WO2024106326A1 - ロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法およびフレーム部品 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for manufacturing a frame part formed by roll forming, and to the frame part.
- Patent Document 1 discloses a frame component for a battery housing.
- the frame component disclosed in Patent Document 1 is formed by overlapping another plate-shaped flat portion on a roll-formed plate material so that a groove-shaped portion with a concave cross section and a convex-shaped portion with a convex cross section are aligned, as shown in FIG. 4 of Patent Document 1, and spot welding the overlapping portions. Therefore, it is not possible to form a closed cross-sectional portion in which multiple frames with square cross sections are aligned in a row.
- This type of frame component is required to have high rigidity against loads applied from the side.
- the frame parts shown in Patent Document 1 are formed by stacking multiple plate materials and welding them at multiple welding positions. This makes it highly productive, but it is not possible to form a closed cross-sectional portion in which multiple rectangular cross-sectional frames are lined up in a row.
- the manufacturing method for frame parts described in Patent Document 1 has a problem in that it has a large number of manufacturing steps, such as positioning and welding multiple plate materials, resulting in low productivity.
- a first object of the present invention is to efficiently manufacture a frame part having a plurality of adjacent closed cross sections, such as a closed cross section portion in which a plurality of rectangular cross section frames are continuously arranged.
- a second object of the present invention is to provide a frame component which can be manufactured with good productivity and has high rigidity against a side collision load.
- the method of manufacturing a frame part formed by roll forming is a method of manufacturing a frame part having a generally rectangular outer shell that forms multiple closed cross sections on the inside by roll forming a metal plate material having one end and the other end so that the one end remains on the outside and the other end is positioned inward, the method comprising the steps of abutting the other end of the plate material that separates the multiple closed cross sections against one side wall of the frame part to form an abutment portion with a T-shaped cross section, and welding the other end to the side wall by welding the other end to the side wall against which the other end is abutted.
- the frame part according to the present invention is a frame part formed from a single metal plate in a shape in which a pair of horizontal walls and an intermediate partition wall are arranged between a pair of vertical walls, and in which a number of frames with rectangular cross sections are arranged in a row, one end of the partition wall is abutted against one of the vertical walls to form a butt part with a T-shaped cross section and welded to the one of the vertical walls, and the other end of the partition wall is formed in a curved shape and is continuous with an inner vertical wall that is overlapped and welded to the other vertical wall from the inside, the inner vertical wall and the other vertical wall form a double wall that is overlapped and connected to each other, and the inner vertical wall and the connection parts between each of the vertical walls and each of the horizontal walls are each bent into a curved shape.
- a single plate material is roll formed and then welded to form multiple closed cross sections in the single plate material. Therefore, according to the present invention, frame parts having multiple closed cross sections can be manufactured with higher productivity than the conventional manufacturing method in which multiple plate materials are stacked and welded.
- the frame component according to the present invention when a collision load is applied from the side, the curved portion adjacent to the strong double wall expands and deforms. This deformation causes the partition wall and the upper and lower side walls to bend. Therefore, according to the present invention, a frame component with a high energy absorption rate against a collision load from the side can be provided.
- FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a roll forming machine.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of a frame component.
- FIG. 3 is a perspective view of a frame component.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing a basic shape portion of a frame part.
- FIG. 5A is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 5B is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 5C is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 5D is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 5A is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 5B is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 5E is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 5F is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 5G is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 5H is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 5I is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 6A is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 6B is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 6C is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 6D is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 6E is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 6F is a cross-sectional view of a plate material showing the roll forming process in stages.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of a frame component showing a modified example of the abutment portion.
- FIG. 8 is a cross-sectional view of a frame component showing a modified example of the abutment portion.
- FIG. 9 is a flow chart for explaining a manufacturing method of a frame component according to the present invention.
- FIG. 9 is a flow chart for explaining a manufacturing method of a frame component according to the present invention.
- FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the shape of a melted portion formed by laser welding.
- FIG. 16 is a cross-sectional view showing another embodiment of the fitted portion.
- FIG. 17 is a side view of a molded product showing another embodiment of the fitted portion.
- FIG. 18 is a flow chart showing another embodiment of a method for forming abutting portions.
- FIG. 19 is a cross-sectional view of a frame component for illustrating deformation when an impact load is applied.
- FIG. 20 is a cross-sectional view of a frame part with an additional part connected thereto.
- the method for manufacturing a frame part formed by roll forming according to the present invention can be carried out, for example, by using a roll forming machine 1 shown in Fig. 1.
- This roll forming machine 1 feeds a metal plate material 3 from an uncoiler 2 located at the far left in Fig. 1 to the right in Fig. 1 to manufacture a product of a predetermined shape.
- the metal plate material 3 is attached to the uncoiler 2 in a coiled state.
- the frame part 11 shown in Figures 2 and 3 can be used as a part for supporting on-board parts of an automobile or the like (not shown), or as a part that constitutes part of the frame of the vehicle body.
- the frame part 11 shown in FIG. 2 has a substantially rectangular outer shell 11a.
- a plurality of closed cross sections (first to third closed cross sections 12 to 14) are formed inside the outer shell 11a.
- the frame part 11 according to this embodiment is formed by forming one metal plate material into a predetermined shape by roll forming.
- forming performed by roll forming is simply referred to as roll form forming.
- the roll form forming is performed such that one end 15 of the plate material 3 depicted on the lower right side in FIG. 2 is left outside and the other end 16 is disposed inside.
- the shape of the frame part 11 according to this embodiment includes a basic shape portion 17, and is a shape in which three frames with a rectangular cross section are arranged in succession.
- the basic shape portion 17 is a shape in which the open part of the alphabet E is closed, and is formed in a shape in which two frames with a rectangular cross section are arranged in succession.
- the frame part 11 according to the present invention can be formed only by the basic shape part 17.
- One end part 15 can be bent outward to protrude and be formed into a mounting flange.
- the basic shape portion 17 is formed in a shape having a pair of horizontal walls 23, 24 and an intermediate partition wall 25 between a pair of vertical walls 21, 22.
- the frame part 11 shown in Fig. 2 is formed in a shape in which the pair of vertical walls 21, 22 are extended downward from the basic shape portion 17 and a horizontal wall 26 is added below the basic shape portion 17, so that three frames with a rectangular cross section are lined up.
- the pair of vertical walls 21, 22 refers to a first vertical wall 21 including one end 15 of the plate material 3, and a second vertical wall 22 facing the first vertical wall 21.
- the first vertical wall 21 corresponds to "one side wall of a frame component" and “one vertical wall” according to the present invention.
- the second vertical wall 22 corresponds to "the other vertical wall” according to the present invention.
- the pair of horizontal walls 23, 24 are first and second horizontal walls that vertically sandwich a partition wall 25, which is the other end 16 of the plate material 3, in Fig. 2.
- the first horizontal wall 23 connects the upper ends of the first vertical wall 21 and the second vertical wall 22 shown in Fig. 2 to each other.
- the horizontal wall added below the basic shape portion 17 in the frame part 11 shown in Fig. 2 is hereinafter referred to as a third horizontal wall 26.
- the third horizontal wall 26 is connected to a first inner vertical wall 27 that overlaps the first vertical wall 21 from the inside, and is connected to the second horizontal wall 24 via this first inner vertical wall 27.
- the partition wall 25 separates a plurality of closed sections (the first closed section 12 and the second closed section 13) and cooperates with the first vertical wall 21 to form a butt section 31 having a T-shaped cross section.
- one end 25a of the partition wall 25 is butted against the first vertical wall 21 so as to form the butt section 31 having a T-shaped cross section.
- the other end 25b of the partition wall 25 of the frame part 11 shown in FIG. 2 is connected to a second inner vertical wall 32 that overlaps the second vertical wall 22 from the inside.
- the other end 25b of the partition wall 25 of the frame part 11 shown in FIG. 4 is connected to a third inner vertical wall 33 that overlaps the first vertical wall 21 from the inside.
- the third inner vertical wall 33 connects the partition wall 25 and the second horizontal wall 24.
- the second horizontal wall 24 shown in FIG. 4 connects the second vertical wall 22 and the third inner vertical wall 33.
- a curved portion 34 with a curved shape is formed in the portion where the plate material 3 is bent at approximately a right angle.
- the frame part 11 is formed by forming the plate materials 3 into the shape shown in Figures 2 and 4 by roll forming, and then welding the overlapping portions where the plate materials 3 overlap.
- the overlapping portions in the frame part 11 shown in Figure 2 are a first overlapping portion 35 where the first vertical wall 21 and the first inner vertical wall 27 overlap, a second overlapping portion 36 where the second vertical wall 22 and the second inner vertical wall 32 overlap, and a third overlapping portion 37 where the first vertical wall 21 and the partition wall 25 overlap.
- the overlapping portions in the frame part 11 shown in Figure 4 are a fourth overlapping portion 38 where the first vertical wall 21 and the third inner vertical wall 33 overlap, and a fifth overlapping portion 39 where the second vertical wall 22 and the partition wall 25 overlap.
- the material of the plate material 3 used in this embodiment may be an aluminum alloy, an iron-based alloy, or other metal material.
- the plate thickness is greater than that of a steel plate, so that the welding range of the third overlapping portion 37 where the first vertical wall 21 and the partition wall 25 overlap, and the fifth overlapping portion 39 where the second vertical wall 22 and the partition wall 25 overlap, becomes wider, and welding from the outside becomes easier.
- Welding can be performed by, for example, laser welding, which allows welding from the outside of a closed cross section.
- FIGS. 5A to 5I and 6A to 6F are cross-sectional views of the plate material 3 as viewed from the longitudinal direction.
- the frame part 11 To form the frame part 11, first, as shown in Figures 5A to 5I, the other end 16 of the flat plate material 3 is bent, and the partition wall 25, second inner vertical wall 32, second horizontal wall 24, and first inner vertical wall 27 are formed in this order.
- the radius of curvature of the curved portion 34 between the partition wall 25 and the second inner vertical wall 32 can be adjusted by the multi-stage roll forming machine 5 according to the rigidity and collision performance. For example, if the radius of curvature of the curved portion 34 of the partition wall 25 is set large, cross-sectional crushing can be promoted.
- the third horizontal wall 26, second vertical wall 22, first horizontal wall 23, and first vertical wall 21 are formed in this order.
- the second vertical wall 22 and the second inner vertical wall 32 are overlapped to form a double wall.
- the horizontal wall 23 is bent while forming a curved portion 34 to form the first vertical wall 21.
- the first vertical wall 21 is overlapped with the tip of the partition wall 25 and the first inner vertical wall 27 to form the abutment portion 31, thereby completing the roll forming process.
- a process can be added in which the second vertical wall 22 is bent to the left in the figure to form a frame with a square cross section at the upper left side of the outer shell 11a in the figure.
- This frame with a rectangular cross section is formed by bending the second vertical wall 22 clockwise in the figure, and finally, the second vertical wall 22 is formed so that it overlaps with the part bent to the left as it extends downward, adding a closed cross section to the outside. After forming the frame with a rectangular cross section in this way, the second vertical wall 22 is bent so that the tip is directed to the right in the figure, resulting in the state shown in Figure 6D. Also, laser welding can be performed on the first to third overlapping portions 35 to 37 during the molding steps shown in FIGS. 6B and 6F.
- the first to third overlapping portions 35-37 of the frame component 11 are welded.
- the first and second overlapping portions 35, 36 are in surface contact with the two plate materials 3 overlapping in the thickness direction, making it easy to weld correctly.
- the third overlapping portion 37 is T-shaped with the partition wall 25 abutting against the first vertical wall 21, and if the partition wall 25 is inclined relative to the first vertical wall 21 due to errors during forming or springback, it may not be positioned properly and may not be in surface contact.
- a fitting portion 41 into which the partition wall 25 fits can be formed on the first vertical wall 21 or the second vertical wall 22.
- the manufacturing method of the frame part 11 formed by roll forming according to this embodiment is carried out as shown in the flow chart of FIG. 9. That is, the manufacturing method is carried out by step S1 of butting the partition wall 25 against the first vertical wall 21 (the second vertical wall 22 in the frame part 11 shown in FIG. 4) to form the butting part 31 having a T-shaped cross section, and step S2 of welding the partition wall 25 (the other end 16 of the plate material 3) to the side wall ⁇ the first vertical wall 21 (the second vertical wall 22 in the frame part 11 shown in FIG. 4) ⁇ in-line or after the line of the roll forming machine 1.
- welding the partition wall 25 to the first vertical wall 21 (the second vertical wall 22 in the frame part 11 shown in FIG. 4) welding is also performed at the first and second overlapping parts 35, 36 (the fourth overlapping part 38 in the frame part 11 shown in FIG. 4).
- step S10 of forming the fitted portion 41 into which the partition wall 25 fits is carried out on the plate material 3.
- step S1 of forming the abutment portion 31 is carried out by bending the plate material 3 during roll forming, so that the partition wall 25 abuts against the first vertical wall 21 and fits into the fitted portion 41.
- the fitted portion 41 of the frame part 11 shown in Fig. 7 will be described, but the fitted portion 41 of the frame part 11 shown in Fig. 8 also has the same structure.
- step S10 of forming the fitted portion 41 the fitted portion 41 is formed at a position on the side surface 42 of the first vertical wall 21 that overlaps with the partition wall 25.
- the fitted portion 41 shown in Fig. 11 is formed by a groove 43 into which the tip portion of the partition wall 25 fits.
- the groove 43 can be formed by, for example, cutting the plate material 3 in the pre-hole press 4 of the roll forming machine 1.
- the groove 43 shown in FIG. 11 is formed by a guide shape portion 44 connected to the inner side surface 42 of the first vertical wall 21 and a groove bottom portion 45 connected to the guide shape portion 44.
- the guide shape portion 44 is formed by an inclined surface 44a extending from the side surface 42 toward the inside of the fitted portion 41.
- the inclined surface 44a is inclined so that the opening width of the fitted portion 41 gradually increases as it approaches the outside of the fitted portion 41.
- the groove bottom portion 45 is composed of a side surface 45a extending in the depth direction of the groove 43 and a bottom surface 45b that becomes the groove bottom, and is formed so that the cross-sectional shape is an angular C-shaped groove.
- the groove width of the groove bottom portion 45 is the width into which the tip portion of the partition wall 25 fits.
- the guide shape portion 44 can be formed as shown in FIG. 12.
- the guide shape portion 44 shown in Fig. 12 is formed over the entire side wall of the groove 43, and extends from the side surface 42 of the first vertical wall 21 to the bottom of the fitted portion 41. That is, the fitted portion 41 shown in Fig. 12 is formed by a groove 43 consisting of a side wall formed by the guide shape portion 44 and a bottom surface 41a. This guide shape portion 44 is also formed by an inclined surface 44a.
- the fitted portion 41 shown in FIG. 11 and FIG. 12 can be formed by cutting or molding. When the fitted portion 41 is formed by cutting, a rotating cutting tool 46 is pressed against the plate material 3 as shown in FIG. 13A.
- a groove forming roll 47 is pressed against the plate material 3 as shown in FIG. 13B.
- the groove forming roll 47 is provided in a multi-stage roll forming machine 5, and a groove processing portion 48 is provided on the outer periphery.
- the shape of the groove processing portion 48 is transferred to the plate material 3 to form the mating portion 41.
- the groove 43 has a concave shape only on the inner surface (side surface 42), a convex shape may be exposed on the outer surface of the portion where the concave is formed. When a convex shape is exposed in this way, it serves as a marker for laser welding.
- step S1 for forming the abutment is performed during the process of bending the plate material 3 by the multi-stage roll forming machine 5. That is, the first vertical wall 21 advances toward the partition wall 25 from the state shown in FIG. 6E, and as shown in FIG. 6F, the first vertical wall 21 abuts against the partition wall 25, so that the first vertical wall 21 moves as shown by the two-dot chain line in FIG. 14A and FIG. 14B, and the partition wall 25 fits into the fitting part 41.
- the corner portion 51 formed at the tip of the partition wall 25 comes into contact with the guide shape portion 44, and the guide shape portion 44 slides.
- the partition wall 25 is guided into the fitting part 41 while the guide shape portion 44 slides against the corner portion 51.
- the partition wall 25 fits into the fitting part 41, forming the abutment portion 31 with a T-shaped cross section.
- the corner portion 51 of the partition wall 25 fits into a corner portion 52 of the groove bottom 45 immediately after passing through the guide shape portion 44 during the fitting process.
- the first vertical wall 21 then tilts clockwise in the figure around this corner portion 52, and the partition wall 25 fits into the groove bottom 45.
- the guide shape portion 44 facilitates fitting and improves positional accuracy, but even if the guide shape portion 44 is not formed, positional accuracy can also be improved by setting a clearance and giving the end face of the partition wall 25 and the bottom surface 45b of the groove 43 a V-shaped fitting shape in cross section.
- the welding step S2 is performed from the outside of the first vertical wall 21 (the second vertical wall 22 in the frame part shown in Figure 4), opposite the partition wall 25. That is, as shown in Figure 15, it is performed by irradiating the abutment part 31, which has a T-shaped cross section, with laser light L from the outside of the frame part 11 (the opposite side to the partition wall 25).
- Figure 15 shows the abutment part 31 when the fitted part 41 is used, but the same applies when welding wall surfaces together.
- the laser light L is irradiated to the outer side surface 53 of the first vertical wall 21 at a position corresponding to the fitted portion 41.
- a part of the first vertical wall 21 and a part of the partition wall 25 melt and mix together, and are welded together.
- a warhead-shaped melted portion 54 is generated, which is shown by hatching slanting downward to the left in FIG. 15.
- the warhead shape of the melted portion 54 is a convex shape extending from the laser irradiation surface (side surface 63) toward the partition wall 25.
- the warhead-shaped melted portion makes the partition wall 25 more likely to collapse when subjected to a load from the laser irradiation direction, and the collapse of the partition wall 25 makes it easier for the load to concentrate on the curved portion 34, increasing the amount of shock absorption described below.
- the fitted portion 41 can be formed as shown in FIG. 16.
- the fitted portion 41 shown in FIG. 16 is formed by a slit hole 61 penetrating the first vertical wall 21 (the second vertical wall 22 in the frame part 11 shown in FIG. 4) in the thickness direction.
- the slit hole 61 can be formed, for example, by punching the plate material 3 with the pre-hole press 4 of the roll forming machine 1.
- the slit hole 61 is formed so as to be an elongated hole extending in the longitudinal direction of the frame part 11 as shown in FIG. 17. Furthermore, the slit holes 61 are formed so as to be lined up at a predetermined interval in the longitudinal direction of the frame part 11.
- the partition wall 25 is formed with a tongue piece 62 that fits into the slit hole 61.
- This tongue piece 62 can be formed, like the slit hole 61, by subjecting the plate material 3 to, for example, a punching process using the pre-hole press 4 of the roll forming machine 1.
- the manufacturing method of the frame component 11 in the case where the fitted portion 41 is formed by the slit hole 61 in this way is carried out as shown in the flowchart of Fig. 18. That is, before step S1 of forming the abutment portion 31, step S11 of forming the tongue piece 62 at the end of the plate material 3 is carried out.
- the slit hole 61 is formed in step S10 of forming the fitted portion.
- step S11 of forming the tongue piece is described after step S10 of forming the fitted portion, but when these processes are carried out using the pilot hole press 4, these steps are carried out approximately simultaneously.
- step S1 the tongue 62 is fitted into the slit hole 61.
- the tongue 62 is then welded to the wall of the slit hole 61 (the first vertical wall 21 of the frame part 11 shown in FIG. 2 or the second vertical wall 22 of the frame part 11 shown in FIG. 4).
- This welding is not limited to laser welding because the tongue 62 is exposed at the opening of the slit hole 61, and any welding method can be used.
- forming a hole such as the slit hole 61 in the abutment part 31 makes it easier to check the welding quality, including the case where the welding method shown in FIG. 15 is adopted.
- the tongue 62 can also be extended and joined to another member on the outside of the side wall.
- frame components having multiple closed cross sections can be manufactured with higher productivity than in the conventional manufacturing method in which multiple plate materials are stacked and welded.
- the other end 16 (partition wall 25) of the plate material 3 fits into the fitted portion 41 of the first vertical wall 21 (second vertical wall 22 in the frame part 11 shown in FIG. 4) during the process of forming the plate material 3, so when the end of the plate material 3 is butted against the side of the plate material 3 inside the outer shell 11a and welded from the outside of the outer shell, the positioning of the weld portion has already been done, so welding can be performed accurately.
- This positioning of the weld portion is performed automatically during the forming process, so it can be performed easily. Therefore, according to this embodiment, the positioning of the other end 16 can be easily performed when the other end 16 (partition wall 25) of the plate material 3 is butted against the first vertical wall 21 and welded, so a frame part that is easy to manufacture can be provided.
- the fitted portion 41 in this embodiment has a guide shape portion 44 that continues to the side surface 42 of the first vertical wall 21.
- step S1 of forming the abutment portion 31 the step of fitting the end of the plate material 3 into the fitted portion 41
- the corner portion 51 formed at the tip of the partition wall 25 contacts the guide shape portion 44 while the guide shape portion 44 slides, thereby guiding the partition wall 25 into the fitted portion 41.
- the first vertical wall 21 tilts around the corner portion 51, and the partition wall 25 fits into the fitted portion 41, so that the partition wall 25 fits securely into the fitted portion 41.
- the guide shape portion 44 in this embodiment is formed by an inclined surface 44a that extends from the side surface 42 of the first vertical wall 21 toward the inside of the mated portion 41. Because of this, the partition wall 25 of the plate material 3 slides along the inclined surface 44a when mated with the mated portion 41, making the mating operation smoother, making it possible to perform the mating operation more accurately, and preventing the generation of wear powder during molding.
- a groove 43 is formed on the side surface 42 of the plate material 3 as the fitted portion 41, and the other end portion 16 of the plate material 3 is fitted into this groove 43.
- the partition wall 25 can be positioned simply by performing the simple process of forming the groove 43 in the plate material 3. Therefore, it is possible to realize a manufacturing method of the frame part that is easy to implement.
- the groove wall of the groove 43 restricts the movement of the partition wall 25 of the plate material 3, the partition wall 25 can be reliably fixed to the first vertical wall 21 (the second vertical wall 22 in the frame part 11 shown in FIG.
- the plate thickness of the fitted portion 41 of the first vertical wall 21 is reduced by the groove 43. Therefore, when this part is viewed from the outside, it serves as a mark for welding with the partition wall 25, making it easy to grasp the welding position from the outside.
- a peephole may be drilled in the first vertical wall 21 to allow the fitting portion 41 to be viewed.
- the grooves 43 are formed by cutting the plate material 3, the grooves 43 can be machined into the plate material 3 in a flat state before roll forming begins, so the precision of the position, size, etc. of the grooves 43 can be increased.
- the other end 16 (partition wall 25) of the plate material 3 and the plate material 3 (first vertical wall 21) are welded by laser welding, and the shape of the melted portion 54 by the laser welding is a bullet-head shape extending from the laser irradiated surface (side surface 53) toward the end of the plate material 3, a butt portion 31 with a T-shaped cross section and high weld strength can be formed.
- an aluminum alloy plate material 3 is used, and this plate material 3 is bent into a predetermined shape by roll forming.
- an aluminum alloy is used as the material for the plate material 3
- a thicker plate material 3 can be used compared to when steel is used. Therefore, the other end 16 of the plate material 3 fits securely into the fitting portion 41, so that the positioning of the other end 16 of the plate material 3 can be performed even more reliably.
- the use of aluminum material can reduce the weight of the frame part 11.
- the frame part 11 is a frame part having a basic shape portion 17 formed of a single metal plate 3 with a pair of vertical walls (first vertical wall 21 and second vertical wall 22) between which are a pair of horizontal walls (first horizontal wall 23 and second horizontal wall 24) and an intermediate partition wall 25, i.e., a shape in which multiple frames with rectangular cross sections are connected together.
- One end 25a of the partition wall 25 is abutted against one of the vertical walls (first vertical wall 21 or second vertical wall 22) to form a butt portion 31 with a T-shaped cross section and welded to one of the vertical walls, and the other end 25b is formed into a curved shape and is connected to an inner vertical wall (second inner vertical wall 32, third inner vertical wall 33) that is overlapped and welded to the other vertical wall (second vertical wall 22, first vertical wall 21) from the inside.
- the inner vertical wall and the connections between each vertical wall and each horizontal wall are each bent into a curved shape to form curved portions 34.
- the inner vertical wall and the vertical wall are overlapped and connected to form a double wall.
- the first to third horizontal walls 23, 24, 26 and the partition wall 25 are deformed to absorb the impact energy.
- the first vertical wall 21 is displaced so as to approach the second vertical wall 22 as shown by the two-dot chain line in the figure.
- the partition wall 25 is firmly supported by a double wall in which the inner vertical wall (second inner vertical wall 32) and the vertical wall (second vertical wall 22) are overlapped and connected, stress is concentrated on the curved portion 34, and the curved portion 34 is deformed so as to expand the radius of curvature.
- the curved portion 34 of the partition wall 25 becomes a trigger, and the other first to third horizontal walls 23, 24, 26 are tilted so that the radius of curvature of the curved portion 34 is expanded. In this way, the radius of curvature increases at many curved portions 34, causing each wall to deform as a whole, resulting in a dramatic increase in the amount of energy absorbed.
- the frame part 11 can be used as a long frame part such as a cross member of a battery housing, a side frame, a side sill of a vehicle body, a floor cross member, a front side frame, a center pillar, etc.
- the frame part 11 is not limited to being straight as shown in FIG. 3, and can also be curved by roll forming.
- a closed cross section constructing body 71 can be welded to the frame part 11 according to the present invention as shown in Fig. 20.
- the closed cross section constructing body 71 shown in Fig. 20 is formed into a square tube shape by extrusion molding or roll forming using an aluminum alloy as a material, and has an attachment plate 73 that protrudes laterally from a portion that constitutes the bottom wall 72a of the square tube 72.
- the attachment plate 73 is welded to the third lateral wall 26 of the frame part 11 in an overlapping manner.
- the battery housing can be attached to the underside of the side sill via the closed cross-section constituent body 71, and when a collision load is applied from the side where the closed cross-section constituent body 71 is located, the amount of impact energy absorbed is further increased.
- the manufacturing method of the frame part formed by roll forming according to the above-mentioned embodiment and the features of the frame part are as follows.
- the manufacturing method of a frame part formed by roll forming according to the above-mentioned embodiment is a manufacturing method of a frame part 11 having a rectangular outer shell 11a that forms multiple closed cross sections 12-14 on the inside, by roll forming a metal plate material 3 having one end 15 and the other end 16 so that the one end 15 remains on the outside and the other end 16 is positioned inward, the method comprising step S1 of abutting the other end 16 of the plate material 3 that separates the multiple closed cross sections against one side wall (first vertical wall 21) of the frame part 11 to form a T-shaped cross-sectional abutment portion 31, and step S2 of welding the other end 16 to the side wall by applying welding from the outside on the side opposite to the other end 16 on the side wall against which the other end 16 is abutted.
- step S10 of forming a fitted portion 41 into which the other end 16 fits on the plate material 3 is carried out prior to step S1 of forming the T-shaped cross-section abutment portion 31, and step S1 of forming the T-shaped cross-section abutment portion 31 is carried out by bending the plate material 3 so that the other end 16 is abutted against the side wall (first vertical wall 21) and fitted into the fitted portion 41.
- the fitted portion 41 has a guide shape portion 44 that is connected to the side surface 42 of the side wall (first vertical wall 21), and in step S1 of forming the abutment portion 31, the end portion 16 is guided into the fitted portion 41 by the corner portion 51 formed at the tip of the end portion 16 sliding along the guide shape portion 44.
- the guide shape portion 44 is formed by an inclined surface 44a extending from the side surface 42 toward the inside of the mating portion 41.
- step S10 of forming the fitting portion 41 a groove 43 is formed as the fitting portion 41 on the side of the plate material 3, and in a step of fitting the end portion 16 into the fitting portion 41 (step S1 of forming the abutment portion 31), the end portion 16 is fitted into the groove 43.
- the grooves 43 are formed by subjecting the plate material 3 to cutting processing.
- the grooves 43 are formed by pressing a roll 47 having a groove processing portion 48 on its outer periphery against the plate material 3 and rotating it, thereby transferring the shape of the groove processing portion 48 to the plate material 3.
- the manufacturing method of frame parts formed by roll forming described above further includes a step S11 of forming a tongue piece 62 at the end 16 of the plate material 3 prior to step S1 of forming the abutment portion 31, and in step S10 of forming the fitted portion 41, a slit hole 61 penetrating the plate material 3 in the thickness direction is formed as the fitted portion 41, and in step S1 of forming the abutment portion 31, the tongue piece 62 is fitted into the slit hole 61.
- step S2 of welding the end 16 to the mating portion 41 is performed by laser welding, and the shape of the melted portion 54 formed by the laser welding is a bullet-head shape extending from the laser irradiated surface toward the end 16.
- the plate material 3 is made of an aluminum alloy, and step S1 of forming the abutment portion 31 is carried out by roll forming.
- the frame part 11 has a shape in which a pair of horizontal walls 23, 26 and an intermediate partition wall 25 are arranged between a pair of vertical walls 21, 22, and is formed from a single metal plate 3 in a shape in which a plurality of frames with rectangular cross sections are continuously arranged.
- One end 25a of the partition wall 25 is abutted against one of the vertical walls (the first vertical wall 21 or the second vertical wall 22) so as to form an abutment portion 31 having a T-shaped cross section and is welded to the one of the vertical walls, and the other end 25b of the partition wall 25 is formed in a curved shape and is continuous with an inner vertical wall (the second inner vertical wall 32, the third inner vertical wall 33) overlapping and welded to the other vertical wall from the inside, and the inner vertical wall and the other vertical wall overlap and connect to each other to form a double wall, and the connection portions of the inner vertical wall and each of the vertical walls 21, 22 and each of the horizontal walls 23, 24, 26 are each bent into a curved shape.
- a fitting portion 41 is formed on one of the vertical walls (first vertical wall 21 or second vertical wall 22) into which the tip end (one end 25a) of the partition wall 25 fits, and the tip end of the partition wall 25 is welded in a fitted state to the fitting portion 41.
- the fitting portion 41 is formed by a slit hole 61 penetrating one of the vertical walls (the first vertical wall 21 or the second vertical wall 22) in the thickness direction, and a tongue piece 62 that fits into the slit hole 61 is formed at the tip portion of the partition wall 25.
- the mating portion 41 has a guide shape portion 44 that is continuous with the side surface 42 of one of the vertical walls (the first vertical wall 21 or the second vertical wall 22), and the guide shape portion 44 is formed by an inclined surface 44a that extends from the side surface 42 toward the inside of the mating portion 41.
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Abstract
金属製の板材(3)を一方の端部(15)を外方に残し他方の端部(16)を内方に配置するようにロールフォーム成形して複数の閉断面(12~14)を内方に形成する略矩形の外郭(11a)を有するフレーム部品(11)の製造方法である。第1の縦壁(21)に板材(3)の他方の端部(16)を突き当てて断面T字状の突当部(31)を形成するステップを有する。外方から溶接を施して他方の端部(16)を第1の縦壁(21)に溶接するステップを有する。 複数の閉断面を有するフレーム部品を生産性よく製造することができる。
Description
本発明は、ロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法およびフレーム部品に関する。
自動車等の車両に搭載される部品は、強固なフレーム部品に支持させる必要がある。この種のフレーム部品としては、例えば、特許文献1に記載されている。この特許文献1には、バッテリハウジングのフレーム部品が開示されている。特許文献1に開示されたフレーム部品は、特許文献1の図4に示すように断面凹状の溝状部と断面凸状の凸状部とが並ぶようにロールフォーム成形された板材に他の板状の平板部を重ね、重なり部分にそれぞれスポット溶接して形成されている。したがって、複数の断面四角形の枠が連続して並ぶ閉断面部を形成することはできない。
この種のフレーム部品は、側方から加えられた荷重に対して剛性が高いことが要請されている。
この種のフレーム部品は、側方から加えられた荷重に対して剛性が高いことが要請されている。
特許文献1に示すフレーム部品は、複数の板材を重ねて複数の溶接位置で溶接を行うことによって形成されている。このため、生産性がよいが、複数の断面四角形の枠が連続して並ぶ閉断面部を形成できない。また、特許文献1に記載されているフレーム部品の製造方法では、複数の板材の位置決め、溶接などの製造ステップの数が多く、生産性が低いという問題があった。
本発明の第1の目的は、複数の断面四角形の枠が連続して並ぶ閉断面部のように隣接する複数の閉断面を有するフレーム部品を生産性よく製造することである。
本発明の第2の目的は、生産性よく製造できるとともに、側方からの衝突荷重に対して剛性が高いフレーム部品を提供することである。
本発明の第2の目的は、生産性よく製造できるとともに、側方からの衝突荷重に対して剛性が高いフレーム部品を提供することである。
この目的を達成するために本発明に係るロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法は、一方の端部と他方の端部を有する金属からなる板材を、前記一方の端部を外方に残し前記他方の端部を内方に配置するようにロールフォーム成形することにより、複数の閉断面を内方に形成する略矩形の外郭を有するフレーム部品の製造方法であって、前記フレーム部品の一の側壁に前記複数の閉断面を仕切る前記板材の前記他方の端部を突き当てて断面T字状の突当部を形成するステップと、前記他方の端部が突き当てられた前記側壁における前記他方の端部とは反対側の外方から溶接を施して前記他方の端部を前記側壁に溶接するステップとを有する方法である。
本発明に係るフレーム部品は、一対の縦壁の間に一対の横壁と中間の仕切壁とが配置された形状であって、複数の断面四角形の枠が連続して並ぶ形状に、1枚の金属板材によって形成されたフレーム部品であって、前記仕切壁の一端部は、一方の縦壁に断面T字状の突当部を構成するように突当てられて前記一方の縦壁に溶接され、前記仕切壁の他端部は、湾曲した形状に形成されているとともに、他方の縦壁に内側から重なって溶接された内側縦壁に連続し、前記内側縦壁と前記他方の縦壁は、互いに重なって接続された2重壁を構成し、前記内側縦壁および各々の前記縦壁と各々の前記横壁との接続部は、それぞれ湾曲した形状に曲げられているものである。
本発明に係るロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法によれば、1枚の板材にロールフォーム成形を施し、この板材に溶接を施すことによって、複数の閉断面を1枚の板材に形成することができる。このため、本発明によれば、複数の板材を重ねて溶接する従来の製造方法と較べて複数の閉断面を有するフレーム部品を生産性よく製造することができる。
また、本発明に係るフレーム部品においては、側方から衝突荷重が加えられたときに強度が高い2重壁に隣接した湾曲部が拡大しながら変形する。この変形に伴って、仕切壁と上下の横壁が撓む。このため、本発明によれば、側方からの衝突荷重に対してエネルギーの吸収率が高いフレーム部品を提供することができる。
また、本発明に係るフレーム部品においては、側方から衝突荷重が加えられたときに強度が高い2重壁に隣接した湾曲部が拡大しながら変形する。この変形に伴って、仕切壁と上下の横壁が撓む。このため、本発明によれば、側方からの衝突荷重に対してエネルギーの吸収率が高いフレーム部品を提供することができる。
以下、本発明に係るロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法およびフレーム部品の一実施の形態を図1~図19を参照して詳細に説明する。
本発明に係るロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法(以下、単にフレーム部品の製造方法という)は、例えば図1に示すロールフォーミング成形機1を使用して実施することができる。このロールフォーミング成形機1は、図1において最も左に位置するアンコイラ2から金属製の板材3を図1において右側に送り、所定の形状の製品を製造するものである。アンコイラ2には、金属製の板材3がコイル状に巻かれた状態で装着されている。
本発明に係るロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法(以下、単にフレーム部品の製造方法という)は、例えば図1に示すロールフォーミング成形機1を使用して実施することができる。このロールフォーミング成形機1は、図1において最も左に位置するアンコイラ2から金属製の板材3を図1において右側に送り、所定の形状の製品を製造するものである。アンコイラ2には、金属製の板材3がコイル状に巻かれた状態で装着されている。
アンコイラ2より板材3の送り方向の下流側には、先穴プレス4、多段ロール成形機5、溶接/切断機6および後穴プレス7などの装置がこの順序で並べて配置されている。
先穴プレス4は、板材3に穴開け加工や切削加工などの機械加工を施す。
多段ロール成形機5は、多数のロール5aを使用して板材3を所定の形状に曲げる。
溶接/切断機6は、成形後の板材3の被溶接部に溶接を行い、板材3を所定の長さに切断して長尺状の製品を作る。
後穴プレス7は、成形後の板材3に穴開け加工を含む機械加工を施す。
先穴プレス4は、板材3に穴開け加工や切削加工などの機械加工を施す。
多段ロール成形機5は、多数のロール5aを使用して板材3を所定の形状に曲げる。
溶接/切断機6は、成形後の板材3の被溶接部に溶接を行い、板材3を所定の長さに切断して長尺状の製品を作る。
後穴プレス7は、成形後の板材3に穴開け加工を含む機械加工を施す。
この実施の形態においては、上述したようなロールフォーミング成形機1を使用して図2および図3に示すフレーム部品11を成形する場合の一例について説明する。図2および図3に示すフレーム部品11は、図示していない自動車等の車載部品を支持するための部品や、車体の骨格の一部を構成する部品などとして使用することができるものである。
図2に示すフレーム部品11は、略矩形の外郭11aを有している。外郭11aの内方には複数の閉断面(第1~第3の閉断面12~14)が形成されている。この実施の形態によるフレーム部品11は、1枚の金属板材をロールフォーミング成形法によって所定の形状に成形したものである。以下においては、ロールフォーミング成形法により行われる成形を単にロールフォーム成形という。ロールフォーム成形は、図2において右下側に描かれている板材3の一方の端部15を外方に残し他方の端部16を内方に配置するように実施している。この実施の形態によるフレーム部品11の形状は、基本形状部17を含み、3個の断面四角形の枠が連続して並ぶ形状である。ここでいう「連続して並ぶ」とは、互いに隣合う二つの枠の仕切りとなる壁が両方の枠によって共有されることをいう。基本形状部17は、アルファベットのEの開放部分を閉じた形状であって、二つの断面四角形の枠が連続して並ぶ形状に形成されている。
本発明に係るフレーム部品11は、図4に示すように、基本形状部17のみによっても構成することができる。なお、一方の端部15は、外側に折り曲げて張出させることにより、取付け用フランジとなるように形成することができる。
本発明に係るフレーム部品11は、図4に示すように、基本形状部17のみによっても構成することができる。なお、一方の端部15は、外側に折り曲げて張出させることにより、取付け用フランジとなるように形成することができる。
基本形状部17は、一対の縦壁21,22の間に一対の横壁23,24と中間の仕切壁25とを有する形状に形成されている。図2に示すフレーム部品11は、一対の縦壁21,22を基本形状部17より下側に延長して基本形状部17の下方に横壁26を追加し、断面四角形の枠が3個並ぶ形状に形成されている。
一対の縦壁21,22とは、板材3の一方の端部15を含む第1の縦壁21と、この第1の縦壁21と対向する第2の縦壁22である。この実施の形態においては、第1の縦壁21が本発明でいう「フレーム部品の一の側壁」、「一方の縦壁」に相当する。また、第2の縦壁22が本発明でいう「他方の縦壁」に相当する。
一対の縦壁21,22とは、板材3の一方の端部15を含む第1の縦壁21と、この第1の縦壁21と対向する第2の縦壁22である。この実施の形態においては、第1の縦壁21が本発明でいう「フレーム部品の一の側壁」、「一方の縦壁」に相当する。また、第2の縦壁22が本発明でいう「他方の縦壁」に相当する。
一対の横壁23,24とは、板材3の他方の端部16となる仕切壁25を図2において上下方向から挟む第1、第2の横壁である。第1の横壁23は、図2に示す第1の縦壁21と第2の縦壁22の上端部どうしを接続している。
図2に示すフレーム部品11において基本形状部17の下方に追加された横壁は、以下においては第3の横壁26という。第3の横壁26は、第1の縦壁21に内側から重なる第1の内側縦壁27に接続され、この第1の内側縦壁27を介して第2の横壁24に接続されている。
図2に示すフレーム部品11において基本形状部17の下方に追加された横壁は、以下においては第3の横壁26という。第3の横壁26は、第1の縦壁21に内側から重なる第1の内側縦壁27に接続され、この第1の内側縦壁27を介して第2の横壁24に接続されている。
仕切壁25は、複数の閉断面(第1の閉断面12と第2の閉断面13)を仕切っており、第1の縦壁21と協働して断面T字状の突当部31を形成している。詳述すると、仕切壁25の一端部25aは、第1の縦壁21に断面T字状の突当部31を構成するように突当てられている。図2に示すフレーム部品11の仕切壁25の他端部25bは、第2の縦壁22に内側から重なる第2の内側縦壁32に接続されている。図4に示すフレーム部品11の仕切壁25の他端部25bは、第1の縦壁21に内側から重なる第3の内側縦壁33に接続されている。第3の内側縦壁33は、仕切壁25と第2の横壁24とを接続している。図4に示す第2の横壁24は、第2の縦壁22と第3の内側縦壁33とを接続している。
図2に示すフレーム部品11と図4に示すフレーム部品11のいずれにおいても、ロールフォーム成形で成形されているために、板材3が略直角に曲げられた部分に湾曲した形状の湾曲部34が形成されている。
フレーム部品11は、図2および図4に示す形状にロールフォーミング成形法によって成形した後に板材3どうしが重なる重なり部分を溶接することによって形成されている。図2に示すフレーム部品11における重なり部分とは、第1の縦壁21と第1の内側縦壁27とが重なる第1の重なり部分35と、第2の縦壁22と第2の内側縦壁32とが重なる第2の重なり部分36と、第1の縦壁21と仕切壁25とが重なる第3の重なり部分37である。
図4に示すフレーム部品11における重なり部分とは、第1の縦壁21と第3の内側縦壁33とが重なる第4の重なり部分38と、第2の縦壁22と仕切壁25とが重なる第5の重なり部分39である。
この実施の形態で用いる板材3の材質は、アルミニウム合金、鉄系合金やその他の金属材料を用いることができる。アルミニウム合金を使用する場合は、鋼鈑よりも板厚が厚くなるため、第1の縦壁21と仕切壁25とが重なる第3の重なり部分37、第2の縦壁22と仕切壁25とが重なる第5の重なり部分39の溶接範囲が広くなり、外側からの溶接が容易となる。溶接は、例えば閉断面の外側から溶接できるレーザー溶接によって行うことができる。
この実施の形態で用いる板材3の材質は、アルミニウム合金、鉄系合金やその他の金属材料を用いることができる。アルミニウム合金を使用する場合は、鋼鈑よりも板厚が厚くなるため、第1の縦壁21と仕切壁25とが重なる第3の重なり部分37、第2の縦壁22と仕切壁25とが重なる第5の重なり部分39の溶接範囲が広くなり、外側からの溶接が容易となる。溶接は、例えば閉断面の外側から溶接できるレーザー溶接によって行うことができる。
図2に示すフレーム部品11をロールフォーミング成形法によって成形する際の成形順序は、例えば図5A~図5Iおよび図6A~図6Fに示すようになる。ロールフォーム成形は、図1に示すロールフォーミング成形機1の多段ロール成形機5によって行う。図5A~図5Iおよび図6A~図6Fは板材3の長手方向から見た断面図である。
フレーム部品11を成形するためには、先ず、図5A~図5Iに示すように、平板状態の板材3の他方の端部16が曲げられ、仕切壁25、第2の内側縦壁32、第2の横壁24、第1の内側縦壁27がこの順序で成形される。前記仕切壁25と第2の内側縦壁32の間などの湾曲部34の曲率半径は、剛性や衝突性能に応じて多段ロール成形機5によって調整できる。例えば、仕切壁25の湾曲部34の曲率半径を大きく設定すれば断面潰れを促進できる。そして、図6A~図6Fに示すように第3の横壁26、第2の縦壁22、第1の横壁23および第1の縦壁21がこの順序で成形される。
詳述すると、図6Bに示す工程で第2の縦壁22と第2の内側縦壁32とが2重壁を形成するように重ねられる。図6Eに示す工程で横壁23が湾曲部34を形成しながら曲げられて第1の縦壁21が形成される。そして、図6Fに示す工程で第1の縦壁21が仕切壁25の先端と第1の内側縦壁27とに重ねられて突当部31が形成されることによりロールフォーム成形が終了する。なお、図示してはいないが、図6Bに示す工程で第2の縦壁22を第2の内側縦壁32に重ねた後、第2の縦壁22を図において左側に曲げ、図において外郭11aの左側の上部に断面四角形の枠を形成する工程を追加することができる。
この断面四角形の枠は、第2の縦壁22を図において時計方向に曲げて成形され、最終的に第2の縦壁22が下方に向けて延びる状態で上記の左側に曲げた部分と重なるように成形して、外側にも閉断面を追加する。このように断面四角形の枠を成形した後、第2の縦壁22を先端が図において右方を指向するように曲げ、図6Dに示す状態とする。
また、図6B、図6Fのそれぞれの成形中に第1~第3の重なり部分35~37についてレーザー溶接を行うこともできる。
また、図6B、図6Fのそれぞれの成形中に第1~第3の重なり部分35~37についてレーザー溶接を行うこともできる。
本実施例では、上述したようにロールフォーム成形が行われた後、フレーム部品11の第1~第3の重なり部分35~37が溶接される。第1~第3の重なり部分35~37のうち、第1、第2の重なり部分35,36は、2枚の板材3が厚み方向に重なって面接触の状態となるから、溶接を簡単に正しく行うことが可能である。しかし、第3の重なり部分37は、仕切壁25が第1の縦壁21に突き当てられてT字形状となっており、仕切壁25が成形時の誤差やスプリングバックなどによって第1の縦壁21に対して傾斜した場合には、位置決めされず、面接触の状態とはならないおそれがある。
上述したような仕切壁25の傾斜を防ぐためには、図7および図8に示すように、第1の縦壁21あるいは第2の縦壁22に仕切壁25が嵌合する被嵌合部41を形成することにより実現できる。この構成を採ることにより、成形過程で仕切壁25の位置ずれあるいは傾斜が自動的に修正されて突当部31が正しく形成されるようになる。被嵌合部41の説明は後述する。
この実施の形態によるロールフォーム成形で成形されたフレーム部品11の製造方法は、図9のフローチャートで示すように実施される。すなわち、第1の縦壁21(図4に示すフレーム部品11においては第2の縦壁22)に仕切壁25を突き当てて断面T字状の突当部31を形成するステップS1と、ロールフォーミング成形機1のインラインもしくはラインの後に仕切壁25(板材3の他方の端部16)を側壁{第1の縦壁21(図4に示すフレーム部品11においては第2の縦壁22)}に溶接するステップS2とによって実施される。仕切壁25を第1の縦壁21(図4に示すフレーム部品11においては第2の縦壁22)に溶接する際には、第1および第2の重なり部分35,36(図4に示すフレーム部品11においては第4の重なり部分38)においても溶接が行われる。
一方、図7および図8に示す被嵌合部41を使用する場合の製造方法は、図10のフローチャートで示すように実施される。すなわち、先ず、断面T字状の突当部31を形成するステップS1より以前に、板材3に仕切壁25が嵌合する被嵌合部41を形成するステップS10を実施する。この場合の突当部31を形成するステップS1は、ロールフォーム成形中に板材3が曲げられることにより、仕切壁25が第1の縦壁21に突き当てられて被嵌合部41に嵌合されることにより実施される。
ここで、被嵌合部41の構造を詳細に説明する。ここでは図7に示すフレーム部品11の被嵌合部41について説明するが、図8に示すフレーム部品11の被嵌合部41も同じ構造が採られている。
被嵌合部41を形成するステップS10においては、図11に示すように、第1の縦壁21の側面42における仕切壁25と重なる位置に被嵌合部41を形成する。図11に示す被嵌合部41は、仕切壁25の先端部分が嵌合する溝43によって形成されている。
被嵌合部41を形成するステップS10においては、図11に示すように、第1の縦壁21の側面42における仕切壁25と重なる位置に被嵌合部41を形成する。図11に示す被嵌合部41は、仕切壁25の先端部分が嵌合する溝43によって形成されている。
この溝43は、ロールフォーミング成形機1の先穴プレス4において、板材3に例えば切削加工を施すことによって形成することができる。図11に示す溝43は、第1の縦壁21の内側の側面42に連なる案内形状部44と、案内形状部44に接続された溝底部45とによって形成されている。案内形状部44は、側面42から被嵌合部41の中に向けて延びる傾斜面44aによって形成されている。傾斜面44aは、被嵌合部41の外に向かうにしたがって次第に被嵌合部41の開口幅が広くなるように傾斜している。溝底部45は、溝43の深さ方向に延びる側面45aと、溝底となる底面45bとによって構成されており、断面形状が角張ったC字状の溝となるように形成されている。溝底部45の溝幅は、仕切壁25の先端部分が嵌合する幅である。なお、案内形状部44は、図12に示すように形成することができる。
図12に示す案内形状部44は、溝43の側壁の全域に形成されており、第1の縦壁21の側面42から被嵌合部41の底まで延びている。すなわち、図12に示す被嵌合部41は、案内形状部44からなる側壁と、底面41aとからなる溝43によって形成されている。この案内形状部44も傾斜面44aによって形成されている。
図11および図12に示す被嵌合部41は、切削や成形によって形成することができる。
被嵌合部41を切削によって形成する場合は、図13Aに示すように回転する切削ツール46を板材3に押し付けて実施する。
図11および図12に示す被嵌合部41は、切削や成形によって形成することができる。
被嵌合部41を切削によって形成する場合は、図13Aに示すように回転する切削ツール46を板材3に押し付けて実施する。
被嵌合部41を成形によって形成する場合は、図13Bに示すように溝形成用のロール47を板材3に押し付けて実施する。溝形成用のロール47は、多段ロール成形機5に設けられており、外周部に溝加工部48が設けられている。このロール47を板材3に押し付けて回転させることにより、溝加工部48の形状が板材3に転写されて被嵌合部41が形成される。なお、前記溝43は、内面(側面42)のみが凹む形状であったが、この凹みが形成される部位の外面には、凸形状が露出してもよい。このように凸形状が露出すると、レーザー溶接の目印になる。
図10に示すフレーム部品11の製造方法における、突当部を形成するステップS1は、多段ロール成形機5で板材3が曲げられる過程で実施される。すなわち、図6Eに示す状態から第1の縦壁21が仕切壁25に向けて進み、図6Fに示すように第1の縦壁21が仕切壁25に突き当てられることにより、図14A、図14B中に二点鎖線で示すように第1の縦壁21が移動し、被嵌合部41に仕切壁25が嵌合する。この嵌合の過程において、仕切壁25の先端に形成されている角部分51が案内形状部44に接触し、案内形状部44が滑る。そして、案内形状部44が角部分51に対して滑りながら仕切壁25が被嵌合部41の中に導かれる。仕切壁25が被嵌合部41に嵌合することにより、断面T字状の突当部31が形成される。
図14Aに示すように被嵌合部41に溝底部45が形成されている場合は、仕切壁25が嵌合する過程で角部分51が案内形状部44を通過した直後に、溝底部45の隅部分52に嵌まるようになる。そして、この隅部分52を中心にして第1の縦壁21が図において時計方向に傾くようになり、仕切壁25が溝底部45に嵌合する。なお、案内形状部44は嵌合を容易にするとともに位置精度を高めるが、案内形状部44が形成されていなくても、クリアランスを設定し仕切壁25の端面と溝43の底面45bとを断面V字形の嵌合形状とすれば位置精度も高めることもできる。
図9および図10に示すフレーム部品11の製造方法における、溶接するステップS2は、第1の縦壁21(図4に示すフレーム部品においては第2の縦壁22)における仕切壁25とは反対側の外方から実施する。すなわち、図15に示すように、断面T字状の突当部31にフレーム部品11の外方から(仕切壁25とは反対側から)レーザー光Lを照射して実施する。図15は被嵌合部41を使用する場合の突当部31を示しているが、壁面どうしの溶接の場合であっても同様である。
レーザー光Lは、第1の縦壁21の外側の側面53であって、被嵌合部41と対応する位置に照射する。このようにレーザー光Lが突当部31に照射されることにより、第1の縦壁21の一部と仕切壁25の一部とが溶融して混ざり合い、これらが溶接される。レーザー溶接が行われることにより、図15中に左下がりのハッチングを施して示す弾頭形状の溶け込み部分54が生成される。溶け込み部分54の弾頭形状は、レーザー照射面(側面63)から仕切壁25に向けて延びる凸形状である。弾頭形状の溶け込み部分によりレーザー照射方向からの荷重に対して仕切壁25は倒れやすくなり、仕切壁25が倒れることにより湾曲部34に荷重が集中しやすくなって後述する衝撃吸収量が増加する。
被嵌合部41は、図16に示すように形成することができる。図16に示す被嵌合部41は、第1の縦壁21(図4に示すフレーム部品11においては第2の縦壁22)を厚み方向に貫通するスリット穴61によって形成されている。スリット穴61は、ロールフォーミング成形機1の先穴プレス4で板材3に例えば打ち抜き加工を施すことによって形成することができる。スリット穴61は、図17に示すように、フレーム部品11の長手方向に延びる長穴となるように形成されている。また、このスリット穴61は、フレーム部品11の長手方向に所定の間隔をおいて並ぶように形成されている。
この実施の形態を採る場合の仕切壁25には、スリット穴61に嵌合する舌片62が形成されている。この舌片62は、スリット穴61と同様に、ロールフォーミング成形機1の先穴プレス4で板材3に例えば打ち抜き加工を施すことによって形成することができる。
このように被嵌合部41をスリット穴61によって形成する場合のフレーム部品11の製造方法は、図18のフローチャートに示すように実施する。すなわち、突当部31を形成するステップS1より以前に、板材3の端部に舌片62を形成するステップS11を実施する。スリット穴61は、被嵌合部を形成するステップS10で形成される。図18においては、舌片を形成するステップS11が被嵌合部を形成するステップS10の後に記載されているが、これらの加工を先穴プレス4で行う場合は、これらのステップが略同時に実施される。
このように被嵌合部41をスリット穴61によって形成する場合のフレーム部品11の製造方法は、図18のフローチャートに示すように実施する。すなわち、突当部31を形成するステップS1より以前に、板材3の端部に舌片62を形成するステップS11を実施する。スリット穴61は、被嵌合部を形成するステップS10で形成される。図18においては、舌片を形成するステップS11が被嵌合部を形成するステップS10の後に記載されているが、これらの加工を先穴プレス4で行う場合は、これらのステップが略同時に実施される。
スリット穴61と舌片62とを板材3に形成した後は、突当部31を形成するステップS1において、舌片62をスリット穴61に嵌合させる。その後、舌片62をスリット穴61の穴壁(図2に示すフレーム部品11の第1の縦壁21または図4に示すフレーム部品11の第2の縦壁22)に溶接する。この溶接は、スリット穴61の開口部分に舌片62が露出しているから、レーザー溶接に限定されることはなく、どのような溶接方法でも実施可能である。なお、このスリット穴61など穴を突当部31に形成すると、図15に示す溶接方法を採る場合を含めて溶接品質の確認が容易となる。また、舌片62を延長して側壁の外側で他の部材と接合することもできる。
上述したように構成されたフレーム部品11の製造方法においては、1枚の板材3にロールフォーム成形を施し、この板材3に溶接を施すことによって隣接する複数の閉断面を形成することができる。このため、この実施の形態によれば、複数の板材を重ねて溶接する従来の製造方法と較べて複数の閉断面を有するフレーム部品を生産性よく製造することができる。
被嵌合部41を使用する形態を採る場合は、板材3を成形する過程で板材3の他方の端部16(仕切壁25)が第1の縦壁21(図4に示すフレーム部品11においては第2の縦壁22)の被嵌合部41に嵌合するから、外郭11aの内部で板材3の側面に板材3の端部を突き当てて外郭外側から溶接する際、溶接部の位置決めが既に行われているので正確に溶接を行うことができる。この溶接部の位置決めは成形の過程で自動的に行われるから、簡単に行うことができる。このため、この実施の形態によれば、板材3の他方の端部16(仕切壁25)を第1の縦壁21に突き当てて溶接する際の他方の端部16の位置決めを簡単に行うことができるから、製造が容易なフレーム部品を提供することができる。
この実施の形態による被嵌合部41は、第1の縦壁21の側面42に連なる案内形状部44を有している。この実施の形態によるフレーム部品11の製造方法においては、突当部31を形成するステップS1(板材3の端部を被嵌合部41に嵌合させるステップ)において、仕切壁25の先端に形成されている角部分51が案内形状部44に接触しながら案内形状部44が滑ることにより仕切壁25が被嵌合部41の中に導かれる。このため、角部分51を中心にして第1の縦壁21が傾き、被嵌合部41に仕切壁25が嵌合するようになるから、仕切壁25が被嵌合部41に確実に嵌まり込むようになる。
この実施の形態による案内形状部44は、第1の縦壁21の側面42から被嵌合部41の中に向けて延びる傾斜面44aによって形成されている。このため、板材3の仕切壁25が傾斜面44aに対して滑るようにして被嵌合部41に嵌合するから、嵌合動作が円滑になり、嵌合をより一層正しく行うことができるとともに、成形中に摩耗粉が発生することを防ぐことができる。
被嵌合部41を形成するステップS10で板材3の側面42に被嵌合部41として溝43を形成し、この溝43に板材3の他方の端部16を嵌合させるフレーム部品11の製造方法によれば、板材3に溝43を形成するという簡単な加工を施すだけで仕切壁25の位置決めを行うことができる。このため、実施が容易なフレーム部品の製造方法を実現することができる。また、溝43の溝壁が板材3の仕切壁25の移動を規制するから、溝43を使用することなく単純な突き当て状態で溶接する場合と較べて、溶接強度が低くても仕切壁25を第1の縦壁21(図4に示すフレーム部品11においては第2の縦壁22)に確実に固定することができる。また、第1の縦壁21の被嵌合部41の板厚は、溝43により減肉されている。このため、この部分を外側から見る際に仕切壁25との溶接の目印となるため、外側からの溶接位置の把握が容易となる。第1の縦壁21に覗き穴をあけて被嵌合部41を確認できるようにしてもよい。
溝43を板材3に切削加工を施すことにより形成する場合は、ロールフォーム成形が開始される以前の平板状態の板材3に溝43を加工することができるから、溝43の位置、大きさ等の精度を高くすることができる。
外周部に溝加工部48が設けられたロール47を板材3に押し付け、溝加工部48の形状を板材3に転写して溝43を形成する場合は、切削加工によって溝43を形成する場合とは異なり、切削粉が生じることがない。このため、板材3上から切削粉を除去する作業が不要になり、溝加工を容易に行うことができる。
突当部31を形成するステップS1より以前に板材3の他方の端部16(仕切壁25)に舌片62を形成し、この舌片62をスリット穴61からなる被嵌合部41に嵌合させるフレーム部品の製造方法によれば、スリット穴61の開口部分から溶接を行うことができる。このため、最適な溶接方法を採用して溶接を確実に行うことができる。
板材3の他方の端部16(仕切壁25)と板材3(第1の縦壁21)との溶接をレーザー溶接によって行い、レーザー溶接による溶け込み部分54の形状がレーザー照射面(側面53)から板材3の端部に向けて延びる弾頭形状である場合は、溶接強度が高い断面T字状の突当部31を形成することができる。
上述した実施の形態においては、アルミニウム合金製の板材3を使用し、この板材3をロールフォーミング成形法によって所定の形状に曲げている。板材3の材料としてアルミニウム合金を使用すると、鋼材を使用する場合と較べて厚みの厚い板材3を使用することができる。このため、被嵌合部41に板材3の他方の端部16が確実に嵌合するから、板材3の他方の端部16の位置決めをより一層確実に行うことができる。アルミニウム材の適用により、フレーム部品11の軽量化を図ることができる。
この実施の形態によるフレーム部品11は、1枚の金属製の板材3によって一対の縦壁(第1の縦壁21と第2の縦壁22)の間に一対の横壁(第1の横壁23と第2の横壁24)と中間の仕切壁25とを有する形状、すなわち複数の断面四角形の枠が連続する形状となるように形成された基本形状部17を有するフレーム部品である。仕切壁25の一端部25aは、一方の縦壁(第1の縦壁21あるいは第2の縦壁22)に断面T字状の突当部31を構成するように突当てられて一方の縦壁に溶接されているとともに、他端部25bは、湾曲した形状に形成されて他方の縦壁(第2の縦壁22、第1の縦壁21)に内側から重なって溶接された内側縦壁(第2の内側縦壁32、第3の内側縦壁33)に接続されている。内側縦壁および各々の縦壁と各々の横壁との接続部は、それぞれ湾曲した形状に曲げられて湾曲部34が形成されている。内側縦壁と縦壁は、重ねて接続されて2重壁を構成している。
このように構成されたフレーム部品11によれば、第1または第2の縦壁21,22に側方から衝撃荷重が加えられたときに第1~第3の横壁23,24,26と仕切壁25とが変形して衝撃エネルギーを吸収することができる。例えば、図19に示すように、フレーム部品11の第1の縦壁21に側方から衝撃荷重Fが加えられると、第1の縦壁21が図中に二点鎖線で示すように第2の縦壁22に近付くように変位する。このとき、仕切壁25は、内側縦壁(第2の内側縦壁32)と縦壁(第2の縦壁22)を重ねて接続した2重壁によって強固に支持されているため、湾曲部34に応力を集中させて湾曲部34を曲率半径が拡大するように変形させる。この仕切壁25の湾曲部34がトリガーとなり、他の第1~第3の横壁23,24,26は、湾曲部34の曲率半径が拡大するように傾く。
このように多数の湾曲部34で曲率半径が拡大して各壁が全体的に変形することになり、エネルギー吸収量が飛躍的に増大する。
このように多数の湾曲部34で曲率半径が拡大して各壁が全体的に変形することになり、エネルギー吸収量が飛躍的に増大する。
フレーム部品11は、図示してはいないが、バッテリハウジングのクロスメンバ、サイドフレーム、車体骨格のサイドシル、フロアクロスメンバ、フロントサイドフレーム、センタピラーなど、長尺のフレーム部品として使用することができる。なお、フレーム部品11は、図3に示すような直線状に限らず、ロールフォーム成形で湾曲させることもできる。
本発明に係るフレーム部品11には、図20に示すように閉断面構成体71を溶接することができる。図20に示す閉断面構成体71は、アルミニウム合金を材料として押出成形法あるいはロールフォーミング成形法によって角筒状に形成されており、角筒72の底壁72aを構成する部分から側方に突出する取付板73を有している。取付板73は、フレーム部品11の第3の横壁26に重ねて溶接されている。
図20に示す構成を採ることにより、バッテリハウジングをサイドシル下面に閉断面構成体71を介し取付けできるとともに、この閉閉断面構成体71が位置する側方から衝突荷重が加えられた場合において衝撃エネルギーの吸収量がより一層増大する。
図20に示す構成を採ることにより、バッテリハウジングをサイドシル下面に閉断面構成体71を介し取付けできるとともに、この閉閉断面構成体71が位置する側方から衝突荷重が加えられた場合において衝撃エネルギーの吸収量がより一層増大する。
(付記)
上述した実施の形態によるロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法およびフレーム部品の特徴事項は下記のようになる。
(特徴事項1)
上述した実施の形態によるロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法は、一方の端部15と他方の端部16を有する金属からなる板材3を、前記一方の端部15を外方に残し前記他方の端部16を内方に配置するようにロールフォーム成形することにより、複数の閉断面12~14を内方に形成する矩形の外郭11aを有するフレーム部品11の製造方法であって、前記フレーム部品11の一の側壁(第1の縦壁21)に前記複数の閉断面を仕切る前記板材3の前記他方の端部16を突き当てて断面T字状の突当部31を形成するステップS1と、前記他方の端部16が突き当てられた前記側壁における前記他方の端部16とは反対側の外方から溶接を施して前記他方の端部16を前記側壁に溶接するステップS2とを有する方法である。
上述した実施の形態によるロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法およびフレーム部品の特徴事項は下記のようになる。
(特徴事項1)
上述した実施の形態によるロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法は、一方の端部15と他方の端部16を有する金属からなる板材3を、前記一方の端部15を外方に残し前記他方の端部16を内方に配置するようにロールフォーム成形することにより、複数の閉断面12~14を内方に形成する矩形の外郭11aを有するフレーム部品11の製造方法であって、前記フレーム部品11の一の側壁(第1の縦壁21)に前記複数の閉断面を仕切る前記板材3の前記他方の端部16を突き当てて断面T字状の突当部31を形成するステップS1と、前記他方の端部16が突き当てられた前記側壁における前記他方の端部16とは反対側の外方から溶接を施して前記他方の端部16を前記側壁に溶接するステップS2とを有する方法である。
(特徴事項2)
上記(特徴事項1)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記断面T字状の突当部31を形成するステップS1より以前に、前記板材3に前記他方の端部16が嵌合する被嵌合部41を形成するステップS10を実施し、前記断面T字状の突当部31を形成するステップS1は、前記板材3を曲げることにより、前記他方の端部16を前記側壁(第1の縦壁21)に突き当てて前記被嵌合部41に嵌合させて実施する。
上記(特徴事項1)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記断面T字状の突当部31を形成するステップS1より以前に、前記板材3に前記他方の端部16が嵌合する被嵌合部41を形成するステップS10を実施し、前記断面T字状の突当部31を形成するステップS1は、前記板材3を曲げることにより、前記他方の端部16を前記側壁(第1の縦壁21)に突き当てて前記被嵌合部41に嵌合させて実施する。
(特徴事項3)
上記(特徴事項2)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記被嵌合部41は、前記側壁(第1の縦壁21)の側面42に連なる案内形状部44を有し、前記突当部31を形成するステップS1において、前記端部16の先端に形成されている角部分51が前記案内形状部44に沿って滑ることにより前記端部16が前記被嵌合部41の中に導かれる。
上記(特徴事項2)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記被嵌合部41は、前記側壁(第1の縦壁21)の側面42に連なる案内形状部44を有し、前記突当部31を形成するステップS1において、前記端部16の先端に形成されている角部分51が前記案内形状部44に沿って滑ることにより前記端部16が前記被嵌合部41の中に導かれる。
(特徴事項4)
上記(特徴事項3)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記案内形状部44は、前記側面42から前記被嵌合部41の中に向けて延びる傾斜面44aによって形成されている。
上記(特徴事項3)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記案内形状部44は、前記側面42から前記被嵌合部41の中に向けて延びる傾斜面44aによって形成されている。
(特徴事項5)
上記(特徴事項2)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記被嵌合部41を形成するステップS10において、前記板材3の側面に前記被嵌合部41として溝43を形成し、前記端部16を前記被嵌合部41に嵌合させるステップ(突当部31を形成するステップS1)において、前記端部16を前記溝43に嵌合させる。
上記(特徴事項2)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記被嵌合部41を形成するステップS10において、前記板材3の側面に前記被嵌合部41として溝43を形成し、前記端部16を前記被嵌合部41に嵌合させるステップ(突当部31を形成するステップS1)において、前記端部16を前記溝43に嵌合させる。
(特徴事項6)
上記(特徴事項5)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記溝43は、前記板材3に切削加工を施すことにより形成する。
上記(特徴事項5)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記溝43は、前記板材3に切削加工を施すことにより形成する。
(特徴事項7)
上記(特徴事項5)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記溝43は、外周部に溝加工部48が設けられたロール47を前記板材3に押し付けて回転させ、前記溝加工部48の形状を前記板材3に転写して形成する。
上記(特徴事項5)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記溝43は、外周部に溝加工部48が設けられたロール47を前記板材3に押し付けて回転させ、前記溝加工部48の形状を前記板材3に転写して形成する。
(特徴事項8)
上記(特徴事項2)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、さらに、前記突当部31を形成するステップS1より以前に、前記板材3の前記端部16に舌片62を形成するステップS11を有し、前記被嵌合部41を形成するステップS10において、前記板材3を厚み方向に貫通するスリット穴61を前記被嵌合部41として形成し、前記突当部31を形成するステップS1において、前記舌片62を前記スリット穴61に嵌合させる。
上記(特徴事項2)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、さらに、前記突当部31を形成するステップS1より以前に、前記板材3の前記端部16に舌片62を形成するステップS11を有し、前記被嵌合部41を形成するステップS10において、前記板材3を厚み方向に貫通するスリット穴61を前記被嵌合部41として形成し、前記突当部31を形成するステップS1において、前記舌片62を前記スリット穴61に嵌合させる。
(特徴事項9)
上記(特徴事項2)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記端部16を前記被嵌合部41に溶接するステップS2は、レーザー溶接によって行い、前記レーザー溶接による溶け込み部分54の形状は、レーザー照射面から前記端部16に向けて延びる弾頭形状である。
上記(特徴事項2)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記端部16を前記被嵌合部41に溶接するステップS2は、レーザー溶接によって行い、前記レーザー溶接による溶け込み部分54の形状は、レーザー照射面から前記端部16に向けて延びる弾頭形状である。
(特徴事項10)
上記(特徴事項1)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記板材3はアルミニウム合金によって形成されたものを使用し、前記突当部31を形成するステップS1は、ロールフォーミングによって実施する。
上記(特徴事項1)に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、前記板材3はアルミニウム合金によって形成されたものを使用し、前記突当部31を形成するステップS1は、ロールフォーミングによって実施する。
(特徴事項11)
上述した実施の形態によるフレーム部品11は、一対の縦壁21,22の間に一対の横壁23,26と中間の仕切壁25とが配置された形状であって、複数の断面四角形の枠が連続して並ぶ形状に、1枚の金属板材3によって形成されたフレーム部品11であって、前記仕切壁25の一端部25aは、一方の縦壁(第1の縦壁21あるいは第2の縦壁22)に断面T字状の突当部31を構成するように突当てられて前記一方の縦壁に溶接され、前記仕切壁25の他端部25bは、湾曲した形状に形成されているとともに、他方の縦壁に内側から重なって溶接された内側縦壁(第2の内側縦壁32、第3の内側縦壁33)に連続し、前記内側縦壁と前記他方の縦壁は、互いに重なって接続された2重壁を構成し、前記内側縦壁および各々の前記縦壁21,22と各々の前記横壁23,24,26との接続部は、それぞれ湾曲した形状に曲げられている。
上述した実施の形態によるフレーム部品11は、一対の縦壁21,22の間に一対の横壁23,26と中間の仕切壁25とが配置された形状であって、複数の断面四角形の枠が連続して並ぶ形状に、1枚の金属板材3によって形成されたフレーム部品11であって、前記仕切壁25の一端部25aは、一方の縦壁(第1の縦壁21あるいは第2の縦壁22)に断面T字状の突当部31を構成するように突当てられて前記一方の縦壁に溶接され、前記仕切壁25の他端部25bは、湾曲した形状に形成されているとともに、他方の縦壁に内側から重なって溶接された内側縦壁(第2の内側縦壁32、第3の内側縦壁33)に連続し、前記内側縦壁と前記他方の縦壁は、互いに重なって接続された2重壁を構成し、前記内側縦壁および各々の前記縦壁21,22と各々の前記横壁23,24,26との接続部は、それぞれ湾曲した形状に曲げられている。
(特徴事項12)
上記(特徴事項11)に記載したフレーム部品11において、前記一方の縦壁(第1の縦壁21あるいは第2の縦壁22)には、前記仕切壁25の先端部(一端部25a)が篏合する被嵌合部41が形成されており、前記仕切壁25の前記先端部は、前記被嵌合部41に篏合した状態で溶接されている。
上記(特徴事項11)に記載したフレーム部品11において、前記一方の縦壁(第1の縦壁21あるいは第2の縦壁22)には、前記仕切壁25の先端部(一端部25a)が篏合する被嵌合部41が形成されており、前記仕切壁25の前記先端部は、前記被嵌合部41に篏合した状態で溶接されている。
(特徴事項13)
上記(特徴事項12)に記載したフレーム部品11において、前記被嵌合部41は溝43によって形成されている。
上記(特徴事項12)に記載したフレーム部品11において、前記被嵌合部41は溝43によって形成されている。
(特徴事項14)
上記(特徴事項12)に記載したフレーム部品11において、前記被嵌合部41は、前記一方の縦壁(第1の縦壁21あるいは第2の縦壁22)を厚み方向に貫通するスリット穴61によって形成されており、前記仕切壁25の前記先端部には、前記スリット穴61に嵌合する舌片62が形成されている。
上記(特徴事項12)に記載したフレーム部品11において、前記被嵌合部41は、前記一方の縦壁(第1の縦壁21あるいは第2の縦壁22)を厚み方向に貫通するスリット穴61によって形成されており、前記仕切壁25の前記先端部には、前記スリット穴61に嵌合する舌片62が形成されている。
(特徴事項15)
上記(特徴事項12)に記載したフレーム部品11において、前記被嵌合部41は、前記一方の縦壁(第1の縦壁21あるいは第2の縦壁22)の側面41に連なる案内形状部44を有し、前記案内形状部44は、前記側面42から前記被嵌合部41の中に向けて延びる傾斜面44aによって形成されている。
上記(特徴事項12)に記載したフレーム部品11において、前記被嵌合部41は、前記一方の縦壁(第1の縦壁21あるいは第2の縦壁22)の側面41に連なる案内形状部44を有し、前記案内形状部44は、前記側面42から前記被嵌合部41の中に向けて延びる傾斜面44aによって形成されている。
1…ロールフォーミング成形機、3…板材3、11…フレーム部品11、11a…外郭、12…第1の閉断面、13…第2の閉断面、14…第3の閉断面、15…一方の端部15、16…他方の端部16、21…第1の縦壁(側壁)、22…第2の縦壁(側壁)、25…仕切壁25、31…突当部31、32…第2の内側縦壁、33…第3の内側縦壁、34…湾曲部、42…側面、43…溝、44…案内形状部44、44a…傾斜面、46…切削ツール、47…ロール、51…角部分、54…溶け込み部分、61…スリット穴、62…舌片、 L…レーザー光、 S1…突当部31を形成するステップ 、S2…溶接するステップ、S11…舌片を形成するステップ、41…被嵌合部41、S10…被嵌合部41を形成するステップ。
Claims (15)
- 一方の端部と他方の端部を有する金属からなる板材を、前記一方の端部を外方に残し前記他方の端部を内方に配置するようにロールフォーム成形することにより、複数の閉断面を内方に形成する矩形の外郭を有するフレーム部品の製造方法であって、前記フレーム部品の一の側壁に前記複数の閉断面を仕切る前記板材の前記他方の端部を突き当てて断面T字状の突当部を形成するステップと、
前記他方の端部が突き当てられた前記側壁における前記他方の端部とは反対側の外方から溶接を施して前記他方の端部を前記側壁に溶接するステップとを有することを特徴とするロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法。 - 請求項1に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、
前記断面T字状の突当部を形成するステップより以前に、前記板材に前記他方の端部が嵌合する被嵌合部を形成するステップを実施し、
前記断面T字状の突当部を形成するステップは、前記板材を曲げることにより、前記他方の端部を前記側壁に突き当てて前記被嵌合部に嵌合させて実施することを特徴とするロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法。 - 請求項2に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、
前記被嵌合部は、前記側壁の側面に連なる案内形状部を有し、
前記突当部を形成するステップにおいて、前記端部の先端に形成されている角部分が前記案内形状部に沿って滑ることにより前記端部が前記被嵌合部の中に導かれることを特徴とする突当部のロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法。 - 請求項3に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、
前記案内形状部は、前記側面から前記被嵌合部の中に向けて延びる傾斜面によって形成されていることを特徴とする突当部のロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法。 - 請求項2に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、
前記被嵌合部を形成するステップにおいて、前記板材の側面に前記被嵌合部として溝を形成し、
前記端部を前記被嵌合部に嵌合させるステップにおいて、前記端部を前記溝に嵌合させることを特徴とする突当部のロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法。 - 請求項5に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、
前記溝は、前記板材に切削加工を施すことにより形成することを特徴とする突当部のロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法。 - 請求項5に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、
前記溝は、外周部に溝加工部が設けられたロールを前記板材に押し付けて回転させ、前記溝加工部の形状を前記板材に転写して形成することを特徴とする突当部のロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法。 - 請求項2に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、
さらに、前記突当部を形成するステップより以前に、前記板材の前記端部に舌片を形成するステップを有し、
前記被嵌合部を形成するステップにおいて、前記板材を厚み方向に貫通するスリット穴を前記被嵌合部として形成し、
前記突当部を形成するステップにおいて、前記舌片を前記スリット穴に嵌合させることを特徴とする突当部のロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法。 - 請求項2に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、
前記端部を前記被嵌合部に溶接するステップは、レーザー溶接によって行い、
前記レーザー溶接による溶け込み部分の形状は、レーザー照射面から前記端部に向けて延びる弾頭形状であることを特徴とする突当部のロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法。 - 請求項1に記載したロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法において、
前記板材はアルミニウム合金によって形成されたものを使用し、
前記突当部を形成するステップは、ロールフォーミングによって実施することを特徴とする突当部のロールフォーム成形で成形されたフレーム部品の製造方法。 - 一対の縦壁の間に一対の横壁と中間の仕切壁とが配置された形状であって、複数の断面四角形の枠が連続して並ぶ形状に、1枚の金属板材によって形成されたフレーム部品であって、
前記仕切壁の一端部は、一方の縦壁に断面T字状の突当部を構成するように突当てられて前記一方の縦壁に溶接され、
前記仕切壁の他端部は、湾曲した形状に形成されているとともに、他方の縦壁に内側から重なって溶接された内側縦壁に連続し、
前記内側縦壁と前記他方の縦壁は、互いに重なって接続された2重壁を構成し、
前記内側縦壁および各々の前記縦壁と各々の前記横壁との接続部は、それぞれ湾曲した形状に曲げられていることを特徴とするフレーム部品。 - 請求項11に記載したフレーム部品において、
前記一方の縦壁には、前記仕切壁の前記一端部が篏合する被嵌合部が形成されており、
前記仕切壁の前記一端部は、前記被嵌合部に篏合した状態で溶接されていることを特徴とするフレーム部品。 - 請求項12に記載したフレーム部品において、
前記被嵌合部は溝によって形成されていることを特徴とするフレーム部品。 - 請求項12に記載したフレーム部品において、
前記被嵌合部は、前記一方の縦壁を厚み方向に貫通するスリット穴によって形成されており、
前記仕切壁の前記一端部には、前記スリット穴に嵌合する舌片が形成されていることを特徴とするフレーム部品。 - 請求項12に記載したフレーム部品において、
前記被嵌合部は、前記一方の縦壁の側面に連なる案内形状部を有し、
前記案内形状部は、前記側面から前記被嵌合部の中に向けて延びる傾斜面によって形成されていることを特徴とするフレーム部品。
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JPH09122745A (ja) * | 1995-10-25 | 1997-05-13 | Hashimoto Forming Ind Co Ltd | 車両用補強部材及びその製造方法並びに製造装置 |
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JP2022507959A (ja) * | 2018-11-27 | 2022-01-18 | シェイプ・コープ | 亜鉛めっき多筒状ビーム及び亜鉛めっき多筒状ビームを連続的に成形する方法 |
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-
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2023
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