이 경우, 간극 g5는 천장판부(502)의 판 두께와 대략 동등하고, 간극 g6은 만곡 보강부(303)의 두께 치수와 대략 동등하다. 즉, 간극 g6>간극 g5로 된다. 그 때문에, 홀더(720)에 있어서는 다이(710)와의 사이에서 천장판부(502)를 확실히 끼움 지지하고, 또한 패드(730)에 있어서는 다이(710)와의 사이에서, 개단면 형상의 만곡 보강부(303)를 얻을 수 있다.

그 후, 상기 구동 기구에 의해 먼저 패드(730)를 상승시킨다. 그리고, 상기 구동 기구에 의해 홀더(720)를 약간 상승시켜, 다이(710)의 천장판 지지면(711)으로부터 이격시킨다. 이에 의해, 구조 부재(301)의 고정이 풀어진다. 그 상태에서, 구조 부재(301)를 홀더(720) 및 다이(710) 사이에서 수평 방향으로 인발함으로써, 구조 부재(301)를 분리할 수 있다. 이상에 의해, 제3 공정이 완료된다.

본 실시 형태의 블랭크(500)는, 도 38의 (g)에 도시하는 제3 공정의 성형 개시로부터, 도 38의 (h)의 성형 도중을 거쳐, 도 38의 (i)에 도시하는 성형 종료에 이르러 구조 부재(301)로 된다. 도 37의 (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 성형 종료 시의 구조 부재(301)는, 바닥면으로 보아 오목형의 만곡 에지(302a)를 갖는 천장판부(302)와, 만곡 에지(302a)의 연장 방향을 따라 천장판부(302)와 일체로 형성되며 또한 상기 연장 방향에 직교하는 단면이 개단면 형상인 만곡 보강부(303)를 갖는다.

이상 설명한 본 실시 형태의 골자를 이하에 정리한다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 방법은, 만곡 에지(302a)를 갖는 천장판부(302)와, 만곡 에지(302a)의 연장 방향을 따라 천장판부(302)와 일체로 형성되며 또한 만곡 에지(302a)의 연장 방향에 직교하는 단면이 개단면 형상인 만곡 보강부(303)를 갖는 구조 부재(301)를, 블랭크(500)(평판 소재)로 제조하는 방법이다. 구체적으로는, 블랭크(500) 중, 천장판부(302)에 대응하는 부위(제1 부위)를 끼움 지지한 상태에서, 이 부위에 이어지는 다른 부위(제2 부위)를 블랭크(500)의 상면(502e)에 대하여 교차하는 방향으로 프레스함으로써, 블랭크(500) 중에서 만곡 에지(302a)로 되는 부위를 따라, 홈부(mb) 및 홈부(mb)에 이어지는 종벽부(500g)를 형성하는 제1 공정(중간 공정)을 갖는다.

이 제1 공정의 프레스에 의해, 홈부(mb)의 띠상 원호 벽부(500f)(바닥벽)에, 홈부(mb)의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치와 단부 위치 사이에서 고저차를 마련하고 있다. 띠상 원호 벽부(500f)는, 평면으로 보아서는 오목형 만곡 형상을 갖고 또한 종단면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상을 갖는다.

또한, 제1 공정의 프레스 성형 시에, 천장판부(2)에 대응하는 부위를 완전히 고정하는 것이 아니라, 끼움 지지한 상태로 하고 있다. 그 때문에, 끼움 지지한 부위가 그 평면 외로 이동 및 변형되는 것은 제한하고 있지만, 끼움 지지한 부위의 일부가 다른 부위를 향하는 메탈 플로는 허용하고 있다.

더불어, 본 실시 형태에 있어서의 구조 부재의 제조 방법에서는, 이하와 같이 해도 된다.

즉, 제1 공정의 프레스에 의해, 홈부(mb)의, 홈부(mb)의 연장 방향에 직교하는 단면의 내형을 따른 단면선 길이를 보았을 때, 중앙 위치에서의 상기 단면선 길이를 단부 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비를 0.7 내지 1.3의 범위 내로 해도 된다. 또한, 상기 단면선 길이를, 상기 중앙 위치와 상기 단부 위치에서 서로 동일하게 해도 된다. 또한, 홈부(mb)의 연장 방향의 각 위치에 있어서의 상기 단면선 길이를 전부 동등하게 해도 된다.

상기 단면선 길이의 비가 0.7 미만으로 되거나 또는 1.3을 초과하게 되면, 상기 중앙 위치와 상기 단부 위치 사이에 있어서의 상기 단면선 길이의 차가 지나치게 커진다. 이 경우, 홈부(mb)의 연장 방향을 따른 각 위치에서의 단면적이 대략 동등한 만곡 보강부(303)를 형성하였을 때, 상기 단면선 길이의 차가 상벽(303d)의 단부 에지에 있어서의 균열이나 주름 등의 성형 문제를 발생시킬 가능성이 있다. 그 때문에, 상기 단면선 길이의 비로서는 0.7 내지 1.3의 범위 내인 것이 바람직하다.

또한, 제1 공정의 프레스에 의해, 홈부(mb)에 있어서, 띠상 원호 벽부(500f)의 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선 CL의 곡률 반경 R(mm)을, 띠상 원호 벽부(500f)의 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로 제산한 R/R1비를 0.2 내지 1.2의 범위 내로 해도 된다. 이 경우, 블랭크(500)로서 780MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, 980MPa급 이상의 고강도 강판을 사용하는 경우에는, R/R1비를 0.3 내지 0.9의 범위로 하는 것이 보다 바람직하며, 이 경우에는 980MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, R/R1비를 0.5로 하는 것이 가장 바람직하며, 이 경우에는 1180MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다.

한편, 다른 관점으로 본 경우, 제1 공정의 프레스에 의해, 띠상 원호 벽부(500f)의 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선 CL의 곡률 반경 R보다, 띠상 원호 벽부(500f)의 종단면으로 본 곡률 반경 R1 쪽을 크게 하는(R1>R) 것이 바람직하다. 이 경우, 다음 공정에서 다른 금형으로 구조 부재를 옮겼을 때, 위치 결정이 불안정하게 되는 것을 피할 수 있다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 방법에서는, 제1 공정의 프레스 후에, 제2 공정을 거쳐 행해지는 제3 공정에 있어서, 종벽부(500g)의 상단 에지를, 천장판부(502)에 접근하는 이동을 허용한 채 홈부(mb)를 향하여 밀어내림으로써, 상단 에지를 천장판부(502)를 향하여 절곡하는 굽힘 공정을 더 갖는다.

이 굽힘 공정은, 절첩 공정을 포함한다. 이 절첩 공정에서는, 천장판부(502)에 대향하는 방향으로 보아 종벽부(500g)의 상단 에지가 천장판부(502)에 겹치는 한편, 측면으로 보아서는 상기 상단 에지가 천장판부(502)로부터 이격된 상태에 이르기까지, 종벽부(500g)를 구부린다. 그 결과, 개단면 형상을 갖는 만곡 보강부(303)를 형성할 수 있다.

또한, 이 절첩 공정에서 종벽부(500g)를 더 구부릴 때, 상기 상단 에지의, 소정 위치를 넘은 상기 이동을 규제하고 있다. 즉, 상기 상단 에지를 홀더(720)의 종벽면(723)에 닿게 규제함으로써, 적절한 개단면을 갖는 만곡 보강부(303)를 형성할 수 있다.

또한, 절첩 공정 시의 상기 상단 에지가 천장판부(502)를 향하는 굴곡부(도시하지 않음. 제1 실시 형태에서 말하는 굴곡부(Q1)에 상당하는 굽힘)를, 절첩 공정 전에 형성하는 상단 에지 굽힘 공정을 행해도 된다.

구조 부재(301)는, 자동차 차체 부품이어도 된다. 보다 구체적으로는, 로워 암의 제조 시에 본 발명을 적용해도 된다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 장치는, 상기 제조 방법에 적합하게 사용되는 것으로서, 구조 부재(301)를 블랭크(500)로 제조한다.

그리고, 이 제조 장치는, 평면으로 보아 만곡된 에지(411a)(제1 금형 만곡 에지)를 포함하는 천장판 지지면(411)(제2 천장판 지지면)을 갖는 다이(410)(제3 다이)와; 천장판 지지면(411)에 대하여 접근 이간하는 홀더(420)(제3 홀더)와; 평면으로 보아 에지(411a)에 인접 배치된 바닥벽면(441)(제4 금형 홈)을 갖는 하형(440)(제4 다이)과; 바닥벽면(441)에 대하여 접근 이간하는 펀치(430)(제4 펀치);를 구비한다.

바닥벽면(441)이, 그 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치와 단부 위치 사이에서 고저차를 갖고 있다. 마찬가지로, 펀치(430)의 가압면(431)도, 바닥벽면(441)에 대응한 고저차를 갖는다. 즉, 가압면(431)은, 그 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치와 단부 위치 사이에서 고저차를 갖고 있다.

바닥벽면(441)은, 평면으로 보아서는 오목형 만곡 형상을 갖고 또한 종단면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 장치는, 이하의 구성을 채용해도 된다.

즉, 바닥벽면(441)의, 그 연장 방향에 직교하는 단면에서의 내형을 따른 단면선 길이를 보았을 때, 중앙 위치에서의 상기 단면선 길이를 단부 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비를 0.7 내지 1.3의 범위 내로 해도 된다. 또한, 상기 단면선 길이를, 상기 중앙 위치와 상기 단부 위치에서 서로 동일하게 해도 된다. 또한, 홈부(ma)의 연장 방향의 각 위치에 있어서의 상기 단면선 길이를 전부 동등하게 해도 된다. 이에 의해, 상술한 성형 문제를 보다 확실하게 방지할 수 있다.

바닥벽면(441)의, 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로, 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R(mm)을 제산한 R/R1비를 0.2 내지 1.2의 범위 내로 해도 된다. 이 경우, 블랭크(500)로서 780MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, 980MPa급 이상의 고강도 강판을 사용하는 경우에는, R/R1비를 0.3 내지 0.9의 범위로 하는 것이 보다 바람직하며, 이 경우에는 980MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, R/R1비를 0.5로 하는 것이 가장 바람직하며, 이 경우에는 1180MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다.

한편, 다른 관점으로 본 경우, 바닥벽면(441)의, 종단면으로 본 곡률 반경 R1을, 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R보다 크게 하는(R1>R) 것이 바람직하다. 이 경우, 다음 공정에서 다른 금형으로 구조 부재를 옮겼을 때, 위치 결정이 불안정하게 되는 것을 피할 수 있다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 장치는, 제1 공정에 계속되는 제2 공정에서 이하의 금형을 사용한다.

즉, 평면으로 보아 만곡된 에지(611a)(제2 금형 만곡 에지)를 포함하는 천장판 지지면(611)(제3 천장판 지지면)을 갖는 다이(610)(제5 다이)와; 천장판 지지면(611)에 대하여 접근 이간하는 홀더(620)(제4 홀더)와; 평면으로 보아 에지(611a)에 인접 배치된 펀치(630)(제5 펀치);를 사용한다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 장치는, 제2 공정에 계속되는 제3 공정에서 이하의 금형을 사용한다.

즉, 평면으로 보아 만곡된 에지(711a)(제3 금형 만곡 에지)를 포함하는 천장판 지지면(711)(제4 천장판 지지면)을 갖는 다이(710)(제6 다이)와; 천장판 지지면(711)에 대하여 접근 이간하는 홀더(720)(제5 홀더)와; 평면으로 보아 에지(711a) 상에 겹치는 제2 하면(733)(가압면)을 갖고, 다이(710)에 대하여 접근 이간하는 패드(730)(제6 펀치);를 사용한다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 장치는, 홀더(720)가, 패드(730)의 제2 하면(733)에 인접하며 또한 동 제2 하면(733)에 대하여 교차하는 방향으로 연장되는 종벽면(723)(제3 규제면)을 갖는다.

이 종벽면(723)을 마련하는 대신에, 패드(730)가, 동 패드(730)의 제2 하면(733)에 이어지며 또한 교차하는 방향으로 연장되는 종벽면(도시하지 않음. 제4 규제면)을 가져도 된다.

[제4 실시 형태]

상기 제3 실시 형태에서는, 평면으로 보아 오목형의 만곡 보강부(303)를 형성하였다. 본 실시 형태에서는, 평면으로 보아 볼록형으로 되는, 개단면 형상을 갖는 만곡 보강부(303)를 형성하는 경우에 대하여 설명한다.

도 39에 도시하는 구조 부재(401)는, 바닥면으로 보아 볼록형의 만곡 에지(402a)를 갖는 천장판부(402)와, 만곡 에지(402a)에 있어서 천장판부(402)와 일체로 형성되며 또한 만곡 에지(402a)의 연장 방향에 직교하는 단면이 개단면 형상인 만곡 보강부(403)를 갖는다.

천장판부(402)는, 서로 평행인 한 쌍의 양쪽 측연부(402b, 402c)와, 이들 양쪽 측연부(402b, 402c) 사이에 이어짐과 함께 전방 에지를 이루는 상기 만곡 에지(402a)와, 이 만곡 에지(402a)에 대향함과 함께 양쪽 측연부(402b, 402c) 사이에 이어지는 후방 에지(402d)로 구획된 평판 부분이다. 양쪽 측연부(402b, 402c) 및 후방 에지(402d)는, 각각 직선 형상을 갖고 있다. 한편, 만곡 에지(402a)는, 그 양단보다 중앙이 후방 에지(402d)보다 먼 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 이 볼록형 만곡 형상의 평면으로 본 곡률 반경 R로서는 100mm 내지 400mm가 예시된다. 단, 곡률 반경 R은 이 범위 내로 한정되는 것은 아니다.

만곡 보강부(403)는, 천장판부(402)의 만곡 에지(402a)에 이어짐과 함께 연직 상방을 향하는 외벽(403c)과, 외벽(403c)에 이어짐과 함께 천장판부(402)의 상면(402e)에 대하여 이격된 상벽(403d)을 구비하고 있다.

외벽(403c)은, 연직 방향의 높이 치수가, 만곡 보강부(403)의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 외벽(403c)은, 평단면으로 보아, 만곡 에지(402a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다.

상벽(403d)은, 수평 방향의 폭 치수가, 만곡 보강부(403)의 연장 방향을 따른 일단에서 타단에 걸친 각 위치에서 동일하다. 그리고, 이 상벽(403d)은, 종단면으로 보아서는 천장판부(402)와 평행이고, 평면으로 보아서는, 만곡 에지(402a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다.

그리고, 천장판부(402)의 일부, 외벽(403c), 상벽(403d)의 3개의 벽부에 의해, 개단면 형상이 형성되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 만곡 보강부(403) 내에는 오목형 만곡 형상의 공간이 형성되어 있고, 그리고 만곡 보강부(403)의 연장 방향을 따른 일단 및 타단의 2면과, 상벽(403d) 중 상기 후방 에지(402d)에 가까운 에지와 상기 상면(402e) 사이의 1면의 합계 3면에 있어서, 상기 공간이 외부에 연통되어 있다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재(401)에 따르면, 개단면 형상을 갖는 만곡 보강부(403)의 강성에 의해, 천장판부(402)의 면외 변형을 방지할 수 있다. 또한, 만곡 에지(402a)의 연장 방향을 따른 압축 가중이나 인장 하중에 대해서도 높은 강성을 발휘할 수 있다.

도 40은, 본 실시 형태에 관한 구조 부재의 제조 방법을 설명하는 개략도로서, 블랭크(800)로부터 구조 부재(401)에 이르기까지의 형상 변화를 (a) 내지 (c)의 순으로 시계열로 배열한 사시도이다. 각 도면에서는, 성형 과정을 명시하기 위해 각 금형의 도시를 생략하고 있다. 각 금형 및 그것들의 사용법에 대해서는, 다른 도면을 사용하여 후술한다.

도 40의 (a)는, 상기 제2 실시 형태에서 도시한 도 24에 대응하는 시점에서의 블랭크(800)를 도시한다. 또한, 본 실시 형태의 블랭크(800)는, 도 44의 (a)를 사용하여 설명하는 형상을 갖고, 상기 블랭크(100) 및 상기 블랭크(500)와는 형상이 다르기 때문에, 품번을 800으로 바꾸어 설명한다.

본 실시 형태에서는, 제1 공정에서, 우선, 다이의 천장판 지지면 상에 블랭크(800)를 적재하고, 그리고 홀더를 하강시켜 블랭크(800)를 다이와의 사이에 끼움 지지한다.

계속해서, 펀치를 하강시킴으로써, 블랭크(800)를 하형과 펀치 사이에 끼워 넣어 소성 변형시킨다.

그 후, 펀치를 상승시키고 나서, 홀더를 상승시킨다. 그리고, 다이 위에서 제1 공정 후의 블랭크(800)를 취출하여, 도 40의 (a)의 상태로 된다.

제1 공정 후의 블랭크(800)는, 내벽(803a) 및 종벽부(800g)와, 이들의 하단 에지 사이를 연결시키는 띠상 원호 벽부(800f)에 의해 구획되는 홈부(mc)를 갖고 있다. 이들 내벽(803a), 종벽부(800g), 띠상 원호 벽부(800f)는, 평면으로 보아 동일한 방향으로 구부러진 볼록형의 만곡 형상을 갖고 있다.

내벽(803a) 및 종벽부(800g)는, 이들의 하단 에지의 높이 치수가, 이들의 연장 방향을 따른 중앙 위치와 양단 위치 사이에서 차가 마련되어 있다. 즉, 내벽(803a) 및 종벽부(800g)의 각 하단 에지는, 측면으로 보아 연직 하방을 향하여 볼록형의 만곡선 형상을 이루고 있다.

평면으로 본 경우, 종벽부(800g)의 곡률 반경이, 내벽(803a)의 곡률 반경보다 크게 되어 있다. 이 곡률 반경차에 의해, 내벽(803a) 및 종벽부(800g)의 각각의 연장 방향을 따른 높이 치수차를 흡수하고 있다.

띠상 원호 벽부(800f)는, 평면으로 보아, 내벽(803a)과 동일한 방향으로 구부러진 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 띠상 원호 벽부(800f)는, 종단면으로 보아, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치와 단부 위치 사이에 있어서 고저차를 갖는다. 즉, 띠상 원호 벽부(800f)는, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치에 대하여 양단 위치가 상대적으로 높아지도록 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 이에 의해, 제2 공정 전에, 종벽부(800g)의 상단 에지를 천장판부(802)에 가까이 하고 있다.

상술한 바와 같이, 제1 공정(중간 공정)에서는, 프레스에 의해, 홈부(mc)의 띠상 원호 벽부(바닥벽)(800f)에, 홈부(mc)의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치(도중 위치)와, 이 중앙 위치를 사이에 두는 양단 위치(양옆 위치) 사이에서 고저차를 마련하고 있다. 이에 의해, 띠상 원호 벽부(800f)에, 평면으로 보아 볼록형 만곡 형상 또한 종단면으로 보아 오목형 만곡 형상을 이루는 만곡부(제2 만곡부)를 형성하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 띠상 원호 벽부(100d)의 중앙 부분만을 만곡부로 하고 있지만, 이 형태에만 한하지 않고, 띠상 원호 벽부(100d)의 전부를 만곡부로 해도 된다.

계속되는 제2 공정에서는, 천장판부(802)를 그 상하에서 다이 및 홀더 사이에 끼워 넣어 보유 지지한다. 그리고, 다이 및 홀더를 펀치에 대하여 가까이 한다. 그러면, 띠상 원호 벽부(800f)의 외면이, 정위치에 고정된 펀치에 닿으므로, 종벽부(800g)가 상기 후방 에지(802d)에 접근하도록 절곡되어 간다. 그 결과, 상기 고저차가 없어짐과 함께, 종벽부(800g)의 상부 에지가 상기 후방 에지(802d)에 근접되어 도 40의 (b)에 도시하는 상태로 된다.

계속되는 제3 공정에서는, 패드를 사용하여 종벽부(800g)의 상단 에지를 밀어내림으로써, 도 40의 (c)에 도시하는 바와 같이, 개단면 형상의 만곡 보강부(403)를 갖는 구조 부재(401)가 형성된다. 만곡 보강부(403)는, 천장판부(402)에 이어짐과 함께 연직 상방을 향하는 외벽(403c)과, 외벽(403c)에 이어짐과 함께 천장판부(402)의 상면(402e)에 평행을 이루는 상벽(403d)을 구비하고 있다. 그리고, 외벽(403c) 및 상벽(403d)은 평면으로 보아 볼록형의 만곡 형상을 갖고 있다.

이상 설명한 바와 같은 제1 공정 내지 제3 공정에 의한 절첩 가공을 행함으로써, U자형 개단면 형상의 만곡 보강부(403)를 갖는 구조 부재(401)를 형성할 수 있다. 이 절첩 가공에서는, 천장판부(802)에 대향하는 방향으로 보아 종벽부(800g)의 상단 에지가 천장판부(802)에 겹치는 한편, 종벽부(800g)의 상단 에지가 천장판부(802)로부터 이격된 상태에 이르기까지, 종벽부(800g)를 구부림으로써, U자형 개단면 형상을 갖는 만곡 보강부(403)를 형성하고 있다.

또한, 이 절첩 가공에서 종벽부(800g)를 구부릴 때, 상기 상단 에지의, 소정 위치를 넘은 상기 이동을 규제해도 된다. 또한, 제3 공정 시의 상기 상단 에지가 천장판부(802)를 향하는 굴곡부(도시하지 않음)를, 제3 공정 전에 형성하는 상단 에지 굽힘 공정을 더 가져도 된다.

이상 설명한 제1 공정 내지 제3 공정을, 각 금형과의 대응 관계를 포함시켜 이하에 설명한다. 구체적으로는, 도 41을 사용하여 제1 공정을 설명하고, 도 42를 사용하여 제2 공정을 설명하고, 도 43을 사용하여 제3 공정을 설명한다.

[제4 실시 형태/제1 공정]

우선, 도 41의 (a)는, 본 실시 형태의 제1 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다. 동 도 41의 (a)에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 구조 부재의 제조 장치는, 블랭크(800)가 적재되는 다이(1410)와, 블랭크(800) 중에서 상기 천장판부(402)로 되는 부위를 그 위에서 꽉 누르는 홀더(1420)와, 블랭크(800) 중에서 상기 만곡 보강부(403)로 되는 부위에 오목 홈을 형성하는 펀치(1430) 및 하형(1440)과, 이들 다이(1410), 홀더(1420), 펀치(1430)의 각각을 독립적으로 구동하는 구동부(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 또한, 하형(1440)은 정위치에 고정되어 있다.

다이(1410)는, 블랭크(800) 중에서 상기 천장판부(802)로 되는 부위를 지지하는 천장판 지지면(1411)과, 이 천장판 지지면(1411)에 이어지는 종벽면(1412)을 구비하고 있다. 천장판 지지면(1411)은, 상기 만곡 에지(402a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 만곡된 에지(1411a)를 갖는 수평면이다. 종벽면(1412)은, 에지(1411a)에 있어서 천장판 지지면(1411)에 이어지며, 연직 하방을 향하여 연장되는 벽면이다. 종벽면(1412)은, 평면으로 보아, 에지(1411a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 구부러진 볼록 곡면이다.

하형(1440)은, 바닥벽면(1441), 종벽면(1442), 상벽면(1443)을 구비하고 있다.

바닥벽면(1441)은, 평면으로 보아, 상기 에지(1411a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 바닥벽면(1441)은, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치와 단부 위치 사이에 있어서 종단면으로 보아 고저차를 갖는다. 즉, 바닥벽면(1441)은, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치가 양단 위치에 대하여 상대적으로 깊어지도록(낮아지도록) 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 바닥벽면(1441)은, 상기 제2 실시 형태에서 도 23을 사용하여 설명한 상기 금형 홈 바닥면(212b)과 비교하여 약간 형상이 다르다. 구체적으로는, 상기 금형 홈 바닥면(212b)의 경우에는 홈 폭 방향에서 높이가 거의 일정하였던 것에 비해, 본 실시 형태의 바닥벽면(1441)은, 그 홈 폭 방향을 따라 상기 다이(1410)로부터 이격됨에 따라 깊이가 깊게 되어 있다.

종벽면(1442)은, 바닥벽면(1441)에 이어지며, 연직 상방을 향하여 연장되는 벽면이다. 종벽면(1442)은, 평면으로 보아, 상기 에지(1411a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목 곡면이다. 상벽면(1443)은, 종벽면(1442)의 상단 에지에 이어지며, 수평 방향을 향하여 연장되는 벽면이다.

홀더(1420)는, 상기 에지(1411a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 가진 볼록형 만곡 형상의 에지(1420a)와, 블랭크(800)의 상면(802e)을 꽉 누르는 평탄한 하면(1420b)을 갖고 있다.

펀치(1430)는, 그 저부에 형성된 가압면(1431)과, 그 측부에 형성된 종벽면(1432)을 구비하고 있다.

가압면(1431)은, 상기 바닥벽면(1441)과 대략 동일 형상을 갖고 있다. 즉, 가압면(1431)은, 바닥면으로 보아, 상기 에지(1411a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 가압면(1431)은, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치와 단부 위치 사이에 있어서 종단면으로 보아 고저차를 갖는다. 즉, 가압면(1431)은, 그 연장 방향을 따른 중앙 위치가 양단 위치에 대하여 상대적으로 깊어지도록(낮아지도록) 구부러진 볼록형 만곡 형상을 갖고 있다. 또한, 가압면(1431)은, 상기 제2 실시 형태에서 도 22를 사용하여 설명한 상기 펀치 하단부면(230a3)과 비교하여 약간 형상이 다르다. 구체적으로는, 상기 펀치 하단부면(230a3)의 경우에는 그 폭 방향에서 높이가 거의 일정하였던 것에 비해, 본 실시 형태의 가압면(1431)은, 그 폭 방향을 따라 상기 홀더(1420)로부터 이격됨에 따라 높이가 낮게 되어 있다.

종벽면(1432)은, 가압면(1431)에 이어지며, 연직 상방을 향하여 연장되는 벽면이다. 종벽면(1432)은, 평면으로 보아, 상기 에지(1411a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록 곡면이다.

상술한 바닥벽면(제4 금형 홈의 바닥면)(1441)은, 바닥벽면(1441)의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치(도중 위치)와 이 중앙 위치를 사이에 두는 양단 위치(양옆 위치) 사이에서 고저차를 갖는다. 그리고, 펀치(1430)(제4 펀치)의 가압면(1431)이, 바닥벽면(1441)에 대응한 고저차를 갖고 있다. 바닥면 벽(1441)은, 평면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상이며 또한 종단면으로 보아서는 오목형 만곡 형상을 이루는 만곡면(제4 금형 만곡면)을 형성하고 있다. 또한, 바닥벽면(1441)의 전부를 만곡면으로 해도 되고, 혹은 바닥벽면(1441)의 일부분만을 만곡면으로 해도 된다.

상기 구동부는, 다이(1410)를 향하여 홀더(1420)를 접근 이간시키는 구동 기구와, 다이(1410)를 승강시키는 구동 기구와, 하형(1440)을 향하여 펀치(1430)를 승강시키는 구동 기구를 구비하고 있다.

가공 전의 상기 블랭크(800)는, 도 44의 (a)에 도시하는 형상을 갖는다. 즉, 블랭크(800)는, 평면으로 보아 볼록형을 이루는 전방 에지(802a)와, 이 전방 에지(802a)에 이어지는 한 쌍의 측연부(802b)와, 이들 한 쌍의 측연부(802b)에 이어지며 전방 에지(802a)와 대향하는 후방 에지(802d)를 갖는다. 한 쌍의 측연부(802b)는, 서로 평행인 직선 형상을 갖는다. 블랭크(800)의 판 두께로서는 0.8mm 내지 6.0mm가 예시되지만, 이 두께로 한정되는 것은 아니다. 블랭크(800)의 재질로서는 강, 알루미늄 합금 혹은 마그네슘 합금 등의 금속 재료, 또는 유리 섬유 혹은 탄소 섬유 등의 수지 재료를 사용할 수 있다. 나아가, 금속 재료 및 수지 재료의 복합 재료를 블랭크(800)의 재질로 해도 된다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재의 제조 장치에 의해 제1 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(1410)의 천장판 지지면(1411) 상에 블랭크(800)를 적재하고, 그리고 상기 구동 기구에 의해 홀더(1420)를 하강시켜 블랭크(800)를 다이(1410)와의 사이에 끼움 지지한다. 그때, 블랭크(800)의 전방 에지(802a)가 다이(1410)의 에지(1411a)를 넘어 비어져 나오도록 배치한 후에 고정한다.

계속해서, 상기 구동 기구에 의해 펀치(1430)를 하형(1440)을 향하여 하강시킨다. 또한, 다이(1410)를, 홀더(1420)와의 사이에 블랭크(800)를 끼운 채 하강시켜 간다. 그리고, 펀치(1430)가 하사점에 이름으로써, 블랭크(800) 중 전방 에지(802a)를 포함하는 주변 부분이 연직 상방을 향하여 절곡된다. 즉, 블랭크(800)는, 도 44의 (a)에 도시하는 성형 개시로부터 도 44의 (b)의 성형 도중을 거쳐, 도 44의 (c)에 도시하는 성형 종료에 이른다. 도 44의 (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 제1 공정의 성형 종료 시의 블랭크(800)에는, 전방 에지(802a)를 상단 에지로 하는 평면으로 보아 볼록형의 종벽부(800g)와, 이 종벽부(800g)의 근원 부분에 위치하고, 평면으로 보아 볼록형이며 또한 블랭크(800)의 폭 방향에 있어서 고저차를 갖는 홈부(mc)가 형성된다. 이상에 의해, 종벽부(800g)의 상단 에지가 수축 플랜지 변형된다.

그 후, 상기 구동 기구에 의해 펀치(1430)를 상승시키고 나서, 홀더(1420)를 상승시킨다. 그리고, 다이(1410) 위에서 블랭크(800)를 취출한다. 이상에 의해, 제1 공정이 완료된다.

[제4 실시 형태/제2 공정]

상기 제1 공정에 계속되는 제2 공정에 대하여, 도 42 및 도 44의 (d) 내지 (f)를 사용하여 설명한다.

우선, 도 42는, 본 실시 형태의 제2 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다. 동 도 42의 (a)에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 구조 부재의 제조 장치는, 제1 공정 후의 블랭크(800)가 적재되는 다이(1610)와, 다이(1610)에 대하여 접근 이간하는 홀더(1620)와, 다이(1610)의 측방에 고정 배치된 펀치(1630)와, 다이(1610) 및 홀더(1620)의 각각을 독립적으로 구동하는 구동부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

다이(1610)는, 블랭크(800)를 그 홈부(mc)에 대응하는 부분의 외면도 포함시켜 지지하는 천장판 지지면(1611)과, 이 천장판 지지면(1611)에 이어지는 종벽면(1612)을 구비하고 있다. 천장판 지지면(1611)은, 상기 다이(1410)의 에지(1411a)와 동일한 방향으로 만곡된 에지(1611a)를 갖는 수평면이다. 종벽면(1612)은, 에지(1611a)에 있어서 천장판 지지면(1611)에 이어지며, 연직 하방을 향하여 연장되는 벽면이다. 종벽면(1612)은, 평면으로 보아, 에지(1611a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 구부러진 볼록 곡면이다.

펀치(1630)는, 상벽면(1631)과 종벽면(1632)을 구비하고 있다.

상벽면(1631)은, 평면으로 보아, 상기 에지(1611a)와 동일한 방향으로 구부러진 오목형 만곡 형상을 갖는 평면이다.

종벽면(1632)은, 상벽면(1631)에 이어지며, 연직 하방을 향하여 연장되는 벽면이다. 종벽면(1632)은, 평면으로 보아, 상기 에지(1611a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 구부러진 오목 곡면이다.

홀더(1620)는, 바닥벽면(1621)과 종벽면(1622)을 구비하고 있다.

바닥벽면(1621)은, 바닥면으로 보아 상기 에지(1611a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖는 볼록형 만곡 형상의 에지(1621a)를 갖고, 블랭크(800)의 상면(802e)을 꽉 누르는 평탄면이다.

종벽면(1622)은, 에지(1621a)에 있어서 바닥벽면(1621)에 이어지며, 연직 상방을 향하여 연장된다. 종벽면(1622)은, 평면으로 보아, 상기 에지(1621a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 구부러진 볼록 곡면이다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재의 제조 장치에 의해 제2 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(1610)의 천장판 지지면(1611) 상에 블랭크(800)를 적재하고, 그리고 상기 구동 기구에 의해 홀더(1620)를 하강시켜 블랭크(800)를 다이(1610)와의 사이에 끼워 넣어 간다. 이에 의해, 제1 공정에서 형성된 홈부(mc)에 있어서의 고저차가 점차 감소되어 가고, 이 변형에 수반하여, 블랭크(800)의 종벽부(800g)의 상단 에지가 후방 에지(802d)를 향하여 접근한다. 블랭크(800)를 사이에 끼운 상태에서 홀더(1620)를 다이(1610)와 함께 밀어내려 가면, 블랭크(800) 중, 홈부(mc)가 있었던 부분의 외면이 펀치(1630)의 상벽면(1631)에 닿는다. 그 결과, 블랭크(800)는, 상벽면(1631)에 부여하는 힘의 반력을 받아 종벽부(800g)의 상단 에지가 후방 에지(802d)를 향하여 더 접근하도록 절곡되어 간다.

즉, 블랭크(800)는, 도 44의 (d)에 도시하는 제2 공정의 성형 개시로부터, 도 44의 (e)의 성형 도중을 거쳐, 도 44의 (f)에 도시하는 성형 종료에 이른다. 도 42의 (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 성형 종료 시의 블랭크(800)는, 홈부(mc)가 사라져 고저차도 없게 되어 있다. 그 때문에, 블랭크(800)의 하면은 평탄하게 되어 있다. 또한, 종벽부(800g)는, 상기 고저차의 감소에 더하여, 펀치(1630)로부터의 반력을 받는다. 그 때문에, 종벽부(800g)는, 다음 제3 공정에서 확실하게 쓰러질 수 있도록, 미리 경사시킬 수 있다.

그 후, 상기 구동 기구에 의해 홀더(1620)를 상승시킨다. 그리고, 다이(1610) 위에서 블랭크(800)를 취출한다. 이상에 의해, 제2 공정이 완료된다.

또한, 도 42에 도시하는 바와 같이, 홀더(1620)의 종벽면(1622)(제3 종벽면)에 대하여, 펀치(1630)의 종벽면(1632)(제4 종벽면)을 수평 방향으로 5mm 이상 50mm 이하의 거리 cl을 두고 대향 배치시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 종벽부(800g)의 높이 방향 도중 위치에 제1 공정에서 형성한 구부러짐 부분을 남기면서, 종벽부(800g)의 상단 에지가 천장판부(802)를 향하여 앞으로 기울게 접근하도록 경사시키는 것을 보다 확실하게 할 수 있다. 그 이유는, 상기 제1 실시 형태에 있어서 도 6의 (b)를 사용하여 설명한 이유와 동일하며, 여기서는 그 설명을 생략한다.

[제4 실시 형태/제3 공정]

상기 제2 공정에 계속되는 제3 공정에 대하여, 도 43 및 도 44의 (g) 내지 (i)를 사용하여 설명한다.

우선, 도 43의 (a)는, 본 실시 형태의 제3 공정에서 사용하는 각 금형의 사시도이다. 동 도 43의 (a)에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 구조 부재의 제조 장치는, 제2 공정 후의 블랭크(800)가 적재되는 다이(1710)와, 다이(1710)에 대하여 접근 이간하는 홀더(1720)와, 홀더(1720)에 대하여 접근 이간하는 패드(1730)와, 홀더(1720) 및 패드(1730)의 각각을 독립적으로 구동하는 구동부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

다이(1710)는, 블랭크(800)를 지지하는 천장판 지지면(1711)과, 이 천장판 지지면(1711)에 이어지는 종벽면(1712)을 구비하고 있다. 천장판 지지면(1711)은, 상기 다이(1610)의 에지(1611a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 만곡된 에지(1711a)를 갖는 수평면이다. 종벽면(1712)은, 에지(1711a)에 있어서 천장판 지지면(1711)에 이어지며, 연직 하방을 향하여 연장되는 벽면이다. 종벽면(1712)은, 평면으로 보아, 에지(1711a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 구부러진 볼록 곡면이다.

홀더(1720)는, 바닥벽면(1721)과, 절첩면(1722)과, 종벽면(1723)을 구비하고 있다.

바닥벽면(1721)은, 바닥면으로 보아 상기 에지(1711a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖는 볼록형 만곡 형상의 에지(1721a)를 갖고, 블랭크(800)의 상면(802e)을 꽉 누르는 평탄면이다.

절첩면(1722)은, 에지(1721a)에 있어서 바닥벽면(1721)에 이어지며, 에지(1721a)보다 평면으로 보아 바닥벽면(1721)에 겹치는 방향으로 절첩된 굽힘면이다. 절첩면(1722)은, 평면으로 보아, 상기 에지(1721a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖는 굽힘 형상을 갖는다. 절첩면(1722)은, 평면으로 보아, 상기 에지(1621a)와 동일한 방향으로 동일한 곡률 반경을 갖고 구부러진 볼록 곡면이다.

종벽면(1723)은, 절첩면(1722)을 통하여 바닥벽면(1721)에 이어지며, 연직 상방을 향하여 연장된다. 종벽면(1723)은, 평면으로 보아, 상기 에지(1721a)와 동일한 방향으로 구부러진 볼록 곡면이다.

패드(1730)는, 제1 하면(1731)과, 경사면(1732)과, 제2 하면(1733)을 갖는다.

제1 하면(1731)은, 바닥면으로 보아 홀더(1720)로부터 이격되는 방향으로 오목한 만곡 형상을 이루는 평탄면이다.

경사면(1732)은, 제1 하면(1731)에 이어지며, 비스듬하게 상방을 향하여 형성되어 있다. 경사면(1732)은, 바닥면으로 보아 홀더(1720)로부터 이격되는 방향으로 움푹 패인 만곡 형상을 이루는 만곡면이다.

제2 하면(1733)은, 경사면(1732)에 이어지며, 바닥면으로 보아 홀더(1720)로부터 이격되는 방향으로 움푹 패인 만곡 형상을 이루는 평탄면이다.

이상 설명한 구성을 갖는 구조 부재의 제조 장치에 의해 제3 공정을 행하기 위해서는, 우선, 다이(1710)의 천장판 지지면(1711) 상에 제2 공정 후의 블랭크(800)를 적재하고, 그리고 상기 구동 기구에 의해 홀더(1720)를 하강시켜 블랭크(800)를 다이(1710)와의 사이에 끼움 지지한다. 계속해서, 상기 구동 기구에 의해 패드(1730)를 내려 간다. 그러면, 패드(1730)의 제2 하면(1733)이 종벽부(800g)의 상부 에지에 맞닿고, 그리고 종벽부(800g)를 쓰러뜨리면서 절곡해 간다. 이 절곡 시, 제1 공정 및 제2 공정에 있어서 종벽부(800g)에 미리 경사가 부여되어 있고, 더불어 종벽부(800g)의 상부 에지에 수축 플랜지 변형이 미리 부여되어 있기 때문에, 여유를 갖고 종벽부(800g)를 절곡할 수 있다. 이 절곡 결과, 구조 부재(401)가 얻어진다.

여기서, 다이(1710)의 천장판 지지면(1711)(제4 천장판 지지면)에 대한 성형 하사점에서의 간극이, 홀더(1720)의 가압면(바닥벽면(1721))보다 패드(1730)의 가압면(제2 하면(1733)) 쪽이 크게 되어 있다. 보다 구체적으로 말하면, 홀더(1720)가 하사점에 이르렀을 때, 이 홀더(1720)의 가압면과, 다이(1710)의 천장판 지지면(1711) 사이의 간극을 g7이라고 한다. 또한, 패드(1730)가 하사점에 이르렀을 때, 이 패드(1730)의 가압면과, 다이(1710)의 천장판 지지면(1711) 사이의 간극을 g8이라고 한다. 이 경우, 간극 g7은 천장판부(402)의 판 두께와 대략 동등하고, 간극 g6은 만곡 보강부(403)의 두께 치수와 대략 동등하다. 즉, 간극 g8>간극 g7로 된다. 그 때문에, 홀더(1720)에 있어서는 다이(1710)와의 사이에서 천장판부(402)를 확실히 끼움 지지하고, 또한 패드(1730)에 있어서는 다이(1710)와의 사이에서, 개단면 형상의 만곡 보강부(403)를 얻을 수 있다.

그 후, 상기 구동 기구에 의해 먼저 패드(1730)를 상승시킨다. 그리고, 상기 구동 기구에 의해 홀더(1720)를 약간 상승시켜, 다이(1710)의 천장판 지지면(1711)으로부터 이격시킨다. 이에 의해, 구조 부재(401)의 고정이 풀어진다. 그 상태에서, 구조 부재(401)를 홀더(1720) 및 다이(1710) 사이에서 수평 방향으로 인발함으로써, 구조 부재(401)를 분리할 수 있다. 이상에 의해, 제3 공정이 완료된다.

본 실시 형태의 블랭크(800)는, 도 44의 (g)에 도시하는 제3 공정의 성형 개시로부터, 도 44의 (h)의 성형 도중을 거쳐, 도 44의 (i)에 도시하는 성형 종료에 이르러 구조 부재(401)로 된다. 도 43의 (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 성형 종료 시의 구조 부재(401)는, 바닥면으로 보아 볼록형의 만곡 에지(402a)를 갖는 천장판부(402)와, 만곡 에지(402a)의 연장 방향을 따라 천장판부(402)와 일체로 형성되며 또한 상기 연장 방향에 직교하는 단면이 개단면 형상인 만곡 보강부(403)를 갖는다.

이상 설명한 본 실시 형태의 골자를 이하에 정리한다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 방법은, 만곡 에지(402a)를 갖는 천장판부(402)와, 만곡 에지(402a)의 연장 방향을 따라 천장판부(402)와 일체로 형성되며 또한 만곡 에지(402a)의 연장 방향에 직교하는 단면이 개단면 형상인 만곡 보강부(403)를 갖는 구조 부재(401)를, 블랭크(800)(평판 소재)로 제조하는 방법이다. 구체적으로는, 블랭크(800) 중, 천장판부(402)에 대응하는 부위(제1 부위)를 끼움 지지한 상태에서, 이 부위에 이어지는 다른 부위(제2 부위)를 블랭크(800)의 상면(802e)에 대하여 교차하는 방향으로 프레스함으로써, 블랭크(800) 중에서 만곡 에지(402a)로 되는 부위를 따라, 홈부(mc) 및 홈부(mc)에 이어지는 종벽부(800g)를 형성하는 제1 공정(중간 공정)을 갖는다.

이 제1 공정의 프레스에 의해, 홈부(mc)의 띠상 원호 벽부(800f)(바닥벽)에, 홈부(mc)의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치와 단부 위치 사이에서 고저차를 마련하고 있다. 띠상 원호 벽부(800f)는, 평면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상을 갖고 또한 종단면으로 보아서는 오목형 만곡 형상을 갖는다.

또한, 제1 공정의 프레스 성형 시에, 천장판부(402)에 대응하는 부위를 완전히 고정하는 것이 아니라, 끼움 지지한 상태로 하고 있다. 그 때문에, 끼움 지지한 부위가 그 평면 외로 이동 및 변형되는 것은 제한하고 있지만, 끼움 지지한 부위의 일부가 다른 부위를 향하는 메탈 플로는 허용하고 있다.

즉, 제1 공정의 프레스에 의해, 홈부(mc)의, 홈부(mc)의 연장 방향에 직교하는 단면의 내형을 따른 단면선 길이를 보았을 때, 중앙 위치에서의 상기 단면선 길이를 단부 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비를 0.7 내지 1.3의 범위 내로 해도 된다. 또한, 상기 단면선 길이를, 상기 중앙 위치와 상기 단부 위치에서 서로 동일하게 해도 된다. 또한, 홈부(mc)의 연장 방향의 각 위치에 있어서의 상기 단면선 길이를 전부 동등하게 해도 된다.

상기 단면선 길이의 비가 0.7 미만으로 되거나 또는 1.3을 초과하게 되면, 상기 중앙 위치와 상기 단부 위치 사이에 있어서의 상기 단면선 길이의 차가 지나치게 커진다. 이 경우, 홈부(mc)의 연장 방향을 따른 각 위치에서의 단면적이 대략 동등한 만곡 보강부(403)를 형성하였을 때, 상기 단면선 길이의 차가 상벽(403d)의 단부 에지에 있어서의 균열이나 주름 등의 성형 문제를 발생시킬 가능성이 있다. 그 때문에, 상기 단면선 길이의 비로서는 0.7 내지 1.3의 범위 내인 것이 바람직하다.

홈부(mc)의 띠상 원호 벽부(800f)(바닥벽)의, 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로, 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선 CL의 곡률 반경 R(mm)을 제산한 R/R1비를 0.2 내지 1.2의 범위 내로 해도 된다. 이 경우, 블랭크(800)로서 780MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, 980MPa급 이상의 고강도 강판을 사용하는 경우에는, R/R1비를 0.3 내지 0.9의 범위로 하는 것이 보다 바람직하며, 이 경우에는 980MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, R/R1비를 0.5로 하는 것이 가장 바람직하며, 이 경우에는 1180MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다.

한편, 다른 관점으로 본 경우, 제1 공정의 프레스에 의해, 띠상 원호 벽부(800f)의 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경보다, 띠상 원호 벽부(800f)의 종단면으로 본 곡률 반경 쪽을 크게 하는(R1>R) 것이 바람직하다. 이 경우, 다음 공정에서 다른 금형으로 구조 부재를 옮겼을 때, 위치 결정이 불안정하게 되는 것을 피할 수 있다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 방법에서는, 제1 공정의 프레스 후에, 제2 공정을 거쳐 행해지는 제3 공정에 있어서, 종벽부(800g)의 상단 에지를, 천장판부(802)에 접근하는 이동을 허용한 채 홈부(mc)를 향하여 밀어내림으로써, 상단 에지를 천장판부(802)를 향하여 절곡하는 굽힘 공정을 더 갖는다.

이 굽힘 공정은, 절첩 공정을 포함한다. 이 절첩 공정에서는, 천장판부(802)에 대향하는 방향으로 보아 종벽부(800g)의 상단 에지가 천장판부(802)에 겹치는 한편, 측면으로 보아서는 상기 상단 에지가 천장판부(802)로부터 이격된 상태에 이르기까지, 종벽부(800g)를 구부린다. 그 결과, 개단면 형상을 갖는 만곡 보강부(403)를 형성할 수 있다.

또한, 이 절첩 공정에서 종벽부(800g)를 더 구부릴 때, 상기 상단 에지의, 소정 위치를 넘은 상기 이동을 규제하고 있다. 즉, 상기 상단 에지를 홀더(1720)의 종벽면(1723)에 닿게 규제함으로써, 적절한 개단면을 갖는 만곡 보강부(403)를 형성할 수 있다.

또한, 절첩 공정 시의 상기 상단 에지가 천장판부(802)를 향하는 굴곡부(도시하지 않음. 제1 실시 형태에서 말하는 굴곡부(Q1)에 상당하는 굽힘)를, 절첩 공정 전에 형성하는 상단 에지 굽힘 공정을 행해도 된다.

구조 부재(401)는, 자동차 차체 부품이어도 된다. 보다 구체적으로는, 로워 암의 제조 시에 본 발명을 적용해도 된다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 장치는, 상기 제조 방법에 적합하게 사용되는 것으로서, 구조 부재(401)를 블랭크(800)로 제조한다.

그리고, 이 제조 장치는, 평면으로 보아 만곡된 에지(1411a)(제1 금형 만곡 에지)를 포함하는 천장판 지지면(1411)(제2 천장판 지지면)을 갖는 다이(1410)(제3 다이)와; 천장판 지지면(1411)에 대하여 접근 이간하는 홀더(1420)(제3 홀더)와; 평면으로 보아 에지(1411a)에 인접 배치된 바닥벽면(1441)(제4 금형 홈)을 갖는 하형(1440)(제4 다이)과; 바닥벽면(1441)에 대하여 접근 이간하는 펀치(1430)(제4 펀치);를 구비한다.

바닥벽면(1441)이, 그 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치와 단부 위치 사이에서 고저차를 갖고 있다. 마찬가지로, 펀치(1430)의 가압면(1431)도, 바닥벽면(1441)에 대응한 고저차를 갖는다. 즉, 가압면(1431)은, 그 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치와 단부 위치 사이에서 고저차를 갖고 있다.

바닥벽면(1441)은, 평면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상을 갖고 또한 종단면으로 보아서는 오목형 만곡 형상을 갖고 있다.

즉, 바닥벽면(1441)의, 그 연장 방향에 직교하는 단면에서의 내형을 따른 단면선 길이를 보았을 때, 중앙 위치에서의 상기 단면선 길이를 단부 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비를 0.7 내지 1.3의 범위 내로 해도 된다. 또한, 상기 단면선 길이를, 상기 중앙 위치와 상기 단부 위치에서 서로 동일하게 해도 된다. 또한, 바닥벽면(1441)의 연장 방향의 각 위치에 있어서의 상기 단면선 길이를 전부 동등하게 해도 된다. 이에 의해, 상술한 성형 문제를 보다 확실하게 방지할 수 있다.

바닥벽면(1441)의, 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로, 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R(mm)을 제산한 R/R1비를 0.2 내지 1.2의 범위 내로 해도 된다. 이 경우, 블랭크(500)로서 780MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, 980MPa급 이상의 고강도 강판을 사용하는 경우에는, R/R1비를 0.3 내지 0.9의 범위로 하는 것이 보다 바람직하며, 이 경우에는 980MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다. 또한, R/R1비를 0.5로 하는 것이 가장 바람직하며, 이 경우에는 1180MPa급의 고강도 강판을 사용해도, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어진다.

한편, 다른 관점으로 본 경우, 바닥벽면(1441)의, 종단면으로 본 곡률 반경 R1을, 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R보다 크게 하는(R1>R) 것이 바람직하다. 이 경우, 다음 공정에서 다른 금형으로 구조 부재를 옮겼을 때, 위치 결정이 불안정하게 되는 것을 피할 수 있다.

즉, 평면으로 보아 만곡된 에지(1611a)(제2 금형 만곡 에지)를 포함하는 천장판 지지면(1611)(제3 천장판 지지면)을 갖는 다이(1610)(제5 다이)와; 천장판 지지면(1611)에 대하여 접근 이간하는 홀더(1620)(제4 홀더)와; 평면으로 보아 에지(1611a)에 인접 배치된 펀치(1630)(제5 펀치);를 사용한다.

즉, 평면으로 보아 만곡된 에지(1711a)(제3 금형 만곡 에지)를 포함하는 천장판 지지면(1711)(제4 천장판 지지면)을 갖는 다이(1710)(제6 다이)와; 천장판 지지면(1711)에 대하여 접근 이간하는 홀더(1720)(제5 홀더)와; 평면으로 보아 에지(1711a) 상에 겹치는 제2 하면(1733)(가압면)을 갖고, 다이(1710)에 대하여 접근 이간하는 패드(1730)(제6 펀치);를 사용한다.

본 실시 형태의 구조 부재의 제조 장치는, 홀더(1720)가, 패드(1730)의 제2 하면(1733)에 인접하며 또한 동 제2 하면(1733)에 대하여 교차하는 방향으로 연장되는 종벽면(1723)(제3 규제면)을 갖는다.

이 종벽면(1723)을 마련하는 대신에, 패드(1730)가, 동 패드(1730)의 제2 하면(1733)에 이어지며 또한 교차하는 방향으로 연장되는 종벽면(도시하지 않음. 제4 규제면)을 가져도 된다.

실시예

[제1 실시예]

본 발명에 관한 구조 부재의 제조 방법 및 제조 장치의 제1 실시예를, 도 45 및 도 46을 사용하여 이하에 설명한다.

도 45는, 본 실시예에 있어서의 중간 공정 후의 블랭크(100)를 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 X-X 화살표로 본 측면도이고, (b)가 정면도이다. 도 46은, 본 실시예에 있어서의 구조 부재(1)를 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 Y-Y 화살표로 본 측면도이고, (b)가 정면도이다.

본 실시예의 구조 부재(1)는, 도 1을 사용하여 설명한 상기 제1 실시 형태의 구조 부재(1)와 대략 동일한 구성을 가지므로, 각 부 상세에 대해서는 동일 부호를 사용하고 그것들의 설명을 생략한다.

도 46의 (a) 및 (b)에 도시하는 구조 부재(1)는, 만곡 에지(2a)를 갖는 천장판부(2)와, 만곡 에지(2a)의 연장 방향을 따라 천장판부(2)와 일체로 형성되며 또한 상기 연장 방향에 직교하는 단면이 폐단면 형상인 만곡 보강부(3)를 갖는다.

또한, 도 46의 (a)에 있어서는, 만곡 에지(2a) 및 만곡 보강부(3)의 형상을 이해하기 쉽게 하기 위해, 접합 개소를 약간 열어 도시하고 있지만, 실제로는 접합 개소에서는 간극 없게 접합되어 있고, 만곡 보강부(3)가 폐단면 형상을 형성하고 있다.

도 46의 (b)에 도시하는 바와 같이, 만곡 보강부(3)는, 연장 방향의 중앙 위치에 있는 원호부(3A)와, 이 원호부(3A)의 양옆 위치에 일체로 이어지는 한 쌍의 직선부(3B)를 갖는다. 원호부(3A)는, 평면으로 보아 천장판부(2)를 향하여 오목형으로 만곡되어 있고, 그 곡률 반경이 R(mm)로 되어 있다. 그리고, 이 원호부(3A)의 상하면은, 천장판부(2)의 상면(2e)과 대략 평행이다. 각 직선부(3B)는, 원호부(3A)의 좌우 양단에 대하여 단차 없이 일체로 이어져 있다. 각 직선부(3B)는, 각각이 평면 및 정면으로 본 양쪽에 있어서 직선 형상을 갖는다. 각 직선부(3B)의 상하면은, 각각 천장판부(2)의 상면(2e)과 대략 평행이다.

상기 구조 부재(1)는, 평판 소재인 블랭크(100)에 대하여 상기 중간 공정 및 상기 굽힘 공정을 가함으로써 얻어진다. 중간 공정 후의 블랭크(100)는, 도 45의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 천장판부(2)와, 이 천장판부(2)에 대하여 만곡 에지(2a)를 통하여 일체로 이어지는 홈부(m)를 갖는다. 홈부(m)는, 내벽(3a) 및 종벽부(100c)와, 이들의 하단 에지 사이를 연결시키는 띠상 원호 벽부(바닥벽)(100b)에 의해 형성된다. 도 45의 (b)에 도시하는 바와 같이, 내벽(3a), 종벽부(100c), 띠상 원호 벽부(100b)는, 평면으로 보아 동일한 방향으로 구부러진 만곡 형상을 갖고 있다.

띠상 원호 벽부(100b)는, 그 연장 방향을 따른 종단면으로 보아, 연장 방향의 중앙 위치에 있는 원호 바닥벽부(100b1)와, 이 원호 바닥벽부(100b1)의 양옆 위치에 이어지는 한 쌍의 직선 바닥벽부(100b2)를 갖는다.

원호 바닥벽부(100b1)는, 종단면으로 보아 연직 상방을 향하여 볼록형 만곡 형상을 이루고 있고, 그 곡률 반경이 R1(mm)로 되어 있다. 그 때문에, 홈부(m)는, 그 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치(도중 위치)와 이 중앙 위치를 사이에 두는 양단 위치(양옆 위치) 사이에서 고저차를 갖고 있다. 홈부(m)는, 원호 바닥벽부(100b1)의 긴 변 방향 중앙 위치에서 가장 높고, 나아가 원호 바닥벽부(100b1)의 긴 변 방향 양단 위치에서 가장 낮게 되어 있다.

원호 바닥벽부(100b1)는, 평면으로 보아 천장판부(2)를 향하여 오목형으로 만곡되어 있고, 그 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선 CL의 곡률 반경이 R(mm)로 되어 있다. 원호 바닥벽부(100b1)는, 평판 소재(100)에 상기 굽힘 공정을 가하여 상기 구조 부재(1)로 하였을 때, 상기 원호부(3A)의 일부로 되는 부분이다.

각 직선 바닥벽부(100b2)는, 원호 바닥벽부(100b1)의 좌우 양단에 대하여 단차 없게 일체로 이어져 있다. 각 직선 바닥벽부(100b2)는, 각각이 평면 및 종단면으로 본 양쪽에 있어서 직선 형상을 갖는다. 각 직선 바닥벽부(100b2)의 상하면은, 각각 천장판부(2)의 상면(2e)과 대략 평행이다.

이상 설명한 구성을 갖는 도 45의 블랭크에 대하여 굽힘 공정을 가하여 도 46의 구조 부재(1)를 얻는 경우에 대하여, 곡률 반경 R, R1 및 강판 강도(인장 강도)의 각각을 바꾸어 수치 계산을 행하였다. 또한, 판 두께는 전부 공통으로 2.3mm로 하였다.

구체적으로 말하면, 곡률 반경 R에 대해서는 250mm인 경우와 60mm인 경우의 2케이스로 하였다.

또한, 곡률 반경 R이 250mm인 케이스에서는, 곡률 반경 R1을 160mm, 200mm, 250mm, 500mm, 1000mm, 2000mm의 총 6케이스로 하였다. 또한, 곡률 반경 R이 60mm인 케이스에서는, 곡률 반경 R1을 40mm, 50mm, 60mm, 120mm, 400mm, 600mm의 총 6케이스로 하였다. 이에 의해, 곡률 반경 R이 250mm인 경우와 60mm인 경우의 양쪽 케이스에 있어서, R/R1의 비율을 모두 1.5, 1.2, 1.0, 0.5, 0.2, 0.1로 맞추었다. 또한, 곡률 반경 R, R1 이외의 수치는, 도 45, 도 46에 도시하는 바와 같이 하였다.

또한, 강판 강도에 대해서는 780MPa급 강판, 980MPa급 강판, 1180MPa급 강판의 3케이스로 하였다.

이상의 각 파라미터를 적절하게 조합하여 수치 계산을 행하고, 성형 불량의 유무를 조사한 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 780MPa급 강판의 경우에는, 곡률 반경 R이 250mm와 60mm인 양쪽 케이스 모두, R/R1비가 0.2 내지 1.2의 범위이고, 잘록부나 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어졌다.

980MPa급 강판의 경우에는, 곡률 반경 R이 250mm인 케이스에 있어서, R/R1비가 0.2 이하 혹은 1.2 이상이고, 파단, 잘록부, 치수 불량 등의 문제가 발생하였다. 한편, 곡률 반경 R이 60mm인 케이스에 있어서는, R/R1비가 0.2 이하 혹은 1.0 이상이고, 파단, 잘록부, 치수 불량 등의 문제가 발생하였다.

1180MPa급 강판의 경우에는, 곡률 반경 R이 250mm와 60mm인 양쪽 케이스 모두, R/R1비가 0.2 이하 혹은 1.0 이상이고, 파단, 잘록부, 치수 불량 등의 문제가 발생하였다.

이상의 결과로부터, R/R1비를 0.2 내지 1.2의 범위 내로 하는 것이 바람직하다는 결과가 얻어졌다. 또한, 980MPa급 이상의 더 고강도의 강판을 사용하는 경우에는, R/R1비를 0.3 내지 0.9의 범위 내로 하는 것이 바람직하고, R/R1비를 0.5로 하는 것이 가장 바람직하다는 결과가 얻어졌다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 780MPa급 강판, 980MPa급 강판, 나아가 1180MPa급 강판과 같은 고강도 강판에 있어서도 본 발명이 유효한 것이 확인되었다.

또한, 본 실시예는, 만곡 보강부(3)가 폐단면 형상인 경우에 대한 결과이다. 만곡 보강부(3)가 개단면 형상인 경우에 대해서도 마찬가지의 수치 계산을 행한 바, R1/R비의 결과는 폐단면 형상의 경우와 다르지 않았다. 따라서, 개단면 형상의 경우도, R/R1비를 상술한 범위로 하는 것이 바람직하다.

[제2 실시예]

본 발명에 관한 구조 부재의 제조 방법 및 제조 장치의 제2 실시예를, 도 47 및 도 48을 사용하여 이하에 설명한다.

도 47은, 본 실시예에 있어서의 중간 공정 후의 블랭크(100)를 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 X1-X1 화살표로 본 측면도이고, (b)가 정면도이다. 도 48은, 본 실시예에 있어서의 구조 부재(201)를 도시하는 도면으로서, (a)가 (b)의 Y1-Y1 화살표로 본 측면도이고, (b)가 정면도이다.

본 실시예의 구조 부재(201)는, 도 30을 사용하여 설명한 상기 제2 실시 형태의 구조 부재(201)와 대략 동일한 구성을 가지므로, 각 부 상세에 대해서는 동일 부호를 사용하고 그것들의 설명을 생략한다.

도 48의 (a) 및 (b)에 도시하는 구조 부재(201)는, 만곡 에지(202a)를 갖는 천장판부(202)와, 만곡 에지(202a)의 연장 방향을 따라 천장판부(202)와 일체로 형성되며 또한 상기 연장 방향에 직교하는 단면이 폐단면 형상인 만곡 보강부(203)를 갖는다.

또한, 도 48의 (a)에 있어서는, 만곡 에지(202a) 및 만곡 보강부(203)의 형상을 이해하기 쉽게 하기 위해, 접합 개소를 약간 열어 도시하고 있지만, 실제로는 접합 개소에서는 간극 없게 접합되어 있고, 만곡 보강부(203)가 폐단면 형상을 형성하고 있다.

도 48의 (b)에 도시하는 바와 같이, 만곡 보강부(203)는, 연장 방향의 중앙 위치에 있는 원호부(203A)와, 이 원호부(203A)의 양옆 위치에 일체로 이어지는 한 쌍의 직선부(203B)를 갖는다. 원호부(203A)는, 평면으로 보아 천장판부(202)로부터 이격되는 방향을 향하여 볼록형으로 만곡되어 있고, 그 곡률 반경이 R(mm)로 되어 있다. 그리고, 이 원호부(203A)의 상하면은, 천장판부(202)의 상면(202e)과 대략 평행이다. 각 직선부(203B)는, 원호부(203A)의 좌우 양단에 대하여 단차 없게 일체로 이어져 있다. 각 직선부(203B)는, 각각이 평면 및 정면으로 본 양쪽에 있어서 직선 형상을 갖는다. 각 직선부(203B)의 상하면은, 각각 천장판부(202)의 상면(202e)과 대략 평행이다.

상기 구조 부재(201)는, 평판 소재인 블랭크(100)에 대하여 상기 중간 공정 및 상기 굽힘 공정을 가함으로써 얻어진다. 중간 공정 후의 블랭크(100)는, 도 47의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 천장판부(202)와, 이 천장판부(202)에 대하여 만곡 에지(202a)를 통하여 일체로 이어지는 홈부(ma)를 갖는다. 홈부(ma)는, 내벽(203a) 및 종벽부(100e)와, 이들의 하단 에지 사이를 연결시키는 띠상 원호 벽부(바닥벽)(100d)에 의해 형성된다. 내벽(203a), 종벽부(100e), 띠상 원호 벽부(100d)는, 평면으로 보아 동일한 방향으로 구부러진 만곡 형상을 갖고 있다.

띠상 원호 벽부(100d)는, 그 연장 방향을 따른 종단면으로 보아, 연장 방향의 중앙 위치에 있는 원호 바닥벽부(100d1)와, 이 원호 바닥벽부(100d1)의 양옆 위치에 이어지는 한 쌍의 직선 바닥벽부(100d2)를 갖는다.

원호 바닥벽부(100d1)는, 종단면으로 보아 연직 하방을 향하여 볼록형 만곡 형상을 이루고 있고, 그 곡률 반경이 R1(mm)로 되어 있다. 그 때문에, 홈부(ma)는, 그 연장 방향을 따라 종단면으로 본 중앙 위치(도중 위치)와 이 중앙 위치를 사이에 두는 양단 위치(양옆 위치) 사이에서 고저차를 갖고 있다. 홈부(ma)는, 원호 바닥벽부(100d1)의 긴 변 방향 중앙 위치에서 가장 낮고, 나아가 원호 바닥벽부(100d1)의 긴 변 방향 양단 위치에서 가장 높게 되어 있다.

원호 바닥벽부(100d1)는, 평면으로 보아 천장판부(202)를 향하여 볼록형으로 만곡되어 있고, 그 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선 CL의 곡률 반경이 R(mm)로 되어 있다. 원호 바닥벽부(100d1)는, 도 47의 블랭크(평판 소재(100))에 상기 굽힘 공정을 가하여 상기 구조 부재(201)로 하였을 때, 상기 원호부(203A)의 일부로 되는 부분이다.

각 직선 바닥벽부(100d2)는, 원호 바닥벽부(100d1)의 좌우 양단에 대하여 단차 없게 일체로 이어져 있다. 각 직선 바닥벽부(100d2)는, 각각이 평면 및 종단면으로 본 양쪽에 있어서 직선 형상을 갖는다. 각 직선 바닥벽부(100d2)의 상하면은, 각각 천장판부(202)의 상면(202e)과 대략 평행이다.

이상 설명한 구성을 갖는 도 47의 블랭크에 대하여 굽힘 공정을 가하여 도 48의 구조 부재(201)를 얻는 경우에 대하여, 곡률 반경 R, R1 및 강판 강도(인장 강도)의 각각을 바꾸어 수치 계산을 행하였다. 또한, 판 두께는 전부 공통으로 2.3mm로 하였다.

또한, 곡률 반경 R이 250mm인 케이스에서는, 곡률 반경 R1을 160mm, 200mm, 250mm, 500mm, 1000mm, 2000mm의 총 6케이스로 하였다. 또한, 곡률 반경 R이 60mm인 케이스에서는, 곡률 반경 R1을 40mm, 50mm, 60mm, 120mm, 400mm, 600mm의 총 6케이스로 하였다. 이에 의해, 곡률 반경 R이 250mm인 경우와 60mm인 경우의 양쪽 케이스에 있어서, R/R1의 비율을, 모두 1.5, 1.2, 1.0, 0.5, 0.2, 0.1로 맞추었다. 또한, 곡률 반경 R, R1 이외의 수치는, 도 47, 도 48에 도시하는 바와 같이 하였다.

또한, 강판 강도에 대해서는, 780MPa급 강판, 980MPa급 강판, 1180MPa급 강판의 3케이스로 하였다.

이상의 각 파라미터를 적절하게 조합하여 수치 계산을 행하고, 성형 불량의 유무를 조사한 결과를 하기 표 2에 나타낸다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 780MPa급 강판의 경우에는, 곡률 반경 R이 250mm와 60mm인 양쪽 케이스 모두, R/R1비가 0.2 내지 1.2의 범위이고, 치수 불량이 없는, 적합한 성형 결과가 얻어졌다.

980MPa급 강판의 경우에는, 곡률 반경 R이 250mm와 60mm인 양쪽 케이스 모두, R/R1비가 0.2 이하 혹은 1.2 이상이며 치수 불량이 발생하였다.

1180MPa급 강판의 경우도, 곡률 반경 R이 250mm와 60mm인 양쪽 케이스 모두, R/R1비가 0.2 이하 혹은 1.2 이상이며 치수 불량이 발생하였다.

이상의 결과로부터, R/R1비를 0.2 내지 1.2의 범위 내로 하는 것이 바람직하다는 결과가 얻어졌다. 또한, 이 R/R1비를, 상기 결과에 더하여 0.3 내지 1.1의 범위 내로 하는 것이 보다 바람직하고, R/R1비를 0.5로 하는 것이 가장 바람직하다는 결과가 얻어졌다. 또한, 상기 제1 실시예의 결과와 조합하여 생각하면, R/R1비의 바람직한 범위로서는 0.3 내지 0.9를 채용하는 것이 좋다.

또한, 본 실시예는 만곡 보강부(203)가 폐단면 형상인 경우에 대한 결과이다. 만곡 보강부(203)가 개단면 형상인 경우에 대해서도 마찬가지의 수치 계산을 행한 바, R1/R비의 결과는 폐단면 형상의 경우와 다르지 않았다. 따라서, 개단면 형상의 경우도, R/R1비를 상술한 범위로 하는 것이 바람직하다.

<산업상 이용가능성>

본 발명에 관한 구조 부재의 제조 방법 및 제조 장치에 따르면, 만곡 에지를 보강하여 높은 강성을 갖는 구조 부재를 제조할 수 있다. 따라서, 산업상 이용가능성은 크다.

1, 201, 301, 401: 구조 부재
2, 202, 302, 402: 천장판부
2a, 202a: 만곡 에지
3, 203, 303, 403: 만곡 보강부
40A, 240A: 다이(제2 다이)
41A, 241A: 천장판 지지면(제1 천장판 지지면)
50Ad, 250Ad: 하면(만곡 볼록부)
50A, 250A: 홀더(제1 홀더)
50Ae, 250Ae: 종벽면(제1 종벽면)
60A, 260A: 펀치(제2 펀치)
60Ae, 260Ae: 종벽면(제2 종벽면)
70A, 270A: 홀더(제2 홀더)
70Ac, 270Ac: 종벽면(제1 규제면)
80A, 280A: 펀치(제3 펀치)
90A, 290A: 패드
90Ad, 290Ad: 규제면(제2 규제면)
100: 평판 소재
100b, 100d, 100f, 100h: 띠상 원호 벽부(바닥벽)
100c, 100e, 100g, 100i: 종벽부
112, 212: 금형 홈(제1 금형 홈)
112b, 212b: 금형 홈 바닥면(바닥면)
110, 210: 다이(제1 다이)
130, 230: 펀치(제1 펀치)
130a, 230a: 가압면
410, 1410: 다이(제3 다이)
411, 1411: 천장판 지지면(제2 천장판 지지면)
411a, 1411a: 에지(제1 금형 만곡 에지)
420, 1420: 홀더(제3 홀더)
430, 1430: 펀치(제4 펀치)
431, 1431: 가압면(제4 펀치의 가압면)
440, 1440: 하형(제4 다이)
441, 1441: 바닥벽면(제4 금형 홈, 제4 금형 홈의 바닥면)
610, 1610: 다이(제5 다이)
611, 1611: 천장판 지지면(제3 천장판 지지면)
611a, 1611a: 에지(제2 금형 만곡 에지)
620, 1620: 홀더(제4 홀더)
622, 1622: 종벽면(제3 종벽면)
630, 1630: 펀치(제5 펀치)
632, 1632: 종벽면(제4 종벽면)
710, 1710: 다이(제6 다이)
711, 1711: 천장판 지지면(제4 천장판 지지면)
711a, 1711a: 에지(제3 금형 만곡 에지)
720, 1720: 홀더(제5 홀더)
723, 1723: 종벽면(제3 규제면)
730, 1730: 패드(제6 펀치)
733, 1733: 제2 하면(가압면)
CL: 중심선
m, ma: 홈부
m1, m3: 금형 홈(제2 금형 홈)
m2, m4: 금형 홈(제3 금형 홈)
Q, Q1: 굴곡부

Claims

만곡 에지를 갖는 천장판부와, 상기 만곡 에지의 연장 방향을 따라 상기 천장판부와 일체로 형성되며 또한 상기 만곡 에지의 연장 방향에 직교하는 단면이 폐단면 형상 또는 개단면 형상인 만곡 보강부를 갖는 구조 부재를, 평판 소재로 제조하는 방법으로서,
상기 평판 소재 중, 상기 천장판부에 대응하는 제1 부위를 끼움 지지한 상태에서, 상기 제1 부위에 이어지는 제2 부위를 상기 평판 소재의 면에 대하여 교차하는 방향으로 프레스함으로써, 상기 평판 소재 중에서 상기 만곡 에지로 되는 부위를 따라, 홈부 및 상기 홈부에 이어지는 종벽부를 형성하는 중간 공정과;
상기 중간 공정 후에, 상기 종벽부의 상단 에지를, 상기 천장판부에 접근하는 이동을 허용한 채 상기 홈부를 향하여 밀어내림으로써, 상기 상단 에지를 상기 천장판부를 향하여 절곡하는 굽힘 공정;
을 갖고,
상기 중간 공정에서는, 상기 프레스에 의해, 상기 홈부의 바닥벽에, 상기 홈부의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 도중 위치와 상기 도중 위치를 사이에 두는 양옆 위치 사이에서 고저차를 마련함으로써,
상기 바닥벽에, 평면으로 보아 오목형 만곡 형상 또한 상기 종단면으로 보아 볼록형 만곡 형상을 이루는 제1 만곡부, 및 평면으로 보아 볼록형 만곡 형상 또한 상기 종단면으로 보아 오목형 만곡 형상을 이루는 제2 만곡부 중 적어도 한쪽을 형성하는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 중간 공정의 상기 프레스에 의해, 상기 홈부의, 상기 홈부의 연장 방향에 직교하는 단면의 내형을 따른 단면선 길이를 보았을 때, 상기 도중 위치에서의 상기 단면선 길이를 상기 양옆 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비를 0.7 내지 1.3의 범위 내로 하는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중간 공정의 상기 프레스에 의해, 상기 제1 만곡부 및 상기 제2 만곡부 중 적어도 한쪽에 있어서, 상기 바닥벽의 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R(mm)을, 상기 바닥벽의 상기 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로 제산한 R/R1비를 0.2 내지 1.2의 범위 내로 하는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 굽힘 공정 후에, 상기 종벽부의 상단 에지의 적어도 일부를 상기 천장판부에 중첩하여 접합하고, 상기 폐단면 형상을 갖는 상기 만곡 보강부를 형성하는 접합 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 접합 공정에서, 상기 상단 에지의, 상기 천장판부에 있어서의 접합 예정 위치를 넘은 이동을 규제하는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 접합 공정 시의 상기 상단 에지가 상기 천장판부를 향하는 굴곡부를, 상기 접합 공정 전에 형성하는 상단 에지 굽힘 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 굽힘 공정이,
상기 천장판부에 대향하는 평면으로 보아서는 상기 상단 에지의 적어도 일부가 상기 천장판부에 겹치는 한편, 측면으로 보아서는 상기 상단 에지가 상기 천장판부로부터 이격된 상태에 이르기까지, 상기 종벽부를 더 구부림으로써,
상기 개단면 형상을 갖는 상기 만곡 보강부를 형성하는 절첩 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 절첩 공정에서 상기 종벽부를 더 구부릴 때, 상기 상단 에지의, 소정 위치를 넘은 상기 이동을 규제하는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 절첩 공정 시의 상기 상단 에지가 상기 천장판부를 향하는 굴곡부를, 상기 절첩 공정 전에 형성하는 상단 에지 굽힘 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 공정에서 상기 프레스에 의해 상기 제1 만곡부 및 상기 제2 만곡부의 양쪽을 형성함으로써,
상기 굽힘 공정 후에, 상기 천장판부에 대향하는 평면으로 보아 오목형 만곡 형상 및 볼록형 만곡 형상의 양쪽을 포함하는 상기 만곡 보강부를 형성하는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 방법.
만곡 에지를 갖는 천장판부와, 상기 만곡 에지의 연장 방향을 따라 상기 천장판부와 일체로 형성되며 또한 상기 만곡 에지의 연장 방향에 직교하는 단면이 폐단면 형상인 만곡 보강부를 갖는 구조 부재를, 평판 소재로 제조하는 장치로서,
평면으로 보아 만곡된 제1 금형 홈이 형성된 제1 다이와;
상기 제1 금형 홈에 대하여 상대적으로 접근 이간하는 제1 펀치와;
평면으로 보아 상기 제1 금형 홈보다 좁은 제2 금형 홈을 갖는 제2 다이와;
상기 제2 금형 홈에 대응한 형상의 만곡 볼록부를 갖는 제1 홀더와;
평면으로 보아, 상기 제1 홀더의 제1 종벽면에 대하여 수평 방향으로 5mm 이상 50mm 이하의 거리를 두고 대향 배치된 제2 종벽면을 갖고, 상기 제2 금형 홈에 대하여 상대적으로 접근 이간하는 제2 펀치와;
상기 제2 다이에 겹치도록 배치된 제2 홀더와;
상기 제2 금형 홈에 대하여 접근 이간하는 가압면을 갖는 패드;
를 구비하고,
상기 제1 금형 홈의 바닥면이, 상기 제1 금형 홈의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 도중 위치와 상기 도중 위치를 사이에 두는 양옆 위치 사이에서 고저차를 갖고,
상기 제1 펀치의 가압면이, 상기 제1 금형 홈의 상기 바닥면에 대응한 고저차를 갖고,
상기 제1 금형 홈의 상기 바닥면이, 상기 평면으로 보아서는 오목형 만곡 형상이며 또한 상기 종단면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상을 이루는 제1 금형 만곡면, 및 상기 평면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상이며 또한 상기 종단면으로 보아서는 오목형 만곡 형상을 이루는 제2 금형 만곡면 중 적어도 한쪽을 갖고,
상기 제2 다이의 제1 천장판 지지면에 대한 성형 하사점에서의 간극이, 상기 제2 홀더의 가압면보다 상기 패드의 가압면 쪽이 큰 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 금형 홈의, 상기 제1 금형 홈의 연장 방향에 직교하는 단면에서의 내형을 따른 단면선 길이를 보았을 때, 상기 도중 위치에서의 상기 단면선 길이를 상기 양옆 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비가 0.7 내지 1.3의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제1 금형 홈의 상기 바닥면의, 상기 제1 금형 만곡면 및 상기 제2 금형 만곡면 중 적어도 한쪽에 있어서, 상기 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로, 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R(mm)을 제산한 R/R1비가 0.2 내지 1.2의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 장치.
만곡 에지를 갖는 천장판부와, 상기 만곡 에지의 연장 방향을 따라 상기 천장판부와 일체로 형성되며 또한 상기 만곡 에지의 연장 방향에 직교하는 단면이 개단면 형상인 만곡 보강부를 갖는 구조 부재를, 평판 소재로 제조하는 장치로서,
평면으로 보아 만곡된 제1 금형 만곡 에지를 포함하는 제2 천장판 지지면을 갖는 제3 다이와;
상기 제2 천장판 지지면에 대하여 접근 이간하는 제3 홀더와;
평면으로 보아 상기 제1 금형 만곡 에지에 인접 배치된 제4 금형 홈을 갖는 제4 다이와;
상기 제4 금형 홈에 대하여 접근 이간하는 제4 펀치와;
평면으로 보아 만곡된 제2 금형 만곡 에지를 포함하는 제3 천장판 지지면을 갖는 제5 다이와;
상기 제3 천장판 지지면에 대하여 접근 이간하는 제4 홀더와;
평면으로 보아, 상기 제4 홀더의 제3 종벽면에 대하여 수평 방향으로 5mm 이상 50mm 이하의 거리를 두고 대향 배치된 제4 종벽면을 갖는 제5 펀치와;
평면으로 보아 만곡된 제3 금형 만곡 에지를 포함하는 제4 천장판 지지면을 갖는 제6 다이와;
상기 제4 천장판 지지면에 대하여 접근 이간하는 제5 홀더와;
평면으로 보아 상기 제3 금형 만곡 에지 상에 겹치는 가압면을 갖고, 상기 제6 다이에 대하여 접근 이간하는 제6 펀치;
를 구비하고,
상기 제4 금형 홈의 바닥면이, 상기 제4 금형 홈의 연장 방향을 따라 종단면으로 본 도중 위치와 상기 도중 위치를 사이에 두는 양옆 위치 사이에서 고저차를 갖고;
상기 제4 펀치의 가압면이, 상기 제4 금형 홈의 상기 바닥면에 대응한 고저차를 갖고,
상기 제4 금형 홈의 상기 바닥면이, 상기 평면으로 보아서는 오목형 만곡 형상이며 또한 상기 종단면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상을 이루는 제3 금형 만곡면, 및 상기 평면으로 보아서는 볼록형 만곡 형상이며 또한 상기 종단면으로 보아서는 오목형 만곡 형상을 이루는 제4 금형 만곡면 중 적어도 한쪽을 갖고,
상기 제6 다이의 상기 제4 천장판 지지면에 대한 성형 하사점에서의 간극이, 상기 제5 홀더의 가압면보다 상기 제6 펀치의 가압면 쪽이 큰 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 장치.
제14항에 있어서, 상기 제4 금형 홈의, 상기 제4 금형 홈의 연장 방향에 직교하는 단면에서의 내형을 따른 단면선 길이를 보았을 때, 상기 도중 위치에서의 상기 단면선 길이를 상기 양옆 위치에서의 상기 단면선 길이로 제산한 비가 0.7 내지 1.3의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 제4 금형 홈의 상기 바닥면의, 상기 제3 금형 만곡면 및 상기 제4 금형 만곡면 중 적어도 한쪽에 있어서, 상기 종단면으로 본 곡률 반경 R1(mm)로, 평면으로 본 폭 방향 중앙 위치를 통과하는 중심선의 곡률 반경 R(mm)을 제산한 R/R1비가 0.2 내지 1.2의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 구조 부재의 제조 장치.