JP5459183B2 - 金属製車両用クロスメンバー - Google Patents
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(1)図12(a)に示すように、ウエブ10の長手方向の中央部にはシワ15が形成されるとともに図12(b)に示すように両側壁12,14の長手方向の中央部には肉余りの横ジワ13が形成される。
(3)長手方向中央部のフランジ部16,18端にキレツが形成される。
そこで、従来から、上記問題点を解消するために種々の提案がされている。特許文献1,2では、パンチとダイを用いてクロスメンバーを成形するに当たり、ウエブと側壁が形成する稜線部、及び側壁とフランジ部が形成する角部の少なくともいずれか一方に断面周長が周囲より短いフィレット部を形成するようにしている。このフィレット部の形成により、成形時に発生する引張応力を緩和して、スプリングバック、捻れ等による3次元形状の寸法精度低下を防止する。
請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項において、前記両側壁は、前記ウエブの折り曲げ部位において、折り曲げられており、前記ウエブの折り曲げ部位の折り曲げ角度と、前記両側壁の折り曲げ角度が等しいことを特徴とする。
請求項4の発明によれば、両側壁は、前記ウエブの折り曲げ部位において、折り曲げられており、前記ウエブの折り曲げ部位の折り曲げ角度と、前記両側壁の折り曲げ角度を等しくすることにより、幾何学的に、材料の伸び縮みが最も抑制した形状とすることができる。
図2、図7(a)、(b)に示すようにクロスメンバー20は、金属材料としての高張力鋼板がプレス成形されることにより、長手方向の中央部が折り曲げられて鞍型に形成されている。具体的に説明すると、クロスメンバー20のウエブ22は、長手方向に平板状に延出されるとともに、長手方向の中央部に折り曲げ部位23が前記プレス成形により形成されている。折り曲げ部位23の折り曲げ角度θは、図7(a)に示すように鈍角である。
次に、前記クロスメンバー20をプレス成形するプレス装置を図3〜6を参照して説明する。
そして、下降するポンチ86がダイ73の加工穴74に進入すると、高張力鋼板Kにおいて、ウエブ22となる部分がそのまま加工穴74に入り、側壁24,26となる部分がポンチの側面と加工穴74の内側面とにより挟まれつつダイ73内に引き込まれる。このとき、側壁24,26となる部分の長手方向の中央部は、たるみが生じる。このたるみは、ポンチ86がさらに下降することにより、加工穴74の内側面とポンチ86の側面により制御されて、ポンチ86が下死点に達するときまでに押しつぶされ、折り曲げ部位31,32がそれぞれ形成される。又、高張力鋼板Kのフランジ部となる部分は、ポンチ86の肩部92と、ダイ73の頂部83,プレス面84,85により、フランジ部28,30が形成される。
さて、上記のように構成されたクロスメンバー20のウエブ22は、図2及び図7(b)に示すように長手方向の両端から、前記中央部の折り曲げ部位23に行くほど徐々にリニアに幅方向が広がるように形成されている。このようにクロスメンバー20の形状を有することにより、プレス装置の金型構造は複雑な構成にすることなく、クロスメンバー20を形成できる。又、上記のように、折り曲げ部位23、31,32が形成されることにより、すなわち、鈍角である角度θ、α1,α2を有するように形成されていることにより、材料の伸び縮みを抑制した形状にすることができる。このため、高張力鋼板Kの伸び縮みを少なくすることができて成形性、軽量化ができる。
(1) 本実施形態のクロスメンバー20は、ウエブ22の長手方向の両端からそれぞれウエブ22の折り曲げ部位23に亘って、ウエブ22の幅方向長さが徐々に長くなるようにウエブ22が形成されている。この結果、プレス装置の金型構造を複雑にすることなく、材料の伸び縮みを抑制した形状にすることができる。
(4) 本実施形態では、両側壁24,26は、ウエブ22の折り曲げ部位23において、折り曲げられており、ウエブ22の折り曲げ部位23の折り曲げ角度θと、両側壁24,26の折り曲げ角度α1,α2を等しくすることにより、幾何学的に、材料の伸び縮みが最も抑制した形状にすることができる。
・ 前記実施形態では、金属材料として高張力鋼板としたが、高張力鋼板に限定するものではなく、高張力鋼板以外の鉄鋼板であってもよく、又、鉄鋼以外の金属材料であってもよい。
このように形成した場合、図9(c)に示すように、ウエブ22の側縁は、折れ線状に形成される。このように構成しても、前記実施形態と同様の効果を奏することができる。
K…高張力鋼板、R,S…端部、
22…ウエブ、22a,22b…側縁、
23,23a〜23d,24a,26a,31,32,95…折り曲げ部位、
24,26…側壁、28,30…フランジ部。
Claims (6)
- 長手方向に延びるウエブ、前記ウエブの幅方向の両側縁から立設された一対の側壁、及び前記一対の側壁から互いに離間する方向へ張出し形成されたフランジ部を備え、前記ウエブの長手方向において、前記ウエブが鞍型に折り曲げられた金属製車両用クロスメンバーであって、
前記ウエブの長手方向の両端からそれぞれ前記ウエブの折り曲げ部位に亘って、前記ウエブの幅方向長さが徐々に長くなるように前記ウエブが形成されていることを特徴とする金属製車両用クロスメンバー。 - 前記ウエブの側縁は、前記ウエブの長手方向の各端部から前記ウエブの折り曲げ部位まで直線状、曲線状、或いは折れ線状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の金属製車両用クロスメンバー。
- 前記ウエブの折り曲げ部位は、ウエブの中央部であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の金属製車両用クロスメンバー。
- 前記両側壁は、前記ウエブの折り曲げ部位において、折り曲げられており、
前記ウエブの折り曲げ部位の折り曲げ角度と、前記両側壁の折り曲げ角度が等しいことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項に記載の金属製車両用クロスメンバー。 - 前記両側壁の一方を第1側壁とし、他方を第2側壁としたとき、第1側壁及び第2側壁の長手方向の各端部では、フランジ部側の先端がウエブ側の基端よりも広くなるように形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちいずれか1項に記載の金属製車両用クロスメンバー。
- 高張力鋼板からなることを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちいずれか1項に記載の金属製車両用クロスメンバー。
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