WO2021149387A1 - フランジ付き部材 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば自動車製造時の接合作業性に優れるとともに、耐久性にも優れた自動車用部材に用いることができるフランジ付き部材を提供すること。 【解決手段】フランジ付き部材である自動車部品９０Ａは、管状をなし、フランジ部９２を有する。自動車部品９０Ａは、その軸方向に沿うに従って、横断面形状が変化した横断面変化部９０２を有する。そして、横断面変化部９２における任意の２つの横断面は、一方の横断面の周長が、他方の横断面の周長の１．２５倍以下である。

Description

フランジ付き部材

　本発明は、フランジ付き部材に関する。

　自動車の骨格を構成するフレームとして、ステリングメンバが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のステリングメンバは、全体が基本的に円筒形状をなしている。このステリングメンバには、例えば、ステリングコラムを支持するステリングサポートと、ダッシュパネルと結合するブラケットと、フロアと結合するインストステーとが設けられている。

特開２００７－２２２１４号公報

　特許文献１に記載のステリングメンバにステリングサポート、ブラケットおよびインストステーを設ける際には、アーク溶接を用いて部材同士の接合を行うことが想定される。しかしながら、一般的にアーク溶接は、部材同士の接合を接合する際にコスト高となったり、部材同士の位置決めを行う治具を要したりする等、接合作業性が低下する傾向にあるという問題があった。

　本発明の目的は、例えば自動車製造時の接合作業性に優れるとともに、耐久性にも優れた自動車用部材に用いることができるフランジ付き部材を提供することにある。

　本発明のフランジ付き部材の一つの態様は、フランジ部を有する管状のフランジ付き部材であって、
　前記フランジ付き部材の軸方向に沿うに従って、横断面形状が変化した横断面変化部を有し、
　前記横断面変化部における任意の２つの横断面は、一方の横断面の周長が、他方の横断面の周長の１．２５倍以下であることを特徴とする。

　本発明によれば、横断面変化部における任意の２つの横断面のうち、一方の横断面の周長が、他方の横断面の周長の１．２５倍以下の範囲に収まる。このような数値範囲を満足することにより、フランジ付き部材は、薄肉部の形成が防止されたものとなる。これにより、例えばフランジ付き部材を自動車用部材して用いた場合、当該自動車用部材は、搭載される自動車の使用環境によらず、十分に耐え得る程度の耐久性に優れた部材となる。

　また、フランジ部に、他の自動車用部材を容易に接合することができる。そして、その接合には、例えば、スポット溶接を用いることができる。スポット溶接は、一般的にアーク溶接よりも、部材同士の接合コストを抑えることができる。また、アーク溶接では、部材同士の位置決めを行う治具が通常用いられるが、スポット溶接では、前記治具に使用を省くことができる。このようにスポット溶接を用いることができる自動車用部材は、自動車用部材他の部材との接合作業性に優れる部材となっている。

図１は、自動車用部材の第１実施形態を示す斜視図である。 図２は、図１中の矢印ｉ方向から見た図である。 図３は、図１中の矢印ii方向から見た図である。 図４は、図１中の矢印iii方向から見た図である。 図５は、図１中のiv－iv断面図である。 図６は、図１中のｖ－ｖ断面図である。 図７は、図１中のvi－vi断面図である。 図８は、図１中のvii－vii断面図である。 図９は、成形装置（第１実施形態）の作動状態（型開き状態）を順に示す垂直断面図である。 図１０は、成形装置（第１実施形態）の作動状態（第１中間状態）を順に示す垂直断面図である。 図１１は、成形装置（第１実施形態）の作動状態（第２中間状態）を順に示す垂直断面図である。 図１２は、成形装置（第１実施形態）の作動状態（第３中間状態）を順に示す垂直断面図である。 図１３は、成形装置（第１実施形態）の作動状態（第４中間状態）を順に示す垂直断面図である。 図１４は、成形装置（第１実施形態）の作動状態（第５中間状態）を順に示す垂直断面図である。 図１５は、成形装置（第１実施形態）の作動状態（型締め状態）を順に示す垂直断面図である。 図１６は、自動車用部材の第２実施形態を示す斜視図である。 図１７は、成形装置（第２実施形態）を示す垂直断面図である。 図１８は、自動車用部材の第３実施形態を示す斜視図である。 図１９は、自動車用部材の第４実施形態を示す斜視図である。 図２０は、成形装置（第３実施形態）を示す垂直断面図である。 図２１は、自動車用部材の第５実施形態を示す斜視図である。 図２２は、成形装置（第４実施形態）を示す平面図である。 図２３は、自動車用部材の第６実施形態を示す斜視図である。 図２４は、図２３に示す自動車用部材の使用例を示す斜視図である。 図２５は、他の自動車用部材の使用例を示す斜視図である。 図２６は、図２５中の二点鎖線で囲まれた領域［Ａ］の拡大斜視図である。 図２７は、図２５中の二点鎖線で囲まれた領域［Ａ］の拡大平面図である。 図２８は、成形装置の第５実施形態を示す垂直縦断面側面図である。 図２９は、図２８に示す成形装置のブロック図である。 図３０は、図２８に示す成形装置の作動状態（型開き状態）を順に示す垂直横断面図（図２８中のＢ－Ｂ線断面図およびＣ－Ｃ線断面図）である。 図３１は、図２８に示す成形装置の作動状態（中間状態）を順に示す垂直横断面図（図２８中のＢ－Ｂ線断面図およびＣ－Ｃ線断面図）である。 図３２は、図２８に示す成形装置の作動状態（型締め状態）を順に示す垂直横断面図（図２８中のＢ－Ｂ線断面図およびＣ－Ｃ線断面図）である。 図３３は、成形装置の第６実施形態を示す垂直縦断面側面図である。 図３４は、図３３に示す成形装置の作動状態（型開き状態）を順に示す垂直横断面図（図３３中のＤ－Ｄ線断面図およびＥ－Ｅ線断面図）である。 図３５は、図３３に示す成形装置の作動状態（中間状態）を順に示す垂直横断面図（図３３中のＤ－Ｄ線断面図およびＥ－Ｅ線断面図）である。 図３６は、図３３に示す成形装置の作動状態（型締め状態）を順に示す垂直横断面図（図３３中のＤ－Ｄ線断面図およびＥ－Ｅ線断面図）である。 図３７は、成形装置（第７実施形態）の作動状態（拡径部形成前）を順に示す斜視図である。 図３８は、成形装置（第７実施形態）の作動状態（拡径部形成中）を順に示す斜視図である。 図３９は、成形装置（第７実施形態）の作動状態（フランジ部形成前）を示す斜視図である。 図４０は、成形装置（第７実施形態）の作動状態（フランジ部形成中）を示す斜視図である。 図４１は、成形装置（第７実施形態）の作動状態（フランジ部形成後）を示す斜視図である。

　以下、本発明のフランジ付き部材を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
　＜自動車用部材の第１実施形態＞
  図１～図８を参照して、本発明のフランジ付き部材の第１実施形態について説明する。なお、以下では、説明の都合上、図１～図３中の左側を「左（または左方）」、右側を「右（右方）」と言う。また、図１および図４～図８中の上側を「上（または上方）」、下側を「下（または下方）」と言う。

　図１に示す自動車部品９０Ａは、本発明のフランジ付き部材を適用したものである。自動車部品９０Ａは、パイプ部９１と、フランジ部９２とを有する。自動車用部材９０Ａは、例えば、鉄炭素系合金等の金属材料で構成されている。
　後述するように、自動車用部材９０Ａ、すなわち、本発明のフランジ付き部材は、母材９０’である管状体を、後述する成形装置２０によって熱間ブロー成形することにより得られる。なお、自動車用部材９０Ａが母材９０’（管状体）を熱間ブロー成形して得られたものである否かについては、例えば、自動車用部材９０Ａの内部の組成を電子顕微鏡で確認すれば判明する。この場合、自動車用部材９０Ａが圧縮成形品であり、例えば、押出成形品ではないことが分かる。

　図１～図３に示すように、パイプ部９１は、管状をなし、左側から右側に向かって直線状に延びた部分である。パイプ部９１の横断面形状は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、図５～図８に示すように角部が丸みを帯びた四角形（矩形）をなす。従って、本実施形態では、パイプ部９１を「矩形部」と言うこともできる。
　なお、本明細書では、「管状」とは、図１６に示すようなパイプ部９１からトンネル部９０７に向かって空間が途切れない状態も管状として含む。

　図４に示すように、パイプ部９１の外周部の下部には、フランジ部９２が板状に突出して、一体形成されている。フランジ部９２は、パイプ部９１の幅方向の両側にそれぞれ形成されている。各フランジ部９２は、互いに反対方向に向かって突出している。

　図２に示すように、各フランジ部９２は、パイプ部９１（母材９０’）の中心軸（軸）Ｏ９１方向に沿って形成されている。本実施形態では、各フランジ部９２は、パイプ部９１の左端９１１から、パイプ部９１の中心軸Ｏ９１の途中まで形成されており、当該途中からパイプ部９１の右端９１２までは各フランジ部９２の形成が省略されている。

　また、各フランジ部９２は、幅（突出量）Ｗ９２が中心軸Ｏ９１方向に沿って一定の幅一定部９２１と、幅（突出量）Ｗ９２が中心軸Ｏ９１方向に沿って変化した、すなわち、幅一定部９１２側から右端９１２側に向かって漸減した幅変化部（幅漸減部）９２２とを有する。

　一方、パイプ部９１も、高さＨ９１が中心軸Ｏ９１方向に沿って一定の高さである高さ一定部９１３と、高さＨ９１が中心軸Ｏ９１方向に沿って変化した、すなわち、高さ一定部９１３側から右端９１２側に向かって漸増した高さ変化部（高さ漸増部）９１４と、高さＨ９１が中心軸Ｏ９１方向に沿って一定の高さである高さ一定部９１５とを有する。高さ一定部９１５は、高さ一定部９１３よりも高さが高い。そして、高さ一定部９１３には、フランジ部９２の幅一定部９２１が形成され、高さ変化部９１４には、フランジ部９２の幅変化部９２２が形成されている。なお、パイプ部９１は、全長にわたって、幅Ｗ９１が中心軸Ｏ９１方向に沿って一定である。これにより、高さ一定部９１３、高さ変化部９１４および高さ一定部９１５は、それぞれ、同じ幅Ｗ９１を有する。

　従って、自動車用部材９０Ａは、横断面形状に応じた３つの部分、すなわち、横断面一定部９０１と、横断面変化部９０２と、横断面一定部９０３とを有するものとなる（図１と図５～図８とを参照）。

　図５に示すように、横断面一定部９０１には、パイプ部９１の高さ一定部９１３と、フランジ部９２の幅一定部９２１とが含まれる。前述したように、高さ一定部９１３は、高さＨ９１が中心軸Ｏ９１方向に沿って一定であり、幅一定部９２１も、幅Ｗ９２が中心軸Ｏ９１方向に沿って一定である。これにより、横断面変化部９０２の横断面形状は、中心軸Ｏ９１方向に沿って一定となる。

　図８に示すように、横断面一定部９０３には、パイプ部９１の高さ一定部９１５が含まれる。前述したように、高さ一定部９１５は、高さＨ９１が中心軸Ｏ９１方向に沿って一定である。これにより、横断面一定部９０３の横断面形状は、中心軸Ｏ９１方向に沿って一定となる。

　横断面一定部９０１と横断面一定部９０３との間には、横断面変化部９０２が位置する。図６、図７に示すように、横断面変化部９０２には、パイプ部９１の高さ変化部９１４と、フランジ部９２の幅変化部９２２が含まれる。前述したように、高さ変化部９１４は、高さＨ９１が中心軸Ｏ９１方向に沿って変化しており、幅変化部９２２も、幅Ｗ９２が中心軸Ｏ９１方向に沿って変化している。これにより、横断面変化部９０２は、中心軸Ｏ９１方向に沿うに従って、横断面形状が連続的に変化した部分となる。

　そして、横断面変化部９０２における任意の２つの横断面（例えば図６に示す横断面と図７に示す横断面）の外周に沿った周長を比較すると、次のような関係を満足する。なお、「周長」とは、横断面における最外周長のことである。また、図６に示す横断面の周長をＰＭ６とし、図７に示す横断面の周長をＰＭ７とする。

　周長ＰＭ６（≧ＰＭ７）は、周長ＰＭ７の１倍以上１．２５倍以下の範囲内にあり、好ましくは周長ＰＭ７の１倍以上１．１倍未満の範囲内にある。以下、この数値範囲を「周長数値範囲」と言う。自動車用部材９０Ａでは、フランジ部９２の幅の大きさに応じて、パイプ部９１の高さを増減させることにより、このような周長数値範囲内に収めている。

　周長数値範囲の上限値を超えた場合、自動車用部材９０Ａの横断面変化部９０２は、過剰に伸びて変形した状態となる。その結果、横断面変化部９０２に薄肉部が生じることとなり、当該薄肉部での強度が低下する。このような自動車用部材９０Ａを自動車に搭載すると、例えば自動車の使用環境によっては、破断するおそれがあるため、使用することができない。
　これに対し、周長数値範囲を満足することにより、自動車用部材９０Ａは、薄肉部の形成が防止されたものとなる。これにより、自動車用部材９０Ａは、搭載される自動車の使用環境によらず、十分に耐え得る程度の耐久性に優れた部材となる。

　また、自動車用部材９０Ａのフランジ部９２には、例えば、板状をなす他の自動車部品が接合されることがある。この接合方法としては、特に限定されないが、溶接による方法を用いることができる。この例の場合、板状のフランジ部９２と板状の他の自動車部品とを接合するため、特に、スポット溶接を用いることができる。スポット溶接は、一般的にアーク溶接よりも、接合コストを抑えることができる。また、アーク溶接では、接合対象部材同士の位置決めを行う治具が通常用いられるが、スポット溶接では、前記治具に使用を省くことができる。このようにスポット溶接を用いることができる自動車用部材９０Ａは、他の自動車部品との接合作業性に優れる部材となっている。

　＜成形装置の第１実施形態＞
  以下、図９～図１５を参照して成形装置の第１実施形態について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸として設定する。一例として、Ｘ軸とＹ軸を含むＸＹ平面が水平となっており、Ｚ軸が鉛直となっている。また、Ｚ軸方向正側を「上（または上方）」、Ｚ軸方向負側を「下（または下方）」と言うことがある。また、Ｘ軸方向負側を「左（または左方）」、Ｘ軸方向正側を「右（または→方）」と言うことがある。

　図９～図１５に示すように、成形装置２０は、装置本体３０と、フランジ部調整部材４０とを備える。成形装置２０は、母材９０’を自動車用部材９０Ａに成形することができる。なお、図９～図１５に示す成形装置２０では、左側から順に、母材９０’をiv－iv断面に成形する部分（図（Ａ））と、母材９０’をｖ－ｖ断面に成形する部分（図（Ｂ））と、母材９０’をvi－vi断面に成形する部分（図（Ｃ））と、母材９０’をvii－vii断面に成形する部分（図（Ｄ））とが代表的に図示されている。

　装置本体３０は、上側に配置された第１金型５０と、下側に配置された第２金型６０とを備える。第１金型５０は、Ｚ軸方向に移動可能に支持され、第２金型６０は、固定されている。これにより、第１金型５０は、第２金型６０に対して接近、離間可能となる。

　第１金型５０には、図（Ａ）に示す第１金型５０Ａと、図（Ｂ）に示す第１金型５０Ｂと、図（Ｃ）に示す第１金型５０Ｃと、図（Ｄ）に示す第１金型５０Ｄとが含まれる。第１金型５０Ａ～第１金型５０Ｄは、それぞれ、左側に位置する第１部材５０１と、右側に位置する第２部材５０２と、第１部材５０１と第２部材５０２との間に位置する第３部材５０３と分けられている。

　第３部材５０３は、第１部材５０１と第２部材５０２とに対して、独立してＺ軸方向に移動可能に支持されている。また、第３部材５０３には、パイプ部９１の成形を担う凹部５０４が形成されている。第１金型５０Ａの第３部材５０３の凹部５０４が最も深く、第１金型５０Ｂ～第１金型５０Ｄの第３部材５０３の凹部５０４は、同じ深さである。
　第２金型６０は、図（Ａ）から図（Ｄ）まで共通に用いられる。

　フランジ部調整部材４０には、図（Ｂ）に示す２つのフランジ部調整部材４０Ｂと、図（Ｃ）に示す２つのフランジ部調整部材４０Ｃと、図（Ｄ）に示す２つのフランジ部調整部材４０Ｄとが含まれる。各フランジ部調整部材４０Ｂは、第１金型５０Ｂと第２金型６０との間に配置され、Ｘ軸方向に移動可能に支持されている。各フランジ部調整部材４０Ｃは、第１金型５０Ｃと第２金型６０との間に配置され、Ｘ軸方向に移動可能に支持されている。各フランジ部調整部材４０Ｄは、第１金型５０Ｄと第２金型６０との間に配置され、Ｘ軸方向に移動可能に支持されている。

　また、フランジ部調整部材４０Ｂとフランジ部調整部材４０Ｃとフランジ部調整部材４０Ｄは、ブロック状をなし、高さが異なる。成形装置２０では、フランジ部調整部材４０Ｂが最も低く、フランジ部調整部材４０Ｄが最も高く、フランジ部調整部材４０Ｃがフランジ部調整部材４０Ｂとフランジ部調整部材４０Ｄとの中間の高さとなっている。

　成形装置２０は、以下のように作動する。
　まず、図９に示すように、第１金型５０と第２金型６０とを型開き状態として、第１金型５０と第２金型６０との間に母材９０’を配置する。なお、母材９０’は、本実施形態では、横断面形状がほぼ長方形をなす管状体である。
　そして、型開き状態のまま、母材９０’を加熱して、軟化させる。また、このとき、各フランジ部調整部材４０は、母材９０’から最も離間して、退避している。これにより、各フランジ部調整部材４０が加熱されるのを防止することができる。

　次に、図１０に示すように、第１金型５０を下降させて、各第３部材５０３と母材９０’とを接触させる。また、このとき、母材９０’の上部が、各第３部材５０３の凹部５０４に入り込んで、第２金型６０との距離が図（Ａ）から図（Ｄ）まで一定となる。
　また、各フランジ部調整部材４０は、移動して母材９０’に当接するとともに、図示しないスプリング機構等により、第３部材５０３に下側から押し付けられる。これにより、各フランジ部調整部材４０の上部が第１部材５０１と第２部材５０２との間に入り込む。

　次に、図１１に示すように、第１金型５０をさらに下降させると、母材９０’が第２金型６０に当接して、変形が開始する、すなわち、潰れていく。母材９０’が変形する部分は、図（Ａ）では、凹部５０４から突出した（露出した）突出部９０４であり、図（Ｂ）では、フランジ部調整部材４０Ｂの間から突出した突出部９０５であり、図（Ｃ）では、フランジ部調整部材４０Ｃの間から突出した突出部９０６である。突出量は、突出部９０４が最も大きく、次いで、突出部９０５、突出部９０６の順となる。なお、図（Ｄ）に示すように、母材９０’は、フランジ部調整部材４０Ｄの間からは突出しないため、変形もない。

　次に、母材９０’内に気体を供給して、１次ブローを開始する。これにより、図１２に示すように、突出部９０４～突出部９０６は、いずれも、Ｘ軸方向に拡張する。
　次に、母材９０’内への気体の供給を所定時間行いつつ、図１３に示すように、第１金型５０をさらに下降させる。また、このときの各第３部材の下降量は、一律ではなく、適宜調整されている。その後、母材９０’内への気体の供給を一旦停止する。これにより、突出部９０４～突出部９０６は、いずれも、Ｘ軸方向にさらに拡張する。Ｘ軸方向への拡張量は、突出部９０４が最も大きく、次いで、突出部９０５、突出部９０６の順となる。

　次に、母材９０’内への気体の供給を停止したまま、図１４に示すように、第１金型５０をさらに下降させる。これにより、突出部９０４は、第３部材５０３と第２金型６０との間で潰されていき、突出部９０５は、フランジ部調整部材４０Ｂと第２金型６０との間で潰されていき、突出部９０６は、フランジ部調整部材４０Ｃと第２金型６０との間で潰されていく。

　次に、母材９０’内に気体を供給して、２次ブローを開始する。これにより、図１５に示すように、各凹部５０４と第２金型６との間で、パイプ部９１が全長わたって形成される。
　また、２次ブローに伴い、第１金型５０をさらに下降させる。これにより、突出部９０４は、第３部材５０３と第２金型６０との間でさら潰されて、フランジ部９２となる。このフランジ部９２は、幅一定部９２１である。

　同様に、突出部９０５は、フランジ部調整部材４０Ｂと第２金型６０との間でさらに潰されて、フランジ部９２となり、突出部９０６も、フランジ部調整部材４０Ｃと第２金型６０との間で潰されて、フランジ部９２となる。このフランジ部９２は、幅変化部９２２である。
　次に、自動車用部材９０Ａを急冷却する。その後、再度型開き状態として、自動車用部材９０Ａを取り出す。

　以上のような過程を経ることにより、自動車用部材９０Ａを成形することができる。
　また、フランジ部９２は、前述したように母材９０’の一部が潰されて、母材９０’の管壁同士が重なって板状に形成された部分である。これにより、自動車用部材９０Ａは、フランジ部９２で強度が増すこととなり、自動車に搭載された場合、実使用に耐え得る。
　また、成形装置２０は、各フランジ部調整部材４０の高さを適宜調整するだけでは、フランジ部９２の幅Ｗ９２を調整しきれないため、各第３部材の下降量を適宜調整することにより、幅Ｗ９２の調整を可能としている。

　＜自動車用部材の第２実施形態＞
  以下、図１６を参照して本発明のフランジ付き部材の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　図１６に示すように、自動車用部材９０Ｂは、横断面一定部９０１と、横断面変化部９０２とを有する。横断面変化部９０２では、周長数値範囲を満足している。
　また、横断面変化部９０２は、パイプ部９１が消失して、フランジ部９２のみとなった部分に、パイプ部９１内に連通するトンネル部９０７が形成されている。トンネル部９０７は、自動車用部材９０Ｂの成形時に、パイプ部９１内の気体を排出する排出部として機能する。なお、トンネル部９０７の横断面形状は、本実施形態では半円弧状であるが、これに限定されない。

　＜成形装置の第２実施形態＞
  以下、図１７を参照して成形装置の第２実施形態について説明する説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　図１７に示す成形装置２０は、自動車用部材９０Ｂを成形する装置である。この成形装置２０では、第１金型５０の第３部材５０３に、トンネル部９０７を成形するための溝（トンネル部成形用溝）５０５を有する。溝５０５は、Ｙ軸方向に沿って形成されており、横断面形状が半円弧状をなす。

　＜自動車用部材の第３実施形態＞
  以下、図１８を参照して本発明のフランジ付き部材の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　図１８に示すように、自動車用部材９０Ｃは、横断面一定部９０１と、横断面変化部９０２とを有する。横断面変化部９０２では、周長数値範囲を満足している。
　また、自動車用部材９０Ｃは、少なくとも横断面変化部９０２が弓なり状に、図中下方に向かって湾曲している。

　＜自動車用部材の第４実施形態＞
  以下、図１９を参照して本発明のフランジ付き部材の第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　図１９に示すように、自動車用部材９０Ｄは、横断面一定部９０１と、横断面変化部９０２とを有する。横断面変化部９０２では、周長数値範囲を満足している。
　また、自動車用部材９０Ｄは、少なくとも横断面変化部９０２が弓なり状に、図中下方に向かって湾曲している。

　また、パイプ部９１には、横断面変化部９０２の途中から横断面一定部９０１にわたって、すなわち、中心軸Ｏ９１に沿って、ビード部としての溝９０８が形成されている。そして、溝９０８が成形されている分、自動車用部材９０Ｄは、強度が増加する。なお、溝９０８の横断面形状は、本実施形態では半円弧状であるが、これに限定されない。
　ビード部としては、溝９０８に限定されず、例えば、中心軸Ｏ９１に沿って形成された凸条であってもよい。凸条によっても、自動車用部材９０Ｄの強度を増加させることができる。図１９に示す通り、ビード部としての溝９０８を設ける横断面一定部９０１には、フランジ９２が設けられていない。一方で、横断面変化部９０２では、ビード部としての溝９０８の深さが浅いほどフランジ幅９２の幅を大きくすることによって、周長を変えることなく自動車用部材９０ｄとしての強度を確保することができる。

　＜成形装置の第３実施形態＞
  以下、図２０を参照して成形装置の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　図２０に示す成形装置２０は、自動車用部材９０Ｄを成形する装置である。この成形装置２０では、第３部材５０３の凹部５０４に、溝９０８を成形するための凸条（溝成形用凸状部）５０６は、Ｙ軸方向に沿って形成されており、横断面形状が半円状をなす。

　＜自動車用部材の第５実施形態＞
  以下、図２１を参照して本発明のフランジ付き部材の第５実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　図２１に示すように、自動車用部材９０Ｅは、横断面変化部９０２と横断面一定部９０３とが中心軸Ｏ９１に沿って交互に配置されている。また、横断面変化部９０２では、フランジ部９２の幅Ｗ９２が、図中左下側から右上側に向かって漸増し、最大となったら、右上側に向かって漸減している。

　＜成形装置の第４実施形態＞
  以下、図２２を参照して成形装置の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　図２２に示す成形装置２０は、自動車用部材９０Ｅを成形する装置である。この成形装置２０では、Ｙ軸方向に沿って配置されたフランジ部調整部材４０Ｂ、フランジ部調整部材４０Ｃ、フランジ部調整部材４０Ｄ、フランジ部調整部材４０Ｃ、フランジ部調整部材４０Ｂが１つの組４０１となっている。そして、この組４０１が、間隔４０２をあけて、Ｙ軸方向に沿って配置されている。組４０１により、横断面変化部９０２におけるフランジ部９２が成形される。また、間隔４０２がある部分では、横断面一定部９０３が成形される。
　＜自動車用部材の第６実施形態＞
　以下、図２３および図２４を参照して自動車用部材の第６実施形態について説明する。

　図２３に示す自動車用部材９Ａは、パイプ（フランジ付き部材）であり、パイプ部９１と、フランジ部９２とを備え、自動車の部品として用いられる部材である。自動車用部材９Ａは、例えば、鉄炭素系合金等の金属材料で構成されている。
　パイプ部９１は、管状をなす部分である。パイプ部９１の横断面形状は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では非円形のリング状をなす。

　フランジ部９２は、パイプ部９１の外周部に突出して一体形成されている。自動車用部材９Ａでは、フランジ部９２が、パイプ部９１の中心軸Ｏ９１を介して、パイプ部９１の幅方向の両側にそれぞれ形成されている。各フランジ部９２は、互いに反対方向に向かって突出している。なお、自動車用部材９Ａは、本実施形態では２つのフランジ部９２を有する構成となっているが、フランジ部９２の形成数については、これに限定されず、例えば、１つまたは３つ以上であってよい。

　各フランジ部９２は、パイプ部９１の外周部からの突出量、すなわち、幅が異なる２つのフランジ部を含む構成となっている。２つのフランジ部のうち、一方のフランジ部を「第１フランジ部９３」と言い、第１フランジ部９３の幅（突出量）Ｗ９３よりも小さい幅（突出量）Ｗ９４を有する他方のフランジ部を「第２フランジ部９４」と言う。ここで、本発明では、「幅Ｗ９３よりも小さい幅Ｗ９４」には、幅Ｗ９４がゼロとなる場合も含む。
　なお、幅Ｗ９３と幅Ｗ９４との差（最大差）は、特に限定されない。

　第１フランジ部９３と、第２フランジ部９４とは、パイプ部９１の中心軸Ｏ９１方向で互いに異なる位置に形成されている。本実施形態では、第１フランジ部９３は、パイプ部９１の長手方向（中心軸Ｏ９１方向）の中央部に形成され、その両端側に、第２フランジ部９４がそれぞれ形成されている。

　なお、第１フランジ部９３の中心軸Ｏ９１方向に沿った全長Ｌ９３は、本実施形態では第２フランジ部９４の中心軸Ｏ９１方向に沿った全長Ｌ９４よりも短いが、これに限定されない。例えば、全長Ｌ９３が全長Ｌ９４よりも長くてもよいし、全長Ｌ９３と全長Ｌ９４とが同じであってもよい。

　また、各フランジ部９２における２つの第２フランジ部９４は、本実施形態では互いに全長Ｌ９４が同じであるが、これに限定されず、互いに全長Ｌ９４が異なっていてもよい。
　また、パイプ部９１に対しては、第１フランジ部９３が突出形成された部分を「第１パイプ部９５」と言い、第２フランジ部９４が突出形成された部分を「第２パイプ部９６」と言う。

　次に、自動車用部材９Ａは、使用態様の一例について説明する。
　自動車用部材９Ａは、自動車の前方側でステアリングおよびその周辺の部材を支持するステアリング支持用構造体１０の一部（梁）として用いられる。ステアリング支持用構造体１０は、一般的に、例えば、「ステアリングメンバ」、「インパネリンフォース」等と呼ばれることがある。

　図２４に示すように、ステアリング支持用構造体１０は、自動車用部材９Ａと、板金部材１１とを備える。
　板金部材１１は、金属板に折り曲げ等の機械加工を施すことにより得られ、例えば、ブラケットやステー等として機能する部材である。

　板金部材１１は、自動車用部材９Ａの第１フランジ部９３に接合される。なお、板金部材１１と第１フランジ部９３とは、図２４に示す構成では１つの溶接箇所（溶接点）１０１で接合されているが、これに限定されず、例えば、板金部材１１および第１フランジ部９３の大きさによっては、複数の溶接箇所１０１で接合されていてもよい。

　そして、この接合方法としては、特に限定されないが、板状をなす部分同士を接合するため、溶接による方法、特に、スポット溶接を用いることができる。スポット溶接は、一般的にアーク溶接よりも、部材同士の接合コストを抑えることができる。また、アーク溶接では、接合対象部材同士の位置決めを行う治具が通常用いられるが、スポット溶接では、前記治具に使用を省くことができる。このようにスポット溶接を用いることができる自動車用部材９Ａは、自動車製造時における他の部材、すなわち、板金部材１１との接合作業性に優れる部材となっている。

　また、第１フランジ部９３は、フランジ部９２の中で、幅Ｗ９３が最大となっており、その分、板金部材１１との接合が容易となる。そして、板金部材１１が接合される箇所が幅Ｗ９３が最大の第１フランジ部９３であることと、その接合にスポット溶接を用いることができることとの相乗効果により、接合作業性がさらに向上する。

　＜自動車用部材の第６実施形態＞
　以下、図２５～図２７を参照して自動車用部材の第６実施形態について説明する。

　図２５に示すように、本実施形態のステアリング支持用構造体１０は、自動車用部材９Ｂと、自動車用部材９Ｃと、４つの板金部材１１とを備える。
　図２６、図２７に示すように、自動車用部材９Ｂと自動車用部材９Ｃとは、いずれも、フランジ部９２の幅が中心軸Ｏ９１方向に沿って一定となっている。また、自動車用部材９Ｂと自動車用部材９Ｃとは、互いに太さ（幅）が異なり、自動車用部材９Ｂの方が太く、自動車用部材９Ｃの方が細い。ステアリング支持用構造体１０では、自動車用部材９Ｂと自動車用部材９Ｃとが自動車の車幅方向に沿って並べられており、太い方の自動車用部材９Ｂが自動車の運転席側に配置される。

　図２７に示すように、自動車用部材９Ｂと自動車用部材９Ｃとは、端面９７同士が突き当てられて、すなわち、当接しており、その状態が１つの板金部材１１（板金部材１１Ａ）によって維持されている。
　４つの板金部材１１には、自動車用部材９Ｂおよび自動車用部材９Ｃの双方に接合される１つの板金部材１１Ａと、自動車用部材９Ｂに接合される３つの板金部材１１Ｂとがある。なお、各板金部材１１の接合には、スポット溶接が用いられる。

　板金部材１１Ａは、自動車用部材９Ｂおよび自動車用部材９Ｃの端部同士を一括して覆い、これらの部材同士をつなぐ継ぎ手部１１１を有する。継ぎ手部１１１は、自動車用部材９Ｂおよび自動車用部材９Ｃの外形形状に沿った形状をなす板状部であり、自動車用部材９Ｂの各フランジ部９２と、自動車用部材９Ｃの各フランジ部９２とに接合されている。これにより、自動車用部材９Ｂと自動車用部材９Ｃとの位置関係が維持される。なお、板金部材１１Ａと各フランジ部９２とは、１つの溶接箇所１０１で接合されているが、これに限定されず、複数の溶接箇所１０１で接合されていてもよい。

　各板金部材１１Ｂは、自動車用部材９Ｂのフランジ部９２の所望の位置に接合されている。なお、各板金部材１１Ｂとフランジ部９２とは、１つの溶接箇所１０１で接合されていてもよいし、複数の溶接箇所１０１で接合されていてもよい。
　また、板金部材１１の配置数は、４つに限定されず、例えば、１つ～３つまたは５つ以上であってもよい。

　＜成形装置の第５実施形態＞
  以下、図２８～図３２を参照して成形装置の第５実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　図２８、図２９に示すように、成形装置１は、装置本体２と、気体供給部６１と、加熱部６２と、冷却部６３と、駆動部６４と、制御部６５とを備える。成形装置１は、円管状をなす母材９’を自動車用部材９Ａに成形することができる。
　装置本体２は、Ｙ軸方向に沿って配置された第１成形部２１と第２成形部２２とを備える。なお、図示は省略するが、装置本体２では、第１成形部２１のＹ軸方向正側に第２成形部２２が１つ配置され、第１成形部２１のＹ軸方向負側に第２成形部２２が１つ配置されている。２つの第２成形部２２は、配置箇所が異なること以外は、同じ構成であるため、Ｙ軸方向正側の第２成形部２２について代表的に説明する。

　ここで、図３０～図３２は、図２８に示す成形装置の作動状態（型開き状態）を順に示す垂直横断面図である。また、図２８中のＢ－Ｂ線断面図は、第１成形部２１の横断面図であり、Ｃ－Ｃ線断面図は、第２成形部２２の横断面図である。
　第１成形部２１は、母材９’の一部、すなわち、本実施形態では母材９’の長手方向（中心軸Ｏ９’方向）の中央部を、第１パイプ部９５と、第１フランジ部９３とに成形する第１成形工程を行う部分である。
　第２成形部２２は、母材９’の一部、すなわち、本実施形態では母材９’の一端側（Ｙ軸方向正側）を、第２パイプ部９６と、第２フランジ部９４とに成形する第２成形工程を行う部分である。

　第１成形部２１および第２成形部２２は、型開き状態（図３０参照）と、型締め状態（図３２参照）と、型開き状態と型締め状態との間の中間状態（図３１参照）とを取り得る第１金型３と第２金型４とを共有する。これにより、第１成形部２１および第２成形部２２では、第１金型３と第２金型４とが型開き状態から型締め状態まで同じタイミングで動作することができ、よって、自動車用部材９Ａへの円滑な成形が可能となる。

　装置本体２では、上側に第１金型３が配置され、下側に第２金型４が配置される。そして、第１金型３と第２金型４との間には、母材９’を配置、収納するキャビティ２３が形成される。
　また、本実施形態では、第１金型３および第２金型４の双方がＺ軸方向に移動して、互いに接近、離間可能に支持されている。なお、装置本体２は、第１金型３が固定され、第２金型４が第１金型３に対して接近、離間可能に支持されていてもよいし、第２金型４が固定され、第１金型３が第２金型４に対して接近、離間可能に支持されていてもよい。

　図３０～図３２に示すように、第１金型３は、ブロック状をなし、ＸＹ平面と平行な下面３１を有する。また、第１金型３は、下面３１に形成され、Ｙ軸方向に沿った溝３２を有する。溝３２は、各側面３２１が下面３１に対して傾斜しており、各側面３２１同士の間隔がＺ軸方向負側に向かって漸増している。また、底面３２２は、下面３１と平行に形成されている。

　第２金型４は、ブロック状をなし、ＸＹ平面と平行な、すなわち、第１金型３の下面３１に対向する上面４１を有する。また、第２金型４は、上面４１に形成され、Ｙ軸方向に沿った溝４２を有する。Ｚ軸方向方見たとき、この溝４２は、第１金型３の溝３２と重なる。溝４２は、各側面４２１が上面４１に対して傾斜しており、各側面４２１同士の間隔がＺ軸方向正側に向かって漸増している。また、底面４２２は、上面４１と平行に形成されている。

　また、第１成形部２１は、フランジ部調整部材５を備える。フランジ部調整部材５は、後述するように、第１フランジ部９３を成形する際、第１フランジ部９３の幅Ｗ９３を第２フランジ部９４の幅Ｗ９４よりも大きく調整することができる。本実施形態では、第１成形部２１は、フランジ部調整部材５を２つ備えており、一方のフランジ部調整部材５Ａは、第１金型３に配置され、他方のフランジ部調整部材５Ｂは、第２金型４に配置されている。なお、フランジ部調整部材５は、第１金型３および第２金型４の双方に配置されているのに限定されず、例えば、第１金型３および第２金型４のうちの一方にのみ配置されていてもよい。

　フランジ部調整部材５Ａは、第１金型３にＺ軸方向に沿って移動可能に支持されている。フランジ部調整部材５Ａは、第１突出部（突出部）５１と、２つの第２突出部５２と、第１突出部５１と各第２突出部５２とを連結する連結部５３とを有する。
　第１突出部５１は、第１金型３の溝３２の底面３２２から下方に向かって突出する。
　第１突出部５１のＸ軸方向正側と負側とには、それぞれ、第２突出部５２が配置されている。各第２突出部５２は、第１金型３の下面３１から下方に向かって突出する。

　そして、フランジ部調整部材５ＡがＺ軸方向に沿って移動した際、第１突出部５１および各第２突出部５２は、キャビティ２３に対して、一括して出没自在となる。図３０に示すように、型開き状態では、第１突出部５１および各第２突出部５２は、最大に突出した状態となる。図３２に示すように、型締め状態では、第１突出部５１および各第２突出部５２は、最も引っ込んだ状態となる。

　フランジ部調整部材５Ｂは、第２金型４にＺ軸方向に沿って移動可能に支持されている。フランジ部調整部材５Ｂは、第１突出部（突出部）５４と、２つの第２突出部５５と、第１突出部５４と各第２突出部５５とを連結する連結部５６とを有する。
　第１突出部５４は、第２金型４の溝４２の底面４２２から上方に向かって突出する。
　第１突出部５４のＸ軸方向正側と負側とには、それぞれ、第２突出部５５が配置されている。各第２突出部５５は、第２金型４の上面４１から上方に向かって突出する。

　そして、フランジ部調整部材５ＢがＺ軸方向に沿って移動した際、第１突出部５４および各第２突出部５５は、キャビティ２３に対して、一括して出没自在となる。図３０に示すように、型開き状態では、第１突出部５４および各第２突出部５５は、最大に突出した状態となる。図３２に示すように、型締め状態では、第１突出部５４および各第２突出部５５は、最も引っ込んだ状態となる。

　また、第１成形部２１は、第１金型３に内蔵されたガスダンパ２４と、第２金型４に内蔵されたガスダンパ２５と備える。
　ガスダンパ２４は、フランジ部調整部材５Ａの第１突出部５１と反対側に配置され、フランジ部調整部材５ＡをＺ軸方向負側に向かって付勢する付勢部として機能する。これにより、型開き状態で、第１突出部５１および各第２突出部５２は、最大に突出した状態が維持される。

　ガスダンパ２５は、フランジ部調整部材５Ｂの第１突出部５４と反対側に配置され、フランジ部調整部材５ＢをＺ軸方向正側に向かって付勢する付勢部として機能する。これにより、型開き状態で、第１突出部５４および各第２突出部５５は、最大に突出した状態が維持される。
　なお、成形装置１では、ガスダンパ２４およびガスダンパ２５に代えて、例えば、圧縮コイルバネを用いることもできる。

　加熱部６２は、母材９’を加熱する加熱工程を行う部分である。加熱部６２の構成としては、特に限定されず、例えば、母材９’に電気的に接続される２つの電極と、これらの電極間に電圧を印可する電圧印加部とを有する構成とすることができる。これにより、第１成形部２１による成形と、第２成形部２２による成形とに先立って、母材９’を通電状態として、母材９’を加熱して軟化させることができる。

　気体供給部６１は、母材９’内に高圧空気を供給する気体供給工程を行う部分である。これにより、第１金型３と第２金型４との型締め状態で、第１成形部２１による成形と、第２成形部２２による成形とがそれぞれ行われているときに、母材９’の過剰な潰れを防止することができる。気体供給部６１の構成としては、特に限定されず、例えば、コンプレッサを有する構成とすることができる。

　冷却部６３は、自動車用部材９Ａ（母材９’）を急冷却する冷却工程を行う部分である。冷却部６３の構成としては、特に限定されず、例えば、第１金型３および第２金型４にそれぞれ設けられ、冷媒が通過する流路を有する構成とすることができる。そして、冷媒が流路を通過した際、第１金型３および第２金型４ごと、自動車用部材９Ａを急冷却することができる。なお、冷媒は、液体、気体いずれでもよい。

　駆動部６４は、第１金型３および第２金型４を移動させて、第１金型３と第２金型４といを互いに接近、離間させることができる。これにより、型開き状態と、型締め状態とを切り換えることができる。駆動部６４の構成としては、特に限定されず、例えば、モータと、モータに接続されたボールねじと、ボールねじに接続されたリニアガイドとを有する構成とすることができる。

　制御部６５は、気体供給部６１、加熱部６２、冷却部６３、駆動部６４の作動を制御する。制御部６５の構成としては、特に限定されず、例えば、ＣＰＵ６５１と、記憶部６５２とを有する構成とすることができる。ＣＰＵ６５１は、例えば、記憶部６５２に予め記憶されている制御プログラムを実行することができる。制御プログラムには、例えば、気体供給部６１、加熱部６２、冷却部６３、駆動部６４の作動条件（作動タイミング）を制御して、母材９’を自動車用部材９Ａに成形するためのプログラム等が含まれる。

　成形装置１は、以下のように作動する。
　まず、図３０に示すように、第１金型３と第２金型４とを型開き状態として、第１金型３と第２金型４との間、すなわち、キャビティ２３内に母材９’を配置する。このとき、前述したように、第１成形部２１では、第１金型３側の第１突出部５１および各第２突出部５２が最大に突出した状態となっており、第２金型４側の第１突出部５４および各第２突出部５５も最大に突出した状態となっている（図３０のＢ－Ｂ線断面図参照）。一方で、第２成形部２２には、突出部５１等は設けられていない（図３０のＣ－Ｃ線断面図参照）。
　次いで、型開き状態のまま、加熱部６２を作動させる。これにより、母材９’を軟化させることができる。

　次いで、駆動部６４を作動させて、図３１に示すように、第１金型３と第２金型４とを、図３０に示す状態よりも互いに接近させた中間状態とする。これにより、母材９’は、上側の部分が第１金型３の溝３２に、図３０に示す状態よりも深く入り込み、下側の部分が第２金型４の溝４２に、図３０に示す状態よりも深く入り込むことができる。
　また、このとき、第１成形部２１では、第１突出部５１の端面５１１が上側から母材９’に当接し、第１突出部５４の端面５４１が下側から母材９’に当接する。一方、第２成形部２２（図３１のＣ－Ｃ線断面図）では、溝３２の底面３２２が上側から母材９’に当接し、溝４２の底面４２２が下側から母材９’に当接する。第１突出部５１の端面５１１と第１突出部５４の端面５４１と間の離間距離ＳＤ１は、溝３２の底面３２２と溝４２の底面４２２と間の離間距離ＳＤ２よりも短い。これにより、母材９’は、溝３２の底面３２２と溝４２の底面４２２と間よりも、第１突出部５１の端面５１１と第１突出部５４の端面５４１と間でより多く押し潰される。

　また、図３１に示す状態では、気体供給部６１を作動させて、１次ブローを行う。そして、この１次ブローと、第１突出部５１の端面５１１と第１突出部５４の端面５４１と間での押し潰しとが相まって、母材９’は、第２成形部２２（図３１のＣ－Ｃ線断面図）よりも第１成形部２１（図３１のＢ－Ｂ線断面図）でＸ軸方向に拡張する。この拡張により、母材９’は、第１フランジ部９３となる部分９３’が、第２フランジ部９４となる部分９４’よりも多く、第１金型３の下面３１と第２金型４の上面４１との間に入り込むことができる。これにより、次に続く型締め状態で、部分９３’が過不足なく押し潰されて、幅Ｗ９３が大なる第１フランジ部９３と、部分９４’が押し潰されて、幅Ｗ９４が小なる第２フランジ部９４とを成形することができる。

　次いで、図３２に示す型締め状態として、気体供給部６１を作動させて、２次ブローを行う。なお、２次ブローは、１次ブローよりも、母材９’内への高圧空気の供給量が多いか、または、高圧空気の圧力が高い。
　型締め状態では、母材９’は、第１金型３の溝３２と第２金型４の溝４２とにさらに深く入り込むことができる。これにより、母材９’が溝３２および溝４２の形状にならって、当該母材９’に第１パイプ部９５および第２パイプ部９６が成形されることとなる。また、第１金型３と第２金型４との間で、前述した部分９３’を潰しきって、第１フランジ部９３を確実に成形することができるとともに、前述した部分９４’を潰しきって、第２フランジ部９４を確実に成形することができる。

　また、このとき、フランジ部調整部材５Ａは、第１突出部５１が母材９’によってＺ軸方向正側に押圧されるとともに、各第２突出部５２が第２金型４の上面４１よってＺ軸方向正側に押圧される。これにより、フランジ部調整部材５Ａは、ガスダンパ２４の付勢力に抗して、Ｚ軸方向正側に移動する。一方、フランジ部調整部材５Ｂは、第１突出部５４が母材９’によってＺ軸方向負側に押圧されるとともに、各第２突出部５５が第１金型３の下面３１よってＺ軸方向負側に押圧される。これにより、フランジ部調整部材５Ｂは、ガスダンパ２５の付勢力に抗して、Ｚ軸方向負側に移動する。

　このような型締め状態により、母材９’は、第１パイプ部９５、第１フランジ部９３、第２パイプ部９６および第２フランジ部９４を備える自動車用部材９Ａに成形される。第１パイプ部９５および第２パイプ部９６は、母材９’の中心軸Ｏ９’（中心軸Ｏ９１）方向で互いに異なる位置に形成されるものの、母材９’と異なる管状をなす、すなわち、横断面形状が非円形の管状をなす部分となる。第１フランジ部９３は、第１パイプ部９５の外周部に突出して一体形成される。第２フランジ部９４は、第２パイプ部９６の外周部に突出して一体形成される。そして、第１フランジ部９３の幅Ｗ９３は、第２フランジ部９４の幅Ｗ９４よりも大きい。
　なお、第１フランジ部９３の全長Ｌ９３は、第１成形部２１のＹ軸方向に沿った長さに従い、第２フランジ部９４の全長Ｌ９４は、第２成形部２２のＹ軸方向に沿った長さに従う。

　次いで、冷却部６３を作動させて、自動車用部材９Ａを急冷却する。
　なお、２次ブローにより、母材９‘が第１金型３と第２金型４とに密着すると、母材９‘焼き入れが行われる。これにより、母材９’は、オーステナイトからマルテンサイトへ変態して、そのまま、最終成形品である自動車用部材９Ａとなる。
　次いで、再度型開き状態として、自動車用部材９Ａを取り出す。
　以上のように、成形装置１を用いることにより、自動車用部材９Ａを迅速かつ正確に成形することができる。そして、成形装置１から得られた自動車用部材９Ａは、前述したように、自動車製造時における接合作業性に優れた部材となる。

　また、成形装置１では、型開き状態での第１突出部５１および第１突出部５４の最大突出量の大小に応じて、型締め状態での第１フランジ部９３の幅Ｗ９３が決定される。これにより、第１突出部５１および第１突出部５４の最大突出量が大きければ大きいほど、第１フランジ部９３の幅Ｗ９３が大きくなり、反対に、第１突出部５１および第１突出部５４の最大突出量を抑えれば、それに伴って、第１フランジ部９３の幅Ｗ９３も抑えることができる。

　＜成形装置の第６実施形態＞
  以下、図３３～図３６を参照して成形装置の第６実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　図３３に示す本実施形態の成形装置１は、装置本体２を備える。この装置本体２は、図３４～図３６に示す内部構造を有する第１成形部２１および第２成形部２２を備える。
　図３４～図３６に示すように、第１成形部２１では、第１金型３は、ＸＹ平面と平行な下面３１と、下面３１に形成された溝３２とを有する。また、第２金型４は、ＸＹ平面と平行な上面４１と、上面４１に形成された溝４２とを有する。

　第２成形部２２は、フランジ部調整部材７を備える。フランジ部調整部材７は、後述するように、第２フランジ部９４を成形する際、第２フランジ部９４の幅Ｗ９４を第１フランジ部９３の幅Ｗ９３よりも小さく調整することができる。本実施形態では、第２成形部２２は、フランジ部調整部材７として、第１金型３に配置された２つのフランジ部調整部材７Ａと、第２金型４に配置された２つのフランジ部調整部材７Ｂと備える。なお、フランジ部調整部材７は、第１金型３および第２金型４の双方に配置されているのに限定されず、例えば、第１金型３および第２金型４のうちの一方にのみ配置されていてもよい。

　２つのフランジ部調整部材７Ａは、Ｘ軸方向に離間して配置されている。これら２つのフランジ部調整部材７Ａは、配置箇所が異なること以外は、同じ構成であるため、以下、Ｘ軸方向正側のフランジ部調整部材７Ａについて代表的に説明する。
　フランジ部調整部材７Ａは、第１金型３にＺ軸方向に沿って移動可能に支持されている。フランジ部調整部材７Ａは、突出部７１を有する。

　突出部７１は、第１金型３の下面３１から下方に向かって突出する。また、突出部７１は、ＸＹ平面と平行な端面７１１と、キャビティ２３内に配置された母材９’側に臨み、端面７１１に対して傾斜した傾斜面７１２とを有する。なお、傾斜面７１２は、溝３２の側面３２１と同程度に傾斜しており、型締め状態でＹ軸方向から見たとき、側面３２１と重なる。また、２つのフランジ部調整部材７Ａの間では、傾斜面７１２同士の間隔がＺ軸方向負側に向かって漸増している。

　そして、フランジ部調整部材７ＡがＺ軸方向に沿って移動した際、突出部７１は、キャビティ２３に対して出没自在となる。図３４に示すように、型開き状態では、突出部７１は、最大に突出した状態となる。図３６に示すように、型締め状態では、突出部７１は、最も引っ込んだ状態となる。

　２つのフランジ部調整部材７Ｂは、フランジ部調整部材７Ａと同様に、Ｘ軸方向に離間して配置されている。これら２つのフランジ部調整部材７Ｂは、配置箇所が異なること以外は、同じ構成であるため、以下、Ｘ軸方向正側のフランジ部調整部材７Ｂについて代表的に説明する。
　フランジ部調整部材７Ｂは、第２金型４にＺ軸方向に沿って移動可能に支持されている。フランジ部調整部材７Ｂは、突出部７２を有する。

　突出部７２は、第２金型４の上面４１から上方に向かって突出する。突出部７２は、ＸＹ平面と平行な、すなわち、Ｘ軸方向正側に位置するフランジ部調整部材７Ａの端面７１１と対向する端面７２１を有する。また、突出部７２は、キャビティ２３内に配置された母材９’側に臨み、端面７２１に対して傾斜した傾斜面７２２を有する。なお、傾斜面７２２は、溝４２の側面４２１と同程度に傾斜しており、型締め状態でＹ軸方向から見たとき、側面４２１と重なる。また、２つのフランジ部調整部材７Ｂの間では、傾斜面７２２同士の間隔がＺ軸方向負側に向かって漸増している。

　そして、フランジ部調整部材７ＢがＺ軸方向に沿って移動した際、突出部７２は、キャビティ２３に対して出没自在となる。図３４に示すように、型開き状態では、突出部７２は、突出部７１と同様に、最大に突出した状態となる。図３６に示すように、型締め状態では、突出部７２は、突出部７１と同様に、最も引っ込んだ状態となる。

　また、第１成形部２１は、第１金型３に内蔵された２つガスダンパ２６と、第２金型４に内蔵された２つのガスダンパ２７と備える。
　各ガスダンパ２６は、各フランジ部調整部材７Ａの突出部７１と反対側に配置され、フランジ部調整部材７ＡをＺ軸方向負側に向かって付勢する付勢部として機能する。これにより、型開き状態で、突出部７１は、最大に突出した状態が維持される。
　なお、２つのフランジ部調整部材７Ａは、互いに連結されていてもよい。これにより、ガスダンパ２６の配置数を、１つとすることができる。

　各ガスダンパ２７は、各フランジ部調整部材７Ｂの突出部７２と反対側に配置され、フランジ部調整部材７ＢをＺ軸方向正側に向かって付勢する付勢部として機能する。これにより、型開き状態で、突出部７２は、最大に突出した状態が維持される。
　なお、２つのフランジ部調整部材７Ｂは、互いに連結されていてもよい。これにより、ガスダンパ２７の配置数を、１つとすることができる。

　次に、成形装置１の作動について説明する。
　まず、図３４に示すように、第１金型３と第２金型４とを型開き状態として、第１金型３と第２金型４との間、すなわち、キャビティ２３内に母材９’を配置する。このとき、前述したように、第２成形部２２では、第１金型３側の突出部７１が最大に突出した状態となっており、第２金型４側の突出部７２も最大に突出した状態となっている（図３０のＥ－Ｅ線断面図参照）。一方で、第１成形部２３には、突出部７１等は設けられていない（図３４のＤ－Ｄ線断面図参照）。
　次いで、型開き状態のまま、加熱部６２を作動させる。これにより、母材９’を軟化させることができる。

　次いで、駆動部６４を作動させて、図３５に示すように、第１金型３と第２金型４とを、図３４に示す状態よりも互いに接近させた中間状態とする。これにより、第１成形部２１では、母材９’は、第１金型３の溝３２と第２金型４の溝４２とにより深く入り込むことができる。また、第２成形部２２では、母材９’は、フランジ部調整部材７Ａ同士の間と、フランジ部調整部材７Ｂ同士の間とにより深く入り込むことができる。

　また、図３５に示す状態では、気体供給部６１を作動させて、１次ブローを行う。このとき、第２成形部２２におけるフランジ部調整部材７Ａ（突出部７１）の端面７１１とフランジ部調整部材７Ｂ（突出部７２）の端面７２１と間の離間距離ＳＤ４は、第１成形部２１における第１金型３の下面３１と第２金型４の上面４１と間の離間距離ＳＤ３よりも短い。これにより、第２フランジ部９４となる部分９４’が端面７１１と端面７２１との間に入り込む入り込み量を、第１フランジ部９３となる部分９３’が下面３１と上面４１との間に入り込む入り込み量よりも小さくする、すなわち、抑えることができる。これにより、次に続く型締め状態で、部分９３’と部分９４’とが過不足なく押し潰されて、幅が異なる第１フランジ部９３と第２フランジ部９４とを成形することができる。すなわち、型締め状態で、幅Ｗ９３が大なる第１フランジ部９３と、幅Ｗ９４が小なる第２フランジ部９４とを成形することができる。

　次いで、図３６に示す型締め状態として、気体供給部６１を作動させて、２次ブローを行う。
　型締め状態の第１成形部２１では、母材９’は、第１金型３の溝３２と第２金型４の溝４２とにさらに深く入り込むことができる。また、第１金型３と第２金型４との間で、部分９３’を潰しきることができる。
　一方、第２成形部２２では、母材９’は、フランジ部調整部材７Ａ同士の間と、フランジ部調整部材７Ｂ同士の間とにさらに深く入り込むことができる。これにより、母材９’に第１パイプ部９５および第２パイプ部９６が成形されることとなる。

　また、このとき、各フランジ部調整部材７Ａは、突出部７１が母材９’によってＺ軸方向正側に押圧される。これにより、各フランジ部調整部材７Ａは、ガスダンパ２６の付勢力に抗して、Ｚ軸方向正側に移動する。一方、各フランジ部調整部材７Ｂは、突出部７２が母材９’によってＺ軸方向負側に押圧される。これにより、各フランジ部調整部材７Ｂは、ガスダンパ２７の付勢力に抗して、Ｚ軸方向負側に移動する。また、フランジ部調整部材７Ａとフランジ部調整部材７Ｂとの間で、部分９４’を潰しきることができる。

　このような型締め状態により、母材９’は、第１フランジ部９３の幅Ｗ９３が第２フランジ部９４の幅Ｗ９４よりも大きい自動車用部材９Ａに成形される。
　次いで、冷却部６３を作動させて、自動車用部材９Ａを急冷却する。
　なお、前記第１実施形態と同様に、２次ブローにより、母材９‘が第１金型３と第２金型４とに密着すると、母材９‘焼き入れが行われる。これにより、母材９’は、オーステナイトからマルテンサイトへ変態して、そのまま、最終成形品である自動車用部材９Ａとなる。
　次いで、再度型開き状態として、自動車用部材９Ａを取り出す。これにより、自動車用部材９Ａを得ることができる。

　また、成形装置１では、中間状態での突出部７１と突出部７２との間の離間距離ＳＤ４の大小に応じて、第２フランジ部９４の幅Ｗ９４が決定される。これにより、離間距離ＳＤ４が小さければ小さいほど、第２フランジ部９４の幅Ｗ９４が小さくなる。例えば、離間距離ＳＤ４をゼロとすれば、第２フランジ部９４の成形を省略する、すなわち、幅Ｗ９４をゼロとして、第２フランジ部９４の成形を規制することができる。これにより、自動車内での自動車用部材９Ａの使用箇所（用途）に応じて、第２フランジ部９４の有無を選択することができる。

　＜成形装置の第７実施形態＞
  以下、図３７～図４１を参照して成形装置の第７実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

　図３７～図４１に示すように、本実施形態では、成形装置１は、１次母材９－１’を２次母材９－２’に成形する第１装置本体２Ａと、２次母材（母材）９－２’を自動車用部材９Ａに成形する第２装置本体２Ｂと備える。なお、第１装置本体２Ａと第２装置本体２Ｂとは、別体であってもよいし、一体であってもよい。
　図３７、図３８に示すように、第１装置本体２Ａは、互いに接近、離間可能に支持された第１金型８１と第２金型８２とを備える。

　第１金型８１と第２金型８２との間には、１次母材９－１’が配置、収納されるキャビティ８３が形成される。キャビティ８３は、円柱状の空間であり、互いに直径が異なる大径部８３１と小径部８３２とを有する。なお、本実施形態では、キャビティ８３は、２つの小径部８３２と、これら２つの小径部８３２の間に配置された１つの大径部８３１とを有する。
　また、１次母材９－１’は、円筒状をなし、外径および内径が中心軸Ｏ９－１’方向に沿って一定の部材である。

　そして、第１装置本体２Ａを用いて１次母材９－１’を２次母材９－２’に成形するには、まず、図３７に示すように、型開き状態で、第１金型８１と第２金型８２との間に１次母材９－１’を配置して、そのまま、当該１次母材９－１’を加熱する。次いで、図３８に示すように、型締め状態をとして、前記成形装置の第１実施形態と同様に、気体供給工程等を適宜行う。これにより、２次母材９－２’が得られる。２次母材９－２’は、大径部８３１で成形された第１部分９８と、各小径部８３２で成形された第２部分９９とを有する。第１部分９８は、外径が第２部分９９の外径よりも大きいが、管壁の厚さが第２部分９９での管壁の厚さよりも薄い。

　図３９、図４０に示すように、第２装置本体２Ｂは、第１成形部２１と第２成形部２２とを備える。そして、第２装置本体２Ｂを用いて２次母材９－２’を自動車用部材９Ａに成形するには、まず、図３９に示すように、型開き状態で、第１金型３と第２金型４の間に２次母材９－２’を配置して、そのまま、当該２次母材９－２’を加熱する。このとき、２次母材９－２’は、第１部分９８が第１成形部２１に臨み、第２部分９９が第２成形部２２に臨む。図４０では、上型である第１金型３および下型である第２金型４の中央部分にある第１成形部２１において、第１金型３（上型）および第２金型４（下型）の上下が２次母材９－２’の中央側に向かってくぼんだ（突出した）形となっている。

　次いで、図４０に示すように、型締め状態をとして、前記成形装置の第１実施形態と同様に、気体供給工程等を適宜行う。これにより、第１部分９８が潰されて、その潰された分、Ｘ軸方向に広がり、第１フランジ部９３が成形される。なお、本実施形態では、第２フランジ９４の成形が規制されている。
　次いで、第２装置本体２Ｂを再度型開き状態する。これにより、図４１に示すように、第１フランジ部９３を備える自動車用部材９Ａが得られる。これにより第２フランジ部９４を必要以上に成形することなく、第１フランジ部９３のみを形成することができるので、必要な溶接個所に必要なフランジ部９２の突出量分、フランジ部９２を成形することが可能となる。
　なお、上型である第１金型３および下型である第２金型４の中央部分にある第１成形部２１において、第１金型３（上型）および第２金型４（下型）の上下が２次母材９－２’の中央側に向かってくぼんだ形としなくともよい。例えば第１成形部２１が第２成形部２２と同様の形状となった場合でも、２次母材９－２’の第１部分９８が第２部分９９よりも外径が大きい分だけ、第１フランジ部９３を成形することができる。

　以上、本発明のフランジ付き部材を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、フランジ付き部材を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
　また、本発明のフランジ付き部材は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

　また、フランジ付き部材は、前記各実施形態では自動車部品に適用されているが、適用例としては、これ限定されず、例えば、航空機、船舶等にも適用可能である。
　また、自動車用部材９Ｂ、自動車用部材９Ｃを成形する場合には、第１成形部２１および第２成形部２２のうちの一方が省略された成形装置を用いることにより、その成形が可能となる。

　１　　　　　　成形装置
　２　　　　　　装置本体
　２Ａ　　　　　第１装置本体
　２Ｂ　　　　　第２装置本体
　２１　　　　　第１成形部
　２２　　　　　第２成形部
　２３　　　　　キャビティ
　２４　　　　　ガスダンパ
　２５　　　　　ガスダンパ
　２６　　　　　ガスダンパ
　２７　　　　　ガスダンパ
　３　　　　　　第１金型
　３１　　　　　下面
　３２　　　　　溝
　３２１　　　　側面
　３２２　　　　底面
　４　　　　　　第２金型
　４１　　　　　上面
　４２　　　　　溝
　４２１　　　　側面
　４２２　　　　底面
　５　　　　　　フランジ部調整部材
　５Ａ　　　　　フランジ部調整部材
　５Ｂ　　　　　フランジ部調整部材
　５１　　　　　第１突出部（突出部）
　５１１　　　　端面
　５２　　　　　第２突出部
　５３　　　　　連結部
　５４　　　　　第１突出部（突出部）
　５４１　　　　端面
　５５　　　　　第２突出部
　５６　　　　　連結部
　６１　　　　　気体供給部
　６２　　　　　加熱部
　６３　　　　　冷却部
　６４　　　　　駆動部
　６５　　　　　制御部
　６５１　　　　ＣＰＵ
　６５２　　　　記憶部
　７　　　　　　フランジ部調整部材
　７Ａ　　　　　フランジ部調整部材
　７Ｂ　　　　　フランジ部調整部材
　７１　　　　　突出部
　７１１　　　　端面
　７１２　　　　傾斜面
　７２　　　　　突出部
　７２１　　　　端面
　７２２　　　　傾斜面
　８１　　　　　第１金型
　８２　　　　　第２金型
　８３　　　　　キャビティ
　８３１　　　　大経部
　８３２　　　　小径部
　９０Ａ　　　　自動車用部材
　９０Ｂ　　　　自動車用部材
　９０Ｃ　　　　自動車用部材
　９０Ｄ　　　　自動車用部材
　９０Ｅ　　　　自動車用部材
　９０’　　　　母材
　９０１　　　　横断面一定部
　９０２　　　　横断面変化部
　９０３　　　　横断面一定部
　９０４　　　　突出部
　９０５　　　　突出部
　９０６　　　　突出部
　９０７　　　　トンネル部
　９０８　　　　溝
　９Ａ　　　　　自動車用部材
　９Ｂ　　　　　自動車用部材
　９Ｃ　　　　　自動車用部材
　９’　　　　　母材
　９－１’　　　１次母材
　９－２’　　　２次母材（母材）
　９１　　　　　パイプ部
　９１１　　　　左端
　９１２　　　　右端
　９１３　　　　高さ一定部
　９１４　　　　高さ変化部（高さ漸増部）
　９１５　　　　高さ一定部
　９２　　　　　フランジ部
　９２１　　　　幅一定部
　９２２　　　　幅変化部（幅漸減部）
　９３　　　　　第１フランジ部
　９３’　　　　部分
　９４　　　　　第２フランジ部
　９４’　　　　部分
　９５　　　　　第１パイプ部
　９６　　　　　第２パイプ部
　９７　　　　　端面
　９８　　　　　第１部分
　９９　　　　　第２部分
　１０　　　　　ステアリング支持用構造体
　１０１　　　　溶接箇所（溶接点）
　１１　　　　　板金部材
　１１Ａ　　　　板金部材
　１１Ｂ　　　　板金部材
　１１１　　　　継ぎ手部
　２０　　　　　成形装置
　３０　　　　　装置本体
　４０　　　　　フランジ部調整部材
　４０Ｂ　　　　フランジ部調整部材
　４０Ｃ　　　　フランジ部調整部材
　４０Ｄ　　　　フランジ部調整部材
　４０１　　　　組
　４０２　　　　間隔
　５０　　　　　第１金型
　５０Ａ　　　　第１金型
　５０Ｂ　　　　第１金型
　５０Ｃ　　　　第１金型
　５０Ｄ　　　　第１金型
　５０１　　　　第１部材
　５０２　　　　第２部材
　５０３　　　　第３部材
　５０４　　　　凹部
　５０５　　　　溝（トンネル部成形用溝）
　５０６　　　　凸条（溝成形用凸状部）
　６０　　　　　第２金型
　Ｈ９１　　　　高さ
　Ｌ９３　　　　全長
　Ｌ９４　　　　全長
　Ｏ９’　　　　中心軸
　Ｏ９１　　　　中心軸（軸）
　ＰＭ５　　　　周長
　ＰＭ６　　　　周長
　ＰＭ７　　　　周長
　ＰＭ８　　　　周長
　ＳＤ１　　　　離間距離
　ＳＤ２　　　　離間距離
　ＳＤ３　　　　離間距離
　ＳＤ４　　　　離間距離
　Ｗ９１　　　　幅
　Ｗ９２　　　　幅（突出量）
　Ｗ９３　　　　幅（突出量）
　Ｗ９４　　　　幅（突出量）

 

Claims (8)

1. 　フランジ部を有する管状のフランジ付き部材であって、
   　前記フランジ付き部材の軸方向に沿うに従って、横断面形状が変化した横断面変化部を有し、
   　前記横断面変化部における任意の２つの横断面は、一方の横断面の周長が、他方の横断面の周長の１．２５倍以下であることを特徴とするフランジ付き部材。
2. 　前記一方の横断面の周長は、前記他方の横断面の周長の１倍以上である請求項１に記載のフランジ付き部材。
3. 　横断面形状が矩形をなす矩形部を有する請求項１または２に記載のフランジ付き部材。
4. 　前記横断面変化部には、前記矩形部が含まれる請求項３に記載のフランジ付き部材。
5. 　前記矩形部には、前記軸方向に沿った溝が形成されている請求項３または４に記載のフランジ付き部材。
6. 　前記横断面変化部には、前記フランジ部が含まれる請求項１～５のいずれか１項に記載のフランジ付き部材。
7. 　前記フランジ部は、前記軸方向に沿って形成されており、幅が前記軸方向に沿って変化する請求項６に記載のフランジ付き部材。
8. 　前記フランジ部は、前記管状体の管壁同士が重なって板状に形成された部分である請求項１～７のいずれか１項に記載のフランジ付き部材。
   
    

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