CN102179449A - 板结构体及其制造方法 - Google Patents

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CN102179449A CN2010106059439A CN201010605943A CN102179449A CN 102179449 A CN102179449 A CN 102179449A CN 2010106059439 A CN2010106059439 A CN 2010106059439A CN 201010605943 A CN201010605943 A CN 201010605943A CN 102179449 A CN102179449 A CN 102179449A
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田尾宣
奥中启之
神田宽达
盐原贤治
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Abstract

本发明提供一种板结构体及其制造方法。使第二板部件(12)与第一板部件(14)重叠，该第一板部件(14)具有板主体(36)及与板主体(36)相连的凸缘部(38)，以从凸缘部(38)与板主体(36)的边界部弯曲到凸缘部(38)的端部(30b)的方式折弯凸缘部(38)，利用第一板部件(14)夹入第二板部件(12)，由此，制造板结构体。

Description

板结构体及其制造方法
技术领域
本发明涉及具备第一板部件和第二板部件的板结构体及其制造方法，该第一板部件具有板主体及与该板主体相连的凸缘部，该第二板部件与所述第一板部件重叠。
背景技术
以往，使用如下的结构，即，在机动车的发动机罩、后备箱及车门等中使用的板结构体的缘部上，使外板与内板重叠，并将以立起的方式成形在外板的缘部上的凸缘折弯成将内板夹入。
例如，如图12A～图12C所示，在JP-B2-3669259中公开有一种技术，即，在具有预先弯曲成大致L字状的外周凸缘200的外板202上重叠配置内板204(参照图12A)，然后，通过将外周凸缘200的平坦部朝内板204按压而将外周凸缘200的折弯部进一步折弯(参照图12B)，通过从上方按压所述平坦部中的与所述内板204相对向的部位而使该平坦部的平面与该内板204抵接(参照图12C)，从而将外周凸缘200的折弯部206形成为圆缘形状。
在该JP-B2-3669259中，由于外周凸缘的平坦部的平面与内板抵接，因此无法充分地取得所述外周凸缘的折弯部(板结构体的缘部)的截面积，而存在板结构体的缘部的刚性不足的情况。
另外，由于将预先弯曲的外周凸缘的折弯部进一步折弯而进行加工，因此存在将板结构体的缘部的外表面极度拉伸，而该被拉伸的部位发生破裂的情况。
发明内容
本发明的一个以上的实施例提供一种能够提高缘部的刚性的板结构体及其制造方法。
根据本发明的一个以上的实施例，板结构体16具备：第一板部件14，其具有板主体36及与该板主体36相连的凸缘部38；第二板部件12，其与第一板部件14重叠。凸缘部38从板主体36与凸缘部38的边界部弯曲到该凸缘部38的端部30b。凸缘部38覆盖第二板部件12的端部28。
另外，根据本发明的一个以上的实施例，板结构体的制造方法包括：使第二板部件12与第一板部件14重叠的定位工序，该第一板部件14具有板主体36及与板主体36相连的凸缘部38；以从凸缘部38与板主体36的边界部弯曲到凸缘部38的端部30b的方式折弯该凸缘部38，从而利用第一板部件14夹入第二板部件12的折弯工序。
附图说明
图1是适用有本发明的典型的实施例的板结构体的机动车后部车门的局部剖视立体图。
图2是来自图1的A箭头方向的机动车后部车门的主视图。
图3是示出典型的实施例的机动车后部车门的制造工序的流程图。
图4是示出在成形典型的实施例的板结构体的缘部之前，将内板及外板重叠而载置于载置面的状态的说明图。
图5A～图5D是内板及外板的第一部位的剖视图。图5A是示出卷边冲头(日语原文：カ一ルパンチ)接触外板的端部的状态的剖视图。图5B是示出外板的第一部位弯曲的状态的剖视图。图5C是示出卷边成形工序结束的状态的剖视图。图5D是示出接缝成形工序结束的状态的剖视图。
图6A～图6D是内板及外板的第二部位的剖视图。图6A是示出使卷边冲头向外板侧滑动的状态的剖视图。图6B是示出卷边冲头接触外板的端部的状态的剖视图。图6C是示出卷边成形工序结束的状态的剖视图。图6D是示出接缝成形工序结束的状态的剖视图。
图7是实施卷边成形而成形后的板结构体的第二缘部的放大剖视图。
图8是实施接缝成形而成形后的板结构体的第二部位的放大剖视图。
图9是示出在使内板与外板重叠的状态下使外板向内板侧弯曲时的相对于弯曲工序的外板的弯曲部位的伸长量的图形。
图10是从车身前方示出典型的实施例的板结构体向机动车的适用部位的立体图。
图11是从车身后方示出典型的实施例的板结构体向机动车的适用部位的立体图。
图12A～图12C是以往的折边加工方法的说明图。图12A是示出将外板的缘部折弯成大致L字状而成形外周凸缘的状态的剖视图。图12B是示出将外周凸缘进一步折弯的状态的剖视图。图12C是示出从上方按压外周凸缘而使其与内板抵接的状态的剖视图。
符号说明：
10 机动车后部车门
12 内板
14 外板
16 板结构体
20 缘部
30a、30b 端部
32 第一相当缘部
34 第二相当缘部
36 平坦部(板主体)
38 凸缘部
40 折返部位
42 顶部
具体实施方式
以下，基于典型的实施例，参照附图，详细说明本发明的板结构体及其制造方法。
按照将本发明的板结构体适用于机动车后部车门的例子，说明典型的实施例。
首先，简要说明机动车后部车门的结构。如图1所示，机动车后部车门10具备作为第二板部件的内板12及作为第一板部件的内板12及作为第一板部件的外板14通过缘部卡合(紧固)而形成的板结构体16，在板结构体16形成有窗框18。内板12及外板14由被冲裁加工成规定形状的金属板原料(金属制)形成。
如图1及图2所示，板结构体16的缘部20包含：在机动车后部车门10的整周三维延伸且安装在未图示的车身主体上的第一缘部(在图2中由虚线表示的带状网眼部H1)22；具有与第一缘部22的结构不同的结构的第二缘部(在图2中由实线表示的带状网眼部H2)24。
如图1所示，第一缘部22被折边成将外板14的端面和内板12的端面包裹在内，第二缘部24为了通过外板14覆盖内板12的端部而使外板14的缘部向内板12侧弯曲(折边加工)。由此，能够提高在所述车身主体安装有机动车后部车门10的状态下负载所作用的第一缘部22的紧固强度，并且能够将负载不怎么作用的第二缘部24形成为简单的结构。
接下来，参照图4～图6D，说明用于制造机动车后部车门10的加工装置100。
如图4～图6D所示，加工装置100(参照图5A及图6A)具备：载置台104，其安装在工厂的地面等而具有载置外板14的载置面102；作为成形部件的卷边冲头108(例如，参照图5A及图6A)，其在载置面102上设置成滑动自如且具有弯曲面106，该弯曲面106具有大致正圆的曲率半径；接缝冲头(日语原文：シ一ムパンチ)112(参照图5D及图6D)，其具有形成为截面大致L字状的成形面110；作为保持机构的按压垫114，其将内板12及外板14保持在载置面102上。
接下来，参照图3～图6D，说明典型的实施例的机动车后部车门10的制造方法。此外，图5A～图6D分别示出板结构体16的缘部20的制造过程，图5A～图5D是内板12及外板14的第一部位12a、14a的剖视图，图6A～图6D是内板12及外板14的第二部位12b、14b的剖视图。而且，图5A～图5D对应于图6A～图6D。
首先，如图4所示，将内板12及外板14冲裁加工成规定形状(图3的步骤S1)。由此，在内板12及外板14上形成窗框18等。此外，内板12及外板14的与机动车后部车门10的第一缘部22相对应的部位(第一部位)12a、14a相对于与第二缘部24相对应的部位(第二部位)12b、14b向外方延伸。
另外，如图5A所示，使内板12的第一部位12a的端部26向内表面侧稍弯曲，并使外板14的外缘向内表面侧稍弯曲(步骤S2)。在此，内板12及外板14的内表面是指将机动车后部车门10安装在车身主体时位于车内的面，内板12及外板14的外表面是指将机动车后部车门10安装在车身主体时位于车外的面。此外，从图6A可知，内板12的第二部位12b的端部28不弯曲而成为平坦的状态。
接下来，如图4、图5A及图6A所示，在使外板14的外表面朝向下方的状态(使外板14的端面朝向上方的状态)下将外板14载置在载置面102上(步骤S3)。由此，在外板14的端部30a与载置面102之间形成微小的间隙(参照图5A及图6A)。
并且，如图5A及图6A所示，在使内板12的外表面朝向下方的状态(使内板12的第一部位12a的端面朝向上方的状态)下使内板12重叠在外板14的内表面14i上(步骤S4)。此时，外板14相对于内板12成为突出的状态。由此，在内板12的第一部位12a的端部26与外板14之间形成微小的间隙(参照图5A)。
然后，利用按压垫114将内板12向外板14按压(步骤S5)。由此，将内板12及外板14保持在载置面102上。
接下来，如图5A所示，使卷边冲头108向外板14(按压垫114)侧滑动，而使卷边冲头108的弯曲面106与外板14的第一部位14a的端部30a接触(步骤S6)。此时，从图5A可知，卷边冲头108的一部分进入到外板14的第一部位14a的端部30a与载置面102之间的间隙。此外，如图6A所示，此时，卷边冲头108与外板14的第二部位14a为非接触状态的情况不言自明。
接下来，如图5B及图6B所示，使卷边冲头108进一步向按压垫114侧滑动，而使外板14的第一部位14a弯曲(卷边加工)，并使卷边冲头108与外板14的第二部位14b的端部30b接触(步骤S7)。在此，具体说明使外板14的第一部位14a弯曲的动作。使卷边冲头108进一步向按压垫114侧滑动时，外板14的第一部位14a中的与弯曲面106接触的部位被向内板12(按压垫114)侧按压而发生塑性变形并沿弯曲面106上升。其结果是，外板14的第一部位14a向上方弯曲。此外，外板14的第二部位14b与弯曲面106的接触动作和步骤S6中说明的外板14的第一部位14a与弯曲面106的接触动作同样，因此省略详细说明(参照图6B)。
然后，如图5C及图6C所示，使卷边冲头108进一步向按压垫114侧滑动，而使内板12的第一部位12a弯曲，并使外板14的第二部位14b(凸缘部、突出部)弯曲(步骤S8)。此外，由于使外板14的第二部位14b弯曲的动作与步骤S7中说明的使外板14的第一部位14a弯曲的动作同样，因此省略详细的说明。而且，这种情况下，外板14的第二部位14b形成为与弯曲面106的形状大致相同的形状。由此，临时成形(卷边成形)相当于板结构体16的第一缘部22(参照图1及图2)的缘部及相当于第二缘部24(参照图1及图2)的缘部。此外，在以下的说明中，说明被卷边成形的相当于板结构体16的第一缘部22的缘部作为第一相当缘部32，并说明被卷边成形的相当于板结构体16的第二缘部24的缘部作为第二相当缘部34。
在此，在向接下来的步骤前进之前，参照图7，详细说明通过步骤S8成形的板结构体16的第二相当缘部34。此外，在此如图7所示，板结构体16的第二相当缘部34具有重叠有内板12的作为板主体的平坦部36和与平坦部36相连的凸缘部38，凸缘部38从其与平坦部36的边界部弯曲到凸缘部38的端部30b。即，凸缘部38形成为截面大致C字状，并覆盖内板12的第二部位12b的端部28。所述端部28与平坦部36接触。此外，如图5C所示，板结构体16的第一相当缘部32成为将外板14的第一部位14a的端部30a和内板12的第一部位12a的端部26包裹在内的状态。
接下来，如图5D及图6D所示，对卷边成形后的板结构体16的第一相当缘部32及第二相当缘部34进行接缝成形(步骤S9)。具体来说，使位于载置面102上的卷边冲头108退避，然后，利用接缝冲头112将板结构体16的第一相当缘部32及第二相当缘部34向载置面102(平坦部36的板厚方向)按压。由此，板结构体16的第一相当缘部32及第二相当缘部34变形成扁平，成为第一缘部22及第二缘部24。在步骤S9的处理结束后，机动车后部车门10的制造结束。
接下来，说明利用步骤S9成形的板结构体16的缘部24。
如图8所示，板结构体16的第二缘部24的凸缘部38的与平坦部36相对向的折返部位40的外表面的曲率半径R大于从折返部位40的顶部42到平坦部36的距离L。而且，与外板14的内表面14i相连的凸缘部38的角部(端部)30c与内板12抵接，该外板14与内板12相接触。即，如图8所示，凸缘部38的端部30b至少由外板14的内表面14i和与内表面14i交叉的端面14e构成，由该内表面14i和端面14e形成的角部30c与内板抵接。内板12的第二部位12b的端部28与平坦部36相接触。
由此，能够抑制异物从外部混入到板结构体16的第二缘部24的内部空间的情况，并且与凸缘部38的端面和内板12抵接的情况相比，能够抑制损伤内板12的情况。在此，由于凸缘部38带有卷曲，因此在回弹的作用下凸缘部38的端部30b难以从内板12离开。此外，从图8可知，凸缘部38在接缝成形后，从其与平坦部36的边界部弯曲到凸缘部38的端部30b。而且，在从该边界部到端部30b的整个区域上，弯曲的方向不变。即，从该边界部到端部30b的整个区域上，外板14向内表面14i侧弯曲。
根据如上所述构成的机动车后部车门10，在板结构体16的第二缘部24中，从凸缘部38的与平坦部36的边界部弯曲到凸缘部38的端部30b，因此例如与凸缘部38的一部分形成为平坦的情况相比，能够增大板结构体16的第二缘部24的截面积。由此，能够提高板结构体16的第二缘部24的刚性。
另外，在板结构体16的第二缘部24中，由于折返部位40的曲率半径R大于从折返部位40的顶部42到平坦部36的距离，因此能够抑制第二缘部膨胀成截面大致正圆形状的情况。由此，能够得到外观品质优良的板结构体16的第二缘部24。
根据典型的实施例的机动车后部车门10的制造方法，在板结构体16的第二缘部24的卷边成形工序(步骤S6～步骤S8)中，由于通过将外板14的第二部位14b中的与卷边冲头108的弯曲面106接触的部位向内板12侧按压而使第二部位14b弯曲，因此能够抑制外板14的平坦部36从载置面102升起(浮起)的情况。由此，能够防止平坦部36从载置面102浮起而内板12的第二部位12b弯曲的情况。
在典型的实施例中，通过使内板12及外板14的第二部位12b、14b比第一部位12a、14a向外方延伸，能够同时成形结构不同的第一缘部22和第二缘部24。由此，与分别成形板结构体16的第一缘部22和第二缘部24的情况相比，能够缩短板结构体16的制造时间。
接下来，参照图9，进一步详细说明典型的实施例的作用效果。
图9是示出在使内板与外板重叠的状态下使外板向内板侧弯曲时的相对于弯曲过程(弯曲工序)的外板的弯曲部位的伸长量的图形。此外，在图9中，虚线A1及A2是现有技术的进行弯曲加工(通常的折边加工)时的图形，其中，虚线A1示出利用铝作为外板材质的图形，虚线A2示出利用铁作为外板材质的图形。
另外，在图9中，实线B1及B2是典型的实施例的进行适用于板结构体的第二缘部的弯曲加工时的图形，其中，实线B1示出利用铝作为外板材质的图形，实线B2示出利用铁作为外板材质的图形。
此外，在图9中，在虚线图形中，工序T1对应于图12A的状态，工序T2对应于图12B的状态，工序T3对应于图12C的状态，在实线图形中，工序T2对应于图7的状态，工序T3对应于图8的状态。
如图9及图12所示可知，在进行现有技术的弯曲时，通过将外板的缘部折弯成大致L字状而形成凸缘部，而凸缘部的折弯部被急剧拉伸。
并且，如图9及图12B所示，通过将折弯成大致L字状的凸缘部进一步折弯，而凸缘部的折弯部被向图12B的箭头的方向进一步拉伸。其结果是，凸缘部的折弯部的伸长量超过铝的极限伸长量(图9中线段C)。由此，外板材质为铝(图9的虚线A1)时，凸缘部的折弯部会发生破裂。
此外，如图9及图12C所示，通过将凸缘部的前端向上方按压使其与内板抵接，而凸缘部的折弯部被向图12C的箭头的方向进一步拉伸。其结果是，外板材质为铁(图9的虚线A2)时，凸缘部的折弯部的伸长量达到比铁的极限伸长量(图9中线段D)稍低的值。因此，根据外板的板厚，即使外板的材质为铁时，凸缘部的折弯部也存在会发生破裂的情况。
另一方面，如图7及图9所示，进行典型的实施例的弯曲时，在卷边成形工序中，通过从凸缘部与平坦部的边界部弯曲到凸缘部的端部，而拉伸凸缘部的大致整体。因此，与上述现有技术相比，能抑制凸缘部的弯曲部的伸长量。
并且，如图7、图8及图9所示，在接缝成形工序(步骤S9)中，从上方按压凸缘部而使其与内板抵接时，图7中的位于参照符号E的材料朝参照符号F的位置流入，而凸缘部变形成扁平。因此，凸缘部的弯曲部的伸长量与铝的极限伸长量相比，成为比较低的值。由此可知，通过适用典型的实施例的板结构体的制造方法，能够抑制板结构体的第二缘部发生破裂的情况。
本发明并不局限于上述典型的实施例，当然不脱离本发明的主要内容就可以采用各种结构。
例如，在上述典型的实施例中，使用了外板及内板这两张板部件作为板结构体，但并不局限于此，使所述板部件为三张以上，也能够实施本发明的板结构体。
另外，关于上述典型的实施例的板结构体，示出并说明了机动车后部车门，但并不局限于此，当然也能够适用于其他部位。例如，作为板结构体的适用部位，如图10及图11所示，能够列举有机动车前部车门44、发动机罩46、后备箱48等。这种情况下，也可以将与典型的实施例的板结构体的第二缘部相同结构的缘部H2和实施了折边加工的缘部H1组合。例如，优选对机动车前部车门44的与车身主体50连接的缘部44a、发动机罩46的与前风挡玻璃52相面对的缘部46a、及后备箱48的与后风挡玻璃54相面对的缘部48a实施折边加工。
本发明的板结构体也可以成形并使用仅实施了卷边成形的缘部，未必非要进行接缝成形。
另外，本发明的板结构体及其制造方法当然也能够适用于机动车以外的产品。
根据本发明的实施例，板结构体16具备：第一板部件14，其具有板主体36及与该板主体36相连的凸缘部38；第二板部件12，其与第一板部件14重叠。凸缘部38从板主体36与凸缘部38的边界部弯曲到该凸缘部38的端部30b，并覆盖第二板部件12的端部28。
根据此种结构，由于凸缘部从其与板主体的边界部弯曲到该凸缘部的端部，因此例如与将凸缘部的一部分形成为平坦的情况相比，能够增大板结构体的缘部的截面积。由此，能够提高所述板结构体的缘部的刚性。
另外，根据本发明的实施例，板结构体的制造方法包括：使第二板部件12与第一板部件14重叠的定位工序，该第一板部件14具有板主体36及与板主体36相连的凸缘部38；以从凸缘部38与板主体36的边界部弯曲到凸缘部38的端部30b的方式折弯该凸缘部38，从而利用第一板部件14夹入第二板部件12的折弯工序。
根据此种方法，由于将凸缘部折弯成从该凸缘部与板主体的边界部弯曲到该凸缘部的端部，因此例如与使第一板部件预先弯曲成大致L字状，然后将该第一板部件的折弯部进一步折弯而制造板结构体的情况相比，能够增大板结构体的缘部的截面积。由此，能够提高板结构体的缘部的刚性。
另外，所述折弯工序还可以具有：对所述凸缘部进行卷边加工的卷边成形工序；将卷边成形后的该凸缘部向所述板主体的板厚方向按压的接缝成形工序。
如此，由于通过对凸缘部进行卷边加工而使所述凸缘弯曲，因此在卷边成形工序中，板主体不会相对于载置有所述第一板部件的载置面上升(浮起)。由此，能够防止所述板主体从所述载置面浮起(该板主体发生变形)而所述第二板部件折弯的情况。
另外，所述接缝成形工序也可以使所述凸缘部的端部与所述第二板部件抵接。这种情况下，能够抑制异物从外部混入到板结构体的缘部的情况。此外，由于凸缘部带有卷曲，因此在回弹的作用下所述凸缘部的端部30b难以从第二板部件离开。
此外，与所述第二板部件抵接的所述凸缘部的端部也可以是与和所述第二板部件接触的面相连的角部。由此，与凸缘部的端面与第二板部件抵接的情况相比，能够抑制损伤所述第二板部件的情况。

Claims (7)

1.一种板结构体(16)，具备：
第一板部件(14)，其具有板主体(36)及与该板主体(36)相连的凸缘部(38)；
第二板部件(12)，其与所述第一板部件(14)重叠，
所述凸缘部(38)从所述板主体(36)与所述凸缘部(38)的边界部弯曲到该凸缘部(38)的端部(30b)，并覆盖所述第二板部件(12)的端部(28)。
2.根据权利要求1所述的板结构体，其中，
所述凸缘部(38)的端部(30b)与所述第二板部件(12)抵接。
3.根据权利要求2所述的板结构体，其中，
与所述第二板部件(12)抵接的所述凸缘部的端部(30b)是与和所述第二板部件接触的面(14i)相连的角部(30c)。
4.一种板结构体的制造方法，包括：
使第二板部件(12)与第一板部件(14)重叠的定位工序，该第一板部件(14)具有板主体(36)及与板主体(36)相连的凸缘部(38)；
以从所述凸缘部(38)与所述板主体(36)的边界部弯曲到所述凸缘部(38)的端部(30b)的方式折弯该凸缘部(38)，从而利用所述第一板部件(14)夹入所述第二板部件(12)的折弯工序。
5.根据权利要求4所述的板结构体的制造方法，其中，
所述折弯工序具有：对所述凸缘部(38)进行卷边加工的卷边成形工序；将卷边成形后的该凸缘部(38)向所述板主体的板厚方向按压的接缝成形工序。
6.根据权利要求5所述的板结构体的制造方法，其中，
在所述接缝成形工序中，所述凸缘部(38)的端部(30b)与所述第二板部件(12)抵接。
7.根据权利要求6所述的板结构体的制造方法，其中，
与所述第二板部件(12)抵接的所述凸缘部的端部(30b)是与和所述第二板部件接触的面(14i)相连的角部(30c)。
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