JPH0839177A - 曲げ加工用押出形材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３次元方向に湾曲され内部にリブが形成され
た略多角形状の断面を有する車体構造用筒状部材を、曲
げ加工にともなう壁面のシワや座屈等の不具合が生じる
こと無く製造することができる曲げ加工用押出形材を提
供する。 【構成】 押し出し成形された略多角形状の断面を有す
る押出形材１１を湾曲させて車体構造用筒状部材とする
曲げ加工用押出形材であって、前記断面を複数に隔成す
るリブ１１ｅが曲げ方向に対して略直角となる様に長手
方向に一体に形成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、押し出し成形され、所
定の形状に曲げ加工が施される曲げ加工用押出形材に係
り、さらに詳しくは、自動車の車体を構成する筒状の構
造部材を製造する際に好適に用いられ、３次元方向に湾
曲され、しかもシワや座屈の発生の少ない曲げ加工用押
出形材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の車体は、鋼板にプレス成
形加工を施したり、押し出し成形した鋼管を折曲げ加工
して得られた様々な形状の車体部材を組み合わせ、スポ
ット溶接等を用いて各車体部材を接合し一体化すること
により製造されているが、近年、車体のより軽量化を図
るために、鋼板の替わりにアルミニウム合金やチタン合
金等の軽合金を使用することが検討されている。例え
ば、車体前方のエンジンルーム下部から後方に向かって
延び客室前方フロアの構造部材に接続されるフロントサ
イドフレームメンバー、客室後方フロアの構造部材から
後方に延びトランクルーム下部に達するリヤサイドフレ
ームメンバー等の構造部材は、その長手方向の全長にわ
たってほぼ一定の断面形状の筒状部材とする必要があ
る。

【０００３】図５は、従来の車体構造用筒状部材の取り
付け部位を示す自動車の斜視図であり、図において、１
は車体であり、２は車体１の前方を構成する一対のフロ
ントサイドフレームメンバー、３は車体１の後方右側を
構成する一対のリヤサイドフレームメンバーである。車
体前方右側のフロントサイドフレームメンバー２Ｒは、
その前端部分２ａおよび後端部分２ｃが直線状とされ、
これらの直線状部分２ａ，２ｃを結ぶ部分２ｂは、前輪
４との当たりを避けるため、後方に延びる途中で下方か
つ外側に向かって３次元に曲げられている。そして、こ
のフロントサイドフレームメンバー２Ｒには、フロント
ホイールエプロン等のパネル部材と接続するために、垂
直上方に延びるフランジ２ｄが一体に設けられている。

【０００４】同様に、車体後方右側のリヤサイドフレー
ムメンバー３Ｒは、その前端部分３ａおよび後端部分３
ｃは直線状とされ、これらの直線状部分３ａ，３ｃを結
ぶ部分３ｂは、後輪５との当たりを避けるため、後方に
延びる途中で上方かつ車体内側に向かって３次元に曲げ
られている。そして、このリヤサイドフレームメンバー
３Ｒには、トランクフロア等と接続するために、水平方
向外方に延びる一対のフランジ３ｄ，３ｅが一体に設け
られているとともに、このフランジ３ｄの後輪５に近接
する部分３ｆは、リヤホイールエプロンと接続するため
に、垂直上方に延びるように折曲げられている。

【０００５】これらフロントサイドフレームメンバー２
やリヤサイドフレームメンバー３等の構造部材は、フラ
ンジを有する矩形断面に押し出し成形されたアルミニウ
ム合金製の角管をプレス加工等により曲げ加工すること
により、効率よく成形することができることから、以前
より車体軽量化の対象部品として注目されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した様に、自動車
に用いられる構造部材は、最終製品としての剛性を確保
するために、曲げ中心に向いたリブを有する構造のもの
が用いられる。しかしながら、例えば、リブを有するア
ルミニウム合金製の角管は、鋼製の角管と異なり機械的
強度や側面部の剛性が低く、単に曲げ加工を施しただけ
では角管の壁面に曲げ加工に起因するシワが発生し易
く、曲げ半径を小さくすることができないという問題点
があった。そこで、この角管を、無理にプレスの金型に
押し付けようとすると、座屈が生じ所定の曲げ形状のも
のを得ることができないという問題点もあった。これら
の問題点は、機械的強度、及び車体のパネル部材と溶接
するための形状精度が強く求められる車体構造部材の品
質を低下させる主要因になっている。

【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、リブを有するアルミニウム合金製の角管等の
ように、３次元方向に湾曲され内部にリブが形成された
略多角形状の断面を有する車体構造用筒状部材を、曲げ
加工にともなう壁面のシワや座屈等の不具合が生じるこ
と無く製造することができる曲げ加工用押出形材を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な曲げ加工用押出形材を採用した。
すなわち、請求項１記載の曲げ加工用押出形材は、押し
出し成形された略多角形状の断面を有する押出形材を湾
曲させて車体構造用筒状部材とする曲げ加工用押出形材
であって、略多角形状の断面を複数に隔成するリブが曲
げ方向に対して略直角となる様に長手方向に一体に形成
されていることを特徴としている。

【０００９】また、請求項２記載の曲げ加工用押出形材
は、請求項１記載の曲げ加工用押出形材において、複数
の前記リブは、互いに平行に形成されていることを特徴
としている。

【００１０】また、請求項３記載の曲げ加工用押出形材
は、請求項１記載の曲げ加工用押出形材において、前記
断面を複数に隔成する第２のリブが曲げ方向に対して略
平行となる様に形成されていることを特徴としている。

【００１１】また、請求項４記載の曲げ加工用押出形材
は、請求項１ないし３のいずれか１項記載の曲げ加工用
押出形材において、前記押出形材の外側表面にフランジ
が一体に押し出し成形されていることを特徴としてい
る。

【００１２】

【作用】本発明の請求項１記載の曲げ加工用押出形材で
は、曲げ加工により前記押出形材を湾曲させることによ
り、押出形材の断面に形成された前記リブにより前記断
面の曲げ方向に沿う側面の変形が不連続となり、湾曲部
分のシワの発生を抑制する。これより、曲げ半径を小さ
くし、座屈の発生を抑制することが可能になる。

【００１３】また、請求項２記載の曲げ加工用押出形材
では、複数の前記リブを互いに平行に形成したことによ
り、複数の前記リブにより前記断面の曲げ方向に沿う側
面の変形が不連続となる点が増加し、湾曲部分のシワの
発生をさらに抑制する。これより、曲げ半径をさらに小
さくし、座屈の発生をさらに抑制することが可能にな
る。

【００１４】また、請求項３記載の曲げ加工用押出形材
では、前記断面を複数に隔成する第２のリブが曲げ方向
に対して略平行となる様に形成されていることにより、
前記断面の曲げ方向が３次元的に変化した場合であって
も、該断面の各側面の変形が前記第１及び第２のリブに
より不連続となり、湾曲部分のシワの発生を抑制する。
これより、前記断面の曲げ方向が３次元的に変化した場
合においても、曲げ半径を小さくし、座屈の発生を抑制
することが可能になる。

【００１５】また、請求項４記載の曲げ加工用押出形材
では、その外側表面にフランジが一体に押し出し成形さ
れていることにより、押出形材と一体に成形されたフラ
ンジは曲げ加工により所定の方向に曲げられ、精度の高
いフランジを所定の方向に延びるように成形することが
可能になる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の曲げ加工用押出形材の一実施
例について、図面に基づいて説明する。まず、前記フロ
ントサイドフレームメンバーの製造に用いられる曲げ加
工用押出形材について図１に基づき説明する。この押出
形材１１は、アルミ材を押し出し成形して得られた曲げ
加工用押出形材であり、肉厚一定の矩形状の断面を有す
る筒状部分１１ａと、該筒状部分１１ａの外側の角部に
長手方向に沿って一体に立設され、外側に向かって直線
状に延びる肉厚一定のフランジ１１ｄと、該筒状部分１
１ａの断面を２つに隔成する様に、該断面の曲げ方向
（図中上下方向）に対して略直角となる様に長手方向に
一体に形成されたリブ１１ｅとを有するものである。

【００１７】次に、この押出形材１１に曲げ加工を施す
方法について説明する。この曲げ加工方法は、前記押出
形材１１の両端部を拘束しつつ該押出形材１１に引張り
力を加えながら鉛直面内に湾曲させるもので、図２及び
図３に示す様な曲げ加工装置を用いて加工される。この
曲げ加工装置２１は、前記押出形材１１の外形に合う様
に溝２２ａが設けられ中心Ｃを有する車輪状の回転曲げ
型２２と、該回転曲げ型２２に固定された締め付け型の
下型２３及び上型２４と、下型２３及び上型２４と同一
軸線上に設けられ、押出形材１１のフランジ１１ｄを把
持し曲げ加工の途中で図中左側から右側に移動する移動
押さえ型２５とから概略構成されている。

【００１８】ここでは、前記押出形材１１の一方の端部
を下型２３と上型２４により挟持し、回転曲げ型２２に
固定し、かつ、該押出形材１１を水平方向に延在するよ
うに配置し、そのフランジ１１ｄを移動押さえ型２５に
より把持する。そして、押出形材１１の断面形状が変形
しないように筒状部分１１ａのリブ１１ｅにより隔成さ
れた各々の内部に図示しない中子を挿通する。そして、
この状態で前記回転曲げ型２２をその中心Ｃの廻りにゆ
っくりと図中右回転させ、該押出形材１１を前記回転曲
げ型２２の溝２２ａの中心の曲率半径に合わせて鉛直面
内に上向きに凸に曲げ加工する。また、押出形材１１の
鉛直面内に下向きに凸とされる曲げ部分も、上述と同様
の装置を用いて曲げ加工する。

【００１９】この時、曲げ部分の断面の側面部分の変形
がリブ１１ｅにより不連続となり、曲げ部分のシワの発
生を抑制することとなる。これより、曲げ半径を小さく
し、座屈の発生を抑制することが可能になる。以上によ
り、直線状に延びる押出形材１１は、図４に示す様に、
両端の直線部分１２ａ，１２ｃと、これらの直線部分１
２ａ，１２ｃを結ぶ湾曲部分１２ｂと、フランジ１２ｄ
と、リブ１１ｅとから構成される略Ｓ字型の筒状部材１
２に曲げ加工される。そして、該筒状部材１２の両端部
を切断して所定の長さとすれば、フロントサイドフレー
ムメンバーとすることができる。また、リヤサイドフレ
ームメンバーも、全く同一の製造方法で製造することが
できる。

【００２０】以上説明した様に、上記実施例の曲げ加工
用押出形材１１によれば、筒状部分１１ａの断面に該断
面を２つに隔成する様に長手方向に一体にリブ１１ｅを
形成したので、該押出形材１１に曲げ加工を施す際に曲
げ部分の断面の側面部分の変形がリブ１１ｅにより不連
続となり、曲げ部分のシワの発生を抑制することがで
き、したがって、曲げ半径を小さくすることができ、座
屈の発生を抑制することができる。

【００２１】また、押出形材１１は、その外側表面にフ
ランジ１１ｄが一体に押し出し成形されているので、フ
ランジ１１ｄを任意の方向に延びるように曲げ加工する
ことができ、精度の高いフランジ１２ｄを有する筒状部
材１２を得ることができる。

【００２２】なお、本実施例では、矩形状の断面を２つ
に隔成する様に、該断面の曲げ方向に略直角かつ長手方
向に一体に形成されたリブ１１ｅを有する押出形材１１
について説明したが、上記実施例に限定されることな
く、例えば、５角形、６角形等様々な断面形状の押出形
材１１が可能である。また、筒内に長手方向に延在する
複数のリブが形成されたものであってもよい。複数のリ
ブが形成されている場合、これらのリブは互いに平行で
あっても、互いに交差していてもよい。

【００２３】これらのリブが互いに交差している場合、
前記断面の曲げ方向が３次元的に変化した場合であって
も、該断面の各側面の変形が前記第１及び第２のリブに
より不連続となり、湾曲部分のシワの発生を抑制するこ
とができる。したがって、前記断面の曲げ方向が３次元
的に変化した場合においても、曲げ半径を小さくするこ
とができ、座屈の発生を抑制することができる。

【００２４】さらに、曲げ加工方法は上記方法に限定さ
れるものではなく、引張力を付与あるいは付与しないプ
レス曲げ工法、圧縮曲げ工法、引張力が全く付与されな
い押し通し曲げ工法等の各種曲げ工法を用いても、本押
出形材のシワ抑制効果を得ることができる。特に、圧縮
応力場で曲げ加工する工法ではシワ防止に有効である。

【００２５】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の曲げ加工用押出
形材によれば、略多角形状の断面を複数に隔成するリブ
が曲げ方向に対して略直角となる様に長手方向に一体に
形成されているので、前記リブにより、曲げ加工時にお
ける前記断面の曲げ方向に沿う側面の変形を不連続とす
ることができ、湾曲部分のシワの発生を抑制することが
できる。したがって、曲げ半径を小さくすることがで
き、座屈の発生を抑制することができる。

【００２６】また、請求項２記載の曲げ加工用押出形材
によれば、複数の前記リブは互いに平行に形成されてい
るので、複数の前記リブにより前記断面の曲げ方向に沿
う側面の変形が不連続となる点が増加し、湾曲部分のシ
ワの発生をさらに抑制することができる。これより、曲
げ半径をさらに小さくすることができ、座屈の発生をさ
らに抑制することができる。

【００２７】また、請求項３記載の曲げ加工用押出形材
によれば、前記断面を複数に隔成する第２のリブが曲げ
方向に対して略平行となる様に形成されているので、前
記断面の曲げ方向が３次元的に変化した場合であって
も、該断面の各側面の変形が前記第１及び第２のリブに
より不連続となり、湾曲部分のシワの発生を抑制するこ
とができる。したがって、前記断面の曲げ方向が３次元
的に変化した場合においても、曲げ半径を小さくするこ
とができ、座屈の発生を抑制することができる。

【００２８】また、請求項４記載の曲げ加工用押出形材
によれば、前記押出形材の外側表面にフランジを一体に
押し出し成形したので、筒状部材と一体に成形されたフ
ランジを曲げ加工により所定の方向に曲げ、さらに張り
出し加工によりその曲がり変形を矯正することにより、
精度の高いフランジを所定の方向に延びるように成形す
ることができる。

【００２９】以上により、例えば自動車車体のフロント
サイドフレームメンバーやリヤサイドフレームメンバー
のような、３次元方向に湾曲され内部にリブが形成され
た略多角形状の断面を有する筒状の構造部材であって
も、曲げ加工にともなう壁面のシワや座屈等の不具合が
生じること無く製造することができ、車体の重量軽減に
大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の曲げ加工用押出形材を示す
斜視図である。

【図２】本発明の一実施例の曲げ加工用押出形材を曲げ
加工する際に用いられる曲げ加工装置の正面図である。

【図３】本発明の一実施例の曲げ加工用押出形材を曲げ
加工する際に用いられる曲げ加工装置の断面図である。

【図４】本発明の一実施例の曲げ加工用押出形材に曲げ
加工を施した状態を示す斜視図である。

【図５】従来の車体構造用筒状部材の取付部位を示す自
動車の斜視図である。

【符号の説明】

１１ 押出形材 １１ａ 筒状部分 １１ｄ フランジ １１ｅ リブ １２ 筒状部材 １２ａ，１２ｃ 直線部分 １２ｂ 湾曲部分 １２ｄ フランジ １２ｅ リブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押し出し成形された略多角形状の断面を
   有する押出形材を湾曲させて車体構造用筒状部材とする
   曲げ加工用押出形材であって、 略多角形状の断面を複数に隔成するリブが曲げ方向に対
   して略直角となる様に長手方向に一体に形成されている
   ことを特徴とする曲げ加工用押出形材。
2. 【請求項２】 複数の前記リブは、互いに平行に形成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の曲げ加工用押
   出形材。
3. 【請求項３】 前記断面を複数に隔成する第２のリブが
   曲げ方向に対して略平行となる様に形成されていること
   を特徴とする請求項１記載の曲げ加工用押出形材。
4. 【請求項４】 前記押出形材の外側表面にフランジが一
   体に押し出し成形されていることを特徴とする請求項１
   ないし３のいずれか１項記載の曲げ加工用押出形材。