JP2545912B2 - 板材の局部薄肉化方法と肉厚不均一材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塑性加工の可能な板材における所定の帯状
範囲を局部的に薄肉化する方法に関するものであり、特
に、その帯状範囲の形状および肉厚変化の自由度を向上
させる技術、およびその技術を肉厚不均一材の製造方法
に適用する技術に関するものである。

〔従来の技術〕

鋼板等の塑性加工可能な板材は一般に肉厚が均一であ
るが、板材の所定の帯状範囲における肉厚を局部的に薄
くすることが望ましい場合がある。例えば、実開昭54−
71816号公報および特開昭59−109466号公報に開示され
ているように、板材が所定の横断面形状を有する長尺材
に加工され、かつ、それが曲げ荷重を受ける強度部品と
して用いられる場合である。横断面の各部に必要な肉厚
は均一でないのが普通であるため、その素材である板材
においても、肉厚が過剰である長手方向に沿った帯状範
囲を局部的に適正な肉厚に薄肉化することが望まれるの
である。なお、薄肉化の要望は、板材が曲げ荷重とは異
なる荷重を受ける強度部品として使用される場合におい
ても、また、板材が剛性とは無関係な目的で使用される
場合においても生じ得る。

〔発明が解決しようとする課題〕

板材の局部薄肉化方法として、上記特開昭59−109466
号公報には、板材の帯状範囲を圧延ロールによって所定
の肉厚に引き伸ばす方法が開示されている。

しかし、この圧延ロールによる方法においては、圧延
加工中に圧延方向を変化させ、帯状範囲の形状を長手方
向に沿って大角度で屈曲させることも、帯状範囲の肉厚
を圧延方向に沿って変化させることも困難である。この
ように、圧延ロールの薄肉化方法においては、帯状範囲
の形状および肉厚変化に対する制約が厳しいという問題
があるのである。また、たとえ、圧延ロールの段取りを
行って上記の目的を達成したとしても、加工コストおよ
び圧延ロールの設備コストの増大により、板材コストが
大幅に上昇することを避け得ない。

本発明はこの問題を解決することを課題として為され
たものである。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１に記載の発明の要旨は、板材の局部薄肉化方
法であって、板材の前記帯状範囲をその範囲の幅方向の
両側を拘束した状態で突条状に張り出させてほぼ所定の
肉厚に引き伸ばした後、その帯状範囲の肉厚をほぼその
ままに保って平らに延ばすことにある。

そして、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発
明を、所定の外形形状を有し、かつ、帯状の薄肉部を有
する肉厚不均一材の製造に適用する場合に好適な方法を
提供するものであり、その要旨は、板素材を予め定めら
れた送り方向に所定ピッチで送りつつ、所定の外形形状
に切り取る間に、（ａ）板素材の帯状範囲をその範囲の
幅方向の両側を拘束した状態で突条状に張り出させてほ
ぼ所定の肉厚に引き伸ばす張出し工程と、（ｂ）帯状範
囲をそれの肉厚をほぼそのままに保って平らに延ばす延
ばし工程とを順次行うことにある。

〔作用および発明の効果〕

請求項１の発明においては、板材の帯状範囲がそれの
幅方向の両側が拘束された状態で、板材の面とほぼ直角
な方向に加圧力を受けて突条状に張り出させられ、帯状
範囲の材料が幅方向に引き伸ばされる。このとき、帯状
範囲の張出し後の、幅方向の断面形状と帯状範囲両側の
拘束状態との少なくとも一方を予め適切に設定して置け
ば、帯状範囲を幅方向に所望の肉厚に薄肉化することが
できる。また、帯状範囲の張出し後の幅方向の断面形状
を長手方向に沿って適切に変化させれば、帯状範囲の幅
および肉厚を長手方向に沿って任意に変化させることが
できる。

その後、帯状範囲を曲げたり、板材の面とほぼ直角な
方向に押し潰したり、幅方向に引っ張ったりするなどに
より、張出しによって引き伸ばされた部分の肉厚をほぼ
そのままに保って平らに延ばせば、帯状範囲が張出し前
の平らな状態に戻る。

以上のようにして局部的に薄肉化された板材は、引き
続いてプレス加工装置により所定のプレス加工が施さ
れ、あるいは、そのままで使用される。

このように、請求項１の発明に従えば、薄肉化される
帯状範囲の形状および肉厚を長手方向に沿って容易に変
化させることができ、前記の圧延ロールによる薄肉化方
法における問題を解決することができる。したがって、
圧延ロールの薄肉化方法によってもなお肉厚が過剰であ
った部分の肉厚が適正化されるとともに、その薄肉化方
法の制約による薄肉化が不可能とされていた板材に対し
ても薄肉化を行うことが可能となり、薄肉化による重量
低減効果および材料コスト低減効果をさらに高めること
ができる。

また、請求項２の発明においては、板素材から所定の
外形形状の材料が切り取られる間に、板素材の肉厚不均
一材となるべき部分の帯状範囲に対して前記張出し工程
が行われた後、その帯状範囲に対して前記延ばし工程が
行われる。

このように、請求項２の発明に従えば、板材から所定
の外形形状を有する材料を切り取る間に、張出し工程お
よび延ばし工程を切取り工程と共通の搬送ラインで、し
かも共通のプレス加工装置によって行い得、設備コスト
の節減および所要製造時間の短縮が可能となる効果が得
られる。この場合、薄肉化を行うために、薄肉化用圧延
ロール等、プレス加工装置と同一ラインに組み込み難い
設備を設ける必要がなくなり、設備の構築が容易となる
とともに設備費を節減することができるという効果も得
られる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図には、ブランキング法により加工される鋼板10
が示されている。この鋼板10は幅Ｗおよび肉厚t₀の帯板
状を成し、予めコイル状に巻かれた状態から図示しない
コイルフィーダにより順送り型プレス加工装置に供給さ
れるようになっている。鋼板10はプレス加工装置内にお
いて一定ピッチL₀で図中矢印Ａで示す送り方向に送ら
れ、その間に複数工程のプレス加工が順次施され、所定
形状のブランク材12とされる。このブランク材12は、ト
ラック用サイドレールのインナチャンネルに使用するも
のであり、本ブランキング加工後に所定のプレス加工が
施される。インナチャンネルは長手形状を成し、主とし
て長手方向とほぼ直角な方向に曲げ荷重を受ける構造部
材である。なお、図において、送り方向Ａと直交する複
数本の一点鎖線は本ブランキング加工による鋼板10の各
部分の伸びを明らかにするための補助線である。以下、
各工程毎に説明する。

まず、第１工程（図においてで表す。以下、同じと
する。）では、鋼板10の幅方向の一端部（図において下
方の端部）から中央に幅方向に沿って帯状に延びる帯状
範囲（図において斜線で表す。）に対する加工が行われ
る。すなわち、プレス加工装置のダイと押え型との各押
え面によって帯状範囲の送り方向Ａの上流側の部分（正
確には、線L_Fで示す部分を含んで上流側の部分、あるい
は線L_Fで示す部分より上流側の部分）および下流側の部
分（正確には、線L_Rで示す部分を含んで下流側の部分、
あるいは線L_Rで示す部分より下流側の部分）が拘束され
た状態で、帯状範囲が所定形状を有するパンチとダイと
によって、帯状範囲の横断面（帯状範囲の幅方向の断
面）が第２図に示すように、送り方向Ａの中央の部分
（線L_Cで示す部分）を頂点として下向きに三角形状に突
出する状態となるように張り出させられるのである。こ
のとき、鋼板10の上面における線L_Cの部分の曲率半径が
R_Pとなり、鋼板10の下面における線L_FおよびL_Rの部分の
曲率半径が共にR_dとなり、そして、鋼板10の上面におけ
る張出し深さがｈとなるようにプレス加工装置の諸元が
定められている。その結果、鋼板10の肉厚は、線L_Cの部
分が初期のt₀からt_Cに薄肉化され、線L_FおよびL_Rの部分
が共にt_Eに薄肉化されるとともに、線L_Cの部分から線L_F
の部分および線L_Rの部分に向かって、それぞれt_Cからt_E
に変化するように薄肉化されることとなる。また、第１
工程においては、２個のスリット穴14,16（図において
斜線部で表す。）の穴抜きが行われる。

第２工程では、２個のロケーション穴18,20および２
個のスリット穴22,24（図において斜線部で表す。）の
穴抜きが行われる。

第３工程では、スリット穴26（図において斜線部で表
す。）の穴抜きおよび切断線ａの切断が行われる。これ
らスリット穴26と切断線ａとは、第１および第２工程に
おいて抜かれたスリット穴14,16,22,24と共同して、送
り方向Ａに沿って互いに隣接するブランク材12と成るべ
き部分を、帯状範囲のうち鋼板10の幅方向と平行な部分
（図においてＢで示す範囲）を残して前後に切り離す。

第４工程では、帯状範囲がパンチとダイとによって押
し潰されて第３図に示すように平らに延ばされる。この
際、帯状範囲の各部分の肉厚はほぼそのまま保たれるよ
うに延ばされるから、帯状範囲の幅はL₀からＬに伸びる
こととなる。その結果、第４工程を経た帯状範囲の肉厚
は、送り方向Ａの中央の部分（線L_C′で示す部分。）が
前記t_Cとなり、帯状範囲の上流側の部分（図において線
L_F′で示す部分。この部分は第１工程における線L_Fと一
致する。）および下流側の部分（図において線L_R′で示
す部分。）が共に前記t_Eとなるのである。なお、鋼板10
は依然として一定ピッチL₀で送られるから、第４工程の
次の工程以降においては実質的にL₀より大きい一定ピッ
チＬで送られることとなる。

第５および第６工程では図示しない穴の抜き加工が行
われ、第７工程では、ブランク材12を鋼板10から分離す
るために切断線ｂが切断されるとともに、鋼板10の前端
部、すなわち、ブランク材12として次回鋼板10から切り
離される部分に残っている余分な部分28,30の端切りが
行われる。

以上のようにして鋼板10から分離されたブランク材12
はプレス加工装置から外に排出され、別のプレス加工装
置によって第４図に示すように、Ｃ字形の断面形状を有
するインナチャンネルに成形される。

なお、第２および第３工程においてブランク材12とな
るべき部分を帯状範囲のうちＢの部分を残して互いに切
り離すのは、第４工程において帯状範囲が送り方向Ａに
延ばされる際、それによって周辺の部分にしわが発生す
ることを防止するためである。

また、図において符号32,34,36および38は、その個別
のロケーション穴18,20あるいはブランク材12の前後の
隙間に嵌入させられる位置決め部材を示す。

以上の説明から明らかなように、本実施例において
は、鋼板10が塑性加工可能な板素材であり、ブランク材
12が肉厚不均一材である。また、第１工程の張出しが張
出し工程、第４工程の押潰しが延ばし工程であり、第１
工程ないし第３工程の穴抜き加工と第７工程の切断およ
び端切り工程とが肉厚不均一材の切取り工程である。す
なわち、本実施例は請求項２記載の発明の一実施態様な
のであり、そのうち、張出し工程および延ばし工程が請
求項１記載の発明の一実施態様なのである。

本実施例においては、鋼板10の送り方向Ａの寸法がブ
ランキング後に伸びることとなり、ブランク材12に必要
な鋼板10の使用量が少なくて済む効果が得られる。その
効果の一例を挙げれば、本実施例のインナチャンネルに
おいては、鋼板10を局部薄肉化して使用することとした
ため、鋼板10の使用重量が従来より５〜6kg f低減し、
これはインナチャンネルの全重量の約15％に当たる。ま
た、局部薄肉化によりインナチャネル自身の重量が従来
より約2kg f低減した。

さらに、本実施例においては、薄肉化工程が順送り加
工の一部に取り入れられて、薄肉化のための設備費用の
削減および肉厚不均一材の製造時間の短縮が図られてい
るが、上記圧延ロールによる薄肉化方法においては圧延
工程を順送り加工に取り入れることは不可能である。ま
た、本実施例における薄肉化方法においては、張出し工
程および押潰し工程がそれぞれ帯状範囲全体に対して一
挙に行われるから、薄肉化に必要な加工時間が圧延ロー
ルによる方法に比べて短くて済むという効果も得られ
る。

以上、詳記した実施例においては、肉厚不均一材たる
ブランク材12が長尺物であり、しかも、主として曲げ荷
重を受ける強度部材となる場合について説明したが、板
材の使用がこの場合に限定されることはない。

また、本実施例においては、張出し工程によって帯状
範囲が横断面形状が三角形状となるように突出させられ
るが、張出し後の断面形状はこれに限るものではなく、
帯状範囲の各部分が板材の帯状範囲でない部分に対して
板材表面に直角な方向に突出するものであればよい。

その他、当業者の知識に基づいて種々の変形，改良を
施した態様で本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例方法によってブランク材が製
造される様子を示す平面図である。第２図は第１図のII
−II断面図、第３図は第１図のIII−III断面図である。
第４図は上記ブランク材がインナチャンネルとして成形
された後の形状を示す横断面図である。 10:鋼板、12:ブランク材

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塑性加工の可能な板材の帯状範囲を所定の
   肉厚に薄肉化する方法であって、 前記板材の帯状範囲をその範囲の幅方向の両側を拘束し
   た状態で突条片に張り出させてほぼ前記所定の肉厚に引
   き伸ばした後、その帯状範囲の肉厚をほぼそのままに保
   って平らに延ばすことを特徴とする板材の局部薄肉化方
   法。
2. 【請求項２】塑性加工の可能な板素材から、所定の肉厚
   に薄肉化された帯状範囲を所定位置に有する肉厚不均一
   材を所定の外形形状で切り取る肉厚不均一材の製造方法
   であって、 前記板素材を予め定められた送り方向に所定ピッチで送
   りつつ、前記所定の外形形状に切り取る間に、 （ａ）前記板素材の帯状範囲をその範囲の幅方向の両側
   を拘束した状態で突条片に張り出させてほぼ前記所定の
   肉厚に引き伸ばす張出し工程と、 （ｂ）前記帯状範囲をそれの肉厚をほぼそのままに保っ
   て平らに延ばす延ばし工程と を順次行うことを特徴とする肉厚不均一材の製造方法。