JPH07308719A - 車体構造用筒状部材の曲げ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フランジの曲げ加工すべき部分に破断や亀裂
等が発生すること無く該フランジに曲げ加工を施すこと
ができる車体構造用筒状部材の曲げ加工方法を提供す
る。 【構成】 略多角形状の断面を有し、かつ、その外側表
面にフランジ１１ｄが一体に設けられ、フランジ１１ｄ
の曲げ加工すべき部分１１ｅは曲げ加工により生じる伸
びと等しい伸びを予め与えた筒状部材１１を湾曲させ、
フランジ１１ｄの曲げ加工すべき部分１１ｅを平坦化す
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、自動車の車体を構成す
べき筒状の構造部材を２次元または３次元に曲げ加工す
る車体構造用筒状部材の曲げ加工方法に係り、さらに詳
しくは、曲げ加工時にフランジの曲げ加工すべき部分に
破断や亀裂等の発生することのない車体構造用筒状部材
の曲げ加工方法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、フランジを有するものが用い
られることが多いが、曲げ加工により前記フランジが外
側に位置して曲げられる様な場合、該フランジが曲げ加
工により発生する引張応力に耐えられなくなり、亀裂が
入ったり破断したり等の不具合が発生するという問題点
があった。その理由は、フランジの曲げ加工が施される
部分は、外側になればなる程引張応力が高くなり、この
引張応力に応じて材料も引き伸ばされるのであるが、フ
ランジの側部は端部の拘束が無いことにより破断の発生
点になるためである。このフランジに曲率半径の小さな
曲げ加工を行なおうとすると、曲げ加工部分に亀裂や破
断が生じることとなるので、曲げ加工部分の曲げ加工度
を小さくするしかなく、前記フランジに曲率半径の小さ
な曲げ加工を施すことが困難であった。

【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、フランジの曲げ加工すべき部分に破断や亀裂
等が発生すること無く該フランジに曲げ加工を施すこと
ができる車体構造用筒状部材の曲げ加工方法を提供する
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、本発明は次の様な車体構造用筒状部材の曲げ加工方
法を採用した。すなわち、請求項１記載の車体構造用筒
状部材の曲げ加工方法は、略多角形状の断面を有し、か
つ、その外側表面にフランジが一体に設けられ、該フラ
ンジの曲げ加工すべき部分は曲げ加工により生じる伸び
と等しい伸びを予め与えた筒状部材を湾曲させ、前記フ
ランジの曲げ加工すべき部分を平坦化することを特徴と
している。

【０００９】また、請求項２記載の車体構造用筒状部材
の曲げ加工方法は、請求項１記載の車体構造用筒状部材
の曲げ加工方法において、前記フランジの曲げ加工すべ
き部分は該フランジの長手方向に沿って波状に褶曲する
ように伸びを与えていることを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明の請求項１記載の車体構造用筒状部材の
曲げ加工方法では、略多角形状の断面を有し、かつ、そ
の外側表面にフランジが一体に設けられ、該フランジの
曲げ加工すべき部分は曲げ加工により生じる伸びと等し
い伸びを予め与えた筒状部材を用い、この筒状部材の両
端部を拘束した状態で該筒状部材を湾曲させる。この曲
げ加工時に、フランジに生じる引張応力に応じて該曲げ
加工すべき部分が引き伸ばされるため、該曲げ加工すべ
き部分が伸びて平坦になる。これより、フランジの曲げ
加工が施された部分に引張応力に起因する亀裂や破断が
生じるおそれが無くなり、該フランジに曲率半径の小さ
な曲げ加工を施すことが可能になる。

【００１１】また、請求項２記載の車体構造用筒状部材
の曲げ加工方法では、略多角形状の断面を有し、かつ、
その外側表面にフランジが一体に設けられ、該フランジ
の曲げ加工すべき部分は該フランジの長手方向に沿って
波状に褶曲するように伸びを与えている筒状部材を用
い、この筒状部材の両端部を拘束した状態で該筒状部材
を湾曲させる。この曲げ加工時に、フランジに生じる引
張応力に応じて該曲げ加工すべき部分が引き伸ばされる
ため、該波状の褶曲部分が伸びて平坦になる。これよ
り、フランジの曲げ加工が施された部分に引張応力に起
因する亀裂や破断が生じるおそれが無くなり、該フラン
ジに曲率半径のより小さな曲げ加工を施すことが可能に
なる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の車体構造用筒状部材の曲げ加
工方法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曲げ加工
方法について、図１に基づいて説明する。筒状部材１１
（図１（ａ））は、アルミ材からなる筒状部材を押し出
し成形し、その後フランジ１１ｄの曲げ加工すべき部分
１１ｅを波状にプレス加工したもので、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
の外側の一側面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
とを有し、該フランジ１１ｄの曲げ加工すべき部分１１
ｅは該フランジ１１ｄの長手方向に沿って波状に褶曲さ
れている。

【００１３】次に、この筒状部材１１に曲げ加工を施
し、該筒状部材１１を鉛直面内に湾曲させる。この曲げ
加工工程は、筒状部材１１に引張り力を加えながら曲げ
加工するもので、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、矩形状
の溝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、筒状部材１１のフランジ１１ｄを把
持し曲げ加工の途中で図中の矢印方向に移動する移動押
さえ型２５とから概略構成されている。

【００１４】ここでは、前記筒状部材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、該筒状部材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、筒状部材１１の断面形状が変形
しないように筒状部分１１ａの内部に図示しない中子を
挿通する。そして、図４に示すように、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、該筒状部材１１を前記回転曲げ型２２の矩形
状の溝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、筒状部材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。

【００１５】この曲げ加工時に、フランジ１１ｄに生じ
る引張応力に応じて曲げ加工すべき部分１１ｅが引き伸
ばされるため、該波状の褶曲部分が伸びて平坦になる
（図１（ｂ））。これより、フランジ１２ｄの曲げ加工
が施された部分１２ｅには、引張応力に起因する亀裂や
破断が生じるおそれが無い。

【００１６】以上により、直線状に延びる筒状部材１１
は、両端の直線部分１２ａ，１２ｃと、これらの直線部
分１２ａ，１２ｃを結ぶ湾曲部分１２ｂと、平坦なフラ
ンジ１２ｄとから構成される略Ｓ字型の筒状部材１２と
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。

【００１７】以上説明した様に、上記実施例の車体構造
用筒状部材の曲げ加工方法によれば、矩形状の断面を有
する筒状部分１１ａと、該筒状部分１１ａの外側の一側
面に長手方向に沿って一体に立設されたフランジ１１ｄ
とを有し、該フランジ１１ｄの曲げ加工すべき部分１１
ｅが該フランジ１１ｄの長手方向に沿って波状に褶曲す
るように伸びを与えた筒状部材１１を用い、曲げ加工に
より、この筒状部材１１の両端部を拘束した状態で該筒
状部材１１を湾曲させ、該曲げ加工すべき部分１１ｅを
引き伸ばすので、該曲げ加工すべき部分１１ｅが伸びて
平坦になり、したがって、フランジ１１ｄの曲げ加工が
施された部分１１ｅに引張応力に起因する亀裂や破断が
生じるおそれが無く、該フランジ１１ｄに曲率半径のよ
り小さな曲げ加工を施すことができる。

【００１８】なお、本実施例では、断面矩形状の筒状部
分１１ａの外側に一体に立設されたフランジ１１ｄを有
し、該フランジ１１ｄの曲げ加工すべき部分１１ｅが該
フランジ１１ｄの長手方向に沿って波状に褶曲された筒
状部材１１の曲げ加工方法について説明したが、上記実
施例に限定されることなく様々な断面形状のものの曲げ
加工が可能である。また、筒状部材１１は、筒内に長手
方向に延在する１つ以上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。また、曲げ加工方法も本実施例のものに限定される
ものではなく、プレス曲げ、圧縮曲げなどの加工方法に
も応用することができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の車体構造用筒状
部材の曲げ加工方法によれば、略多角形状の断面を有
し、かつ、その外側表面にフランジが一体に設けられ、
該フランジの曲げ加工すべき部分は曲げ加工により生じ
る伸びと等しい伸びを予め与えた筒状部材を湾曲させ、
前記フランジの曲げ加工すべき部分を平坦化することと
したので、この曲げ加工時に、フランジに生じる引張応
力に応じて該曲げ加工すべき部分が伸びて平坦になり、
該フランジの曲げ加工が施された部分に引張応力に起因
する亀裂や破断が発生するのを防止することができ、該
フランジに曲率半径の小さな曲げ加工を施すことができ
る。

【００２０】また、請求項２記載の車体構造用筒状部材
の曲げ加工方法によれば、前記フランジの曲げ加工すべ
き部分を該フランジの長手方向に沿って波状に褶曲する
ように伸びを与えたので、曲げ加工時に、フランジの波
状の褶曲部分が伸びて平坦になり、該フランジの曲げ加
工が施された部分に引張応力に起因する亀裂や破断が発
生するのを防止することができ、該フランジに曲率半径
のより小さな曲げ加工を施すことができる。

【００２１】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、２次元または３次元に湾曲した略多角形状の
断面を有する筒状の構造部材であっても、そのフランジ
の曲げ加工が施された部分に引張応力に起因する亀裂や
破断が発生するおそれが無く、該フランジに曲率半径の
より小さな曲げ加工を施すことができ、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】本発明の車体構造用筒状部材の曲げ加工方法を
示す過程図である。

【図２】本発明の車体構造用筒状部材の曲げ加工方法に
おいて用いられる曲げ加工装置を示す側面図である。

【図３】本発明の車体構造用筒状部材の曲げ加工方法に
おいて用いられる曲げ加工装置を示す正面図である。

【図４】車体構造用筒状部材が曲げ加工される様を示す
説明図である。

【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 筒状部材 １１ａ 筒状部分 １１ｄ フランジ １１ｅ 曲げ加工すべき部分 １２ 筒状部材 １２ａ，１２ｃ 直線部分 １２ｂ 湾曲部分 １２ｄ フランジ １２ｅ 曲げ加工が施された部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略多角形状の断面を有し、かつ、その外
   側表面にフランジが一体に設けられ、該フランジの曲げ
   加工すべき部分は曲げ加工により生じる伸びと等しい伸
   びを予め与えた筒状部材を湾曲させ、前記フランジの曲
   げ加工すべき部分を平坦化することを特徴とする車体構
   造用筒状部材の曲げ加工方法。
2. 【請求項２】 前記フランジの曲げ加工すべき部分は該
   フランジの長手方向に沿って波状に褶曲するように伸び
   を与えていることを特徴とする請求項１記載の車体構造
   用筒状部材の曲げ加工方法。