专利名称：具有角部的压力成形构件及其制造设备和制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具有角部的压力成形构件、一种构造和布置成制造具有角部的压力成形构件的压力成形构件制造设备、以及用于制造具有角部的压力成形构件的压力成形构件制造方法。
背景技术：
日本实开昭No.63-117606A公开了一种包括弯曲部(角部)的传统压力成形构件，例如在车辆中使用的悬架件。该文献中所公开的传统压力成形构件通过对毛坯件(金属薄板毛坯)进行压力成形或者压力加工来制造。
日本特开No.2003-12260公报公开了一种框架结构，在该框架结构中，为了提高框架构件的刚度，在框架构件的角部上形成焊接熔敷部(deposit-welded bead portion)。
考虑到上述，对于本领域技术人员从该公开内容中明显的是存在一种需求，需要一种改进的具有角部的压力成形构件、一种改进的压力成形构件的制造设备、以及一种改进的压力成形构件的制造方法。本发明致力于技术上的该需要和其它需要，本领域技术人员从该公开内容中将会清楚地了解到这些。
发明内容
虽然压力成形方法提供了优良的生产率，但是在压力成形过程中，传统压力成形构件的弯曲部(角部)的厚度将会减小。因此，考虑到在压力成形过程中角部厚度减小，为了确保压力成形构件的刚度，必需采用厚板毛坯件作为压力成形构件的材料。所以，在传统的压力成形构件制造方法中，压力成形构件的重量增大，材料成本(制造成本)增加。
另一方面，当采用焊接(例如熔敷焊接)来提高压力成形构件的刚度时，构件重量的增加将会相对小。但是，焊接过程是耗时的，因此生产率下降并且制造成本增加。
本发明设法解决上述传统技术所带来的问题，本发明的一个目的是提供一种能够降低具有角部的压力成形构件的制造成本和重量的压力成形构件制造方法和一种能够降低包括弯曲角部的压力成形构件的制造成本和重量的压力成形构件制造设备。
为了达到上述目的，压力成形构件制造方法包括提供将被变形的预成形体和通过对所述预成形体施加压力来增大所述预成形体的角部的厚度。
根据本发明的另一方面，压力成形构件制造设备包括增厚装置，其被构造并设置成对预成形体施加压力，以增大所述预成形体的角部的厚度。
根据本发明的再一方面，压力成形构件包括具有第一厚度的第一壁、具有第二厚度的第二壁、和第一角部。所述第一角部布置在所述第一壁和所述第二壁之间，通过压力成形形成具有增大过的厚度的所述第一角部，使得所述第一角部的所述增大过的厚度大于与所述第一角部相邻的所述第一壁和所述第二壁的所述第一厚度和所述第二厚度。
从以下参照附图、本发明优选实施例的公开内容所做的详细说明中，本领域技术人员将会清楚地了解到本发明的这些及其它的目的、特点、方面和优点。
现在参照附图，这些附图构成了该原始公开的一部分图1是包括多个根据本发明第一实施例的压力成形构件的车辆结构件的俯视图；图2是沿图1中的截面线2-2截取的根据本发明第一实施例的车辆结构件的压力成形构件的截面图；图3是根据本发明第一实施例的图2所示的一个压力成形构件的角部的局部放大截面图；图4是根据本发明第一实施例的压力成形构件制造设备的预成形装置的截面图；图5是根据本发明第一实施例的具有成形模的压力成形构件制造设备的增厚装置的截面图；图6是根据本发明第一实施例的压力成形构件制造设备的预成形装置的局部截面图，示出在预成形过程中毛坯件布置在上模和下模之间的工件设置(work setting)；图7是根据本发明第一实施例的压力成形构件制造设备的预成形装置的局部截面图，示出在如图6所示设置工件设置之后进行的压力成形过程；图8是根据本发明第一实施例的压力成形构件制造设备的增厚装置的局部截面图，示出增厚过程的工件设置的开始阶段；图9是根据本发明第一实施例的压力成形构件制造设备的增厚装置的局部截面图，示出增厚过程的工件设置的结束阶段；图10是根据本发明第一实施例的压力成形构件制造设备的增厚装置的局部截面图，示出在如图9所示设置工件设置之后进行的增加角部厚度的压力成形过程；图11是根据本发明第一实施例的增厚装置的局部放大截面图，示出压力成形构件的角部；图12是可应用根据本发明第一实施例的压力形成构件的车辆结构件的另一例子的立体图；图13是可应用根据本发明第一实施例的压力形成构件的车辆结构件的再一例子的立体图；图14是可应用根据本发明第一实施例的压力形成构件的车辆结构件的再一例子的立体图；图15是根据本发明第一实施例的变形例的增厚装置的局部截面图；图16是根据本发明第二实施例的压力成形构件制造设备的增厚装置的局部截面图；图17是根据本发明第二实施例的压力成形构件制造设备的增厚装置的局部截面图，示出增加压力成形构件的角部厚度的压力成形过程；图18是根据本发明第二实施例的增厚装置的局部放大截面图，示出压力成形构件的角部中的材料流动；图19是根据本发明第二实施例的增厚装置的局部放大截面图，示出完成压力成形过程时的状态；图20是根据本发明第三实施例的压力成形构件制造设备的增厚装置的局部截面图；图21是根据本发明第三实施例的增厚装置的局部放大截面图，示出压力成形构件的角部中的材料流动；图22是根据本发明第四实施例的压力成形构件制造设备的增厚装置的局部截面图；图23是根据本发明第四实施例的增厚装置的局部放大截面图，示出压力成形构件的角部中的材料流动。
具体实施例方式
现在将参照附图对本发明的所选实施例进行说明。本领域技术人员从本公开内容中将会清楚地了解到，本发明实施例的以下描述仅仅是为了示例性而提出的，并不是要限制由所附权利要求及它们的等价内容所限定的本发明。
首先参照图1至15来说明根据本发明第一实施例的压力成形构件、压力成形构件制造设备和压力成形构件制造方法。
图1是车辆结构件(悬架件90)的俯视图，该车辆结构件包括一对根据本发明第一实施例的压力成形构件80和85。图2是沿图1中的截面线2-2截取的悬架件90的压力成形构件80和85的截面图。图3是图2所示的压力成形构件80的角部82的局部放大截面图。
悬架件90用于将轴件和车身连接在一起。悬架件90包括截面形状为基本上封闭矩形的中空横向构件90a。通过如图2所示接合压力成形构件80和85的边部形成中空横向构件90a。更具体地，每个压力成形构件80和85具有基本上帽状的截面形状。如图2所见，压力成形构件80包括连接壁81、弯曲角部82(第一和第二角部)和一对被连接壁81分开的侧壁83。连接壁81与侧壁83的端部接合，使得角部82布置在连接壁81与侧壁83之间。同样地，压力成形构件85包括连接壁86、弯曲角部87(第一和第二角部)和一对被连接壁86分开的侧壁88。连接壁86与侧壁88的端部接合，使得角部87布置在连接壁86和侧壁88之间。
通过压力成形板状毛坯件(如金属薄板)形成每个压力成形构件80和85。当采用传统的压力成形构件制造方法形成压力成形构件时，压力成形构件的角部厚度减小，因此角部的刚度可能不足。然而，根据本发明的压力成形构件制造方法，在制造过程中分别增大压力成形构件80和85的角部82和87的厚度，由此压力成形构件80和85的刚度提高而无需显著改变压力成形构件80和85的截面形状。因此，可以控制压力成形构件80和85的重量增加和材料成本(制造成本)增加，该重量增加和材料成本增加是由于考虑到角部的厚度减小而采用厚板毛坯件作为压力成形构件的材料所引起的。此外，由于与在传统技术中为提高角部的刚度有时采用的焊接方法相比，压力成形方法具有优良的生产率，因此利用本发明可控制制造成本的增加。
本发明中所执行的压力成形加工优选是压力成形或者压力加工。此外，本发明中所使用的毛坯件优选是为压力成形制备的金属板等半成品。
优选利用本发明第一实施例的压力成形构件制造设备形成压力成形构件80和85。现在参照图4和5，说明根据第一实施例的压力成形构件制造设备的预成形装置100和增厚装置150。图4是预成形装置100的截面图，图5是增厚装置150的截面图。预成形装置100被构造并设置成压力成形板状毛坯件10，以形成包括弯曲角部22的预成形体20(如图5所示)。增厚装置150被构造并设置成增加预成形体20的角部22的厚度，以形成压力成形件80(或85)。
将对预成形装置100和增厚装置150进行更为详细的说明。
图4所示的预成形装置100用于弯曲薄板状毛坯件10，以形成如图5所详细示出的具有大体帽状截面的预成形体20。预成形体20包括连接连接壁21和一对侧壁23的角部22。预成形装置100包括上模部和下模部，其中下模部相对于毛坯件10布置在上模部的相对侧。
如图4所示，预成形装置100的上模部包括保持架(holder)110、驱动装置112、上模130和一个上辅助模(upper assist die)140。
保持架110保持或支撑上模130和上辅助模140，其中还设置有弹簧142。更具体地，弹簧142布置在保持架110与上辅助模140之间，以弹性支撑上辅助模140。可选择地，预成形装置100可以包括采用缓冲销(cushion pin)或压力销(pressure pin)的结构来替代弹簧142。
例如，驱动装置112是液压驱动装置，该液压驱动装置被构造并设置成有选择地使保持架110朝下模部移动或远离下模部移动。
上模130包括外周部133和腔表面134。腔表面134设置成与压力成形构件的外轮廓(更具体地，压力成形构件侧面的外轮廓)基本上一致。
上辅助模140设置成可在腔表面134内部自由滑动并包括基本平坦的施压面143，该施压面143被构造并设置成与毛坯件10的第一部分11接触。毛坯件10的第一部分11是形成预成形体20的连接壁21的部分。
如图4所示，预成形装置100的下模部包括保持架115、销117、支撑装置118、下模135和下凸模145。保持架115支撑下凸模145。
销117穿过保持架115并与下模135接触。例如，支撑装置118是弹性地支撑销117的液压驱动装置。因此，销117起到缓冲销或压力销的作用。
下模135包括外周部137和开口138。
下凸模145布置成可选择地从开口138中突出。下凸模145还包括形成在其末端(图4中的顶部)的施压面147(预成形施压面)。施压面147被构造并设置成与毛坯件10的第一部分11接触。施压面147被形成为与预成形体20的内表面形状基本一致。更具体地，在第一实施例中，施压面147具有如图4所示的凸(向外)弯曲形状。
毛坯件10的第一部分11布置成面对上模130的腔表面134和下模135的开口138。毛坯件10还包括一对第二部分13，该对第二部分13布置在第一部分11的相反侧。如图4所示，毛坯件10的第二部分13分别布置成面对上模130的外周部133和下模135的外周部137。毛坯件10的第二部分13是形成预成形体20的侧壁23的部分。
上模130的外周部133和下模135的外周部137分别被构造并设置成当毛坯件10的第一部分11被弯曲时，引导毛坯件10的第二部分13的移动，从而例如防止起皱现象的发生。在外周部133与137之间优选布置间隔件(spacer)139。
预成形装置100的上模部和下模部被设置成使得当下凸模145向上模130的腔表面134突出时，下凸模145与腔表面134之间的间隙基本与毛坯件10的厚度一致。
下凸模145沿朝向上模130的腔表面134的方向(弯曲方向)突出，从而下凸模145挤压毛坯件10的第一部分11并使其弯曲。而且，随着下凸模145的突出移动，上辅助模140同时移动，并沿弯曲方向后退。上辅助模140和下凸模145的移动量基本上与毛坯件10的第二部分13的尺寸(长度)一致。
如上所述，预成形装置100被构造并设置成将毛坯件10压力成形为包括弯曲角部22的预成形体20。如图5所示，预成形体20具有大体帽状的截面形状，其包括侧壁23和连接侧壁23的端部的连接壁21。角部22布置在连接壁21与侧壁23之间。由于下凸模145的施压面147具有凸状弯曲形状，所以如图5所示，预成形体20的连接壁21具有凸状弯曲形状。取决于例如压力成形构件的最终形状(如压力成形构件80或85的形状)，可省略预成形装置100的上辅助模140。
接着，将说明根据第一实施例的压力成形构件制造设备的增厚装置150。增厚装置150被构造并设置成增大通过预成形装置100制成的预成形体20的角部22的厚度。增厚装置150包括下模部(第一增厚模部)和上模部(第二增厚模部)，它们被构造并设置成压力成形预成形体20，使得预成形体20的连接壁21中的部分材料朝向角部22流动，以增大角部22的厚度。
如图5所示，增厚装置150的上模部包括保持架160、驱动装置162、上模170、上辅助模180和上凸模190。
保持架160保持或支撑上模170、上辅助模180和上凸模190，其中还布置有一对弹簧182。更具体地，弹簧182布置在保持架160和上辅助模180之间，以弹性保持上辅助模180。可选择地，增厚装置150可包括采用缓冲销或压力销的结构来代替弹簧182。例如，驱动装置162是液压驱动装置，其被构造并设置成可选择地使保持架160朝向下模部移动或远离下模部移动。
上模170形成包括开口的基部，在该开口中布置上辅助模180和上凸模190。上辅助模180包括外周部183和一对侧壁184。侧壁184被设置成与压力成形构件的侧壁的外轮廓基本一致。
上凸模190包括施压面192(增厚施压面)，该施压面192被设置成将预成形体20的连接壁21压向预成形体20的侧壁23。施压面192与压力成形构件的连接壁的外轮廓基本一致，并具有周缘略微凹入的凸状(向外)弯曲形状。因此，在本发明的第一实施例中，上辅助模180的侧壁184和上凸模190的施压面192一体形成与压力成形构件的外轮廓相对应的腔表面。
增厚装置150的下模部相对于预成形体20布置在上模部的相对侧。预成形体20布置在上模部和下模部之间。如图5所示，下模部包括保持架165、下模175、下辅助模185和支撑装置187。
保持架165支撑下模175。保持架165包括开口，下辅助模185通过该开口插入。
下模175包括心部(core portion)177、突缘部178和开口，下辅助模185通过该开口插入。心部177从突缘部178朝向上模部突出。心部177包括一对与压力成形构件的侧壁的内轮廓基本一致的侧壁。
下辅助模185被布置成在形成在保持架165和下模175中的开口中自由滑动。支撑装置187例如是液压支撑装置，其被构造并设置成弹性支撑下辅助模185。因此，下辅助模185起到缓冲销或压力销的作用。
下模175的端面(图5中的顶面)和下辅助模185的端面(图5中的顶面)一体地与压力成形构件的连接壁的内轮廓一致并一体形成支撑预成形体20的连接壁21的基本平坦的施压面。
因此，心部177的侧壁、下模175的端面和下辅助模185的端面一体形成了与压力成形构件的内轮廓对应的腔表面。另一方面，如上所述，上辅助模180的侧壁184和上凸模190的施压面192一体形成了与压力成形构件的外轮廓对应的腔表面。
因此，当保持架165下降且上辅助模180的外周部183与下模175的突缘部178相接触时，在增厚装置150的上模部和下模部之间形成与压力成形构件的截面形状相对应的腔。该腔的与压力成形构件的角部对应的部分的间隙或高度大于该腔的其它部分，并形成允许预成形体20的连接壁21的材料向角部22流动的空隙或开放空间。
预成形体20被布置成与下模175的心部177配合，并且预成形体20的连接壁21和侧壁23分别面对心部177的端面和外周面。换句话说，下模175布置在连接壁21的弯曲面的背面侧。
此外，如图5所示，心部177的端面的周缘优选具有弯曲形状，以便于材料移动。
此外，在压力成形过程中，当上辅助模180下降时，上辅助模180相对于预成形体20的侧壁23位于心部177的相对侧。换句话说，预成形体20的侧壁23被夹在上辅助模180的侧壁184与心部177的外周面之间。上辅助模180的侧壁184和心部177的外周面约束预成形体20的侧壁23的移动。另外，在压力成形过程中，侧壁23的布置在与角部22相反侧的一对自由端面24与下模175的突缘部178的抵接面(图5中的顶面)接触。这样，由于在压力成形过程中预成形体20被约束，因此上凸模190的施压面192可以可靠地将预成形体20的连接壁21压向侧壁23。上辅助模180的侧壁184、心部177的外周面和下模175的突缘部178一起构成本发明的侧壁约束部分。
现在参照图6至11，说明根据第一实施例的采用上述压力成形构件制造设备的压力成形构件制造方法。
第一实施例的压力成形构件制造方法被构造成通过压力成形板状毛坯件10来制造包含弯曲角部的压力成形构件，该方法包括增厚处理，该增厚处理利用增厚装置150通过压力成形来增大角部的厚度。此外，在由增厚装置150进行增厚处理之前，首先通过预成形装置100将毛坯件10压力成形为包括弯曲角部的预成形体20。
图6是压力成形构件制造设备的预成形装置100的局部截面图，示出预成形处理中毛坯件10被布置在预成形装置100的上模部与下模部之间的工件设置。图7是压力成形构件制造设备的预成形装置100的局部截面图，示出在如图6所示设置工件设置之后进行的压力成形处理。
首先，毛坯件10被布置在预成形装置100的下模135上。此时，毛坯件10的第一部分11和第二部分13分别位于下模135的开口138和外周部137上，使得下凸模145的施压面147与第一部分11接触。
上模130下降，使得上模130和下模135一起夹紧(参见图6)。此时，上模130的外周部133位于毛坯件10的第二部分13上，并且上辅助模140的施压面143与毛坯件10的第一部分11接触。
当如图6所示完成工件设置之后，上模130进一步下降以压靠下模135。由于下模135后退，下凸模145的施压面147从下模135的开口138突出并压靠毛坯件10的第一部分11。被弹性保持的上辅助模140随着下凸模145的移动同时移动并在靠着上模130的腔表面134滑动的同时后退(参见图7)。
上辅助模140和下凸模145的移动量基本与毛坯件10的第二部分13的尺寸(长度)一致。上模130的腔表面134被设置成通常与压力成形构件的外轮廓一致。下凸模145的末端部(顶面)被设置成通常与压力成形构件的内轮廓一致。
由此，如图7所示，在预成形步骤，通过预成形装置100形成的预成形体20具有大体帽状的截面，该预成形体20包括被分隔开的侧壁23和连接侧壁23的端部的连接壁21。如上所述，由于下凸模145的施压面147具有凸状弯曲形状，所以连接壁21具有凸状弯曲形状。
如上所述，在图6和7所示的预成形过程中，板状毛坯件10被压力成形使得形成包括角部22的预成形体20。例如，在预成形过程中，由于上模130的外周部133和下模135的外周部137引导毛坯件10的第二部分13的移动，因此，起皱现象得到控制。
接着，说明根据第一实施例的由增厚装置150进行的增厚处理。
图8是压力成形构件制造设备的增厚装置150的局部截面图，示出根据本发明第一实施例的增厚处理的工件设置的开始阶段。图9是压力成形构件制造设备的增厚装置150的局部截面图，示出增厚处理的工件设置的结束阶段。图10是压力成形构件制造设备的增厚装置150的局部截面图，示出在如图9所示设置工件设置之后进行的压力成形处理。图11是增厚装置150的局部放大截面图，示出根据本发明第一实施例的压力成形构件的角部22。
首先，预成形体20被布置成配合到下模175的心部177(参见图8)。此时，预成形体20的连接壁21面对下模175的心部177的端面和下辅助模185的端面，预成形体20的侧壁23面对下模175的心部177的外周面。由从心部177的开口突出的下辅助模185的端面弹性支撑预成形体20的连接壁21(参见图8)。
然后，保持架165下降，使得上凸模190与预成形体20的连接壁21接触并压靠该连接壁21。连接壁21与下辅助模185一起后退，并与心部177的端面接触(参见图8)。此时，下辅助模185的端面与心部177的端面对齐以一体形成内施压面。
保持架165进一步下降，使得上辅助模180和上凸模190分别进一步移近下模175和下辅助模185(参见图9)。
预成形体20的侧壁23被上辅助模180的侧壁184和下模175的心部177的外周面夹在中间。预成形体20的侧壁23的自由端面24与下模175的突缘部178的抵接面接触。
当如图9所示完成工件设置之后，保持架165进一步下降，开始进行压力成形。上凸模190的施压面192将预成形体20的连接壁21压向侧壁23，以引起连接壁21的材料流向角部22。结果，连接壁21的背面(图10中的顶面)沿相反方向(朝向下模部)变形，并与由下辅助模185的端面和心部177的端面一体形成的内施压面接触(参见图10)。
如上所述，心部177的侧壁、下模175的端面和下辅助模185的端面一体形成与压力成形构件的内轮廓相对应的腔表面，上辅助模180的侧壁184和上凸模190的施压面192一体形成与压力成形构件的外轮廓相对应的腔表面。因此，在增厚装置150的上模部和下模部之间形成与压力成形构件的截面形状相对应的腔表面。腔的与压力成形构件的角部相对应的部分的间隙或高度大于腔的其它部分的间隙并形成空隙或开放空间，使得预成形体20的连接壁21的材料流向侧壁23。
由此，流向角部22的材料增大了角部22的厚度(参见图11)。换句话说，弯曲角部22的厚度增大了，由此与弯曲角部的刚度可能不够的传统压力成形构件相比，提高了刚度。
如上所述，在增厚过程中，预成形体20的角部22的厚度被增大。由于上辅助模180的侧壁184和下模175约束预成形体20的侧壁23的移动，因此上凸模190的施压面192可以可靠地将预成形体20的连接壁21压向侧壁23。
此外，在本发明中，将预成形体20的连接壁21的宽度设定成大于在完成增厚过程之后的压力成形构件(即压力成形构件的最终形状)的连接壁的宽度。此外，将预成形体20的角部22的曲率设定成大于压力成形构件最终形状的角部的曲率。换句话说，预先设置预成形装置100的预成形模和增厚装置150的增厚模的尺寸和形状、以及预成形体20和最终压力成形构件的尺寸和形状，使之具有上述关系。这样，在增厚过程中，将预成形体20的连接壁21和角部22处的多余材料有效地用作用于增加角部的板厚的材料。
因此，可在不显著改变压力成形构件的截面形状的情况下，通过加厚角部提高压力成形构件的刚度。此外，可以防止由于考虑到角部厚度的减小而采用厚板毛坯件作为压力成形构件的材料所引起的压力成形构件的重量增加和材料成本(制造成本)增加。此外，由于与焊接方法相比，压力成形方法具有优良的生产率，因此可以避免制造成本的增加。
车辆结构件并不限于图1所示的悬架件90，根据本发明的压力成形构件还可应用于车辆的其它部件。图12至14示出可应用根据本发明第一实施例的压力成形构件的车辆结构件的其它例子。更具体地，本发明的压力成形构件可形成为如图12所示的连杆件91、图13所示的构件92、图14所示的门槛(side sill)外部加强件等车身部件93、及其它类似部件。
此外，增厚装置150的上模部不限于包括作为单独件的上模170、上辅助模180和上凸模190的结构。例如，图15是根据本发明第一实施例的变形例的增厚装置150A的局部截面图。如图15所示，增厚装置150A的上模部包括一体模结构190A。在该情况下，如图15所示，优选还将突缘部178A的形状调整为与一体模结构190A(上模部)的形状匹配。
如上所述，在第一实施例中，压力成形构件的角部的厚度设置成大于压力成形构件的其它部分(即侧壁和连接壁)的厚度。因此，第一实施例的压力成形构件制造方法可降低包括弯曲角部的压力成形构件的制造成本和重量。此外，压力成形构件制造设备可以降低包括弯曲角部的压力成形构件的制造成本和重量。此外，与传统的压力成形构件相比，可提供重量轻和制造成本更低的包括角部的压力成形构件。
第二实施例现在参照图16至19来说明根据第二实施例的压力成形构件制造设备。考虑到第一实施例和第二实施例间的相似性，对于第二实施例的与第一实施例的部分相同的部分，将给出与第一实施例相同的附图标记。此外，为了简练，将会省略第二实施例的与第一实施例的部分相同的部分的说明。
图16是根据本发明第二实施例的压力成形构件制造设备的增厚装置250的局部截面图。图17是压力成形构件制造设备的增厚装置250的局部截面图，示出用于增加压力成形构件的角部厚度的压力成形过程。图18是增厚装置250的局部放大截面图，示出压力成形构件的角部中的材料流动。图19是增厚装置250的局部放大截面图，示出完成压力成形过程的状态。
本发明的第二实施例与第一实施例的不同之处在于第二实施例中采用增厚装置250代替第一实施例的增厚装置150。更具体地，第二实施例的增厚装置250与第一实施例的增厚装置150的不同之处在于增厚装置250的上凸模290包括基本平坦的施压面292(参见图16)。第二实施例的施压面292被设置成不仅增大预成形体20的角部22的厚度，而且还增大预成形体20的连接壁21的厚度。如图17所示，增厚装置250的上模部包括与第一实施例中一样的上辅助模280。
如图17所示，在第二实施例中的增厚过程中，在压力成形的中间阶段，预成形体20的连接壁21下凹并变形至与心部277和下辅助模285的端面接触。此时，如图17所示，预成形体20的角部22向上凸模290突出。
然后，当随着压力成形过程的进行，预成形体20的连接壁21和角部22进一步变形时，如图18所示，角部22停止突出，且角部22的突出部分的材料聚集，从而与第一实施例中一样，预成形体20的角部22的厚度增大(参见图19)。
另一方面，与第一实施例不同，因为上凸模290的施压面292形成为基本平坦面，因此在施压面292和预成形体20的连接壁21之间形成相对较大的空隙(开放空间)。因此，当角部22停止突出时，如图18所示，角部22的突出部分的某些材料容易地流入连接壁21。由此，如图19所示，也增加了预成形体20的连接壁21的厚度。
因此，在第二实施例中，可以增大压力成形构件的角部和连接壁的厚度，并且可以获得连接壁厚度大于侧壁厚度的压力成形构件。
第三实施例现在参照图20和21来说明根据第三实施例的压力成形构件制造设备。考虑到第一实施例和第三实施例间的相似性，对于第三实施例的与第一实施例的部分相同的部分，将给出与第一实施例相同的附图标记。此外，为了简练，将会省略第三实施例的与第一实施例的部分相同的部分的说明。
图20是根据本发明第三实施例的压力成形构件制造设备的增厚装置350的局部截面图。图21是增厚装置350的局部放大截面图，示出压力成形构件的角部中的材料流动。
本发明的第三实施例与第一实施例或第二实施例的不同之处在于第三实施例中采用增厚装置350代替第一实施例的增厚装置150。更具体地，第三实施例的增厚装置350与第一实施例的增厚装置150的不同之处在于增厚装置350的上凸模390的施压面392具有凹入(向内)弯曲形状并且包括基本平坦的中央部393和突出的锥状(tapered)缘部394。在第三实施例中，引起角部厚度增加的材料流动特征不同于第一实施例或第二实施例。如图20所示，增厚装置350的上模部包括与第一实施例一样的上辅助模380。
在第三实施例中的增厚过程中，在压力成形时，当预成形体20的连接壁21下凹并变形至与心部377和下辅助模385的端面接触时，预成形体20的角部22沿着施压面392的锥状缘部394的弯曲面突出。
然后，当随着压力成形过程的进行，预成形体20的连接壁21和角部22进一步变形时，角部22停止突出，且角部22的突出部分的材料聚集，从而如图21所示，压力成形构件的角部的厚度增大。
另一方面，因为上凸模390的施压面392的中央部393是基本平坦的，所以在中央部393和预成形体20的连接壁21之间形成相对较大的空隙。因此，当角部22停止突出时，与第二实施例一样，角部22的突出部分的某些材料容易地流入连接壁21，由此，预成形体20的连接壁21的厚度增加。
此时，由于与预成形体20的角部22接触的上凸模390的施压面392的锥状缘部394是弯曲的，所以加速了材料向连接壁21中的流动。
因此，与第二实施例相比，在第三实施例中，可以更容易地增大压力成形构件的连接壁的厚度。
第四实施例现在参照图22和23来说明根据第四实施例的压力成形构件制造设备。考虑到第一实施例和第四实施例间的相似性，对于第四实施例的与第一实施例的部分相同的部分，将给出与第一实施例相同的附图标记。此外，为了简练，将会省略第四实施例的与第一实施例的部分相同的部分的说明。
图22是根据本发明第四实施例的压力成形构件制造设备的增厚装置450的局部截面图。图23是增厚装置450的局部放大截面图，示出压力成形构件的角部中的材料流动。
本发明的第四实施例与第三实施例的不同之处在于在第四实施例中采用增厚装置450代替第三实施例的增厚装置350。更具体地，第四实施例的增厚装置450与第三实施例的增厚装置350的不同之处在于增厚装置450的上凸模490的施压面492还包括弯曲凹部495。凹部495布置在基本平坦的中央部493与锥状缘部494的交界处并一体形成连续施压面。在第四实施例中，引起角部厚度增加的材料流动特征不同于第一实施例或第二实施例。如图22所示，增厚装置450的上模部包括与第一实施例中的一样的上辅助模480。
在第四实施例中的增厚过程中，在压力成形时，当预成形体20的连接壁21下凹并变形至与心部477和下辅助模485的端面接触时，预成形体20的角部22沿着施压面492的锥状缘部494和凹部495突出。
然后，当随着压力成形的进行，预成形体20的连接壁21和角部22进一步变形时，角部22停止突出，且角部22的突出部分的材料聚集，从而预成形体20的角部22的厚度增大。
另一方面，因为上凸模490的施压面492的中央部493形成为基本平坦面，所以在中央部493和预成形体20的连接壁21之间形成相对较大的空隙(开放空间)。因此，当角部22停止突出时，角部22的突出部分的某些材料容易地流入连接壁21，由此压力成形构件的连接壁的厚度增大。
此时，由于与预成形体20的角部22接触的上凸模490的施压面492的锥状缘部494是弯曲的，因此与第三实施例中一样，加速了材料向连接壁21中的流动。
然而，由于凹部495的存在还导致材料向角部22中的流动，因此与第三实施例相比，角部的厚度增加更多。也就是说，可以通过改变凹部495的形状来控制材料向连接壁21中的流动。
因此，与第三实施例相比，在第四实施例中，可以进一步增大压力成形构件的角部的厚度。
本发明并不限于前述实施例，还可在不脱离由所附权利要求限定的本发明范围的前提下进行不同的改进。例如，第二实施例到第四实施例可被变形为如图15所示的第一实施例的上模部的变形结构。
术语的一般解释在理解本发明的范围时，在此采用的术语“包括”及其派生词被认为是开放式的术语，规定了所述特征、元件、部件、组、整体、和/或步骤的存在，但并不排除其它没有描述的特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在。前文还应用了具有类似意思的词，例如术语“包含”、“具有”以及它们的派生词。同样，以单数使用的术语“件”、“部分”、“部”、“构件”或“元件”可以具有单个零件或多个零件的双重意思。同样在此使用的描述以上实施例的以下方向术语“向前、向后、上方、向下、垂直、水平、下方和横向”以及任何其它相似的方向术语指的是装有本发明的车辆的那些方向。因此，描述本发明所采用的这些术语应该相对于装有本发明的车辆得到解释。在此所采用的程度术语例如“基本”、“大约”以及“大致”意思是使最终结果不会明显改变的所修饰术语的合理偏差量。
尽管仅选择选定的实施例对本发明进行了说明，但本领域技术人员从本公开内容中将会清楚地了解到在不脱离由所附权利要求限定的本发明范围的前提下在此可以做出多种变化和修改。例如，各种部件的尺寸、形状、位置或取向可以按照需要和/或要求改变。被示出直接相互连接或接触的部件可以具有布置在它们之间的中间结构。一个元件的功能可以通过两个来实现，反之亦然。一个实施例的结构和功能可以在另一实施例中被采用。不必所有的优点在特定实施例中同时出现。相对于现有技术中独有的每个特征单独或与其它特征组合后还应该被认为是申请人进一步发明的独立描述，包括该(这些)特征体现的结构和/或功能上的概念。因此，根据本发明的实施例的以上描述仅仅是示例性提出的，不是要限制由所附权利要求及它们的等价内容限定的本发明。
相对于相关申请的交叉参考本申请要求于2005年12月1日提交的日本专利申请No.2005-348083和于2006年8月8日提交的日本专利申请No.2006-215960的优先权。日本专利申请No.2005-348083和No.2006-215960的全部内容包括在此以供参考。
权利要求
1.一种压力成形构件制造方法，其包括提供将被变形的预成形体；和通过对所述预成形体施加压力来增大所述预成形体的角部的厚度。
2.根据权利要求1所述的压力成形构件制造方法，其特征在于，在增大所述预成形体的所述角部的厚度之前，通过将毛坯件压力成形为具有所述角部的所述预成形体来形成所述预成形体。
3.根据权利要求2所述的压力成形构件制造方法，其特征在于，所述毛坯件的压力成形包括弯曲所述毛坯件以形成具有大体帽状截面形状的所述预成形体，所述预成形体包括一对侧壁和布置在所述侧壁之间的连接壁，所述角部布置在所述连接壁和所述侧壁之间，以及增大所述预成形体的所述角部的厚度包括使所述连接壁中的一部分材料向所述角部流动。
4.根据权利要求3所述的压力成形构件制造方法，其特征在于，增大所述预成形体的所述角部的厚度包括朝向所述侧壁对所述连接壁施加压力，以使所述连接壁中的一部分材料向所述角部流动。
5.根据权利要求4所述的压力成形构件制造方法，其特征在于，增大所述预成形体的所述角部的厚度包括在朝向所述侧壁对所述连接壁施加压力的同时，对所述侧壁进行约束。
6.根据权利要求5所述的压力成形构件制造方法，其特征在于，对所述侧壁的约束包括对所述侧壁沿从所述侧壁的中央部朝向布置在所述中央部相反侧的自由端的方向的移动进行约束。
7.一种压力成形构件制造设备，其包括增厚装置，其被构造并设置成对预成形体施加压力，以增大所述预成形体的角部的厚度。
8.根据权利要求7所述的压力成形构件制造设备，其特征在于，还包括预成形装置，其被构造并设置成将毛坯件压力成形为具有所述角部的所述预成形体。
9.根据权利要求8所述的压力成形构件制造设备，其特征在于，所述预成形装置包括成形模，所述成形模被构造并设置成弯曲所述毛坯件以形成具有大体帽状截面形状的所述预成形体，所述预成形体包括一对侧壁和布置在所述侧壁之间的连接壁，所述角部布置在所述连接壁和所述侧壁之间，以及所述增厚装置包括成形模，所述成形模被构造并设置成使所述连接壁中的一部分材料向所述角部流动。
10.根据权利要求9所述的压力成形构件制造设备，其特征在于，所述增厚装置的所述成形模包括增厚施压面，所述增厚施压面被构造并设置成朝向所述侧壁对所述连接壁施加压力，以使所述连接壁中的一部分材料向所述角部流动。
11.根据权利要求10所述的压力成形构件制造设备，其特征在于，所述增厚装置的所述成形模还包括侧壁约束部分，所述侧壁约束部分被构造并设置成在所述施压面朝向所述侧壁对所述连接壁施加压力的同时，对所述侧壁进行约束。
12.根据权利要求11所述的压力成形构件制造设备，其特征在于，所述增厚装置的所述成形模的所述侧壁约束部分还包括抵接面，所述抵接面被构造并设置成抵靠布置在所述角部相反侧的所述侧壁的自由端。
13.根据权利要求12所述的压力成形构件制造设备，其特征在于，所述预成形装置的所述成形模还包括预成形施压面，其具有凸状弯曲形状，被构造并布置成对所述毛坯件施加压力，以形成具有凸状弯曲形状的所述预成形体的所述连接壁，所述凸状弯曲形状沿与所述侧壁相反的方向突出，以及所述增厚装置的所述成形模还包括第一增厚模部，其被构造并设置成布置在所述预成形体的内侧，所述第一增厚模部具有所述侧壁约束部分，和第二增厚模部，其被构造并设置成布置在所述预成形体的外侧，所述第二增厚模部具有所述增厚施压面。
14.根据权利要求13所述的压力成形构件制造设备，其特征在于，所述第二增厚模部的所述增厚施压面具有凸状弯曲形状。
15.根据权利要求13所述的压力成形构件制造设备，其特征在于，所述第二增厚模部的所述增厚施压面是基本平坦面。
16.根据权利要求13所述的压力成形构件制造设备，其特征在于，所述第二增厚模部的所述增厚施压面具有凹入弯曲形状，所述增厚施压面包括基本平坦的中央部和突出的锥状缘部。17.根据权利要求16所述的压力成形构件制造设备，其特征在于，所述第二增厚模部的所述增厚施压面还包括布置在所述中央部和所述锥状缘部之间的弯曲凹部。
18.一种压力成形构件，其包括具有第一厚度的第一壁；具有第二厚度的第二壁；和布置在所述第一壁和所述第二壁之间的第一角部，通过压力成形形成具有增大过的厚度的所述第一角部，使得所述第一角部的所述增大过的厚度大于与所述第一角部相邻的所述第一壁和所述第二壁的所述第一厚度和所述第二厚度。
19.根据权利要求18所述的压力成形构件，其特征在于，还包括具有第三厚度的第三壁；和布置在所述第二壁和所述第三壁之间的第二角部，使得所述第一壁和所述第三壁构成一对侧壁，所述第二壁构成连接壁，以形成大体帽状的截面形状，通过压力成形形成具有增大过的厚度的所述第二角部，使得所述第二角部的所述增大过的厚度大于所述第一壁、所述第二壁和所述第三壁的所述第一厚度、所述第二厚度和所述第三厚度。
20.根据权利要求19所述的压力成形构件，其特征在于，所述第二壁的所述第二厚度至少大于与所述第一角部和所述第二角部相邻的所述第一壁和所述第三壁的所述第一厚度和所述第三厚度。
21.一种车辆结构件，其包括如权利要求20所述的压力成形构件。
全文摘要
具有角部的压力成形构件及其制造设备和制造方法，该压力成形构件包括具有第一厚度的第一壁、具有第二厚度的第二壁和第一角部。第一角部布置在第一壁和第二壁之间，通过压力成形形成具有增大过的厚度的第一角部，使得第一角部的增大过的厚度大于与第一个角部相邻的第一壁和第二壁的第一厚度和第二厚度。在压力成形构件的制造方法中，提供将被变形的预成形体，并且通过对该预成形体施加压力来增大该预成形体的第一角部的厚度。
文档编号B21D53/00GK1974048SQ20061016078
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月1日 优先权日2005年12月1日
发明者吉留正朗, 松山秀信, 松田慎一 申请人:日产自动车株式会社