(57)【要約】【課題】ｔ／Ｄの値が小さい場合にも、ハイドロフォーム時に溶接部からの破断を生ずるおそれがないハイドロフォーム用薄肉素管を提供する。【解決手段】管状に板巻き成形された金属板の端部を重ね合わせ、マッシュシーム溶接したハイドロフォーム用薄肉素管。端部の重ね代を金属板の板厚ｔの４０％以上とすることが好ましく、金属板の板厚ｔが０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。電縫鋼管を製造できないｔ／Ｄ≦０．０２の領域のものも容易に製造することができる。このハイドロフォーム用薄肉素管は、接合面の方向が内圧方向に対して傾斜するため、溶接部から破断することがない。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状に板巻き成形された金属板の端部が重ね合わされ、マッシュシーム溶接されていることを特徴とするハイドロフォーム用薄肉素管。
【請求項２】
端部の重ね代を金属板の板厚ｔの４０％以上とした請求項１記載のハイドロフォーム用薄肉素管。
【請求項３】
金属板の板厚ｔが０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下である請求項１または２記載のハイドロフォーム用薄肉素管。
【請求項４】
板巻き成形された管の直径Ｄと金属板の板厚ｔとの間に、ｔ／Ｄ≦０．０５の関係が成立するようにした請求項１〜３のいずれかに記載のハイドロフォーム用薄肉素管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄肉金属部品をハイドロフォームする場合の素管として用いられるハイドロフォーム用薄肉素管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００２−１２００２４号公報
【０００３】
ハイドロフォームは金属製の素管を金型内にセットして軸押しと高内圧とを加え、金型の内面形状に沿って塑性変形させる加工法であり、複雑な形状を溶接によらずに成形できるため、軽量性を求められる自動車部品などの成形法として注目されている。従来ハイドロフォームは比較的厚肉の部品の製造に用いられていたので、素管としては特許文献１に示すような電縫鋼管を用いるのが一般的である。
【０００４】
ところが最近、薄肉金属部品をハイドロフォームすることが検討されており、その場合には薄肉素管を用いることが好ましい。しかし、板厚ｔを素管の直径Ｄに対して小さくし、ｔ／Ｄ≦０．０２としようとすると、電縫鋼管の成形が不安定になり、溶接品質が安定しない。このために薄肉で大径の部品をハイドロフォームするために薄肉素管を用いようとした場合、電縫鋼管を用いることはできない。そこで本発明者は、図３に示すように金属板を管状に板巻き成形し、その端面どうしをレーザー溶接やＴＩＧ溶接により突合せ溶接したものをハイドロフォーム用薄肉素管として用いてみた。
【０００５】
しかし、レーザー溶接やＴＩＧ溶接により突合せ溶接した薄肉素管は溶接部に周方向と垂直に板厚と同程度の溶融凝固組織が存在するため、ハイドロフォーム時に高い内圧を受けると、溶接部から素管が破断する危険があることが判明し、ハイドロフォーム用薄肉素管としては不適当であることが判明した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、ｔ／Ｄの値が小さい場合にも、ハイドロフォーム時に溶接部からの破断を生ずるおそれがなく、しかも安定した生産が可能なハイドロフォーム用薄肉素管を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明のハイドロフォーム用薄肉素管は、管状に板巻き成形された金属板の端部が重ね合わされ、マッシュシーム溶接されていることを特徴とするものである。なお、端部の重ね代を金属板の板厚ｔの４０％以上とすることが好ましく、金属板の板厚ｔが０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。さらに板巻き成形された管の直径Ｄと金属板の板厚ｔとの間に、ｔ／Ｄ≦０．０５の関係が成立することが好ましい。
【０００８】
本発明に用いられているマッシュシーム溶接とは、図１に示すように溶接端部を重ね合わせながら電極ロール間で、押しつぶしながら溶接する溶接法である。このマッシュシーム溶接は飲料缶の製造に使用されているが、ハイドロフォーム用薄肉素管に利用された例はない。この溶接法によれば溶接面がほぼ周方向に傾斜するため、ハイドロフォーム時に高い内圧が周方向に対して垂直方向に加えられても溶接部から破断するおそれがなく、薄肉で大径の部品をハイドロフォームすることが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
本発明のハイドロフォーム用薄肉素管は、板厚ｔが０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下の鋼板などの金属板１を、ロール成形などで管状に板巻き成形することによって製造される。板厚ｔをこのように限定したのは、板厚ｔが０．５ｍｍ未満ではハイドロフォーム自体が困難であり、板厚ｔが５ｍｍを越えるとマッシュシーム溶接時に大きな荷重が必要となり、溶接が困難となるためである。
【００１０】
管径Ｄに比較して板厚ｔが十分に大きい場合には、従来の電縫鋼管を使用できるため、本発明のハイドロフォーム用薄肉素管は電縫鋼管の製造が困難なｔ／Ｄ≦０．０２の場合に特に有利である。なお、ｔ／Ｄが０．０５を越えると板巻き成形すること自体が容易ではなくなるので、実用的なｔ／Ｄの範囲は０．００５≦ｔ／Ｄ≦０．０５である。
【００１１】
金属板１の端部２は重ね合わされ、図２のようにマッシュシーム溶接される。この場合、端部の重ね代を金属板１の板厚ｔの４０％以上とすることが好ましい。重ね代が板厚ｔの４０％よりも短いと接合面が垂直に近くなり、また溶接部板厚ｔｗが金属板１の元板厚ｔ０に近くなるため、ハイドロフォーム時に破断する危険がある。なお、マッシュシーム溶接は従来と同様に、重ね合わせた端部を挟むように上下から電極ロールを押し付けながら通電する方法によって実施することができる。
【００１２】
図２に示すように、マッシュシーム溶接された溶接部の接合面３は、管周方向に対して傾斜する。このように本発明のハイドロフォーム用薄肉素管は、ハイドロフォーム時に内圧が作用する方向と接合面３の方向が一致することがなくなるうえ、溶接部板厚ｔｗが金属板１の元板厚ｔ０以上となるため、内厚を受けても溶接部から破断することがない。しかもマッシュシーム溶接は電縫溶接に比較して素管の成形歪を小さくできるので、得られたハイドロフォーム用薄肉素管のハイドロフォーム成形性が良好となる。またマッシュシーム溶接はＴＩＧ溶接管よりも生産性がよく、レーザー溶接管よりも設備費が低いので、安価に製造することができる。
【００１３】
【実施例】
次に本発明の実施例を示す。
板厚ｔが１．０ｍｍの鋼板をロール成形し、その端部を重ね代が２ｍｍとなるように重ね合わせてマッシュシーム溶接を行い、直径Ｄが１０１．６ｍｍで長さが１５００ｍｍのハイドロフォーム用薄肉素管を作成した。マッシュシーム溶接は従来と同様に電極ロールを用い、その押し付け荷重を１トンとして行った。得られたハイドロフォーム用薄肉素管を金型の内部にセットし、両端の軸押し金具により１５０ｍｍの軸押しを与えながら、１６５ＭＰａの水圧を内部に加えて薄肉金属部品をハイドロフォームした。溶接部からの破断はなく、成形は完全に行われた。
【００１４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のハイドロフォーム用薄肉素管は管状に板巻き成形された金属板の端部を重ね合わせてマッシュシーム溶接したものであり、電縫鋼管を製造できないｔ／Ｄ≦０．０２の領域のものも容易に製造することができる。また本発明のハイドロフォーム用薄肉素管は、ハイドロフォーム時に内圧が作用する方向と接合面の方向が一致することがなくなるため、溶接部から破断することがない。
【００１５】しかもマッシュシーム溶接は電縫溶接に比較して素管の成形歪を小さくできるので、得られたハイドロフォーム用薄肉素管のハイドロフォーム成形性が良好となるうえに、ＴＩＧ溶接管よりも生産性がよく、レーザー溶接管よりも設備費が低いので、安価に製造することができるなどの多くの利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】マッシュシーム溶接の説明図である。
【図２】本発明のハイドロフォーム用薄肉素管の溶接部を示す断面図である。
【図３】従来からハイドロフォーム用素管として用いられている電縫鋼管の溶接部を示す断面図である。
【符号の説明】
１  金属板
２  端部
３  接合面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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