JP4385728B2 - 車両用ドアフレームの製造方法及び車両用ドアフレーム - Google Patents

Description

本発明は車両用ドアフレームの製造方法及び車両用ドアフレームに関する。

従来の車両用ドアフレームの製造方法としては、特許文献１に記載したものが知られている。その製造方法は、長尺部材取得工程、ライナー挿入工程、第１次曲部成形工程、切欠部成形工程、第２次曲部成形工程及び車両用ドアフレーム取得工程を有している。長尺部材取得工程では、板材から中空本体部及びフランジ部を有する所定の断面形状の長尺部材が成形される。次に、ライナー挿入工程では、長尺部材における中空本体部の長手方向の所定部位にライナーが挿入される。次いで、第１次曲部成形工程では、ライナーが挿入された長尺部材の所定部位の曲げ加工が行なわれ、曲率半径の大きな曲部（例えば、曲率半径１１０ｍｍ以上）が成形される。次に、切欠部成形工程では、曲率半径の大きな曲部が位置する長尺部材のフランジ部のトリミングを行うことによって、切欠部が成形される。そして、第２次曲部成形工程では、曲率半径の大きな曲部が位置する長尺部材の曲げ加工が行なわれ、曲率半径の小さな曲部（例えば、曲率半径２０−５０ｍｍ程度）が成形される。こうして、車両用ドアフレーム取得工程では、長尺部材の切欠部を塞ぐようにブラケット部材が取り付けられることによって、車両用ドアフレームが取得される。

このような製造方法では、第１次曲部成形工程において、曲率半径の大きな形状を有するベンダーに長尺部材が引っ張られながら押し付けられることとなる。こうして曲げ加工を行った長尺部材では、中空本体部及びフランジ部の形状に悪影響を及ぼさない程度であって、曲率半径の大きな曲部が成形される。

また、切欠部成形工程では、曲率半径の大きな曲部が位置する長尺部材において、フランジ部のトリミングが行われることとなる。こうして、長尺部材に切欠部が成形される。切欠部によって、曲率半径の大きな曲部を曲率半径の小さな曲部にする際、フランジ部の破断を防止することができる。こうして、切欠部を有する長尺部材の曲率半径の大きな曲部は、中空本体部のみによって構成されることとなる。このため、切欠部において、長尺部材を曲げ易くすることができる。

さらに、第２次曲部成形工程では、長尺部材の形状を損なわないように、長尺部材の端部を強固かつ広範囲にクランプで固定する。そして、第１次曲部成形工程で成形された曲部以外の長尺部材の位置において、曲率半径の小さな曲部を成形するため、長尺部材が引っ張られながら曲げられることとなる。こうして曲げ加工を行った長尺部材では、曲率半径の小さな曲部が成形される。そして、車両用ドアフレーム取得工程では、曲率半径の小さな曲部を有する長尺部材の切欠部にフランジ部材を固着することによって、切欠部が塞がれることとなる。こうして、車両用ドアフレームを取得することができる。こうして取得された車両用ドアフレームでは、第１、２次曲部成形工程によって、段階的に曲げ加工が行われ、曲率半径の小さな曲部が成形される。このため、上記従来の製造方法では、車両用ドアフレームの形状の自由度をひろげることができる。
特開２００２−１２７７４９号公報

しかし、上記記載の車両用ドアフレームの製造方法では、第１、２次曲部成形工程によって、段階的に長尺部材を曲げなければならないため、車両用ドアフレームの製造コストを十分に低減することができない。

すなわち、押出成形又はロール成形で成形された長尺部材では、所定の曲部が成形される。つまり、車両用ドアフレームの曲部は中空本体部とフランジ部とを曲げることによって構成されている。

その際、その曲部では、中空本体部の曲げ強度に比してフランジ部の曲げ強度は小さいものとなっている。このため、その曲部において、中空本体部の曲げ強度に耐え得る程度に曲率半径を小さくした場合、フランジ部はその曲げ強度に絶えられず破断してしまう。

この点、上記従来の製造方法であれば、第１次曲部成形工程において、フランジ部が破断しない程度の引っ張り力によって、長尺部材が引っ張られながら曲率半径の大きな形状を有するベンダーに押し付けられることとなる。こうして、曲率半径の大きな曲部（例えば、曲率半径１１０ｍｍ以上）が長尺部材に成形される。そして、第２次曲部成形工程において、切欠部を有し、長尺部材の曲率半径の大きな曲部が曲げられることとなる。つまり、曲率半径の大きな曲部において、長尺部材の中空本体部だけが曲げられることとなる。このため、第１次曲部成形工程の引っ張り力に比して小さな引っ張り力によって、長尺部材が引っ張られながら曲げられることとなる。こうして、曲率半径の小さな曲部（例えば、曲率半径２０−５０ｍｍ程度）が長尺部材に成形される。

こうして、第１、２次曲部成形工程において、段階的に長尺部材の曲げ加工を行っているため、曲率半径の小さな曲部を有する車両用ドアフレームを製造することができる。

しかしながら、第１、２次曲部成形工程において、段階的に長尺部材の曲げ加工を行わなければ、上述した車両用ドアフレームを製造することができない。また、このような各第１、２次曲部成形工程では、長尺部材を曲げるために必要な引っ張り力を変えなければならない。このような複雑な各第１、２次曲部成形工程では、製造コストが高騰してしまうこととなる。

また、上述した従来の製造方法で製造された車両用ドアフレームでは、第２次曲部成形工程において、長尺部材の端部を強固かつ広範囲に挟持しなければ曲げ加工を行うことができない。こうであれば、長尺部材の中央付近にだけ曲率半径の小さな曲部が成形されることとなる。このため、形状の自由度が十分にひろがっているとはいい難く、優れた意匠性を発揮することができるとはいい難い。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、曲率変形の小さな曲部を成形しながら、製造コストを低減することが可能な車両用ドアフレームの製造方法を提供することを解決すべき課題としている。また、形状の自由度を十分にひろげることができ、優れた意匠性を発揮することが可能な車両用ドアフレームを提供することを解決すべき課題としている。

上記課題を解決するために本発明において講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、中空本体部と、該中空本体部から一体に延在するフランジ部とをもつ長尺部材であって、該長尺部材の長手方向に複数の曲部を有している車両用ドアフレームの製造方法において、押出成形又はロール成形によって前記中空本体部及び前記フランジ部を一体に成形した前記長尺部材を取得する長尺部材取得工程と、該長尺部材取得工程工程後の前記長尺部材における前記中空本体部内の所定位置にライナーを挿入するライナー挿入工程と、該ライナー挿入工程後の前記長尺部材における前記中空本体部内にライナーを挿入した前記所定位置であって、前記中空本体部と前記フランジ部との間にスリットを加工するスリット加工工程と、該スリット加工工程後の前記長尺部材の曲げ加工を行って、前記中空本体部に曲率半径の小さな曲部を成形する曲部成形工程と、該曲部成形工程後の前記長尺部材であって、前記曲率半径の小さな前記曲部に位置する前記フランジ部のトリミングを行って切欠部を成形する切欠部成形工程と、該切欠部成形工程後の前記長尺部材の前記切欠部にブラケット部材を固着することによって車両用ドアフレームを取得する車両用ドアフレーム取得工程とを有することを特徴としている。

また、本発明において講じた技術的手段は、請求項２に記載の様に、スリットは、長尺部材の曲率半径の小さな曲部であって、長尺部材の中空本体部のフランジ側と同じ長さを有していることを特徴としている。

この際、スリットは、中空本体部とそのフランジ部との間であって長尺部材を貫通するものであることが好ましい。

このような製造方法によって、以下に示す車両用ドアフレームを製造することができる。

すなわち、上記課題を解決するために本発明において講じた技術的手段は、請求項３に記載の様に、押出成形又はロール成形で成形され、中空本体部と、該中空本体部から一体に延在するフランジ部とをもつ長尺部材を備えた車両用ドアフレームであって、前記長尺部材は長手方向に複数の曲部を有し、前記曲部の少なくとも１つは、前記中空本体部と前記フランジ部との間にスリットが設けられ、前記長尺部材の長手方向の端部側に成形され、前記端部側の前記曲部の前記曲率半径が前記フランジ部の曲げ強度の限界値における前記曲率半径より小さくなるように成形されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、長尺部材取得工程では、押出成形又はロール成形によって、中空本体部及びフランジ部を一体に成形した長尺部材を取得することができる。次に、ライナー挿入工程では、長尺部材における中空本体部内の所定位置にライナーが挿入される。特に、スリット加工工程では、長尺部材における中空本体部内にライナーを挿入した所定位置であって、中空本体部とフランジ部との間にスリットが加工される。そして、曲部成形工程では、曲げ加工によって、長尺部材のスリットの位置が一気に曲げられることとなる。このため、曲率半径の小さな曲部（例えば、曲率半径２０−５０ｍｍ程度）が長尺部材に成形される。こうして、切欠部成形工程では、曲率半径の小さな曲部に位置するフランジ部のトリミングを行うことによって切欠部が成形される。そして、車両用ドアフレーム取得工程では、長尺部材の切欠部にブラケット部材が固着されることによって、車両用ドアフレームが取得される。

こうして、スリット加工工程でスリットを加工しておけば、曲部成形工程で長尺部材のスリットの位置が容易に曲げられることとなる。こうして、一気に曲率半径の小さな曲部が長尺部材に成形されることとなる。その際、従来の製造方法に比して、段階的に長尺部材を曲げる必要がない。また、長尺部材を曲げるために必要な引っ張り力を変える必要がない。さらに、単一のベンダーで曲部成形工程を行うことができる。このため、複雑な曲部成形工程を行う必要がなく、製造コストを低廉することができる。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、曲率変形の小さな曲部を成形しながら、製造コストを低減することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、スリットは、長尺部材の曲率半径の小さな曲部であって、長尺部材の中空本体部のフランジ側と同じ長さを有している。このため、スリットが位置する長尺部材のフランジ部は、中空本体部から隔設され、スリットが位置しない長尺部材のフランジ部にだけ繋がっている。このため、切欠部成形工程では、スリットが位置する長尺部材のフランジ部において、その両端を切断するだけで、曲率半径の小さな曲部に位置するフランジ部のトリミングを行うことができる。このため、切欠部を容易に成形することができる。

以上のような製造方法によって製造された車両用ドアフレームにおいて、請求項３に記載の発明によれば、押出成形又はロール成形で成形された長尺部材の長手方向の端部側に曲率半径の小さな曲部の少なくとも１つをもつことができる。そして、端部側の曲部の曲率半径はフランジ部の曲げ強度の限界値における曲率半径より小さくなっている。このような、車両用ドアフレームでは、曲率半径の小さな曲部が端部に成形されているため、複雑な形状を備えることができる。このため、本発明の車両用ドアフレームでは、形状の自由度を十分にひろげることができ、優れた意匠性を発揮することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施形態を参照しつつ図面を基に説明する。

（実施形態）
実施形態の車両用ドアフレームの製造方法では、図１に示すように、先ず、長尺部材取得工程Ｓ１０が行われる。長尺部材取得工程Ｓ１０では、原材料としてのアルミ材等の軽合金材を図示しない押出成形機で押出成形することによって、図２に示す所定の断面形状を有する長尺部材１０が成形される。長尺部材１０には、内部を中空とする筒状の中空本体部１２が備えられており、中空本体部１２の側面には、上方に延在するフランジ部１４が備えられている。こうして、中空本体部１２とフランジ部１４とが一体となった長尺部材１０を取得することができる。

なお、原材料を鉄材等とする場合は、ロール成形機でロール成形することによって、上述した所定の断面形状を有する長尺部材１０が成形される。

次に、図１に示すライナー挿入工程Ｓ２０が行われる。ライナー挿入工程Ｓ２０では、樹脂製のライナー２０を用意する。そして、図３に示すように、長尺部材１０の中空本体部１２の内部において、所定の位置にライナー２０を挿入する。ここで、所定の位置とは、長尺部材１０の中央付近やその端部等であり、曲げ加工を行いたい位置である。このため、長尺部材１０の曲げ加工を行う際に、ライナー２０が中空本体部２０の形状を維持する補強部材としての役割を果たすこととなる。

なお、曲率半径の大きな曲部を成形するための曲げ加工を長尺部材１０に行う場合は、ライナー挿入工程Ｓ２０は省略することができる。

次いで、図１に示すスリット加工工程Ｓ３０が行われる。スリット加工工程Ｓ３０では、図示しないロール成形機にスリットを成形可能なロールを取り付ける。そして、そのロール成形機に長尺部材１０を挿入し、ライナーを挿入した位置の長尺部材１０について、ロール成形が行われる。その際、図４に示すように、ロール成形機のロールによって、長尺部材１０の中空本体部１２とそのフランジ部１４との間にスリット１６が加工されることとなる。スリット１６は、その間において、長尺部材１０を貫通しており、曲げ加工を行いたい位置の全体に成形されている。

なお、スリット１６の加工は、ロール成形機を用いて行われているが、レーザーやプレス機等を用いて行うことも可能である。

次に、図１に示す曲部成形工程Ｓ４０が行われる。曲部成形工程Ｓ４０では、図５に示すように、曲率半径の小さな形状を有するベンダー（図示しない）を用意する。そして、長尺部材１０の両端を引っ張りながら、長尺部材１０をベンダーに押し付ける。こうして、ベンダーの形状に合わせて、ライナーを挿入した位置の長尺部材１０が曲げられることとなる。このため、長尺部材１０の曲げ加工を行うことができる。その際、長尺部材１０の中空本体部１２とそのフランジ部１４との間にスリット１６が加工されているため、スリット１６を設けた位置の中空本体部１２だけがベンダーの形状に合わせて容易に曲げられることとなる。こうして、長尺部材１０のスリット１６の位置が一気に曲げられることとなる。このため、曲率半径の小さな曲部１０ａ（例えば、曲率半径２０−５０ｍｍ程度）が長尺部材１０に成形される。ここでは、具体的に曲率半径４０ｍｍの曲部１０ａが成形されている。

ここで、スリット１６は、長尺部材１０の曲率半径の小さな曲部１０ａにおける中空本体部１２のフランジ１４側と同じ長さを有している。このため、スリット１２が位置する長尺部材１０のフランジ部１４は、中空本体部１２から隔設されることとなり、スリット１２が位置しない長尺部材１０のフランジ部１４にだけ繋がっている。このため、曲部１０ａに位置するフランジ部１４は、フランジ部１４の曲げ強度の限界値に到らない程度に曲げられることとなる。つまり、曲部１０ａの曲率半径はフランジ部１４の曲げ強度の限界値における曲率半径より小さくなっている。

そして、図１に示す切欠部成形工程Ｓ５０が行われる。切欠部成形工程Ｓ５０では、図６に示すように、長尺部材１０において、曲部１０ａのフランジ部１４のトリミングを行うことによって、切欠部１０ｂが成形される。その際、スリット１６が位置する長尺部材１０のフランジ部１４において、その両端を切断するだけで、曲率半径の小さな曲部１０ａに位置するフランジ部１４のトリミングを行うことができる。このため、切欠部１０ｂを容易に成形することができる。

こうして、図１に示す車両用ドアフレーム取得工程Ｓ６０が行われる。車両用ドアフレーム取得工程Ｓ６０では、長尺部材１０の切欠部１０ｂを埋めるための切欠部１０ｂと同一断面形状のブラケット部材６０を用意する。そして、図７に示すように、そのブラケット部材をその切欠部１０ｂに固着（例えば、溶接等）している。こうして、車両用ドアフレームが取得される。

このような製造方法では、従来の製造方法に比して、段階的に長尺部材１０を曲げる必要がない。また、長尺部材１０を曲げるために必要な引っ張り力を変える必要がない。さらに、単一のベンダーで曲部成形工程Ｓ４０を行うことができる。このため、複雑な曲部成形工程Ｓ４０を行う必要がなく、製造コストを低廉することができる。

したがって、実施形態の製造方法では、曲率変形の小さな曲部１０ａを成形しながら、製造コストを低減することができる。

以上のような製造方法によって、図８に示す車両用ドアフレームを製造することができる。

すなわち、図８（ａ）に示す車両用ドアフレームでは、前部から後部にかけて緩やかな曲線を描き、長尺部材１０の中央付近で曲率半径の小さな曲部１０ａが成形されている。このような車両用ドアフレームは、車両用ボディー７０の上端に設けられることとなる。

特に、図８（ｂ）に示す車両用ドアフレームでは、押出成形で成形された長尺部材１０の長手方向の中央付近に曲率半径の小さな曲部１０ａが成形されており、その端部にもその曲部１０ａが成形されている。こうして、長尺部材１０の長手方向に複数の曲部１０ａが備えられている。

このような車両用ドアフレームは、上述したようにスリット１６を加工することによって、端部にも曲部１０ａをもち得る。つまり、上記従来の製造方法のように、端部を強固かつ広範囲に保持して曲げ加工を行う必要がないので、車両用ドアフレームの端部にも曲部１０ａを成形することが可能である。

こうして、上述した製造方法で製造された車両用ドアフレームでは、中央付近や端部における曲部１０ａの曲率半径は、フランジ部１４の曲げ強度の限界値における曲率半径より小さくなっている。

このような実施形態の車両用ドアフレームは、長尺部材１０の中央付近だけでなく、その端部にも曲率半径の小さな曲部１０ａが成形されているため、複雑な形状をもち得る。このため、実施形態の車両用ドアフレームでは、形状の自由度を十分にひろげることができ、優れた意匠性を発揮することができる。

実施形態に係り、車両用ドアフレームの製造方法を示す工程図である。 実施形態に係り、長尺部材の拡大斜視図である。 実施形態に係り、ライナー挿入工程における長尺部材の全体正面図である。 実施形態に係り、スリット加工工程における長尺部材の拡大斜視図である。 実施形態に係り、曲部成形工程における長尺部材の全体正面図である。 実施形態に係り、切欠部成形工程における長尺部材の全体正面図である。 実施形態に係り、車両用ドアフレーム取得工程における長尺部材の全体正面図である。 実施形態に係り、（ａ）は長尺部材の中央付近に曲部を有する車両用ドアフレームの全体正面図であり、（ｂ）は長尺部材の端部に曲部を有する車両用ドアフレームの全体正面図である。

符号の説明

１２…中空本体部
１４…フランジ部
１０…長尺部材
１０ａ…曲部
Ｓ１０…長尺部材取得工程
２０…ライナー
Ｓ２０…ライナー挿入工程
１６…スリット
Ｓ３０…スリット加工工程
Ｓ４０…曲部成形工程
１０ｂ…切欠部
Ｓ５０…切欠部成形工程
６０…ブラケット部材
Ｓ６０…車両用ドアフレーム取得工程

Claims (3)

1. 中空本体部と、該中空本体部から一体に延在するフランジ部とをもつ長尺部材であって、該長尺部材の長手方向に複数の曲部を有している車両用ドアフレームの製造方法において、
   押出成形又はロール成形によって前記中空本体部及び前記フランジ部を一体に成形した前記長尺部材を取得する長尺部材取得工程と、
   該長尺部材取得工程工程後の前記長尺部材における前記中空本体部内の所定位置にライナーを挿入するライナー挿入工程と、
   該ライナー挿入工程後の前記長尺部材における前記中空本体部内にライナーを挿入した前記所定位置であって、前記中空本体部と前記フランジ部との間にスリットを加工するスリット加工工程と、
   該スリット加工工程後の前記長尺部材の曲げ加工を行って、前記中空本体部に曲率半径の小さな曲部を成形する曲部成形工程と、
   該曲部成形工程後の前記長尺部材であって、前記曲率半径の小さな前記曲部に位置する前記フランジ部のトリミングを行って切欠部を成形する切欠部成形工程と、
   該切欠部成形工程後の前記長尺部材の前記切欠部にブラケット部材を固着することによって車両用ドアフレームを取得する車両用ドアフレーム取得工程とを有することを特徴とする車両用ドアフレームの製造方法。
2. 前記スリットは、前記長尺部材の前記曲率半径の小さな前記曲部であって、前記長尺部材の前記中空本体部の前記フランジ側と同じ長さを有していることを特徴とする請求項１記載の車両用ドアフレームの製造方法。
3. 押出成形又はロール成形で成形され、中空本体部と、該中空本体部から一体に延在するフランジ部とをもつ長尺部材を備えた車両用ドアフレームであって、
   前記長尺部材は長手方向に複数の曲部を有し、
   前記曲部の少なくとも１つは、前記中空本体部と前記フランジ部との間にスリットが設けられ、前記長尺部材の長手方向の端部側に成形され、前記端部側の前記曲部の前記曲率半径が前記フランジ部の曲げ強度の限界値における前記曲率半径より小さくなるように成形されていることを特徴とする車両用ドアフレーム。

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