汽车车身用强度构件、前纵梁以及汽车车身的侧部构造的制作方法

专利名称：汽车车身用强度构件、前纵梁以及汽车车身的侧部构造的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车车身用强度构件、前纵梁以及汽车车
身的侧部构造。详细地说，本发明涉及一种例如像s形弯曲那
样的弯曲方向为2维弯曲的弯曲加工、或者弯曲方向为3维弯曲的弯曲加工所制造的汽车车身用强度构件、构成汽车车身的作为强度构件的前纵梁、汽车车身的侧部构造，具体而言，汽车车身的侧部构造是至少具有A柱、B柱以及上边梁(roof rail)的汽车车身的侧部构造。
背景技术：
以往的汽车采用的是所谓的框架构造，即，将发动机、散热器、悬架、变速器、差速器甚至燃料箱等的零部件安装在框架上，并在该框架上搭载由发动机室、驾驶室以及后备箱所构成的车身，上述框架通过将截面箱形的构件组合成梯子形状所构成。但是，由于该框架构造必须使用相对于车身独立的零部件即沉重的框架，因而难以追求车身轻量化，并且由于将框架和车身接合的工序也是不可缺少的，因此，生产率很低。为此，
近年所生产的大部分汽车，是由将框架和车身作为一体化构造
的整体车身(整体结构车身)所构成。
整体车身是，在该整体车身的下面，即在底部分的、成为
车身构造基础的最重要部分的车身底部(也称为平台)组合下边梁、A柱、B柱、上边梁、根据情况也可以通过组合由C柱构成的车身侧板(body side)从而一体化的车身本体来支承载重，即
使对于被从外部施加的沖击载重，车身各部也在压缩或变形时通过车身各部全体来吸收冲击能量。在整体车身中，虽然不存在像框架构造那样明确的框架，但在发动机、悬架的安装部这样的负荷、应力所集中的部分，也要适当配置例如由纵梁、悬架、各种柱、横梁、上边梁甚至下边梁等这样的由闭合截面的筒体所形成的汽车车身用强度构件，以增强车身本体。另外，车身侧板和车身底部都不仅对汽车车身的弯曲刚性、扭转刚性产生很大影响，而且具有在侧面
冲撞的时候尽量抑制驾驶室的损伤以便提高搭乘者的安全性的功能。特别是与全面冲撞相比，侧面沖撞更难充分确保用于保护乘客的空间，所以提高该车身侧板的刚性是很重要的。
车梁(也称副车架)就是被如此配置的强度零部件之 一 。所
谓车梁(member)是将悬架、发动机甚至变速器等安装在车身底部时所设的骨架。车身底部由于支承悬架或者驱动系统而对于车身的各种刚性(例如弯曲刚性、扭转刚性等)有很大影响，因此，通过在车身底部的各个部位上适当配置车梁或者其它的加强件，可给予车身底部足够的刚性。作为该种车梁的一种，具有在发动机室内的左右向前后方向大致水平延伸地被焊接的前纵梁。
通常，前纵梁具有例如由四边形、六边形甚至圆形等具有闭合截面的筒体所形成的本体。而且，该本体具有从其轴向的一端朝向另 一端、向着车身的前后方向延伸设置的前端部；与该前端部连续并且沿着作为发动机室与驾驶室之间的隔壁的前围板倾斜的倾斜部；与该倾斜部连续并且沿着接合于前围板的底板下表面延伸设置的后端部。根据车身的大小，前纵梁的全长是600 1200mm程度。
该前纵梁由于如上所述首先被要求的是作为维持车身底部强度的强度构件而被设计为具有足够的强度，而另一方面，该前纵梁又是作为负担在正面沖撞事故的情况下被施加的冲击载重的主体的构件，因此，该前纵梁被设计成具有在正面冲撞事
故的情况下，其前端侧压曲而塑性变形为曲状(accordion状)，从而能够吸收冲击能量的沖击吸收性。这样，前纵梁被要求具有所谓的相反特性，该相反特性是指具有足够的强度和当施加有冲击载重时前端侧容易塑性变形为曲折状等这样的特性。
并且，如上所述，前纵梁作为车身底部的加强构件被配置为焊接在其它壁板上，因此要求其具有优异的焊接性能，另夕卜，
由于前纵梁从前端部朝向后端部具有复杂的形状并且进行穿孔加工、切断加工，因此也要求其具有优异的加工性能。
在专利文献l中揭示了 一种由中空铝合金挤压型材形成的、板厚局部地发生变化的能量吸收构件的发明；在专利文献2中揭示了 一种具有闭合截面且板厚局部地发生变化的前纵梁的发明，该闭合截面具有与车身的前后方向平行配置的弓形形状部；在专利文献3中揭示了 一种在前端部的一部分设置了脆弱部分的前纵梁的发明；在专利文献4中揭示了 一种通过设计前端部的形状而使其能在整个截面内更加均匀地变形压曲的前纵梁的发明；在专利文献5中揭示了 一种由轻合金制铸件形成的U字截面的下侧构件和由轻合金制板材形成的上侧构件所构成的闭合截面的前纵梁的发明。
另外，在专利文献6中揭示了 一种关于车身侧板的、通过在A柱的内部配置加强管来防止翻转时A柱压曲的发明。
近年来，对于汽车车身用强度构件来说，从为了抑制地球变暖而谋求削减C O 2排出量所致的燃料费用的提高以及进 一 步提高沖撞事故时的乘客的安全性的观点出发，对于轻量化以及
高强度化的要求日益提高。为了响应这种要求，多使用具有比以往更加高强度水平的高强度原材料，如抗拉强度为780MPa
10以上、甚至900MPa以上的高张力钢板。
另一方面，随着这种原材料的高强度化，也促进重新研究 汽车车身用强度构件构造。例如，为了适用于各种各样的汽车 零部件，对其进行具有多分支的弯曲形状、例如像S形弯曲那 样的弯曲方向为2维弯曲的弯曲加工，或者弯曲方向为3维弯曲 的弯曲加工所制造的汽车车身用强度构件，也强烈要求开发出
以高精度加工的弯曲加工技术。
为了响应这种要求，迄今为止已经提出有各种各样的加工 技术。例如，在专利文献7所涉及的发明中揭示了 一种这样的 方法 一边利用能自由旋转的臂夹持金属管等的被加工件的前 端侧并利用加热装置进4于加热， 一 边〗吏加热部沿轴向依次移动 而使金属管等的被加工件弯曲变形，其后立即进行冷却，从而 一边对金属管等进行热处理一边进行弯曲加工的方法。另外， 在专利文献8所涉及的发明中揭示了 一种这样的方法夹持金 属管而对加热部施加扭转力和弯曲力， 一边扭转金属管一边使 其弯曲变形，从而一边对金属管等进行热处理一边进行弯曲加 工的方法。
如果再考虑弯曲加工制品的轻量化，其抗拉强度优选设定 在900MPa以上，更优选设定在1300MPa以上。在此情况下， 迄今为止如同在专利文献7、 8中所揭示那样，将抗拉强度为 500 700MPa左右的管坯作为初始材料进行弯曲加工之后，通 过热处理提高强度，从而制造出具有所期望的高强度的弯曲加 工制品。
专利文献7、 8所揭示的发明，都使用属于所谓夹持弯曲加 工的加工方法，不管实施哪个发明，都需要利用能自由旋转的 臂来夹持被加工件的前端部。为此，4艮难使被加工件的进给速 度高速化，并且，因为每次利用臂重新夹持住加工件后都需要
ii使臂回复到原来位置，所以被加工件的进给速度变动较大，复杂地控制住冷却速度就变得很难，无法确保所期望的淬火精度。为此，必须复杂且高精度地控制加热速度、冷却速度，以避免产生不均匀应变，确保规定淬火精度变得极其困难。为此，在弯曲加工形状中发生不均匀，特别是在高强度件的情况下，伴随残余应力而产生延迟破坏，难以制造要求高可靠性的汽车车身用强度构件。
在专利文献9中揭示了 一种涉及高频加热折弯4几的发明，
该高频加热折弯机一 边利用进给装置将被支承部件支承的被加工件从上游侧向下游侧输送， 一 边在该支承部件的下游进行弯
曲加工，在此基础上支承辊而使辊能向3维方向自由移动。采用专利文献9所揭示的高频加热折弯4几，使辊^,过被加工件而向被加工件的相反方向的侧面移动，通过与其侧面相抵接而进行弯曲加工，因此，即使像例如S形弯曲那样弯曲方向为2维弯曲的弯曲加工的情况下，也不需要进行使被加工件旋转180度的准备作业，从而能够高效率地进行弯曲加工。
但是，在专利文献9所揭示的高频加热折弯机中，没有夹紧被加工件的两侧面的部件。因此，容易因经过高频加热后的冷却的残余应力而产生变形，所以很难确保规定的尺寸精度，加工速度受到限制并且难以提高弯曲加工度。
并且，在专利文献10揭示的发明中涉及一种弯曲加工装置，其取代所述夹持弯曲加工或者高频加热折弯机的辊，该弯曲加工装置将固定配置的固定才莫和能向3维方向自由移动地配置的可动旋转模分开设置，并且具有将金属构件加热至与由可动旋转模对金属构件进行弯曲加工的曲率相应的温度的加热部件。
专利文献l:日本特开平IO- 45023号7〉报专利文献2
专利文献3 专利文献4 专利文献5 专利文献6 专利文献7 专利文献8 专利文献9
曰本特开平ll — 255146号7>才艮 曰本净争开2001 _ 106002号7>才艮 曰本净争开2002 — 173055号7>才艮 曰本净争开2003 — 306171号7^才艮 曰本净争开2003 — 118633号7>才艮 曰本净争开昭50 — 59263号7>才艮 曰本净争i午2816000号7^才艮 曰本净争开2000 — 158048号7厶、才艮 专利文献10: 曰本净争i牛3195083号么、才艮 但是，在专利文献1 5所揭示的以往的发明中，都是通过 采用特殊的构造作为前纵梁，从而得到高强度以及优异的冲击 吸收性能，因此，高水平地同时实现更高的高强度化与轻量化 和更进一 步提高冲击吸收性能受到限制。
另外，在专利文献6所揭示的以往的;^明中，的确可防止 翻转时的A柱的压曲，但从侧面冲撞的时候进一步提高安全性 的观点出发，不能说能够充分确保驾驶室空间，因而期望得到 改善。
另外，专利文献10所揭示的构成弯曲加工装置的固定模以 及可动旋转模都不能自由旋转地保持作为被加工件的金属件。 为此，在固定模以及可动旋转模的任何 一 方的表面上都容易随 着金属件的保持而产生烧伤。另外，专利文献10所揭示的弯曲 加工装置，通过向固定模以及可动旋转模中供给冷却流体来防 止这些模的强度降低以及由热膨胀所产生的加工精度降低。但 是，冷却流体的供给不是为了对被弯曲加工过的金属件进行淬 火热处理，因此，在该加工时进行淬火，不能制造出例如 900MPa以上这样的高强度的弯曲加工制品。
这样，专利文献10所揭示的弯曲加工装置虽然是以弯曲加工为基础的，但是，是在将低强度的金属管坯作为起始材料进 行热加工之后通过淬火提高强度，并非以得到高强度的金属件 为目的。另外，随着金属件的加热在可动旋转模的表面容易产 生烧伤，作为弯曲加工装置还要求进一步的改善。

发明内容
本发明是鉴于上述以往技术所具有的课题而做成的，其目 的在于提供汽车车身用强度构件、前纵梁以及汽车车身的侧部
构造。具体而言，提供进行例如像S字形弯曲那样弯曲方向为2 维弯曲的弯曲加工或者弯曲方向为3维弯曲的弯曲加工所制造
的汽车车身用强度构件；提供构成汽车车身的作为强度构件的
前纵梁；提供汽车车身的侧部构造，具体是至少包括A柱、B 柱以及上边梁的汽车车身的侧部构造。
本发明人等为了解决上述课题经反复专心研究的结果，得 到下列所述的见解(a) (d)，完成了本发明。
(a) 如果使用具有特定构造的弯曲加工装置，则能以现有 的工业规模批量生产以下述筒体为本体的汽车车身用强度构 件，上述筒体具有例如1100MPa以上、优选1500MPa以上这 样的超高强度的高频淬火部，并且沿轴向由一个构件构成。
(b) 如果使用具有特定构造的弯曲加工装置来制造前纵 梁，能提供沿轴向由一个构件构成并且局部地具有迄今为止所 没有的高频淬火部的前纵梁，由此，能够以迄今为止所没有的 高水平获得前纵梁的更进 一 步的高强度化与轻量化，同时能更 进一 步地提高沖击吸收性能。
(c) 如果使用具有特定构造的弯曲加工装置制造下述侧部 加强构件，则能谋求车身侧板的更进一步的高强度化，由此能 谋求在冲撞时驾驶室空间的增加、由侧部加强构件本尺寸的缩小化得到的轻量化、由侧部加强构件的 一体构造化带 来的减少零部件个数而得到的制造成本的降低，上述侧部加强 构件沿轴向由一个构件构成，并且局部地具有迄今为止所没有 的高频淬火部，并且上述侧部加强构件配置在构成车身侧板的 A柱或者上边梁等的内部。
(d)这些汽车车身用强度构件、前纵梁以及侧部加强构件，
沿轴向由一个构件构成，并且局部地具有经过高频淬火的超强 度部，并且以具有闭合截面的筒体为本体，因此，能以以往未 得到过的高水平获得轻量、高强度、优良的冲击吸收特性、零 部件个数的减少以及制造成本的降低。
另外，虽然不是关于前纵梁或者车身侧板的发明，日本特
开平IO - 17933号公报中揭示了通过局部地进行高频淬火处理 来提高性能的B柱加强件的发明。但是，在该公报中，关于如 何对前纵梁或者车身侧板进行高频淬火处理才能大幅度提高前 纵梁或者车身侧板所要求的各种各样的特性，以及是否能提供 实际能制造的前纵梁或者车身侧板没有任何揭示或启示，仅仅 揭示了关于用于提高B柱刚性的构件。
本发明是一种汽车车身用强度构件，其特征在于，该汽车 车身用强度构件包括筒体，该筒体包括2维或者3维弯曲的弯曲 加工部，该筒体具有闭合截面，且沿轴向由一个构件构成，该 筒体包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超高强度热处 理部；作为除了该超高强度热处理部以外的其余部位的、经热 处理使抗拉强度为600MPa 11 OOMPa的高强度热处理部。
另外，本发明是一种汽车车身用强度构件，其特征在于， 该汽车车身用强度构件包括筒体，该筒体包括2维或者3维弯曲 的弯曲加工部，该筒体具有闭合截面，且沿轴向由一个构件构 成，该筒体包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超高强度热处理部；作为除了该超高强度热处理部以外的其余部位的、 经热处理使抗拉强度小于600MPa的低强度热处理部。
另外，本发明是一种汽车车身用强度构件，其特征在于， 该汽车车身用强度构件包括筒体，该筒体包括2维或者3维弯曲 的弯曲加工部，该筒体具有闭合截面，且沿轴向由一个构件构 成，该筒体包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超高强
度热处理部；作为除了该超高强度热处理部以外的其余部位的 一iit々-ai、 t田乂击4; 浩a cnr i/r"Do~i i nr i/T"Po aa茸g虽麿
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热处理部；作为除了超高强度热处理部以及高强度热处理部之 外的其余部位的、经热处理使抗拉强度小于600MPa的低强度
热处理部。
另外，本发明是一种汽车车身用强度构件，其特征在于， 该汽车车身用强度构件包括筒体，该筒体包括切断加工预定部、
穿孔加工预定部以及焊接预定部中的至少 一 个和2维或者3维 弯曲的弯曲加工部，该筒体具有闭合截面，且沿轴向由一个构 件构成，该筒体包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超 高强度热处理部；作为除了超高强度热处理部以外的其余部位 的一部分，经热处理使抗拉强度为600MPa 1100MPa的高强 度热处理部；作为除了超高强度热处理部以及高强度热处理部 以外的其余部位的、经热处理使抗拉强度小于600MPa的低强 度热处理部。
另外，本发明是一种汽车车身用强度构件，其特征在于， 该汽车车身用强度构件包括筒体，该筒体包括切断加工预定部、 穿孔加工预定部以及焊接预定部中的至少 一 个和2维或者3维 弯曲的弯曲加工部，该筒体具有闭合截面，且沿轴向由一个构 件构成，该筒体包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超 高强度热处理部；作为切断加工预定部、穿孔加工预定部以及
16焊接预定部中的至少 一 个，经热处理使抗拉强度小于600MPa
的第l低强度热处理部；作为除了超高强度热处理部以及第l低
强度的热处理部以外的其余部位的、经热处理使抗拉强度小于
600MPa的第2低强度热处理部。
另外，本发明是一种汽车车身用强度构件，其特征在于， 该汽车车身用强度构件包括筒体，该筒体包括切断加工预定部、
穿孔加工预定部以及焊接预定部中的至少一个和2维或者3维
弯曲的弯曲加工部，该筒体具有闭合截面，且沿轴向由一个构
件构成，该筒体包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超
高强度热处理部；作为切断加工预定部、穿孔加工预定部以及
焊接预定部中的至少一个，经热处理使抗拉强度小于600MPa
的第l低强度热处理部；作为除了超高强度热处理部以及第l低
强度热处理部以外的其余部位的 一 部分，经热处理使抗拉强度
为600MPa 1100MPa的高强度热处理部；作为除了超高强度
热处理部、高强度热处理部以及第l低强度热处理部以外的其
余部位的、经热处理使抗拉强度小于600MPa的第2低强度热处理部。
在上述本发明所涉及的汽车车身用强度构件中，例示了弯 曲加工部是经热处理使抗拉强度超过llOOMPa的超强度热处
理部的情况。
在上述本发明所涉及的汽车车身用强度构件中，优选闭合 截面是不具有朝向外部的凸缘的闭合截面。
在上述本发明中，除了超高强度热处理部以外的部分在被 施加有冲击载重时由于其强度比超高强度热处理部强度低而优 先变形，因此，该部分作为应对沖击载重的变形促进部位而发 挥功能。在本发明中，通过设置上述变形促进部位，能实现想 要的沖击载重对制品的压溃或者变形形态。例如，本发明所涉及的汽车车身用强度构件在为纵梁那样 的承受向轴向的压溃的构件的情况下，通过在轴向上交替配置 变形促进部位，能向冲击载重负荷方向发生压曲而最终塑性变 形为曲折状，从而能增大能量吸收。另外，本发明所涉及的汽 车车身用强度构件在为各种柱那样的承受三点弯曲的构件的情 况下，例如通过使弯曲部为超高强度热处理部、与该超高强度 热处理部相邻地配置变形促进部位，能抑制弯曲部内周的压曲， 进一步增大能量吸收。另外，不仅仅限于3点弯曲，关于向轴 向的压溃也能得到同样的效果。
这样，通过考虑零部件的形状、载重的输送方向且适当地 配置超高强度热处理部和变形促进部位，能得到提高了吸收能 量的高效率的汽车车身用强度构件。
从其它观点来看，本发明提供一种前纵梁，其包括由筒体 构成的本体，该筒体具有闭合截面且沿轴向由一个构件构成，
该本体包括从其轴向的一端朝向另一端、朝向车身的前后方 向延伸设置的前端部；与该前端部相连续且沿着前围板倾斜的 倾斜部；与该倾斜部相连续且沿着与前围板相接合的底板下表
面延伸设置的后端部，其特征在于，前端部的一部分是未经过 淬火处理的非淬火部且该前端部的除了该 一 部分以外的其余部 分是经过高频淬火处理的高频淬火部，整个倾斜部为经过高频 淬火处理的高频淬火部，并且，整个后端部为经过高频淬火处 理的高频淬火部，或者，后端部的一部分是未经过淬火处理的 非淬火部且该后端部的除了该 一部分以外的其余部分是经过高 频淬火处理的高频淬火部。
本发明所涉及的前纵梁，优选在筒体的轴向上交替地分别 设有一个或者两个以上前端部的非淬火部以及高频淬火部。
本发明所涉及的前纵梁，非淬火部以及高频淬火部各自的朝轴向的长度优选随着从筒体的前端朝向后端去而逐渐变大。
本发明所涉及的前纵梁，优选前端部的高频淬火部被设为 随着从筒体的轴向前端朝向后端去其面积逐渐变大，并且优选 前端部的非淬火部祐:设为随着从筒体的轴向前端朝向后端去其 面积逐渐变小。
本发明所涉及的前纵梁，优选在筒体的周向上交替地分别 i殳有 一 个或者两个以上前端部的非淬火部以及高频淬火部。
本发明所涉及的前纵梁，优选筒体具有多边形的横截面， 非淬火部被设置在不含有多边形顶点的区域内，并且高频淬火 部被设置在含有该多边形顶点的区域内。
本发明所涉及的筒体优选具有多边形的横截面，非淬火部 被设置在含有该多边形顶点的区域内，并且高频淬火部被设置 在不含有该多边形顶点的区域内。
本发明所涉及的前纵梁，优选多边形具有 一 对相对的大致 水平面，非淬火部被设置在一大致水平面内，并且高频淬火部 被设置在另 一大致水平面内。
本发明所涉及的前纵梁，优选多边形具有 一 对相对的大致 垂直面，非淬火部被设置在一大致垂直面内，并且高频淬火部 被设置在另 一大致垂直面内。
本发明所涉及的前纵梁，优选非淬火部被设置在筒体横截 面的下侧区域内，高频淬火部被设置在除了该下侧区域的上侧 区域内。
本发明所涉及的前纵梁，优选非淬火部被设置在筒体横截 面的车身内侧区域内，高频淬火部被设置在除了该车身内侧区 域以外的车身外侧区域内。
本发明所涉及的前纵梁，优选从后端部的前端在筒体的轴 向上交替地分别设有 一个或者两个以上后端部的非淬火部以及
19上述高频淬火部。
本发明所涉及的前纵梁，优选非淬火部被设置在含有通过
穿孔加工而形成的穿孔部以及被焊接的焊接部的区域内。
本发明所涉及的前纵梁，优选筒体不具有朝向外部的凸缘。 本发明所涉及的前纵梁，优选高频淬火部的抗拉强度为
600MPa 1100MPa或者超过1100MPa,并且非淬火部的抗4立 强度小于600MPa。
另外，从其它观点来看，本发明是一种汽车车身的侧部构 造，其包括A柱和上边梁；该A柱包括第l部分，其与下边梁 相连接并朝向上方延伸设置，并且具有闭合截面；笫2部分， 其与该第l部分相连续并朝向倾斜方向延伸设置，并且具有闭 合面；该上边梁与该A柱相连续且与B柱相连接，该上边梁具有 闭合截面，其特征在于，至少在第2部分的内部以及从该第2部 分到上边梁内部的比该上边梁与B柱相连接的连接部靠后方的 位置之间配置有侧部加强构件，该侧部加强构件具有闭合截面 且具有3维弯曲的形状，并且经高频淬火处理，沿轴向由一个 构件构成。
在本发明所涉及的汽车车身的侧部构造中，优选对侧部加 强构件的、为了与B柱相连接而被焊接的区域不进行淬火处理。
在上述本发明所涉及的汽车车身的侧部构造中，优选汽车 车身具有与上边梁相连续且具有闭合截面的C柱，且在C柱的内 部配置侧部加强构4牛。
在本发明所涉及的汽车车身的侧部构造中，优选对配置于 第2部分内部的侧部加强构件的前端部不进4亍淬火处理。
在本发明所涉及的汽车车身的侧部构造中，优选侧部加强 构件还配置于第l部分的内部。
在本发明所涉及的汽车车身的侧部构造中，优选侧部加强
20构件不具有朝向外部的凸缘。
在上述本发明所涉及的汽车车身的侧部构造中，优选侧部 加强构件的经过高频淬火处理的部分的抗拉强度为
600MPa 1100MPa或者超过1100MPa。
在上述本发明所涉及的汽车车身的侧部构造中，优选侧部 加强构件的未经过淬火处理部分的抗拉强度小于600MPa。
上述本发明所涉及的汽车车身用强度构件、前纵梁或者在 汽车车身的侧部构造中的侧部加强构件通过如下方法制造，即，
使用 一边利用进给装置从上游朝向下游输送由支承部件支承的 作为被加工件的金属件(汽车车身用强度构件、前纵梁或者侧部 加强构件的原材料)， 一边在该支承部件的下游进行弯曲加工的 弯曲加工方法，制造出朝向长度方向及/或与该长度方向交差的 面内的周向断续或者连续地具有2维或者3维弯曲的弯曲加工 部和淬火部的弯曲加工制品，其中，利用金属件的加热部件在 支承部件的下游将被放出的金属件的一部分加热到能局部地进
行淬火的温度区域，并且利用配置在加热部件下游的冷却部件， 朝向由加热部件加热过的部分喷射冷却介质，从而对金属件的 至少一部分进行淬火，通过2维或者3维地改变配置于冷却部件 的下游且具有能朝向轴向输送被加热部件加热过的金属件的多 个辊的可动辊模的位置，从而对朝轴向放出的金属件的、被加 热部件加热过的部分施加弯矩而对金属件进4于弯曲加工，并且 通过支承金属件的脱离了可动辊模的部分来抑制由弯曲加工产 t的^ ^的i吴4 。
由于这样地制造本发明所涉及的汽车车身用强度构件、前 纵梁以及汽车车身的侧部构造上的侧部加强构件，因此，2维 或者3维弯曲的弯曲部的曲率半径，既可以为恒定(例如圆弧形 状)又可以为非恒定，即，也可以做成为曲率半径根据长度方向的部位而发生变化的形状。特别是前纵梁、各种柱等的汽车车 身用强度构件，多为3维弯曲的弯曲部的曲率半径根据长度方 向的部位而发生变化的形状，采用本发明，也提供这样的汽车 车身用强度构件。
本发明所涉及的汽车车身用强度构件、前纵梁以及汽车车 身的侧部构造的侧部加强构件使用以下装置制造出，即，使用 一边利用进给装置从上游侧朝向下游侧输送由支承部件支承的 作为被加工件的金属件， 一 边在该支承部件的下游进行弯曲加 工的弯曲加工方法，制造出朝向长度方向及/或与该长度方向交
叉的面内的周向断续或者连续地具有2维或者3维弯曲的弯曲 加工部和淬火部的弯曲加工制品，该装置包括加热部件，其 配置成包围支承部件下游的金属件，用于将金属件的一部分加 热到能局部地进行淬火的温度区域；可动辊模，其至少具有l 组辊对，并且能2维或者3维地自由改变其位置地配置在加热部 件的下游， 一 边朝向金属件的轴向输送由加热部件加热过的金 属件一边2维或者3维地改变其位置，乂人而对由加热部件加热过 的部分施加弯矩而进行弯曲加工；支承引导件，其通过支承或 引导金属件的、脱离了可动辊模的部分来抑制弯曲加工后的金 属件的误差。
在该制造装置中，优选还包4舌冷却部件，将该冷却部件配 置在加热部件和可动辊模之间，通过对由加热部件局部地加热 过的金属件的一部分进行冷却，来对金属件的一部分进行淬火， 另外，优逸可动辊模在其位置改变时移动速度自由改变。
如果使用这些装置，在对金属件进行弯曲加工时，由于一 边能自由移动地支承金属件下游侧的部分并以恒定速度输送金 属件一边进行热处理，因此，能确保规定的冷却速度，能对被 弯曲加工过的金属件进行均匀地冷却，因此，能得到高强度且形状冻结性更均匀的硬度的汽车车身用强度构件。
例如，利用高频加热线圈将作为被加工件的钢管断续或者
连续地加热到AC3相变点以上，且加热到材料组织没有粗粒化 的温度，使用可动辊模使被加热过的部分发生塑性变形而弯曲 为所期望的形状，其后立刻使用以水或者油为主的冷却介质或 者其它冷却液或者气体或者喷雾，对被弯曲加工过的钢管的外 表面或内表面及外表面进行喷射，从而能得到IOO'C /sec以上的
高冷却速/变。
另外，用于施加弯矩的可动辊模由于一边与金属件的表面 相抵接地进行旋转一边支承金属件，因此，能抑制在表面产生 烧伤，能高效率地进行弯曲加工。同样，由于支承部件也一边 与金属件的表面相抵接地进行旋转 一 边支承金属件，因此能抑 制金属件烧伤。
在这些装置中，可动辊模优选包括朝向上下方向的移位 ^l构、朝向与金属件的轴向正交的水平的左右方向的移位^l构、 相对于上下方向倾斜的倾斜机构以及相对于与金属件的轴向正 交的水平的左右方向倾斜的倾斜机构中的至少一个以上机构。 由此，金属件的弯曲形状为多分支(多样化)，能有效地进行弯 曲方向为2维弯曲的弯曲加工，甚至是弯曲方向为3维弯曲的弯 曲力口工。
另外，可动辊模优选具有朝向金属件的轴向的移动机构。 通过具有该移动机构，即使是金属件的弯曲半径很小的情况下， 也能在确保最合适的臂长L的同时进行弯曲加工，因此能防止 加工装置的大型化，由此能提高弯曲加工的精度。
在这些装置中，加热部件及/或冷却部件优选包括朝向上 下方向的移位机构、朝向与金属件的轴向正交的左右方向的移的轴向正交的水平方向倾^j"的倾釗-才几构中的至少一个以上才几 构。由此，能使可动辊模和加热部件以及冷却部件的动作保持 同步，通过这种同步能以更高精度进行均匀的弯曲加工。
在这种情况下，加热部件及/或冷却部件优选具有朝向金属 件的轴向的移动机构。加热部件等通过具有移动机构，除了能 与可动辊模之间具有同步性之外，还能在弯曲加工开始时就对 金属管的前端进行加热，并且能提高安装、拆卸金属管时的作 业性以及操作性。
在这些装置中，可动辊模优选具有朝向金属件的绕轴线的
周向旋转的旋转机构，除了付与金属件的弯曲方向为2维弯曲 的弯曲形状或者弯曲方向为3维弯曲的弯曲形状之外，还付与 扭转形状。
在这些装置中，进给装置优选具有把持金属件并向金属件 的绕轴线的周向旋转的机构。即使是在可动辊模不使用旋转机 构的情况下，除了付与金属件的弯曲方向为2维弯曲的弯曲形 状或者弯曲方向为3维弯曲的弯曲形状之外，还付与扭转形状。
在这种情况下，支承部件优选具有与进给装置的旋转同步 地向金属件的绕轴线的周向旋转的旋转机构。在金属件扭转变 形时，使可动辊模不向周向旋转而使支承部件同步地通过进给 装置的旋转机构扭转金属件的后端部，能以更高的精度付与扭 转形状。当然，即使是在一边使可动辊模向绕轴线的周向旋转， 一边使支承部件同步地通过进给装置的旋转机构相对地扭转金 属件的后端部，也能以更高的精度付与扭转形状。
在这些装置中，可动辊模优选具有驱动旋转机构，该驱动 旋转机构使一对辊分别与进给装置的进给量相应地、利用利用 驱动电动机等驱动各个辊旋转。也就是说，如果可动辊模不具 有驱动旋转机构，这些辊的旋转就仅仅依靠摩擦阻力来驱动，
24在弯曲加工部会作用有压缩应力，有可能发生弯曲加工部的内 周侧的壁厚增加或者产生压曲。特别是，在被加工件为薄壁件 时，由于上述原因而可能发生难以进行弯曲加工或加工精度变差。
与此相对，通过使可动辊模具有驱动旋转机构，能緩和作 用于弯曲加工部的压缩应力，并且能与进给装置的进给量相应 地改变可动辊模的辊旋转速度使其与进给装置同步，因此，能 对弯曲加工部附加^立伸应力。因此，扩大了弯曲加工的可加工
范围，提高了制品的加工精度。
另外，这些装置中的可动辊模优选具有两组、3组或者4组 辊对，并且，金属件优选为具有闭合横截面的中空构件、具有 开启横截面的中空构件或者具有异型截面的中空构件。可动辊 模的辊的型式与作为被加工件的金属件的截面形状相对应地适 当设定即可。
另外，在这些装置中，优选利用设于加热部件上游侧的至 少一个以上的预热部件，对金属件进行多次加热或者对金属件 的绕轴线的周向进行加热程度不恒定的不均匀加热。在将预热 部件作为多级加热来使用的情况下，能分散金属件的加热负荷， 能谋求提高弯曲加工效率。另一方面，在将预热部件作为金属 件的不均匀加热来使用的情况下，基于由可动辊模产生的金属 件的弯曲方向进行控制，例如使金属件的加热部的弯曲加工部 内表面侧的温度低于弯曲加工部的外表面侧的温度，从而能同 时防止在弯曲加工部的内表面側产生褶皱和在弯曲加工部的外 表面侧产生裂紋。
在这些装置中，优选在金属件的内表面装入作为冷却部件 的芯棒并供给冷却介质。特别是在金属件为厚壁件的情况下， 用于确保冷却速度是很有效的。
25在这些装置中，从冷却部件供给来的冷却介质优选含有以 水为主要成分的防锈剂及/或淬火剂。由于由冷却装置供给来的 冷却水会浸湿滑动部，而在冷却水中不含有防锈剂的情况下就 会生锈，因此，优选在冷却水中含有防锈剂。并且，从冷却部 件供给来的冷却介质还可以含有以水为主要成分的淬火剂。例 如混合有机高分子剂的是众所周知的淬火剂。通过混入规定浓 度的淬火剂，能调整冷却速度而确保稳定的淬火性能。
在这些装置中，优选向可动辊模供给润滑剂及/或冷却流 体。向可动辊模供给润滑剂的情况下，即使在金属件的加热部
所产生的铁屑被可动辊模巻入的情况下，由于润滑作用也能减 少烧伤的产生。另外，在向可动辊模供给冷却流体的情况下， 由于可动辊模被冷却流体冷却，因此能防止可动辊模的强度降 低、由可动辊模的热膨胀引起加工精度降低以及在可动辊模表 面产生烧伤。
并且，在这些装置中，优选利用支承可动辊模、加热部件 或者冷却部件并且具有至少一个以上能绕轴线转动的关节的关
节型机器人，进行由移位机构、倾斜才几构以及移动机构中的至 少 一 个机构所产生的可动,昆模、加热部件或者冷却部件的动作。
通过使用关节型机器人，能基于控制信号容易地使在对金 属管进行弯曲加工时可动辊模、加热部件以及冷却部件所需要 的、机械手进行的朝向上下方向或者左右方向的位移动作、相 对于上下方向或者左右方向倾斜的倾斜动作或者朝向前后方向 的移动动力X为 一 连串的动4乍,从而能同时-漆求弯曲力口工的5丈 率化及加工装置的小型化。
从另一面来看，本发明所涉及的汽车车身用强度构件、前 纵梁以及汽车车身的侧部构造的侧部加强构件是通过弯曲加工 制品的制造设备列制造出的，该弯曲加工制品的制造设备列包括构成电焊钢管制造生产线的将带状钢板连续放出的开巻机； 将被放出的带状钢板成形为规定的截面形状的管的成形部件； 焊接已对接了的带状钢板的两侧缘而形成连续管的焊接部件； 进行焊缝切削以及根据需要进行后退火或者精压加工的后处理 部件；配置于该后处理部件的出口侧的、上述本发明所涉及的 弯曲加工制品的制造装置。
另外，本发明所涉及的汽车车身用强度构件、前纵梁以及 汽车车身的侧部构造的侧部加强构件是通过弯曲加工制品的制
造设备列制造出的，该弯曲加工制品的制造i殳备列包括构成辊 轧成形生产线的连续放出带状钢板的开巻机；将被放出的带 状钢板成形为规定的截面形状的成形部件；配置于该成形部件 的出口侧的、上述本发明所涉及的弯曲加工制品的制造装置。
本发明所涉及的汽车车身用强度构件、前纵梁以及汽车车 身的侧部构造的侧部加强构件可以4吏用横截面为圆形的钢管， 但不仅仅限于钢管，只要是具有各种横截面的长条的筒体都能 同样适用。例如，除了钢管之外，只要是矩形、梯形或者具有 复杂横截面的闭合截面构件都可适用。
采用本发明，在同时具备弯曲加工部和经热处理使抗拉强 度超过1100MPa的超高强度热处理部这一点来说是历来从未 有过的，能形状冻结性良好、具有规定的硬度分布且具有所期 望的尺寸精度、高效率且价格便宜地、不产生表面缺陷地提供 例如纵梁、悬架、碰撞盒、各种柱、横梁、上边梁以及下边梁
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亏曰3 午午4用谅厌取J TT 。
采用本发明，由于兼备迄今为止未得到过的高强度以及轻 量性和冲击吸收性能，并且具有优良的焊接性以及加工性能， 因此能提供以现有工业规模能大量生产的前纵梁。
并且，采用本发明能提供一种能以高水平同时得到更进一步的高强度化与轻量化、更进一步降低车身制造成本的汽车车 身的侧部构造。


图l是表示实施方式所涉及的、用于实施弯曲加工的弯曲 加工制品的制造装置的整体构成的简化说明图。图2是表示实施方式中能应用为金属件的被加工件的横截 面形状的说明图，图2(a)是表示通过辊轧成形法等制造的具有 开放截面的通道(channel),图2(b)是表示通过进给加工制造的具有异型截面的通道。图3是表示能作为实施方式中的支承部件使用的支承引导 件的构成的一例的说明图。图3(a)是表示支承引导件和用于驱 动支承引导件的旋转机构的配置的剖视图，图3 (b)是表示支承 引导件的外观的立体图。图4是表示实施方式的制造装置的加工部构成的说明图。图5是示意性地表示实施方式的制造装置中的加热装置和 冷却装置的构成例子的说明图。图6是表示为了确保壁厚件的冷却速度而在中空的闭合截 面构件的内面装入了芯棒的状况的说明图。图7是表示实施方式的制造装置的可动辊模的朝向上下方 向以及左右方向的移位才几构以及朝向周向的凝:寿t才几构的i兌明 图。图8是实施方式的制造装置的可动專昆才莫的朝向前后方向的 移动机构的说明图。图9是表示构成实施方式的制造装置的可动辊模的辊的 图，图9(a)表示金属件为中空的闭合截面构件的情况，图9(b) 表示金属件为矩形管等的闭合截面构件或者通道等的开放截面构件的情况，图9(C)表示金属件为矩形管等的闭合截面构件或 者通道等的异型截面构件的情况。图IO是用于说明将预热装置作为金属件的不均匀加热使用时的作用的图。图ll是表示支承引导件的一例的说明图。图12是表示支承引导件的另 一例的说明图。 图13是表示支承引导件的另 一 例的说明图。 图14是表示支承引导件的另 一例的说明图。 图15是表示支承引导件的另 一例的说明图。 图16是表示支承引导件的另 一 例的说明图。 图17是表示支承引导件的另 一例的说明图。 图18是表示支承引导件的另 一例的说明图。 图19是表示能在实施方式的制造装置中使用的关节型机器人的构成的说明图。图20是表示能在实施方式的制造装置中使用的关节型机器人的另 一构成例子的说明图。图21是表示作为被加工件的 一个例子的电焊钢管的制造工序的整体说明图。图22是表示^l加工件的制造中所使用的辊轧成形工序的整体构成的图。图23(a)以及图23(b)是表示作为利用本实施方式制造出的作为汽车车身用强度构件的 一例的纵梁和保险杠加强件 一体化构成零部1'牛40的i兌明图。图24(a) 图24(e)是表示前纵梁的说明图。 图25(a)以及图25(b)是表示B柱的说明图。 图26(a)以及图26(b)是表示横梁的说明图。 图27(a)以及图27(b)是表示A柱 上边梁一体构造件的说明常的淬火 条件的图表，图28(b)是表示加热到AC3点以上之后緩慢冷却的 条件的图表，图28(c)是表示加热到AC1点以下之后急冷的条件 的图表，图28(d)是表示加热到AC1点 AC3点的温度区域之后 急冷的条件的图表，图28(e)是表示加热到AC 1点 AC3点的温 度区域之后緩慢冷却的条件的图表。图29是表示在汽车车身的发动机室内的左右纵壁部朝向 前后方向大致水平地延伸而被焊接的前纵梁的说明图。 图30是表示前纵梁的第l例的说明图。 图31是表示前纵梁的第2例的说明图。 图32是表示前纵梁的第2例的优选形态的说明图。 图33是表示前纵梁的第3例的说明图。 图34(a) 图34(d)是表示前纵梁的第4 7例的说明图。 图35(a)以及图35(b)是表示前纵梁的第8、 9例的说明图。 图36 (a)以及图36(b)是表示前纵梁的第10、 ll例的说明图。图37是表示前纵梁的第12例的说明图。图38是在图31所示的前纵梁的第2例中，从后端部的前端 部向本体的轴向形成一个非淬火部的第13例的说明图。图39是表示在含有通过穿孔加工而形成的穿孔部以及被 焊接的焊接部的区域设有非淬火部的前纵梁的第14例的说明 頃。图40是表示实施方式l的汽车车身侧部构造的 一例的说明图。图41是表示实施方式1的侧部加强构件的一例的说明图。 图42(a)是表示图40的A-A剖视图，图42(b)表示图40的B图43是表示实施方式2的侧部加强构件的说明图。 图44是图40的C- C剖视图。 图45是图40的D - D剖视图。 附图标记说明1、金属件；2、支承部件；3、进给装置；4、可动辊模、 夹送辊；5、加热部件、加热装置、高频加热线圈；5a、预热 部件、预热装置、预热用高频加热线圈；6、冷却部件、冷却 装置；6a、芯4奉；7、夹具才几构；8、 9、 10、驱动电动一几；10a、 驱动齿轮；11、关节型机器人；12、固定面；13、 14、 15、臂； 16、 17、 18、关节；19、电焊钢管制造生产线；20、带状钢板； 21、开巻才几；22、 27、成形部件；23、焊接部件；24、后处理 部件；25、 28、切断部件；26、辊轧成形生产线；30、支承引 导件；40、悬架梁以及侧梁一体化构成零部件；40a、弯曲加 工部；40b、切断或者穿孔加工预定部；40c、焊^接预定部；40d、 筒体；40e、超高强度热处理部；40f、高强度热处理部； 41A 41D、前纵梁；41Aa、弯曲加工部；41Ab、切断或者穿 孔加工预定部；41AC、焊接预定部；41Ad、筒体；41Ae、超 高强度热处理部；41Af、高强度热处理部；41B、前纵梁；41Ba、 弯曲加工部；41Bb、切断或者穿孔加工预定部；41Bc、焊接 预定部；41Bd、筒体；41Be、超高强度热处理部；41Bf、高 强度热处理部；41C、前纵梁；41Ca、弯曲加工部；41Cb、切 断或者穿孔加工预定部；41Cc、焊*接预定部；41Cd、筒体； 41Ce、超高强度热处理部；41Cf、高强度热处理部；41D、前 纵梁；41Da、弯曲加工部；41Db、切断或者穿孔加工预定部； 41Dc、焊接预定部；41Dd、筒体；41De、超高强度热处理部； 41Df、高强度热处理部；42A、 42B、 B柱；42Aa、 42Ba、弯曲加工部；42Ab、 42Bb、切断或者穿孔加工预定部；42AC、 42Bc、焊接预定部；42Ad、 42Bd、筒体；42Ae、 42Be、超 高强度热处理部；42Af、 42Bf、高强度热处理部；43A、 43B、 横梁；43Aa、 43Ba、弯曲加工部；43Ab、 43Bb、切断或者穿 孔加工预定部；43AC、 43Bc、焊-接预定部；43Ad、 43Bd、筒 体；43Ae、 43Be、超高强度热处理部；43Af、 43Bf、高强度 热处理部；44A、 44B、 A柱 上边梁一体化构造体；44Aa、 44Ba、 弯曲加工部；44Ab、 44Bb、切断或者穿孔加工预定部；44AC、 44Bc、焊接预定部；44Ad、 44Bd、筒体；44Ae、 44Be、超 高强度热处理部；44Af、 44Bf、高强度热处理部；50、底板； 51、汽车车身；52、发动机室；52a、纵壁部；53、前纵梁； 53- 1~53-14、第1例 第14例；54、本体；54a、 一端部； 54b、另一端部；55、前端部；55a、非淬火部；55b、高频淬 火部；56、倾斜部；57、后端部；57a、非淬火部；57b、高频 淬火部；58、驾驶室；59、前围板；61、汽车车身；62、侧部 构造；63、 A柱；63a、第l部分；63b、第2部分；64、 B柱； 65、上边梁；66、下边梁；67、 C柱；68、底斗反；69、车轮外 罩(wheel house outer); 70、 70—1、 70_2、 4则^卩力口强^H牛； 71、发动才几室。
具体实施方式
实施方式1下面，参照附图详细说明用于实施本发明的汽车车身用强 度构件的最佳形态，并且说明其制造方法、制造装置以及制造 设备列。首先，参照附图按照以下顺序说明本实施方式(I)整体构 造以及支承部件、(II)加工部的构成以及加热、冷却装置、(III)可动辊模、(IV)预热部件及其作用、(V)支承引导件、(VI)关节
型机器人的构成配置、(vn)弯曲加工设备列-(i)整体构造以及支承部件
图i是表示本实施方式所涉及的、用于实施弯曲加工的弯 曲加工制品的制造装置o的整体构成的简化说明图。
在本实施方式中， 一边利用进给装置3从上游侧断续或者
连续地输送作为被加工件的金属件l， 一边在在支承部件2、 2 的下游侧进行弯曲加工，该金属件1被支承部件2、 2支承为能 向其轴向自由移动。
图l所示的金属件l是横截面形状为圆形的钢管。但是，本 发明不仅仅局限于钢管，只要是具有闭合截面的长条的被加工 件即可，能同样适用。金属件l除了图l所示的钢管以外，还具 有矩形、梯形或者复杂形状的闭合截面。
图2是表示在本实施方式中的能应用为金属件l的被加工 件l - 1 ~ 1 - 3的横截面的说明图，图2(a)表示通过辊轧成形法 等制造出的具有开放截面的通道l - 1，图2(b)表示通过进给加 工制造出的具有异型截面的通道l - 2、 1-3。在本实施方式的 制造装置0中，与所应用的金属件l的横截面形状相对应地，适 当地设定后述的可动辊模4 、支承部件2的与金属件1相接触的 接触部的形状即可。
图l中所示的制造装置O包括两组支承部件2、 2，其分开 配置在金属件l的移动方向上，用于一边沿金属件l的轴向输送 金属件l一边将其支承在规定的位置；进给装置3，其配置在支 承部件2、 2的上游侧，用于断续或者连续地输送金属件l。制 造装置0还包括可动辊模4，该可动辊模4配置在两组支承部件 2、 2的下游侧，在沿轴向输送金属件l的同时2维或者3维地自 由改变其设置位置。在可动辊才莫4的入口侧配置有作为加热部件的高频加热线
圈5和作为冷却部件的水冷装置6,高频加热线圈5配置于金属 件l的外周，用于对金属件l的长度方向的一部分进行局部急速 加热的；水冷装置6用于对通过高频加热线圈5进行局部急速加 热过的金属件l的被加热部的、与因可动辊模4的2维或者3维的 移动而#皮施加有弯矩的部分的下游侧相邻的部分进行急冷。
并且，在可动辊模4的出口侧配置有支承引导件30，其通 过支承金属件l的脱离了可动滚模4的部分，抑制由在弯曲加工 之后的金属件l上产生的变形引起的尺寸误差。
在图l所示的本实施方式中，由于使用横截面为圆形的钢 管作为金属管l,因此，采用使各自的旋转轴平行且相互分开 相对配置的两组成对的孔型辊作为支承部件2,但支承部件2并 不限于成对的孔型辊，只要使用与金属件l的横截面形状相对 应的合适的部件即可。另外，在使用成对的孔型辊构成支承部 件的情况下，也不限于如图l所示的由两组支承辊对2、 2构成， 也可以 -使用l组或者3组以上的支承辊对2。
图3是表示本实施方式中的能作为支承部件2使用的支承 引导件的构成的一例的说明图，图3(a)是表示支承引导件2和用 于驱动支承引导件2的旋转机构9的配置的剖视图，图3(b)是表 示支承引导件2的外观的立体图。
图3中所示的例子是金属件1的横截面为四边形的四棱管 的情况，支承引导件2能旋转地支承四棱管1。支承引导件2与 高频加热线圈5相4妄近地配置，因此，为了防止加热而优选支 承引导件2由非磁性材料构成，并且如图3(b)所示那样将其二分 割或者分割为二分割以上，并在被分割的部位安装特氟龙 (Te f 1 o n 注册商标)等的绝缘体(未图示)。
通过设置与支承引导件2直接连结、由驱动用电动机10以及旋转齿轮10a构成的旋转机构9，能如后所述地使支承引导件 2与进给装置3的旋转同步地向绕金属件l的轴线的周向旋转。 由此，在要使金属件l扭转变形时，能够对金属件l施加高精度 的扭转变形。
制造装置O，可以使用图1所示的支承辊或者图3所示的支 承引导件的任何一个作为金属件1的支承部件2，在以下的说明 中，以使用图1所示的钢管1作为金属件并使用成对的支承辊2 作为支承部件的情况为例。但是，在本发明中，金属件不仅是 圓管，也可以是圓管以外的闭合截面构件。另外，本发明同样 也适用于采用支承引导件替代支承辊的情况。 (II)加工部的构成、加热装置以及冷却装置 图4是表示本实施方式的制造装置O的加工部的构成的说 明图。
如该图所示，配置有用于保持金属件1的两组支承辊对2、 2和位于其下游侧的可动辊一莫4。在可动辊一莫4的入口侧配置有 高频加热线圏5以及冷却装置6。并且，在两组支岸义辊对2、 2之 间设有预热装置5a，而且在可动辊才莫4的入口侧的邻近部配置 有润滑剂供给装置8。
在图4中，利用可动辊模4沿金属件1的长度方向输送通过 了两组支承辊对2、 2的金属件1并支承金属件1， 一边以2维或 者3维控制该可动辊模4的位置、甚至根据需要控制移动速度， 一边使用配置在金属件l外周的高频加热线圈5将金属件1局部 地急速加热到能淬火的温度，从而对金属件l进行规定形状的 弯曲加工，并且使用冷却装置6对弯曲加工后的部分进行局部 急冷。
在弯曲加工的时候，利用高频加热线圏5将通过了两组支 承辊对2、 2的金属件1加热到能淬火的温度区域，从而由可动
35辊模4对金属件1进行弯曲加工的弯曲加工部的屈服点降低而 使变形阻力降低，能容易地将金属件l弯曲加工成期望的形状。
并且，由于利用孔型辊对2、 2—边沿轴向输送金属件1一 边支承金属件l,因此能抑制在可动辊模4的表面产生烧伤。而 且，由于对可动辊模4供给润滑剂，因此，即使在向可动辊模4 的内部巻入有在金属件l的加热部产生的铁屑的情况下，也能 够利用对可动辊模4表面的润滑作用减少烧伤的产生。
另外，在该制造装置0中，由于也能够对可动辊模4供给冷 却流体，因此，可动辊模4被冷却流体冷却。由此，可动辊模4 的强度降低、由于可动辊模4的热膨胀引起的加工精度降低、 甚至可动辊模4表面的烧伤的产生都能够防止。
图5是示意性地表示本实施方式中的加热装置5以及冷却 装置6的构成例的说明图。
加热装置5由以环状配置在金属件1的应该形成加热部的 外周的高频加热线圈5构成，将金属件1局部地加热到能淬火的 温度区域。接着，通过使可动辊模4在2维或者3维方向上移动， 对金属件1的被加热装置5加热过的部分施加弯矩。
另外，通过自冷却装置6对金属件1的加热部喷射冷却介 质，能对金属件l的被加热过的部分进行淬火。
如上所述，高频加热前的金属件:U皮两组支承辊对2、 2支 承。本实施方式是将加热装置5以及冷却装置6—体化构成的情 况，^旦也可以分别构成。
这样，能将金属件1断续或者连续地加热到AC3相变点以 上，并且加热到使构成金属组织的晶粒不变粗大的温度为止， 而且使用可动辊模4使局部加热部产生塑性变形，之后立即喷 射冷却介质，从而能够以100。C/sec以上的冷却速度进行淬火。
因此，实施弯曲加工后的金属件l,能够确保优异的形状冻结性以及稳定的质量。例如，即使在将低强度的金属件作为 初始材料进行弯曲加工的情况下，通过沿着轴向均匀地淬火，
能够提高强度，能够制造出相当于抗拉强度为900MPa以上、 甚至1300MPa纟及以上的弯曲加工制品。
金属件l如果为厚壁的话，有时难以确^f呆IO(TC /sec以上的 冷却速度，但在金属件l为圓管、矩形管甚至梯形管等的中空 闭合截面构件(金属管件)的情况下，作为用于确保期望的冷却 速度的冷却部件，优选在闭合截面构件的内部插入芯棒。
图6是表示为了确保壁厚件的冷却速度而在中空闭合截面 构件的内面装入了芯棒的状况的说明图。
在中空闭合截面构件为厚壁的情况下，在其内部装入芯棒 6a作为冷却部件，与配置在金属件l的外周的冷却部件6同样地 供给冷却介质，从而能确保期望的冷却速度。在此情况下，用 流体或者喷雾对金属件l的内部进行冷却即可，芯棒6a优选由 非磁性体或者耐火物品构成。
在本实施方式的制造装置O中，作为从冷却部件6供给来的 冷却介质，优选使用含有以水为主要成分的防锈剂。如果加工 装置的滑动部被供给来的冷却水浸湿，由于在冷却水中不含防 锈剂的情况下会生锈，因此在冷却水中含有防锈剂是有效的。
并且，作为从冷却部件6供给来的冷却介质，优选含有以 水为主要成分的淬火剂。例如，公知有混入有机高分子剂作为 淬火剂。通过添加规定浓度的淬火剂，能调整冷却速度而确保 稳定的淬火性能。
(ni)可动辊模4的构成
图7是表示本实施方式的制造装置0的可动辊模4的朝向上 下方向以及左右方向的移位机构，以及朝向金属管的绕轴线的 周向的旋转机构的说明图。图7所示的可动辊模4与图l所示的可动辊模4不同，其具有一边沿作为被加工件的金属件(圓管)l的轴向输送金属件l一边支承金属件1的4个辊。朝向上下方向的移位冲几构由驱动电动初」8构成，朝向左右方向的移^f立才几构由驱动电动才几9所构成。另夕卜，朝向周向的^走转才几构由驱动电动机10构成。
在图7中，没有表示出使可动辊模4朝向上下方向以及左右方向倾斜的倾斜机构的构成，该倾斜机构不需要特别限定，可以使用众所周知的惯用机构。
图8是可动辊模4的朝向前后方向的移动机构的说明图。如图8所示，将臂长度(金属件1的加工长度)设为L时，弯曲加工所必要的弯矩M由下述(A)式决定。
M=P x L = P x Rsine ……(A)
因此，臂长度L越长，对夹送辊(可动辊模)4作用的力P就越小。也就是说，将弯曲半径从小径到大径的加工范围作为对象时，在使可动辊模4向前后方向不移动的情况下，在弯曲半径小的金属件l的加工中的加工力P有时候会超过设备的能力。因此，若配合于弯曲半径为小径的金属件1的加工而将臂长度L设定为大的话，则在加工弯曲半径为大径的金属件时，为了构成可动辊才莫4的移位机构以及倾斜机构需要大的行程，加工装置就变大型化。
另一方面，如果考虑到制造装置O的停止精度、容许误差，在减少臂长度L的情况下，加工精度就变差。为此，对应于金属件1的弯曲半径而将可动辊模4配置成能朝向前后方向自由移动，从而能与金属件1的弯曲半径无关地获得最合适的臂长度L,所以能扩大可加工的范围。并且，在此情况下不会使加工装置大型化，能充分确保加工精度。
同样，在本实施方式的制造装置O中，具有也使高频加热装置以及冷却装置分别单独地或者共同地向前后方向移动的移动机构。由此，除了能确保高频加热装置以及冷却装置与可动
辊模4的同步性之外，还能在弯曲加工开始时对金属件l的前端
进行加热，并且，安装装卸金属件l时的作业性以及操作性都能得到提高。
图9是表示构成本实施方式的制造装置0的可动辊模4的各种辊的说明图，图9(a)是表示金属件l为圆管等的闭合截面构件的情况，图9(b)表示金属件l为矩形管等的闭合截面构件或者通道等的开放截面构件的情况，图9(c)是表示金属件l为矩形管等
可动辊才莫4的辊型式，可以对应于金属件1的截面形状来设计，如图9(a) 图9(c)所示，除了由2辊或者4辊构成以外，可动辊才莫4也可以由3辊构成。
通常，可以将进行弯曲加工的金属件的截面形状做成具有圆形、矩形、梯形或者复杂形状的由辊轧成形法等形成的闭合截面形状或者开放截面形状，或者由进给加工所形成的异型截面形状，而在金属件l的截面形状实质上为矩形的情况下，如图9(c)所示，优选可动辊模4由4辊构成。
在本实施方式的制造装置O中，为了对金属件l施加扭转变形，如图7所示，优选在可动辊模4中设置朝向金属件1的绕轴线的周向的旋转机构。同时，虽然在图l中没有表示，但优选在进给装置3中设置把持金属件1 、能朝向金属件1的绕轴线的周向旋转的夹具机构7。
因此，在通过制造装置0对金属件1施加扭转变形的情况下，可以使用通过可动辊模4的旋转机构使金属件1的前端部进行扭转变形的方式，和使用通过进给装置3的旋转机构使金属件l的后端部进行扭转变形的方式。通常，若使用进给装置3的
39旋转机构的方式，则为紧凑化的装置机构，与此相反，若使用
可动辊模4的旋转机构的方式，则如图7所示，装置的构成会变
为大规模，但任何 一 种方式都能对金属件1施加扭转变形。
另外，在制造装置0中，通过还在支承部件2(支承辊或者支承引导件)上设置朝向金属件1的绕轴线的周向的旋转机构，能使金属件1与进给装置3的旋转同步地朝向绕其轴线的周向旋转。在金属件l扭转变形时，无论使用通过可动辊模4的旋转机构使金属件1的前端部扭转变形的方式还是使用通过进给装置3的旋转机构使金属件1的后端部扭转变形的方式中的哪一种，都能通过支承部件2的同步旋转对金属件l施加精度良好的扭转变形。
在制造装置0中，在构成可动辊模4的辊对上分别设置驱动旋转机构，从而能根据进给装置3的进给量通过驱动电动机等对该辊对分别施加驱动旋转。若能緩和作用于弯曲加工部分的压缩应力，并能根据进给装置3的进给量与进给装置3同步地控制可动辊模4的辊的旋转速度，则能对金属件l的弯曲加工部施加拉伸应力，能扩大可进行弯曲加工的范围，能提高制品的加工精度。
(IV)预热部件及其作用
在本实施方式的制造装置O中，通过设于加热装置5的上游侧的预热装置5a,能对金属件l进行二级加热，或者二级以上的多级加热，或者不均匀加热。
在将预热部件5a作为多级加热使用的情况下，能够分散金属件l的加热负荷，能够提高弯曲加工的效率。
图10是说明将预热装置5a作为金属件l的不均匀加热使用时的作用的说明图。
作为预热装置，在将预热用高频加热线圈5a作为金属件l的不均匀加热使用的情况下，基于由可动辊模4决定的金属件1的弯曲方向，将金属件l偏置在预热用高频加热线圈5a内，/人而将金属件l的加热部的弯曲内表面侧的温度设定得比弯曲外表面侧的温度低。
具体而言，在图10中，通过使金属件1的A侧位于与预热用高频加热线圈5a相接近的位置，从而使相当于弯曲加工外表面侧的A侧的外表面温度比相当于弯曲加工内表面侧的B侧的外表面温度高。由此，能得到有效防止在弯曲加工内表面侧产生褶皱和在弯曲加工外表面侧产生裂缝。
在制造装置0中，能对可动辊模4供给润滑剂。由此，即使在金属件1的加热部产生的铁屑被可动辊模4巻入的情况下，通过供给来的润滑剂起到的润滑作用，能降低产生表面烧伤。
同样，在制造装置0中，能对可动辊模4供给冷却流体。通过在可动辊模4内部的、保持金属件1的部位的附近设置冷却配管，向可动辊模4供给冷却流体，由于可动辊模4被冷却流体冷却，因此能防止可动辊模4的强度降低、因可动辊模4的热膨胀引起的加工精度降低，甚至能防止可动辊模4表面烧伤的产生。
(V)支承引导件30
图ll是表示支承引导件30的一例30A的说明图。支承引导件30A用于通过支承已通过了可动辊模4的金属件l来抑制由弯曲加工后的金属件l的变形所引起的尺寸误差。
属件进行弯曲加工的情况而不是图1所示的横截面为圆形的金属件l，可动辊模4表示的是由在左右方向成一对的辊对4a、 4a以及在上下方向成 一 对的辊对4 b 、 4 b总共4个辊构成的可动辊模的情况。另外，金属件l的弯曲加工部是形状仅仅在水平面内发生变化的2维弯曲形状的情况。在弯曲加工时，可动辊才莫4一边利用辊对4b、 4b对金属件l的前端朝上下方向定位且利用辊对4a、 4a对金属件l的前端朝左右方向定位， 一 边进行向^见定的空间位置的移动即水平方向的移动(以下称"左右移位")和平面内的旋转(以下称"左右倾斜，，)。另外，在金属件1只具有2维弯曲形状的情况下，也可以只进行左右移位。
如图ll所示，在该可动辊模4的出口侧设有支承引导件30A。支承引导件30A可以被设置在可动辊模4的壳体(未图示)
或者与该壳体相分离的其它构件上。
支承引导件30A在可动辊模4的出口侧支承被弯曲加工后的金属件l的下表面，乂人而防止金属件1的^皮弯曲加工了的部分的以自重为主而起作用的、由上下方向力矩产生的附加变形。因此，通过设置支承引导件30A,能够将制作成的弯曲加工制品的形状高精度而稳定地制造成规定的形状。
图12是表示本实施方式的支承引导件30的另 一例子30B的说明图。
本例也是对横截面为矩形的金属件进行弯曲加工的情况，未图示的可动辊模是和图4所示的可动辊模4同样的4辊型。另外，金属件l的弯曲形状是仅在水平面内弯曲变形的2维弯曲形状。在弯曲力p工时，可动4昆才莫4一边朝上下方向以及左右方向保持金属件1的前端， 一 边进行规定的空间位置的移动即左右移位以及左右倾斜。
本例虽然与图ll所示例子同样地在可动辊才莫4的出口侧配置有支承引导件30B,但在设于支承引导件30B的上表面上的沟槽内还以圆周状能自由移动地设有用于向水平方向引导金属件1的辊111以及112。另外，辊111以及112进行与加工时的金属件l的移动相应的移动、即左右移位或者左右倾斜。这些动作连接于未图示的控制部件，与进给装置3及可动辊模4保持同 步。
在图12所示的支承引导件30B中，虽然左右倾斜是规定半 径的动作，但在2维弯曲形状的情况下也可以仅由左右移位所 构成。并且，辊lll以及112的一方也可以i殳置液压缸等的压力
负荷才几构。
支承引导件30B可以设置在可动辊模4的壳体上或者与该 壳体相分离的其它构件上。另外，若将可动辊模4固定在壳体 上，则由于左右移位或者左右倾斜的可动范围变小而在设备上 有利。总之，利用支承引导件30B在可动辊模4的出口侧引导弯 曲加工中的金属件l的下表面以及左右面，即使是由加工部的 自重、对加工部的加热或冷却不均匀引起的热变形不均匀而导 至丈对加工4卩作用有朝上下方向以及左右方向的附加力矩，也能 防止金属件l的脱离了可动辊模4的部分所产生的附加变形，能 够制造出均匀的、具有规定目标形状的弯曲加工制品。
的说明图。
本例几乎和图12所示的例子相同，但除了图12所示的构成 之外还追加有用于向上下方向引导金属件1的辊113。
在辊113中也可以设置气缸或者液压缸等压力负荷部件而 对金属件l施加压力。在可动辊模4的出口侧引导加工中的金属 件l的上下表面以及左右面，即使是由金属件l的加工部的自 重、对加工部的加热或冷却不均匀引起的热变形不均匀而导致 对加工部作用有朝上下方向以及左右方向的附加力矩，也能防 止金属件l的附加变形，能制造均匀的具有目标尺寸的弯曲加
工制品。
图14是表示本实施方式所涉及的支承引导件30的另 一例的说明图。
本实施例与图l同样是对横截面为矩形的金属件l进行弯
曲加工的情况，可动辊模4为4辊型。另外，弯曲加工制品具有 完整的3维弯曲形状。
在弯曲加工中，可动辊才莫4一边朝上下方向以及左右方向 对金属件l的前端进行定位， 一边进行^L定的空间位置移动即 左右移位以及左右倾香斗和垂直方向的移动(以下称"上下移 位")、平面内的旋转(以下称"上下倾斜")。
在本实施例中，在可动辊模4的出口侧设有辊状的活动引 导件30D。活动引导件30D进行与弯曲加工中的金属件l的移动 相对应的移动即左右移位、左右倾斜，从而跟随于金属件l的 下表面而总是对该下表面进行引导。另外，也可以不设置左右 倾斜。这些动作连接于未图示的控制部件，与进给装置3、可 动辊模4保持同步。
在可动l昆才莫4的出口侧，弯曲加工中的金属件l的下表面由 于被活动引导件30D支承以及引导，即使是由加工部的自重、 对加工部的加热或冷却不均匀引起的热变形不均匀而导致对加 工部作用有朝上下方向的附加力矩，也能防止金属件l的变形， 能制造出均匀的具有目标尺寸的弯曲加工制品。
图15是表示本实施方式所涉及的支承引导件30的另 一例 的说明图。
本实施例几乎与图7的构成相同，^f旦还追加有向上下方向 引导金属件1的辊30E。
也可以代替辊30E而设置气缸或者液压缸等的压力负荷部 件。通过利用辊30E在可动辊模4的出口侧引导弯曲加工中的金 属件l的上下表面，即4吏是由加工部的自重、对加工部的加热 或冷却不均匀引起的热变形不均匀而导致对加工部作用有朝上
44下方向的附加力矩，也能防止金属件l的附加变形，能制造出 均匀的具有规定的目标形状的弯曲加工制品。
图16是表示本实施方式所涉及的支承引导件30的另 一例
的说明图。
本实施例也和图11同样是对横截面为矩形的金属件1进行
弯曲加工的情况，可动辊模4为4辊型。另外，对金属件l施加 完整的3维弯曲形状。在弯曲加工中，可动辊.模4一边在上下方 向以及左右方向上对金属件l的前端进行定位， 一边进行规定 的移动即左右移位以及左右倾斜和上下移位以及上下倾斜。
本例和迄今为止的实施例相同，在可动辊才莫4的出口侧设 有支承引导件30F,该支承引导件30F具有用于沿水平方向以及 上下方向引导金属件l的辊lll ~ 114。另外，支承引导件30F 进行与弯曲加工中的金属件l的移动相对应的移动即左右移位 或者左右倾斜。这些动作连接于未图示的控制部件，和进给装 置3、可动辊模4保持同步。
并且，在l昆lll以及112的一方中也可以i殳置例如液压缸等 压力负荷部件。由于在可动辊才莫4的出口侧对弯曲加工中的金 属件l的下表面以及左右面进行定位，即4吏是由加工部的自重、 对加工部的加热或冷却不均匀引起的热变形不均匀而导致对加 工部作用有朝上下方向以及左右方向的附加力矩，也能防止金
属件l的附加变形，能得到均匀的具有目标尺寸的弯曲加工制
口P 。
图17是表示本实施方式所涉及的支承引导件30的另 一例 子说明图。
本例几乎和图16的构成相同，但除了图16的构成之外，还 在支承引导件30G中追加有扭转机构。
这些动作连接于未图示的控制部件，与在扭转方向上也能自由移动地配置的进给装置3及可动辊模4保持同步。
在可动辊才莫4的出口侧引导弯曲加工中的金属件l的上下
表面以及左右面，即〗吏是由加工部的自重、对加工部的加热或 冷却不均匀引起的热变形不均勻而导致对加工部作用有朝上下 方向、左右方向以及扭转方向的附加力矩，也能防止金属件l 的附加变形，能得到均匀的具有目标尺寸的弯曲加工制品。 另外，这里虽然未图示，但作为本实施方式的支承引导件
30的另外一例，也可以使通用的多轴机器人保持形成支承引导 件30的引导构件，使得该引导构件能在规定的空间内自由移动 地配置该引导构件。
如参照图11 ~ 17说明的那样，3维方向上的高精度的定位 机构有时很复杂，但通过使用通用的多轴机器人，能以比较简 单的构成将引导构件设置成能在规定的空间内自由移动。总之， 根据弯曲加工制品的要求精度、重量以及形状考虑具体装置的 刚性等来决定是否使用通用的多轴机器人。
图18是表示本实施方式所涉及的支承引导件30的另 一例 的说明图。
本例和图1同样是对截面为矩形的金属件l进行弯曲加工 的情况，可动辊模4为4辊型。另外，弯曲加工制品的形状是完 整的3维弯曲形状。也就是说，在弯曲加工中，可动辊模4一边 向上下方向以及左右方向对金属件l的前端进行定位， 一边进 行规定的空间位置的移动即左右位移以及左右倾斜和上下位移 以及上下倾斜。
本例与迄今为止的例子的不同之处在于，利用被多轴机器 人31保持的支承引导件30H完全夹持金属件1的前端，在输送 金属件l的同时多轴机器人31也移动，并且3维的位置完全保持 同步。支承引导件30H与弯曲加工中的金属件l的移动相应地进行空间位置的移动即左右移位、左右倾斜、扭转。这些动作连
接于未图示的控制部件，和进给装置3、可动辊模4保持同步。
由于利用支承引导件30H来保持可动辊模4的出口侧的金 属件l的前端，因此，即使是由加工部的自重、对加工部的加 热或冷却不均匀引起的热变形不均匀而导致对加工部作用有朝 上下方向以及左右方向的附加力矩，也能防止金属件l的附加 变形，能得到均匀的具有目标尺寸的弯曲加工制品。 (VI)关节型机器人
图19是表示可以使用本实施方式的制造装置O的关节型机 器人ll的构成说明图。
如图19所示，在弯曲加工装置的下游侧，可以配置用于保 持可动辊模4的关节型机器人11。
该关节型机器人ll包括被固定为作业面的固定面12;作 为主轴的3根臂13、 14、 15;用于连接各臂13、 14、 15，并且 能绕轴线旋转的作为手腕轴的3个关节16、 17、 18。在关节型 机器人11前端的臂15上安装有可动辊模4。
图20是表示本实施方式的制造装置O所使用的关节型机器 人的其它构成例子的说明图。
在图19所示的制造装置0中，虽然只配置有用于保持可动 辊模4的关节型机器人11，但也可以同时配置加热装置5以及冷 却装置6用的关节型机器人ll。通过设置这些关节型机器人ll, 能进一步谋求弯曲加工的高效率化。
该制造装置O至少配置l个以上具有3个能绕轴线旋转的关 节的关节型机器人ll,在对金属件l进行弯曲加工时，能使可 动辊才莫4的移位4几构、倾斜才几构以及移动4几构所进行的伸缩、 旋转、并进等的动作、即机械手所进行的合计6种动作，成为 基于控制信号的一连串动作。由此，能谋求弯曲加工的高效率化及加工装置的小型化。
(VII)弯曲加工设备列
如上所述，使用具有圆形等形状的闭合截面构件作为利用
本实施方式的制造装置o进行加工的被加工件。以往使用电焊 钢管作为圆形管闭合截面构件。
图21是表示作为被加工件的一例的电焊钢管的整个制造 工序的说明图。
电焊钢管制造生产线19是用于将带状钢板20制造成钢管。 如该图所示，该电焊钢管制造生产线19乂人上游向下游依次配 置开巻机21,其将从带状的钢板辊连续地放出带状钢板20; 成形部件22，其具有用于将放出的带状钢板20成形为规定截面 形状的管的多个辊成形机；焊接部件23,其具有对成形为管状 且相互对接的带状钢才反的两侧边缘进行焊接而连续地形成管的 焊接机；焊缝切削装置、后退火(post-annealing)装置以及将 连续的管做成所需尺寸的后处理部件24;切断部件25,其具有 将该做成为所需尺寸的管切断为所需长度的移动切断机。
图22是表示在被加工件的制造中所使用的辊轧成形工序 的整体构造的图。
辊轧成形生产线2 6是用于将带状钢板2 0成形为规定形状 的装置。因此，该辊轧成形生产线26包括开巻机21，其巻回 作为金属原材料的带状钢板20并将该带状钢板20放出；成形部 件27，其具有将被该开巻机21放出的带状钢板20成形为规定形 状的辊成形机；切断部件28,其具有将被该辊成形机成形为规 定形状的带状钢板20连续切断为规定长度的移动切断机。
通过图21中所示的电焊钢管制造生产线19或图22中所示 的辊轧成形生产线26制造出的^皮加工件， 一皮作为加工用的金属 件供给到弯曲加工装置,若各生产线与装置分离而相互独立，
48则由于生产线和装置之间的处理速度的差异而需要预先确保存 放被加工件的场所。另外，需要在各个生产线和装置之间搬运 被加工件，也需要设置起重机、卡车等辅助搬运机构。
在本实施方式的制造装置中，通过与电焊钢管制造生产线
19或者辊轧成形生产线26的出口侧连续地配置本实施方式的 制造装置0 ，能使从被加工件的供给到弯曲加工制品的制造的 整个设备列紧凑化，并且通过适当地设定其作业条件，能高效 率且低价地制造精度优良的弯曲加工制品。
这样，采用本实施方式，即使被要求具有多分支的弯曲形 状、进行金属件的弯曲方向为2维弯曲的弯曲加工或者弯曲方 向为3维弯曲的弯曲加工的情况下，甚至是需要高强度金属件 的弯曲加工的情况下，由于能够使金属件均匀地冷却，因此，
即使是高强度也能够高效率且低价地制造出形状冻结性良好的 具有均匀的石更度分布的弯曲加工制品。
并且，由于可动辊模能够一边沿金属件的轴向输送金属件 一边支承金属件，因此，能抑制在可动辊模的表面产生烧伤， 能确保弯曲加工精度，并且能进行作业效率优良的弯曲加工。 由此，例如作为进一 步高度化的汽车零部件的弯曲加工技术， 能得到广泛适用。
图23(a)以及图23(b)是表示作为利用本实施方式制造出的 汽车车身用强度构件的 一 例的纵梁和保险杠加强件 一 体构成零
部件40的说明图。
如该图所示，该一体构成零部件40由筒体40h构成，该筒 体40h具有2维或者3维弯曲的弯曲加工部40a和不具有朝向外 部的凸缘的闭合截面。
下面说明的本实施方式的汽车车身用强度构件的筒体均不 带有凸缘，从而能够谋求空间节省化、轻量化，还能谋求增大对轴向施加冲击载重时由于压曲变形的动作的稳定所产生的沖 击能量的吸收量。
筒体40h包括经热处理使抗拉强度超过11 OOMPa的超高 强度热处理部4 0 e (剖面线部)；作为除了该超高强度热处理部 40e以夕卜的其余部位、作为应对在车辆冲撞时一皮施力。的冲击载 重的变形促进部发挥功能的、经热处理使抗拉强度为 600MPa 1100Mpa的高强,度热处理部40f、 40g,或者经热处 理使抗拉强度为600MPa的低强度热处理部40f、 40g,或者经 热处理^吏抗4立强度为在600MPa 1100MPa的高强度热处理部 40f和抗拉强度为600MPa的低强度热处理部40g。
由此，冲撞时;故集中施加载重的弯曲加工部40a具有高变 形阻力，并且交替设置有超高强度热处理部40e和高强度热处 理部4 0 f的前端侧在沖撞时发生压曲而塑性变形为曲折状，从而 能有效地吸收冲击能量。
另外，对于除了超高强度热处理部40e以外的其余部位的 热处理以及强度如何进行设定，考虑各个汽车车身用强度零部 件所要求的性能而适当决定即可。另外，虽然作业条件根据设 备能力、高频加热线圈5、冷却装置6的形状、制品的形状、壁 厚等而不同，但事前进行确认试验来决定最适宜条件即可。
总之，通过后述的加热和冷却的组合，能将汽车车身用强 度零部件的每个部位的强度简单地变成所期望的状态。
图23(b)是表示筒体40h的切断加工预定部40b、穿孔加工 预定部40c以及焊接预定部40d的说明图。通过对切断加工预定 部40b 、穿孔加工预定部40c进行热处理使抗拉强度小于 600MPa(这里所谓的"热处理"也包含对局部不进行加热而留 下原材料部分使其为原材料强度的情况)丄^vj^Jl减少进行制品 的切断、穿孔的工具的磨损，能延长工具寿命。另外，通过对
50焊接预定部40d进行热处理使抗拉强度小于600MPa (也包含热 处理时对局部不进行加热而留下原材料部分使其为原材料强度 的情况)，从而能提高后工序中的焊接可靠性。
这样， 一体构成零部件40由筒体40h构成，该筒体40h具有 2维或者3维弯曲的弯曲加工部40a和不具有朝向外部的凸缘的 闭合截面，对该筒体40h进行热处理使其具有抗拉强度超过 llOOMPa的超高强度热处玉里部40e牙口护"-*立强,变小于600]V[Pa的 切断加工预定部40b、穿孔力。工预定部40c、焊接预定部40d, 是很有效的。并且，如上所述，若组合用于促进应对冲击载重 的变形的高强度热处理部40e，或者低强度热处理部40b 40d， 或者高强度热处理部40e和低强度热处理部40b 40d,会更加有 效。
图24(a) 图24(e)是表示作为利用本实施方式制造出的汽 车车身用强度构件的一例的前纵梁41A- 41E的说明图。
图24(a)所示的前纵梁41A由筒体41Ah构成，该筒体4lAh 具有2维或者3维弯曲的弯曲加工部41Aa和不具有朝向外部的 凸缘的闭合截面。
筒体4lAh包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超 高强度热处理部41A e (剖面线部)；作为除了该超高强度热处理 部41Ae以外的其余部位的、经热处理使抗拉强度为 600MPa 1100MPa的高强度热处理部41Af。
由此，当从前端侧(图面左部侧)施加冲击载重时，因为弯 曲加工部41 Aa的抗拉强度为11 OOMPa以上的超高强度，因此 能抑制弯曲加工部41a的早期弯曲变形的产生，由此前端侧的 高强度热处理部41Af因冲撞时被施加的冲击载重发生压曲而 塑性变形为曲折状，从而能有效地吸收冲击能量。
另外，将前端侧的41Af作为低强度热处理部也可以更加有效地吸收冲击能量。
图24(b)所示的前纵梁41B由筒体41Bh构成，该筒体41Bh 具有2维或者3维弯曲的弯曲加工部4lBa和不具有朝向外部的 凸缘的闭合截面。
筒体41Bh包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超 高强度热处理部41B e (剖面线部)；作为除了该超高强度热处理 部41Be以夕卜的其余部位的、经热处理使抗拉强度为 600MPa 1100MPa的高强度热处理部41Bf、 41Bf。
由此，能得到与上述图2 4 (a)所示的与前纵梁41A同样的作 用效果，并且由于在与前围板接合的后端侧具有高强度热处理 部41Bf,因此在后端部也能吸收冲击载重而能增大整体的吸收 能量，在被施加有冲击载重时，利用前纵梁41B也能防止前围 板过早地损伤。
另外，如果将前端侧的高强度热处理部41B f设为低强度热 处理部，则能进一步有效地吸收沖击能量。另外，通过将前端 侧的高强度热处理部41B f设为低强度热处理部，并且将后端侧 的高强度热处理部41Bf设为高强度热处理部，能提高冲击能 量，且能有效地控制受轴向压溃时的压溃模式。
图24(c)所示的前纵梁4lC由筒体4lCh构成，该筒体41Ch 具有2维或者3维弯曲的弯曲加工部4lCa和不具有朝向外部的 凸缘的闭合截面。
筒体4lCh包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超 高强度热处理部4lCe(剖面线部)；作为除了该超高强度热处理 部41Ce以外的其余部位的、经热处理使抗拉强度为 600MPa 1100MPa的高强度热处理部41Cf。
由此，能得到与上述图24(a)所示的前纵梁41A同样的作用 效果，并且由于在前端侧沿轴向交替地设有超高强度热处理部
5241Ce以及高强度热处理部41Cf，因此，前端部在冲撞时因被施 加的冲击载重发生压曲而塑性变形为曲折状，/人而能有效地吸 收冲击能量。
另外，如果将前端侧的高强度热处理部4lCf设为低强度热 处理部，能进一步有效地吸收冲击能量。
图24(d)所示的前纵梁41D由筒体41Dh构成，该筒体41Dh 具有2维或者3维弯曲的弯曲加工部41Da和不具有朝向外部的
rr /力-'/一 ,'n 入 t*_
tJ7 2豕日？ l可J S、稱囬。
筒体41Dh包括经热处理使抗拉强度超过1100MP的超高 强度热处理部41D e (剖面线部)；作为除了该超高强度热处理部 41De以外的其余部位的、经热处理 -使抗拉强度为 600MPa 1100MPa的高强度热处理部41Df。
由此，在一皮施加冲击载重时，能抑制弯曲加工部41Da过早 地弯曲变形，也能防止前围板过早地损伤，并且通过前端部因 沖撞时被施加的冲击载重发生压曲而塑性变形为曲折状，从而 能有效地吸收冲击能量。并且，由于高强度热处理部41Df也能 吸收冲击载重，因此能吸收较高的能量。即使在前端部设有碰 撞盒(crash box)的小型汽车，也能高效率地吸收冲击能量。
另外，如果将前端侧的高强度热处理部41Df设为低强度热 处理部，能进一步有效地吸收冲击能量。并且，通过将前端侧 的高强度热处理部41D f设为低强度热处理部，并且将后端侧的 41Df设为高强度热处理部，既能提高沖击能量又能有效地控制 压溃形态。
图24(e)是表示在前纵梁41E的切断加工预定部41Eb、穿孔 加工预定部41Ec以及焊接预定部41Ed的说明图。
如图24(e)所示，通过对切断加工预定部41Eb和穿孔加工 预定部41 Ec进行热处理使抗拉强度小于600MPa (也包含热处
53理时对局部不进行加热而留下原材料部分使其为原材料强度的 情况)，能减少进行制品的切断或者穿孔的工具的磨损，能延长
工具寿命。另外，通过对焊接预定部41Ed进行热处理使抗拉强 度小于600MPa(也包含热处理时对局部不进行加热而留下原 材料部分使其为原材料强度的情况)，也能提高在后工序中的焊 接可靠性。
这样，前i从梁41由筒体41Ah 41Dh构成，该筒体 41Ah 41Dh具有2维或者3维弯曲的弯曲力卩工部41Aa--41Da和 不具有朝向外部的凸缘的闭合截面，对该筒体41Ah 41Dh进行 热处理使其具有抗拉强度为超过llOOMPa的超高强度热处理 部41Ae 41De ; 抗拉强度小于600MPa的切断加工预定部 41Eb、穿孔加工预定部41Ec、焊接预定部41Ed,是很有效的。 并且，通过组合图24(a) (d)所示那样的用于促进应对冲击载重 的变形的高强度热处理部41Ae 41De，或者低强度热处理部 41Af 41Df，或者高强度热处理部41Ae 41De和低强度热处理 部41Af 41Df，会更加有效。
另外，本发明例表示了适用于前纵梁的例子，但也可以以 与图24(c)以及图24(d)所示的前端部同样的构造做成所谓的碰 撞盒。另外，通过和弯曲加工部组合起来，能得到和迄今为止 不同的良好的吸能特性。
图25(a)以及图25(b)是表示作为利用本实施方式制造出的 汽车车身用强度构件的一例的B柱42A、 42B的说明图。
图25(a)所示的B柱42A由筒体42Ah构成，该筒体42Ah包 括2维或者3维弯曲的弯曲加工部42Aa、切断加工预定部42Ab、 穿孔加工预定部42Ac、焊接预定部42Ad,且该筒体42Ah包括 不具有朝向外部的凸缘的闭合截面。
筒体42Ah包括经热处理使抗拉强度超过llOOMPa的超高强度热处理部4 2 A e;作为除了超高强度热处理部4 2 A e以外 的其余部位的、经热处理使抗拉强度为600MPa 1100MPa的 高强度热处理部42Af。
另一方面，图25(b)所示的B柱42B由筒体42Bh构成，该筒 体42Bh包括2维或者3维弯曲的弯曲加工部42Ba、切断加工预 定部42Bb、穿孔加工预定部42Bc、焊接预定部42Bd,且该筒 体42Bh包括不具有朝向外部的凸缘的闭合截面。
筒体42Bh包括经热处理使抗拉强度超过11 OOMPa的超 高强度热处理部42Be、 42Be;作为除了超高强度热处理42Be 、 42Be以外的其余部位的、经热处理使抗拉强度为 600MPa 1100MPa的高强度热处理部42Bf。
由此，能抑制侧面冲撞时向B柱上部的室内侧的位移量， 能减轻乘员的头部损伤，并且能抑制侧面沖撞时B柱高度方向 的中央部附近的损伤。
图26(a)以及图26(b)是表示作为利用本实施方式制造出的 汽车车身用强度构件的一例的横梁43A、 43B的说明图。
图26(a)所示的横梁43A由筒体43Ah构成，该筒体43Ah包 括2维或者3维弯曲的弯曲力口工部43Aa、切断加工预定部43Ab、 穿孔加工预定部43Ac、焊接预定部43Ad,且该筒体43Ah包括 不具有朝向外部的凸缘的闭合截面。
筒体43Ah包括经热处理使抗拉强度为超过1100MPa的 超高强度热处理部43Ae;作为除了超高强度热处理部43Ae以 外的其余部位的、经热处理使抗拉强度为600MPa 1100MPa 的高强度热处理部43Af。
另一方面，图26(b)所示的横梁43B由筒体43Bh构成，该 筒体43Bh包括2维或者3维弯曲的弯曲加工部43Ba、切断加工 预定部43Bb、穿孔加工预定部43Bc、焊4姿预定部43Bd,且该筒体43Bh包括不具有朝向外部的凸缘的闭合截面。
筒体43Bh包括经热处理使抗拉强度超过11 OOMPa的超
高强度热处理部4 3 B e;作为除了超高强度热处理部4 3 B e以外
的其余部位的、经热处理使抗拉强度为600MPa 1100MPa的
高强度热处理部43Bf。
由此，能提高横梁的中央部的强度，并且能提高在侧面冲
撞时受轴向压溃的耐力。
图27(a)以及图27(b)是表示作为利用本实施方式制造出的
汽车车身用强度构件的 一例的A柱 上边梁 一体构造件44A、
44B的说明图。
图27(a)所示的 一 体构造件44A由筒体44Ah构成，该筒体 44Ah包括2维或者3维弯曲的弯曲加工部44Aa、切断加工预定 部44Ab、穿孔加工预定部44Ac、焊接预定部44Ad，且该筒体 44Ah包括不具有朝向外部的凸缘的闭合截面。
筒体44Ah包括经热处理使抗拉强度超过llOOMPa的超 高强度热处理部44Ae;作为除了超高强度热处理部44Ae以外 的其余部位的、经热处理使抗拉强度为600MPa 1100MPa的 高强度热处理部44Af。
另 一方面，图27(b)所示的一体构造件44B由筒体44Bh构 成，该筒体44Bh包括2维或者3维弯曲的弯曲加工部44Ba、切 断加工预定部44Bb、穿孔加工预定部44Bc、焊4^预定部44Bd， 且该筒体44Bh包括不具有朝向外部的凸缘的闭合截面。
筒体44Bh包括经热处理使抗拉强度超过11 OOMPa的超 高强度热处理部44Be;作为除了超高强度热处理部44Be以外 的其余部位的、经热处理使抗拉强度小于6 0 0M P a的高强度热 处理部44Bf。
由此，能提高上边梁和A柱或者B柱的接合强度。并且，例如也可以形成为，将图25所示的B柱和图26所示 的横梁构成为一体的一体件，或者利用配置在顶盖内表面侧的 条钢(bar)将两个B柱各自的上部连接起来而构成为 一体的 一体 件，或者将一侧的B柱和配置在顶盖内表面侧的条钢的 一部分 和横梁的一部分做成为一体件。
图28(a)是表示加热到AC3点以上之后进行急冷的通常的 淬火条件的图表，图28(b)是表示加热到AC3点以上之后以比图 28(a)所示的冷却速度低的冷却速度进行冷却的条件的图表，图 28(c)是表示加热到AC 1点以下之后进行急冷的条件的图表，图 28(d)是表示加热到在AC1点 AC3点的温度区域之后进行急冷 的条件的图表，图28(e)是表示加热到AC1点 AC3点的温度区 域之后以比图28(d)所示的冷却速度低的冷却速度进行冷却的 条件的图表。
在制造本发明所涉及的加强构件时所进行的热处理，是通 过适当地控制上述制造装置O的高频加热线圏5以及冷却装置6 的动作来进行图28(a)所示的通常的淬火、并且在图28(b) 图 28(e)所示的条件下进行的。
例如，如图28(a)所示那样局部地进行通常的淬火而得到期 望的超高强度(例如100%马氏体的组织为1500 ~ 1650MPa, 55k4冈日于为1300MPa、 45k4冈时为1200MPa)，并且通过只于金属 件l局部地停止高频加热线圈5的动作而对该部分不进行热处 理，能保持管坯的强度(例如，铁素体和珠光体的二相组织，淬 火^冈时为500 600MPa、 550MPa碌冈时为550MPa、 450MPa4冈 时为450MPa)。
另外，条钢如图28(b)所示那样进行与通常的淬火同等的加 热并且降低冷却速度，能形成强度比所述超高强度稍微低 一 些 的高强度(例如马氏体和微量的铁素体的二相组织，淬火钢时为
571400 ~ 1500MPa、 550MPa钢时为700 ~ 900MPa 、 450MPa 钢时为600 ~ 800MPa)。具体而言，例示有通过例如电磁阀、 通过全部或者局部闭锁水冷装置6的水冷套管的孔而设置不进 行水冷的部分。由于此时的冷却速度随周围温度而变化，因此， 只要根据条件事前进行实验来决定水冷的方法即可。
另外，通过如图28(c)所示那样在加热到ACl点以下之后以 与通常淬火的冷却速度同样的冷却速度进行冷却，能形成比母 材的强度稍微高 一 些的期望强度(例如铁素体和珠光体二相组 织，浮火4冈时为比5000MPa 600MPa稍1鼓高的强度，550MPa 4冈日于为t匕550MPa牙肖樣史高的强1 ， 450MPa4冈日t为t匕450MPa牙肖 微高的强度)。在管坯的造管应变很大的情况下，也有与管坯相 比强度降低的情况，但是一般来说融入渗碳体，强度就会上升 一些。考虑到如上述那样进行开_关控制时的高频加热线圈5 的控制响应性的话，釆用该方法在加热电源的输出变化较小的 情况下即可完成，因此，温度变化的响应较快，强度变化的过 渡部变小，因此实际上是有效的方法。
另外，通过如图28(d)所示那样在加热到AC1点 AC3点之 后以与通常淬火的冷却速度同样的冷却速度进行冷却，能得到 处于使用通常淬火得到的超高强度和管坯的强度之间的强度 G牟火4冈日t为600 ~ 1400MPa、 55k碌冈曰于为550 ~ 1300MPa、 450MPa钢时为450 1200MPa)。在这种情况下，由于成为铁 素体和马氏体的二相组织， 一般来说，虽然稍微不稳定而不易 控制，但也能根据制品的形状、尺寸、用途等得到规定的强度。
并且，通过如图28(e)所示那样在加热到AC1点以下之后以 比通常淬火的冷却速度慢的冷却速度进行冷却，能得到处于使 用通常淬火得到的超高强度和管坯的强度之间的强度(淬火钢 时为比600~ 1400MPa禾肖孩ij氐的强度，550MPa4冈日于为比550 ~1300MPa稍1效4氐的强度，450MPa4冈时为比450 ~ 1200MPa稍 微低的强度)。在这种情况下，虽然与图28(d)所示的情况相比 强度稍微降低，但控制稍微稳定。
例如，在以进给速度20mm/sec输送将壁厚为1.6mm的淬 火钢(C: 0.20%、 Si: 0.22%、 Mn: 1.32%、 P: 0.016%、 S: 0,002%、 Cr: 0.20%、 Ti: 0.020%、 B: 0.0013%、其余Fe以 及杂质、AC3二825。C、 AC1 = 72(TC)作为原材料的、长50mm 且宽50mm的正方形横截面的钢管的情况下，管坯强度为 502MPa,如图28(a)所示条件下(加热温度910 。C)的热处理部的 强度为1612MPa,如图28(b)所示条件下(加热温度910。C)的热 处理部的强度为1452MPa,如图28(c)所示条件下(加热温度 650。C)的热处理部的强度为510MPa,如图28(d)所示条件下(加 热温度770°C)的热处理部的强度为752MPa,如图28(e)所示条 件下(加热温度770°C)的热处理部的强度为623MPa。
另 一方面，在以进给速度20mm/sec输送将壁厚为1.6mm 的550MPa4冈(C: 0.14%、 Si: 0.03%、 Mn: 1.30%、 P: 0.018%、 S: 0.002%、其余Fe以及杂质、AC3 = 850°C、 AC1 = 720°C) 作为原材料的、长50mm且宽50mm的正方形横截面的钢管的 情况下，管坯强度为554MPa,如图28(a)所示条件下(加热温度 950 °C )的热处理部的强度为1303MPa,如图28(b)所示条件下 (加热温度950 °C)的热处理部的强度为823MPa,如图28(c)所示 条件下(加热温度650。C )的热处理部的强度为561MPa,如图 28(d)所示条件下(加热温度800 。C )的热处理部的强度为 748MPa,如图28(e)所示条件下(加热温度800°C)的热处理部的 强度为658MPa。
另夕卜，例如，在以进给速度20mm/sec输送将壁厚1.6mm 的450MPa4冈(C: 0.11%、 Si: 0.01%、 Mn: 1.00%、 P: 0.021%、S: 0.004%、其余Fe以及杂质、AC3二870。C 、 AC1- 720。C)作 为原材料的、长50mm且宽50mm的正方形 一黄截面的钢管的情 况下，管坯强度为445MPa,如图28(a)所示条件下(加热温度 980 。C )的热处理部的强度为1208MPa ，如图28(b)所示条件下 (力口热温度98CTC)的热处理部强度为737MPa,如图28(c)所示条 件下(加热温度650。C)的热处理部强度为451MPa，如图28(d) 所示条件下(加热温度800°C)的热处理部的强度为629MPa,如 图28(e)所示条件下(加热温度800 °C )的热处理部的强度为 612MPa。
实施方式2
下面，i兌明实施方式2。
图29是表示在汽车车身51的发动机室52内的左右纵壁部 52a朝向前后方向大致水平地延伸而被焊接的前纵梁53的说明 图。另外，在下面的说明中以具有闭合的四边形冲黄截面形状的 前纵梁53作为例子，但本发明不仅仅限定于该形态，包括例如 由具有六边形或者圓形等的、四边形以外的闭合横截面形状的 筒体形成的本体也同样适用。
如图29所示，形成前纵梁53的本体54的筒体包括从其轴 向的 一端部54a朝向另 一端部54b、且朝向车身前后方向延伸设 置的前端部55;与前端部55相连续且沿着作为发动机室52和驾 驶室58之间的隔壁的前围板59向下方倾斜的倾斜部56;与倾斜 部56相连续且沿着与前围^反59相接合的底外反50的下表面延伸 设置的后端部57。
这里，倾斜部56是指前纵梁53的设置高度向前围板59的下 面大幅度变化的区域，前端部5 5是指比该倾斜部5 6靠车身前后 方向的前侧的区域，后端部57是指比该倾斜部56靠车身前后方 向的后侧的区域。
60在本实施方式的前纵梁53中，前端部55的一部分是未经过 淬火处理的非淬火部，并且除了该 一 部分之外的其余部分是经 过了高频淬火处理的高频淬火部。另外，整个倾斜部56为经过 高频淬火处理的高频淬火部。另外，后端部57的一部分是未经 过淬火处理的非淬火部，并且后端部57的除了该一部分以外的 部分是经过了高频淬火处理的高频淬火部，或者后端部57是经 过了高频淬火处理的高频淬火部。下面，依据具体例子进行说
F!EI
图30是表示该前纵梁53的第1例53 - l的说明图。 如该图所示，在第1例53-1中，朝向筒体的轴向交替地分 别"i殳有l个前端部55的非淬火部55a以及高频淬火部55b，倾斜 部56以及后端部57全是高频淬火部。由此，在沖撞时冲击能量 被施加在本体54的轴向上，此时不会产生前纵梁53的重量增 加，能促进在前端部55的非淬火部55a处的由对轴向的压溃而 产生的变形，并且由于倾斜部5 6的耐弯曲性得到提高而能减轻 前围板59的损伤，因此，能提高驾驶室58的安全性。 图31是表示前纵梁53的第2例53- 2的说明图。 如该图所示，在第2例53- 2中，朝向本体4的轴向交替地 分别设有2个以上(图中分别为3个)前端部55的非淬火部55a以 及高频淬火部55b,并且整个倾斜部56以及后端部57为高频淬 火部。由此，在冲撞时冲击能量一皮施加在本体54的轴向上，此 时不会产生前纵梁53的重量增加，在前端部55的非淬火部55a 处的由对轴向的压溃而产生的变形受到控制而进 一 步促进该变 形，并且由于倾斜部5 6的耐弯曲性得到提高而能减轻前围板5 9 的损伤，因此，能提高驾驶室58的安全性。
图32是表示图31所示的前纵梁53的第2例53 - 2的适宜形 态53 - 2'的说明图。如该图所示，前端部55的非淬火部55a以及高频淬火部55b 各自的朝向本体54的轴向(图4中的两箭头方向)的长度，随着从 .本体54的前端4卩朝向后端去而1￡、渐变大，由于促进了由只十轴向 的压溃而产生的变形，因此优选。
图33是表示前纵梁53的第3例53 - 3的说明图。
如该图所示，在第3例53-3中优选设置为，前端部55的高 频淬火部55b随着/人本体54的轴向前端朝向后端去其面积逐渐 变大，并且前端部5 5的非淬火部5 5 a随着/人筒体的轴向前端朝 向后端去其面积逐渐变小。由此，能够侦j皮施加于前纵梁53的 冲击载重逐渐增加，因此，既能够减轻初期载重，又能够促进 前端部55的非淬火部55a处的由对轴向的压溃而产生的变形， 并且能提高倾斜部56的耐弯曲性。
图34(a) 图34(d)是表示前纵梁53的第4例53- 4、第5例53 -5、第6例53 - 6以及第6例53 - 7的说明图。
如图34(a) 图34(d)所示，在第4 7例中，朝向本体54的 周向交替地各自设有l个或者2个以上前端部55的非淬火部55a 以及高频淬火部55b,由于既取得了前端部55和倾斜部56的载 重平tf又强化了前端部55,因此优选。
图34(a)以及图34(b)是筒体具有四边形横截面形状的情 况，图34(c)以及图34(d)是筒体具有八边形横截面形状的情况。
如图34(a)以及图34(c)所示，通过将非淬火部55a设置在不 含有作为横截面形状的多边形顶点的平面状区域内，并且将高
频淬火部55b设置在含有多边形顶点的弯曲区域内，能提高应 对冲击载重的耐力。
另一方面与此相反，如图34(b)以及图34(d)所示，通过将 非淬火部55a设置在含有多边形顶点的弯曲区域内，并且将高 频淬火部55b设置在不含有多边形顶点的平面状区域内，能降低初始载重而控制冲击载重，能促进由对轴向的压溃而产生的变形。
图35(a)以及图35(b)是表示前纵梁53的第8例53 - 8、第9 例53 - 9的说明图。
如图35(a)所示，在作为本体54的横截面的多边形具有一对 相对的大致垂直面的情况下，非淬火部55a被设置在一大致垂 直面上，并且高频淬火部55b被设置在与此相对的另 一大致垂 直面上，且使非淬火部55a以及高频淬火部55b朝向本体54的轴 向上交替形成，从而在被施加了冲击载重的前纵梁53上，能引 导车身向所期望的宽度方向折弯，因此优选。
另一方面，如图35(b)所示，在作为本体54的横截面的多边 形具有一对相对的大致水平面的情况下，非淬火部55a被设置 在一大致水平面，并且高频淬火部55b被设置在与此相对的另 一大致水平面上，且使非淬火部55a以及高频淬火部55b朝向本 体54的轴向交替形成，从而在被施加了冲击载重的前纵梁53 上，能引导车身向所期望的上下方向折弯，因此优选。
图36(a)以及图36(b)是表示前纵梁53的第10例53- 10,第 11例53 — ll的说明图，两图的右面的图是前端部55的A- A剖 视图。另外，图36(a)表示高频淬火部55b的面积朝向筒体的轴 向逐渐增加的情况，图36(b)表示高频淬火部55b的面积为恒定 的情况。
如图36(a)以及图36(b)所示，非淬火部55a被设置在筒体横 截面的下侧区域内，高频淬火部55b^皮设置在除了该下侧区域 之外的上侧区域内，从而能抑制被施加了冲击载重的本体54的 折弯变形，因此优选。
图37是表示前纵梁53的第12例53 - 12的说明图。 如图37所示，非淬火部55a被设置在筒体横截面的车身内侧区域内，高频淬火部55b被设置在除了车身内侧区域之外的车身外侧区域内，从而能抑制被施加了沖击载重的本体54向车身内侧弯曲而导致冲击吸收性能过早地下降，因此优选。
在以上说明的前纵梁53的第1例53 - 1~第12例53 - 12中，以后端部57全部为高频淬火部的情况为例。但是，与此不同的是，也可以在后端部57的一部分上i殳置非淬火部。
图38是表示在图31所示的前纵梁53的第2例53 - 2中从后端部57的前端朝向本体54的轴向形成一 个非淬火部57a的第13例53-12的说明图。另外，也可以朝向筒体的轴向设置多个非淬火部57a。
采用该第13例53- 13，除了图31所示的第2例的前纵梁53的效果之外，还能促进后端部57处的由对轴向的压溃而产生的变形，能进一步减轻底板50以及驾驶室58的损伤。
采用以上说明的第1例53 - 1~第13例53 - 13,通过高频淬火能对前纵梁53局部进行高强度化，并且能对高频淬火部和非淬火部之间施加适当的强度平衡，因此，能促进由对轴向的压溃而产生的变形，由此，能提供兼备迄今为止从未得到过的高强度和冲击吸收性能的前纵梁53。
在此，成形后，有时对前纵梁53局部实施以穿孔为目的穿孔加工或用于形成例如缺口的切断加工等的枳4成加工，如果高频淬火进行至要进行上述加工的部位，则由于硬度的显著上升而难以进行上述才几械加工。另外，特别是由于前纵梁53的后端部与底板50的下表面焊接接合，因此，优选在这样的部分不进行高频淬火。
图39是表示从这样的观点出发的、将非淬火部55a、 57a设置在含有通过穿孔加工而形成的穿孔部以及被焊接的焊接部的区域的前纵梁53的第14例53 - 14的说明图。在图39所示的第14例53- 14中，在前端部55的含有穿孔加工部的区域设置非淬火部55a,并且在后端部57的与底板之间的焊接部也设置非淬火部57a。该第14例53- 14由于具有优良的焊接性以及加工性，因此能以现有的工业规模进行大量生产。
下面，i兌明本发明所涉及的前纵梁53的制造方法。
本发明所涉及的前纵梁53能利用参照图1 ~ 22说明的弯曲加工法来制造。由此，既能获得高生产率、良好的尺寸精度以及可靠且容易地形成非淬火部以及高频淬火部，又能制造出本发明所涉及的前纵梁53。
与此相反，例如通过众所周知的适宜方法成形具有上述的前端部5、倾斜部6以及后端部7的闭合截面构造的筒体，并对成形出的该筒体进行弯曲成形而做成所期望的形状，然后通过众所周知的方法进行高频淬火时，因高频淬火特别难以确保弯曲成形部的尺寸精度，因此，实际上是不能制造出本发明所涉及的前纵梁53的。
这样，采用本实施方式，因为兼备迄今为止从未得到过的高强度以及轻量性和冲击吸收性能，且具有更加优良的焊接性以及加工性，因此，能提供以现有工业规模能大量生产的前纵梁。
实施方式3说明实施方式3。
图40是表示本实施方式的汽车车身61侧部构造62的 一 例的说明图。
该侧部构造62至少由A柱63、 B柱64、上边梁65、下边梁66、 C柱67构成。
A柱63由第l部分63a和第2部分63b构成，该第l部分63a与固定在底一反68宽度方向两端部的下边梁66相连接并朝向上方延伸设置，并且具有闭合的闭合截面；该第2部分63b与该第l部分63a相连续并沿倾斜方向延伸设置，并且具有闭合截面。
另外，上边梁65与该A柱63的第2部分63b相连续且与B柱64的上部相连接，为具有闭合截面的筒状构件。
B柱64的下部与下边梁66相连接，上边梁65借助B柱64被下边梁66以及底板68支承。另夕卜，上边梁65的后端部与C柱67相连接。C柱67与后挡泥板相连接。
这样，本实施方式的侧部构造6 2通过由具有闭合截面的各种构造构件形成的骨架构成。
在本实施方式中，在A柱63的第2部分63b的内部以及从该第2部分63b到上边梁65内部的比该上边梁65与B柱64相连接的连接部靠后方的位置之间配置有侧部加强构件7 0 。
图41是表示该侧部加强构件70的一例的说明图。
该侧部加强构件70具有由八边形形成的闭合冲黄截面形状，并且具有3维弯曲形状。该侧部加强构件70具有经高频淬火处理的一体构造。
图42(a)表示图40的A-A剖视图，图42(b)表示图40的B-B剖视图。如图42所示，在A柱63的第2部分63b的内部配置有侧部加强构件70,并且从该第2部分63b到上边梁65内部的比该上边梁65与B柱64相连接的连接部靠后方的位置之间配置有该侧部加强构件70。
优选在侧部加强构件70的、为了与B柱64相连接而被焊接的区域不进行淬火处理，从而确保了加工性以及焊接性。
另外，优选在侧部加强构件70的前端部不进行淬火，这样能提高将该前端部焊接在发动机室的一部分上时的焊接性。
这样的侧部加强构件70可以通过参照图1 ~ 22说明了的热加工3维弯曲方法来制造。由此，既能够获得高生产率、良好的尺寸精度以及可靠且容易地形成非淬火部以及高频淬火部，又能制造出本发明所涉及的侧部加强构件70。
若要在A柱63的第2部分63b的内部配置侧部加强构件70，并且在从该第2部分63b到上边梁65内部的比该上边梁65与B柱64相连接的连接部靠后方的位置之间配置侧部加强构件70,将侧部加强构件70做成为B柱的加强构件的前端覆盖侧部加强构件70那样的形状即可，可在通常的汽车车身的弧焊工序或者点焊工序等中装入该侧部加强构件7 0 。
另外，由于该侧部加强构件7 0的大致整个区域经过高频淬火处理而具有极高的强度，因此，即使将其横截面面积设定得较小，也能充分地发挥作为加强构件的功能。因此，能够将因增加侧部加强构件7 0而产生的重量增加抑制到最小限度。
另外，由于能一体地制造该侧部加强构件70,因此，能减少加强构件的零部件个数，由此能谋求降低车身61的制造成本。
这样，采用本实施方式，能够以高水平获得汽车车身61侧部构造的更进一步的高强度化以及轻量化，同时进一步降低车身61的制造成本。
实施方式4
说明实施方式4。在本说明中说明和上述实施方式3相异的部分，对于共通的部分标注相同的附图标记而省略重复的说明。
在本实施方式中，在A柱63的第2部分63b 上边梁65 ~ C柱67的内部配置侧部加强构件70- 1。
图43是表示该侧部加强构件70- l的说明图。另夕卜，图44是图40的C-C剖视图。如图43以及图45所示，在本实施方式中，在A柱63的第2部分63b的内部、上边梁65的内部以及C柱67的内部配置有侧部加强构件70- 1。简单地说，使上述实施方式1的侧部加强构件70延长为能
收容在C柱67的内部即为本实施方式的加强构件70- 1。除此之外均可以与实施方式3相同。
若要这样配置侧部加强构件70 - 1,将其做成为使B柱加强构件的前端覆盖侧部加强构件70 - l那样的形状即可，可在通常的汽车车身的弧焊工序或者点焊工序等中装入该侧部加强构
件70 - 1。
另外，由于该侧部加强构件70 - l的大致整个区域经过高频淬火处理而具有极高的强度，因此，即使将其横截面积设定得较小，也能够充分地发挥作为加强构件的功能。为此，能将由于增加侧部加强构件7 0 - 1而产生的重量增加抑制到最小限度。
另外，由于能一体制造该侧部加强构件70 - 1,因此，能减少加强构件的零部件个数，由于能降低车身61的制造成本。
这样，采用本实施方式，能够以高水平获得汽车车身61侧部构造62的更进一步的高强度化以及轻量化，同时进一步降低车身61的制造成本。
实施方式5
图45是图40的D - D剖视图。
在本实施方式中，将实施方式3的侧部加强构件70的前端侧向汽车车身61的下游侧延长，本实施方式的侧部加强构件70-2也存在于前纵梁63的第l部分63a的内部。
通过〗吏用该侧部加强构件70 - 3，除了实施方式l的侧部加强构件7 0的效果之外，还能在前面冲撞时加强前围板。
68
权利要求
1.一种汽车车身用强度构件，其特征在于，该汽车车身用强度构件包括筒体，该筒体包括2维或者3维弯曲的弯曲加工部，该筒体具有闭合截面，且沿轴向由一个构件构成，该筒体包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超高强度热处理部；作为除了该超高强度热处理部以外的其余部位的、经热处理使抗拉强度为600～1100MPa的高强度热处理部。
2. —种汽车车身用强度构件，其特征在于， 该汽车车身用强度构件包括筒体，该筒体包括2维或者3维弯曲的弯曲加工部，该筒体具有闭合截面，且沿轴向由一个构件构成，该筒体包括经热处理使抗拉强度超过110 0 M P a的超高强度热处理部； 作为除了该超高强度热处理部以外的其余部位的、经热处理使抗拉强度小于600MPa的低强度热处理部。
3. —种汽车车身用强度构件，其特征在于， 该汽车车身用强度构件包括筒体，该筒体包括2维或者3维弯曲的弯曲加工部，该筒体具有闭合截面，且沿轴向由一个构件构成，该筒体包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超高强度热处理部； 作为除了该超高强度热处理部以外的其余部位的一部分的、经热处理使抗拉强度为600 11 OOMPa的高强度热处理部； 作为除了上述超高强度热处理部以及上述高强度处理部以外的其余部位的、经热处理使抗拉强度小于600MPa的低强度热处理部。
4. 一种汽车车身用强度构件，其特征在于， 该汽车车身用强度构件包括筒体，该筒体包括切断加工预定部、穿孔加工预定部及焊接预定部中的至少一个和2维或者3维弯曲的弯曲加工部，该筒体具有闭合截面，且沿轴向由一个构件构成，该筒体包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超高强度热处理部； 作为除了该超高强度热处理部以外的其余部位的 一部分的、经热处理使抗拉强度为600.、1100MPa的高强度热处理部； 作为除了上述超高强度热处理部以及上述高强度热处理部以外的其余部位的、经热处理使抗拉强度小于600MPa的低强度热处J里部。
5. —种汽车车身用强度构件，其特征在于， 该汽车车身用强度构件包括筒体，该筒体包括切断加工预定部、穿孔加工预定部及焊接预定部中的至少一个和2维或者3维弯曲的弯曲加工部，该筒体具有闭合截面，且沿轴向由一个构件构成，该筒体包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超高强度热处理部； 作为上述切断加工预定部、穿孔加工预定部以及焊接预定部中的至少 一 个，经热处理使抗拉强度小于600MPa的第l低强度热处理部；作为除了上述超高强度热处理部以及上述第l低强度热处 理部以外的其余部位的、经热处理使抗拉强度小于600MPa的 第2低强度热处理部。
6. —种汽车车身用强度构件，其特征在于， 该汽车车身用强度构件包括筒体，该筒体包括切断加工预定部、穿孔加工预定部及焊接预定部中的至少 一个和2维或者3 维弯曲的弯曲加工部，该筒体具有闭合截面，且沿轴向由一个 构件构成，该筒体包括经热处理使抗拉强度超过110 0 M P a的超高强度热处理部；作为上述切断加工预定部、穿孔加工预定部以及焊4妄预定部中的至少 一个，经热处理使抗拉强度小于600MPa的第l低强 度热处理部；作为除了上述超高强度热处理部以及上述第1低强度热处 理部以夕卜的其余部位的 一 部分的、经热处理4吏抗-拉强，变为 600 ~ llOOMPa的高强度热处理部；作为除了上述超高强度热处理部、上述高强度热处理部以 及上述第l低强度热处理部以外的其余部位的、经热处理使抗 拉强度为小于600MPa的第2低强度热处理部。
7. 根据权利要求1 6中任一项所述的汽车车身用强度构 件，其中，上述弯曲加工部是经热处理使抗拉强度超过 1100MPa的超高强度热处理部。
8. 根据权利要求1 7中任一项所述的汽车车身用强度构 件，其中，上述闭合截面为不具有朝向外部的凸缘的闭合截面。
9. 一种前纵梁，其包括由筒体构成的本体，该筒体具有闭 合截面，并且沿轴向由一个构件构成，该本体包括乂人主体的 轴向的一端部朝向另 一端部、朝向车身前后方向延伸设置的前 端部；与该前端部相连续且沿着前围^反向下方倾斜的倾斜部；与该倾斜部相连续且沿着与上述前围才反相4妄合的底板的下表面 延伸设置的后端部，其特征在于，上述前端部的一部分是未进行淬火处理的非淬火部，并且 该前端部的除了该一部分以外的其余部分是经过高频淬火处理 的高频淬火部，整个上述倾斜部为经过高频淬火处理的高频淬火部，并且， 上述后端部的一部分是未经过淬火处理的非淬火部，并且该后端部的除了该一部分以外的其余部分是经过高频淬火处理的高频淬火部。
10. 根据权利要求9所述的前纵梁，其中，在上述筒体的轴 向上交替地分别设置一个或者两个以上上述前端部的上述非淬 火部以及上述高频淬火部。
11. 根据权利要求10所述的前纵梁，其中，上述非淬火部 以及上述高频淬火部各自的朝向上述轴向的长度，随着从上述 筒体的前端朝向后端去而逐渐变大。
12. 根据权利要求9所述的前纵梁，其中，上述前端部的上 述高频淬火部被设为随着从上述筒体的轴向前端朝向后端去其 面积逐渐变大，并且上述前端部的上述非淬火部^皮i殳为随着乂人 上述筒体的轴向前端朝向后端去其面积逐渐变小。
13. 根据权利要求9 12中任一项所述的前纵梁，其中，在 上述筒体的周向上交替地分别设有一个或者两个以上上述前端 部的上述非淬火部以及上述高频淬火部。
14. 根据权利要求13所述的前纵梁，其中，上述筒体具有 多边形的横截面形状，上述非淬火部被设置在不含有该多边形 顶点的区域内，并且上述高频淬火部被设置在含有该多边形顶 点的区域内。
15. 根据权利要求13所述的前纵梁，其中，上述筒体具有 多边形的横截面形状，上述非淬火部被设置在含有该多边形顶 点的区域内，并且上述高频淬火部被设置在不含有该多边形顶 点的区域内。
16. 根据权利要求13 15中任一项所述的前纵梁，其中， 上述多边形具有一对相对的大致水平面，上述非淬火部被设置 在一大致水平面上，并且上述高频淬火部被设置在另 一大致水 平面上。
17. 根据权利要求13 16中任一项所述的前纵梁，其中， 上述多边形具有一对相对的大致垂直面，上述非淬火部被设置在一大致垂直面上，并且上述高频淬火部^^设置在另 一大致垂 直面上。
18. 根据权利要求13 17中任一项所述的前纵梁，其中， 上述非淬火部被设置在上述筒体横截面的下侧区域内，上述高 频淬火部裙:设置在除了该下侧区域以外的上侧区域内。
19. 根据权利要求13 18中任一项所述的前纵梁，其中， 上述非淬火部被设置在上述筒体横截面中的车身内侧区域内， 上述高频淬火部被设置在除了该车身内侧区域以外的车身外侧 区域内。
20. 根据权利要求9 19中任一项所述的前纵梁，其中，从 上述后端部的前端在上述筒体的轴向上交替地分别设有一个或 者两个以上该后端部的上述非淬火部以及上述高频淬火部。
21. 根据权利要求9 20中任一项所述的前纵梁，其中，上 述非淬火部,皮设置在含有通过穿孔加工而形成的穿孔部以及#皮 焊接的焊接部的区域内。
22. 根据权利要求9 21中任一项所述的前纵梁，其中，上 述筒体不具有朝向外部的凸缘。
23. 根据权利要求9 22中任一项所述的前纵梁，其中，高 频淬火部的抗拉强度为600 1100MPa或者超过1100MPa,并 且上述非淬火部的抗拉强度小于600MPa。
24. —种汽车车身的侧部构造，其包括A柱和上边梁；该A 柱包括第l部分，其与下边梁相连接并朝向上方延伸设置， 并且具有闭合截面；第2部分，其与该第l部分相连续并沿倾斜 方向延伸设置，并且具有闭合面；该上边梁与该A柱相连续且 与B柱相连接，该上边梁具有闭合截面，其特征在于，至少在上述第2部分的内部以及从该第2部分到上述上边 梁内部的比该上边梁与上述B柱相连接的连接部靠后方的位置之间配置有侧部加强构件，该侧部加强构件具有闭合截面且具有3维弯曲的形状，并且经高频淬火处理，沿轴向由一个构件 构成。
25. 根据权利要求24所述的汽车车身的侧部构造，其中， 对上述侧部加强构件的、为了与上述B柱相连接而被焊接的区 域不进行淬火处理。
26. 根据权利要求24或25所述的汽车车身的侧部构造，其 中，上述汽车车身包括与上述上边梁相连续且具有闭合截面的 C柱，上述侧部加强构件配置在该C柱的内部。
27. 根据权利要求24~26中任 一 项所述的汽车车身的侧部 构造，其中，对配置于上述第2部分内部的上述侧部加强构件 的前端部不进行淬火处理。
28. 根据权利要求24 26中任一项所述的汽车车身的侧部 构造，其中，上述侧部加强构件还配置于上述第l部分的内部。
29. 根据权利要求24 28中任一项所述的汽车车身的侧部 构造，其中，上述侧部加强构件不具有朝向外部的凸缘。
30娟i& h别至 >七94~9Q由— t折斩；术':与主主身的俯j吾口构造，其中，上述侧部加强构件的经过高频淬火处理的部分的抗拉强度为600~ 1100MPa或者超过1100MPa。
31.根据权利要求30所述的汽车车身的侧部构造，其中， 上述侧部加强构件的未经过淬火处理的部分的抗拉强度小于 600MPa。
全文摘要
本发明提供具有2维或者3维弯曲的弯曲加工部并且具有抗拉强度为超过1100MPa的超高强度的例如侧梁或者柱这样的汽车车身用强度构件。该汽车车身用强度构件筒体构成，该筒体包括2维或者3维弯曲的弯曲加工部、切断或穿孔加工预定部以及焊接预定部，且具有不具有朝向外部的凸缘的闭合截面，该筒体包括经热处理使抗拉强度超过1100MPa的超高强度热处理部；作为除了该超高强度热处理部以外的其余部位的、经热处理使抗拉强度为在600MPa～1100MPa的高强度热处理部；及/或作为上述切断或穿孔加工预定部以及焊接预定部，经热处理使抗拉强度小于600MPa的低强度热处理部。
文档编号B62D25/08GK101678864SQ20088001877
公开日2010年3月24日 申请日期2008年3月31日 优先权日2007年4月4日
发明者吉田经尊, 富泽淳, 小岛启达, 岛田直明 申请人:住友金属工业株式会社