JPH11239824A - 閉断面構造部材の曲げ加工方法及び閉断面曲げ構造部材 - Google Patents
閉断面構造部材の曲げ加工方法及び閉断面曲げ構造部材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】閉断面構造部材を直柱状で屈曲しても、屈曲面
に凹み座屈を生ぜずに屈曲できる閉断面構造部材の曲げ
加工方法と、屈曲した閉断面曲げ構造部材に衝撃圧縮荷
重が作用した時のエネルギ吸収量を大とした閉断面曲げ
構造部材とを提供すること。 【解決手段】本発明閉断面構造部材の曲げ加工方法で
は、直柱状の閉断面部材１１の屈曲予定面１１ａとその
反対側１１ｂに、屈曲予定中心点を中心として屈曲方向
とほぼ直角に、複数のビード１２を所定間隔で形成した
後、前記屈曲予定面を前記屈曲方向へ屈曲せしめるの
で、凹み座屈を防止し、又屈曲の際、曲げ抵抗の最大値
を低下させて加工性を向上できる。従って、屈曲のため
に多数の金型を準備する必要がなく、かかる手間も少な
い。また、本発明閉断面曲げ構造部材１３は、屈曲した
閉断面曲げ構造部材の屈曲部に、複数の衝撃圧縮力吸収
用ビード１２を形成したので、座屈を蛇腹状に且つ段階
的に進行させ、衝撃時のエネルギ吸収量を大幅に増加さ
せる。
に凹み座屈を生ぜずに屈曲できる閉断面構造部材の曲げ
加工方法と、屈曲した閉断面曲げ構造部材に衝撃圧縮荷
重が作用した時のエネルギ吸収量を大とした閉断面曲げ
構造部材とを提供すること。 【解決手段】本発明閉断面構造部材の曲げ加工方法で
は、直柱状の閉断面部材１１の屈曲予定面１１ａとその
反対側１１ｂに、屈曲予定中心点を中心として屈曲方向
とほぼ直角に、複数のビード１２を所定間隔で形成した
後、前記屈曲予定面を前記屈曲方向へ屈曲せしめるの
で、凹み座屈を防止し、又屈曲の際、曲げ抵抗の最大値
を低下させて加工性を向上できる。従って、屈曲のため
に多数の金型を準備する必要がなく、かかる手間も少な
い。また、本発明閉断面曲げ構造部材１３は、屈曲した
閉断面曲げ構造部材の屈曲部に、複数の衝撃圧縮力吸収
用ビード１２を形成したので、座屈を蛇腹状に且つ段階
的に進行させ、衝撃時のエネルギ吸収量を大幅に増加さ
せる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用フレーム、車
体結構等に用いられる閉断面構造部材の曲げ加工方法及
び閉断面曲げ構造部材に関するものである。
体結構等に用いられる閉断面構造部材の曲げ加工方法及
び閉断面曲げ構造部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば図１３（ａ）のように、深、浅且
つ大、小の断面コ字形をもつ部材１、２を組み合わせ、
或いは同図（ｂ）のように断面が深いハット形の部材３
に平板状の部材４を組み合わせて溶接した、いわゆる閉
断面構造部材は、自動車用フレーム、車体結構等に多用
されているが、これらが屈曲（本明細書において「屈
曲」とは、構造部材又はその構成部材が、曲げの半径の
如何にかかわらず曲げた又は曲げられる状態を意味する
ものとして使用されている）したものも当然必要であ
る。
つ大、小の断面コ字形をもつ部材１、２を組み合わせ、
或いは同図（ｂ）のように断面が深いハット形の部材３
に平板状の部材４を組み合わせて溶接した、いわゆる閉
断面構造部材は、自動車用フレーム、車体結構等に多用
されているが、これらが屈曲（本明細書において「屈
曲」とは、構造部材又はその構成部材が、曲げの半径の
如何にかかわらず曲げた又は曲げられる状態を意味する
ものとして使用されている）したものも当然必要であ
る。
【０００３】この場合、例えば図１３（ａ）に示すよう
な断面をもつ直柱状の閉断面構造部材５を図９、図１０
に示すような曲げ装置で屈曲しようとする。即ち、この
装置では、両端を支持型６とともに固定装置７に傾動可
能に固定した直柱状の閉断面構造部材５の中央下面を支
持型６を介してクッション８により支持せしめるととも
に、その上方に、下端に前記構造部材５を断面方向に囲
み且つ曲げ方向に屈曲円弧を形成した凹状部９ａをもつ
パンチ９を設けており、該パンチ９を図９の左半分及び
図１０の状態から下降させて図８の右半分の状態にし屈
曲させるのである。
な断面をもつ直柱状の閉断面構造部材５を図９、図１０
に示すような曲げ装置で屈曲しようとする。即ち、この
装置では、両端を支持型６とともに固定装置７に傾動可
能に固定した直柱状の閉断面構造部材５の中央下面を支
持型６を介してクッション８により支持せしめるととも
に、その上方に、下端に前記構造部材５を断面方向に囲
み且つ曲げ方向に屈曲円弧を形成した凹状部９ａをもつ
パンチ９を設けており、該パンチ９を図９の左半分及び
図１０の状態から下降させて図８の右半分の状態にし屈
曲させるのである。
【０００４】ところが、このように直柱状の閉断面構造
部材５を屈曲すると、該構造部材５における曲げの内
側、即ち図９において上側には圧縮荷重、また曲げの外
側、即ち同図の下側には引張荷重が各々作用するが、所
定以上の荷重がかかると、殊に引張荷重が作用する部材
１ではほとんど伸びることができないため、圧縮荷重が
作用する部材２の屈曲面に図１１、図１２に示す如き深
い凹み座屈Ｓ1が生じ、引張側、即ち曲げの外側（図９
で下側）の屈曲面にも浅い凹み座屈Ｓ2が生じて屈曲し
た構造部材５の断面形状は潰れてしまう。
部材５を屈曲すると、該構造部材５における曲げの内
側、即ち図９において上側には圧縮荷重、また曲げの外
側、即ち同図の下側には引張荷重が各々作用するが、所
定以上の荷重がかかると、殊に引張荷重が作用する部材
１ではほとんど伸びることができないため、圧縮荷重が
作用する部材２の屈曲面に図１１、図１２に示す如き深
い凹み座屈Ｓ1が生じ、引張側、即ち曲げの外側（図９
で下側）の屈曲面にも浅い凹み座屈Ｓ2が生じて屈曲し
た構造部材５の断面形状は潰れてしまう。
【０００５】このため、屈曲した閉断面構造部材を製作
するためには、所定寸法、形状に屈曲した成形金型を用
意しておき、これを用いて屈曲部をもった前記部材１、
２に相当する断面コ字形部材を一対製作し、これを向き
合わせて溶接して屈曲した閉断面構造部材を得ていた。
このため金型設備を多数用意する必要があり、設備費、
管理費が高額となる問題点がある。
するためには、所定寸法、形状に屈曲した成形金型を用
意しておき、これを用いて屈曲部をもった前記部材１、
２に相当する断面コ字形部材を一対製作し、これを向き
合わせて溶接して屈曲した閉断面構造部材を得ていた。
このため金型設備を多数用意する必要があり、設備費、
管理費が高額となる問題点がある。
【０００６】また、上記のように製作された従来の屈曲
部を有する閉断面曲げ構造部材では、これを自動車のフ
レーム又は車体の結構として使用したとき、その長手方
向に衝突等の圧縮荷重が作用して、その荷重による屈曲
部が耐えうる限界を超えると、急激に屈曲部に凹みを生
じ、前記圧縮荷重が連続すればこれが一挙に進行して抵
抗力が急減してしまうという特性があり、このため従来
の屈曲部を有する閉断面曲げ構造部材においては、前記
のように圧縮荷重が作用したときのエネルギ吸収量に多
くを期待できないという問題点を有していた。もちろ
ん、この対策として屈曲部に補強材を張る方法もある
が、加工の手間を増やし、重量を増加させるという問題
が残る。
部を有する閉断面曲げ構造部材では、これを自動車のフ
レーム又は車体の結構として使用したとき、その長手方
向に衝突等の圧縮荷重が作用して、その荷重による屈曲
部が耐えうる限界を超えると、急激に屈曲部に凹みを生
じ、前記圧縮荷重が連続すればこれが一挙に進行して抵
抗力が急減してしまうという特性があり、このため従来
の屈曲部を有する閉断面曲げ構造部材においては、前記
のように圧縮荷重が作用したときのエネルギ吸収量に多
くを期待できないという問題点を有していた。もちろ
ん、この対策として屈曲部に補強材を張る方法もある
が、加工の手間を増やし、重量を増加させるという問題
が残る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】よって本発明の解決す
べき課題は、前記問題点を解決し、閉断面構造部材を直
柱状の状態で屈曲したときも、屈曲面に凹み座屈を生ず
ることなく屈曲することができる閉断面構造部材の曲げ
加工方法を提供することと、屈曲した閉断面曲げ構造部
材に衝撃圧縮荷重が作用した時のエネルギ吸収量を大な
らしめた閉断面曲げ構造部材を提供することにある。
べき課題は、前記問題点を解決し、閉断面構造部材を直
柱状の状態で屈曲したときも、屈曲面に凹み座屈を生ず
ることなく屈曲することができる閉断面構造部材の曲げ
加工方法を提供することと、屈曲した閉断面曲げ構造部
材に衝撃圧縮荷重が作用した時のエネルギ吸収量を大な
らしめた閉断面曲げ構造部材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明閉断面構造部材の曲げ加工方法は、直柱状の閉
断面部材の屈曲予定面とその反対側面に、屈曲予定中心
点を中心として屈曲方向とほぼ直角に、複数のビードを
所定間隔で形成した後、前記屈曲予定面を前記屈曲方向
へ屈曲せしめることを特徴とし、又本発明閉断面曲げ構
造部材は、屈曲した閉断面曲げ構造部材の屈曲部に、複
数の衝撃圧縮力吸収用ビードを形成したことを特徴とす
る。
の本発明閉断面構造部材の曲げ加工方法は、直柱状の閉
断面部材の屈曲予定面とその反対側面に、屈曲予定中心
点を中心として屈曲方向とほぼ直角に、複数のビードを
所定間隔で形成した後、前記屈曲予定面を前記屈曲方向
へ屈曲せしめることを特徴とし、又本発明閉断面曲げ構
造部材は、屈曲した閉断面曲げ構造部材の屈曲部に、複
数の衝撃圧縮力吸収用ビードを形成したことを特徴とす
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１乃至図
８により詳細に説明すると、先ず本発明の閉断面構造部
材の曲げ加工方法は、図１の実線に示すような直柱状の
閉断面部材１１の屈曲予定面１１ａとその反対側面１１
ｂに、屈曲予定中心点１１ｃを中心として屈曲方向Ａと
ほぼ直角に、複数（図では４個）の凹状断面のビード１
２を所定間隔Ｓで形成した後、前記屈曲予定面１１ａを
前記屈曲方向Ａへ屈曲せしめ、図１の仮想線で示した閉
断面曲げ構造部材１３を得るものである。この場合、前
記ビード１２の数、長さ、凹み半径、ピッチ等は、構造
部材１１の屈曲角度、板厚、形状等に応じて実験又はコ
ンピュータ・シュミレーションにより決定される。尚、
前記ビード１２は凸状断面としてもよい。
８により詳細に説明すると、先ず本発明の閉断面構造部
材の曲げ加工方法は、図１の実線に示すような直柱状の
閉断面部材１１の屈曲予定面１１ａとその反対側面１１
ｂに、屈曲予定中心点１１ｃを中心として屈曲方向Ａと
ほぼ直角に、複数（図では４個）の凹状断面のビード１
２を所定間隔Ｓで形成した後、前記屈曲予定面１１ａを
前記屈曲方向Ａへ屈曲せしめ、図１の仮想線で示した閉
断面曲げ構造部材１３を得るものである。この場合、前
記ビード１２の数、長さ、凹み半径、ピッチ等は、構造
部材１１の屈曲角度、板厚、形状等に応じて実験又はコ
ンピュータ・シュミレーションにより決定される。尚、
前記ビード１２は凸状断面としてもよい。
【００１０】上記のようなビード１２を施した直柱状の
閉断面構造部材１１を、先述した図９、図１０に示すよ
うな曲げ装置により屈曲して行くと、屈曲予定面１１ａ
とその反対側面１１ｂに設けたビード１２が、上記面１
１ａではその間隔を広げ、且つその深さを減じつつ引張
応力に対抗し、また上記面１１ｂではその間隔を狭め且
つその深さを増しつつ圧縮応力に対抗して各々変形し、
これによって前記凹み座屈なしに屈曲が完了する。この
際、発明者らの実験によれば、本発明のビード１２を施
した直柱状の閉断面構造部材１１を屈曲した場合には、
図６の実線のように、曲げ抵抗（プレス荷重）の最大値
がビードを施さない直柱状の閉断面構造部材を屈曲した
場合より下がるので、曲げ加工は容易となる。
閉断面構造部材１１を、先述した図９、図１０に示すよ
うな曲げ装置により屈曲して行くと、屈曲予定面１１ａ
とその反対側面１１ｂに設けたビード１２が、上記面１
１ａではその間隔を広げ、且つその深さを減じつつ引張
応力に対抗し、また上記面１１ｂではその間隔を狭め且
つその深さを増しつつ圧縮応力に対抗して各々変形し、
これによって前記凹み座屈なしに屈曲が完了する。この
際、発明者らの実験によれば、本発明のビード１２を施
した直柱状の閉断面構造部材１１を屈曲した場合には、
図６の実線のように、曲げ抵抗（プレス荷重）の最大値
がビードを施さない直柱状の閉断面構造部材を屈曲した
場合より下がるので、曲げ加工は容易となる。
【００１１】このように完成した図５に示す屈曲した閉
断面構造部材１３では、ビード１２が残っているが、こ
のような構造部材１３を、図７に示すように、例えば右
端を固定し、左端を力Ｆで押圧したときは、ビード１２
が座屈に抵抗し、図８の実線に示すようにその座屈は蛇
腹状に且つ段階的に進行する。これは、従来のビードを
有しない屈曲した閉断面構造部材が同図点線のように、
曲げ抵抗の最大値から急激に曲げ抵抗力を失うのと異な
り、エネルギ吸収量を大幅に増加させることになる。
断面構造部材１３では、ビード１２が残っているが、こ
のような構造部材１３を、図７に示すように、例えば右
端を固定し、左端を力Ｆで押圧したときは、ビード１２
が座屈に抵抗し、図８の実線に示すようにその座屈は蛇
腹状に且つ段階的に進行する。これは、従来のビードを
有しない屈曲した閉断面構造部材が同図点線のように、
曲げ抵抗の最大値から急激に曲げ抵抗力を失うのと異な
り、エネルギ吸収量を大幅に増加させることになる。
【００１２】従って、前記のようなビード１２を有する
閉断面曲げ構造部材１３を、自動車の曲げを必要とする
構造部材として使用するときは、衝突時の衝撃的圧縮力
を有効に吸収することになる。なお、前記ビード１２
は、前記のように屈曲部をもった前記部材１、２に相当
する断面コ字形部材を一対製作し、これを向き合わせて
溶接して製作した閉断面曲げ構造部材の屈曲面等に追加
的に形成してももちろん有効である。
閉断面曲げ構造部材１３を、自動車の曲げを必要とする
構造部材として使用するときは、衝突時の衝撃的圧縮力
を有効に吸収することになる。なお、前記ビード１２
は、前記のように屈曲部をもった前記部材１、２に相当
する断面コ字形部材を一対製作し、これを向き合わせて
溶接して製作した閉断面曲げ構造部材の屈曲面等に追加
的に形成してももちろん有効である。
【００１３】
【発明の効果】本発明閉断面構造部材の曲げ加工方法
は、直柱状の閉断面部材の屈曲予定面とその反対側面
に、屈曲予定中心点を中心として屈曲方向とほぼ直角
に、複数のビードを所定間隔で形成した後、前記屈曲予
定面を前記屈曲方向へ屈曲せしめるようにしたので、前
記ビードが屈曲面では間隔を広げ且つ浅くなり、またそ
の反対側面では間隔を狭め且つ深くなる等の変化をして
凹み座屈を防止し、又屈曲の際ビードを設けないものよ
り曲げ抵抗の最大値を低下させて、加工性を向上せしめ
ることができる。従って、従来のように屈曲するために
多数の金型を準備する必要がなく、手間も少なくて済
む。
は、直柱状の閉断面部材の屈曲予定面とその反対側面
に、屈曲予定中心点を中心として屈曲方向とほぼ直角
に、複数のビードを所定間隔で形成した後、前記屈曲予
定面を前記屈曲方向へ屈曲せしめるようにしたので、前
記ビードが屈曲面では間隔を広げ且つ浅くなり、またそ
の反対側面では間隔を狭め且つ深くなる等の変化をして
凹み座屈を防止し、又屈曲の際ビードを設けないものよ
り曲げ抵抗の最大値を低下させて、加工性を向上せしめ
ることができる。従って、従来のように屈曲するために
多数の金型を準備する必要がなく、手間も少なくて済
む。
【００１４】また、本発明閉断面曲げ構造部材は、屈曲
した閉断面曲げ構造部材の屈曲部に、複数の衝撃圧縮力
吸収用ビードを形成したので、ビードにより座屈を蛇腹
状に且つ段階的に進行させ、これによって衝撃時のエネ
ルギ吸収量を大幅に増加させることができる効果があ
る。
した閉断面曲げ構造部材の屈曲部に、複数の衝撃圧縮力
吸収用ビードを形成したので、ビードにより座屈を蛇腹
状に且つ段階的に進行させ、これによって衝撃時のエネ
ルギ吸収量を大幅に増加させることができる効果があ
る。
【図１】本発明方法により屈曲するビードを施した直柱
状の閉断面構造部材及びこれを屈曲した後の状態を示す
平面略図。
状の閉断面構造部材及びこれを屈曲した後の状態を示す
平面略図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面矢視図。
【図３】本発明方法により屈曲するビードを施した直柱
状の閉断面構造部材の正面図。
状の閉断面構造部材の正面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面矢視図。
【図５】本発明方法により屈曲した本発明閉断面曲げ構
造部材の平面図。
造部材の平面図。
【図６】直柱状閉断面曲げ構造部材をプレスにより屈曲
したときの、本発明構造部材と従来構造部材の比較図。
したときの、本発明構造部材と従来構造部材の比較図。
【図７】閉断面曲げ構造部材の圧縮状態を示す平面略
図。
図。
【図８】閉断面曲げ構造部材に衝撃圧縮荷重を掛けた場
合の、本発明構造部材と従来構造部材の比較図。
合の、本発明構造部材と従来構造部材の比較図。
【図９】閉断面構造部材に曲げ荷重を掛けるための曲げ
装置の一例を作動前及び作動後を半裁して示す正面図。
装置の一例を作動前及び作動後を半裁して示す正面図。
【図１０】図９に示す曲げ装置の側面図。
【図１１】従来方法により屈曲するビードを施さない直
柱状の閉断面構造部材及びこれを屈曲した後の状態を示
す平面略図。
柱状の閉断面構造部材及びこれを屈曲した後の状態を示
す平面略図。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ線断面矢視図。
【図１３】一般的な閉断面構造部材の断面図で、（ａ）
はコ字型、（ｂ）はハット型を示す。
はコ字型、（ｂ）はハット型を示す。
１、２、３、４ （閉断面構造部材の）部材 ５ 直柱状閉断面構造部材（従来） ６ 支持型 ７ 固定装置 ８ クッション ９
パンチ １１ 直柱状閉断面構造部材（本発明） １１ａ 屈
曲予定面 １１ｂ （屈曲予定面の）反対側面 １２ ビード １３ （本発明の）閉断面曲げ構造部材 Ｓ1、Ｓ2
凹み座屈。
パンチ １１ 直柱状閉断面構造部材（本発明） １１ａ 屈
曲予定面 １１ｂ （屈曲予定面の）反対側面 １２ ビード １３ （本発明の）閉断面曲げ構造部材 Ｓ1、Ｓ2
凹み座屈。
Claims (7)
- 【請求項１】直柱状の閉断面部材の屈曲予定面とその反
対側面に、屈曲予定中心点を中心として屈曲方向とほぼ
直角に、複数のビードを所定間隔で形成した後、前記屈
曲予定面を前記屈曲方向へ屈曲せしめることを特徴とす
る閉断面構造部材の曲げ加工方法。 - 【請求項２】屈曲した閉断面曲げ構造部材の屈曲部に、
複数の衝撃圧縮力吸収用ビードを形成したことを特徴と
する閉断面曲げ構造部材。 - 【請求項３】前記ビードが、凹状断面を有することを特
徴とする請求項１記載の閉断面構造部材の曲げ加工方法
又は請求項２記載の閉断面曲げ構造部材。 - 【請求項４】前記ビードが、凸状断面を有することを特
徴とする請求項１記載の閉断面構造部材の曲げ加工方法
又は請求項２記載の閉断面曲げ構造部材。 - 【請求項５】前記ビードを、屈曲予定面とその反対側面
に形成したことを特徴とする請求項２又は請求項３又は
請求項４記載の閉断面曲げ構造部材。 - 【請求項６】前記ビードを、屈曲予定方向と直角な面及
びその反対側面に形成したことを特徴とする請求項２又
は請求項３又は請求項４記載の閉断面曲げ構造部材。 - 【請求項７】前記ビードを、予定作用力と並行に形成し
たことを特徴とする請求項２又は請求項３又は請求項４
又は請求項５又は請求項６記載の閉断面曲げ構造部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5592798A JPH11239824A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 閉断面構造部材の曲げ加工方法及び閉断面曲げ構造部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5592798A JPH11239824A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 閉断面構造部材の曲げ加工方法及び閉断面曲げ構造部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11239824A true JPH11239824A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=13012735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5592798A Pending JPH11239824A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 閉断面構造部材の曲げ加工方法及び閉断面曲げ構造部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11239824A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001062519A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-13 | Toyota Motor Corp | 金属パイプ曲げ加工方法および金属製曲がりパイプ |
| JP2004148326A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-27 | Press Kogyo Co Ltd | Ｕ字形断面部材の成形方法 |
| JP2007268594A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金製フレーム及びその製造方法 |
-
1998
- 1998-02-20 JP JP5592798A patent/JPH11239824A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001062519A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-13 | Toyota Motor Corp | 金属パイプ曲げ加工方法および金属製曲がりパイプ |
| JP2004148326A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-27 | Press Kogyo Co Ltd | Ｕ字形断面部材の成形方法 |
| JP2007268594A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金製フレーム及びその製造方法 |
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