JPH05502702A - 高強度構造部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高強度構造部材 本発明は冷間成形された金属構造部材に関し、特にその長さ方向の断面全体にわ たって中実又は均一ではない、細長い冷間成形された金属構造部材に関する。

現在、構造部材は３種のよく知られた技術のうち１つにより製造されている。こ れらの技術は： １）熱間圧延法 ２）冷間押出法 ３）冷間屈曲法 である。

これらの伝統的な技術により製造される現行の構造部材は、その技術で形作るこ とができる長さ方向断面の幾何学形状、及びその技術に付随する加工経路に固有 の他の制限によって、有効性が抑えられている。

熱間圧延された構造部材の場合には、問題となっている最終製品の構造特性は、 主として、原材料の金属の化学仕様、及びその部材の連続的な中実な長さ方向断 面の幾何学形状によって支配される。この技術及び得られる構造部材は、工学的 、物理的及び構造的な有効性に関連して、以下のような欠点を有する。

１）構造部材の内側で中心部の金属は、その部材の構造性能という全体的な有効 性にほとんど寄与しない。

２）この技術では、その長さ方向の断面全体にわたって連続的に中実で均一な構 造部材（中実なアングル材、チャネル材、ビーム材など）が製造されるにすぎな い。

３）この技術では、引き続きさらに加工しなければ、冷間加工によって強度の増 大を達成できない。

４）この技術では、さらに引き続いて加工しなければ、美的な又は耐食的な表面 処理（塗装、メッキなど）を達成できない。

冷間押出された構造部材の場合には、結果として生じる最終製品の構造特性は、 主として、原材料の金属の化学仕様、及びその部材の均一で連続的な長さ方向断 面の幾何学形状によって支配される。この技術及び得られる構造部材は、工学的 、物理的及び構造的な有効性に関連して、以下のような欠点を有する。

１）この技術では、その長さ方向の断面全体にわたって連続的に均一な構造部材 が製造されるにすぎない。

２）この技術では、引き続きさらに加工しなければ、冷間加工によって強度の増 大を達成できない。

３）この技術では、さらに引き続いて加工しなければ、美的な又は耐食的な表面 処理（塗装、メッキなど）を達成できない。

冷間屈曲法により成形された構造部材の場合には、結果としえ生じる最終製品の 構造特性は、主として、原材料の金属の物理及び化学仕様、実施された冷間加工 の量、及びその部材の均一で連続的な長さ方向断面の幾何学形状によって支配さ れる。上記の両者と同様に、この技術及び得られる構造部材は、以下のような欠 点を有する。

１）この技術では、その長さ方向の断面全体にわたって連続的に均一な構造部材 が製造されるにすぎない。

本発明は、構造部材に新たな概念を提供することにより、上記の欠点のすべてを 克服することを目的とする。この構造部材は、長さ方向の断面全体にわたって中 実又は均一ではなく、部材の外壁への連続的な冷間屈曲及びエンボス加工を組み 合わせた技術により製造される。得られる製品は、薄く高度に冷間加工された外 表面を有し、付加的な重量の寄与なしに、部材を堅くし引き締めるための補強さ れた中心部の空洞を包み込んでいる。この技術及び得られる構造部材は、現行の 構造部材に対して、以下のような長所を有する。

１）内側で中心部の金属を、壁面をコイニングした補強板で置き換えることによ り、かなりの重量減少が達成される。

発明の概要 本発明の広い態様においては、部材の壁面に少なくとも１つの凹部を有し、少な くとも１つの凹部又は各凹部は、前記部材の反対側の表面に接している中空構造 部材が提供される。

少なくとも１つの凹部は、複数の凹部からなっていることが好ましい。

四部は、部材へ内在的な補強及び硬化を与えるために設けられ、熱間圧延法によ り製造された部材の場合には中実な内側中心部の代わりとして作用する。これら は、壁面金属の物理特性を改善するための付加的な冷間加工の供給源にもなる。

凹部は、その部材の長さ方向に沿って規則的に間隔をあけることが好ましい。

凹部は細長いことが好ましい。

四部の長さ方向は、部材の長さ方向と平行であることが好図面の簡単な説明 図１は本発明の１実施例の斜視図、 図２は本発明の第２の実施例の斜視図、図３は図１の実施例の平面図、 図４は図１の実施例の断面図、 図５は本発明の他の態様の平面図、 図６は本発明の更に他の態様の平面図である。

発明の詳細な説明 図１、図３および図４を参照して、中空のリンチル材（ｌｉｎｔｅｌ　ｂａｒ） 　１を示す。このリンチル材１は、冷間圧延された高強度鋼板から成形された中 空の形鋼材であるが、用途に応じて、他の合金を用いることもできる。

このリンチル材は、薄肉の中空り字形に圧延された、１枚の鋼板からなっている 。重なっている部分２０は、溶接してもよいし、溶接しないままでもよい。ただ し、このリンチル材は、必要ならば、２枚以上の銅帯から製造することができる 。

このリンチル材は、通常の技術によって中空のＬ字型に圧延成形され、圧延機の 初期段階で四部３と凸部２が鋼板に成形される。凸部２及び凹部３を圧延すると 、鋼板のそれらの部分が引っ張り又は圧縮下に置かれ、金属の負荷耐久能を増強 する。

図示された実施例では、凸部２及び四部３は内側の水平壁面４及び内側の垂直壁 面５に形成され、一方外側の壁面６．７は平らなままである。しかし、意図する 用途に応じては、外側の壁面６．７を同様に変形することができる。

凹部は、外側の壁面６．７の内表面９．１ｏに接する平らな基底部８を持つよう に成形される。したがって、リンチル材に加えられる、中空部をつぶそうとする 負荷に対して抵抗できるようになる。

本実施例においては、凹部３及び凸部２は、リンチル材の長さ方向に平行に配列 される。しかし、意図する用途に応じては、これらは長さ方向に対して種々の角 度に、すなわち長さ方向に対して９０°にも、配置させることができる。

図３を参照すると、凸部及び四部は、リンチル材の長さ方向に平行な直線に沿っ て配列され、規則的な間隔で繰り返し現れる。凸部２ａ及び２ｃは、１つの直線 １１に沿って配列され、凸部２ｂ及び２ｄは他の直線１２に沿って配列されてい る。同様に、凹部３ａ、３ｂ及び３ｃは、凸部２の直線１１．１２と平行な直線 １３に沿って配列されている。

図示された実施例では、凸部２ａ、２ｂはリンチル材１の末端側１４から等距離 でそれぞれの直線１１及び１２上に現われ、かつ凸部２Ｃ及び２ｄはそれぞれ凸 部２ａ及び２ｂから等間隔で現われる。図示された実施例では、凸部はそれぞれ の直線１１．１２に沿って規則的な間隔で繰り返す。

同様に、凹部３ａ、３ｂ及び３Ｃはすべて、リンチル材の長さ方向と平行な、直 線１３に沿って間隔があけられている。

凹部３は、重なるように、凸部３に関して軸方向に配置されている。このことは 、長さ方向に対して垂直に発生する弱い直線がないことを保Σしている。本実施 例においては、四部３の長さは及び軸方向の間隔は、凸部２のそれと同じである 。

しかし、必要ならば、凹部の軸方向の長さ、間隔及び／又は相対位置は、凸部の それと比較して変化させることができる。

直線１３及び１４に沿う凹部３、又は直線１１及び１２に沿う凸部２の相対位置 でさえ、移動させることができる。したがって、他の実施例においては、凸部２ ａと２ｂとは、図面に示されるように完全に重なるのではなく、部分的に重なる だけである。

図示された図１〜図４の実施例では、全ての凸部及び凹部は軸方向に平行である けれども、他の変形例も可能である。

図５を参照して、凹部の交互配列を示す。

四部３０は、部材２９の長さ方向に平行に配列された第１の組３１を有するが、 他の組３２は長さ方向に対して９０゜に配列されている。凹部の第１及び第２の 組３１．３２は、長さ方向及び横方向の両方向において交互に繰り返されるが、 重ならない。

図６を参照して、図５の実施例の変形例を示す。

本実施例においては、凹部の第１及び第２の組３１．３２は、やはり横方向及び 長さ方向に交互に繰り返されているけれども、重なって十字形の四部３３を形成 している。

凸部及び四部の位置と配列は、リンチル材の意図する用途に適するように変化さ せることかできることは明らかである。

したがって、リンチル材の代替的な型では、やはりリンチル材の方向に平行な直 線１１に沿った凸部２を持つが、直線１２に沿った凸部２は軸方向に対して４５ ″だけ回転させることもできる。同様に、まっすぐな形状をもつ凸部／凹部に限 定されるわけではない。曲がった凸部及び／又は凹部も考えられる。

凸部２及び凹部３の配置は水平な表面４に関連して記述されているが、上記の議 論は垂直な表面にも等しく適用される。

さらに、垂直な表面５上の凸部２及び凹部３の配置は、水平な表面上での配置と 独立して選択され得ることに注意すべきである。したがって、１つの例として、 垂直な表面５上の凸部／凹部は軸方向に対して４５″に配置されるが、水平な表 面上のそれらは軸方向に平行に配置されてもよい。

本発明ではリンチル材について説明しているが、本発明はどのような構造部材、 すなわち■ビーム材、Ｕチャネル材などにも適用できることが理解されるべきで ある。さらに、部材の壁面の表面変形は、本質的な強化をもたらす。したがって 、本発明では中空部材について説明しているけれども、本発明は単に壁面に１つ 以上の凸部／凹部を有するが、その部材自体は中空ではない構造部材も提供する 。したがって、このような非中空部材は、薄肉ではあるが、波形の壁面を有する 。

本発明の思想及び範囲からはずれることなく、当業者は記述された本発明に多く の他の変更をなすことができる。

Ｆ／Ｃｙ、７ 国際調査報告 国際調査報告 （隈旧％江にα本Ａ更Σに復肛） Ａｔｊ　１６４５５／９３ ＡＵ　８４５０７／８２　ＥＰ？９３４５　Ｗｏ　８２０４０８９ＡＵ　４１１ ４７７７Ｂ ８す０ＦＡＩ電征■

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．部材の壁面に少なくとも１つの凹部を有し、少なくとも１つの凹部又は各凹 部は、前記部材の反対側の表面に接している中空構造部材。
2. ２．前記部材が細長い部材であり、少なくとも１つの凹部が、その長さ方向に沿 って規則的に間隔があけられた複数の凹部からなる請求の範囲第１項の部材。
3. ３．前記凹部が細長い凹部である請求の範囲第２項の部材。
4. ４．前記凹部がすべて等しい長さである請求の範囲第３項又は第４項の部材。
5. ５．前記凹部が一方向に配列された第１の組と、他の方向に配列された第２の組 とからなる請求の範囲第３項乃至第５項いずれかの部材。
6. ６．前記第１の組の少なくとも一部が、前記第２の組の一部と重なっている請求 の範囲第８項の部材。
7. ７．冷間圧延成形された金属板からなる請求の範囲第１項乃至第７項いずれかの 部材。
8. ８．前記部材が１片の金属からなる請求の範囲第１項乃至第８項いずれかの部材 。
9. ９．前記部材が壁面に少なくとも１つの凸部をも含んでいる請求の範囲第１項乃 至第９項いずれかの部材。
10. １０．前記凹部及び／又は凸部が、その部材の壁面に圧延成形されている請求の 範囲第１項乃至第１０項いずれかの部材。