JP2007007717A - Preformed body, hydraulic forming method and hydraulically formed member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、予備成形体、液圧成形方法および液圧成形部材に関する。 The present invention relates to a preform, a hydraulic forming method, and a hydraulic forming member.
従来のサイドメンバ等の自動車の車体構造部材は、衝撃吸収性を向上させるために中空構造を有し、かつ強度を補うための補強リブが内側に配置されている。車体構造部材に適用される液圧成形部材は、外面材および補強材を有する予備成形体の内部に液圧を供給し、膨出変形させて製造される（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、補強材を薄肉化し、液圧成形部材を軽量化する場合、部品強度が低下する問題を有する。また、安価な低グレードの軟質の板材を補強材に適用し、材料費低減を図る場合も、部品強度が低下する問題点を有する。 However, when the reinforcing material is thinned and the hydroformed member is reduced in weight, there is a problem that the strength of the component is reduced. In addition, when an inexpensive low-grade soft plate material is applied to the reinforcing material to reduce the material cost, there is a problem that the strength of the component is lowered.
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、良好な部品強度を有しかつ軽量化および／又はコスト低減が可能な液圧成形部材を得るための予備成形体および液圧成形方法と、良好な部品強度を有しかつ軽量化および／又はコスト低減が可能な液圧成形部材とを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the problems associated with the prior art described above, and is a preformed body for obtaining a hydraulically molded member having good component strength and capable of reducing weight and / or cost. It is another object of the present invention to provide a hydroforming method and a hydroforming member that has good component strength and can be reduced in weight and / or cost.
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、
重ね合わせて接合された縁部を有し、液圧成形部材の外面部を形成することとなる第１および第２外面材、および、
前記第１および第２外面材の内側に重なって配置され、液圧成形部材の中空断面を仕切る第１および第２補強リブを形成することとなる第１および第２補強材を有し、
前記第１および第２補強材は、２種類の板材で構成されたテーラードブランク材からなることを特徴とする予備成形体である。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1
First and second outer surface materials having edge portions that are overlapped and joined, and forming the outer surface portion of the hydroformed member; and
The first and second reinforcing members are arranged to overlap the first and second outer surface materials, and form first and second reinforcing ribs that partition the hollow cross section of the hydroformed member,
Said 1st and 2nd reinforcement material consists of tailored blank materials comprised by two types of board | plate materials, It is a preforming body characterized by the above-mentioned.
上記目的を達成するための請求項１０に記載の発明は、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の予備成形体を、液圧成形部材の外面形状に対応するキャビティを有する成形型に配置し、
前記予備成形体の内部に、液圧を付与し、膨出変形させることによって、
前記第１および第２外面材から、液圧成形部材の外面部の第１および第２外面材を形成し、
前記第１および第２補強材から、前記液圧成形部材の中空断面を仕切る第１および第２補強リブを形成する
ことを特徴とする液圧成形方法である。
In order to achieve the above object, the invention according to
The preform according to any one of claims 1 to 9 is placed in a mold having a cavity corresponding to the outer surface shape of the hydraulic forming member,
By applying a hydraulic pressure to the inside of the preform, and bulging and deforming,
Forming the first and second outer surface materials of the outer surface portion of the hydroformed member from the first and second outer surface materials;
The first and second reinforcing members are formed with first and second reinforcing ribs for partitioning a hollow cross section of the hydraulic forming member.
上記目的を達成するための請求項１１に記載の発明は、
重ね合わせて接合された縁部を有する第１および第２外面材、および、前記第１および第２外面材の内側に重なって配置される第１および第２補強材を有する予備成形体の内部に、液圧を付与し、膨出変形させることによって、形成された液圧成形部材であって、
前記第１および第２外面材から形成される第１および第２外面を有する外面部、および、
前記第１および第２補強材から形成され、前記外面部の中空断面を仕切る第１および第２補強リブを有しており、
前記第１および第２補強リブは、テーラードブランク材からなる
ことを特徴とする液圧成形部材である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 11 provides:
The inside of the preform having the first and second outer surface materials having the edge portions that are overlapped and joined, and the first and second reinforcing materials arranged to overlap the first and second outer surface materials. A hydraulic forming member formed by applying a hydraulic pressure and bulging and deforming,
An outer surface portion having first and second outer surfaces formed from the first and second outer surface materials; and
Formed from the first and second reinforcing members, and having first and second reinforcing ribs that partition the hollow cross section of the outer surface portion;
Said 1st and 2nd reinforcement rib consists of tailored blank materials. It is a hydraulic forming member characterized by the above-mentioned.
請求項１に記載の発明によれば、第１および第２補強材は、材質や肉厚を適宜変更可能であるテーラードブランク材からなる。そのため、例えば、強度の必要な部位に厚肉および／又は高強度の板材を使用し、その他の部位に薄肉および／又は低グレードの軟質の板材を使用した予備成形体を形成することで、当該予備成形体が適用される液圧成形部材は、強度を維持したまま重量削減および／又は低コスト化を図ることできる。したがって、良好な部品強度を有しかつ軽量化および／又はコスト低減が可能な液圧成形部材を得るための予備成形体を提供することができる。 According to invention of Claim 1, a 1st and 2nd reinforcement material consists of a tailored blank material which can change a material and thickness suitably. Therefore, for example, by forming a preform using a thick and / or high-strength plate at a site where strength is required and using a thin and / or low-grade soft plate at other sites, The hydraulic forming member to which the preform is applied can reduce weight and / or reduce costs while maintaining strength. Therefore, it is possible to provide a preformed body for obtaining a hydraulically molded member that has good component strength and can be reduced in weight and / or reduced in cost.
請求項１０に記載の発明によれば、予備成形体の第１および第２補強材は、材質や肉厚を適宜変更可能であるテーラードブランク材からなる。そのため、例えば、強度の必要な部位に厚肉および／又は高強度の板材を使用し、その他の部位に薄肉および／又は低グレードの軟質の板材を使用した予備成形体を、適用することで得られる液圧成形部材は、強度を維持したまま重量削減および／又は低コスト化を図ることできる。したがって、良好な部品強度を有しかつ軽量化および／又はコスト低減が可能な液圧成形部材を得るための液圧成形方法を提供することができる。
According to invention of
請求項１１に記載の発明によれば、第１および第２補強リブは、材質や肉厚を適宜変更可能であるテーラードブランク材からなる。そのため、例えば、強度の必要な部位に厚肉および／又は高強度の板材を使用し、その他の部位に薄肉および／又は低グレードの軟質の板材を使用する場合、強度を維持したまま重量削減および／又は低コスト化を図ることできる。したがって、良好な部品強度を有しかつ軽量化および／又はコスト低減が可能な液圧成形部材を提供することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, the first and second reinforcing ribs are made of a tailored blank material whose material and thickness can be appropriately changed. Therefore, for example, when thick and / or high-strength plates are used in areas where strength is required, and thin-walled and / or low-grade soft plates are used in other areas, weight reduction can be achieved while maintaining strength. Cost reduction can be achieved. Therefore, it is possible to provide a hydroformed member that has good component strength and can be reduced in weight and / or cost.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、実施の形態１に係る液圧成形部材を説明するための断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a hydraulic forming member according to the first embodiment.
液圧成形部材１０は、略矩形状の中空断面を有する成形体であり、自動車の車体構造部品などに適用される。車体構造部品は、例えば、サイドメンバ、サイドシル、フロントピラー、サイドルーフレール、センターピラー、バンパーである。
The
液圧成形部材１０は、第１外面２０および第２外面５０を有する外面部と、外面部の中空断面を仕切る第１補強リブ３０および第２補強リブ４０とを有する。第１外面２０および第２外面５０は、重ね合わせて接合された外周接合部１２が配置される縁部２１，５１を有する。第１外面２０、第２外面５０、第１補強リブ３０および第２補強リブ４０を構成する板材の素材は、特に限定されないが、例えば、冷間圧延鋼板や熱間圧延軟鋼板を適用することが可能である。
The hydraulic forming
第１補強リブ３０および第２補強リブ４０は、端部３２，４２と、端部３２，４２の間に位置する中間部３６，４６とを有する。端部３２，４２は、第１外面２０および第２外面５０の内側に接合される末端接合部１４，１６が配置される。中間部３６，４６は、相互に接合される中央接合部１８が配置される。
The first reinforcing
第１補強リブ３０および第２補強リブ４０は、材質や肉厚を適宜変更可能であるテーラードブランク材からなる。そのため、例えば、強度の必要な部位に厚肉および／又は高強度の板材を使用し、その他の部位に薄肉および／又は低グレードの軟質の板材を使用する場合、強度を維持したまま重量削減および／又は低コスト化を図ることできる。
The 1st reinforcement rib 30 and the
実施の形態１においては、第１補強リブ３０および第２補強リブ４０は、例えば、レーザ溶接によって肉厚の異なる板同士を接合することで形成された差厚テーラードブランク材からなり、半径方向（断面方向）に位置する薄肉化部３５，４５と、薄肉化部３５，４５を挟んで位置する厚肉化部を有する。第１補強リブ３０および第２補強リブ４０の厚肉化部は、末端接合部１４，１６および中央接合部１８の近傍部位に、概して対応している。
In Embodiment 1, the
薄肉化部３５，４５は、末端接合部１４，１６と中央接合部１８との間に位置し、液圧成形部材１０の長手方向に延長しており、部品強度に対する影響が大きい稜線部位を避けている。したがって、液圧成形部材１０は、第１補強リブ３０および第２補強リブ４０の部分的な薄肉化により、軽量化されているが、部品強度の低下は、抑制される。
The
末端接合部１４，１６と中央接合部１８との間の寸法Ｌ１に対する薄肉化部３５，４５の寸法Ｍ１の比率（成形後寸法比率）Ｒ１は、部品強度の低下および軽量化を考慮し、適宜設定することが可能である。成形後寸法比率Ｒ１は、後述するように、好ましくは８５％以下、さらに好ましくは、７８％以下である。
Ratio (after molding dimension ratio) R 1 dimension M 1 of the
以上のように、実施の形態１に係る液圧成形部材１０においては、第１補強リブ３０および第２補強リブ４０に、差厚テーラードブランク材が適用されているため、強度の必要な部位に肉厚の板材を使用し、その他の部位に薄肉の板材を適用することが可能である。そのため、液圧成形部材１０は、強度を維持したまま重量削減を図ることができる。
As described above, since the differential thickness tailored blank material is applied to the first reinforcing
図２は、実施の形態１に係る予備成形体の断面図、図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに関する断面図である。 2 is a cross-sectional view of the preform according to Embodiment 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
予備成形体１１０は、上板（第１および第２外面材の一方）１２０、下板（第１および第２外面材の一方）１５０、上方中板（第１および第２補強材の一方）１３０、および下方中板（第１および第２補強材の他方）１４０を有する。上板１２０および下板１５０は、液圧成形部材１０の第１外面２０および第２外面５０を形成することとなる部材である。上方中板１３０および下方中板１４０は、液圧成形部材１０の第１補強リブ３０および第２補強リブ４０を形成することとなる部材である。
The
上板１２０および下板１５０は、重ね合わせて接合された外周接合部１１２が配置される縁部１２１，１５１を有する。外周接合部１１２は、例えば、すみ肉溶接によって形成される。外周接合部１１２の形成方式は、接合強度および密閉性が確保され、かつ液圧成形性に悪影響を及ぼさなければ、特に限定されず、例えば、レーザ溶接、アーク溶接、あるいは、接着剤を適用することも可能である。
The
上板１２０は、中央部１２６と、中央部１２６を挟んで位置する端部１２２，１２８とを有する。端部１２２は、ドーム状部１２４が形成されている。下板１５０は、上板１２０より若干大きいサイズを有し、かつ上板１２０と相似形であり、上板１２０の中央部１２６と相対する中央部１５６と、上板１２０の端部１２２，１２８と相対する端部１５２，１５８とを有する。端部１５２は、ドーム状部１５４が形成されている。ドーム状部１５４は、開口部１５５が形成された頂部を有する。
The
上板１２０および下板１５０のドーム状部１２４，１５４は、位置合せされており、予備成形体１１０の内部に液圧を供給するための液圧供給部を、一体として構成する。開口部１５５は、液圧成形装置のノズル部が挿入され、成形媒体を注入するために使用される。
The dome-shaped
上方中板１３０および下方中板１４０は、略同一形状であり、上板１２０および下板１５０の内側に配置される。下方中板１４０は、下板１５０の内側に接合される末端接合部１１６が配置される端部（一端部および他端部）１４２と、端部１４２の間に位置する中間部１４６とを有する。上方中板１３０は、上板１２０の内側に接合される末端接合部１１４が配置される端部（一端部および他端部）１３２と、端部１３２の間に位置する中間部１３６とを有する。上方中板１３０および下方中板１４０の中間部１３６，１４６は、相互に接合される中央接合部１１８が配置される。
The upper
末端接合部１１４，１１６および中央接合部１１８は、貫通溶接によって形成される。貫通溶接は、表面に位置する１枚目の板材と、その内側に位置する２枚目の板材とが相互に融接し、良好な接合強度が得られるため、好ましい。貫通溶接は、レーザ溶接や電子ビーム溶接などを、適用することができる。しかし、末端接合部１１４，１１６および中央接合部１１８の形成方式は、接合強度が確保され、かつ液圧成形性に悪影響を及ぼさなければ、特に限定されず、例えば、アーク溶接、あるいは、接着剤を適用することも可能である。 The end joints 114 and 116 and the center joint 118 are formed by through welding. Through-welding is preferable because the first sheet material located on the surface and the second sheet material located on the inner side are fusion-bonded to each other, and a good bonding strength is obtained. Laser welding or electron beam welding can be applied to the penetration welding. However, the method of forming the end joints 114 and 116 and the center joint 118 is not particularly limited as long as the joint strength is ensured and the hydroformability is not adversely affected. For example, arc welding or an adhesive is used. It is also possible to apply.
上方中板１３０および下方中板１４０は、差厚テーラードブランク材からなり、薄肉化部１３５，１４５および厚肉化部を有しており、強度を維持したまま重量削減を図っている。薄肉化部１３５，１４５は、末端接合部１１４，１１６と中央接合部１１８との間に位置し、予備成形体１１０の長手方向に沿って延長している。上方中板１３０および下方中板１４０の厚肉化部は、末端接合部１１４，１１６および中央接合部１１８の近傍部位に、概して対応している。
The upper
末端接合部１１４，１１６と中央接合部１１８との間の寸法Ｌ０に対する薄肉化部１３５，１４５の寸法Ｍ０の比率（成形前寸法比率）Ｒ０は、液圧成形部材１０における成形後寸法比率Ｒ１を考慮し、適宜設定することが可能である。例えば、成形後寸法比率Ｒ１が、好ましくは８５％以下、さらに好ましくは、７８％以下となるように、成形前寸法比率Ｒ０は、膨出変形を考慮して、設定される。
The ratio of the dimension M 0 of the thinned
次に、予備成形体の形成方法の一例を説明する。図４は、上方中板および下方中板の接合を説明するための断面図、図５は、図４に続く、下方中板および下板の接合を説明するための断面図、図６は、図５に続く、上方中板および上板の接合を説明するための断面図である。 Next, an example of a method for forming a preform is described. 4 is a cross-sectional view for explaining the joining of the upper middle plate and the lower middle plate, FIG. 5 is a sectional view for explaining the joining of the lower middle plate and the lower plate, following FIG. 4, and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the joining of the upper middle plate and the upper plate following FIG. 5.
まず、上方中板１３０が下方中板１４０に載置され、上方中板１３０の中間部１３６と、下方中板１４０の中間部１４６とが、位置合わせされる。中間部１３６，１４６は、互いに接合され、中央接合部１１８を形成する（図４参照）。
First, the upper
上方中板１３０および下方中板１４０の接合体は、下方中板１４０が下板１５０の内側に相対すように、配置される。下方中板１４０の端部１４２は、下板１５０に接合され、末端接合部１１６を形成する（図５参照）。
The joined body of the upper
上板１２０が上方中板１３０に載置され、上板１２０の縁部と下板１５０の縁部とが、重ね合わされる。上方中板１３０の端部１３２は、上板１２０の内側に接合され、末端接合部１１４を形成する（図６参照）。末端接合部１１４の形成が完了すると、上板１２０および下板１５０の縁部１２１，１５１が接合され、外周接合部１１２を形成することで（図３参照）、予備成形体１１０が得られる。
The
以上のように、実施の形態１に係る予備成形体１１０においては、上方中板１３０および下方中板１４０に、差厚テーラードブランク材が適用されているため、強度の必要な部位に肉厚の板材を使用し、その他の部位に薄肉の板材を適用することができる。そのため、予備成形体１１０が適用される液圧成形部材は、強度を維持したまま重量削減を図ることが可能である。
As described above, in the
図７は、実施の形態１に係る液圧成形装置を説明するための断面図、図８は、図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに関する断面図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the hydraulic forming apparatus according to Embodiment 1, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
液圧成形装置１６０は、成形金型（上型１７０および下型１８０）および液圧供給機構１９０を有する。上型１７０および下型１８０は、例えば、可変式の油圧系を有するスライド駆動機構（不図示）を有しており、近接離間可能に設置され、予備成形体１１０が内側に配置されて、型締めされる。
The
上型１７０および下型１８０は、キャビティ面１７２，１８２と、押圧部１７５，１８５とを有する。キャビティ面１７２，１８２は、液圧成形部材１０の第１外面２０および第２外面５０にそれぞれ対応している。押圧部１７５，１８５は、型締めによって予備成形体１１０の外周を把持する部位である。
The
上型１７０の押圧部１７５は、キャビティ面１７２から延長する凹部１７３を有する。凹部１７３の内面形状は、上板１２０のドーム状部１２４の外面形状と対応している。下型１８０の押圧部１８５は、キャビティ面１８２から延長する凹部１８３を有する。凹部１８３の内面形状は、下板１５０のドーム状部１５４の外面形状と対応している。
The
液圧供給機構１９０は、予備成形体１１０の内部に液圧を付与し、膨出変形させるために使用され、ノズル部１９２および配管系１９４を有する。
The hydraulic
ノズル部１９２は、下型１８０の押圧部１８５に配置され、下板１５０のドーム状部１５４の開口部１５５に挿入自在に位置決めされる。ノズル部１９２は、成形媒体を注入するための吐出口１９３を有する。成形媒体は、例えば、水である。
The
配管系１９４は、例えば、増圧シリンダを利用する圧力発生装置や成形媒体源が連結される高圧ホース１９５、高圧ホース１９５が接続される導入口１９６、導入口１９６と吐出口１９３とを接続している通路１９７とを有する。
The
次に、実施の形態１に係る液圧成形方法を説明する。図９は、型締めを説明するための断面図、図１０は、図９の線Ｘ−Ｘに関する断面図、図１１は、図９に続く、膨出変形を説明するための断面図、図１２は、図１１の線ＸＩ−ＸＩに関する断面図である。 Next, the hydraulic forming method according to Embodiment 1 will be described. 9 is a cross-sectional view for explaining mold clamping, FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 9, and FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining bulging deformation following FIG. 12 is a sectional view taken along line XI-XI in FIG.
まず、差厚テーラードブランク材が適用されている上方中板１３０および下方中板１４０を有する予備成形体１１０が、下型１８０のキャビティ面１８２に相対するように配置される。この際、予備成形体１１０の下板１５０のドーム状部１５４および開口部１５５は、押圧部１８５の凹部１８３および液圧供給機構１９０のノズル部１９２に位置決めされ、開口部１５５に、ノズル部１９２が挿入される。
First, the
その後、待機位置に退避していた上型１７０が降下し、下型１８０に近接することで、上型１７０および下型１８０が型締めされる（図９および図１０参照）。この際、上板１２０は、上型１７０のキャビティ面１７２に相対するように配置され、上板１２０のドーム状部１２４は、押圧部１７５の凹部１７３に位置決めされる。
Thereafter, the
液圧供給機構１９０は、高圧ホース１９５からの成形媒体を、導入口１９６および通路１９７を経由し、予備成形体１１０のドーム状部１２４，１５４に挿入されているノズル部１９２に、供給する。ノズル部１９２に配置される吐出口１９３は、成形媒体を、予備成形体１１０の内部に導入し、液圧を付与する。その結果、予備成形体１１０は、膨出変形する。
The hydraulic
成形媒体の供給が継続するに伴って、膨出変形する上板１２０および下板１５０に接合されている上方中板１３０および下方中板１４０は、引張られて引伸ばされるため、湾曲して不安定となることが無く、直線的に伸展する。
As the supply of the forming medium continues, the upper
また、上方中板１３０および下方中板１４０の根元部は、末端接合部１１４，１１６の存在によって、Ｌ字状に屈曲し、その屈曲部の曲率半径が小さくなる。さらに、上方中板１３０および下方中板１４０は、中央接合部１１８を介して引張り合うため、加えられる力が均衡し、上方中板１３０および下方中板１４０の根元部の形状は、略同一となる。
Further, the root portions of the upper
予備成形体１１０の内部が最終液圧に到達すると、成形媒体の供給が停止され、所定時間保持されることで、予備成形体１１０の膨出が完了する。これにより、上板１２０および下板１５０は、液圧成形部材１０の第１外面２０および第２外面５０を形成し、差厚テーラードブランク材が適用されている上方中板１３０および下方中板１４０は、液圧成形部材１０の第１補強リブ３０および第２補強リブ４０を形成することとなる（図１１および図１２参照）。そして、除圧した後、上型１７０を上昇させて型開し、液圧成形部材１０を取り出し、切断などのトリミングが施される。
When the inside of the
以上のように、実施の形態１に係る液圧成形方法によれば、上方中板１３０および下方中板１４０に、差厚テーラードブランク材が適用されているため、強度の必要な部位に肉厚の板材を使用し、その他の部位に薄肉の板材を適用することが可能である。そのため、予備成形体１１０が適用することで得られる液圧成形部材１０は、強度を維持したまま重量削減を図ることができる。
As described above, according to the hydraulic forming method according to the first embodiment, since the differential thickness tailored blank material is applied to the upper
図１３は、実施の形態１に係る液圧成形部材の性能試験を説明するための側面図、図１４は、性能試験結果を示しているグラフ、図１５は、図１４と異なるテーラードブランク材が適用された場合における性能試験結果を説明するためのグラフである。 13 is a side view for explaining the performance test of the hydraulic forming member according to the first embodiment, FIG. 14 is a graph showing the performance test result, and FIG. 15 is a tailored blank material different from FIG. It is a graph for demonstrating the performance test result in the case of being applied.
性能試験においては、異なる成形後寸法比率Ｒ１を有する液圧成形部材１０を複数準備し、ベースプレート６１に固定した後で、軸方向の加重Ｆを入力し、液圧成形部材１０の単位重量当たりの平均反力を、それぞれ測定した。性能評価は、標準試験片が呈する平均反力に対する比率（反力比率）（％）で評価した。標準試験片は、差厚テーラードブランク材の厚肉化部の肉厚と同一の肉厚を有する均一なブランク材が適用された液圧成形部材である。
In the performance test, a plurality of
なお、図１４に係る差厚テーラードブランク材における厚肉化部の肉厚に対する薄肉化部の肉厚の比率（肉厚比率）は、７５％である。図１５に係る差厚テーラードブランク材に肉厚比率は、５％である。 In addition, the ratio (thickness ratio) of the thickness of the thinned portion to the thickness of the thickened portion in the differential thickness tailored blank material according to FIG. 14 is 75%. The thickness ratio of the differential thickness tailored blank material according to FIG. 15 is 5%.
図１４から理解されるように、成形後寸法比率Ｒ１が約７５％を越える領域から、反力比率が、低下し始めている。反力比率の著しい低下を避け、９５％以上に維持することとした場合、成形後寸法比率Ｒ１は、８５％以下とすることが必要である。この場合、部品強度の低下を確実に抑制しながら、液圧成形部材１０を効率的に軽量化させることが可能となる。
As understood from FIG. 14, from the region where the post-molding dimension ratio R 1 is greater than about 75%, the reaction force ratio, it is beginning to decrease. Avoiding a significant reduction of the reaction force ratio, if it is decided to maintain the 95% or more, the molding after the dimensional ratios R 1 is required to be 85% or less. In this case, it is possible to efficiently reduce the weight of the
一方、図１５から理解されるように、肉厚比率を著しく増加させる場合、成形後寸法比率Ｒ１が約６５％を越える領域から、反力比率が、低下し始めている。反力比率の著しい低下を避け、９５％以上に維持することとした場合、成形後寸法比率Ｒ１は、７８％以下とすることが必要である。この場合、部品強度の低下をさらに確実に抑制しながら、液圧成形部材１０を効率的に軽量化させることができる。
On the other hand, as can be understood from FIG. 15, when the thickness ratio is remarkably increased, the reaction force ratio starts to decrease from the region where the post-molding dimension ratio R 1 exceeds about 65%. Avoiding a significant reduction of the reaction force ratio, if it is decided to maintain the 95% or more, the molding after the dimensional ratios R 1 is required to be 78% or less. In this case, it is possible to efficiently reduce the weight of the
以上のように、実施の形態１においては、良好な部品強度を有しかつ軽量化が可能な液圧成形部材を得るための予備成形体および液圧成形方法と、良好な部品強度を有しかつ軽量化が可能な液圧成形部材とを提供することができる。 As described above, in the first embodiment, the preform and the hydraulic forming method for obtaining a hydraulically molded member having good component strength and capable of being reduced in weight, and good component strength are provided. In addition, it is possible to provide a hydroformed member that can be reduced in weight.
図１６は、実施の形態２に係る液圧成形部材を説明するための断面図、図１７は、実施の形態２に係る予備成形体を説明するための断面図である。 FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining a hydraulic forming member according to the second embodiment, and FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining a preformed body according to the second embodiment.
実施の形態２は、テーラードブランク材の種類に関し、実施の形態１と概して異なる。なお、実施の形態１と同様の機能を有する部材については類似する符号を使用し、重複を避けるため、その説明を省略する。 The second embodiment is generally different from the first embodiment regarding the type of tailored blank material. In addition, about the member which has the function similar to Embodiment 1, the same code | symbol is used and in order to avoid duplication, the description is abbreviate | omitted.
実施の形態２に係る液圧成形部材２１０は、第１外面２２０および第２外面２５０を有する外面２２０と、外面部の中空断面を仕切る第１補強リブ２４０および第２補強リブ２４０とを有する。
The hydraulic forming
第１補強リブ２４０および第２補強リブ２４０は、端部２３２，２４２と、端部２３２，２４２の間に位置する中間部２３６，２４６とを有する。端部２３２，２４２は、第１外面２２０および第２外面２５０の内側に接合される末端接合部２１４，２１６が配置される。中間部２３６，２４６は、相互に接合される中央接合部２１８が配置される。
The first reinforcing
第１補強リブ２３０および第２補強リブ２４０は、材質の異なる板同士を接合することで形成された異材質テーラードブランク材からなり、半径方向（断面方向）に位置する軟質材料部２３５，２４５と、軟質材料部２３５，２４５を挟んで位置する高強度材料部を有する。軟質材料部２３５，２４５は、安価な低グレードの軟質の板材を使用した部位である。第１補強リブ２４０および第２補強リブ２４０の高強度材料部は、末端接合部２１４，２１６および中央接合部２１８の近傍部位に、概して対応している。
The first reinforcing
軟質材料部２３５，２４５は、末端接合部２１４，２１６と中央接合部２１８との間に位置し、液圧成形部材２１０の長手方向に延長しており、部品強度に対する影響が大きい稜線部位を避けている。したがって、液圧成形部材２１０は、第１補強リブ２３０および第２補強リブ２４０の部分的な軟質材料化により低コスト化されているが、部品強度の低下は、抑制されている。
The
以上のように、実施の形態２に係る液圧成形部材２１０においては、第１補強リブ２４０および第２補強リブ２４０における強度の必要な部位に、高強度の板材を使用し、その他の部位に、安価な軟質の板材を適用することができる。そのため、液圧成形部材２１０は、強度を維持したまま低コスト化（材料費の低減）を図ることが可能である。
As described above, in the hydraulic forming
実施の形態２に係る予備成形体３１０は、上板３２０、下板３５０、上方中板３３０、および下方中板３４０を有する。上方中板３３０および下方中板３４０は、液圧成形部材２１０の第１補強リブ２４０および第２補強リブ２４０を形成することとなる部材である。
The
上方中板３３０および下方中板３４０は、略同一形状であり、上板３２０および下板３５０の内側に配置される。下方中板３４０は、下板３５０の内側に接合される末端接合部３１６が配置される端部３４２と、端部３４２の間に位置する中間部３４６とを有する。上方中板３３０は、上板３２０の内側に接合される末端接合部３１４が配置される端部３３２と、端部３３２の間に位置する中間部３３６とを有する。上方中板３３０および下方中板３４０の中間部３３６，３４６は、相互に接合される中央接合部３１８が配置される。
The upper
上方中板３３０および下方中板３４０は、異材質テーラードブランク材からなり、軟質材料部３３５，３４５および高強度材料部を有しており、強度を維持したまま低コスト化を図っている。軟質材料部３３５，３４５は、末端接合部３１４，３１６と中央接合部３１８との間に位置し、予備成形体３１０の長手方向に沿って延長している。上方中板３３０および下方中板３４０の高強度材料部は、末端接合部３１４，３１６および中央接合部３１８の近傍部位に、概して対応している。
The upper
以上のように、実施の形態２に係る予備成形体３１０においては、上方中板３３０および下方中板３４０に、異材質テーラードブランク材が適用されているため、強度の必要な部位に高強度の板材を使用し、その他の部位に低グレードの軟質の板材を適用することが可能である。そのため、予備成形体３１０が適用される液圧成形部材は、強度を維持したまま低コスト化を図ることできる。
As described above, in the preformed
実施の形態２に係る液圧成形装置および液圧成形方法は、実施の形態１の場合と略一致するため、その説明は繰り返さない。 Since the hydraulic forming apparatus and the hydraulic forming method according to the second embodiment are substantially the same as those in the first embodiment, description thereof will not be repeated.
図１８は、実施の形態２に係る液圧成形部材の性能試験結果を説明するためのグラフである。 FIG. 18 is a graph for explaining the performance test result of the hydroformed member according to the second embodiment.
性能試験においては、異なる成形後寸法比率Ｒ１を有する液圧成形部材２１０を複数準備し、ベースプレート６１に固定した後で、軸方向の加重Ｆを入力し、液圧成形部材２１０の単位重量当たりの平均反力を、それぞれ測定した（図１３参照）。
In the performance test, a plurality of hydraulic forming
なお、軟質材料部３３５，３４５は、引張強さ２７０Ｍｐａ級の軟質材が適用されている。高強度材料部は、引張強さ５９０Ｍｐａ級の高張力鋼板が適用されている。
The
図１８から理解されるように、成形後寸法比率Ｒ１が約６５％を越える領域から、反力比率が、低下し始めている。反力比率の著しい低下を避け、９５％以上に維持することとした場合、成形後寸法比率Ｒ１は、７８％以下とすることが必要である。この場合、部品強度の低下を確実に抑制しながら、材料費を効率的に低減させ、液圧成形部材２１０を低コスト化させることができる。
As understood from FIG. 18, from the region where the post-molding dimension ratio R 1 is greater than about 65%, the reaction force ratio, it is beginning to decrease. Avoiding a significant reduction of the reaction force ratio, if it is decided to maintain the 95% or more, the molding after the dimensional ratios R 1 is required to be 78% or less. In this case, it is possible to efficiently reduce the material cost and to reduce the cost of the hydraulic forming
以上のように、実施の形態２においては、良好な部品強度を有しかつコスト低減が可能な液圧成形部材を得るための予備成形体および液圧成形方法と、良好な部品強度を有しかつコスト低減が可能な液圧成形部材とを提供することができる。 As described above, in the second embodiment, a preform and a hydraulic forming method for obtaining a hydraulic forming member having good component strength and capable of reducing costs, and good component strength are provided. In addition, it is possible to provide a hydraulic forming member capable of reducing the cost.
また、実施の形態２に実施の形態１を組み合わせる場合、良好な部品強度かつ軽量化およびコスト低減を図ることも可能である。 Further, when the first embodiment is combined with the second embodiment, it is possible to achieve good component strength, weight reduction, and cost reduction.
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims.
例えば、予備成形体において、第１および第２補強材（上方中板および下方中板）を複数並置することで、離間して複数配置される第１および第２補強リブを形成することも可能である。 For example, in the preform, a plurality of first and second reinforcing members (upper middle plate and lower middle plate) may be juxtaposed to form a plurality of first and second reinforcing ribs that are spaced apart. It is.
また、第１および第２補強材をオフセットして配置および接合することで、第１および第２補強リブの形状を変更したり、第１および第２補強材の形状を、異ならせることで、液圧成形部材の中空断面を不均等に仕切る第１および第２補強リブを得たりすることも可能である。 Moreover, by changing the shape of the 1st and 2nd reinforcement material by making the 1st and 2nd reinforcement material offset and arrange | positioning and joining, or making the shape of the 1st and 2nd reinforcement material different, It is also possible to obtain first and second reinforcing ribs that unequally partition the hollow cross section of the hydroformed member.
さらに、成形媒体は、第１および第２外面材の一方に形成される開口部から注入される形態に限定されず、例えば、第１外面材の端面と第２外面材の端面との当接面によって開口部を、形成することも可能である。 Furthermore, the forming medium is not limited to a form that is injected from an opening formed in one of the first and second outer surface materials. For example, the end surface of the first outer surface material and the end surface of the second outer surface material are in contact with each other. It is also possible to form the opening by the surface.
１０・・液圧成形部材、
１２・・外周接合部、
１４，１６・・末端接合部、
１８・・中央接合部、
２０・・第１外面、
２１・・縁部、
３０・・第１補強リブ、
３２・・端部、
３５・・薄肉化部、
３６・・中間部、
４０・・第２補強リブ、
４２・・端部、
４５・・薄肉化部、
４６・・中間部、
５０・・第２外面、
５１・・縁部、
６１・・ベースプレート、
１１０・・予備成形体、
１１２・・外周接合部、
１１４，１１６・・末端接合部、
１１８・・中央接合部、
１２０・・上板、
１２１・・縁部、
１２２，１２８・・端部、
１２４・・ドーム状部、
１２６・・中央部、
１３０・・上方中板、
１３２・・端部、
１３５・・薄肉化部、
１３６・・中間部、
１４０・・下方中板、
１４２・・端部、
１４５・・薄肉化部、
１４６・・中間部、
１５０・・下板、
１５１・・縁部、
１５２，１５８・・端部、
１５４・・ドーム状部、
１５５・・開口部、
１５６・・中央部、
１６０・・液圧成形装置、
１７０・・上型、
１７２・・キャビティ面、
１７３・・凹部、
１７５・・押圧部、
１８０・・下型、
１８２・・キャビティ面、
１８３・・凹部、
１８５・・押圧部、
１９０・・液圧供給機構、
１９２・・ノズル部、
１９３・・吐出口、
１９４・・配管系、
１９５・・高圧ホース、
１９６・・導入口、
１９７・・通路、
２１０・・液圧成形部材、
２１４，２１６・・末端接合部、
２１８・・中央接合部、
２２０・・第１外面、
２３０・・第１補強リブ、
２３２・・端部、
２３５・・軟質材料部、
２３６・・中間部、
２４０・・第２補強リブ、
２４２・・端部、
２４５・・軟質材料部、
２４６・・中間部、
２５０・・第２外面、
３１０・・予備成形体、
３１４，３１６・・末端接合部、
３１８・・中央接合部、
３２０・・上板、
３３０・・上方中板、
３３２・・端部、
３３５・・軟質材料部、
３３６・・中間部、
３４０・・下方中板、
３４２・・端部、
３４５・・軟質材料部、
３４６・・中間部、
３５０・・下板、
Ｆ・・加重、
Ｌ０，Ｌ１，Ｍ０，Ｍ１・・寸法、
Ｒ０・・成形前寸法比率、
Ｒ１・・成形後寸法比率。
10. ・ Hydraulic molding member,
12. Peripheral joint,
14, 16, .. end joint,
18. Central joint,
20. First outer surface,
21 .. Edge
30 .. First reinforcing rib,
32 ... the end,
35 ・ ・ Thinning part,
36. ・ Intermediate part,
40 .. Second reinforcing rib,
42 .. end,
45 .. Thinning part,
46. ・ Intermediate part,
50 .. Second outer surface,
51 .. Edge
61. Base plate,
110 .. Pre-formed body,
112 .. outer peripheral joint,
114, 116..
118 .. Central joint,
120 .. Upper plate,
121 .. edge
122, 128 .. end,
124 .. Domed part,
126 .. Central part,
130 .. Upper middle plate,
132 .. end,
135..Thinning part,
136 .. middle part,
140 .. Lower middle plate,
142 .. end,
145 ・ ・ Thinning part,
146 .. middle part,
150 ... lower plate,
151 .. Edge
152, 158 .. end
154 .. Domed part,
155 .. opening,
156 ... Central part,
160 .. Hydraulic forming device,
170 .. Upper mold,
172..Cavity surface,
173 .. Recess,
175 ..Pressing part,
180 ... lower mold,
182 .. cavity surface,
183 .. Recess,
185..Pressing part,
190 .. hydraulic pressure supply mechanism,
192..Nozzle part,
193..Discharge port,
194 ... Piping system
195 ... High pressure hose,
196 ・ ・ Introduction port,
197 ... The passage,
210 .. Hydraulic forming member,
214, 216, .. end joints,
218 ... Central joint,
220 .. first outer surface,
230 .. First reinforcing rib,
232 .. end,
235 .. Soft material part,
236 .. Intermediate part,
240 .. Second reinforcing rib,
242 ... the end,
245 .. Soft material part,
246 .. Intermediate part,
250 .. second outer surface,
310 .. Pre-formed body,
314, 316 ... Terminal joint,
318 ... Central joint,
320 .. Upper plate,
330 .. Upper middle plate,
332 .. end,
335. ・ Soft material part,
336 .. Intermediate part,
340 .. Lower middle plate,
342 .. end,
345 .. Soft material part,
346 .. middle part,
350 ... lower plate,
F. Weighting,
L 0 , L 1 , M 0 , M 1 .. dimensions,
R 0 ..Dimension ratio before molding,
R 1 ..Dimension ratio after molding.
Claims (19)
前記第１および第２外面材の内側に重なって配置され、液圧成形部材の中空断面を仕切る第１および第２補強リブを形成することとなる第１および第２補強材を有し、
前記第１および第２補強材は、２種類の板材で構成されたテーラードブランク材からなる
ことを特徴とする予備成形体。 First and second outer surface materials having edge portions that are overlapped and joined, and forming the outer surface portion of the hydroformed member; and
The first and second reinforcing members are arranged to overlap the first and second outer surface materials, and form first and second reinforcing ribs that partition the hollow cross section of the hydroformed member,
The said 1st and 2nd reinforcement material consists of tailored blank materials comprised by two types of board | plate materials. The preforming body characterized by the above-mentioned.
前記予備成形体の内部に、液圧を付与し、膨出変形させることによって、
前記第１および第２外面材から、液圧成形部材の外面部の第１および第２外面材を形成し、
前記第１および第２補強材から、前記液圧成形部材の中空断面を仕切る第１および第２補強リブを形成する
ことを特徴とする液圧成形方法。 The preform according to any one of claims 1 to 9 is placed in a mold having a cavity corresponding to the outer surface shape of the hydraulic forming member,
By applying a hydraulic pressure to the inside of the preform, and bulging and deforming,
Forming the first and second outer surface materials of the outer surface portion of the hydroformed member from the first and second outer surface materials;
A first and second reinforcing ribs for partitioning a hollow cross section of the hydraulic pressure forming member are formed from the first and second reinforcing materials.
前記第１および第２外面材から形成される第１および第２外面を有する外面部、および、
前記第１および第２補強材から形成され、前記外面部の中空断面を仕切る第１および第２補強リブを有しており、
前記第１および第２補強リブは、テーラードブランク材からなる
ことを特徴とする液圧成形部材。 The inside of the preform having the first and second outer surface materials having the edge portions that are overlapped and joined, and the first and second reinforcing materials arranged to overlap the first and second outer surface materials. A hydraulic forming member formed by applying a hydraulic pressure and bulging and deforming,
An outer surface portion having first and second outer surfaces formed from the first and second outer surface materials; and
Formed from the first and second reinforcing members, and having first and second reinforcing ribs that partition the hollow cross section of the outer surface portion;
The said 1st and 2nd reinforcement rib consists of tailored blank materials. The hydraulic forming member characterized by the above-mentioned.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN102886458A (en) * | 2012-09-24 | 2013-01-23 | 重庆科技学院 | Overall composite inner high-pressure flow type bulging process for car drive axle |
-
2005
- 2005-07-04 JP JP2005195199A patent/JP2007007717A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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| CN102886458A (en) * | 2012-09-24 | 2013-01-23 | 重庆科技学院 | Overall composite inner high-pressure flow type bulging process for car drive axle |
| CN102886458B (en) * | 2012-09-24 | 2014-09-24 | 重庆科技学院 | Overall composite inner high-pressure flow type bulging process for car drive axle |
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