JP5883879B2 - 自動車座席レール用の外形又は構造部品を圧延成形する方法と同方法を行う圧延成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、板状半仕上げ製品から、特に金属材料から、特に鋼板又はアルミニウムから外形又は構造部品を圧延成形する方法に関する。さらに本発明は、好ましくは本方法の適用によって製造されるコンポーネントに、特に自動車の座席構造物用構造部品に関し、及び本方法を行う圧延成形装置に関する。

このような外形又は構造部品は、ほとんどの構造コンポーネントが十分な耐荷重性を有するように、特定の使用材料強度を必要とする。しかし同時に、例えば、製造において好ましいコストの構造物を達成するべく、材料の使用は可能な限り最小にする必要がある。しかしながら、周知の圧延成形処理によっては、さらなる材料節約を達成することができそうにない。これは、硬い材料、特に高強度材料は所定の制限を有する場合にのみ圧延成形され得るからであり、及び、当該材料の薄い肉厚によって、製造中又は直後の製造中に弾性回復の増加が生じるからである。この理由により、製造においては、引張強度８００ＭＰａまでかつ少なくとも肉厚１．６ｍｍの高強度鋼が頻繁に使用される。薄い肉厚及び／又は大きな引張強度の半仕上げ製品の実現可能性は、今までのところ、少なくとも自動車の座席構造物用、特に自動車座席レール用の構造部品において低いままである。

独国特許出願公開第１００５５９５０（Ａ１）号明細書 欧州特許出願公開第１１５７７６１（Ａ１）号明細書 国際公開第２０１０／０２５３２７（Ａ１）号パンフレット

したがって、本発明の課題は、半仕上げ製品の、成形加工を受けることが意図される領域での変形能力を改良すること、及び完全仕上げコンポーネントの弾性回復挙動を最小限にすることにある。

本方法によれば、本課題は請求項１に係る特徴によって解決される。本方法によって製造されるコンポーネントは、請求項８に係る特徴によって特定される。また、本方法を行う圧延成形装置は、請求項１２に係る特徴によって特定される。改良及び有利な実施例が各従属項に記載される。

このような方法において、本発明によれば、圧延成形処理のための温度調整がなされる板状半仕上げ製品が与えられる。温度調整は、局所的に、特に半仕上げ製品の成形領域において行われる。当該成形領域は、成形加工を受けることが意図される。温度調整は、加熱及び／又は冷却を含み、好ましくは半仕上げ製品の成形前又は当該成形中に行われる。本方法を使用して処理される外形又は構造コンポーネントは、温度調整がなされていないものよりも高い耐荷重性を有する。

製造される外形又はコンポーネントの形状に応じ、圧延成形処理は所定の成形シーケンスで行われる。この文脈において、用語「成形シーケンス」とは、当該成形領域が処理すなわち成形を受けるシーケンスをいう。成形シーケンスは、処理を受ける外形又は構造部品及びそのアールに依存する。すなわち、圧延成形によって製造される各外形が、圧延成形処理中の所定成形シーケンスも含む。圧延又は成形と温度調整との適時的つながりを達成するべく、複数の成形領域には、圧延成形処理の成形シーケンスで次々と温度調整が与えられる。このようにして、一方では当該処理に必要なエネルギー入力を低減することが可能となり、他方では、製造中に成形加工を受けることが意図される半仕上げ製品に及び完全仕上げコンポーネントに作用する負荷を低減することが可能となる。

この処理において、好ましくは局所加熱が、半仕上げ製品の細片形状にある複数の成形領域において行われる。当該細片形状にある複数の成形領域は、圧延成形方向に整列される。成形又は処理中に力を受けかつ変形される当該複数の成形領域が、温度調整、特に加熱される。

本方法の実装又は構成によれば、有利には、誘導加熱が適用されるか又はレーザ照射によるエネルギー入力が行われる。本方法に関連する双方の実装により、成形加工を受けることが意図される半仕上げ製品を加熱するオプションが、成形領域の特定箇所にすなわち狙い撃ち的に得られる。好ましい実施例において、レーザ照射がファイバレーザによって行われる。

半仕上げ製品を成形後に硬化することも、すなわち、例えば油浴等の冷却剤の使用によって急冷することもできる。この態様で製造されるコンポーネントは、特に予め局所加熱された成形領域又はアール領域において、依然高い強度すなわち改良された強度を含むことができる。この処理において、これらの局所加熱された複数の成形領域又はアール領域は、成形又は圧延成形の前、最中、又は後に加熱されたものであり得る。

さらに、この結果、通常使用される軟性材料から、特に所定の軟鋼からコンポーネント又は構造部品を製造するという、本方法のさらなる適用オプションが得られる。当該軟性材料は一般に経済的であり、当該軟鋼は、引き続いての急冷によって硬化される。さらに、局所的温度調整、特に局所加熱を、その後急冷又は硬化される圧延成形と組み合わせて行うことができる。このようにして、例えばマンガンボロン鋼の形成が容易な軟性材料の耐荷重性を改良することができる。したがって、これらの材料から製造される外形もまた、さらに最適化することができる。

アールとして構成される少なくとも一つの成形領域によって相互接続され、互いに対して角度をなす複数の板状セクションを有する自動車の座席構造物用コンポーネント、特に構造コンポーネントにおいて、本発明によれば、当該成形領域を、材料特性を変化させる温度調整処理を受けており、かつ、当該温度調整処理に起因する微細構造の変化を含むようにすることができる。すなわち、複数の成形領域は、当該材料構造の点で複数の板状セクションとは異なり及び温度調整を受けておらずかつ圧延成形による処理を受けている他のコンポーネントとも異なるが、他方で前記のコンポーネントと同等以上の強度を含む。

特に、コンポーネントは、高強度鋼から又は高強度アルミニウムから製造される。これらの強度は、そうでなければ圧延成形法又は圧延成形処理で処理されるのが典型的なものの強度よりも高く、特に鋼製コンポーネントに対しては、特に１，０００ＭＰａ以上又は１，２００ＭＰａ以上である。本発明によって製造されるコンポーネントは、いずれの場合も、肉厚１．５ｍｍ、又は１．４ｍｍ若しくは１．３ｍｍ以下でさえあり得る。

記載の本方法を使用して製造されるこのようなコンポーネント又は外形は主に、負荷支承構造コンポーネントとして与えられる。好ましい実施例において、コンポーネントは、座席を調整するべく前後に調整され得る車両座席レールである。

本方法を行うのに適切な圧延成形装置において、本特許に係る課題は、成形加工を受けるべく意図される半仕上げ製品に温度調整を行う様々な手段が与えられることで解決される。特に、加熱装置、誘導加熱装置、及び／又はレーザ特にファイバレーザが与えられる。冷却を目的として、例えばペルチェ素子を使用することができる。この配列において各温度調整手段は、有利なことに、圧延成形装置の圧延ローラ組が交換可能である。その結果、様々な適用に対する最適配列を確保し、かつ、様々なコンポーネントを一の圧延成形装置で製造することができる。

本発明において使用される圧延成形方法は、外形ロール成形として知られており、例えばドイツ工業規格ＤＩＮ８５８６に記載されている。その内容は、上述を参照して本願の主題に組み込まれる。

図面において、好ましい実施例を参照して本発明がさらに説明される。

圧延成形によって製造されたコンポーネントの基本断面図である。 図１のコンポーネントの断面展開図である。

図１に示されるコンポーネント１は、圧延成形によって外形が画定され、及び典型的には製造される。このコンポーネント１は、板状半仕上げ製品からもたらされた、実質的に変わらない複数の板状セクション３を含む。板状セクション３は、ハッチングで示される成形領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによってコンポーネント１のアール領域に相互接続される。成形領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、圧延成形処理中に成形される。特に高強度鋼、特にＲｍ＞８００ＭＰａを有する高強度鋼の成形において、これらの成形領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、成形可能性の点で、とりわけ急なアールの成形中に、大きな問題を抱える。

図２は、コンポーネント１の断面の基本展開２を示す。図１に当てはまるように、成形領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、ハッチングで示され、対応する線によって画定され、及びいずれも圧延成形の方向に延びる。圧延成形装置を通り抜けて動くとき又は圧延成形中、これらの成形領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには温度調整がなされる。すなわち、加熱又は冷却がなされる。局所的加熱又は冷却によって、要求に応じた材料特性が調整される。したがって、コンポーネント１は、当該成形領域又はアール領域において変化を受けた微細構造を含む。

Claims (9)

1. 鋼板又はアルミニウムを含む金属材料の板状半仕上げ製品から自動車座席レール用の外形又は構造部品を圧延成形する方法であって、
   前記板状半仕上げ製品は、圧延成形処理のために温度調整がなされ、
   温度調整は、局所的に成形加工を受けることが意図される前記板状半仕上げ製品の複数の成形領域（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）において行われ、
   前記成形領域（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は細片形状にされて圧延成形方向に整列される方法。
2. 温度調整は、前記板状半仕上げ製品の成形前又は成形中に行われる、請求項１に記載の方法。
3. 前記成形領域（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は、前記圧延成形処理の成形シーケンスで次々に温度調整を受ける、請求項１又は２に記載の方法。
4. 加熱は誘導的に行われる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 加熱はレーザ照射によって行われる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記圧延成形処理の後に前記半仕上げ製品が硬化される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の方法を行う圧延成形装置であって、
   成形加工を受けることが意図される半仕上げ製品に温度調整を行う手段が設けられる圧延成形装置。
8. 誘導加熱装置及び／又はレーザを含む、請求項７に記載の圧延成形装置。
9. ペルチェ素子を含む、請求項７又は８に記載の圧延成形装置。

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