(57)【要約】【課題】本体部とフランジ部とを有するアルミニウム製成形品において曲げ方向の内側に突出したフランジ部の接合部分におけるしわを確実に抑制することが可能なアルミニウム製成形品の製法を提供する。【解決手段】長尺の本体部２と、前記本体部２の長手方向に沿って当該本体部２に一体形成された下方フランジ部３とを含むアルミニウム製形材１２からなるアルミニウム製成形品であるルーフサイドレール１の製法である。この製法は、前記下方フランジ部３が前記本体部２よりも内側になるように、前記アルミニウム製形材１２に曲げ加工を行う曲げ工程と、前記下方フランジ部３のうち接合対象と接合される少なくとも１つの接合部分１０を含む領域を当該下方フランジ部３の面に対して直交する面直交方向Ｗに張り出すことにより平坦部分１０を有する張出部７を形成する張り出し工程とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の本体部と、前記本体部の長手方向に沿って当該本体部に一体形成されたフランジ部とを含むアルミニウム製形材からなるアルミニウム製成形品の製法であって、
前記フランジ部が前記本体部よりも内側になるように、前記アルミニウム製形材に曲げ加工を行う曲げ工程と、
前記フランジ部のうち接合対象と接合される少なくとも１つの接合部分を含む領域を当該フランジ部の面に対して直交する面直交方向に張り出すことにより平坦部分を有する張出部を形成する張り出し工程とを有する
ことを特徴とするアルミニウム製成形品の製法。
【請求項２】
前記アルミニウム製成形品は、自動車のフレームを構成する部品であり、
前記接合対象は、前記自動車の外面を構成し、前記フランジ部のうち当該自動車の外側を向く面に接合されるアウタパネルを有する、
請求項１に記載のアルミニウム製成形品の製法。
【請求項３】
前記部品は、前記自動車のフレームのうち当該自動車のルーフおよびフロントウインドウの側面に沿って連続的に配置されるルーフサイドレールである、
請求項２に記載のアルミニウム製成形品の製法。
【請求項４】
前記張り出し工程では、前記フランジ部における長手方向に延びる先端の長さが曲げ工程の前における前記アルミニウム製形材の長手方向の長さ以上になるように、前記フランジ部の前記領域を前記面直交方向に張り出す、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム製成形品の製法。
【請求項５】
前記張り出し工程では、前記平坦部分が複数の前記接合部分を含むように前記本体部の長手方向に連続して延びるように、当該平坦部分を形成する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム製成形品の製法。
【請求項６】
前記張り出し工程では、前記平坦部分における前記長手方向の端部に連続する位置に前記面直交方向に延びる形状変化部を形成する
請求項５に記載のアルミニウム製成形品の製法。
【請求項７】
前記張り出し工程では、前記フランジ部が前記面直交方向と平行な一方の方向に張り出すように当該フランジ部に塑性加工を施す
請求項１〜６のいずれか１項に記載のアルミニウム製成形品の製法。
【請求項８】
前記曲げ工程が前記アルミニウム製形材に曲げ型を押し当てて当該アルミニウム製形材を曲げ加工する工程である場合において、
前記曲げ型は、前記フランジ部に当接する部分に前記張出部に対応する凹部を有し、
前記曲げ加工において、前記曲げ型における前記凹部を有する部分を前記フランジ部の一方の面に押し当てた状態で当該アルミニウム製形材を曲げ加工し、
前記張り出し工程において、前記曲げ型における前記凹部を有する部分を前記フランジ部の一方の面に押し当てた状態で、前記凹部に対応する凸部を有する押し型を前記フランジ部の他方の面に押し当てることにより、前記張出部を形成する請求項１〜７のいずれか１項に記載のアルミニウム製成形品の製法。
【請求項９】
前記アルミニウム製形材は、前記本体部が閉断面構造を有するように押出加工によって形成されている
請求項１〜８のいずれか１項に記載のアルミニウム製成形品の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のフレームなどを構成するアルミニウム製成形品の製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車などの軽量化のために、アルミニウム合金を用いてフレーム等の部品を製造する技術が開発されている。とくに、アルミ押出形材は、アルミニウム合金の素材を押出成形することにより形成されるものであって、閉断面構造に容易に成形することが可能であるので、溶接点数や部品点数の削減が可能で、かつ、高い剛性が得られる点で有利である。そのため、最近、アルミ押出形材は、例えば、車体の両側にて前後方向に延在するルーフサイドレールなどのフレーム構成部品に適用されている。
【０００３】
ルーフサイドレールは、自動車のフレームのうち、当該自動車のルーフおよびフロントウインドウの側面に沿って連続的に配置され、上方に突出するように湾曲したアルミニウム合金製の中空の部品である。ルーフサイドレールは、閉断面構造を有し、上方に湾曲して長手方向に延びる本体部と、当該本体部の外面に突出して前記長手方向に延びるフランジ部とを有する。フランジ部は、当該フランジ部に自動車のアウタサイドパネルなどの部材をスポット溶接などで接合するために、本体部の外面に設けられている。これら本体部およびフランジ部は、アルミニウム合金を押出成形することによって一体形成される。本体部およびフランジ部が一体形成されたアルミニウム製形材に曲げ加工が施されることにより、湾曲したルーフサイドレールが製造される。
【０００４】
ここで、ルーフサイドレールのフランジ部は、当該本体部の外面から下向き、すなわち、本体部の曲げ方向の内側に突出している場合がある。このように本体部とその曲げ方向の内側に突出するフランジ部とが一体形成されたアルミニウム製形材を曲げ加工する際に、フランジ部の下側の先端が座屈してフランジ部にしわが発生するおそれがある。
【０００５】
フランジ部にしわが発生した状態では、アウタサイドパネルを当該フランジ部に密着させてスポット溶接などで接合することが難しくなる。このように密着性が低下すると、フランジ部の接合部分におけるシール性や接合強度を確保することが難しくなる。
【０００６】
そこで、このようなルーフサイドレールにおける曲げ加工の際にフランジ部の接合部分におけるしわを抑制するための方法として、特許文献１の曲げ加工方法が知られている。
【０００７】
この特許文献１の曲げ加工方法では、曲げ加工前において、ルーフサイドレールのフランジ部において、アウタサイドパネルなどに接合される接合部分から離れた位置に、曲げ加工の際に変形が生じやすい部分（すなわち、易変形部分）があらかじめ設けられる。易変形部分は、フランジ部に複数の溝を設けたり、当該フランジ部を波状に変形したりすることによって形成される。曲げ加工時にフランジ部の易変形部分に局所的にしわを発生させることにより、フランジ部の接合部分におけるしわの発生を抑えて当該接合部分の平坦度を確保するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３２８７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１の曲げ加工方法では、曲げ加工の際にフランジ部にどのような領域でしわが発生するかを予測することが難しく、易変形部以外の場所でのしわが発生する可能性は依然残ったままである。そのため、フランジ部の接合部分におけるしわを確実に抑制することは難しい。とくに、フランジ部において複数の接合部分が広範囲に存在する場合には、すべての接合部分におけるしわを抑制することが一層困難である。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、本体部とフランジ部とを有するアルミニウム製成形品において曲げ方向の内側に突出したフランジ部の接合部分におけるしわを確実に抑制することが可能なアルミニウム製成形品の製法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するためのものとして、本発明が提供するのは、長尺の本体部と、前記本体部の長手方向に沿って当該本体部に一体形成されたフランジ部とを含むアルミニウム製形材からなるアルミニウム製成形品の製法であって、前記フランジ部が前記本体部よりも内側になるように、前記アルミニウム製形材に曲げ加工を行う曲げ工程と、前記フランジ部のうち接合対象と接合される少なくとも１つの接合部分を含む領域を当該フランジ部の面に対して直交する面直交方向に張り出すことにより平坦部分を有する張出部を形成する張り出し工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
長尺の本体部の長手方向に沿ってフランジ部が形成されたアルミニウム製形材に対して、フランジ部が本体部よりも曲げ方向の内側になるように曲げ加工する場合、フランジ部には圧縮応力が加わることにより、当該フランジ部に肉余りが生じ、その結果、フランジ部にしわや凹みが生じる。本発明では、張り出し工程においてフランジ部の面に対して直交する方向、すなわち面直交方向に前記フランジ部のうち接合対象と接合される少なくとも１つの接合部分を含む領域を部分的に張り出すことにより平坦部分を有する張出部を形成する。これにより、曲げ工程のときに生じるフランジ部の肉余りを張出部によって吸収することが可能になり、接合部分を含む領域におけるしわが確実に抑制される。その結果、当該領域の平坦度が得られることで、十分な接合部分の品質を確保することが可能である。
【００１３】
前記アルミニウム製成形品は、自動車のフレームを構成する部品であり、前記接合対象は、前記自動車の外面を構成し、前記フランジ部のうち当該自動車の外側を向く面に接合されるアウタパネルを有するのが好ましい。
【００１４】
自動車のフレームを構成する部品（例えば、ルーフサイドレールやサイドメンバなど）では、接合部分の品質確保や、部品によっては、閉断面構造のフレーム内部への水の浸入を防ぐために、自動車の外面を構成するアウタパネルやインナパネルあるいは補強材等の板材部品とフレームを構成する部品のフランジ部とが互いに密着した状態で両者を接合することが重要である。上記の製法では、張り出し工程においてフランジ部における接合部分を含む領域に面直交方向に張り出した平坦部分を有する張出部が形成されることにより、当該接合部分におけるしわが確実に抑制される。そのため、アウタパネルをフランジ部の接合部分に密着して接合することが可能になり、当該接合部分における接合強度を確保することが可能である。また、接合部分が平坦化できるので、水密性が要求される部品についても十分なシール性を確保することが可能である。
【００１５】
前記部品は、前記自動車のフレームのうち当該自動車のルーフおよびフロントウインドウの側面に沿って連続的に配置されるルーフサイドレールであるのが好ましい。
【００１６】
自動車のフレームを構成する部品のうちルーフサイドレールは、ルーフおよびフロントウインドウの側面に沿って配置可能な形状を確保するために、湾曲した本体部および当該本体部の曲げ方向の内側のフランジ部が必要である。しかも、ルーフサイドレールは、自動車の外側面を構成するアウタパネルと結合される部品であり、車両同士の前面衝突や横転時の衝突荷重を受け持つ役割を有する。そのための強度を確保するために、ルーフサイドレールとアウタパネルとの接合品質の確保が重要であり、ルーフサイドレールにおけるフランジ部のしわを抑制することは大きな課題となっている。そこで、上記のアルミニウム製成形品をルーフサイドレールに適用することにより、十分な接合品質の確保が可能になる。
【００１７】
前記張り出し工程では、前記フランジ部における長手方向に延びる先端の長さが曲げ工程の前における前記アルミニウム製形材の長手方向の長さ以上になるように、前記フランジ部の前記領域を前記面直交方向に張り出すのが好ましい。
【００１８】
このように張り出し工程におけるフランジ部の張出量を設定することにより、曲げ工程時に生じるフランジ部のしわによる肉余りを張出部で確実に吸収することが可能である。すなわち、曲げ工程時には、曲げ方向の内側に位置するフランジ部の先端には肉余りが生じるが、フランジ部の先端の長さが曲げ工程前のアルミニウム製形材の長さ以上になるように張り出し工程を行うことにより、フランジ部の肉余りを張出部で吸収することが可能になり、フランジ部におけるしわを抑制し、接合部分の平坦度を確保することが可能である。
【００１９】
前記張り出し工程では、前記平坦部分が複数の前記接合部分を含むように前記本体部の長手方向に連続して延びるように、当該平坦部分を形成するのが好ましい。これにより、複数の接合部分を含む広い範囲の平坦な領域を得ることが可能であり、接合部分に接合対象を接合する作業が容易になる。
【００２０】
また、前記張り出し工程では、前記平坦部分における前記長手方向の端部に連続する位置に前記面直交方向に延びる形状変化部を形成するのが好ましい。この構成では、フランジ部に複数の接合部分を含む広い範囲の平坦部分を形成しても、この広い範囲で発生するしわを形状変化部で吸収することが可能である。
【００２１】
前記張り出し工程では、前記フランジ部が前記面直交方向と平行な一方の方向に張り出すように当該フランジ部に塑性加工を施すのが好ましい。これにより、片側からのプレス加工で容易に張出部を形成することが可能である。
【００２２】
前記曲げ工程が前記アルミニウム製形材に曲げ型を押し当てて当該アルミニウム製形材を曲げ加工する工程である場合において、前記曲げ型は、前記フランジ部に当接する部分に前記張出部に対応する凹部を有し、前記曲げ加工において、前記曲げ型における前記凹部を有する部分を前記フランジ部の一方の面に押し当てた状態で当該アルミニウム製形材を曲げ加工し、前記張り出し工程において、前記曲げ型における前記凹部を有する部分を前記フランジ部の一方の面に押し当てた状態で、前記凹部に対応する凸部を有する押し型を前記フランジ部の他方の面に押し当てることにより、前記張出部を形成するようにしてもよい。この場合、曲げ工程で用いられる曲げ型を用いて張り出し工程も行うことができるので、張り出し工程の作業時間の削減が可能であるとともに曲げ工程および張り出し工程のための型の作成費用を低減することが可能である。さらに、曲げ工程から張り出し工程への移行するときのアルミニウム製形材をハンドリングする時間を短縮することが可能である。
【００２３】
前記アルミニウム製形材は、前記本体部が閉断面構造を有するように押出加工によって形成されているのが好ましい。これにより、閉断面構造を有する本体部とフランジ部とが一体形成されたアルミニウム製形材を容易に形成することが可能である。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明のアルミニウム製成形品の製法によれば、本体部とフランジ部とを有するアルミニウム製成形品において曲げ方向の内側に突出したフランジ部の接合部分におけるしわを確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のアルミニウム製成形品の製造方法で製造されるルーフサイドレールを有する自動車のフレームの外観斜視図である。
【図２】図１のルーフサイドレールの斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図２のルーフサイドレールを矢印Ｐの方向から見た図である。
【図６】図２のルーフサイドレールにアウタサイドパネルおよびインナサイドパネルが接合された状態を示す断面説明図である。
【図７】図２のルーフサイドレールにアウタサイドパネルおよびインナサイドパネルが接合された状態を示す斜視説明図である。
【図８】本発明のアルミニウム製成形品の製造方法において曲げ工程前のルーフサイドレールのアルミニウム製形材の斜視図である。
【図９】本発明のアルミニウム製成形品の製造方法においてアルミニウム製形材を曲げる曲げ工程を示す工程説明図である。
【図１０】アルミニウム製形材を曲げる方法の一例として押し通し曲げの方法を示す説明図である。
【図１１】アルミニウム製形材を曲げる方法の他の例として引張曲げの方法を示す説明図である。
【図１２】図１１の曲げ型付近におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。
【図１３】本発明のアルミニウム製成形品の製造方法において、下方フランジ部において平坦部分を有する張出部が形成されるように下方フランジ部に塑性加工を施す張り出し工程を示す工程説明図である。
【図１４】本発明のアルミニウム製成形品の製造方法の変形例として、複数の平坦部分を有する張出部が形成されるように下方フランジ部に塑性加工が施されたルーフサイドレールを製造し、当該下方フランジ部にアウタサイドパネルおよびインナサイドパネルが接合された状態を示す斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明のアルミニウム製成形品の製法の実施形態についてさらに詳細に説明する。
【００２７】
本発明の製法で製造されるアルミニウム製成形品の一例として、図１に示される自動車のフレーム１００を構成する部品のルーフサイドレール１を例に挙げて説明する。
【００２８】
ルーフサイドレール１は、自動車のフレーム１００のうち当該自動車のルーフおよびフロントウインドウの側面に沿って連続的に配置されるピラー（いわゆるＡピラー）を構成するアルミニウム製中空押出形材である。
【００２９】
ルーフサイドレール１は、図２〜５に示されるように、上に凸になるように湾曲した長尺の本体部２と、当該本体部２の外面から当該本体部２の曲げ方向の内側（図２〜４における下側）に突出する下方フランジ部３と、本体部２の外面から側方（図１および図３に示されるフレーム１００の幅方向Ｘ）に突出する側方フランジ部４とを有する。
【００３０】
下方フランジ部３および側方フランジ部４は、図６〜７に示されるアウタサイドパネル２１およびインナサイドパネル２２などの端部がそれぞれスポット溶接などによって接合される。
【００３１】
本体部２は、閉断面構造を有する。すなわち、本体部２の長手方向に直交する断面は、閉じた形状を有する。本体部２は、例えば、図２〜３に示されるように、筒状の部分５と、当該筒状の部分５の内部において上下に張り渡された補強部６とを有する。なお、本体部２の内部構造は、本発明では限定されるものではなく、本体部２の閉断面の形状、補強部６の有無、本体部２の各部の肉厚などについては、本体部２の合成や強度などの設計条件に応じて適宜設計される。図１〜２に示される本体部２は、全長に亘って湾曲している。なお、本体部２は、少なくとも一部が湾曲していればよい。
【００３２】
下方フランジ部３は、当該本体部２の外面から当該本体部２の曲げ方向の内側（図２〜４における下側）に突出するとともに当該本体部２の長手方向に連続して湾曲する。下方フランジ部３は、本発明のフランジ部に対応するものである。なお、本実施形態では、ルーフサイドレール１は、下方フランジ部３および側方フランジ部４を有しているが、本発明の製法では側方フランジ部４を形成することについては限定されない。
【００３３】
下方フランジ部３は、張出部７と、当該張出部７の長手方向の両側に位置する末端部分８とを有する。
【００３４】
張出部７は、張り出し工程によって形成される。具体的には、張出部７は、図２〜５に示されるように、下方フランジ部３のうちアウタサイドパネル２１およびインナサイドパネル２２（図６〜７参照）などの接合対象と接合される複数の接合部分１０を含む領域が当該下方フランジ部３の面に直交する方向である面直交方向Ｗに張り出すように下方フランジ部３に塑性加工を施すことにより形成される。接合部分１０は、下方フランジ部３のうちスポット溶接などによってアウタサイドパネル２１などの接合対象に接合される点状または線状などの部分であり、少なくとも１つあればよい。
【００３５】
張出部７は、平坦部分７ａと、当該平坦部分７ａに連続する形状変化部７ｂとを有する。
【００３６】
平坦部分７ａは、接合部分１０を含む領域を平坦にした部分である。本実施形態の平坦部分７ａは、複数の接合部分１０を含むように本体部２の長手方向に連続して延びている。本実施形態では、複数の接合部分１０は、本体部２の長手方向に沿って並んで配置されている。
【００３７】
形状変化部７ｂは、平坦部分７ａの周辺において、当該平坦部分７ａに連続して下方フランジ部３の面直交方向Ｗへ延びる部分である。本実施形態の形状変化部７ｂは、平坦部分７ａにおける長手方向の端部に連続する位置に形成されている。したがって、形状変化部７ｂは、面直交方向Ｗに延びて、平坦部分７ａと当該平坦部分７ａの長手方向端部に位置する末端部分８とを連結している。
【００３８】
上記のように構成されたルーフサイドレール１は、図１のフレーム１００に組み込まれた状態で、図６〜７に示されるように、アウタサイドパネル２１およびインナサイドパネル２２によって覆われるとともにこれらパネル２１、２２と接合される。具体的には、アウタサイドパネル２１およびインナサイドパネル２２の下端部が下方フランジ部３の張出部７の平坦部分７ａを両側から挟み、その状態で、当該平坦部分７ａと両側のパネル２１、２２とが接合部分１０においてスポット溶接などによって接合される。同様に、アウタサイドパネル２１およびインナサイドパネル２２の上端部についても、側方フランジ部４に対してスポット溶接などによって接合される。なお図示されていないが、側方フランジ部４とアウタサイドパネル２１との間にはルーフパネルの端部が介在した状態で、これら側方フランジ部４とアウタサイドパネル２１とが接合される。
【００３９】
なお、図７に示されるルーフサイドレール１の端部の位置１１において、当該ルーフサイドレール１とフレーム１００の上下方向に延びるピラー１０１（いわゆるＢピラー）とが接合される。
【００４０】
以下のルーフサイドレール１の製造方法について説明する。
【００４１】
本実施形態のルーフサイドレール１の製造方法は、以下のように、直線状のアルミニウム製形材１２を準備する準備工程と、当該アルミニウム製形材１２を曲げる曲げ工程と、下方フランジ部３の接合部分１０が張り出すように当該下方フランジ部３に塑性加工を施す張り出し工程とを有する。
【００４２】
まず、準備工程では、図８に示されるアルミニウム製形材１２を準備する。このアルミニウム製形材１２は、直線状に延びるアルミニウム製押出形材である。アルミニウム製形材１２は、ルーフサイドレール１を曲げる前の状態の形状を有しており、具体的には、それぞれ直線状に延びる本体部２、下方フランジ部３、および側方フランジ部４とを含む。アルミニウム製形材１２は、当該本体部２、下方フランジ部３、および側方フランジ部４がアルミニウムまたはアルミニウム合金によって一体成形されることにより構成される。
【００４３】
この準備工程では、具体的には、本体部２の長手方向に対して直交する断面が閉断面構造を有するように、アルミニウム製形材１２を押出加工する。これにより、アルミニウムまたはアルミニウム合金で閉断面構造を有する本体部２と当該本体部２の外面から突出する下方フランジ部３および側方フランジ部４とが一体形成されたアルミニウム製形材１２を容易に形成することが可能である。本体部２が閉断面構造を有することにより、本体部２はその断面形状の変更によって曲げ剛性を変えることが可能になる。当該本体部２の曲げ剛性の変更によって、以下の曲げ工程のときに発生する下方フランジ部３のしわを低減することが可能になる。
【００４４】
曲げ工程では、図９に示されるように、下方フランジ部３が本体部２よりも曲げ方向の内側になるようにアルミニウム製形材１２を曲げることにより、湾曲した本体部２および下方フランジ部３を有するルーフサイドレール１（図２参照）を形成する。
【００４５】
ここで、アルミニウム製形材１２に曲げ加工を施すための方法として、従来から知られているアルミ形材の曲げ加工法、例えば、回転引曲げ、圧縮曲げ、ロール曲げ、プレス曲げ、引張り曲げ、および押通し曲げなどの方法が用いられる。
【００４６】
ルーフサイドレール１などの自動車用のフレームの場合、引張り曲げや押通し曲げを用いた３ 次元曲げ加工が実際に使われている。なお、３次元曲げ加工とは、複数の曲げ方向へ素材を曲げる加工であり、例えば、素材を第１の方向（例えば下方向）に曲げた後、第１の方向と異なる第２の方向（例えば横方向）に曲げる加工である。
【００４７】
押し通し曲げ加工の場合、図１０に示されるように、固定側の曲げ型３２および可動側の曲げ型３３を有する加工装置３１を用いる。この押し通し曲げ加工では、アルミ形材であるアルミニウム製形材１２を２つの曲げ型３２、３３へ連続して押し込みながら可動側の曲げ型３３を上方または下方等へ移動させることによって、アルミニウム製形材１２に曲げ加工を施すことが可能である。なお、曲げ型３２、３３には、アルミニウム製形材１２の下方フランジ部３が通るスリット３２ａ、３３ａを形成しておく。この押し通し曲げ加工では、曲げ型３２、３３のそれぞれの小型化が可能であり、可動側の曲げ型３３の動かし方によってアルミニウム製形材１２を任意の曲率半径に曲げ加工を施すことが可能であるため、金型費用や、その調整費が比較的安価である。
【００４８】
また、引張曲げ加工の場合、図１１〜１２に示される加工装置３６のように、アルミニウム製形材１２の両端を治具３８で把持して当該アルミニウム製形材１２に引張力を負荷しながら曲げ型３７をアルミニウム製形材１２の下方から上方へ（すなわち、矢印Ｐの方向）押し付けるように曲げ加工する。引張曲げ加工は、上記押し通し曲げ加工に比べると、しわが発生しにくく、形状精度も優れる点で有利である。なお、図１２に示される曲げ型３７は、次の張り出し工程における張り出し加工のための一対の金型３７、３９のうちの一方の金型として用いられる。図１２に示される曲げ型３７は、下方フランジ部３に当接する部分において張り出し工程で形成される張出部７に対応する凹部３７ａを有する。
【００４９】
上記の曲げ工程の後、張り出し工程が行われる。張り出し工程は、下方フランジ部３のうち接合対象と接合される少なくとも１つの接合部分１０を含む領域が当該下方フランジ部３の面直交方向Ｗに張り出すように下方フランジ部３に塑性加工を施す工程である。具体的には、図１３に示されるように、一対の金型、すなわち、上記の曲げ型３７と押し型３９とが用いられる。
【００５０】
張り出し工程では、図１３に示されるように、曲げ型３７の凹部３７ａを下方フランジ部３の一方の面に押し当てた状態で、凹部３７ａに対応する凸部３９ａを有する押し型３９を下方フランジ部３の他方の面に押し当てる。このとき、凹部３７ａと凸部３９ａとの嵌合によって下方フランジ部３が塑性変形することにより、下方フランジ部３において面直交方向Ｗに張り出す張出部７を形成する。
【００５１】
この張り出し工程では、平坦部分７ａが複数の接合部分１０を含むように本体部２の長手方向に連続して延びるように、当該平坦部分７ａを形成する。それとともに、形状変化部７ｂが平坦部分７ａにおける長手方向の端部に連続する位置に当該形状変化部７ｂを形成することが可能である。
【００５２】
上記のルーフサイドレール１の製法では、曲げ工程において、アルミニウム製形材１２の長尺の本体部２の長手方向に沿ってフランジ部３が形成されたアルミニウム製形材１２に対して、フランジ部３が本体部２よりも曲げ方向の内側になるように曲げ加工する場合、フランジ部３には圧縮応力が加わることにより、フランジ部３に肉余りが生じ、その結果、フランジ部３にしわや凹みが生じる。そこで上記の製法では、張り出し工程においてフランジ部３の面に対して直交する方向、すなわち面直交方向Ｗにフランジ部３のうち接合対象と接合される少なくとも１つの接合部分１０を含む領域を部分的に張り出すことにより平坦部分７ａを有する張出部７を形成する。これにより、曲げ工程のときに生じるフランジ部３の肉余りを張出部７（具体的には、平坦部分７ａの周辺において面直交方向Ｗに延びる形状変化部７ｂ）によって吸収することが可能になり、接合部分１０を含む領域におけるしわが確実に抑制される。その結果、当該領域の平坦度が得られることで、十分な接合部分１０の品質を確保することが可能である。
【００５３】
この張り出し工程では、曲げ加工されたフランジ部３の両面を金型で拘束するなどによって張出部７を形成することにより、リストライク（再押出し）の効果もあり、通常の曲げ加工に比べてフランジ部３の面の形状精度も向上する。
【００５４】
また、上記の製法では、ルーフサイドレール１の下方フランジ部３のしわ抑制のために当該ルーフサイドレール１の曲率半径を拡大する必要がないので、車体デザイン性の悪化や運転時の視界の悪化のおそれを低減することが可能である。
【００５５】
しかも、上記の製法では、曲げ工程においてアルミニウム製形材１２を引張曲げ加工によって曲げる場合でも、下方フランジ部３のしわ抑制のためにアルミニウム製形材１２に過大な引張力を加える必要がなくなるので、製造後のルーフサイドレール１の残存伸びの減少を抑制することが可能である。そのため、自動車の衝突時におけるルーフサイドレール１の破断のおそれを低減することが可能である。また、引張曲げ加工時にアルミニウム製形材１２に過大な引張力を加える必要がないので、ルーフサイドレール１の断面の変形や肉厚減少も抑制することが可能になる。その結果、ルーフサイドレール１の曲げ強度および引張強度の低下を抑制することが可能である。
【００５６】
また、上記の製法では、下方フランジ部３のしわ抑制のために当該下方フランジ部３を長手方向に分割する必要が無いので、当該分割によるルーフサイドレール１の曲げ強度および引張強度の低下を抑制することが可能である。
【００５７】
また、上記の製法では、下方フランジ部３のしわ抑制のために曲げ工程において曲げ型を加熱して温間成形をする必要がないので、アルミニウム製形材１２の材料となるアルミニウムまたはアルミニウム合金の材質の選定が制限されるおそれが低減する。
【００５８】
上記の製造方法で製造されるルーフサイドレール１は、自動車のフレーム１００を構成する部品であり、接合対象は、自動車の外面を構成し、下方フランジ部３のうち当該自動車の外側を向く面に接合されるアウタパネルとしてアウタサイドパネル２１を有する。自動車のフレーム１００を構成するルーフサイドレール１などの部品では、接合部分１０の品質確保や、部品によっては、閉断面構造のフレーム内部への車内への水の浸入を防ぐために、自動車の外面を構成するアウタサイドパネル２１やインナサイドパネル２２あるいは補強材等の板材部品とフレーム１００を構成する部品の下方フランジ部３とが互いに密着した状態で両者を接合することが重要である。上記の製法では、張り出し工程において下方フランジ部３における接合部分１０を含む領域に面直交方向Ｗに張り出した平坦部分７ａを有する張出部７が形成されることにより、当該接合部分１０におけるしわが確実に抑制される。そのため、アウタサイドパネル２１を下方フランジ部３の接合部分１０に密着して接合することが可能になり、当該接合部分１０における接合強度を確保することが可能である。また、接合部分１０が平坦化できるので、水密性が要求される部品についても十分なシール性を確保することが可能である。
【００５９】
なお、自動車のフレーム１００を構成する部品のうちルーフサイドレール１以外の部品であってアウタパネルが接合される部品、例えばフレーム１００の幅方向Ｘに延びるクロスメンバ１０２などの部品においても曲げ方向内側においてアウタパネルなどが接合されるフランジ部を有しているので、上記の作用効果を奏することが可能である。
【００６０】
自動車のフレーム１００を構成する部品のうちでも特に上記のようなルーフサイドレール１は、ルーフおよびフロントウインドウの側面に沿って配置可能な形状を確保するために、湾曲した本体部２および当該本体部２の曲げ方向の内側の下方フランジ部３が必要である。しかも、ルーフサイドレール１は、自動車の外側面を構成するアウタサイドパネル２１および内側面を構成するインナサイドパネル２２と結合される部品であり（図６〜７参照）、車両同士の前面衝突や横転時の衝突荷重を受け持つ役割を有する。そのための強度を確保するために、ルーフサイドレール１とアウタおよびインナサイドパネル２１、２２との接合品質の確保が重要であり、ルーフサイドレール１におけるフランジ部３のしわを抑制することは大きな課題となっている。そこで、本発明のアルミニウム製成形品を上記のルーフサイドレール１に適用することにより、十分な接合品質の確保が可能になる。
【００６１】
上記の製法では、張り出し工程において、下方フランジ部３における長手方向に延びる先端３ｄ（図２参照）の長さが曲げ工程の前におけるアルミニウム製形材１２（図８参照）の長手方向の長さ以上になるように、下方フランジ部３を面直交方向Ｗに張り出すように当該下方フランジ部３に塑性加工を施す。このように張り出し工程における下方フランジ部３の張出量を設定することにより、曲げ工程時に生じる下方フランジ部３のしわによる肉余りを張出部７（具体的には、平坦部分７ａの周辺において面直交方向Ｗに延びる形状変化部７ｂ）で確実に吸収することが可能である。すなわち、曲げ工程時には、曲げ方向の内側に位置する下方フランジ部３の先端３ｄには肉余りが生じるが、下方フランジ部３の先端３ｄの長さが曲げ工程前のアルミニウム製形材１２の長さ以上になるように張り出し工程を行うことにより、下方フランジ部３の肉余りを張出部７（具体的には形状変化部７ｂ）で吸収することが可能になり、下方フランジ部３におけるしわを抑制し、接合部分１０の平坦度を確保することが可能である。
【００６２】
上記の製法では、張り出し工程において、下方フランジ部３の平坦部分７ａを複数の接合部分１０を含む領域に本体部２の長手方向に連続して延びるように形成する。これにより、複数の接合部分１０を含む広い範囲の平坦な領域を得ることが可能であり、接合部分１０に接合対象を接合する作業が容易になる。しかも、下方フランジ部３の平坦部分７ａとアウタサイドパネル２１（およびインナサイドパネル２２）とを広い範囲で密着させて両者をシール性よく接合することが可能である。
【００６３】
上記の製法では、張り出し工程では、形状変化部７ｂが平坦部分７ａにおける長手方向の端部に連続する位置に当該形状変化部７ｂを形成する。そのため、張り出し工程において下方フランジ部３に複数の接合部分１０を含む広い領域の平坦部分７ａを形成しても、この広い範囲で発生するしわを該形状変化部７ｂで吸収することが可能である。これにより、形状変化部７ｂの増加を抑えながら接合部分１０を増加することが可能になる。
【００６４】
張り出し工程では、図１２に示されるように、下方フランジ部３が面直交方向Ｗと平行な一方の方向に張り出すように当該下方フランジ部３に塑性加工を施すのが好ましい。これにより、片側からのプレス加工で容易に下方フランジ部３が張り出すように当該下方フランジ部３に塑性加工を施すことが可能である。
【００６５】
なお、図１４に示されるように、下方フランジ部３において面直交方向Ｗにおいて互いに反対向きに突出する複数の平坦部分７ａ、７ｃが交互に形成されていても良い。この場合、張り出し工程において、一方の金型には平坦部分７ａに対応する突起を設けておき、他方の金型には平坦部分７ｃに対応する突起を設けておき、これらの金型を用いて下方フランジ部３にプレス成形を施す。これにより、面直交方向Ｗの車内側に突出する複数の平坦部分７ａと、面直交方向Ｗの車外側に突出する複数の平坦部分７ｃとが形成される。この場合、複数の平坦部分７ａ、７ｃの間に延びる形状変化部７ｂが増えるので、より容易に形状変化部７ｂによるしわの吸収が可能である。
【００６６】
車内側に突出する複数の平坦部分７ａは、接合部分１０ｂにおいてインナサイドパネル２２とスポット接合などによって接合される。車外側に突出する複数の平坦部分７ｃは、接合部分１０ａにおいてアウタサイドパネル２１とスポット接合などによって接合される。
【００６７】
図１４に示されるルーフサイドレール１の場合、インナサイドパネル２２の下部２２ａを若干下方向および面直交方向Ｗの車外側へ延長する方向へ延びるようにして、当該下部２２ａをアウタサイドパネル２１と近接させるような構造を採用すれば複数の平坦部分７ａ、７ｃ周辺部のシール性が確保され、車内への水の浸入を防止することが可能である。なお、上記の図７に示される車体構造では、ルーフサイドレール１の長手方向に連続して延びる一連の平坦部分７ａがアウタサイドパネル２１およびインナサイドパネル２２に対してシール性良く接合されるため、上記図１４の車体構造のようにシール性確保のためインナサイドパネル２２の下部２２ａを延長する必要がなく、車体重量の増加を抑えることが可能である。
【００６８】
図１１〜１３に示されるように、上記実施形態の製法では、曲げ工程がアルミニウム製形材１２に曲げ型３７を押し当てて当該アルミニウム製形材１２を曲げ加工する工程である場合において、曲げ型３７は、下方フランジ部３に当接する部分に張出部７に対応する凹部３７ａを有する。上記の曲げ加工において、曲げ型３７における凹部３７ａを有する部分を下方フランジ部３の一方の面に押し当てた状態で当該アルミニウム製形材１２を曲げ加工する。そして、張り出し工程において、曲げ型３７における凹部３７ａを有する部分を下方フランジ部３の一方の面に押し当てた状態で、凹部３７ａに対応する凸部３９ａを有する押し型３９を下方フランジ部３の他方の面に押し当てることにより、張出部７を形成する。この場合、曲げ工程で用いられる曲げ型３７を用いて張り出し工程も行うことができるので、張り出し工程の作業時間の削減が可能であるとともに曲げ工程および張り出し工程のための型３７、３９の作成費用を低減することが可能である。さらに、曲げ工程から張り出し工程への移行するときのアルミニウム製形材１２をハンドリングする時間を短縮することが可能である。
【００６９】
なお、上記図１１〜１３に示される製法の代わりに、曲げ工程の後にアルミニウム製形材１２を曲げ型３７から取り外した後に、下方フランジ部３を張出し加工専用の一対の金型に挟みこんで張り出し加工を行ってもよい。この場合、張出し加工専用の一対の金型の長さを適宜設定することにより、張り出し工程において、下方フランジ部３の平坦部分７ａを複数の接合部分１０を含む領域に本体部２の長手方向に連続して延びるように形成することをより容易に達成することが可能になる。
【００７０】
上記の本実施形態の製法では、アルミニウム製成形品の製法の一例として、図１に示されるルーフサイドレール１やクロスメンバ１０２などの自動車のフレーム１００を構成する部品の製法を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の製法は、少なくとも一部が湾曲した長尺の本体部と、当該本体部の外面から当該本体部の曲げ方向の内側に突出するとともに当該本体部の長手方向に連続する湾曲したフランジ部とを有するアルミニウム製成形品を製造するために広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  ルーフサイドレール（アルミニウム製成形品）
２  本体部
３  下方フランジ部（フランジ部）
７  張出部
７ａ  平坦部分
７ｂ  形状変化部
１０  接合部分
２１  アウタサイドパネル
２２  インナサイドパネル
１００  自動車用フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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