CN108778806A - 门内面板及门内面板制造方法 - Google Patents

门内面板及门内面板制造方法 Download PDF

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Abstract

该门内面板是由金属板构成的门内面板，具备：第一面板部，具有第一顶板部及连接在上述第一顶板部上的第一纵壁部；第二面板部，具有与上述第一面板部的上述第一顶板部隔开间隙而配置的第二顶板部、以及连接在上述第二顶板部上的第二纵壁部；凸缘部，连接在上述第一纵壁部及上述第二纵壁部上；以及平板部，配设在上述第一面板部与上述第二面板部之间；上述第一纵壁部及上述第二纵壁部分别具有阶差部；上述平板部的两端与上述凸缘部或上述阶差部一体化。

Description

门内面板及门内面板制造方法
技术领域
本发明涉及汽车用门内面板及门内面板制造方法。
本申请基于2016年3月23日在日本提出的专利申请第2016－059198号主张优先权，在此引用其全部内容。
背景技术
汽车的门主要通过将门内面板与门外面板组合而制造成。在汽车的门上，安装车窗、车窗驱动装置、音响扬声器及把手等。为了收纳它们，在门内面板与门外面板之间需要空间。因此，例如在门内面板上设置纵壁部。此外，当汽车的门被关闭时，需要用门将车内密闭。因此，例如在门内面板的纵壁部上设置阶差部。通过纵壁部的阶差部与车体的柱等对置，确保车内的密闭性。
在汽车的侧门等中使用的门内面板通过将钢板等的金属板压力加工而成形。通常，由于门内面板的形状较复杂，所以当将金属板成形为门内面板时有使金属板较大地变形的情况。在此情况下，有在成形的门内面板上发生破裂或褶皱等的情况。因此，作为门内面板的材料而使用加工性较高的金属板。由于加工性高的金属板强度较低，所以门内面板的强度也变低。因而，在门内面板上安装腰线加强件(belt line reinforcement)或门防撞梁(a door impact beam)等的加强部件的情况较多。
在专利文献1～3中，公开了门内面板的构造。
专利文献1中公开的门内面板具备腰线加强件。
在专利文献1中记载有：将腰线加强件沿着门内面板的腰线部的车体前后方向接合。由此，腰线加强件负担车体前后方向的碰撞载荷，能够有效地减小作用在腰线部上的弯曲力矩。
在专利文献2所公开的门内面板中，当从车体的侧面作用有碰撞载荷时，门内面板与腰线加强件接触，门内面板的载荷吸收部变形。在专利文献2中记载有：由此，由于载荷吸收部将在门内面板的厚度方向上作用的载荷的一部分吸收，所以确保了门内面板的刚性。
在专利文献3所公开的侧门中，使热冲压成形的腰线加强件的后端部及前端部与主体部相比为低强度及低刚性。在专利文献3中记载有：由此，当从车体的前面作用碰撞载荷时，腰线加强件的后端部塑性变形，与中立柱的接触面积增加。因此，腰线加强件的后端部的变形能够将碰撞的能量吸收。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007－296953号公报
专利文献2：日本特开2008－94353号公报
专利文献3：日本特开2013－112133号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1、专利文献2及专利文献3的门内面板中，为了确保碰撞特性，腰线加强件等的独立的加强部件是不可或缺的。因此，根据专利文献1、2及3的门内面板制造的门生产效率较低，成本也较高。
本发明是鉴于上述情况而做出的，目的是提供一种轻量且碰撞特性好的门内面板、以及生产性良好的门内面板制造方法。
用来解决课题的手段
本发明内容如以下所述。
(1)本发明的第一技术方案是一种门内面板，由金属板构成，该门内面板具备：第一面板部，具有第一顶板部及连接在上述第一顶板部上的第一纵壁部；第二面板部，具有与上述第一面板部的上述第一顶板部隔开间隙而配置的第二顶板部、以及连接在上述第二顶板部上的第二纵壁部；凸缘部，连接在上述第一纵壁部及上述第二纵壁部上；以及平板部，配设在上述第一面板部与上述第二面板部之间；上述第一纵壁部及上述第二纵壁部分别具有阶差部；上述平板部的两端与上述凸缘部或上述阶差部一体化。
(2)在上述(1)所记载的门内面板中，也可以是，在上述第一顶板部及上述第二顶板部的至少一方上形成有开口部。
(3)在上述(1)所记载的门内面板中，也可以是，上述平板部具有连接在上述第一纵壁部和上述第二纵壁部上的壁部。
(4)在上述(1)所记载的门内面板中，也可以是，还具备将上述第一纵壁部与上述第二纵壁部连接的刚性加强部件。
(5)在上述(1)所记载的门内面板中，也可以是，在上述平板部上形成凹部及凸部的至少一方。
(6)在上述(1)所记载的门内面板中，也可以是，拉伸强度是1200MPa以上。
(7)在上述(6)所记载的门内面板中，也可以是，C含量以质量％是0.11％～0.35％。
(8)在上述(7)所记载的门内面板中，也可以是，上述第一顶板部的最大板厚部T1MAX(mm)、上述第一顶板部的最小板厚部T1MIN(mm)、上述第二顶板部的最大板厚部T2MAX(mm)及上述第二顶板部的最小板厚部T2MIN(mm)满足下述(a)式和(b)式。
(T1MAX－T1MIN)×100/T1MAX<15…(a)式
(T2MAX－T2MIN)×100/T2MAX<15…(b)式
(9)在上述(1)所记载的门内面板中，也可以是，拉伸强度是340～980MPa。
(10)在上述(9)所记载的门内面板中，也可以是，C含量以质量％是0.001％～0.150％。
(11)在上述(10)所记载的门内面板中，也可以是，上述第一顶板部的最大板厚部T1MAX(mm)、上述第一顶板部的最小板厚部T1MIN(mm)、上述第二顶板部的最大板厚部T2MAX(mm)及上述第二顶板部的最小板厚部T2MIN(mm)满足下述(c)式和(d)式。
(T1MAX－T1MIN)×100/T1MAX<20…(c)式
(T2MAX－T2MIN)×100/T2MAX<20…(d)式
(12)在上述(1)所记载的门内面板中，也可以是，上述第一纵壁部和上述第二纵壁部的高度分别是40mm以上。
(13)在上述(1)所记载的门内面板中，也可以是，在上述平板部中，最小宽度部位的宽度是30mm以上；最大宽度部位的宽度是200mm以下。
(14)本发明的第二技术方案，是制造在上述(1)～(13)的任一项中记载的门内面板的方法，具备：准备工序，准备由上述金属板构成、具有第一平板部、第二平板部及配置在上述第一平板部与上述第二平板部之间的第三平板部的坯材；以及压力加工工序，通过包括冲模、对置于上述冲模的内侧冲头、对置于上述冲模并配置在上述内侧冲头的外侧的外侧冲头、和坯料保持器在内的压力装置，对上述坯材的上述第一平板部及上述第二平板部以冷方式或热方式实施压力加工，将上述坯材成形为上述门内面板；在上述压力加工工序中，上述内侧冲头对上述坯材的上述第一平板部中的被成形为上述门内面板的上述第一顶板部的区域及上述坯材的上述第二平板部中的被成形为上述门内面板的上述第二顶板部的区域进行加工；上述外侧冲头对上述坯材的上述第一平板部中的被成形为上述阶差部的区域及上述坯材的上述第二平板部中的被成形为上述门内面板的上述阶差部的区域进行加工；由上述外侧冲头进行的上述坯材的加工的比由上述内侧冲头进行的上述坯材的加工先完成。
(15)在上述(14)所记载的门内面板制造方法中，也可以是，在上述压力加工工序中，上述内侧冲头及上述外侧冲头还对上述坯材的上述第三平板部的一部分进行加工。
(16)在上述(14)所记载的门内面板制造方法中，也可以是，在上述压力加工工序中，在由上述外侧冲头进行的上述坯材的压入完成之前，开始由上述内侧冲头进行的上述坯材的压入。
(17)在上述(14)所记载的门内面板制造方法中，也可以是，在将上述压力加工工序以上述热方式进行的情况下，加热温度是Ac3点以上。
发明效果
在上述(1)所记载的门内面板中，由于第一纵壁部及第二纵壁部具有阶差部，所以除了车辆的密闭性的提高以外，还能够提高门内面板的刚性。
进而，将配设在第一面板部与第二面板部之间的平板部的两端与凸缘部或阶差部一体化而连接。由于一体化在门内面板上的平板部作为防撞梁发挥功能，所以不需要设置独立的防撞梁。此外，根据该构造，当将门内面板与门外面板等组合时，平板部被配置在距门外面板较近的位置。由此，能够将从门外面板侧带来的碰撞能量用平板部效率良好地吸收。
因而，能够在实现门内面板的轻量化的同时发挥良好的碰撞特性。
在上述(2)所记载的门内面板中，通过在第一顶板部或第二顶板部上形成有开口部，能够实现轻量化。
进而，在第一顶板部或第二顶板部中，由于能够将开口部的附近通过延伸凸缘成形进行加工，所以能够增大第一纵壁部或第二纵壁部的高度(以凸缘部为基准的压力成形深度)。由此，能够提高门内面板的刚性。此外，当将门内面板与门外面板等组合时，由于能够将平板部配设到距门外面板更近的位置，所以能够使碰撞特性进一步提高。
在上述(3)所记载的门内面板中，通过平板部具有连接在第一纵壁部和第二纵壁部上的壁部，平板部的截面成为U字形状，提高了平板部的截面二次力矩。由此，由平板部吸收的碰撞能量变大，所以能够使碰撞特性进一步提高。
在上述(4)所记载的门内面板中，隔着平板部而相互离开的第一纵壁部和第二纵壁部通过刚性加强部件而相连，从而能够提高门内面板的刚性。因而，能够使碰撞特性进一步提高。
在上述(5)所记载的门内面板中，通过在平板部上形成凹部或凸部，能够提高平板部的截面二次力矩。由此，由平板部吸收的碰撞能量变大，所以能够使碰撞特性进一步提高。
在上述(14)所记载的门内面板制造方法中，能够将上述门内面板通过一次的压力加工来成形。
但是，虽说是一次的加压工序，也有在该加压工序之后设置切断工序及拾取工序的情况。
进而，在由外侧冲头进行的坯材的加工完成后，由内侧冲头进行的坯材的加工完成。因而，在由外侧冲头和冲模将阶差部约束的状态下，由内侧冲头进行的第一顶板部及第二顶板部的成形完成。因此，在冷方式及热方式的任一压力加工工序中，都能够抑制门内面板上的破裂或褶皱等的成形不良的发生。
因而，能够将上述的门内面板效率良好且抑制成形不良而制造。
在上述(15)所记载的门内面板制造方法中，能够将平板部具有壁部的门内面板通过一次的压力加工来成形。
但是，虽说是一次的加压工序，也有在该加压工序之后设置切断工序及拾取工序的情况。
此外，在上述(16)所记载的门内面板制造方法中，由于在由外侧冲头和冲模将阶差部约束之前，内侧冲头将坯材某种程度推入，所以能够抑制顶板部的板厚的减小。因而，能够更可靠地抑制门内面板的破裂及褶皱等的成形不良的发生。
附图说明
图1A是将有关本发明的第一实施方式的门内面板从车辆内侧观察的立体图。
图1B是将有关上述实施方式的门内面板从车辆外侧观察的立体图。
图2A是表示一般的汽车用侧门的与车体上下方向垂直的截面的示意图。
图2B是应用了有关上述实施方式的门内面板的侧门的与车体上下方向垂直的截面的示意图。
图3是将有关第一变形例的门内面板从车辆内侧观察的立体图。
图4是表示有关第二变形例的门内面板的一部分的立体图。
图5A是将有关第三变形例的门内面板从车辆内侧观察的立体图。
图5B是有关第三变形例的门内面板的从车辆外侧观察的立体图。
图6A是示意地表示在有关本发明的第二实施方式的门内面板制造方法中使用的压力装置的一例的剖视图。
图6B是图6A的A－A向视图。
图7是在有关上述实施方式的门内面板制造方法中使用的坯材的平面图。
图8是制造有关第三变形例的门内面板的情况下的坯材的平面图。
图9A是表示在压力加工工序中、用坯料保持器将坯材夹入的阶段的剖视图。
图9B是表示在压力加工工序中、由外侧冲头进行的压入完成时的状态的剖视图。
图9C是表示在压力加工工序中、由内侧冲头进行的压入完成时的状态的剖视图。
图10A是表示在压力加工工序中、用坯料保持器将坯材夹入的阶段的剖视图。
图10B是表示在压力加工工序中、由内侧冲头进行的压入开始后由外侧冲头进行的压入完成的状态的剖视图。
图10C是表示在压力加工工序中、由内侧冲头进行的压入完成时的状态的剖视图。
图11是表示由通常的压力装置进行的压力加工中的状态的剖视图。
图12是表示对平板部赋予了凸形状的情况下的门内面板的立体图。
图13是表示有关比较例的门内面板的立体图。
图14A是用来说明重量效率K的计算方法的平面图。
图14B是用来说明重量效率K的计算方法的侧视图。
具体实施方式
以下，参照附图基于第一实施方式和第二实施方式详细地说明本发明。在附图中，对于相同或相当的部分赋予相同的标号，不重复其说明。
(第一实施方式)
以下，参照图1A及图1B对有关本发明的第一实施方式的门内面板1进行说明。
有关本实施方式的门内面板1使用钢板S作为坯材，通过压力成形而得到。图1A是将有关本实施方式的门内面板1从车辆内侧观察的立体图，图1B是将有关本实施方式的门内面板1从车辆外侧观察的立体图。
如图1A及图1B所示，门内面板1具备第一面板部10、第二面板部20、平板部30和凸缘部40。在以下的说明中，有将与凸缘部40的面垂直的方向称作加压方向的情况。
第一面板部10具有在从凸缘部40沿加压方向离开的位置处形成的第一顶板部11、和连接在该第一顶板部11的端缘上的第一纵壁部12。
第一纵壁部12以与车体的柱等对置的方式设置，是提高车内的密闭性的部位。
第一纵壁部12包括从第一顶板部11的车辆前侧及后侧的边弯曲并沿着加压方向延伸的顶板部侧第一纵壁部12a、从凸缘部40弯曲并沿着加压方向延伸的凸缘部侧第一纵壁部12b、和将顶板部侧第一纵壁部12a与凸缘部侧第一纵壁部12b连接的第一阶差部12c。第一阶差部12c与凸缘部40的面大致平行地形成在凸缘部40与第一顶板部11之间。
第二面板部20在俯视的情况下隔着平板部30与第一面板部10离开而形成。
第二面板部20具有在从凸缘部40沿加压方向离开的位置处形成的第二顶板部21、和连接在该第二顶板部21的端缘上的第二纵壁部22。
第二纵壁部22与第一纵壁部12同样，以与车体的柱等对置的方式设置，是提高车内的密闭性的部位。
第二纵壁部22包括从第二顶板部21的四个外侧的边21a、21b、21c、21d弯曲并沿着加压方向延伸的顶板部侧第二纵壁部22a、从凸缘部40弯曲并沿着加压方向延伸的凸缘部侧第二纵壁部22b、和将顶板部侧第二纵壁部22a与凸缘部侧第二纵壁部22b连接的第二阶差部22c。第二阶差部22c与凸缘部40的面大致平行地形成在凸缘部40与第二顶板部21之间。
顶板部侧第二纵壁部22a由于沿着第二顶板部21中的相互邻接的四个外侧的边21a、21b、21c、21d连续地形成，所以能够提高门内面板1的刚性。
第一顶板部11具有四边形的平面形状，第二顶板部21具有五边形的平面形状。另外，第一顶板部11的车辆上侧的边形成腰线BL。
在第二顶板部21上，以将与第二顶板部21的四个外侧的边21a、21b、21c、21d邻接的周缘部保留的方式形成有开口部50。在与开口部50对应的位置处安装音响扬声器及把手等。
在如有关本实施方式的门内面板1那样在第二顶板部21上形成有开口部5O的情况下，在压力加工时容易进行通过开口部50扩大而进行的延伸凸缘成形。因而，不仅通过重量削减而能实现轻量化，还能够抑制褶皱及破裂等的成形不良的发生。
凸缘部40在第一面板部10和第二面板部20的周围，以与凸缘部侧第一纵壁部12b和凸缘部侧第二纵壁部22b连接的方式形成。
平板部30是承担防撞梁的作用的部位，在俯视中被形成为带状，以将第一面板部10与第二面板部20之间划分。由于平板部30被形成为带状(直线状)，所以金属模的形状较简单，能够抑制制造成本。
平板部30被与凸缘部40一体地形成。因而，不需要在门内面板上安装独立的防撞梁，所以能够实现门内面板的轻量化。另外，平板部30的端部优选的是形成为与凸缘部40同面。
如图1B所示，在设平板部30的宽度为W1、门内面板1的宽度为W的情况下，W1与W的比W1/W优选的是0.05以上、0.6以下。
如果比值W1/W过小，则平板部30的弯曲强度低，平板部30不能充分地吸收碰撞能量。因而，比值W1/W的优选的下限是0.05。
如果比值W1/W过大，则第一面板部10及第二面板部20的面积变小，所以确保门内面板1的刚性变得困难。此外，平板部30的面积变得过大，难以安装扬声器等的部件。因而，比值W1/W的优选的上限是0.6。
例如优选的是，平板部30中的最小宽度部位的宽度为30mm以上，最大宽度部位的宽度为200mm以下。
平板部30优选的是设置在与车体的门锁闩眼对应的区域中。这是因为，如图1A、图1B所示，在设置平板部30的区域中，在第一纵壁部12与第二纵壁部22之间有间隙。能够将门锁用的钩等收容到该间隙中。
在有关本实施方式的门内面板1中，由于平板部30的两端连接在凸缘部40上，所以如果将该门内面板1与门外面板等组合，则平板部30被设置在接近于门外面板的位置。由此，能够提高门的碰撞特性。以下，对这一点详细说明。
图2A是通常的汽车用侧门的与车体上下方向垂直的截面的示意图。
侧门是通过将门外面板A与门内面板1000组合而制造。空间SP是门外面板A与门内面板1000之间的空间。在空间SP中收纳音响扬声器、车窗、车窗驱动装置等。如果汽车侧面碰撞，则在门外面板A上作用载荷P(图2A中的中空箭头)。通过载荷P，门外面板A变形，并且门内面板1000的纵壁部1001变形。门内面板1000的纵壁部1001将由载荷P带来的碰撞能量吸收。即，为了提高侧门的碰撞特性，需要使门内面板的强度提高。但是，以往的门内面板1000的材质是强度较低的软钢板。这是因为，如上述那样门内面板的形状较复杂而加工困难。软钢板例如是拉伸强度为270MPa程度的钢板。因此，以往的汽车的侧门用图2A所示的防撞梁D等的独立的加强部件加强是不可或缺的。
在设置有防撞梁D等的加强部件的侧门的情况下，当通过载荷P而门外面板A向车辆内侧变形时，门外面板A碰在防撞梁D上。因而，碰撞能量不仅被门内面板1000、也被防撞梁D吸收，所以侧门的碰撞特性提高。
但是，由于需要将作为其他部件的防撞梁D安装到门内面板1000上，所以以往的组装成的门较重，每单位重量的吸收能量(吸收能量重量效率)差。此外，由于需要安装其他部件，所以以往的门的制造成本较高，生产效率也较低。
图2B是采用了有关本实施方式的门内面板1的侧门的与车体上下方向垂直的截面的示意图。侧门具备门内面板1和门外面板A。门外面板A被配置在门内面板1的车辆外侧，被与门内面板1接合。
在该侧门中，有关本实施方式的门内面板1其平板部30被配置在与门外面板A近接的位置。因而，当通过碰撞而门外面板A向车辆内侧变形时，门外面板A碰到平板部30。因此，碰撞能量在门内面板1的各部位中在平板部30中最先被吸收，所以侧门的碰撞特性提高。
这样，由于有关本实施方式的门内面板1的平板部30作为防撞梁的替代而发挥功能，所以采用了有关本实施方式的门内面板1的侧门即使没有防撞梁，碰撞特性也良好。
接着，对有关本实施方式的门内面板1的材料进行说明。
有关本实施方式的门内面板1使用钢板S作为坯材并通过进行压力成形而得到，但钢板S的特性优选的是根据进行热压力成形的情况和进行冷压力成形的情况来选择。
在通过热压力成形将门内面板1压力成形的情况下，优选的是使用具有将拉伸强度为500MPa～1000MPa的钢板S在加热到Ac3点以上的状态下进行压力成形、然后通过进行淬火能得到1200MPa以上的拉伸强度那样的成分的钢板S。
特别是，钢板S的碳含量(C含量)以质量％优选的是0.11％以上0.35％以下。
在C含量是0.11％以上的情况下，由于能够发挥良好的淬火性，容易使门内面板1的拉伸强度成为1200MPa以上，所以是优选的。C含量更优选的是0.15％以上。
另一方面，在C含量是0.35％以下的情况下，由于能够抑制焊接不良，所以是优选的。C含量更优选的是0.30％以下。
关于Si、Mn、P、S、Al、B等的成分，只要适当调整就可以。
在使用440MPa以上的高强度的钢板S将有关本实施方式的门内面板1压力成形的情况下，特别需要采取对策以使得在第一顶板部11、第二顶板部21中不发生褶皱及破裂。
在第一顶板部11、第二顶板部21中，发生局部性的板厚减小的部位成为破裂发生的原因，所以为了提高碰撞特性，优选的是在第一顶板部11、第二顶板部21中板厚为一样。
因而，在采用热压力成形的情况下，在设第一顶板部11的最大板厚部为T1MAX(mm)，设第一顶板部11的最小板厚部为T1MIN(mm)的情况下，优选的是满足下述(1)式。
(T1MAX－T1MIN)×100/T1MAX<15…(1)式
同样，在设第二顶板部21的最大板厚部为T2MAX(mm)，设第二顶板部21的最小板厚部为T2MIN(mm)的情况下，优选的是满足下述(2)式。
(T2MAX－T2MIN)×100/T2MAX<15…(2)式
在通过冷压力成形将门内面板1压力成形的情况下，优选的是使用具有340MPa～980MPa的拉伸强度的钢板。
特别是，钢板S的碳含量(C含量)以质量％优选的是0.001％～0.150％以下。
在C含量是0.001％以上的情况下，由于容易使门内面板1的拉伸强度成为340MPa以上，所以是优选的。C含量更优选的是0.08％以上。
另一方面，在C含量是0.150％以下的情况下，由于能够发挥良好的压力加工性，所以是优选的。C含量更优选的是0.12％以下。
关于Si、Mn、P、S、Al、B等的成分，只要适当调整就可以。
与通过热压力成形将门内面板1压力成形的情况同样，在通过冷压力成形将门内面板1压力成形的情况下，也特别需要采取对策以使得在第一顶板部11、第二顶板部21中不发生褶皱及破裂。在第一顶板部11、第二顶板部21中，发生局部性的板厚减小的部位成为破裂发生的原因，所以为了提高碰撞特性，优选的是在第一顶板部11、第二顶板部21中板厚均匀。
因而，在采用冷压力成形的情况下，在设第一顶板部11的最大板厚部为T1MAX(mm)，设第一顶板部11的最小板厚部为T1MIN(mm)的情况下，优选的是满足下述(3)式。
(T1MAX－T1MIN)×100/T1MAX<20…(3)式
同样，在设第二顶板部21的最大板厚部为T2MAX(mm)，设第二顶板部21的最小板厚部为T2MIN(mm)的情况下，优选的是满足下述(4)式。
(T2MAX－T2MIN)×100/T2MAX<20…(4)式
另外，不论是采用热压力成形、冷压力成形的哪种的情况，为了在第一顶板部11、第二顶板部21中使板厚成为一样(均匀)，都优选的是采用如后述的门内面板制造方法那样在完成第一阶差部12c、第二阶差部22c的加工后完成第一顶板部11，第二顶板部21的加工的制造方法。
以下，参照图3、图4、图5A及图5B，说明有关上述实施方式的门内面板1的各种变形例。
(第一变形例)
图3是将有关第一变形例的门内面板1A从车辆内侧观察的立体图。
在该门内面板1A中，在平板部30的两端连接在第一阶差部12c、第二阶差部22c这一点上与有关第一实施方式的门内面板1不同。
即，在该门内面板1A中，设置为，使平板部30的两端与第一阶差部12c和第二阶差部22c一体化。
第一面板部10经由凸缘部40和阶差部(第一阶差部12c、第二阶差部22c)与第二面板部20连接。因而，该门内面板1A与有关上述第一实施方式的门内面板1相比，第一面板部10与第二面板部20连接的区域较大。因此，门内面板1A与有关上述实施方式的门内面板1相比刚性较高。
但是，该门内面板1A的平板部30与有关上述实施方式的门内面板1的平板部30相比被配置在距门外面板较远的位置。因而，从门的碰撞特性的观点，有关上述实施方式的门内面板1更为优选。总之，平板部30的配置考虑门的碰撞特性、门内面板的刚性等而适当设定。
图3所示的h1表示从凸缘部40到阶差部(第一阶差部12c、第二阶差部22c)的加压方向的高度。
h2表示从凸缘部40到顶板部(第一顶板部11、第二顶板部21)的加压方向的高度。
有关该变形例的门内面板1A优选的是满足h2≥40mm且h1/h2<0.8的条件。这是因为，在h2<40mm的情况下，收纳车窗等的空间SP变得过小。在h1/h2≥0.8的情况下，由于阶差部(第一阶差部12c、第二阶差部22c)与顶板部(第一顶板部11、第二顶板部21)的距离较近，所以车内的密闭性变低。
(第二变形例)
图4是表示有关第二变形例的门内面板1B的立体图。在该门内面板1B中，为了提高刚性，设置有将第一面板部10与第二面板部20连接的刚性加强部件60。
如图4所示，刚性加强部件60是将第一纵壁部12及第二纵壁部22的第一阶差部12c与第二阶差部22c连接的部件。由此，由于第一面板部10被连接到第二面板部20上，所以门内面板1B的整体的刚性变高。刚性加强部件60例如是将钢板压力加工成的板状的部件。刚性加强部件60只要例如通过焊接接合到第一面板部10和第二面板部20上就可以。
(第三变形例)
图5A、图5B表示有关第三变形例的门内面板1C。
图5A是将门内面板1C从车辆内侧观察的立体图，图5B是将门内面板1C从车辆外侧观察的立体图。
有关该第三变形例的门内面板1C在平板部30具有壁部31这一点上与有关上述实施方式的门内面板1不同。有关该变形例的门内面板1C的其他结构与有关上述实施方式的门内面板1相同。
在该门内面板1C中，由于平板部30具有壁部31，所以平板部30的截面形状是U字形状。因此，与是平坦的形状的有关上述实施方式的门内面板1的平板部30相比，提高了平板部30的截面二次力矩(cross-sectional secondary moment)。即，具有壁部31的平板部30吸收的碰撞能量比有关上述实施方式的门内面板1的平板部30吸收的碰撞能量大。此外，壁部31连接在第一纵壁部12及第二纵壁部22上。因此，能够提高门内面板1C的整体的刚性。
(第二实施方式)
以下，参照图6A～图11对有关本发明的第二实施方式的门内面板制造方法进行说明。
有关本实施方式的门内面板制造方法是将有关上述第一实施方式的门内面板1压力成形的方法，具备准备作为坯材的钢板S的工序(坯料准备工序)、和通过压力装置以冷方式或热方式将钢板S压力加工的工序(压力加工工序)。
图6A、图6B是示意地表示在有关本实施方式的门内面板制造方法的压力加工工序中使用的压力装置100的剖视图。
图6A是表示压力装置100中的与门内面板1的第一面板部10对应的部位的剖视图，图6B是图6A的A－A向视图。
如图6A、图6B所示，压力装置100具备内侧冲头101、外侧冲头102、坯料保持器103和冲模104。对于压力装置100，在用坯料保持器103和冲模104将钢板S夹入而固定的状态下，通过将内侧冲头101和外侧冲头102向冲模104的凹陷推入，能够将钢板S成形为图1所示的门内面板1的形状。
内侧冲头101具备具有与第一顶板部11对应的形状的第一内侧冲头101a、和具有与第二顶板部21对应的形状的第二内侧冲头101b。
如图6B所示，在该压力装置100的内侧冲头101中，为第一内侧冲头101a和第二内侧冲头101b夹着与平板部对应的部位而被划分的形式。通过使用这样的内侧冲头101，能够使与平板部30对应的部位的压力成形深度比与第一顶板部11及第二顶板部21对应的部位的压力成形深度浅。
但是，不需要将第一内侧冲头101a和第二内侧冲头101b完全划分，也可以是仅与平板部30对应的部位被形成为槽状的单一的内侧冲头101。
外侧冲头102具备被配置在内侧冲头101的外侧、具有与第一阶差部12c对应的形状的第一外侧冲头102a和具有与第二阶差部22c对应的形状的第二外侧冲头102b。
如图6B所示，在该压力装置100中，通过做成第一外侧冲头102a和第二外侧冲头102b夹着与平板部30对应的部位被划分的形式，能够使与平板部30对应的部位的压力成形深度比与第一阶差部12c及第二阶差部22c对应的部位的压力成形深度浅。
但是，第一外侧冲头102a和第二外侧冲头102b不需要被完全划分，也可以是仅与平板部30对应的部位被形成为槽状的单一的内侧冲头101。
另外，在将有关第一变形例的门内面板1A压力成形的情况下，优选的是使用第一外侧冲头102a和第二外侧冲头102b没有被划分的外侧冲头。
坯料保持器103在外侧冲头102的更外侧以与冲模104在加压轴方向对置的方式配置。通过用坯料保持器103和冲模104夹入，在压力成形时能够将钢板S固定。
在坯料保持器103上，形成有门内面板1的凸缘部40的形状。
冲模104相对于内侧冲头101、外侧冲头102及坯料保持器103在加压轴方向上对置而配置，形成有与门内面板1对应的形状的凹陷。
在以热方式将钢板S压力加工的情况下，优选的是通过将被加热的状态的钢板S用金属模压力成形、原样在金属模内进行冷却的热冲压(hot stamping)来成形。因而，压力装置100也可以具备加热装置和冷却装置。
另外，在进行热冲压的情况下，为了得到良好的淬火效果，优选的是将被加热到Ac3点以上的钢板S压力成形。
接着，对准备钢板S的工序(坯料准备工序)进行说明。
准备的钢板S的特性是在上述第一实施方式中说明那样的，优选的是在热压力加工的情况下和冷压力加工的情况下区分使用。
图7是制造图1A、图1B所示的门内面板1的情况下的钢板S的平面图。钢板S具有第一平板部S1、第二平板部S2、第三平板部S3及开口部S4。
第一平板部S1是与第一面板部10对应的部位。第二平板部S2是与第二面板部20对应的部位。第三平板部S3是与平板部30对应的部位。开口部S4是与开口部50对应的部位。
在图7中用斜线描绘的区域是与内侧冲头101对置的区域。在图7中用交叉斜线描绘的区域是与外侧冲头102对置的区域。
如图7所示，开口部S4被设置在第一平板部S1与第三平板部S3之间、以及第二平板部S2与第三平板部S3之间。如上述那样，在钢板S具有开口部S4的情况下，容易进行延伸凸缘成形。但是，即使钢板S不具有开口部S4，在能够将钢板S成形的情况下也不需要开口部S4。
但是，在此情况下，也优选的是具有将钢板S划分为第一平板部S1、第二平板部S2及第三平板部S3的接缝。
这样的形状的钢板是通过将钢板冲切加工而得到。
在冷成形的情况下，只要是340～980MPa左右的材料具有的延展性及延伸凸缘性，就能够进行图1A、图1B所示的门内面板1的成形。
另外，在将图5A、图5B所示的有关第三变形例的门内面板1C压力成形的情况下，由于平板部30具有壁部31，所以优选的是使用图8所示的钢板S。
在图8所示的钢板S中，内侧冲头101及外侧冲头102还将钢板S的第三平板部S3的一部分加工。由此，将平板部30的壁部31成形。
在图8中用斜线描绘的区域，是与内侧冲头101对置的区域。在图8中用交叉斜线描绘的区域，是与外侧冲头102对置的区域。
以下，对压力加工工序进行说明。
在压力加工工序中，通过上述压力装置100，对于钢板S的第一平板部S1及第二平板部S2以冷方式或热方式实施压力加工。由此，将钢板S成形为门内面板1。更详细地讲，内侧冲头101将钢板S的第一平板部S1中的被成形为第一顶板部11的区域和钢板S的第二平板部S2中的被成形为第二顶板部21的区域加工，外侧冲头102将钢板S的第一平板部S1中的被成形为第一阶差部12c的区域和钢板S的第二平板部S2中的被成形为第二阶差部22c的区域加工。
在以热方式实施压力加工工序的情况下，优选的是与将被加热到Ac3点以上的钢板S压力加工同时进行将成形出的门内面板淬火的热冲压。
在以热方式实施压力加工工序的情况下，在压力加工之前将钢板S加热。将钢板S用未图示的加热装置加热。将钢板S只要加热到其材料的A1点以上就可以，为了更可靠地得到淬火效果，优选的是加热到Ac3点以上。
如果将钢板S加热到A1点以上，则淬火后的门内面板的金属组织成为马氏体，强度变高。
加热温度例如是700～900℃。将加热温度根据材料、成形难度等而适当设定。在热冲压中，由于将钢板S加热软化，所以能够成形复杂的形状。
在压力加工工序中，使由外侧冲头102进行的钢板S的加工比由内侧冲头101进行的钢板S的加工先完成。由此，能够抑制在成形出的门内面板上发生破裂、褶皱等的成形不良。
图9A～图9C是示意地表示有关本实施方式的门内面板制造方法的压力加工工序的剖视图。
图9A表示将载置在冲模104上的钢板S用坯料保持器103压住(控制住)的阶段(初期阶段)。
图9B表示由外侧冲头102进行的压入完成时的状态(中间阶段)。
图9C表示由内侧冲头101进行的压入完成时的状态(末期阶段)。
在图9A所示的初期阶段，将钢板S载置到冲模104上。在此状态下，未图示的压力装置的滑块下降。由此，用坯料保持器103和冲模104将钢板S夹入。
在以热方式进行压力加工的情况下，在图9A所示的初期阶段，坯料保持器103与冲模104的间隔优选的是比钢板S的厚度大。即，在钢板S与坯料保持器103之间设置有间隙。间隙的大小例如是0.1mm。在使钢板S接触在坯料保持器103上的情况下，在将钢板S压力成形之前，钢板S的与坯料保持器103接触的部分被冷却。因此，钢板S的冷却速度部分性地不同，所以成形品的强度根据部分而不同。因而，优选的是在坯料保持器103与钢板S之间设置稍稍的间隙。
在图9B所示的中间阶段，由外侧冲头102进行的压入完成，钢板S成为被外侧冲头102和冲模104拉深成形的状态。此时，使内侧冲头101成为与外侧冲头102相同的高度。
在有关本实施方式的门内面板制造方法中，在由外侧冲头102进行的钢板S的压入完成的同时，开始由内侧冲头101进行的钢板S的压入。
在图9C所示的末期阶段，为从图9B所示的状态开始的由内侧冲头101进行的钢板S的压入完成的状态。
有关上述实施方式的门内面板制造方法，当由外侧冲头102进行的钢板S的压入完成时，内侧冲头101的高度的位置为与外侧冲头102相同的高度。但是，此时的内侧冲头101的高度的位置也可以处于比外侧冲头102低的位置。
即，如图10A～图10C所示，也可以在由外侧冲头102进行的钢板S的压入完成之前，开始由内侧冲头101进行的钢板S的压入。
此外，当由外侧冲头102进行的钢板S的压入完成时，内侧冲头101的高度的位置也可以处于比外侧冲头102低的位置。即，也可以在由外侧冲头102进行的钢板S的压入完成之后，开始由内侧冲头101进行的钢板S的压入。
在任一情况下，由内侧冲头101进行的压入都不比由外侧冲头102进行的压入先完成。另外，由坯料保持器103和冲模104进行的钢板S的压住只要在外侧冲头的成形完成之前进行就可以。
图9A～图9C、图10A～图10C图示了在钢板S上没有开口部的情况，但在钢板S上有开口部的情况下，在由外侧冲头102进行的压入的完成以后，在内侧冲头101的成形中材料从顶板部向纵壁移动而延伸凸缘变形，所以能够进一步抑制破裂。
根据有关本实施方式的门内面板制造方法，由外侧冲头102进行的钢板S的压入完成，然后，由内侧冲头101进行的钢板S的压入完成。因而，当由外侧冲头102进行的压入完成而钢板S被拉深成形时，钢板S的被外侧冲头102推入的部分被外侧冲头102约束。由此，能够抑制在门内面板的阶差部附近发生的褶皱等。以下，对这一点详细说明。
图11是表示由通常的压力装置200进行的压力加工中的状态的剖视图。在图11中，将通常的压力装置200的冲模220的一部分放大表示。在压力装置200中，冲头210没有被划分为内侧和外侧。因此，当使冲头210下降时，钢板V的一部分V1没有被冲头210及冲模220约束。即，钢板V的一部分V1不与冲头210及冲模220接触。
在以冷方式进行压力加工的情况下，在压力加工中的图11所示的阶段，钢板V的一部分V1没有被冲头210及冲模220约束。因而，钢板V的一部分V1容易挠曲，容易成为褶皱。
另一方面，在以热方式进行压力加工的情况下，通过钢板与冲头、冲模等的接触而将钢板冷却。因而，在压力加工中的图11所示的阶段，钢板V的一部分V1没有被冷却。当冲头210比图11所示的位置更进一步推入时钢板V的一部分V1被冷却。总之，在通过门内面板的顶板部及阶差部的形状被一体地造形的冲头210成形出在纵壁部上设置有阶差部的门内面板的情况下，钢板V的一部分V1比其他部分更晚被冷却。
如果钢板V的冷却部分性地延迟，则有钢板V的强度及延展性部分性地不同的情况。在此情况下，容易在成形的门内面板上发生破裂、褶皱等。
如图1A、图1B所示，在门内面板1的第一纵壁部12及第二纵壁部22具有阶差部12c、22c的情况下，特别容易发生破裂、褶皱等。在成形后的门内面板的强度较高的情况下，更容易发生破裂、褶皱等。
本实施方式的门内面板制造方法如图9A～图9C所示，使用具有内侧冲头101及外侧冲头102的压力装置100。由此，将图1A、图1B所示那样的门内面板1的第一顶板部11(或第二顶板部21)和第一阶差部12c(或第二阶差部22c)用独立的冲头成形。
除此以外，由外侧冲头102进行的压入比由内侧冲头101进行的压入更先完成。由此，当一方的冲头将顶板部成形时，另一方的冲头将门内面板1的阶差部挤入。因而，在将顶板部成形时，钢板S的没有被约束的部分变少，能够抑制门内面板1的褶皱等。
以上，说明了本发明的实施方式。但是，上述的实施方式只不过是用来实施本发明的例示。因而，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够将上述实施方式适当变更而实施。
例如，在上述的说明中，对汽车的侧门用的门内面板进行了说明。但是，本实施方式的门内面板并不限定于侧门用。本实施方式的门内面板也能够应用于后门等的侧门以外。此外，本实施方式的门内面板并不限定于汽车用。门内面板能够应用到被要求良好的碰撞特性的制品中。这样的制品例如是车辆、建设机械、飞机等。
在上述实施方式中，说明了门内面板的材料是钢板的情况。但是，门内面板的材料并不限定于钢板，只要是金属板就可以。金属板例如是铝板、铝合金板、多层钢板、钛板、镁板等。此外，也可以将该钢板作为特制坯料。特制坯料大体分为特制焊接坯料(以下也称作“TWB”)和特制轧制坯料(以下也称作“TRB”)。TWB是将板厚、拉伸强度等不同的多种钢板通过焊接(例如对接焊接)而一体化得到的。另一方面，TRB是在制造钢板时通过变更轧辊的间隔而使板厚变化得到的。如果使用该特制坯料，则能够限定于需要的部位将强度强化，能够减小板厚。此外，使用特制坯料的门内面板也能够应用到汽车中。由此，能够提高碰撞特性，有望进一步轻量化。
在上述实施方式中，平板部30被形成为平坦的带状(直线状)，但平板部30也可以在俯视中弯曲而形成，也可以形成凹部或凸部。作为一例，在图12中例示具有形成有凹部的平板部30’的门内面板1’。在此情况下，能够提高平板部30的截面二次力矩，使门内面板1的强度提高。此外，也可以将凹部和凸部两者都形成。
在上述实施方式中，在俯视中平板部30相对于腰线BL平行地延伸，但平板部30也可以不相对于腰线BL平行地延伸。即，平板部30也可以相对于腰线BL拥有角度。
在上述实施方式中，设置有从第二顶板部21的四个外侧的边21a、21b、21c、21d弯曲而延伸的第二纵壁部22，但第二纵壁部22只要从第二顶板部21的外侧的边中的二个以上的邻接的边的各边弯曲而延伸就可以。
在上述实施方式中，第一顶板部11的平面形状是四边形，第二顶板部21的平面形状是五边形。但是，第一顶板部11及第二顶板部21的平面形状只要根据车辆的形状适当设计就可以。
在上述实施方式中，开口部50仅被设置在第二顶板部21的一部位，但开口部50的数量并不限定于一个部位，也可以相对于第二顶板部21形成多个开口部50。此外，也可以是开口部50也形成在第一顶板部11上。开口部50的形状也可以是圆、椭圆、多边形等，没有被特别限定。此外，也可以在第二顶板部21上不形成开口部50。在没有开口部50也能够将第二顶板部21成形的情况或不需要扬声器等的情况下，不需要开口部50。
在上述实施方式中，表示了第一纵壁部12及第二纵壁部22相对于第一顶板部11及第二顶板部21垂直地伸展的情况，但也可以并不严格地垂直。
此外，在上述实施方式中，表示了第一阶差部12c和第二阶差部22c的面与第一顶板部11及第二顶板部21平行的情况，但也可以不严格地平行。
在上述实施方式中，表示第二纵壁部22的外侧的4个邻接的第二纵壁部22具有阶差部(第一阶差部12c和第二阶差部22c)的情况。即，表示了邻接的第二纵壁部22有三组、该三组都具有阶差部(第一阶差部12c和第二阶差部22c)的情况，但组数并不限定于三组。
在上述实施方式中，表示阶差部是一级的情况，但也可以是多级。
(实施例)
作为坯料，准备表1所示的钢板A～F。在表1中，所谓HS后TS，是指将钢板在加热到Ac3点以上的状态下进行压力成形、在金属模内冷却的情况下的拉伸强度。
[表1]
对于上述钢板A～F，使用图6A、图6B所示的形状的压力装置，进行图1A、图1B所示的形状的门内面板的压力成形。
此外，作为比较例，进行将与各门内面板同种的材质的加强部件通过点焊接而组装的图13所示的以往的门内面板C.E的压力成形。
对这样得到的门内面板分别进行碰撞四点弯曲试验，求出冲击器变位100mm的吸收能量的重量效率K(J/g)。重量效率K是下述这样的。
首先，如图14A所示，将门内面板的三点用螺栓连结。并且，通过使R127mm的冲击器如图14B所示那样碰撞，求出冲击器变位100mm的吸收能量(J)。并且，将用包括加强部或加强部件在内的门内面板的重量除的值设为重量效率。
进而，在表2中，表示了在设加强部件一体的情况下的重量效率K1和另外安装加强部件的情况下的重量效率K2的情况下、通过100×K1/K2计算的重量效率比(％)。
[表2]
如上述的表2所示，根据本发明例，与另外安装加强部件的情况相比，能够维持作业效率而提高每单位重量的吸收能量。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供一种轻量、碰撞特性和生产性好的门内面板及其制造方法。
标号说明
1、1A、1B、1C 门内面板
10 第一面板部
11 第一顶板部
12 第一纵壁部
12a 顶板部侧第一纵壁部
12b 凸缘部侧第一纵壁部
12c 第一阶差部
20 第二面板部
21 第二顶板部
21a、21b、21c、21d 外侧的边
22 第二纵壁部
22a 顶板部侧第二纵壁部
22b 凸缘部侧第二纵壁部
22c 第二阶差部
30 平板部
31 壁部
40 凸缘部
50 开口部
60 刚性加强部件
A 门外面板
BL 腰线
D 防撞梁
S 钢板(坯材)
100 压力装置
101 内侧冲头
102 外侧冲头
103 坯料保持器
104 冲模
S1 第一平板部
S2 第二平板部
S3 第三平板部
S4 开口部

Claims (17)

1.一种门内面板，由金属板构成，该门内面板的特征在于，
具备：
第一面板部，具有第一顶板部及连接在上述第一顶板部上的第一纵壁部；
第二面板部，具有与上述第一面板部的上述第一顶板部隔开间隙而配置的第二顶板部、以及连接在上述第二顶板部上的第二纵壁部；
凸缘部，连接在上述第一纵壁部及上述第二纵壁部上；以及
平板部，配设在上述第一面板部与上述第二面板部之间；
上述第一纵壁部及上述第二纵壁部分别具有阶差部；
上述平板部的两端与上述凸缘部或上述阶差部一体化。
2.如权利要求1所述的门内面板，其特征在于，
在上述第一顶板部及上述第二顶板部的至少一方上形成有开口部。
3.如权利要求1所述的门内面板，其特征在于，
上述平板部具有连接在上述第一纵壁部和上述第二纵壁部上的壁部。
4.如权利要求1所述的门内面板，其特征在于，
还具备将上述第一纵壁部与上述第二纵壁部连接的刚性加强部件。
5.如权利要求1所述的门内面板，其特征在于，
在上述平板部形成凹部及凸部的至少一方。
6.如权利要求1所述的门内面板，其特征在于，
拉伸强度是1200MPa以上。
7.如权利要求6所述的门内面板，其特征在于，
C含量以质量％为0.11％～0.35％。
8.如权利要求7所述的门内面板，其特征在于，
上述第一顶板部的最大板厚部T1MAX(mm)、上述第一顶板部的最小板厚部T1MIN(mm)、上述第二顶板部的最大板厚部T2MAX(mm)及上述第二顶板部的最小板厚部T2MIN(mm)满足下述(1)式和(2)式，
(T1MAX－T1MIN)×100/T1MAX<15…(1)式
(T2MAX－T2MIN)×100/T2MAX<15…(2)式。
9.如权利要求1所述的门内面板，其特征在于，
拉伸强度是340～980MPa。
10.如权利要求9所述的门内面板，其特征在于，
C含量以质量％为0.001％～0.150％。
11.如权利要求10所述的门内面板，其特征在于，
上述第一顶板部的最大板厚部T1MAX(mm)、上述第一顶板部的最小板厚部T1MIN(mm)、上述第二顶板部的最大板厚部T2MAX(mm)及上述第二顶板部的最小板厚部T2MIN(mm)满足下述(3)式和(4)式，
(T1MAX－T1MIN)×100/T1MAX<20…(3)式
(T2MAX－T2MIN)×100/T2MAX<20…(4)式。
12.如权利要求1所述的门内面板，其特征在于，
上述第一纵壁部和上述第二纵壁部的高度分别是40mm以上。
13.如权利要求1所述的门内面板，其特征在于，
在上述平板部中，
最小宽度部位的宽度是30mm以上；
最大宽度部位的宽度是200mm以下。
14.一种门内面板制造方法，制造权利要求1～13中任一项所述的门内面板，该门内面板制造方法的特征在于，
具备：
准备工序，准备由上述金属板构成、具有第一平板部、第二平板部及配置在上述第一平板部与上述第二平板部之间的第三平板部的坯材；以及
压力加工工序，通过包括冲模、对置于上述冲模的内侧冲头、对置于上述冲模并配置在上述内侧冲头的外侧的外侧冲头、和坯料保持器在内的压力装置，对上述坯材的上述第一平板部及上述第二平板部以冷方式或热方式实施压力加工，将上述坯材成形为上述门内面板；
在上述压力加工工序中，
上述内侧冲头对上述坯材的上述第一平板部中的被成形为上述门内面板的上述第一顶板部的区域以及上述坯材的上述第二平板部中的被成形为上述门内面板的上述第二顶板部的区域进行加工；
上述外侧冲头对上述坯材的上述第一平板部中的被成形为上述门内面板的上述阶差部的区域以及上述坯材的上述第二平板部中的被成形为上述门内面板的上述阶差部的区域进行加工；
由上述外侧冲头进行的上述坯材的加工比由上述内侧冲头进行的上述坯材的加工先完成。
15.如权利要求14所述的门内面板制造方法，其特征在于，
在上述压力加工工序中，上述内侧冲头及上述外侧冲头还对上述坯材的上述第三平板部的一部分进行加工。
16.如权利要求14所述的门内面板制造方法，其特征在于，
在上述压力加工工序中，在由上述外侧冲头进行的上述坯材的压入完成之前，开始由上述内侧冲头进行的上述坯材的压入。
17.如权利要求14所述的门内面板制造方法，其特征在于，
在将上述压力加工工序以上述热方式进行的情况下，加热温度是Ac3点以上。
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