JP2000263169A - 閉断面湾曲長尺材、閉断面湾曲長尺材製造方法及び閉断面湾曲長尺材製造設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 閉断面湾曲長尺材を、簡便に且つ大量生産す
ることができるとともに、設備費を安価にできる、技術
を提供する。 【解決手段】 閉断面湾曲長尺材１は、閉断面を構成す
る上板２、下板３、左・右の側板４，５と、これら上板
２、下板３、左・右の側板４，５のいずれかの面に形成
したカシメ継手１０とからなる。この閉断面湾曲長尺材
１は、長手方向に全体的に湾曲している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は閉断面湾曲長尺材、
閉断面湾曲長尺材製造方法及び閉断面湾曲長尺材製造設
備に関する。

【０００２】

【従来の技術】閉断面湾曲長尺材は、例えば、自動車用
バンパビーム等の自動車用構造材として用いる材料であ
る。バンパビームは、車幅方向に延びてバンパフェイス
で覆われた部材として、知られている。ところで、閉断
面湾曲長尺材を生産する方法には、プレス成形法やロー
ル成形法がある。一般に、ロール成形法はプレス成形法
よりも生産性が高いので、近年多く採用されている。ロ
ール成形法による、閉断面湾曲長尺材の製造方法や製造
設備としては、例えば、特開平９−１４１３２９号公報
「車両用バンパ装置の補強部材の製造方法」がある。

【０００３】上記従来の技術は、その公報の図２及び図
４によれば、アンコイラ８（番号は公報に記載されたも
のを引用した。以下同じ。）から板材２を巻戻し、次の
（１）〜（４）の工程によって、バンパリインフォース
メント１を製造するというものである。 （１）第１ロール成形工程Ａにおいて、多段のローラユ
ニット３１・・・からなるロール成形機３で板材２を略閉
断面に成形するとともに、各ローラユニット３１・・・を
通過させる毎に、板材２の移動方向に沿って徐々に湾曲
化し、（２）次のレーザ溶接工程Ｂにおいて、突き合せ
られた両端部２ａ，２ｂをレーザ溶接機４で溶接するこ
とによって、筒体９を得て、（３）次の第２ロール成形
工程Ｃにおいて、三点ロール曲げ成形機５で筒体９を更
に湾曲化し、（４）最後に、切断工程Ｄにおいて、切断
機６で筒体９を所定の長さに切断することによって、バ
ンパリインフォースメント１を完成させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は、バ
ンパリインフォースメント１に閉断面湾曲長尺材を採用
したので、開断面湾曲長尺材を採用した場合に比べて、
曲げ剛性や捩り剛性が大きくなり、耐衝撃性も高まる。
しかしながら、上記従来の技術は、突き合せた両端部２
ａ，２ｂを溶接することから、高価なレーザ溶接機４を
必要とするので、設備費が嵩むとともに、製造設備全体
が複雑になり得る。しかも、レーザ溶接機４の保守・点
検作業も面倒である。さらには、板材２に高張力鋼板を
使用した場合には、溶接した部分の脆性が低下するため
に、局部的に焼き鈍しをする工程が必要になることもあ
り、そのときには、更にコストが嵩む。

【０００５】そこで本発明の目的は、閉断面湾曲長尺材
を簡便に且つ大量生産することができるとともに、設備
費を安価にできる技術を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、閉断面を構成する複数面のいずれかの長
手方向面にカシメ継手を形成するとともに、長手方向に
湾曲形成した閉断面湾曲長尺材であることを特徴とす
る。

【０００７】閉断面を構成する複数面のいずれかの長手
方向面にカシメ継手を形成した閉断面湾曲長尺材である
から、溶接接合による閉断面湾曲長尺材と同等以上の剛
性並びに寸法精度にすることができる。

【０００８】請求項２は、帯板を多段の成形ローラで略
閉断面に成形する工程と、突き合せ部分をカシメ用ロー
ラでカシメ接合する工程と、得られた閉断面長尺材を帯
板の移動方向に沿って多数の曲げローラで湾曲化する工
程とからなる閉断面湾曲長尺材製造方法であることを特
徴とする。

【０００９】帯板の幅方向の突き合せ部分を、カシメだ
けで接合することができ、溶接による接合が不要であ
る。しかも、閉断面長尺材のカシメ接合と湾曲化とを連
続的に行うことができる。従って、閉断面湾曲長尺材を
簡単に大量生産することができる。

【００１０】請求項３は、湾曲化する工程が、成形する
工程の末期又はカシメ接合する工程で、湾曲成形を開始
することを特徴とする。

【００１１】カシメ接合する工程によって、閉断面長尺
材を湾曲化する工程の一部も、同時に実施する。多数の
曲げローラで湾曲化する工程が、短くて済む。

【００１２】請求項４は、帯板を略閉断面に成形する多
段の成形ローラからなるロール成形装置と、成形途中の
閉断面を帯板の移動方向に沿って湾曲化するべく閉断面
の底を圧延する圧延装置と、圧延した後に突き合せ部分
を連続的にカシメ接合するカシメ用ロール装置と、得ら
れた閉断面長尺材を帯板の移動方向に沿って更に湾曲化
するべく多数の曲げローラからなるロール曲げ装置と
を、この順に配置した閉断面湾曲長尺材製造設備である
ことを特徴とする。

【００１３】突き合せ部分をカシメ用ロール装置で連続
的にカシメ接合する。しかも、閉断面長尺材のカシメ接
合と湾曲化とを連続的に行う。従って、閉断面湾曲長尺
材を、簡単で安価な製造設備で大量生産することができ
る。さらには、多数の曲げローラからなるロール曲げ装
置によって、最終的な曲げ半径を設定するので、多数の
曲げローラの配置や組数、曲げローラの溝深さ等を適宜
調整することによって、種々の曲げ半径を有する閉断面
湾曲長尺材を、容易に製造することができる。

【００１４】請求項５は、帯板を略閉断面に成形する多
段の成形ローラからなるロール成形装置と、成形途中の
閉断面を帯板の移動方向に沿って湾曲化するべく閉断面
の底を圧延する圧延装置と、圧延した後に突き合せ部分
を連続的にギャザリングにてカシメ接合するギャザリン
グ装置と、得られた閉断面長尺材を帯板の移動方向に沿
って更に湾曲化するべく多数の曲げローラからなるロー
ル曲げ装置とを、この順に配置した閉断面湾曲長尺材製
造設備であることを特徴とする。

【００１５】突き合せ部分をギャザリング装置で連続的
にカシメ接合する。しかも、閉断面長尺材のカシメ接合
と湾曲化とを連続的に行う。従って、閉断面湾曲長尺材
を、簡単で安価な製造設備で大量生産することができ
る。さらには、ギャザリングによるカシメであるから、
接合強度は一層高まる。さらにまた、多数の曲げローラ
からなるロール曲げ装置によって、最終的な曲げ半径を
設定するので、多数の曲げローラの配置や組数、曲げロ
ーラの溝深さ等を適宜調整することによって、種々の曲
げ半径を有する閉断面湾曲長尺材を、容易に製造するこ
とができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見
るものとする。図１（ａ），（ｂ）は本発明に係る閉断
面湾曲長尺材の構成図であり、（ａ）は全体を示す斜視
図、（ｂ）は一部拡大した図である。（ａ）に示すよう
に閉断面湾曲長尺材１は、所定の曲げ半径にて長手方向
に全体的に湾曲している、概ね四角形の中空断面、すな
わち、閉断面の長尺材料であって、例えば自動車用構造
材として用いるのに適しており、特に、自動車用バンパ
ビームに好適である。バンパビームに使用した閉断面湾
曲長尺材１（以下、単に「長尺材１」と言う。）は、車
幅方向に延びて図示せぬバンパフェイスで覆われた補強
部材となる。

【００１７】このような長尺材１は、（ｂ）に示すよう
に１枚の板材を折り曲げて、概ね四角形の中空断面を形
成し、突き合せ部分をカシメにて接合することによっ
て、中空体に形成したものである。さらに具体的には、
長尺材１は、長方形や正方形等の四角形断面をなすべく
連続した４つの平坦な板（上板２、下板３、左・右の側
板４，５）と、これら上板２、下板３、左・右の側板
４，５のいずれかの面、例えば、面の中央部分に形成し
たカシメ継手１０とからなる。

【００１８】カシメ継手１０は、折れ曲がった板材の突
き合せ部分１１，１２から長尺材１の外方へ、互いに重
なり合った状態で延び、その一方の延長部１３で他方の
延長部１４の先端を包み込み、これらの延長部１３，１
４同士をカシメにて接合したものである。カシメ継手１
０は、４つの平坦な板２〜５のいずれかの中央部分の面
から長尺材１の外方へほぼ直角に延び、さらに、長尺材
１の長手方向に連続した継手である。このようなカシメ
継手１０は、継手が延びる方向（図左右方向）に長尺材
１を補強するためのリブの役割を果たすことができる。
この結果、長尺材１の剛性は高まる。

【００１９】さらには、長尺材１を高張力鋼板製中空体
とすることで、衝突エネルギーの吸収性、車体へのエネ
ルギー伝達性を高めるとともに、軽量化を図っている。
高張力鋼板は引張り強さの大きい鋼材であり、しかも、
溶接性や加工性等も重視して製造されるものである。高
張力鋼板としては、例えば自動車用加工性熱間圧延高張
力鋼板（JIS G 3134，記号；ＳＰＦＨ）、自動車用加工
性冷間圧延高張力鋼板（JIS G 3135，記号；ＳＰＦＣ）
がある。

【００２０】次に、上記図１の長尺材１を製造するため
の、閉断面湾曲長尺材製造設備について説明する。図２
は本発明に係る閉断面湾曲長尺材製造設備の側面図であ
る。閉断面湾曲長尺材製造設備２０（以下、単に「製造
設備２０」と言う。）は、帯板ＰＬを巻き戻すためのア
ンコイラ２１と、巻戻した帯板ＰＬを四角形の閉断面の
途中まで成形（半完成長尺材に成形）する前段ロール成
形装置２２と、半完成長尺材を帯板ＰＬの移動方向Ｘに
沿って圧延することで湾曲化する圧延装置２３と、圧延
した後の半完成長尺材をカシメ可能な程度の四角形の閉
断面長尺材まで成形する後段ロール成形装置２４と、圧
延した後に板の突き合せ部分を連続的にカシメ接合する
カシメ用ロール装置２５と、カシメによって得られた閉
断面長尺材を帯板ＰＬの移動方向Ｘに沿って更に湾曲化
するロール曲げ装置２６と、湾曲化が完成した閉断面湾
曲長尺材を所定の長さで切断する切断装置２７とを、こ
の順に配置した設備である。

【００２１】この製造設備２０は、前段ロール成形装置
２２と後段ロール成形装置２４とによって、１組のロー
ル成形装置を成し、これらの前・後段ロール成形装置２
２，２４間に圧延装置２３を介在させたことを特徴とす
る。このように各装置２２〜２４を組合せることによっ
て、帯板ＰＬから閉断面を成形する工程の末期に、湾曲
成形を開始することができる。前段ロール成形装置２２
は、多段の成形ローラ２２Ａ・・・（・・・は複数を示す。以
下同じ。）からなり、成形ローラ２２Ａは上下１対のロ
ーラ２２ａ，２２ｂや図示せぬ左右１対のローラ等の組
合せからなる装置である。図中、２８はフレームであ
る。

【００２２】図３は本発明に係る閉断面湾曲長尺材製造
設備の後段部を示す側面図である。圧延装置２３は、上
下の圧延ローラ２３ａ，２３ｂ等の組合せからなり、こ
れらの圧延ローラ２３ａ，２３ｂが接触している部分の
材料の圧延量を調節することにより、材料を所定の曲げ
半径Ｒ１に湾曲化する装置である。半完成長尺材（成形
途中の閉断面）のうち、底の部分が圧延ローラ２３ａ，
２３ｂに接触するので、底の部分を所定の曲げ半径Ｒ１
に湾曲化することができる。後段ロール成形装置２４
は、前後２段の成形ローラ２４Ａ，２４Ａからなり、成
形ローラ２４Ａは上下１対のローラ２４ａ，２４ｂや図
示せぬ左右１対のロール等の組合せからなる装置であ
る。

【００２３】ロール曲げ装置２６は、小径の曲げローラ
（成形ローラ）２６ａ・・・を側面視において、３個１組
として多数組を配列したものであり、そのうちの最初の
１組が、カシメ用ロール装置２５を兼ねる。ロール曲げ
装置２６の前半部で、閉断面長尺材を上記曲げ半径Ｒ１
から所定の曲げ半径Ｒ２まで徐々に湾曲化し、更に、ロ
ール曲げ装置２６の後半部で、閉断面長尺材を曲げ半径
Ｒ２から所定の曲げ半径Ｒ３まで徐々に湾曲化すること
になる。従って、ロール曲げ装置２６によって、曲げ半
径Ｒ１から曲げ半径Ｒ３になるまで、連続的に曲げ加工
することができる。曲げ半径Ｒ１よりも曲げ半径Ｒ２が
小さく、さらに、曲げ半径Ｒ２よりも曲げ半径Ｒ３が小
さい。従って、帯板ＰＬの移動方向Ｘ（図左から右への
方向）に沿って、閉断面長尺材を所定の曲げ半径を有す
る湾曲したものに仕上げることができる。

【００２４】図４は本発明に係るカシメ用ロール装置の
断面図であり、接合前の閉断面長尺材４４が、図手前か
ら裏面方向へ移動する間に、カシメ用ロール装置２５に
よって、四角形の閉断面のカシメ接合をすることを示
す。カシメ用ロール装置２５は閉断面長尺材４４、すな
わち、閉断面の下面を支える下ローラ３１と、閉断面の
上方でカシメ接合するカシメ用ローラ（上ローラ）３２
と、閉断面の左右の面を支える左ローラ３３並びに右ロ
ーラ３４と、閉断面をカシメ接合する際に上面の潰れを
防止する補助ローラ機構３５とからなる。

【００２５】カシメ用ローラ３２は、閉断面長尺材４４
における閉断面の、一方の延長部１３と他方の延長部１
４とをカシメ接合するべく、外周面に所定の凹形状から
なるカシメ溝３２ａを有する溝付きローラである。すな
わち、カシメ溝３２ａの両壁で、延長部１３，１４同士
を圧着することによって、カシメ接合する。補助ローラ
機構３５は、上下の補助ローラ３６，３６と、これらの
補助ローラ３６，３６を支持する支持リンク３７，３７
とからなり、閉断面のカシメ前の開口部分から閉断面内
へ挿入した図示せぬ支持ロッドに連結したものである。
図中、３８・・・は軸受である。

【００２６】次に、上記構成の長尺材１の製造方法を、
図５に基づき説明する。図５（ａ）〜（ｇ）は本発明に
係る閉断面湾曲長尺材製造方法を示す説明図であり、
〜の工程の手順で長尺材１を製造することを示す。以
下、各工程を上記図２を参照しつつ説明する。 （ａ）において、アンコイラ２１から帯板ＰＬを巻戻
して準備する（準備工程）。 （ｂ）〜（ｃ）にかけて、前段ロール成形装置２２で
帯板ＰＬから略四角形の閉断面の途中まで成形した、半
完成長尺材４１にする（第１成形工程）。

【００２７】（ｄ）において、第１成形工程の後、す
なわち、成形工程の末期に半完成長尺材４１の湾曲成形
を開始する（第１湾曲成形工程）。具体的には、四角形
の閉断面の底４２を、圧延装置２３における上・下のロ
ーラ２３ａ，２３ｂによって、曲げ半径Ｒ１に湾曲化、
すなわち、曲げ加工をする。この結果得られたものが閉
断面長尺材４３である。

【００２８】（ｅ）において、後段ロール成形装置２
４により、閉断面長尺材４３をカシメが可能な程度の略
四角形の閉断面になるように成形する（第２成形工
程）。この結果得られたものが閉断面長尺材４４であ
る。 （ｆ）において、閉断面長尺材４４における突き合せ
部分１１，１２の延長部１３，１４同士を、カシメ用ロ
ール装置２５でカシメ接合する（カシメ工程）。この工
程においても、閉断面長尺材４４を曲げ半径Ｒ１から曲
げ半径Ｒ２に湾曲化、すなわち、曲げ加工をする（第２
湾曲成形工程）。この結果得られたものが閉断面長尺材
４５である。

【００２９】（ｇ）において、上記（ｆ）で得られた
閉断面長尺材４５を、帯板の移動方向Ｘに沿って、ロー
ル曲げ装置２６で曲げ半径Ｒ２から曲げ半径Ｒ３に湾曲
化、すなわち、曲げ加工をする（第３湾曲成形工程）。
この結果得られたものが閉断面湾曲長尺材４６である。 （ｈ）において、閉断面湾曲長尺材４６を切断装置２
７で所定の長さに切断する（切断工程）。以上で、所定
長さの閉断面湾曲長尺材１が完成する。この閉断面湾曲
長尺材１は、上記図１に示す長尺材１相当品である。以
上の説明から明らかなように、湾曲化する工程は、略四
角形の閉断面に成形する工程の末期で、湾曲成形を開始
することになる。

【００３０】図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る閉断面
湾曲長尺材（第１変形例）の構成図であり、（ａ）は全
体を示す斜視図、（ｂ）は一部拡大した図である。第１
変形例の閉断面湾曲長尺材１は、この長尺材１の内方に
カシメ継手１０を設けたことを特徴とする。カシメ継手
１０が、長尺材１の内方に延びる構造であるため、継手
部分が見えないので、製品としての見栄えが良好とな
る。

【００３１】具体的には、カシメ継手１０は、折れ曲が
った板材の突き合せ部分１１，１２から長尺材１の内方
へ、互いに重なり合った状態で延び、その一方の延長部
１３で他方の延長部１４の先端を包み込み、これらの延
長部１３，１４同士をカシメにて接合したものである。
さらに詳しくは、カシメ継手１０は、４つの平坦な板２
〜５のいずれかの中央部分の面から長尺材１の内方へほ
ぼ直角に延び、さらに、長尺材１の長手方向に連続した
継手である。長尺材１のこれ以外の構成並びに材質につ
いては、上記図１に示す長尺材１と同一であり、同一符
号を付し、その説明を省略する。

【００３２】次に、上記図６に示す第１変形例の長尺材
１の、曲げ試験を実施した結果について、図７〜図１２
に基づき説明する。図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る
長尺材（第１変形例）の曲げ試験方法説明図であり、
（ａ）は試験設備の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）の
ｂ−ｂ断面構成を示す。この曲げ試験方法は、（ａ）に
示すように、左右の支持治具にて四角形の閉断面長尺材
としての試験材料の両端部を支持し、この試験材料の長
手中央を前面（図左方向）から押し治具で局部的に静押
しして、試験材料の曲げ強度を試験する方法である。押
し治具の押し力をＦとし、そのときの押し治具のストロ
ークをＳとする。ストロークＳは、試験材料の変形量に
相当する。試験材料は（ｂ）に示すように、カシメ継手
を内側に形成した正方形断面並びに寸法のものであり、
その材質は、ＳＰＦＣ５９０（自動車用加工性冷間圧延
高張力鋼板）である。この試験結果について、以下説明
する。

【００３３】図８（ａ），（ｂ）は第１の曲げ試験結果
を示す説明図である。第１の曲げ試験は（ａ）のよう
に、試験材料の上面の中央部にカシメ継手を設けて、曲
げ試験を実施し、その試験結果を示したのが（ｂ）の試
験成績グラフである。このグラフは、縦軸を押し力Ｆと
し、横軸をストロークＳとして表す。試験結果によれ
ば、最大押し力Ｆはほぼ３０ｋＮであり、その後、ほぼ
最大押し力ＦによってストロークＳが変化する特性であ
った。

【００３４】図９（ａ），（ｂ）は第２の曲げ試験結果
を示す説明図である。第２の曲げ試験は（ａ）のよう
に、試験材料の前面の中央部にカシメ継手を設けて、曲
げ試験を実施し、その試験結果を示したのが（ｂ）の試
験成績グラフである。このグラフは、縦軸を押し力Ｆと
し、横軸をストロークＳとして表す。試験結果によれ
ば、矢印Ａ並びに矢印Ｂでカシメ継手に緩みを生じた。
この結果、最大押し力Ｆはほぼ３０ｋＮであった。

【００３５】図１０（ａ），（ｂ）は第３の曲げ試験結
果を示す説明図である。第３の曲げ試験は（ａ）のよう
に、試験材料の下面の中央部にカシメ継手を設けて、曲
げ試験を実施し、その試験結果を示したのが（ｂ）の試
験成績グラフである。このグラフは、縦軸を押し力Ｆと
し、横軸をストロークＳとして表す。試験結果によれ
ば、最大押し力Ｆはほぼ３０ｋＮであり、その後、ほぼ
最大押し力ＦによってストロークＳが変化する特性であ
った。このように、上記図８に示す第１の曲げ試験結果
と同様の結果が得られた。

【００３６】図１１（ａ），（ｂ）は第４の曲げ試験結
果を示す説明図である。第４の曲げ試験は（ａ）のよう
に、試験材料の下面の中央部にカシメ継手を設けて、曲
げ試験を実施し、その試験結果を示したのが（ｂ）の試
験成績グラフである。このグラフは、縦軸を押し力Ｆと
し、横軸をストロークＳとして表す。試験結果によれ
ば、矢印Ｄで試験材料の取付け部分に変形を生じた。こ
の結果、最大押し力Ｆはほぼ３５ｋＮであった。

【００３７】図１２（ａ），（ｂ）は第５の曲げ試験結
果を示す説明図である。第５の曲げ試験は、比較例の試
験材料を曲げ試験したものである。詳しくは、（ａ）の
ように、比較例の試験材料の上面の中央部を溶接し、上
記図７に示す試験方法によって、曲げ試験を実施し、そ
の試験結果を示したのが（ｂ）の試験成績グラフであ
る。このグラフは、縦軸を押し力Ｆとし、横軸をストロ
ークＳとして表す。試験結果によれば、最大押し力Ｆは
ほぼ３０ｋＮであった。

【００３８】以上の結果から、四角形の閉断面長尺材を
なす上板、下板、左の側板、右の側板のいずれかの面に
カシメ継手を形成すれば、カシメ接合であっても、溶接
接合とほぼ同等の曲げ強度を達成できたことが判明し
た。特に、カシメ継手を試験材料の上面又は下面に配置
した場合には、概ね一定の押し力Ｆによってストローク
Ｓが変化する特性が、溶接接合の場合よりも顕著であっ
た。これらの結果から、カシメ継手を有する閉断面湾曲
長尺材が、自動車用構造材に適し、特に、自動車用バン
パビームに好適であることが判る。さらには、衝撃エネ
ルギーが前面から作用するバンパビームとして使用する
場合には、衝撃エネルギーの作用方向に直交する上面又
は下面に、カシメ継手を設けることが好ましいことが判
るであろう。従って、上記図６に示す長尺材１を自動車
用バンパビームとして使用し、カシメ継手１０を上又は
下に配置することが、特に有効である。

【００３９】ところで、上記図６に示す第１変形例の長
尺材１を製造するための、閉断面湾曲長尺材製造設備
は、上記図２〜図３に示す製造設備のうち、カシメ用ロ
ール装置２５を、後述する第１変形例のカシメ用ロール
装置５０に置換するだけでよい。また、第１変形例の長
尺材１の製造方法は、上記図５に示す製造方法でよい。
次に、上記図６に示す長尺材１にカシメ継手１０を設け
るための、カシメ用ロール装置５０について、図１３に
基づき説明する。

【００４０】図１３は本発明に係るカシメ用ロール装置
（第１変形例）の断面図であり、接合前の閉断面長尺材
４４が、図手前から裏面方向へ移動する間に、カシメ用
ロール装置５０によって、四角形の閉断面のカシメ接合
をすることを示す。カシメ用ロール装置５０は閉断面長
尺材４４、すなわち、閉断面の下面を支える下ローラ５
１と、閉断面の上面を支える上ローラ５２と、閉断面の
左右の面を支える左ローラ５３並びに右ローラ５４と、
閉断面の内方でカシメ接合するカシメ機構５５とからな
る。

【００４１】カシメ機構５５は、閉断面のカシメ前の開
口部分から閉断面内へ挿入した図示せぬ支持ロッドに連
結したものであり、カシメ用ローラ５６と、カシメ用ロ
ーラ５６を支持する支持台５７と、支持台５７に回転可
能に取付けた車輪５８，５８とからなる。カシメ用ロー
ラ５６は、閉断面長尺材４４における閉断面の、一方の
延長部１３と他方の延長部１４とをカシメ接合するべ
く、外周面に所定の凹形状からなるカシメ溝５６ａを有
する溝付きローラである。すなわち、カシメ溝５６ａの
両壁で、延長部１３，１４同士を圧着することによっ
て、カシメ接合する。カシメ用ローラ５６でカシメ接合
する際の反力を、車輪５８，５８を介して閉断面の下面
に伝達することができる。この結果、閉断面をカシメ接
合する際に上面の潰れを防止することができる。

【００４２】図１４（ａ），（ｂ）は本発明に係る閉断
面湾曲長尺材（第２変形例）の構成図であり、（ａ）は
全体を示す斜視図、（ｂ）は一部拡大した図である。第
２変形例の閉断面湾曲長尺材１は、上記１に示す長尺材
１を変形したものであり、カシメ継手１０がギャザリン
グによるカシメ接合であることを特徴とする。すなわ
ち、第２変形例のカシメ継手１０は、一方の延長部１３
で他方の延長部１４の先端を包み込み、これら重なり合
った延長部１３，１４に小さな「ひだ」を形成、すなわ
ち、山折り部１０ａ・・・と谷折り部１０ｂ・・・とを、長尺
材１の長手方向へ交互に形成するように、カシメ接合し
たものである。長尺材１のこれ以外の構成並びに材質に
ついては、上記図１に示す長尺材１と同一であり、同一
符号を付し、その説明を省略する。

【００４３】ところで、上記図１４に示す第２変形例の
長尺材１を製造するための、閉断面湾曲長尺材製造設備
は、上記図２〜図３に示す製造設備のうち、カシメ用ロ
ール装置２５を、後述する第２変形例のギャザリング装
置６０に置換するだけでよい。また、第２変形例の長尺
材１の製造方法は、上記図５に示す製造方法でよい。次
に、上記図１４に示す長尺材１にカシメ継手１０を設け
るための、ギャザリング装置６０について、図１５に基
づき説明する。

【００４４】図１５は本発明に係る閉断面湾曲長尺材製
造設備（第２変形例）の後段部を示す側面図である。第
２変形例の閉断面湾曲長尺材製造設備２０は、後段ロー
ル成形装置２４とロール曲げ装置２６との間に、別装置
からなるギャザリング装置６０を介在させたことを特徴
とする。

【００４５】図１６（ａ），（ｂ）は本発明に係るギャ
ザリング装置（第２変形例）の構成図であり、（ａ）は
断面構成を示し、（ｂ）は平面構成を示す。（ａ）は、
接合前の閉断面長尺材４４が、図手前から裏面方向へ移
動する間に、ギャザリング装置６０によって、四角形の
閉断面のカシメ接合をすることを示す。ギャザリング装
置６０は閉断面長尺材４４、すなわち、閉断面の下面を
支える下ローラ６１と、閉断面の左右の面を支える左ロ
ーラ６２並びに右ローラ６３と、閉断面の上方でカシメ
接合する左右１対のギャザリング用ローラ６４，６５
と、閉断面をカシメ接合する際に上面の潰れを防止する
補助ローラ機構６６とからなる。

【００４６】１対のギャザリング用ローラ６４，６５
は、閉断面長尺材４４における閉断面の、一方の延長部
１３と他方の延長部１４とを挟み込んで圧着することに
より、ギャザリングによるカシメ接合するべく、（ｂ）
のように、外周面に所定ピッチで形成した歯６４ａ・・
・，６５ａ・・・を有するローラである。補助ローラ機構６
６は、上下の補助ローラ６７，６７と、これらの補助ロ
ーラ６７，６７を支持する支持リンク６８，６８とから
なり、閉断面のカシメ前の開口部分から閉断面内へ挿入
した図示せぬ支持ロッドに連結したものである。図中、
６９・・・は軸受である。

【００４７】図１７（ａ），（ｂ）は本発明に係る閉断
面湾曲長尺材（第３変形例）の構成図であり、（ａ）は
全体を示す斜視図、（ｂ）は一部拡大した図である。第
３変形例の閉断面湾曲長尺材１は、上記図６に示す長尺
材１を変形したものであり、カシメ継手１０がギャザリ
ングによるカシメ接合であることを特徴とする。すなわ
ち、第３変形例のカシメ継手１０は、一方の延長部１３
で他方の延長部１４の先端を包み込み、これら重なり合
った延長部１３，１４に小さな「ひだ」を形成、すなわ
ち、山折り部１０ａ・・・と谷折り部１０ｂ・・・とを、長尺
材１の長手方向へ交互に形成するように、カシメ接合し
たものである。長尺材１のこれ以外の構成並びに材質に
ついては、上記図１に示す長尺材１と同一であり、同一
符号を付し、その説明を省略する。

【００４８】ところで、上記図１７に示す第３変形例の
長尺材１を製造するための、閉断面湾曲長尺材製造設備
は、上記図２〜図３に示す製造設備のうち、カシメ用ロ
ール装置２５を、後述する第３変形例のギャザリング装
置７０に置換するだけでよい。また、第３変形例の長尺
材１の製造方法は、上記図５に示す製造方法でよい。次
に、上記図１７に示す長尺材１にカシメ継手１０を設け
るための、ギャザリング装置７０について、図１８に基
づき説明する。

【００４９】図１８は本発明に係るギャザリング装置
（第３変形例）の断面図であり、接合前の閉断面長尺材
４４が、図手前から裏面方向へ移動する間に、ギャザリ
ング装置７０によって、四角形の閉断面のカシメ接合を
することを示す。ギャザリング装置７０は閉断面長尺材
４４、すなわち、閉断面の下面を支える下ローラ７１
と、閉断面の上面を支える上ローラ７２と、閉断面の左
右の面を支える左ローラ７３並びに右ローラ７４と、閉
断面の内方でカシメ接合するカシメ機構７５とからな
る。

【００５０】カシメ機構７５は、閉断面のカシメ前の開
口部分から閉断面内へ挿入した図示せぬ支持ロッドに連
結したものであり、支持台７６と、支持台７６に取付け
て閉断面の内方でカシメ接合する左右１対のギャザリン
グ用ローラ７７，７８と、支持台７６に回転可能に取付
けた車輪７９，７９とからなる。１対のギャザリング用
ローラ７７，７８は、上記図１６に示すギャザリング用
ローラ６４，６５と同構成である。詳しくは、ギャザリ
ング用ローラ７７，７８は、閉断面長尺材４４における
閉断面の、一方の延長部１３と他方の延長部１４とを挟
み込んで圧着することにより、ギャザリングによるカシ
メ接合するべく、外周面に所定ピッチで形成した歯を有
するローラである。ギャザリング用ローラ７７，７８で
カシメ接合する際の反力を、車輪７９，７９を介して閉
断面の下面に伝達することができる。この結果、閉断面
をカシメ接合する際に上面の潰れを防止することができ
る。

【００５１】以上の説明から明らかなように、上記本発
明の実施の形態及び変形例における長尺材１を、特に、
自動車用バンパビームとして使用することが有効であ
る。さらには、長尺材１の上板又は下板の面の中央部分
にカシメ継手１０を設け、前面に衝突エネルギーを受け
るようにすることが、衝突エネルギーの吸収性、車体へ
のエネルギー伝達性の点から、極めて優れていることが
判る。

【００５２】さらにまた、カシメ継手１０の形状や配置
を、より適切に設定することによって、長尺材１の剛性
を、より一層高めることができ、この結果、溶接による
接合に比べて剛性の大きい長尺材１を提供することがで
きる。従って、溶接による接合に比べて、リブ等の補強
材を付設する必要がないので、加工工程の簡略化、製造
費の低減化を図ることができる。また、長尺材１を製造
するのに、板材をカシメにて接合するので、高価な溶接
機を必要とせず、閉断面湾曲長尺材製造設備の設備費を
低減することができる。

【００５３】なお、上記本発明の実施の形態及び変形例
において、閉断面湾曲長尺材１は、閉断面を構成する複
数面のいずれかの長手方向面にカシメ継手１０を形成し
たものであればよい。上記実施の形態及び変形例におい
ては、四角形断面をなす複数面（上板２、下板３、左・
右の側板４，５）のいずれかの長手方向面に、カシメ継
手１０を形成したものであるが、例えば、三角形断面を
なす複数面のいずれかの長手方向面に、カシメ継手１０
を形成してもよい。また、閉断面湾曲長尺材１は、長手
方向に全体的に湾曲したものに限定するものではなく、
長手方向の一部を湾曲したものであってもよい。さらに
は、閉断面湾曲長尺材１の製造方法における、長尺材１
を湾曲化する工程は、カシメ接合する工程で、湾曲成形
を開始するものであってもよい。また、ロール曲げ装置
２６は、カシメ用ロール装置２５，５０を兼ねずに、分
離、独立させた構成であってもよい。

【００５４】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、閉断面を構成する複数面のいずれか
の長手方向面にカシメ継手を形成するとともに、長手方
向に湾曲形成した閉断面湾曲長尺材であるから、溶接接
合による閉断面湾曲長尺材と同等以上の剛性並びに寸法
精度にすることができる。従って、閉断面湾曲長尺材に
リブ等の補強材を付設する必要がないので、加工工程の
簡略化、製造費の低減化を図り、安価な閉断面湾曲長尺
材を簡便に且つ大量生産することができる。

【００５５】請求項２は、閉断面湾曲長尺材製造方法
を、帯板を多段の成形ローラで略閉断面に成形する工程
と、突き合せ部分をカシメ用ローラでカシメ接合する工
程と、得られた閉断面長尺材を帯板の移動方向に沿って
多数の曲げローラで湾曲化する工程としたことにより、
帯板の幅方向の突き合せ部分を、カシメだけで接合する
ことができ、溶接による接合が不要である。しかも、閉
断面長尺材のカシメ接合と湾曲化とを連続的に行うこと
ができる。従って、閉断面湾曲長尺材を簡単で安価な製
造設備で大量生産することができる。この結果、溶接接
合にて形成した閉断面湾曲長尺材と同等以上の剛性並び
に寸法精度で、安価な閉断面湾曲長尺材を得ることがで
きる。

【００５６】請求項３は、閉断面湾曲長尺材製造方法に
おいて、閉断面長尺材を成形する工程の末期又はカシメ
接合する工程で、湾曲成形を開始するので、カシメ接合
する工程によって、閉断面長尺材を湾曲化する工程の一
部も同時に実施することができる。従って、多数の曲げ
ローラで湾曲化する工程が短くて済み、製造工程を全体
的に短縮することができる。

【００５７】請求項４は、閉断面湾曲長尺材製造設備
が、帯板を略閉断面に成形する多段の成形ローラからな
るロール成形装置と、成形途中の閉断面を帯板の移動方
向に沿って湾曲化するべく閉断面の底を圧延する圧延装
置と、圧延した後に突き合せ部分を連続的にカシメ接合
するカシメ用ロール装置と、得られた閉断面長尺材を帯
板の移動方向に沿って更に湾曲化するべく多数の曲げロ
ーラからなるロール曲げ装置とを、この順に配置したこ
とにより、突き合せ部分をカシメ用ロール装置で連続的
にカシメ接合するので、溶接機は不要である。しかも、
閉断面長尺材のカシメ接合と湾曲化とを連続的に行うこ
とができる。従って、閉断面湾曲長尺材を簡単で安価な
製造設備で大量生産することができる。さらには、多数
の曲げローラからなるロール曲げ装置によって、最終的
な曲げ半径を設定するので、多数の曲げローラの配置や
組数、曲げローラの溝深さ等を適宜調整することによっ
て、種々の曲げ半径を有する閉断面湾曲長尺材を、容易
に製造することができる。

【００５８】請求項５は、閉断面湾曲長尺材製造設備
が、帯板を略閉断面に成形する多段の成形ローラからな
るロール成形装置と、成形途中の閉断面を帯板の移動方
向に沿って湾曲化するべく閉断面の底を圧延する圧延装
置と、圧延した後に突き合せ部分を連続的にギャザリン
グにてカシメ接合するギャザリング装置と、得られた閉
断面長尺材を帯板の移動方向に沿って更に湾曲化するべ
く多数の曲げローラからなるロール曲げ装置とを、この
順に配置したことにより、突き合せ部分をギャザリング
装置で連続的にカシメ接合するので、溶接機は不要であ
る。しかも、閉断面長尺材のカシメ接合と湾曲化とを連
続的に行うことができる。従って、閉断面湾曲長尺材を
簡単で安価な製造設備で大量生産することができる。さ
らには、ギャザリングによるカシメであるから、接合強
度は一層高めることができる。さらにまた、多数の曲げ
ローラからなるロール曲げ装置によって、最終的な曲げ
半径を設定するので、多数の曲げローラの配置や組数、
曲げローラの溝深さ等を適宜調整することによって、種
々の曲げ半径を有する閉断面湾曲長尺材を、容易に製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る閉断面湾曲長尺材の構成図

【図２】本発明に係る閉断面湾曲長尺材製造設備の側面
図

【図３】本発明に係る閉断面湾曲長尺材製造設備の後段
部を示す側面図

【図４】本発明に係るカシメ用ロール装置の断面図

【図５】本発明に係る閉断面湾曲長尺材製造方法を示す
説明図

【図６】本発明に係る閉断面湾曲長尺材（第１変形例）
の構成図

【図７】本発明に係る長尺材（第１変形例）の曲げ試験
方法説明図

【図８】第１の曲げ試験結果を示す説明図

【図９】第２の曲げ試験結果を示す説明図

【図１０】第３の曲げ試験結果を示す説明図

【図１１】第４の曲げ試験結果を示す説明図

【図１２】第５の曲げ試験結果を示す説明図

【図１３】本発明に係るカシメ用ロール装置（第１変形
例）の断面図

【図１４】本発明に係る閉断面湾曲長尺材（第２変形
例）の構成図

【図１５】本発明に係る閉断面湾曲長尺材製造設備（第
２変形例）の後段部を示す側面図

【図１６】本発明に係るギャザリング装置（第２変形
例）の構成図

【図１７】本発明に係る閉断面湾曲長尺材（第３変形
例）の構成図

【図１８】本発明に係るギャザリング装置（第３変形
例）の断面図

【符号の説明】

１…閉断面湾曲長尺材、２〜５…閉断面を構成する上
板、下板、左・右の側板、１０…カシメ継手、１１，１
２…板の突き合せ部分、１３…一方の延長部、１４…他
方の延長部、２０…閉断面湾曲長尺材製造設備、２２，
２４…ロール成形装置（前段ロール成形装置及び後段ロ
ール成形装置）、２２Ａ，２４Ａ…成形ローラ、２３…
圧延装置、２５，５０…カシメ用ロール装置、２６…ロ
ール曲げ装置、２６ａ…曲げローラ、２７…切断装置、
３２…カシメ用ローラ、３２ａ，５６ａ…カシメ溝、４
２…閉断面の底、６０，７０…ギャザリング装置、６
４，６５，７７，７８…ギャザリングローラ、ＰＬ…帯
板、Ｘ…帯板の移動方向。

フロントページの続き (72)発明者 金原 毅一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 加藤 浩良 大阪府大阪市淀川区三国本町２丁目12番２ 号 株式会社中田製作所内 (72)発明者 中田 巌 大阪府大阪市淀川区三国本町２丁目12番２ 号 株式会社中田製作所内 (72)発明者 今川 喜章 岐阜県大垣市浅西３丁目22番地の22 株式 会社丸順内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 閉断面を構成する複数面のいずれかの長
   手方向面にカシメ継手を形成するとともに、長手方向に
   湾曲形成した閉断面湾曲長尺材。
2. 【請求項２】 帯板を多段の成形ローラで略閉断面に成
   形する工程と、突き合せ部分をカシメ用ローラでカシメ
   接合する工程と、得られた閉断面長尺材を帯板の移動方
   向に沿って多数の曲げローラで湾曲化する工程とからな
   る閉断面湾曲長尺材製造方法。
3. 【請求項３】 前記湾曲化する工程は、前記成形する工
   程の末期又はカシメ接合する工程で、湾曲成形を開始す
   ることを特徴とした請求項２記載の閉断面湾曲長尺材製
   造方法。
4. 【請求項４】 帯板を略閉断面に成形する多段の成形ロ
   ーラからなるロール成形装置と、成形途中の閉断面を帯
   板の移動方向に沿って湾曲化するべく閉断面の底を圧延
   する圧延装置と、圧延した後に突き合せ部分を連続的に
   カシメ接合するカシメ用ロール装置と、得られた閉断面
   長尺材を帯板の移動方向に沿って更に湾曲化するべく多
   数の曲げローラからなるロール曲げ装置とを、この順に
   配置した閉断面湾曲長尺材製造設備。
5. 【請求項５】 帯板を略閉断面に成形する多段の成形ロ
   ーラからなるロール成形装置と、成形途中の閉断面を帯
   板の移動方向に沿って湾曲化するべく閉断面の底を圧延
   する圧延装置と、圧延した後に突き合せ部分を連続的に
   ギャザリングにてカシメ接合するギャザリング装置と、
   得られた閉断面長尺材を帯板の移動方向に沿って更に湾
   曲化するべく多数の曲げローラからなるロール曲げ装置
   とを、この順に配置した閉断面湾曲長尺材製造設備。