(57)【要約】【課題】凹溝を挟んで平行に延びる２つの閉断面部を有する閉断面金属部材を矩形平板状ワークから製造する場合に、ワーク中央部の重合部を良好にスポット溶接する。【解決手段】矩形平板状ワークＷ０の対向縁部Ｓ０，Ｓ０を切り欠き、一方の縁部の切欠き部ｍと他方の縁部の非切欠き部ｎとが対応して並ぶ中間部材Ｗ１を形成し、該部材Ｗ１の非切欠き部ｎを折り返し、両縁部Ｓ１，Ｓ２にワークが２層の積層部Ａと１層の単層部Ｂとが交互に並設された中間部材Ｗ２を形成し、該部材Ｗ２の両縁部Ｓ１，Ｓ２を該部材Ｗ２の中央部に集めるように該部材Ｗ２を一方の面側に折り曲げると共に両縁部Ｓ１，Ｓ２を他方の面側に折り曲げ、該部材Ｗ２の中央部と一方の縁部の積層部Ａ端部と他方の縁部の単層部Ｂ端部とが重合した中間部材Ｗ３を形成し、該部材Ｗ３の重合部Ｌを接合する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹溝を挟んで平行に延びる２つの閉断面部を有する閉断面金属部材を矩形平板状ワークから製造する方法であって、
前記ワークの１対の対向縁部をそれぞれ切り欠いて、一方の縁部の切欠き部と他方の縁部の非切欠き部とが対応して並ぶ第１中間加工部材を形成する第１工程、
前記第１中間加工部材の前記非切欠き部を折り返して、両縁部にワークが２層の積層部と１層の単層部とが交互に並設された第２中間加工部材を形成する第２工程、
前記第２中間加工部材の前記両縁部を該第２中間加工部材の中央部に集めるように該第２中間加工部材を一方の面側に曲げると共に前記両縁部を他方の面側に曲げて、第２中間加工部材の中央部と一方の縁部の積層部端部と他方の縁部の単層部端部とが重合した第３中間加工部材を形成する第３工程、及び、
前記第３中間加工部材の前記重合部を接合して最終加工部材を形成する第４工程を含むことを特徴とする閉断面金属部材の製造方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載の閉断面金属部材の製造方法であって、
前記第２工程では、一方の縁部の非切欠き部と他方の縁部の非切欠き部とを相互に反対側に折り返し、
前記第３工程では、前記非切欠き部の折り返しが第２中間加工部材の中央部と向き合わないほうの縁部の積層部端部を先に重合し、向き合うほうの縁部の積層部端部を後に重合することを特徴とする閉断面金属部材の製造方法。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の閉断面金属部材の製造方法であって、
前記第４工程の後、最終加工部材を長さ方向に曲げ加工する第５工程をさらに含むことを特徴とする閉断面金属部材の製造方法。
【請求項４】
前記請求項３に記載の閉断面金属部材の製造方法であって、
前記第５工程では、最終加工部材を塑性変形可能かつ焼入れ可能温度に加熱して熱間曲げ加工しかつ焼入れすることを特徴とする閉断面金属部材の製造方法。
【請求項５】
前記請求項４に記載の閉断面金属部材の製造方法であって、
前記第５工程では、最終加工部材を固定治具及び可動治具に通して送給しながら、両治具間で前記最終加工部材を局部的に塑性変形可能かつ焼入れ可能温度に加熱すると共に可動治具を固定治具の送給方向に対して傾動させることにより熱間曲げ加工し、かつ前記加熱直後に加熱部位を急冷することにより焼入れすることを特徴とする閉断面金属部材の製造方法。
【請求項６】
前記請求項１から５のいずれか１項に記載の閉断面金属部材の製造方法であって、
前記最終加工部材は、車両のフレーム部材又は骨格部材であることを特徴とする閉断面金属部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉断面金属部材の製造方法、より詳しくは、凹溝を挟んで平行に延びる２つの閉断面部を有する構造の閉断面金属部材を矩形平板状ワークから製造する方法に関し、金属加工の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バンパーレインフォースメントやドアインパクトビーム等の車両のフレーム部材あるいは骨格部材として、図１３に示すように、断面形状がハット状にホットスタンピングされた金属部材に平板状の金属部材をスポット溶接することにより閉断面部を形成し、高い強度要求に応え得るようにした金属製管状部材が知られている。
【０００３】
また、例えば特許文献１に開示されるように、強度補強のためのリブが管の内部に形成され、このリブによって管内部が２つの閉断面部に仕切られた構造の金属製管状部材も周知である。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３９１７７（図１、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記特許文献では、前記閉断面金属部材は押し出し成形で製造されると記載されているが、一般に、矩形平板状ワークを曲げ成形することによって、２つの閉断面部がリブでなく凹溝で仕切られた構造の閉断面金属部材、換言すれば、凹溝を挟んで平行に延びる２つの閉断面部を有する構造の閉断面金属部材を製造することが可能である。
【０００６】
すなわち、図１４に例示するように、金属製の矩形平板状ワークを用い、該ワークの１対の対向縁部がワークの中央部の上に順に重合するようにワークを曲げ（図例では谷折り又は山折りし）、前記重合部（３枚重ね）をスポット溶接することにより、一方の縁部の曲げ成形で形成された閉断面部と、他方の縁部の曲げ成形で形成された閉断面部とが、両閉断面部の対向面部と前記重合部とで構成される凹溝によって仕切られた構造の閉断面金属部材を製造することが可能である。
【０００７】
しかし、この場合、凹溝を構成する両閉断面部の対向面部がそれぞれワークの１層構造なので、凹溝の強度が不足するという問題がある。
【０００８】
この問題に対しては、図１５に例示するように、ワークの１対の対向縁部をワーク中央部の重合部で終わらせず、もう一度折り曲げて、相手側閉断面部の対向面部に重ね合わせることにより、凹溝を構成する両閉断面部の対向面部をそれぞれワークの２層構造とすることが考えられる。
【０００９】
しかし、この場合、両閉断面部の対向面部がそれぞれ相手側対向縁部で良好に２層構造となるようにワークを曲げ成形することが難しいばかりでなく、この２層構造とされた両閉断面部の対向面部をスポット溶接する場合、該スポット溶接部が閉断面部に位置しているから、スポット溶接することが難しいという問題がある。
【００１０】
そこで、図１６に示すように、予めワークの１対の対向縁部をそれぞれ折り返してワークが２層の積層部としておき、かつ予めスポット溶接しておいて、この状態で図１４と同じ要領でワークを曲げ成形することが考えられる。これによれば、両閉断面部の対向面部が予めワークの２層構造とされかつスポット溶接されているから、１対の対向縁部を相手側閉断面部の対向面部に重ね合わさずに済み、曲げ成形及び閉断面部のスポット溶接が困難になるという前記問題が解消される。
【００１１】
なお、図１６において、（先）は、ワーク中央部に先に重合するほう、つまり下になるほうの縁部を示し、（後）は、ワーク中央部に後に重合するほう、つまり上になるほうの縁部を示し、実線のスポット溶接は、積層部の予めのスポット溶接を示し、鎖線のスポット溶接は、重合部の後でするスポット溶接を示し、複数の平行な破線は、折り曲げ部位を示す。
【００１２】
しかし、この場合、図１６に拡大図示したように、ワーク中央部の重合部が５枚重ねとなるため、この部分を良好にスポット溶接することが困難になるという新たな問題が生じる。
【００１３】
本発明は、凹溝を挟んで平行に延びる２つの閉断面部を有する構造の閉断面金属部材を矩形平板状ワークから製造する場合における前記のような不具合に対処するもので、凹溝の強度を確保しながら、曲げ成形及び閉断面部のスポット溶接を容易とし、かつ、ワーク中央部の重合部を良好にスポット溶接できる閉断面金属部材の製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するため、本発明では次のような手段を用いる。なお、以下の手段の開示において、後述する発明の実施形態で相当する符号を参考までに付記した。
【００１５】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、凹溝Ｇを挟んで平行に延びる２つの閉断面部Ｃ１，Ｃ２を有する閉断面金属部材Ｔを矩形平板状ワークＷ０から製造する方法であって、前記ワークＷ０の１対の対向縁部Ｓ０，Ｓ０をそれぞれ切り欠いて、一方の縁部Ｓ０の切欠き部ｍ…ｍと他方の縁部Ｓ０の非切欠き部ｎ…ｎとが対応して並ぶ第１中間加工部材Ｗ１を形成する第１工程、前記第１中間加工部材Ｗ１の前記非切欠き部ｎ…ｎを折り返して（Ｆ０）、両縁部Ｓ１，Ｓ２にワークが２層の積層部Ａ…Ａと１層の単層部Ｂ…Ｂとが交互に並設された第２中間加工部材Ｗ２を形成する第２工程、前記第２中間加工部材Ｗ２の前記両縁部Ｓ１，Ｓ２を該第２中間加工部材Ｗ２の中央部に集めるように該第２中間加工部材Ｗ２を一方の面側に曲げる（Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４）と共に前記両縁部Ｓ１，Ｓ２を他方の面側に曲げて（Ｆ１）、第２中間加工部材Ｗ２の中央部と一方の縁部の積層部Ａ…Ａ端部と他方の縁部の単層部Ｂ…Ｂ端部とが重合した第３中間加工部材Ｗ３を形成する第３工程、及び、前記第３中間加工部材Ｗ３の前記重合部Ｌを接合して（Ｐ３）最終加工部材Ｔを形成する第４工程を含むことを特徴とする。
【００１６】
次に、本願の請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の閉断面金属部材の製造方法であって、前記第２工程では、一方の縁部の非切欠き部ｎ…ｎと他方の縁部の非切欠き部ｎ…ｎとを相互に反対側に折り返し、前記第３工程では、前記非切欠き部ｎ…ｎの折り返しが第２中間加工部材Ｗ２の中央部と向き合わないほうの縁部Ｓ１の積層部Ａ…Ａ端部を先に重合し、向き合うほうの縁部Ｓ２の積層部Ａ…Ａ端部を後に重合することを特徴とする。
【００１７】
次に、本願の請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は２に記載の閉断面金属部材の製造方法であって、前記第４工程の後、最終加工部材Ｔを長さ方向に曲げ加工する第５工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
次に、本願の請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の閉断面金属部材の製造方法であって、前記第５工程では、最終加工部材Ｔを塑性変形可能かつ焼入れ可能温度に加熱して熱間曲げ加工しかつ焼入れすることを特徴とする。
【００１９】
次に、本願の請求項５に記載の発明は、前記請求項４に記載の閉断面金属部材の製造方法であって、前記第５工程では、最終加工部材Ｔを固定治具１２及び可動治具１５に通して送給しながら、両治具１２，１５間で前記最終加工部材Ｔを局部的に塑性変形可能かつ焼入れ可能温度に加熱する（１３）と共に可動治具１５を固定治具１２の送給方向に対して傾動させることにより熱間曲げ加工し、かつ前記加熱直後に加熱部位を急冷する（１４）ことにより焼入れすることを特徴とする。
【００２０】
次に、本願の請求項６に記載の発明は、前記請求項１から５のいずれか１項に記載の閉断面金属部材の製造方法であって、前記最終加工部材Ｔは、車両のフレーム部材又は骨格部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
まず、請求項１に記載の発明によれば、凹溝Ｇを挟んで平行に延びる２つの閉断面部Ｃ１，Ｃ２を有する閉断面金属部材Ｔを矩形平板状ワークＷ０から製造する方法において、まず、前記ワークＷ０の１対の対向縁部Ｓ０，Ｓ０をそれぞれ切り欠いて、一方の縁部の切欠き部ｍ…ｍと他方の縁部の非切欠き部ｎ…ｎとが対応して並ぶ第１中間加工部材Ｗ１を形成し、次いで、この第１中間加工部材Ｗ１の前記非切欠き部ｎ…ｎを折り返して、両縁部Ｓ１，Ｓ２にワークが２層の積層部Ａ…Ａと１層の単層部Ｂ…Ｂとが交互に並設された第２中間加工部材Ｗ２を形成し、そして、この第２中間加工部材Ｗ２を図１４や図１６と同じ要領で曲げ成形するようにしたから、凹溝Ｇを構成する両閉断面部Ｃ１，Ｃ２の対向面部Ｈ１，Ｈ２がそれぞれワークの１層構造Ｂ…Ｂと２層構造Ａ…Ａとの混在構造となって１層構造のみより枚数が多いので凹溝Ｇの強度が確保され、第２中間加工部材Ｗ２の縁部Ｓ１，Ｓ２が予め部分的に２層の積層部Ａ…Ａとされて曲げ成形及び閉断面部Ｃ１，Ｃ２のスポット溶接Ｐ１，Ｐ２を容易とし、かつ、第２中間加工部材Ｗ２の中央部の重合部Ｌが該第２中間加工部材Ｗ２の中央部の１枚と一方の縁部の積層部Ａ…Ａの２枚と他方の縁部の単層部Ｂ…Ｂの１枚との４枚重ねとなって５枚重ねより枚数が少ないので良好にスポット溶接Ｐ３できることになる。
【００２２】
次に、請求項２に記載の発明によれば、非切欠き部ｎ…ｎの折り返しの板厚を考慮して、第２中間加工部材Ｗ２の中央部の重合部Ｌにおいて、先に重合される縁部Ｓ１の積層部Ａ…Ａと後に重合される縁部Ｓ２の単層部Ｂ…Ｂが向き合い、かつ先に重合される縁部Ｓ１の単層部Ｂ…Ｂと後に重合される縁部Ｓ２の積層部Ａ…Ａが向き合いうこととなり、積層部Ａ…Ａの凸部と単層部Ｂ…Ｂの凹部とが嵌り合い、その結果、力をかけなくても縁部Ｓ１，Ｓ２同士あるいは層Ａ，Ｂ同士が容易に密着して、重合部Ｌのスポット溶接Ｐ３がさらに良好に行われることとなる。
【００２３】
次に、請求項３に記載の発明によれば、最終加工部材Ｔが長さ方向に曲げ加工された製品が製造されることとなる。この場合、長さ方向に延びる凹溝Ｇを構成する両閉断面部Ｃ１，Ｃ２の対向面部Ｈ１，Ｈ２がそれぞれワークの１層構造Ｂ…Ｂと２層構造Ａ…Ａとの混在構造となっているから、全面的に２層構造となっている場合に比べて、曲げ加工時の曲げ抵抗が小さくなり、曲げ加工精度が向上するという利点が得られる。
【００２４】
次に、請求項４に記載の発明によれば、最終加工部材Ｔの熱間曲げ加工と焼入れとが同時に行われることとなる。この場合、長さ方向に延びる凹溝Ｇを構成する両閉断面部Ｃ１，Ｃ２の対向面部Ｈ１，Ｈ２及び重合部Ｌは、その他の部分よりも形状的に窪んだ部位にあって加熱され難く冷却され難いから、焼入れによる強度向上の効果がその他の部分に比べて小さいものとなるが、凹溝Ｇを構成する両閉断面部Ｃ１，Ｃ２の対向面部Ｈ１，Ｈ２がそれぞれワークの１層構造Ｂ…Ｂと２層構造Ａ…Ａとの混在構造となって１層構造のみより枚数が多いので凹溝Ｇの強度が確保されており、かつ、重合部Ｌが４枚重ねとなって同じく凹溝Ｇの強度が確保されているから、前記焼入れ不足に起因する強度不足の問題が解消されることとなる。
【００２５】
次に、請求項５に記載の発明によれば、曲げ加工の手法として押し通し曲げを適用して、最終加工部材Ｔを局部的に加熱、曲げ、冷却するようにしたから、最終加工部材を効率よく、確実、容易に熱間曲げ加工しかつ焼入れすることが可能となる。
【００２６】
次に、請求項６に記載の発明によれば、前記請求項１から５のいずれか１項に記載の発明の特徴を具備した車両のフレーム部材又は骨格部材が製造されることとなる。以下、発明の最良の実施の形態を通して本発明をさらに詳しく説述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本実施形態に係る閉断面金属部材Ｔの構造を示す断面図である。この閉断面金属部材Ｔは、凹溝Ｇを挟んで平行に延びる２つの閉断面部Ｃ１，Ｃ２を有する長尺な管状部材である。なお、図中、符号Ｈ１，Ｈ２は、両閉断面部Ｃ１，Ｃ２の対向面部（あるいは凹溝Ｇの対向面部）、符号Ｌは重合部、符号Ｐ１〜Ｐ３はスポット溶接部である。
【００２８】
前記閉断面金属部材Ｔは、図２に示す矩形平板状ワークＷ０を用いて製造される。まず、第１工程では、前記矩形平板状ワークＷ０の１対の対向縁部Ｓ０，Ｓ０をそれぞれ切り欠いて、図３に示すように、一方の縁部Ｓ０の切欠き部ｍ…ｍと、他方の縁部Ｓ０の非切欠き部（突片部）ｎ…ｎとが対応して並ぶ第１中間加工部材Ｗ１を形成する。なお、図中、符号Ｆ０は、前記突片部ｎ…ｎの折り返し部位である。
【００２９】
次いで、第２工程では、前記第１中間加工部材Ｗ１の前記突片部ｎ…ｎを折り返し部位Ｆ０で折り返して、図４に示すように、両縁部Ｓ１，Ｓ２にワークが２層の積層部Ａ…Ａと１層の単層部Ｂ…Ｂとが交互に並設された第２中間加工部材Ｗ２を形成する。その場合、一方の縁部Ｓ１の突片部ｎ…ｎと他方の縁部Ｓ２の突片部ｎ…ｎとを相互に反対側に折り返す。また、２層の積層部Ａ…Ａを予めスポット溶接Ｐ１…Ｐ１，Ｐ２…Ｐ２しておく。なお、図中、符号Ｆ１〜Ｆ４は、折り曲げ部位、（先）は、第２中間加工部材Ｗ２の中央部に先に重合するほう、つまり下になるほうの縁部、（後）は、第２中間加工部材Ｗ２の中央部に後に重合するほう、つまり上になるほうの縁部、実線のスポット溶接部Ｐ１…Ｐ１，Ｐ２…Ｐ２は、積層部Ａ…Ａの予めのスポット溶接部、鎖線のスポット溶接部Ｐ３…Ｐ３は、重合部Ｌの後でするスポット溶接部である。
【００３０】
次いで、第３工程では、前記第２中間加工部材Ｗ２の前記両縁部Ｓ１，Ｓ２を該第２中間加工部材Ｗ２の中央部に集めるように該第２中間加工部材Ｗ２を折り曲げ部位Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４で一方の面側（図４において上面側）に折り曲げる（図１において山折りする）と共に前記両縁部Ｓ１，Ｓ２を折り曲げ部位Ｆ１で他方の面側（図４において下面側）に折り曲げて（図１において谷折りする）、第２中間加工部材Ｗ２の中央部と一方の縁部Ｓ１の積層部Ａ…Ａ端部と他方の縁部Ｓ２の単層部Ｂ…Ｂ端部とが重合した（同時に第２中間加工部材Ｗ２の中央部と一方の縁部Ｓ１の単層部Ｂ…Ｂ端部と他方の縁部Ｓ２の積層部Ａ…Ａ端部とが重合した）第３中間加工部材Ｗ３を形成する。その場合、図５及び図６に示すように、前記突片部ｎ…ｎの折り返しが第２中間加工部材Ｗ２の中央部と向き合わないほうの縁部Ｓ１の積層部Ａ…Ａ端部を先に重合し、向き合うほうの縁部Ｓ２の積層部Ａ…Ａ端部を後に重合する。なお、図６において、便宜上、積層部Ａ…Ａの２層構造を示す上下層間の境界線は省略してある（図９も同様）。
【００３１】
そして、第４工程では、前記第３中間加工部材Ｗ３の前記重合部Ｌをスポット溶接Ｐ３…Ｐ３で接合して最終加工部材Ｔを形成する。
【００３２】
図７は、図４に対応して、第２実施形態における第２中間加工部材Ｗ２の斜視図、図８は、図５に対応して、図７の矢印ｉｖ，ｖにおける重合部の拡大断面図、図９は、図６に対応して、図８の矢印ｖｉにおける重合部の拡大断面図である。
【００３３】
この第２実施形態では、前記第２工程において、両縁部Ｓ１，Ｓ２の突片部ｎ…ｎを相互に同じ側に折り返している点が異なる他は、第１実施形態と同様であるので、これ以上の重複説明は省略する。その結果、図９から明らかなように、第２中間加工部材Ｗ２の中央部の重合部Ｌにおいて、両縁部Ｓ１，Ｓ２の積層部Ａ…Ａと単層部Ｂ…Ｂとが向き合うことがなく、積層部Ａ…Ａの凸部と単層部Ｂ…Ｂの凹部とが嵌り合うことがないから、重合部Ｌのスポット溶接Ｐ３は、力をかけて縁部Ｓ１，Ｓ２同士あるいは層Ａ，Ｂ同士を密着させて行う。
【００３４】
図１０は、本発明の最良の実施の形態に係る閉断面金属部材Ｔの熱間曲げ加工装置１の全体構成を示す斜視図である。
【００３５】
この熱間曲げ加工装置１は、曲げ加工の手法として押し通し曲げを適用するもので、水平方向に延びる閉断面金属部材Ｔの終端部を保持する閉断面金属部材保持装置１０を有する。保持装置１０は軌道１１の上を移動自在に構成されている。保持装置１０の前方には、上流側から、固定ローラ１２…１２、誘導加熱コイル１３、冷却水噴射装置１４、及び可動ローラ１５，１５がこの順に配設されている。
【００３６】
固定治具としての固定ローラ１２…１２は、前後２段階に閉断面金属部材Ｔを両側から挟み付けて閉断面金属部材Ｔの送給方向を決定する。
【００３７】
加熱装置としての誘導加熱コイル１３は、閉断面金属部材Ｔを取り囲む形状で、取り囲んだ範囲及びその周辺において閉断面金属部材Ｔを局部的に所定温度（閉断面金属部材Ｔの塑性変形可能かつ焼入れ可能温度）に加熱する。
【００３８】
急冷装置としての冷却水噴射装置１４は、閉断面金属部材Ｔを取り囲む形状で、取り囲んだ範囲及びその周辺においてノズルから閉断面金属部材Ｔに冷却水を局部的に噴射して閉断面金属部材Ｔを急冷する。
【００３９】
可動治具としての可動ローラ１５，１５は、ハウジング１６に収容されて閉断面金属部材Ｔを両側から挟み付ける。そして、前記固定ローラ１２…１２の閉断面金属部材送給方向と同じ方向（ｘ軸方向）に移動自在、前記固定ローラ１２…１２の閉断面金属部材送給方向と水平方向に直行する方向（ｙ軸方向）に移動自在、前記固定ローラ１２…１２の閉断面金属部材送給方向と垂直方向に直行する方向（ｚ軸方向）に移動自在、ｙ軸周りに回動自在、及びｚ軸周りに回動自在に構成されている。そして、これらの動きが組み合わされて、可動ローラ１５，１５は、固定ローラ１２…１２の閉断面金属部材送給方向に対して傾動し、これにより閉断面金属部材Ｔに曲げ応力を与えて、該閉断面金属部材Ｔを誘導加熱コイル１３で加熱された部位（後述するように曲げ加工部位Ｒ）において長さ方向に曲げ加工する。
【００４０】
この熱間曲げ加工装置１で曲げ加工した後の又は曲げ加工する前の閉断面金属部材Ｔは、車両のフロントサイドフレーム、リヤサイドフレーム、バンパーレインフォースメント、ダッシュクロスメンバ、ショットガン、ルーフサイドレインフォースメント等、車両のフレーム部材や骨格部材に使用され得る。
【００４１】
図１１は、この熱間曲げ加工装置１の制御システム図である。この曲げ加工装置１は、前記保持装置１０を軌道１１上で移動させるための（換言すれば閉断面金属部材Ｔを送給するための）閉断面金属部材送給アクチュエータ２１、前記誘導加熱コイル１３、前記冷却水噴射装置１４、前記可動ローラ１５，１５をｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向に移動させるためのアクチュエータ２２，２３，２４、及びｙ軸周り、ｚ軸周りに回動させるためのアクチュエータ２５，２６に制御信号を出力して、この曲げ加工装置１が行う閉断面金属部材Ｔの熱間曲げ加工動作を統括制御するコントロールユニット２０を備えている。
【００４２】
図１２は、この熱間曲げ加工装置１が行う閉断面金属部材Ｔの熱間曲げ加工動作（第５工程）の具体的１例を（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の順に示す工程図である。
【００４３】
まず、図１２（ａ）に示すように、閉断面金属部材Ｔは、固定ローラ１２…１２及び可動ローラ１５，１５を通過して送給される。そして、その送給に伴い、予め決定された閉断面金属部材Ｔの曲げ加工部位（Ｒとする）が誘導加熱コイル１３に近づいて来る。
【００４４】
そして、図１２（ｂ）に示すように、曲げ加工部位Ｒの前端部が誘導加熱コイル１３に入ると、誘導加熱コイル１３が作動して、該曲げ加工部位Ｒだけが、局部的に、閉断面金属部材Ｔの塑性変形可能かつ焼入れ可能温度に加熱される（図中ドットを施した部分）。
【００４５】
なお、曲げ加工部位Ｒの前端部が誘導加熱コイル１３に入ったことの判定は、コントロールユニット２０のメモリ（図示せず）に予め登録された曲げ加工部位Ｒの閉断面金属部材Ｔにおける位置、誘導加熱コイル１３の位置、及び閉断面金属部材Ｔの送給速さ等に基き判定される。あるいは、曲げ加工部位Ｒの前端部を閉断面金属部材Ｔの表面にマーキングしておき、該マーキングを適宜センサで直接検出するようにしてもよい。
【００４６】
そして、誘導加熱コイル１３による曲げ加工部位Ｒの加熱が開始すると、図１２（ｃ）に示すように、可動ローラ１５が固定ローラ１２の閉断面金属部材送給方向に対して傾動する。これにより、閉断面金属部材Ｔに曲げ応力が加えられて、誘導加熱コイル１３で加熱された部位、すなわち曲げ加工部位Ｒにおいて閉断面金属部材Ｔが曲げ加工される。
【００４７】
しかも、同じく図１２（ｃ）に示すように、誘導加熱コイル１３による曲げ加工部位Ｒの加熱が開始し、可動ローラ１５による曲げ加工が開始すると、冷却水噴射装置１４が作動して、加熱され曲げ加工された曲げ加工部位Ｒが、局部的に、冷却される。これにより、曲げ加工部位Ｒが焼入れされて、曲げ加工と同時に閉断面金属部材Ｔの強度が高められることになる。
【００４８】
そして、図１２（ｄ）に示すように、曲げ加工部位Ｒの後端部が誘導加熱コイル１３から出た後は、誘導加熱コイル１３の作動、可動ローラ１５の傾動、及び冷却水噴射装置１４の作動が停止して、閉断面金属部材Ｔの曲げ加工及び焼入れが終了することとなる。
【００４９】
なお、曲げ加工部位Ｒの後端部が誘導加熱コイル１３から出たことの判定も、コントロールユニット２０のメモリ（図示せず）に予め登録された曲げ加工部位Ｒの閉断面金属部材Ｔにおける位置、誘導加熱コイル１３の位置、及び閉断面金属部材Ｔの送給速さ等に基き判定される。あるいは、曲げ加工部位Ｒの後端部を閉断面金属部材Ｔの表面にマーキングしておき、該マーキングを適宜センサで直接検出するようにしてもよい。
【００５０】
以上のように、第１、第２実施形態によれば、凹溝Ｇを挟んで平行に延びる２つの閉断面部Ｃ１，Ｃ２を有する閉断面金属部材Ｔ（図１参照）を矩形平板状ワークＷ０（図２参照）から製造する方法において、まず、前記ワークＷ０の１対の対向縁部Ｓ０，Ｓ０をそれぞれ切り欠いて、一方の縁部の切欠き部ｍ…ｍと他方の縁部の非切欠き部ｎ…ｎとが対応して並ぶ第１中間加工部材Ｗ１を形成し（図３参照）、次いで、この第１中間加工部材Ｗ１の前記非切欠き部ｎ…ｎを折り返して（折り返し部位Ｆ０）、両縁部Ｓ１，Ｓ２にワークが２層の積層部Ａ…Ａと１層の単層部Ｂ…Ｂとが交互に並設された第２中間加工部材Ｗ２を形成し（図４、図７参照）、そして、この第２中間加工部材Ｗ２の前記両縁部Ｓ１，Ｓ２を該第２中間加工部材Ｗ２の中央部に集めるように該第２中間加工部材Ｗ２を一方の面側に曲げる（折り曲げ部位Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４）と共に前記両縁部Ｓ１，Ｓ２を他方の面側に曲げて（折り曲げ部位Ｆ１）、第２中間加工部材Ｗ２の中央部と一方の縁部の積層部Ａ…Ａ端部と他方の縁部の単層部Ｂ…Ｂ端部とが重合した第３中間加工部材Ｗ３を形成する（図５及び図６、図８及び図９参照）ようにしたから、凹溝Ｇを構成する両閉断面部Ｃ１，Ｃ２の対向面部Ｈ１，Ｈ２がそれぞれワークの１層構造Ｂ…Ｂと２層構造Ａ…Ａとの混在構造となって１層構造のみより枚数が多いので凹溝Ｇの強度が確保され、第２中間加工部材Ｗ２の縁部Ｓ１，Ｓ２が予め部分的に２層の積層部Ａ…Ａとされて曲げ成形及び閉断面部Ｃ１，Ｃ２のスポット溶接Ｐ１，Ｐ２を容易とし、かつ、第２中間加工部材Ｗ２の中央部の重合部Ｌが該第２中間加工部材Ｗ２の中央部の１枚と一方の縁部の積層部Ａ…Ａの２枚と他方の縁部の単層部Ｂ…Ｂの１枚との４枚重ねとなって５枚重ねより枚数が少ないので良好にスポット溶接Ｐ３できることになる。
【００５１】
その場合に、第１実施形態によれば、非切欠き部ｎ…ｎの折り返しの板厚を考慮して、第２中間加工部材Ｗ２の中央部の重合部Ｌにおいて、先に重合される縁部Ｓ１の積層部Ａ…Ａと後に重合される縁部Ｓ２の単層部Ｂ…Ｂが向き合い、かつ先に重合される縁部Ｓ１の単層部Ｂ…Ｂと後に重合される縁部Ｓ２の積層部Ａ…Ａが向き合いうこととなり（図６参照）、積層部Ａ…Ａの凸部と単層部Ｂ…Ｂの凹部とが嵌り合い、その結果、力をかけなくても縁部Ｓ１，Ｓ２同士あるいは層Ａ，Ｂ同士が容易に密着して、重合部Ｌのスポット溶接Ｐ３がさらに良好に行われることとなる。
【００５２】
また、第１、第２実施形態によれば、最終加工部材Ｔが長さ方向に曲げ加工された製品が製造されることとなる（図１０参照）。この場合、長さ方向に延びる凹溝Ｇを構成する両閉断面部Ｃ１，Ｃ２の対向面部Ｈ１，Ｈ２がそれぞれワークの１層構造Ｂ…Ｂと２層構造Ａ…Ａとの混在構造となっているから、全面的に２層構造となっている場合に比べて、曲げ加工時の曲げ抵抗が小さくなり、曲げ加工精度が向上するという利点が得られる。
【００５３】
また、第１、第２実施形態によれば、最終加工部材Ｔの熱間曲げ加工と焼入れとが同時に行われることとなる（図１０参照）。この場合、長さ方向に延びる凹溝Ｇを構成する両閉断面部Ｃ１，Ｃ２の対向面部Ｈ１，Ｈ２及び重合部Ｌは、その他の部分よりも形状的に窪んだ部位にあって加熱され難く冷却され難いから（図１参照）、焼入れによる強度向上の効果がその他の部分に比べて小さいものとなるが、凹溝Ｇを構成する両閉断面部Ｃ１，Ｃ２の対向面部Ｈ１，Ｈ２がそれぞれワークの１層構造Ｂ…Ｂと２層構造Ａ…Ａとの混在構造となって１層構造のみより枚数が多いので凹溝Ｇの強度が確保されており、かつ、重合部Ｌが４枚重ねとなって同じく凹溝Ｇの強度が確保されているから、前記焼入れ不足に起因する強度不足の問題が解消されることとなる。
【００５４】
また、第１、第２実施形態によれば、曲げ加工の手法として押し通し曲げを適用して、最終加工部材Ｔを局部的に加熱、曲げ、冷却するようにしたから（図１２参照）、最終加工部材を効率よく、確実、容易に熱間曲げ加工しかつ焼入れすることが可能となる。
【００５５】
また、第１、第２実施形態によれば、前記請求項１から５のいずれか１項に記載の発明の特徴を具備した車両のフレーム部材又は骨格部材が製造されることとなる。
【００５６】
なお、閉断面金属部材Ｔとしては、曲げ成形を部位Ｆ１〜Ｆ４での折り曲げ成形とした角柱状に限らず、折り目（角）を付けない円柱状やその他の形状でもよい。また、強度や板厚等の特性が相異なる複数の異種の金属材同士をつなぎ合わせたテーラードチューブでもよい。また、閉断面金属部材Ｔの製品としての用途は、車両部品に限らず、建築資材やその他の用途でもよい。
【００５７】
また、曲げ加工の手法としては、押し通し曲げに限らず、回転引曲げ、圧縮曲げ、ロール曲げ、プレス曲げ、引張り曲げやその他の手法でもよい。
【００５８】
また、切欠き部ｍ…ｍあるいは非切欠き部ｎ…ｎの幅や間隔は一定でなくてもよい。さらに、重合部Ｌのスポット溶接部Ｐ３において５枚重ねにならない限り、積層部Ａ…Ａの凸部と単層部Ｂ…Ｂの凹部とは必ずしも隙間なく嵌り合わなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明は、凹溝を挟んで平行に延びる２つの閉断面部を有する構造の閉断面金属部材を矩形平板状ワークから製造する場合において、凹溝の強度を確保しながら、曲げ成形及び閉断面部のスポット溶接を容易とし、かつ、ワーク中央部の重合部を良好にスポット溶接できる閉断面金属部材の製造方法を提供する技術であるから、金属加工の技術分野において広範な産業上の利用可能性が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の最良の実施の形態に係る閉断面金属部材の構造を示す断面図である。
【図２】前記閉断面金属部材の製造に用いる矩形平板状ワークの平面図である。
【図３】前記閉断面金属部材の製造途中の第１中間加工部材の平面図である。
【図４】第１実施形態における前記閉断面金属部材の製造途中の第２中間加工部材の斜視図である。
【図５】図４の矢印ｉ，ｉｉにおける重合部の拡大断面図である。
【図６】図５の矢印ｉｉｉにおける重合部の拡大断面図である。
【図７】第２実施形態における前記閉断面金属部材の製造途中の第２中間加工部材の斜視図である。
【図８】図７の矢印ｉｖ，ｖにおける重合部の拡大断面図である。
【図９】図８の矢印ｖｉにおける重合部の拡大断面図である。
【図１０】本発明の最良の実施の形態に係る閉断面金属部材の熱間曲げ加工装置の全体構成を示す斜視図である。
【図１１】前記熱間曲げ加工装置の制御システム図である。
【図１２】前記熱間曲げ加工装置が行う熱間曲げ加工動作の具体的１例を（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の順に示す工程図である。
【図１３】従来技術の説明図である。
【図１４】別の従来技術の説明図である。
【図１５】さらに別の従来技術の説明図である。
【図１６】さらに別の従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１          閉断面金属部材の熱間曲げ加工装置
Ａ          積層部
Ｂ          単層部
Ｃ１，Ｃ２  閉断面部
Ｆ０        折り返し部位
Ｆ１〜Ｆ４  折り曲げ部位
Ｇ          凹溝
Ｌ          重合部
ｍ          切欠き部
ｎ          非切欠き部（突片部）
Ｐ１〜Ｐ３  スポット溶接部
Ｓ０        矩形平板状ワークの対向縁部
Ｓ１，Ｓ２  第２中間加工部材の両縁部
Ｔ          閉断面金属部材、最終加工部材
Ｗ０        矩形平板状ワーク
Ｗ１        第１中間加工部材
Ｗ２        第２中間加工部材
Ｗ３        第３中間加工部材
【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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【図１５】
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【図１６】
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