(57)【要約】【課題】曲げ加工後の残留応力を小さくすることで耐応力腐食割れ性能に優れるアルミニウム合金押出形材製部材を得る。【解決手段】長手方向に垂直な断面でみたとき、曲げ内側及び曲げ外側に位置する一対のフランジ２，３と、これらを接続するウエブ４，５を有し、かつ曲げ半径方向に略垂直で前記ウエブ４，５よりも幅方向外側の両方向に張り出した突出フランジ６，７を有するアルミニウム合金押出形材のロール曲げ加工方法。突出フランジ６，７の曲げ内側の面６ａ，７ａを受けロール１２で支持し、かつ突出フランジ６，７の曲げ外側の面６ｂ，７ｂに押さえロール１５で載荷しながら曲げ加工して、長手方向に曲率を付与する。自動車用ドア補強材、バンパー補強材又はルーフ補強材等のエネルギー吸収部材として用いられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に垂直な断面でみたとき、曲げ内側及び曲げ外側に位置する一対のフランジと、それらのフランジを接続する２以上のウエブを有し、かつ曲げ半径方向に略垂直で前記ウエブよりも幅方向外側の両方向に張り出した突出フランジを有するアルミニウム合金押出形材のロール曲げ加工方法において、前記両突出フランジの一方の面を受けロールで支持し、かつ前記両突出フランジの他方の面に押さえロールで載荷しながら曲げ加工して、長手方向に曲率を付与することを特徴とするアルミニウム合金押出形材のロール曲げ加工方法。
【請求項２】
前記両突出フランジが前記アルミニウム合金押出形材の曲げ最外側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載されたアルミニウム合金押出形材のロール曲げ加工方法。
【請求項３】
前記断面において前記両突出フランジが最も幅方向外側に張り出していることを特徴とする請求項１に記載されたアルミニウム合金押出形材のロール曲げ加工方法。
【請求項４】
前記断面において前記両突出フランジが最も幅方向外側に張り出していることを特徴とする請求項２に記載されたアルミニウム合金押出形材のロール曲げ加工方法。
【請求項５】
前記受けロール又は押さえロールが、前記断面において前記両突出フランジより曲げ内側に位置する部分を収納する凹み部を有することを特徴とする請求項３又は４に記載されたアルミニウム合金押出形材のロール曲げ加工方法。
【請求項６】
前記押さえロール又は受けロールが、前記断面において前記両突出フランジより曲げ外側に位置する部分を収納する凹み部を有することを特徴とする請求項３に記載されたアルミニウム合金押出形材のロール曲げ加工方法。
【請求項７】
前記アルミニウム合金押出形材がＪＩＳ７０００系アルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載されたアルミニウム合金押出形材のロール曲げ加工方法。
【請求項８】
長手方向に垂直な断面でみたとき、曲げ内側及び曲げ外側に位置する一対のフランジと、それらのフランジを接続する２以上のウエブを有し、かつ曲げ半径方向に略垂直で前記ウエブよりも幅方向外側の両方向に張り出した突出フランジを有するアルミニウム合金押出形材からなり、前記両突出フランジの一方の面を受けロールで支持し、かつ前記両突出フランジの他方の面に押さえロールで載荷しながら曲げ加工したことを特徴とする長手方向に曲率を有するアルミニウム合金押出形材製部材。
【請求項９】
前記両突出フランジが前記アルミニウム合金製押出形材の曲げ最外側に設けられていることを特徴とする請求項８に記載された長手方向に曲率を有するアルミニウム合金押出形材製部材。
【請求項１０】
前記断面において前記両突出フランジが最も幅方向外側に張り出していることを特徴とする請求項８又は９に記載された長手方向に曲率を有するアルミニウム合金押出形材製部材。
【請求項１１】
前記アルミニウム合金押出形材がＪＩＳ７０００系アルミニウム合金からなることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載された長手方向に曲率を有するアルミニウム合金押出形材製部材。
【請求項１２】
前記アルミニウム合金押出形材製部材の用途が自動車のエネルギー吸収部材であり、曲げ外側に位置するフランジを車体の外側に向けて設置されるものであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載された長手方向に曲率を有するアルミニウム合金押出形材製部材。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれかに記載されたロール曲げ加工方法によって製造された、長手方向に曲率を付与されたアルミニウム合金押出形材製部材であり、その用途が自動車のエネルギー吸収部材であり、曲げ外側に位置するフランジを車体の外側に向けて設置されるものであることを特徴とする長手方向に曲率を有するアルミニウム合金押出形材製部材。
【請求項１４】
前記エネルギー吸収部材が、自動車用ドア補強材、バンパ補強材又はルーフ補強材であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載された長手方向に曲率を有するアルミニウム合金押出形材製部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金押出形材のロール曲げ加工方法、及びそのロール曲げ加工方法により製造されたアルミニウム合金押出形材製部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護の観点から、自動車の軽量化が期待されており、アルミニウム合金押出形材は、自動車用フレームあるいはエネルギー吸収部材への適用が期待されている。
【０００３】
アルミニウム合金押出形材は、接合を伴わずに予め閉断面化が可能であるという利点があり、鋼板材のプレス成形などで製作される略ハット型などの閉断面構造に比べて、エネルギー吸収性能に優れるという利点がある。また、断面内の肉厚分布を容易に設けることが可能であり、肉厚を適正に配分することで、同等重量で、曲げ強度、剛性、エネルギー吸収特性の高い製品を得ることができる。
このため、自動車用ドア補強材、バンパー補強材、ルーフ補強材など、衝突時に荷重を受け持ち、エネルギー吸収を行う部品やフレームへの適用が進んでいる。中でもＪＩＳ７０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−（Ｃｕ）系）アルミニウム合金は、素材強度が高く、高強度エネルギー吸収部品として期待されている。
【０００４】
アルミニウム合金は、従来から用いられている鋼板に比べて耐食性が高いという特徴がある一方で、条件によっては応力腐食割れが生じることがしばしば問題になる。特に前記７０００系アルミニウム合金は、この応力腐食割れが生じやすいという問題がある。
応力腐食割れは、素材を加工したときに生じる残留応力に依存しており、素材強度に対して引張残留応力が高いほど発生しやすくなる。アルミニウム合金押出形材は、車体フレームや補強材などに適用する際に、曲げ加工が要求される場合も多く、その曲げ加工後に残留する応力に起因して、前記応力腐食割れが発生する場合がある。
【０００５】
７０００系又は６０００系アルミニウム合金では、この応力腐食割れ性の向上を目的とする材料組成あるいは製造方法の開発が行われている（特許文献１〜３参照）。
しかし、これらの素材を用いても、加工条件によっては、一部に引張応力が残留し、応力腐食割れが発生する場合がある。これに対して、表面にショットピーニング加工を施すことで残留応力を低減する対策も見られるが（特許文献４参照）、後加工追加によるコストアップが問題になる。
【０００６】
加工後の熱処理による耐応力腐食割れ対策も一般的に行われている。例えば、耐力の低いＴ１調質状態での加工後に、Ｔ５あるいはＴ６処理（時効処理）を行うことで素材強度を増加させれば、素材強度に対する引張残留応力の割合を減少させることが可能となる。また、より高い温度での熱処理によって、残留応力自体を低減させる場合もあるが、この場合には、素材強度自体も低下してしまうため、高強度な７０００系又は６０００系アルミニウム合金を適用するメリットそのものがなくなるという問題がある。
【０００７】
なお、Ｔ１調質材の状態で加工後熱処理する場合には、前述のように残留応力を低減できるという利点はあるが、加工後の製品寸法精度の確保が問題になる。熱間で製造される押出形材は、素材強度がばらつきやすい上に、Ｔ１調質材は室温中でも自然時効が生じるために、加工タイミングによって素材特性が変化してしまうという問題がある。このため加工後のスプリングバック量にばらつきが生じ、寸法精度を確保することが難しくなる。特に曲げ半径の大きい大Ｒ曲げ製品では、スプリングバック量自体が大きくなり、そのばらつき幅も大きくなる。
【０００８】
押出形材の曲げ加工方法については、プレス曲げ、押し付け曲げ、引張曲げ、ロール曲げなど、様々な方法がある。これらの曲げ加工方法はそれぞれ特徴があり、上記のような素材特性バラツキが生じた場合の加工条件調整方法もいくつか存在する。また、曲げ加工に供される押出形材の断面形状についても、種々の提案（特許文献５，６参照）がなされている。
曲げ金型に素材を押し付けることで曲げ加工を行うプレス曲げあるいは押し付け曲げ加工の場合は、工具自体が剛体で形成されている。このため、量産時に素材バラツキが生じた場合は、パンチ工具の押し込み量あるいは曲げ角度で調整するしかなく、押出形材の長手方向に全面的にＲを設ける場合については調整が難しい。
【０００９】
素材に張力を加えながら曲げ加工を行う引張曲げ加工では、張力を付与されることでスプリングバック量自体が小さく、寸法精度を確保しやすいという利点がある。また、素材特性にバラツキが生じた場合には、加工中に加える張力を変更することでスプリングバック量を調整し、所定の製品を得ることが可能になる。しかし、素材に張力を加えるために、素材端部を強固にクランプする必要があるため、曲げ加工後に、この部分を切断、廃棄することが必要であり、素材の歩留まり低下、加工工程追加によるコストアップが問題となる。    
一方、ロール曲げの場合、ロール工具の押し込み量を変化させることで異なるＲの製品を製造することが可能である。つまり、素材バラツキが変化した場合には、工具押し込み量を変更するだけで対応が可能であり、かつ、金型費用が安いなどの利点があることから、特に大Ｒの曲げ製品や高強度部品などスプリングバックの大きい条件の製品への適用に有利である。
【００１０】
【特許文献１】特公昭６１−２８７４４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０７２３３号公報
【特許文献３】特開２００１−２４０９３０号公報
【特許文献４】特開平５−３２０８３８号公報
【特許文献５】特許第３５２５９７９号公報
【特許文献６】特開２００２−２２５６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、ロール曲げ加工された部材の残留応力は、前記プレスベンダーなど他の曲げ加工方法に比べて高くなることが多く、特に中空形材の場合には極めて高くなることが、本発明者らの研究により明らかになった。そのため、先に述べたとおり、ＳＣＣ（応力腐食割れ）が生じる可能性が顕著に高くなる。
本発明は、製造コスト、及び製造時に素材バラツキに対する調整機能の面で有利となるロール曲げ加工により、長手方向に曲率を形成されるアルミニウム合金押出形材を対象に、曲げ加工後の残留応力を小さくすることで耐ＳＣＣ（耐応力腐食割れ）性能に優れるアルミニウム合金押出形材製部材を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るロール曲げ加工方法は、長手方向に垂直な断面でみたとき、曲げ内側及び曲げ外側に位置する一対のフランジと、それらのフランジを接続する２以上のウエブを有し、かつ曲げ半径方向に略垂直で前記ウエブよりも幅方向外側の両方向に張り出した突出フランジを有するアルミニウム合金押出形材のロール曲げ加工方法において、前記両突出フランジの一方の面を受けロールで支持し、かつ前記両突出フランジの他方の面に押さえロールで載荷しながら曲げ加工して、長手方向に曲率を付与することを特徴とする。
このロール曲げ加工した部材は、主として自動車用ドア補強材、バンパー補強材又はルーフ補強材等のエネルギー吸収部材として用いられ、この場合、曲げ外側のフランジが車体の外側に向けて設置される。
【００１３】
本発明に係る曲げ加工方法において、次のような望ましい実施の形態を挙げることができる。
（１）前記両突出フランジが前記アルミニウム合金押出形材の曲げ最外側に設けられていること。
（２）前記断面において前記両突出フランジが最も幅方向外側に張り出していること。この場合さらに、前記断面において前記両突出フランジより曲げ内側（又は外側）に位置する部分が存在する場合に、前記受けロール又は押さえロールが前記両突出フランジより曲げ内側（又は外側）に位置する部分を収納する凹み部を有すること。
【００１４】
本発明に係る長手方向に曲率を有するアルミニウム合金押出形材製部材は、長手方向に垂直な断面でみたとき、曲げ内側及び曲げ外側に位置する一対のフランジと、それらのフランジを接続する２以上のウエブを有し、かつ曲げ半径方向に略垂直で前記ウエブよりも幅方向外側の両方向に張り出した突出フランジを有するアルミニウム合金押出形材からなり、前記両突出フランジの一方の面を受けロールで支持し、かつ前記両突出フランジの他方の面に押さえロールで載荷しながら曲げ加工したことを特徴とし、上記曲げ加工方法により製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、曲げ内側及び曲げ外側に位置する一対のフランジと、それらのフランジを接続する２以上のウエブを有し、かつ曲げ半径方向に略垂直で前記ウエブよりも幅方向外側の両方向に張り出した突出フランジを有するアルミニウム合金押出形材について、前記両突出フランジの一方の面を受けロールで支持し、かつ前記突出フランジの他方の面に押さえロールで載荷しながら曲げ加工することにより、曲げ加工後の引張残留応力が低く、耐ＳＣＣ（応力腐食割れ）性能に優れたアルミニウム合金押出形材製部材を製造することができる。
また、本発明に係るロール曲げ加工した部材を、自動車用ドア補強材、バンパー補強材、又はルーフ補強材等の自動車用エネルギー吸収部材に適用した場合、さらに衝突時の破断防止による性能向上という効果を得ることができる。
本発明は応力腐食割れに対する感受性の高い７０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−（Ｃｕ）系）アルミニウム合金への適用に対して最も効果があり、時効処理（Ｔ５，Ｔ６）材を曲げ加工する場合であっても耐応力腐食割れ性を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［従来のロール曲げ加工の特性］
ロール曲げ加工の場合、受けロールと押さえロールの支持点間距離が短く、所定の曲げ加工を行うための工具荷重は、プレス曲げ加工などに比べて高いという特徴がある。このため、受けロール通過後の素材には、高い工具荷重に応じて、高いせん断応力が加わる。また、本発明者の新たな知見によれば、押さえロールからの工具荷重は形材長手方向への圧縮応力としても加わる（後述する図１２参照）ため、受けロールとの接触部では、この圧縮応力を受け持つことになる。
【００１７】
図１１に、曲げ内側及び曲げ外側に位置する一対のフランジ（曲げ外側フランジ２、曲げ内側フランジ３）と、フランジ２，３を接続する２つのウエブ４，５と、フランジ２，３に連なりウエブ４，５よりも幅方向外側に張り出した左右の突出フランジ６〜９（フランジ２，３の一部ともいえる）からなるアルミニウム合金押出形材１を、ロール曲げ加工する従来方法を示す。図１１に示すように、アルミニウム合金押出形材１の曲げ内側フランジ３の曲げ内側表面を送りロール１１と受けロール１２で支持し、曲げ外側フランジ２の曲げ外側表面を送りロール１１と受けロール１２の直上に設置された送りロール１３，１４で挟み、曲げ外側フランジ２の外側表面に押さえロール１５で載荷し、これらのロール間をアルミニウム合金押出形材１が矢印方向に通過していくことで曲げ加工が行われる。受けロール１２は押さえロール１５の荷重を受け止めてアルミニウム合金押出形材１の曲げを支え、送りロール１３は反力を受け止める作用を有する。なお、１６はロール支持部である。
【００１８】
図１１に示す装置によりアルミニウム合金押出形材１（中空形材）をロール曲げ加工したときの、曲げ内側フランジ２と曲げ外側フランジ３の形材長手方向応力分布の模式図を図１２に示す。図中、Ｘはアルミニウム合金押出形材１の長手方向に沿った位置、Ａは受けロール１２の接触部、Ｂは押さえロール１５の接触部である。
図１２に示すように、曲げ加工を受けるアルミニウム合金押出形材１は、受けロール１２直上で最も大きい曲げモーメントを受け、曲げ内側フランジ３に圧縮、曲げ外側フランジ２に引張の曲げ応力が加わる。さらに、前述の形材長手方向圧縮応力が加わることで、曲げ内側フランジ３に加わる圧縮応力の絶対値は、曲げ外側フランジ２に加わる引張応力の絶対値よりも高い値を示す。
【００１９】
受けロール１２を通過した部位では、ウェブ４，５がせん断変形し、曲げ内側フランジ３に加わっていた形材長手方向の圧縮応力は急激に除荷され、引張応力に転じる。そして、押さえロール１５との接触部に近くなるにつれて、曲げ応力が弾性的に除荷されていくため、この曲げ内側フランジ３に発生する引張応力はさらに増加し、押さえロール１５通過後にそのまま残留することになる。このため、従来のロール曲げ加工では、曲げ内側フランジ３に高い引張応力が残留することになり、応力腐食割れの危険が大きくなるという問題があった。
特にアルミニウム合金押出形材１のような中空部品では、フランジ２，３の幅に比べてウエブ４，５の肉厚が薄いため、ウエブ４，５のせん断変形が生じやすく、受けロール１２通過後に圧縮応力が除荷されるタイミングでの応力変化が大きく、引張残留応力が大きくなる。この点は本発明者の新たな知見である。
【００２０】
［本発明に係るロール曲げ加工］
図１に、本発明に係るロール曲げ加工の典型例を示す（アルミニウム合金押出形材及び各ロールについて、実質的に同等の部位には図１１のものと同じ番号を用いている）。図１に示すように、アルミニウム合金押出形材１の曲げ最外側にある左右の突出フランジ６，７の曲げ内側表面６ａ，７ａを送りロール１１及び受けロール１２で支持し、曲げ外側フランジ２（突出フランジ６，７を含む）の曲げ外側表面に前記両ロール１１，１２の直上に設置された送りロール１３，１４を接触させ、かつ曲げ外側フランジ２の曲げ外側表面（突出フランジ６，７の曲げ外側表面６ｂ，７ｂ）を押さえロール１５で押さえながら、これらのロール間をアルミニウム合金押出形材１を矢印方向に通過させることで曲げ加工が行われる。
【００２１】
図１の例では、アルミニウム合金押出形材１の押出方向に垂直な断面において、突出フランジ６，７が最も幅方向外側に張り出している。また、送りロール１３，１４及び押さえロール１５は周面が均一径のロールであるが、送りロール１１及び受けロール１２は同形状で、周面の中央部に小径部１７を有し、その左右に大径部１８，１９を有し、大径部１８，１９の間に凹み部２１が形成されている。前記凹み部２１にアルミニウム合金押出形材１の突出フランジ６，７より曲げ内側に位置する部分が収納され、大径部１８，１９の周面が突出フランジ６，７の曲げ内側表面６ａ，７ａを支持している。アルミニウム合金押出形材１は、突出フランジ６，７を送りロール１１と受けロール１２及び送りロール１３，１４に挟まれて前方に送られる。
なお、受けロール１２が突出フランジ６，７の曲げ内側表面６ａ，７ａのみを支持していることで、押さえロール１５から加わる荷重は、ウェブ４，５には伝わらず、突出フランジ６，７を介して受けロール１２に伝わることになる。
【００２２】
図１に示すように、本発明に係るロール曲げ加工は、従来のロール曲げ加工に対して、載荷を行う押さえロール１５と、この荷重を支持する受けロール１２を同一の突出フランジ６，７に接触させ、これらのロール工具に接触している突出フランジ６，７を曲げ加工し、この変形にアルミニウム合金押出形材１の断面の他の部位を追従させることで、曲げ加工することを特徴としている。
なお、図１の例では、受けロール１２を突出フランジ６，７の曲げ内側表面６ａ，７ａに接触させ、押さえロール１５を同じ突出フランジ６，７の曲げ外側表面６ｂ，７ｂに接触させたが、ロール曲げ加工のロール配置によっては、逆に、受けロールを突出フランジの曲げ外側表面に接触させ、押さえロールを同じ突出フランジの曲げ内側表面に接触させる場合もある（図３参照）。
従来のロール曲げ加工の場合、押さえロール１５から加わる工具荷重がウエブ４，５を介して曲げ内側フランジ３に伝わるため、ウエブ４，５がせん断変形しやすい。これに対し、本発明の場合、支持点と荷重点である受けロール１２と押さえロール１５を同一の突出フランジ６，７に接触させることで、ウエブ４，５に荷重が伝わらないようにすることができ、このせん断変形の影響を抑えて、残留応力を低くすることができる。
【００２３】
図２に、本発明に係るロール曲げ加工の他の例を示す（アルミニウム合金押出形材及び各ロールについて、実質同等の部位には図１のものと同じ番号を用いている）。図１に示すロール曲げ加工では、送りロール１１と受けロール１２及び送りロール１３，１４のアルミニウム合金押出形材１との接触位置を、アルミニウム合金押出形材１の長手方向の同じ位置に設定していたが、図２に示すロール曲げ加工では、送りロール１１と受けロール１２及び送りロール１３，１４が千鳥配置されている。両方法の相違点はこのロール配置だけである。
なお、図１，２の例では、送りロール１１と受けロール１２、及び送りロール１３と１４は、それぞれ同一径、同一形状で表示しているが、必ずしも同一径、同一形状である必要はない。曲げ加工は受けロール１２と押さえロール１５の間で行われるため、この２つのロールが本発明の要件を満たしていれば、送りロール１１，１３，１４の径及び形状は、加工要件や装置制約に応じて便宜選択すればよい。
【００２４】
図３に、本発明に係るロール曲げ加工のさらに他の例を示す（アルミニウム合金押出形材及び各ロールについて、実質同等の部位には図１のものと同じ番号を用いている）。このロール曲げ加工は、２個の受けロール１２Ａ，１２Ｂの間に押さえロール１５が配置された３ロール式のロール曲げ加工である。受けロール１２Ａ，１２Ｂの周面は均一径で、曲げ外側フランジ２の曲げ外側表面（突出フランジ６，７の曲げ外側表面６ｂ，７ｂ）を支持し、押さえロール１５は中央部に小径部とその左右に大径部を有し（図１（ｂ）の受けロール１２と同様の構造）、前記大径部の周面が突出フランジ６，７の曲げ内側表面６ａ，７ａに接触して載荷している。また、押さえロール１５の両大径部の間に形成された凹み部に、アルミニウム合金押出形材１の突出フランジ６，７より曲げ内側に位置する部分が収納されている。図１の加工方法との相違点はこのロール構造及びロール配置だけである。
なお、図１，２の加工方法では、受けロール１２が曲げ内側に配置され、押さえロール１５が曲げ外側に配置されているが、図３の加工方法ではこれが逆である。
【００２５】
図１〜３の例では、受けロールと押さえロールが接触する突出フランジが、アルミニウム合金押出形材の曲げ外側フランジに連なる位置（曲げ最外側の位置）に設けられていたが、この突出フランジは，曲げ内側端、曲げ外側端、及びその中間部の断面のどこにあってもよく、同一フランジに押さえロール及び支持ロールを接触させて曲げ加工することで、少なくともウェブ４，５のせん断変形に起因する残留応力の増加を抑制することができる。
しかし、残留応力低減のためには、曲げ外側フランジに近接した位置に設けることが望ましい。せん断変形の影響を考慮しない曲げ加工では、曲げ応力除荷後の残留応力分布は、曲げ外側フランジが圧縮応力、曲げ内側フランジが引張応力となる。押さえロールと接触している突出フランジには、形材長手方向への圧縮応力も加わっているため、押さえロール通過後には、前期曲げ応力除荷に起因する応力に加えて、形材長手方向圧縮応力除荷に起因する引張応力が加わることになる。このため、曲げ応力除荷時により、引張応力は発生する曲げ内側（曲げ中立軸よりも曲げ内側）よりも、圧縮応力が発生する曲げ外側（曲げの中立軸より曲げ外側）、望ましくは曲げ最外側に突出フランジを設けた方が、残留応力をより低くすることができる。
突出フランジを曲げ最外側に設ける場合、曲げ中立軸よりも遠い位置に断面の肉厚を配分することになるため、製品としても、曲げ剛性及び曲げ強度を同等とした場合、より軽量な製品を得ることができるという望ましい効果も得られ、また後述するように曲げ加工製品を自動車のエネルギー吸収部材として利用する場合、衝突性能を向上させることができる。
【００２６】
また、図１〜３の例では、受けロールと押さえロールが接触する突出フランジは一対のフランジと２つのウエブのなす閉断面部の両側に設けられているが、この閉断面部は必ずしも矩形である必要はなく、さらに、必要とされる性能から両ウエブの間に１又は２以上の中ウエブ（中リブ）が適宜が形成されていてもよい。
なお、受けロールと押さえロールが接触する突出フランジについては、曲げ加工時の荷重を効率よく受けるために、曲げ半径方向に対して略垂直であることが望ましい。
【００２７】
図４〜６に、本発明に係るロール曲げ加工のさらに他の例を示す（アルミニウム合金押出形材及び各ロールについて、実質的に同等の部位には図１のものと同じ番号を用いている）。また、各ロールの配置及び各ロールが片持ちである点は図１のものと同じと想定している。
図４（ａ）の曲げ加工は、（１）アルミニウム合金押出形材１の突出フランジ６，７が、曲げ外側フランジ２の両側に連なっておらず、曲げ外側フランジ２より曲げ内側に寄った位置に形成されている点、（２）押さえロール１５が周面の中央部に小径部２２を有し、その左右に大径部２３，２４を有し、大径部２３，２４の間に凹み部２５が形成され、この凹み部２５にアルミニウム合金押出形材１の突出フランジ６，７より曲げ外側に位置する部分が収納され、大径部２３，２４の周面が突出フランジ６，７の曲げ外側表面６ｂ，７ｂを押さえて載荷している点、（３）図示しない送りロール１３，１４が押さえロール１５と同様に、周面の中央部に小径部を有し、その左右に大径部を有し、大径部の間に凹み部が形成され、前記凹み部にアルミニウム合金押出形材１の突出フランジ６，７より曲げ外側に位置する部分が収納され、前記大径部の周面が突出フランジ６，７の曲げ外側表面６ｂ，７ｂに接触している点で、図１の曲げ加工と異なる。受けロール１２の凹み部２１には、図１の曲げ加工と同じく、アルミニウム合金押出形材１の突出フランジ６，７より曲げ内側に位置する部分が収納されている。
【００２８】
図４（ｂ）の曲げ加工は、（１）アルミニウム合金押出形材１の曲げ外側の突出フランジ６，７より、曲げ内側の突出フランジ８，９が断面において最も幅方向外側に張り出している点、（２）受けロール１２（図示しない送りロール１１も）が周面が均一径のロールであり、曲げ内側フランジ３の曲げ内側表面（突出フランジ８，９の曲げ内側表面８ａ，９ａ）を支持している点、（３）押さえロール１５が、周面の中央部に小径部２２を有し、その左右に大径部２３，２４を有し、両大径部の間に凹み部２５が形成され、この凹み部２５にアルミニウム合金押出形材１の突出フランジ８，９より曲げ外側に位置する部分が収納され、大径部２３，２４の周面が突出フランジ８，９の曲げ外側表面８ｂ，９ｂを押さえて載荷している点、（４）図示しない送りロール１３，１４が押さえロール１５と同様に、周面の中央部に小径部を有し、その左右に大径部を有し、大径部の間に凹み部が形成され、この凹み部にアルミニウム合金押出形材１の突出フランジ８，９より曲げ外側に位置する部分が収納され、前記大径部の周面が突出フランジ８，９の曲げ外側表面８ｂ，９ｂに接触している点で、図１の曲げ加工と異なる。
【００２９】
図５（ａ）の曲げ加工は、（１）アルミニウム合金押出形材１の両ウエブの間に中ウエブ２６が追加され、曲げ外側の突出フランジ６，７が曲げ外側フランジ２より曲げ外側に位置し、曲げ外側フランジ２の外側に凹部２７が形成されている点、（２）押さえロール１５が、周面の中央部に大径部２８を有し、その左右に小径部２９，３０を有し、アルミニウム合金押出形材１の前記凹部２７に大径部２８がはまり、両小径部２９，３０の周面が突出フランジ６，７の曲げ外側表面６ｂ，７ｂを押さえて載荷している点、（３）図示しない送りロール１３，１４が押さえロール１５と同様に、周面の中央部に大径部を有し、その左右に小径部を有し、アルミニウム合金押出形材１の前記凹部２７に前記大径部がはまり、前記小径部の周面が突出フランジ６，７の曲げ外側表面６ｂ，７ｂに接触している点で、図１の曲げ加工と異なる。送りロール１３，１４及び押さえロール１５の周面は均一径でもよい。
【００３０】
図５（ｂ）の曲げ加工は、アルミニウム合金押出形材１の両ウエブの間に中ウエブ２６が追加されている点のみで、図１の曲げ加工と異なる。
図５（ｃ）の曲げ加工は、（１）アルミニウム合金押出形材１の曲げ外側フランジ２及びウエブ３，４が傾斜して閉断面部が矩形ではなく、曲げ外側の突出フランジ６，７が曲げ外側フランジ２より曲げ外側に位置し、曲げ外側フランジ２の外側に凹部２７が形成されている点、（２）受けロール１２（図示しない送りロール１１も）の周面の小径部１７と大径部１８，１９をつなぐ内壁３１，３２が、アルミニウム合金押出形材１のウエブ３，４の傾斜に合わせて内向きに傾斜し、凹み部２１が内向きに狭くなっている点で、図１の曲げ加工と異なる。
【００３１】
図６（ａ）の曲げ加工は、（１）アルミニウム合金押出形材１の突出フランジ６，７の先端に曲げ内側方向へのリブ３３，３４が形成されている点、（２）受けロール１２の大径部１８，１９の外側端部コーナーに凹み部３５，３６が形成され、前記突出フランジ６，７より曲げ内側に位置するリブ３３，３４を避けるようにした点で、図１の曲げ加工と異なる。
図６（ｂ）の曲げ加工は、（１）アルミニウム合金押出形材１の曲げ内側フランジ３が左右に分離したフランジ３Ａ，３Ｂからなり、曲げ外側フランジ２とフランジ３Ａをウエブ４，３８が接続し、フランジ２とフランジ３Ｂをウエブ５，３９が接続し、中央部に開断面部３７が形成され、開断面部３７の両側に閉断面部４１，４２が形成されている点、（２）受けロール１２（図示しない送りロール１１も）の大径部１８，１９の中間部に大径部４３が形成され、大径部１８，１９と大径部４３の間に凹み部２１Ａ，２１Ｂが形成され、大径部４３が開断面部３７内で曲げ外側フランジ２の曲げ内側表面２ａに接触してアルミニウム合金押出形材１を支持し、閉断面部４１，４２がそれぞれ凹み部２１Ａ，２１Ｂに収容されている点で、図１の曲げ加工と異なる。
図６（ｃ）の曲げ加工は、（１）アルミニウム合金押出形材１の突出フランジ６，７が平坦ではなく曲げ内側に傾斜している点、（２）受けロール１２（図示しない送りロール１１も）の大径部１８，１９の周面が、突出フランジ６，７の傾斜に合わせて切頭円錐形とされ、（３）押さえロール１５の周面も、突出フランジ６，７の曲げ外側表面６ｂ，７ｂに接触する両側部分が、突出フランジ６，７の傾斜に合わせて切頭円錐形に形成されている点で、図１の曲げ加工と異なる。
【００３２】
図７に、本発明に係るロール曲げ加工のさらに他の例を示す（アルミニウム合金押出形材及び各ロールについて、実質的に同等の部位には図３のものと同じ番号を用いている）。このロール曲げ加工は、２個の受けロール１２Ａ，１２Ｂの間に押さえロール１５が配置された３ロール式のロール曲げ加工（図３参照）を用い、図４（ｂ）に示すアルミニウム合金押出形材（アルミニウム合金押出形材１の曲げ外側の突出フランジ６，７より、曲げ内側の突出フランジ８，９が断面において最も幅方向外側に張り出している）を曲げ加工するものである。受けロール１２Ａ，１２Ｂは中央部に小径部とその左右に大径部を有し（図３の押さえロール１５と同様の構造）、前記大径部の周面が突出フランジ８，９の曲げ外側表面８ｂ，９ｂを支持し、押さえロール１５の周面は均一径で、曲げ内側フランジ３（特に突出フランジ８，９）の曲げ内側表面に８ａ，９ａに接触し載荷している。
【００３３】
なお、図１，２，５（ａ）〜（ｃ），６（ａ）〜（ｃ）の曲げ加工では、アルミニウム合金押出形材１の突出フランジ６，７より曲げ内側に位置する部分が、受けロール１２の凹み部２１（又は凹み部２１Ａ，２１Ｂ）に収納され、図３の曲げ加工では、突出フランジ６，７より曲げ内側に位置する部分が、押さえロール１５の凹み部に収納され、図４（ａ）の曲げ加工では、突出フランジ６，７より曲げ内側に位置する部分が、受けロール１２の凹み部２１に収納され、かつ突出フランジ６，７より曲げ外側に位置する部分が，押さえロール１５の凹み部２５に収納され、図４（ｂ）の曲げ加工では、突出フランジ８，９より曲げ外側に位置する部分が、押さえロール１５の凹み部２５に収納され、図７の曲げ加工では、突出フランジ８，９より曲げ外側に位置する部分が、受けロール１２Ａ，１２Ｂの凹み部に収納されている。
【００３４】
図８に、本発明に係るロール曲げ加工のさらに他の例を示す（アルミニウム合金押出形材及び各ロールについて、実質的に同等の部位には図１のものと同じ番号を用いている）。また、各ロールの配置は図１のものと同じと想定している。
図８の曲げ加工は、（１）アルミニウム合金押出形材１の曲げ外側の突出フランジ６，７の張り出し幅が曲げ内側の突出フランジ８，９の張り出し幅より小さい点、（２）図１の小径部１７と大径部１８，１９を有する受けロール１２の代わりに、周面が均一径の一対の受けロール１２，１２をアルミニウム合金押出形材１の両側に配置し、突出フランジ６，８の間及び突出フランジ７，９の間に受けロール１２，１２を挿入し、突出フランジ６，７の曲げ内側表面６ａ，７ａを支持している点で、図１の曲げ加工と異なる。
【００３５】
なお、図１〜７の曲げ加工では、受けロール又は／及び押さえロールに凹み部を形成し、受けロールと押さえロールを最も幅方向外側に張り出した突出フランジに接触させ、かつ前記両突出フランジより曲げ内側又は／及び曲げ外側に位置する部分を前記凹み部に収納させることにより、受けロール又は／及び押さえロールを片持ち構造で構成した。このため、装置構造をシンプルにすることが可能である。また、本構成であれば、ロールの両側に軸受けを設け、両持ちタイプにした場合でも、ロール駆動に必要なモーターは片側のみに設ければよいという利点がある。
一方、図７の曲げ加工のように、受けロール又は／及び押さえロールとして一対のロールを有する両持ちタイプの装置を用いることもできる。
【００３６】
［エネルギー吸収部材への適用］
本発明に係るロール曲げ加工した部材（アルミニウム合金押出形材製部材）は、自動車用ドア補強材、バンパー補強材又はルーフ補強材等のエネルギー吸収部材としての用途を考慮した場合、曲げ外側のフランジを車体の外側（衝突方向）に向けて設置することになる。これは、一般に自動車は車体外側方向に凸形状をなすデザインを持ち、本発明に係るロール曲げ加工した部材をこのデザインに適合させようとすれば、自然にそのような設置形態になるからである。
この設置形態により、本発明に係るロール曲げ加工した部材を上記用途（主としてドア補強材、バンパー補強材、ルーフ補強材）に適用した場合、さらに下記（１）〜（３）に示す効果を得ることができる。
【００３７】
（１）本発明に係るアルミニウム合金押出形材製部材は長手方向に曲率を有し、凸側（曲げ外側フランジ側）を車体外側方向に向けて設置されることにより、衝突に伴う変形の際には、押出形材軸方向への圧縮応力が生じるため、曲げ内側フランジに加わる引張応力が減少し、破断が生じにくくなる。
（２）本発明に係るアルミニウム合金押出形材製部材は長手方向に曲率を有し、凸側（曲げ外側フランジ側）を車体外側方向に向けて設置されることにより、長手方向に曲率を有しない直線部材に比べて、衝突前面側に張り出した構造となり、衝突の相手側との接触が早くなり、エネルギー吸収ストロークを大きくできる利点がある。これにより、エネルギー吸収量を多くして車体の損傷を抑制しやすくなり、また、同じエネルギー吸収量で比較すると、衝突が早くなる（車体外側方向に凸のため）ことで、エネルギ−吸収終了時の車体への進入量が抑制できる。
（３）最も幅方向外側に張り出した突出フランジを曲げの最外側に設けることにより、衝突時にフランジと接触する範囲を広くとることができ、衝突位置が異なる場合への対応範囲を広くすることができる。
【００３８】
なお、このようなエネルギー吸収部材に本発明に係るアルミニウム合金押出形材製部材を適用する場合、曲げ内外のフランジを接続するウエブは，衝突時の荷重を受け持つため、衝突方向に略平行に設けることが望ましい。
【実施例】
【００３９】
図９に示す断面形状（単位：ｍｍ）を持つ７０００系アルミニウム合金押出形材のＴ５処理材（耐力４５０ＭＰａ）を用いて曲げ加工解析を行った結果を図１０に示す。曲げ加工解析には汎用の静的陰解法ソフトＡＢＡＱＵＳを用いた。
図１０は、アルミニウム合金押出形材の製品曲げ半径と曲げ内外フランジの最大残留応力の関係を示すグラフである。同図の横軸はアルミニウム合金押出形材の曲げ外側表面の形状から求めた曲げ半径、縦軸は、最も残留応力が大きくなる曲げ内側あるいは外側表面の形材長手方向残留応力を示している。
従来のロール曲げ加工を行った場合（図１１参照）の値が、■印が付いた実線及び破線で示され、突出フランジを曲げ最外側にして本発明のロール曲げ加工を適用した場合（図１参照）の値が、◆印が付いた実線及び破線で示され、断面を逆にし突出フランジを曲げ最内側にして本発明のロール曲げ加工を適用した場合（図４（ｂ）参照）の値が、○印が付いた実線及び破線で示されている。
【００４０】
図１０に示すように、従来のロール曲げ加工を適用した場合（■印）は、曲げ内側フランジに高い残留応力が発生する。これに対して、突出フランジを曲げ最外側にして本発明のロール曲げ加工を適用した場合（◆印）は、曲げ外側フランジに引張の残留応力が発生することになり、その値は、従来のロール曲げ加工方法に比べて顕著に低くなることがわかる。また、突出フランジを曲げ最内側にして本発明のロール曲げ加工を適用した場合の残留応力（○印）についても、効果は小さいものの、従来のロール曲げ加工を適用した場合（■印）に比べて引張残留応力が低くなっており、本発明のロール曲げ加工による残留応力低減効果が認められる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るアルミニウム合金押出形材の曲げ加工方法を説明する側面図（ａ）及びそのＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図２】本発明に係る他の曲げ加工方法を説明する側面図である。
【図３】本発明に係るさらに他の曲げ加工方法を説明する側面図である。
【図４】本発明に係るさらに他の曲げ加工方法を説明する断面図である。
【図５】本発明に係るさらに他の曲げ加工方法を説明する断面図である。
【図６】本発明に係るさらに他の曲げ加工方法を説明する側面図である。
【図７】本発明に係るさらに他の曲げ加工方法を説明する断面図である。
【図８】本発明に係るさらに他の曲げ加工方法を説明する断面図である。
【図９】本発明の実施例に用いたアルミニウム合金押出形材の断面図である。
【図１０】実施例で解析して求めた曲げ半径に対する曲げ内外フランジの最大残留応力の値を示すグラフである。
【図１１】従来のアルミニウム合金押出形材の曲げ加工方法を説明する側面図（ａ）及びそのＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図１２】従来の曲げ加工方法における形材長手方向位置と形材長手方向応力分布の模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
２，３  フランジ
４，５  ウエブ
６〜９  突出フランジ
１１，１２  受けロール
１３，１４  送りロール
１５  押さえロール
２１，２５  凹み部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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