JP5278445B2 - 中空部材 - Google Patents
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Description
加工装置0は、以下に列記する手順で、金属材1を素材とする屈曲部材を製造する。
(b)送り装置3が、支持手段2により支持された金属材1を上流側から下流側へ向けて送りながら、支持手段2の下流で金属材1に曲げ加工を行う。
(I)中空の閉断面形状を有するとともに長手方向へ単一の部品により構成される長尺の金属材1が、一対のロールによって、対向して配置される一対の長辺を有する扁平かつ中空の閉断面形状を有する金属製の長尺の中間部材に加工される。
(III)第1の位置において、支持手段2が、送られる中間部材を支持する。
(IV)中間部材の送り方向について第1の位置よりも下流の第2の位置において、誘導加熱コイル5が、送られる中間部材を部分的に加熱する。
(VI)中間部材の送り方向について第3の位置よりも下流の領域において、送られる中間部材を支持する可動ローラダイス4の位置を二次元または三次元で変更することによって、中間部材における加熱された部分に曲げモーメントを与える。
(要素1)本体が、少なくとも長手方向に単一の部品により構成されること、
(要素2)本体が、最大の外部寸法である部分、およびこの最大の外部寸法よりも短い外部寸法である部分を少なくとも有する扁平断面を有すること、
(要素3)本体が、長手方向の一部に、熱間でのねじり加工により形成されたねじれ部を有すること、
(要素4)ねじれ部を境として本体の長手方向の一方の側に存在する第1の部分における最大の外部寸法である部分を含む仮想の平面と、ねじれ部を境として本体の長手方向の他方の側に存在する第2の部分における最大の外部寸法である部分を含む仮想の平面とが交差する角度が、0度でないこと、
(要素5)ねじれ部が、少なくとも780MPaの引張強度を有すること、
(要素6)(前記最大の外部寸法)/(前記短い外部寸法)が1.2以上であること、
(要素7)前記交差する角度は4度以上であること
を有することを特徴とする中空部材である。
1 金属材
2 支持手段
3 送り装置
4 可動ローラダイス
5 誘導加熱コイル
6 冷却装置
11〜13、19 中空部材
14、20 本体
15 第1の部分
15a 仮想の平面
16 第2の部分
16a 仮想の平面
17 ねじれ部
17−1 第1のねじれ部
17−2 第2のねじれ部
18 屈曲部
21、22 第1の部分
本体14は、少なくとも長手方向に、単一の部品により一体に構成される。このため、本体14は、長手方向と交差する方向へ形成される溶接部等の接合部を有さない。
中空部材11〜13は、いずれも、本体14の内部にレインフォース等の補強部材を有さない。このように、中空部材11〜13は、いずれも、極めて簡素な構造を有する。中空部材11〜13は、いずれも、軽量である。
Iθx=(1/2)(Ix+Iy)+(1/2)(Ix−Iy)cos2θ
Ix=(1/12){bh3−(b−2t)(h−2t)3}
Iy=(1/12){hb3−(h−2t)(b−2t)3}
図4は、外周長100mm、肉厚2mm、縦横比k=1.1、1.2、1.5または2.0の矩形断面をθ度捻じって得られる形状を有する中空部材の断面2次モーメントの増加率を、上記式を用いて計算により求めた結果を示すグラフである。
図5は、外周長100mm、肉厚2mm、縦横比k=1.2、1.5、2.0または5.0の矩形断面をθ度捻じって得られる形状を有する中空部材の断面2次モーメントの増加率を、上記式を用いて計算により求めた結果を示すグラフである。
中空部材11〜13は、いずれも、ねじれ部17を有するため、曲げ剛性が高められている。
(a)中空部材11〜13を、その長手方向へ、誘導加熱コイル5および冷却装置6に対して相対的に移動させること、
(b)中空部材11〜13の被加熱部を境とする両側を例えば産業用ロボットにより支持すること、および
(c)中空部材11〜13の被加熱部を境とする両側または片側の位置を、この両側または片側を支持する産業用ロボットを動作させることによって、三次元で移動すること
により、支持手段2、送り装置3および可動ローラダイス4を用いなくとも、中空部材11〜13の加熱された部分にねじれ部17を形成することができる。
さらに、このねじれ部17は優れた疲労特性を有する。この理由を説明する。
第1のねじれ部17−1および第2のねじれ部17−2ねじれ部17が、中空部材19の本体20に形成されている。また、屈曲部18が、第1のねじれ部17−1を境として本体20の長手方向の一方の側に存在する第1の部分21と、第2のねじれ部17−2を境として本体20の長手方向の一方の側に存在する第1の部分22との間に形成されている。
Claims (3)
- 中空の鋼製の本体を備える中空部材であって、以下の要素1〜7を有することを特徴とする自動車の強度部材、補強部材または構造部材に用いられる中空部材、
(要素1)前記本体は、少なくとも長手方向に単一の部品により構成されること、
(要素2)前記本体は、最大の外部寸法である部分、および該最大の外部寸法よりも短い外部寸法である部分を少なくとも有する扁平断面を有すること、
(要素3)前記本体は、長手方向の一部に、熱間でのねじり加工により形成されたねじれ部を有すること、
(要素4)前記ねじれ部を境として前記本体の長手方向の一方の側に存在する第1の部分における前記最大の外部寸法である部分を含む仮想の平面と、前記ねじれ部を境として前記本体の長手方向の他方の側に存在する第2の部分における前記最大の外部寸法である部分を含む仮想の平面とが交差する角度は0度でないこと、
(要素5)前記ねじれ部は、少なくとも780MPaの引張強度を有すること、
(要素6)(前記最大の外部寸法)/(前記短い外部寸法)が1.2以上であること、
(要素7)前記交差する角度は4度以上であること。 - 前記本体は、屈曲部を一つ以上有する請求項1に記載された中空部材。
- 前記本体は、該本体の長手方向、および/または該本体の周方向へ部分的に形成される焼入れ部を有する請求項1に記載された中空部材。
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