JP2010520059A - バインダートリム部品付きメタルブランクとその設計方法 - Google Patents

Abstract

メタルブランク（１０、１００、２１０）は、非線形部（２５０）において少なくとも１つのカットエッジ（２４、２６、１０２）を備えたバインダートリム部品（４０、２４０）を有する。非線形部（２５０）の生成は、隣接するメタルブランクのバインダートリム部品において、対応するセクションを同時に形成する。そのため、バインダー材料をそれらの間で共有することができる。その後、前記バインダートリム部品（４０、２４０）が、切除されて、破棄されるので、スクラップメタルの量を減らすことが可能である。さらに、非線形部（２５０）は、突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）、凹部（５２，６２、１０６、２５４、２６２、２６６、２６８）、平面部（２５６、２５８）などのような戦略的に配置された構成部品を１つ以上有することができる。また、それらの構成部品は、その長さに沿って、不均一にさせると共に、形成される部品の製造要件に詳細に合わせることが可能である。

Description

本発明は、メタルブランクに係り、特に、自動車産業で用いられるバインダートリム部品を備えたメタルブランクに関する。

この出願は、２００７年２月２８日に出願された米国仮出願第６０／９１９，６１６号、および、第６０／９０３，９９８号、の優先権を主張し、その仮出願の内容を引用する。

金属成形産業において、シートメタルブランクは、しばしば外部フランジで製造される。その外部フランジは、シートメタルブランクの周囲に広がっている。このため、次のメタル成形作業中、上型および下型で構成されるビード構造（bead structures）が、係合して固定するブランク材料（blank material）を有する。そのビード構造は、通常、金型の一方のバインダーリング（binder ring）で構成される雄ビード、および、金型の他方のバインダーリングで構成される雌溝、からなる。その上型および下型が、油圧の力や他の加圧により互いに連結される際、ビード構造が互いに連結するように設計されている。外部フランジを向かい合うビード構造の間にしっかりと固定することによって、メタル成形プロセスの間、外部フランジが、摩擦力および変形力で、金型の中央部分に引っ張られることを規制する。

また、ビード構造間の圧縮相互作用、および、シートメタルブランクの外部フランジが、金型に引っ張られるシートメタル材料の量に影響する。具体的には、材料がほとんど引っ張られない場合、成形部分で裂け目やひび割れが起こる可能性があり、反対に、たくさんの材料が引っ張られる場合には、成形部分でしわや表面の歪みが現れることがある。メタル成形プロセス後は、外部フランジは、一般的にカットされて成形部品から取り除かれ、廃品材料として廃棄される。

本発明は、メタル成形するために必要な材料を抑制することができると共に、メタル成形にかかるコストを減らすことができるメタルブランクを提供することを課題とする。

本発明によれば、外周部と、バインダートリム部品と、部品コンポーネント（part component）と、を備えたメタルブランクが、提供されている。前記バインダートリム部品は、第１突起および第２突起が設けられた非線形部を有している。第１突起および第２突起は、（i）形状および／またはサイズがそれぞれ異なり、（i i）メタル成形作業中、部品コンポーネントに異なる量の材料を供給する。その部品コンポーネントに供給される異なる量の材料は、少なくとも部分的に、第１、第２突起の異なる形状や寸法に基づいて、供給される。

また、本発明によれば、外周部と、バインダートリム部品と、部品コンポーネントと、を備えたメタルブランクが、提供されている。そのバインダートリム部品は、突起、凹部、平面部が設けられた非線形部を有している。突起、凹部、および、平面部は、（i）非線形部に沿って、部品コンポーネントの１つ以上の特徴部分に合わせて特定の場所に位置付けられ、そして、（i i）非線形部の長さに沿って、非線形部に不均一を生じさせる。

本発明によれば、第１メタルブランクと、第２メタルブランクと、前記第１、第２メタルブランクを互いに取り付ける溶接シームと、を備えたメタルブランク組立品が、設けられている。第１メタルブランクは、非線形部を備えたバインダートリム部品を有する。非線形部には、少なくとも１つの突起、および、少なくとも１つの凹部が設けられている。突起は、非線形部の第１端部に位置付けられており、前記溶接シームに隣接している。凹部は、非線形部の第２端部に位置づけられて、メタルブランク組立品の中央に配置されている。

本発明によれば、メタルブランク用バインダートリム部品を設計する設計方法が提供される。その方法は、（ａ）少なくとも１つのターゲット成形部（target forming section）を決定する成形シミュレーションを行う工程と、（ｂ）少なくとも１つのターゲットネスティング部（target nesting section）を決定するネスティングシミュレーションを行う工程と、（ｃ）ターゲット成形部とターゲットネスティング部とを利用して、非線形部に対して最適なバインダートリム位置を決定する工程と、（ｄ）最適なバインダートリム位置および提案された部品のために詳細に設計される構成部品の組合せで構成される非線形部を生成する工程と、を有する。

２つの側面に形成された非線形部付きのバインダートリム部品を有するメタルブランクの実施形態を示す図である。 １つの側面に形成された非線形部付きのバインダートリム部品を有するメタルブランクの実施形態を示す図である。 自動ドアパネルで用いられ、非線形部付きのバインダートリム部品を有するメタルブランク組立品の実施形態を示す図である。 図３に示す非線形部の拡大図である。 三次元のメタル部品を生成する生成方法の実施形態を説明するためのフローチャート図である。 メタルブランクのバインダートリム部品を設計する設計方法の実施形態を説明するためのフローチャート図である。

本発明におけるメタルブランクは、バインダートリム部品を有する。バインダートリム部品は、非線形部付きのカットエッジを少なくとも１つ備えている。その非線形部には、突起、凹部、平面部などさまざまな構成部品が形成されている。この非線形部の生成は、同時に、隣接するメタルブランクのバインダートリム部品に対応する特徴部分（feature）を成形する。そのため、バインダー材料が、それらの間で共有されることができる。また、非線形部が、戦略的に配置された構成部品を１つ以上備えることができる。戦略的に配置された構成部品は、成形される部品の製造要件に合わせて詳細に調整されるように、その長さに沿って不均一にさせる。

図１では、メタルブランク１０の実施形態が示されている。メタルブランク１０は、三次元のメタル部品を生成するためのプレス加工、絞り加工、深絞り加工などのメタル成形作業において、幅広く用いることができる。以下の記述は、自動車部品を対象としているが、ここで記載されているメタルブランクは、航空機、鉄道、農業機器、家庭用電気製品など、さまざまな製品で、使用することができる。メタルブランク１０は、大きなコイルとして提供される亜鉛メッキ冷間成形シートで作られていることが好ましいが、メタルブランクの構成および形状は、一般的に、メタルブランクが使用される特定の有用性の必要条件によって決まる。また、提供される必要条件から変更することも可能である。例えば、メタルブランク１０は、コイルの代わりに、カットパネルまたはブランクパネル（blanked panel）の形で提供されるシートメタル材料から作ることも可能である。本発明の実施形態によれば、メタルブランク１０は、通常、平面シートメタル部品とされる。そのメタルブランク１０は、外周部１８と、内周部２８と、バインダートリム部品４０と、部品コンポーネント４２と、を備えている。外周部１８は、エッジ２０〜２６を有していると共に、内周部２８は、エッジ３０〜３６を有している。バインダートリム部品４０は、外周部１８と内周部２８との間に設けられている。

外周部１８は、メタルブランク１０の外周または輪郭を構成している。外周部１８には、間隔をあけて配置される４つのエッジ２０〜２６が設けられている。エッジ２０、２２は、通常、細長い平行なエッジであり、メタルブランク１０の長さに沿って延設されている。本発明の実施形態において、エッジ２０、２２は、製鉄所で生成されるコイルまたはコイルエッジの製造される面に設けられている。一方、エッジ３４、３６は、通常、エッジ２０、２２の間に設けられている。エッジ３４、３６は、カット面に設けられている。カット面は、コイルを個々のセグメントまたはメタルブランクにカットする間で生成される。ここで、「カットエッジ（ｃｕｔ ｅｄｇｅ）」の用語は、あらゆるエッジにあてはまる。つまり、シートメタル材料が、セグメントまたはブランクに分割された際、エッジが、カットされたり、せん断されたり、打ち抜きされたり、削られたり、切断されたり、さまざまな形状にすることが可能である。エッジ２４は、カットエッジなので、隣接するメタルブランク１０で形成される補足的なエッジである。エッジ２４は、シートメタルコイル上で、メタルブランク１０の左側に位置付けられている。また、エッジ２６も、カットエッジなので、隣接するメタルブランク１０で形成される補足的なエッジである。そして、エッジ２６は、シートメタルコイル上で、メタルブランク１０の右側に位置付けられている。この実施形態において、各カットエッジ２４、２６は、非線形部を備えている。各カットエッジ２２、２６の非線形部には、それぞれ突起５０、および、凹部５２、が設けられている。カットエッジ２４、２６の両方には、突起５０、および、凹部５２が設けられているが、当然のことながら、カットエッジの１つだけが、その非線形の経路に従って形成されているようなメタルブランクを設計することもできる。例えば、メタルブランクが、突起および凹部を有するカットエッジ２６と、エッジ２０とエッジ２２との間に延びている一直線のカットエッジ２４と、を備えることが可能である（図２を参照）。実際には、非線形部を備えた外周部１８のエッジが少なくとも１つ設けられたメタルブランクであれば、さまざまなエッジの組合せが可能である。

突起５０および凹部５２は、通常、互いに一対のものである。そのため、突起５０が形成されると、補足的な凹部５２が、突起５０に隣接してメタルブランクに形成される。エッジ２６に沿って位置付けられた異なる特徴部分の幅と長さの大きさは、主にメタル成形作業の特定の必要条件によって決まる。つまり、後で述べるように、所定の位置にメタルブランクを保持し、適切な材料の流れを可能にする適切な制限力を生成するために必要とされるバインダー材料の量が、メタル成形作業の特定の要件により、決まる。この実施形態において、突起５０は、平行四辺形の形で示されているが、異なる形で形成されていてもよい。例として、図２は、メタルブランク１００の異なる実施形態を示す。メタルブランク１００は、蛇行形状のエッジ１０２を備えている。エッジ１０２は、連なった指状の突部１０４と、先細形状の凹部１０６と、を有している。前の実施形態と同様に、カットエッジ１０２の構成が、隣接するメタルブランクに生成されるように、カットエッジ１０２には、対応するカットエッジが設けられている。なお、ここで示されていない突部および凹部の形状、量、大きさなどは、本発明において、さまざまに用いることが可能である。

内周部２８（点線で示す）は、通常、コンポーネントトリムラインに相当し、バインダートリム部品４０の内周を形成する。内周部２８の正確な位置は、次のメタル成形作業の操作上の必要条件によって、決定される。１つの実施形態によれば、通常、高機能なコンピュータのモデル化されたアルゴリズムによって、決定される。そのコンピュータは、所望の部品を成形するために必要なバインダー材料の量を算出する。内周部２８のエッジ３０、３２は、ここでは、直線で平行なエッジとして、示されていると共に、エッジ３４、３６は、直線で平行ではないエッジとして示されている。当然のことながら、それらのエッジは、非線形形状を含むさまざまな形状にすることが可能であり、特定の実施形態で制限されない。例えば、内周部２８は、バインダートリム部品４０の内側に位置付けられているが、バインダートリム部品４０のいくつか小さな部分が、コンポーネントトリムライン上に延びて設けられていてもよい。

バインダートリム部品４０は、メタルブランク周辺の少なくとも一部分の周りに設けられる周辺構成要素である。このため、メタル成形プロセスの間、上下の成形型が互いに接触し、バインダートリム部品の異なる側に固定させることができる。メタルブランク１０の外側周辺におけるクランプ力は、当業者によって認識されているように、メタル成形プロセスの間、メタルブランク１０が金型の中央に引っ張られることを防ぐ。バインダートリム部品４０は、通常、外周部１８と内周部２８との間に位置付けられている材料を有する。この実施形態では、バインダートリム部品４０が、カットエッジ２４、２６に沿って、バインダー材料の量を減らす。従来のメタルブランクでは、カットエッジ２６には凹部が設けられていない。このため、カットエッジ２６の外側とインナーエッジ３６との間（範囲Ｘ：通常、約３”）の全ての材料が、この１つのメタルブランク用のバインダーとして必要とされていた。同様に、右側に隣接するメタルブランクにおいて、そのバインダー部品用の材料と同じ材料の量が、さらに必要となる（材料の別の３”、つまり、２つのメタルブランクに対してバインダー材料の合計が約６”になる）。本明細書のメタルブランクは、突起５０が設けられた非線形部を有する。凹部５２が、隣接するメタルブランクにおいて対応する突起５０を生成するので、突起５０は、メタルブランクの側面でバインダー材料として用いられる。したがって、厚みＸ（前もって、１つのメタルブランクに対して、十分なバインダー材料）を有するバインダー材料の単一の帯板が、２つの隣接するメタルブランクに対して、共有のバインダー材料としての機能を果たし、ピッチを減少することができる。また、バインダートリム部品が、メタル成形プロセスの間で用いられ、その後、切り取られ廃棄されるだけなので、この改善された共有のバインダートリム部品４０の使用は、廃品材料（スクラップ材料）の量を減らすことができる。

部品コンポーネント４２は、内周部２８の内側に配置されている。通常、部品コンポーネント４２は、形成されるメタル部品に連なるメタルブランク１０の一部分に対応する。当業者には明らかなように、バインダートリム部品４０からの材料は、メタル成形作業中、一般的に部品コンポーネント４２へ流れる。しかしながら、最終的に合成部品を構成する材料の大部分は、部品コンポーネントから生じる。図に示す部品コンポーネント４２は、その部品コンポーネント４２の的確な形状、サイズ、特徴、配置などを例示するために、簡単に示している。したがって、ここで記載している実施形態とは、実際には異なる。

同じブランキングライン（blanking line）で同じ部品を生成するために、非線形部を備えたカットエッジが、同じであることが好ましい。その非線形部は、反転されたり、動かされたりした際に、隣接するメタルブランクを生成するために設計されている。具体的には、突起６０が、凹部６２と同じサイズであることが望ましい。この場合、凹部６２が形成される際、突起６０と等しい隣接する部品に突起が形成される。

図３には、メタルブランク組立品２００の実施形態が示されている。そのメタルブランク組立品２００は、次の製造プロセスにおいて、三次元メタル部品を、押したり、絞ったり、深く絞ったりして、さまざまな形状にすることができる。以下で説明されるように、１つの実施形態によれば、メタルブランク組立品２００は、特に、二部分からなる自動フロントインナードアパネルとして用いるのに、非常に適している。なお、ここで説明する自動フロントドアパネルは、メタルブランク組立品を使用することが可能な１つの例である。本発明のメタルブランク組立品は、リアドアパネル、手動パネル、溶接パネルなどさまざまなものに用いることが可能である。この実施形態によれば、メタルブランク組立品２００は、テーラー溶接されたブランク（tailor-welded blank）である。メタルブランク組立品２００は、厚いメタルブランク２１０（図１および２のメタルブランク１０、１００と同類である）を有する。厚いメタルブランク２１０は、溶接シーム２１４で薄いメタルブランク２１２に溶接される。厚いメタルブランク２１０は、ドアヒンジを支持するために使用することができる。ドアヒンジは、ドアパネルの他の部品コンポーネントに取り付けるために、一般的に、厚くて強い材料を必要とする。その厚みのある材料が、フロントインナードアパネルに用いられた場合、そのパネルは、かなり重くなり、費用が高くなってしまう。このため、薄いメタルブランク２１２が、フロントインナードアパネルの残り物として用いられる。つまり、薄いメタルブラン２１２は、ドアヒンジ領域と同じ強さを必要としていない部分に用いられる。ゆえに、メタルブランク組立品２００が、二部分からなるフロントインナードアパネルとなるので、その構成は、重さや材料を減らすことができ、またコスト削減することが可能である。溶接シーム２１４は、選択された溶接プロセスに基づいて、溶接終点２１６で開始したり、終了したりすることができる。溶接シーム２１４は、レーザー溶接、マッシュシーム溶接など、当業者において公知の溶接技術で、生成されることが好ましい。

メタルブランク組立品２００は、その後、フロントインナードアパネルに形成されることができる。そのフロントインナードアパネルは、たくさんの輪郭に合致した特徴部分を有し、破線で描かれている典型的なポケット２３０を備えている。フロントインナードアパネルが、ポケットに加えて、たくさんの輪郭に合致した特徴部分を有することが想定されていたとしても、ここでは、簡単に説明するために、ポケットだけを示す。フロントドアパネルから省略された輪郭に合致した特徴部分の例としては、窓用の切抜き、内側のドアモジュールを収容する保持特徴部分、電動アクチュエータを収容するスペースなどがある。典型的なメタル成形作業の間、雄ビード構造および雌ビード構造は、上型および下型（図示せず）の周囲に位置付けられており、バインダートリム部品２４０を締め付ける。このため、細長いビードゾーン２３２が、部品コンポーネント２４２の周りに形成される。なお、雄ビード構造、雌ビート構造は、ドロービード（draw beads）と称される場合がある。１つ以上の追加のビードゾーン２３４、２３６（全てのビードゾーンは、破線で示される）は、同様に、このプロセスの間、形成されていてもよい。追加のビードゾーン２３４、２３６は、サイズ、形状、深さなど同じであり、成形中、バインダートリム部品２４０から部品コンポーネント２４２まで注がれる材料の量（物量）を制御することによって、より大きなプロセス制御を与えることができる。この材料の流れの制御や操作は、隣接した範囲、または、ビードゾーンの近くでもっとも重要である。したがって、ビードゾーンの大部分が、バインダートリム部品２４０の境界線内に位置付けられていることが好ましい。ここで示されているビードゾーン２３４は、突起２４８および平面部２５８の中に全体的に含まれているが、それらの構成を越えて、隣接する凹部に延びることが可能である。

ここで示す実施形態において、バインダートリム部品２４０は、非線形部２５０を有する。その非線形部２５０には、連なった突起２４６、２４８、２５２、２６０と、凹部２５４、２６６、２６８と、平面部２５６、２５８と、が設けられている。それらの異なる構成の中に含まれるもの、および、配置は、少なくとも部分的に部品コンポーネント２４２の所望の特徴部分に基づいている。例えば、余分な材料が、ポケット２３０の形成中に必要とされた場合、凹部２５４、２６６は、ポケット２３０に隣接しているので、非線形部２５０に沿って配置されることができる。この例では、凹部２５４、２６６が、意図的に、ポケット２３０の近くに位置付けられている。このため、三次元のメタル部品が形成される際に、材料がより簡単にポケットの輪郭に引き寄せられることができる。図３Ａに示されているように、凹部２５４、２６６は、非線形部２５に沿って、特定の位置に配置されている。このため、凹部２５４、２６６は、抜き取りラインＩに沿って、ポケット２３０に合わせて配置されている。抜き取りラインＩは、引き抜き加工のような次のメタル成形プロセスの間、材料の流れの一般的な方向を示す。なお、その抜き取りラインＩは、全ての金属粒子の厳密な流れを正確に記述しているものではなく、金属粒子の厳密で正確な流れは、実例で示された抜き取りラインＩより複雑な経路となる。厳密な金属粒子のラインを決定するために、１つの可能な方法としては、ＥＳＩグループよって提供されているＰＡＭ−ＳＴＡＭＰのような成形シミュレーションソフトウェアを用いることである。上述の例において、凹部２５４、２６６の周りの材料がポケット２３０に流れるが、その材料が非線形部２５０の他の部品からポケット２３０および／または部品コンポーネント２４２の別のところに流すこともできる。

また、隣接するポケット２３０の領域で流れる材料の量を抑制したり、制限したりすることが望ましい。材料の量が抑制されたり制御されたりした場合には、その後、突起２４８、２５２が提供され、そして、平面部２５８において突起２４８、２５２が接続されて、より大きな突起領域が定義される。そうすることにより、追加のビードゾーン２３４に対して必要とされるバインダー材料が、提供されると共に、抑制する面が増え、その領域に流れる材料を制限する機能を向上させることが可能である。特定の実施例では、平面部２５８が、非線形部２５０に沿って位置付けられている。このため、平面部２５８からポケット２３０まで延びている抜き取りラインＩＩが、２つの異なるビードゾーン２３２、２３４を通過する。他の構成と同じように、同類の平面部が、非線形部２５０に沿って、選択的に形成され、配置されることができる。したがって、非線形部２５０のその長さに沿って不均一に設けられ、構成される特定の部分の要求に合わせてカスタマイズされる非線形部を生成することが可能である。また、上述したものとは異なる非線形部２５０は、構成部品（例えば、凹部、突起、平面部など）を有することができる。その構成部品は、形状および／またはサイズがそれぞれ異なってもよく、上型および下型で異なる制御面を提供することもできる。この異なる制御面は、メタル成形作業中に、バインダートリム部品２４０から部品コンポーネント２４２に流れる材料の量を異ならせることができる。当然のことながら、カスタマイズされた突起、凹部、平面部、および、他の特徴を備えた非線形部２５０が、その非線形部２５０に設けられた１つで、かなりコストがかかり適時努力が必要とされるだろう上型および／または下型を取り替えることなく、絞り加工プロセスや他の成形プロセスにおける材料の流れを操作することができる。さらに、この変更は、成形ツールだけではなく、バインダートリム部品２４０で行うこともできる。

突起２４６、２４８、２５２は、メタルブランクのメタル成形特性を改善し、形成される三次元部品の特定の要件に対応するために、設計して配置することができる。つまり、突起２５２が、シートメタルの厚みに関連する特定の長さと幅との関係で形成されることが望ましい。具体的には、厚み＜１．０ｍｍで構成されるシートメタル材料において、突起が、Ｂ＞Ａ／３の関係を満足する長さＡおよび幅Ｂで構成されることが好ましい（Ａは、その縦軸に沿った突起の長さであり、Ｂは、中間点、例えば、長さＡに沿って中間に位置付けられている点で測定された突起の幅である）。突起が不均一の幅であった場合には、幅の大きさは、その長さに沿って任意の点で取ることができる。厚み１．０ｍｍ〜１．５ｍｍで構成されるシートメタル材料においては、突起が、Ｂ＞Ａ／３．５の関係を満足する長さＡおよび幅Ｂで構成されることが好ましい。また、厚み＞１．５ｍｍで構成されるシートメタル材料においては、突起が、Ｂ＞Ａ／４の関係を満足する長さＡおよび幅Ｂで構成されることが好ましい。前述に記載した長さと幅の関係がシートメタルのゲージ（gauge）によって決まる理由として、メタル成形要件が考慮されているためである。例えば、より薄いシートメタル（例えば、厚み＜１．０ｍｍ）場合、突起が成形プロセス中に簡単にはがされてしまうが、より厚いゲージ材料（例えば、厚み＞１．５ｍｍ）の場合には、薄い突起や細い突起などを考慮に入れても一般的に十分に頑丈である。非線形部２５０は、上述の関係を持たない１つ以上の突起を有することができるが、通常は、上述した関係で形成されて、自動フロントインナードアパネルなどに適用されることが望ましい。

非線形部２５０の他の実施形態によれば、ここに示すようなメタルブランク組立品２００と共に用いられるとき、突起２６０および凹部２６２の位置が、特に有利である。溶接の整合性を向上させるために、突起２６０は、非線形部２５０の一端部に設けられると共に、溶接シーム２１４に隣接して位置付けられている。また、溶接シーム２１４の端部に設けられた溶接終点２１６は、ある成形作業中では、損害を受けやすい個所を構成することができ、分割を起こしやすくすることができる。さらに、溶接終点２１６は、その構造の整合性をいくつか失いやすくすることができる。突起２６０に溶接終点２１６を設けることで、その溶接終点２１６は、成形プロセスの間、最も大きな圧力を受けるフロントインナードアパネルの内側部分から遠くに置かれる。このため、溶接終点２１６で生じるあらゆる分離は、切り取られて破棄されるバインダートリム部品２４０の一部分で生じることが可能である。その結果、溶接終点２１６は、破棄されるバインダートリム部品２４０の一部分なので、最終的なドアパネルの部品ではなくなる。また、溶接シーム２１４に沿って位置付けられている突起２６０の代わりに、非線形部２５０におけるバインダートリム部品２４０の他端部には、凹部２６２が設けられている。溶接終点２１６からの分離が行われると、溶接終点２１６が、廃棄されるドアパネルとなりそうな近くの部品トリム線をこえて延びることができる。

突起２６０のサイズや形状は、次のメタル成形作業に影響を与える。例えば、突起２６０の幅Ｃは、突起２４６、２４８、２５２の長さＡに関係するので、Ｃ≧Ａの関係を満足することが好ましい。幅Ｃの大きさがあまりにも小さいと、メタル形成作業中、溶接シーム２１４の内外で材料と接触し、保持するためのビード構造に対する十分な面を設けることができない。本発明においては、ビードゾーン２３２、２３６は、突起２６０に収容されているので、メタル成形作業中、溶接シームエリアの適切な保持を容易に行うことができる。この実施形態によれば、突起２６０が、転移点２６４を介して隣接する凹部２６８に接続されている。転移点２６４では、突起２６０の上端と側端との間で鈍角θが形成される。その鈍角θは、打抜きプロセス（blanking process）において、メタルブランクが生成される際に、打抜きされた後にその部分の取り外しを容易にし、そして、引き抜きプロセスの間、溶接シーム２１４の性質を下げることなく材料の流れを制御する形状の突起２６０を与えることができるので、役に立つ。

突起２６０を配置することで得られる他の利点としては、１つ以上の追加のビードゾーン２３６が、溶接シーム２１４に隣接する領域に配置されることが可能なので、溶接シーム２１４に沿ったバインダー材料を増加することができる。成形作業中、溶接シームに沿った領域は、メタルブランク組立品２００の他の領域より障害を受けやすい。その理由として、１つの可能な説明としては、材料がフロントインナードアパネルに引っ張られるので、厚いメタルブランク２１０および薄いメタルブランク２１２からの材料が、異なって流れるためである。このため、溶接シーム２１４の一端に位置付けられている材料が、溶接シーム２１４に沿って、溶接シーム２１４の他端に位置付けられている材料を引っ張っている。ビードゾーン２３６の追加は、この領域から取り出されて引っ張り出される材料の量を減らし、それによって、溶接シーム２１４が、別々に分割されたり、破裂されたりする可能性を減らす。

溶接シーム２１４に沿う領域は、突起２６０の配置から利点を得るためだけの領域ではない。突起２６２の補足物であり、同時に成形される凹部２６２の配置は、メタルブランク組立品２００の成形性を向上させることができる。図３に示すように、凹部２６２は、通常、メタルブランク組立品２００の外側の角に配置されている。凹部２６２は、望ましくない縮みを含むさまざまな表面の歪みを防ぐことができる。場合によっては、角を形成することは、角を定義する交差点で加えられた横応力が原因で、縮みやしわのような種々の表面欠陥の１つが生成されることがある。しかしながら、フロントインナードアパネルの外側の角に凹部２６２を配置することは、それら圧力を減らすことができ、その部分の成形性を向上させることが可能である。もちろん、凹部を成形することで得られる特定の効果は、主にドアパネルや他の成形されている部品の形状、および、特徴などの要因によって、決定される。

メタルブランクは、多くの場合、１つ以上の位置決め特徴部分（locating feature）２９２、２９４を有している。位置決め特徴部分２９２、２９４は、加工物の外周に位置付けられており、金属の加工物が、適切に成形型内に位置づけられることを確実にする。いくつか異なる実施形態の１つによれば、それら位置決め特徴部分２９２、２９４は、非線形部２５０に一体的に形成されることができる。例えば、上方の成形型および／または下方の成形型において、対応する位置決め特徴部分を設けることにより、位置決め特徴部分として、突起２４６、２４８、２５２、および、凹部２５４、２６６、２６８を１つ以上簡単に使用することが可能である。このように、非線形部２５０の部品コンポーネントを位置決め特徴部分として用いることが可能なので、別の位置決め特徴部分を構成する必要がない。別の実施例によれば、位置決め特徴部分２９２、２９４は、非線形部２５０（例では図示せず）で構成されることができる。その非線形部２５０は、突起、凹部、平面部のさまざまな組合せで、タブやくぼみなどを構成することで、形成される。

当業者は、絞り加工のような成形プロセスが、加工物において、より小さな範囲で引っ張られる、または、全く引っ張られない他の部分（section）より弱い部分を生成するだろうと認識している。それら弱い部分は、通常、形成される部分において必要とされる最小強度で構成されているので、使用しなければならないゲージ（gauge）および／または材料の質に影響する。バインダートリム部品２４０の非線形部２５０を通る材料流量特徴部分を操作することによって、または、制御することによって、成形される部品の最も弱い部分の強度を強化することができる。これにより、より薄いゲージや品質の低い材料を使用することができる。例えば、ポケット２３０が形成された後に、ポケット２３０を囲んでいる領域が、フロントインナードアパネルの最も弱い部分であると決定された場合、非線形部２５０は、そのポケット２３０をより強化するために、または、より厚くするために、以前は使用されていた。本発明では、そのポケット２３０（以前は弱かった部分）が、強化されると共に、メタルブランクの全体のゲージやメタルの質が、費用を節約するために減少されている。バインダートリム部品２４０、非線形部２５０、および、非線形部のさまざまな特徴部分は、メタルブランク２１０、２１２の１つ以上の端部に組み込むことができたり、それらが、モノリシックブランク（monolithic blank）（例えば、メタル成形作業の前に、他のブランクに溶接されないシングルブランク）で用いたりすることができる。１つの実施形態では、メタルブランク組立品２００の外周の端部全てが、その上に延びているカスタマイズされた一種の非線形部を有している。

図４には、実施形態３００における第１工程を説明するためのフローチャートが示されている。実施形態３００では、三次元メタル構造を成形するための成形方法が行われる。はじめに、ステップ３０２において、シートメタルコイルが、収容される。そして、コイルを洗ったり、切断したり、オイルのような材料のコイルをふき取ったり、当業者において公知の他の必要条件の処理ステップを行って、シートメタルコイルが処理される。いったんシートメタルコイルが適切に処理されると、ステップ３０４において、打抜き動作（blanking operation）が行われる。ステップ３０４では、図１および図２に示すような類似の外周を有する複数のメタルフランクが、生成される。上述したように、隣接するメタルブランクのバインダートリム部品が、対応する突起および凹部を有する。その突起および凹部は、材料を共有するので、必要とされる材料の合計量を減らすことができる。１つの実施形態によれば、個々のメタルブランクのそれぞれは、その後レーザーとなったり、あるいは、異なる厚みやグレードのシートメタルの一部に溶接されたりする。このため、ステップ３０６において、テーラー溶接されたブランク組立品が、生成される。このステップは、任意のステップである。したがって、上述したバインダートリム部品を有するテーラー溶接されてないブランク組立品を用いることも可能である。次に、メタルブランク組立品（テーラー溶接されたブランク組立品、または、テーラー溶接されていないブランク組立品）は、ステップ３０８でメタル成形動作が行われる。ステップ３０８では、所望の部品のさまざまな輪郭が形成される。

スタンピング動作（stamping operation）の実施形態では、メタルブランクが、上型と下型との間に配置され、バインダートリム部品である外側部分に沿って固定される。２つの金型のうち１つは、雄型部材または雄ビードを有する。雄型部材または雄ビードは、金型の外周の周りで延びており、補足的な雌部材または他の金型の溝と結合する。このため、さまざまな突起を有するバインダートリム部品は、それらの間に閉じ込められる。これは、メタルブランク組立品の上側および下側で適切な規制力を生成する。その規制力は、スタンピング動作中に、メタルブランク組立品が、非常に自由な（しわを生じることができる）、または、かなり制限された（メタルブランクを引き離したり、分離させたりすることができる）金型の溝に引っ張られるのを防ぐ。複数の異なるビード構造のうちの１つでは、四角構造、台形構造、半円構造、または、公知の他の構造、を用いることもできる。一度、シートメタル材料が、雌型の成形された溝に引き込まれ、所望の形状に形成されると、ステップ３１０において、その部分が解放され、バインダートリム部品が取り除かれる。バインダートリム部品を取り除くために用いられる実際の方法は、変更することが可能である。例えば、レーザーカット、ウォータージェット、金型カットなどの技術を有することができる。前述の方法ステップは、作業中に用いられる主なステップの典型的な具体例で、簡単に作られており、プロセスをいろいろ変化させることが可能である。例えば、特定の深絞り、張り出し成形、プレス成形、他のスタンピング技術などを用いることができる。

図５では、メタルブランク用バインダートリム部品を設計するための設計方法の実施形態４００が示されている。そのメタルブランクは、提案された部品を作るために、次のメタル成形作業で用いられる。その設計方法は、ステップ４０２で開始する。ステップ４０２では、提案された部品でメタル成形作業を分析する成形シミュレーションが行われる。１つの実施形態によれば、成形シミュレーションは、コンピュータを使った成形シミュレーションである。コンピュータを使った成形シミュレーションは、非線形有限要素解析を用いて、メタル成形作業をシミュレートする。そして、さまざまな部分の絞込み距離と同様に、分裂、裂け目、しわ、縮み、スプリングバック、材料の薄型化など共通の欠陥を予想する。前述したシミュレーションを行うための適切なプログラムの１つとして、ＥＳＩグループから販売されているＰＡＭ−ＳＴＡＭＰがある。また、そのプログラムの代わりに、別のプログラムを用いることもできる。別の実施形態によれば、成形シミュレーションは、例えば、サークルグリッド分析（circle-grid analysis）のような物理ベースの成形シミュレーションが用いられる。サークルグリッド分析は、絞込み距離を観察することにより、材料の流れを分析する。他の出力の間、ステップ４０２において、バインダートリム部品で主要な材料の流れが起こりそうなセクションを１つ以上特定することが好ましい。それらのセクションが、ターゲット成形部と称され、それらのそれぞれの絞込み距離によって決定されることができる。１つの実施形態では、ステップ４０２は、さらに、最も絞り込み距離が起こりそうな場所で、提案されたバインダートリム部品のセクション、または、側面、を特定する。

次に、ステップ４０４では、ネスティングシミュレーションを行う。ネスティングシミュレーションは、最も能率的に提案された部品を配置する方法を決定するために、シートメタル材料（例えば、コイル、平面パネルなど）において、提案された部品の異なる配置を分析する。このため、無駄な材料を減らすことができる。１つの実施形態では、ネスティングシミュレーションは、コンピュータを使ったネスティングシミュレーションソフトウェアのさまざまな種類の中から１つを使って、行われる。ここで用いられるコンピュータベースのネスティングシミュレーションソフトウェアには、さまざまな種類があり、フリッピング（flipping）や回転を可能にさせたり、シートメタル材料を操作したり、関連する道具のせん断、切断、打ち抜きの制限を考慮したりすることもできる。また、シートメタル材料で欠陥を特定することも可能である。そのようなシミュレーションを行うための最適なプログラムとしては、ジャベリン・テクノロジーズ（Javelin Technologies）社から販売されているＢｌａｎｋＮｅｓｔがある。なお、それ以外のプログラムも用いることは可能である。多数の他の出力に加えて、ステップ４０４において、前述に記載したように、バインダートリム材料が、非線形部の使用で節約することができるバインダートリム部品のセクションを１つ以上特定することが望ましい。それらのセクションは、以下、“ターゲットネスティング部”と称す。ターゲットネスティング部が特定されなかった場合には、提供された部品が、シートメタル材料において、異なって回転したり、配置されたりするので、ネスティングシミュレーションを再度行う必要がある。

ステップ４０６では、非線形部２５０のような非線形部に対して、最適なバインダートリム位置を決めるために、特定されたターゲット成形部、および、ターゲットネスティング部を使用する。このため、最適なバインダートリム位置の配置は、メタル成形要件（例えば、ターゲット成形部）、および、スクラップ金属還元要件（例えば、ターゲットネスティング部）の両方が考慮されている。別の配置では、方法４００は、メタル成形要件に基づいて、非線形部に対してバインダートリム部品の周りで最適な位置を決定すると共に、スクラップ金属還元要件に基づいて、非線形部に対してバインダートリム部品の周りで最適な位置を決定する。そして、両方の条件を満たす共通の位置を探す。つまり、この共通位置、または、重なる位置が、最適なバインダートリム位置に相当する。ある実施形態では、もっとも材料が流れるだろうバインダートリム部品のセクションが、スクラップメタルの節約を最大にすることができるセクションに合わせて配置することができる。つまり、この共通のセクションが、非線形部に対して最適な位置である。別の実施形態では、第２または第３材料移動を有するバインダートリム部品セクションが、スクラップメタルを最大に節約することができるセクションに相当する。この場合、ステップ４０６において、メタル成形要件やスクラップメタル節約要件などを含む全体の状況に基づいて、すべての要因が考慮され、決定されている。

いったん最適なバインダートリム位置が決定されると、ステップ４０８は、突起、凹部、平面部、および、他の構成の組み合わせを備えた非線形部を発展させる。その非線形部は、最適なバインダートリム位置および提供される部品に対して、詳細に設計される。前述したように、凹部のような構成は、その領域において材料の流れを促進させるために、ポケットの近くの非線形部、盛り上がり部、平面部、他の特徴部分などに加えられることができる。また、突起のような構成は、材料の流れを制限するために、加えられることができる。締め付けるための上下型用のバインダー材料を提供することによって、材料の流れが制限される。そして、平面部のような構成は、ドロービード、ロックビード、引き抜き作業中に材料の流れを制限するさまざまな形状などに対応するために、非線形部に沿って挿入されることができる。それらの構成における正確な配置、サイズ、形状、数などは、提供される部品および最適なバインダートリム位置の必要条件などの要因によって、変更することができる。

前述した発明の詳細な説明は、本発明にかかる望ましいいくつかの実施例に関する説明に過ぎないと理解すべきである。本発明は、そのような特定の実施例に関する説明により限定されるものではない。また、発明の詳細な説明に含まれた内容は、あくまでも特定の実施例に関するものであり、本発明の範囲または特許請求の範囲に記載された用語の定義において、その用語などが明確に定義されていない限り、その解釈においていかなる制限も課されることはない。記載されている実施例の他に様々な別の実施例が可能であり、記載された実施例を変更して実施することは当業者にとって明らかなことである。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、図４および図５で記述した特定の方法は、工程の典型的なシーケンスを示しているだけである。その他にもさまざまなシーケンスをその代わりに用いることも可能であり、工程を追加したり、削除したりすることもできる。メタルコイルの代わりに、メタルパネルから上述に記載したバインダートリム部品付きのメタルブランクを形成することも可能である。さらに、上述した非線形部は、上述の実施形態で示した外部のカットエッジだけでなく、内部のカットエッジで用いることもできる。そのほかの実施例、記載された実施例における変更などは全て本発明の特許請求の範囲に含まれる。

この明細書と特許請求の範囲とにおいて、"例えば"、"のような"、"含む"、"構成する"、"有する"などの表現は、その他の更なる成分または要素を排除する意味として解釈されてはいけない。また、そのほかの用語についても、それらが明確に異なる意味で使われた場合を除いて、それらの有する最も広く、合理的な意味として解釈されるべきである。

１０ メタルブランク
１８ 外周部
２０、２２、２６、１０２ エッジ
３０、３１、３２、３３、３４、３５ エッジ
２４、２６ カットエッジ
３６ インナーエッジ
２８ 内周部
４０、２４０ バインダートリム部品
４２、２４２ 部品コンポーネント
５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０ 突起
５２、６２、１０６、２５４、２６２、２６６、２６８ 凹部
２００ メタルブランク組立品
２１０ 厚いメタルブランク（第１メタルブランク）
２１２ 薄いメタルブランク（第２メタルブランク）
２１４ 溶接シーム
２１６ 溶接終点
２３０ ポケット
２３２、２３４、２３６ ビードゾーン
２５０ 非線形部
２５６、２５８ 平面部
２６４ 転移点
２９２、２９４ 位置決め特徴部分

Claims (30)

1. 少なくとも１つのカットエッジ（２４）を備えた外周部（１８）と、
   前記カットエッジ（２４、２６、１０２）に沿って延びて、第１、第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）が設けられた非線形部（２５０）を備えた、前記外周部（１８）の内側に配置される、バインダートリム部品（４０、２４０）と、
   前記バインダートリム部品（４０、２４０）の内側に配置される部品コンポーネント（４２、２４２）と、
   を有するメタル成形作業で用いるメタルブランク（１０、１００、２１０）であって、
   前記バインダートリム部品（４０、２４０）が、メタル成形プロセスの間、前記メタルブランク（１０、１００、２１０）を所定の位置に保持させるのに用いられ、
   前記第１、第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）が、（Ｉ）形状および／またはサイズにおいてそれぞれ異なり、かつ、（ＩＩ）メタル成形作業中において、前記部品コンポーネント（４２、２４２）に異なる量の材料を供給し、そして、
   前記部品コンポーネントに供給される材料が、少なくとも部分的に、前記第１、第２突起の異なる形状および／またはサイズに基づいて、供給される
   ことを特徴とするメタルブランク。
2. 前記第１突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）、前記第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）、凹部（５２、６２、１０６、２５４、２６２、２６６、２６８）、または、平面部（２５６、２５８）、から選ばれる少なくとも１つの構成部品が、前記非線形部（２５０）に沿って特定の場所に位置付けられて、前記部品コンポーネント（４２、２４２）の特徴部分（２３０）となることを特徴とする請求項１に記載のメタルブランク。
3. 前記少なくとも１つの構成部品が、抜き取りライン（Ｉ、ＩＩ）に沿って、前記部品コンポーネントの特徴部分（２３０）に合わせて配置されて、前記材料が、前記構成部品から前記特徴部分（２３０）に流れることを特徴とする請求項２に記載のメタルブランク。
4. 前記少なくとも１つの構成部品が、凹部（５２、６２、１０６、２５４、２６２、２６６、２６８）とされると共に、前記部品コンポーネントの特徴部分（２３０）が、ポケットとされることを特徴とする請求項３に記載のメタルブランク。
5. 前記少なくとも１つの構成部品には、ビードゾーン（２３２、２３４、２４６）が収容され、
   前記構成部品が、抜き取りライン（Ｉ、ＩＩ）に沿って、前記部品コンポーネントの特徴部分（２３０）に合わせて配置され、そして、
   前記ビードゾーン（２３２、２３４、２４６）が、前記構成部品から前記特徴部分（２３０）に流れる材料を抑制するものとされることを特徴とする請求項２に記載のメタルブランク。
6. 前記第１、第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）の大きさが、前記メタルブランク（１０、１００、２１０）の厚みに基づいて形成され、
   前記メタルブランク（１０、１００、２１０）の厚み＜１．０ｍｍの場合には、前記第１、第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）において、次の式
   Ｂ＞Ａ/３
   （式中、Ａは、縦軸に沿った突起の長さであり、Ｂは、中間点で測定された突起の幅である）
   で示される関係が満たされ、
   前記メタルブランク（１０、１００、２１０）の厚み１．０〜１．５ｍｍの場合には、前記第１、第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）において、次の式
   Ｂ＞Ａ／３．５
   （式中、Ａは、縦軸に沿った突起の長さであり、Ｂは、中間点で測定された突起の幅である）
   で示される関係が満たされ、そして、
   前記メタルブランク（１０、１００、２１０）の厚み＞１．５ｍｍの場合には、前記第１、第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）において、次の式
   Ｂ＞Ａ／４
   （式中、Ａは、縦軸に沿った突起の長さであり、Ｂは、中間点で測定された突起の幅である）
   で示される関係が満たされることを特徴とする請求項１に記載のメタルブランク。
7. 前記第１突起（６０、２６０）が、前記非線形部（２５０）の端部に位置付けられて、前記メタルブランク（１０、１００、２１０）を第２メタルブランク（２１２）に取り付ける溶接シーム（２１４）に隣接されることを特徴とする請求項１に記載のメタルブランク。
8. 前記第１突起（６０、２６０）において、次の式
   Ｃ＞Ａ
   （式中、Ｃは、前記第１突起の幅であり、Ａは、前記第２突起の長さである）
   で示される関係が満たされることを特徴とする請求項７に記載のメタルブランク。
9. 前記第１突起（６０、２６０）には、前記溶接シーム（２１４）の反対側に位置付けられている転移点（２６４）が設けられ、そして、
   前記転移点（２６４）において、前記第１突起（６０、２６０）の上端と前記第１突起（６０、２６０）の側端との間で鈍角θが形成されている
   ことを特徴とする請求項７に記載のメタルブランク。
10. 前記第１突起（６０、２６０）には、前記第１突起（６０、２６０）から前記第２メタルブランク（２１２）まで延びて、かつ、前記溶接シーム（２１４）と交差するビードゾーン（２３６）が、少なくとも１つ収容されていることを特徴とする請求項７に記載のメタルブランク。
11. 前記第１突部（６０、２６０）の反対側に配置される前記非線形部（２５０）の端部、および、メタルブランク（１０、１００、２１０）の角には、凹部（６２、２６２）が設けられ、そして、前記凹部（６２、２６２）が、前記メタル成形プロセスにおいて用いられることを特徴とする請求項７に記載のメタルブランク。
12. 前記非線形部（２５０）が、隣接するメタルブランクのバインダートリム部品における補足的な非線形部に対応して、バインダー材料が、前記非線形部と前記補足的な非線形部との間で共有されることを特徴とする請求項１に記載のメタルブランク。
13. 少なくとも１つのカットエッジ（２４）を備えた外周部（１８）と、
    前記カットエッジ（２４、２６、１０２）に沿って延びて、突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）、凹部（５２、６２、１０６、２５４、２６２、２６６、２６８）、および、平面部（２５６、２５８）、が設けられた非線形部（２５０）を備えた、前記外周部（１８）の内側に配置される、バインダートリム部品（４０、２４０）と、
    前記バインダートリム部品（４０、２４０）の内側に配置される部品コンポーネント（４２、２４２）と、
    を有するメタル成形作業で用いるメタルブランク（１０、１００、２１０）であって、
    前記バインダートリム部品（４０、２４０）が、メタル成形プロセスの間、前記メタルブランク（１０、１００、２１０）を所定の場所に保持させるのに用いられ、
    前記突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）、前記凹部（５２、６２、１０６、２５４、２６２、２６６、２６８）、および、前記平面部（２５６、２５８）が、前記非線形部（２５０）に沿って、（Ｉ）前記部品コンポーネント（４２、２４２）の１つ以上の特徴部分（２３０）に合わせて特定の場所に位置付けられて、（ＩＩ）前記非線形部（２５０）の長さに沿って不均一に設けられていることを特徴とするメタルブランク。
14. 前記非線形部（２５０）には、形状および／またはサイズにおいてそれぞれ異なる第１、第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）が、さらに設けられ、
    前記第１、第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）が、前記部品コンポーネント（４２、２４２）に異なる量の材料を供給し、
    前記供給される材料が、少なくとも部分的に、前記第１、第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）の異なる形状および／またはサイズに基づいて、供給されることを特徴とする請求項１３に記載のメタルブランク。
15. 前記突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）、前記凹部（５２、６２、１０６、２５４、２６２、２６６、２６８）、または、前記平面部（２５６、２５８）、から選ばれる少なくとも１つの構成部品が、抜き取りライン（Ｉ、ＩＩ）に沿って、前記部品コンポーネントの特徴部分（２３０）に合わせて配置されて、前記材料が、前記構成部品から前記特徴部分（２３０）に流れることを特徴とする請求項１３に記載のメタルブランク。
16. 前記少なくとも１つの構成が、凹部（５２、６２、１０６、２５４、２６２、２６６、２６８）とされると共に、前記部品コンポーネントの特徴部分（２３０）が、ポケットとされることを特徴とする請求項１５に記載のメタルブランク。
17. 前記突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）、または、前記平面部（２５６、２５８）、から選ばれる少なくとも１つの構成部品には、ビードゾーン（２３２、２３４、２３６）が収容され、
    前記構成部品が、抜き取りライン（Ｉ、ＩＩ）に沿って、前記部品コンポーネントの特徴部分（２３０）に合わせて配置され、そして、
    前記ビードゾーン（２３２、２３４、２４６）によって、前記構成部品から前記特徴部分（２３０）に流れる材料が抑制される
    ことを特徴とする請求項１３に記載のメタルブランク。
18. 前記突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）の大きさが、前記メタルブランク（１０、１００、２１０）の厚みに基づいて形成され、
    前記メタルブランク（１０、１００、２１０）の厚み＜１．０ｍｍの場合には、前記第１、第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）において、次の式
    Ｂ＞Ａ/３
    （式中、Ａは、縦軸に沿った突起の長さであり、Ｂは、中間点で測定された突起の幅である）
    で示される関係が満たされ、
    前記メタルブランク（１０、１００、２１０）の厚み１．０〜１．５ｍｍの場合には、前記第１、第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）において、次の式
    Ｂ＞Ａ／３．５
    （式中、Ａは、縦軸に沿った突起の長さであり、Ｂは、中間点で測定された突起の幅である）
    で示される関係が満たされ、そして、
    前記メタルブランク（１０、１００、２１０）の厚み＞１．５ｍｍの場合には、前記第１、第２突起（５０、６０、１０４、２４６、２４８、２５２、２６０）において、次の式
    Ｂ＞Ａ／４
    （式中、Ａは、縦軸に沿った突起の長さであり、Ｂは、中間点で測定された突起の幅である）
    で示される関係が満たされることを特徴とする請求項１３に記載のメタルブランク。
19. 前記突起（６０、２６０）が、前記非線形部（２５０）の端部に位置付けられて、前記メタルブランク（１０、１００、２１０）を第２メタルブランク（２１２）に取り付ける溶接シーム（２１４）に隣接されることを特徴とする請求項１３に記載のメタルブランク。
20. 前記突起（６０、２６０）において、次の式
    Ｃ＞Ａ
    （Ｃは、前記突起の幅であり、Ａは、第２突起の長さである）
    で示される関係が満たされることを特徴とする請求項１９に記載のメタルブランク。
21. 前記突起（６０、２６０）には、前記溶接シーム（２１４）の反対側に位置付けられている転移点（２６４）が設けられ、
    前記転移点（２６４）において、前記突起（６０、２６０）の上端と前記突起（６０、２６０）の側端との間で鈍角θが形成される
    ことを特徴とする請求項１９に記載のメタルブランク。
22. 前記突起（６０、２６０）には、前記突起（６０、２６０）から前記第２メタルブランク（２１２）まで延びて、かつ、前記溶接シーム（２１４）と交差するビードゾーン（２３６）が、少なくとも１つ収容されていることを特徴とする請求項１９に記載のメタルブランク。
23. 前記第１突部（６０、２６０）の反対側に配置される前記非線形部（２５０）の端部、および、メタルブランク（１０、１００、２１０）の角には、凹部（６２、２６２）が設けられ、そして、
    前記凹部（６２、２６２）が、前記メタル成形プロセスにおいて用いられることを特徴とする請求項１９に記載のメタルブランク。
24. 前記非線形部（２５０）が、隣接するメタルブランクのバインダートリム部品における補足的な非線形部に対応して、バインダー材料が、前記非線形部と前記補足的な非線形部との間で共有されることを特徴とする請求項１３に記載のメタルブランク。
25. 少なくとも１つの突起（６０、２６０）、および、少なくとも１つの凹部（６２、２６２）で構成される非線形部（２５０）を有するバインダートリム部品（４０、２４０）を備えた、第１メタルブランク（１０、１００、２１０）と、
    第２メタルブランク（２１２）と、
    前記第１メタルブランク（１０、１００、２１０）および前記第２メタルブランク（２１２）を取り付ける溶接シーム（２１４）と、
    を有するメタル成形作業で用いるメタルブランク組立品（２００）であって、
    前記バインダートリム部品（４０、２４０）が、メタル成形プロセスの間、前記メタルブランク組立品（２００）を所定の場所に保持させるのに用いられ、
    前記突起（６０、２６０）が、前記非線形部（２５０）の第１端部に位置付けられ、かつ、前記溶接シーム（２１４）に隣接して、溶接の整合性が向上され、そして、
    前記凹部（６２、２６２）が、前記非線形部（２５０）の第２端部に位置付けられると共に、前記メタルブランク組立品（２００）の角に配置されて、メタル成形プロセスに用いられる
    ことを特徴とするメタルブランク組立品。
26. 前記メタルブランク組立品（２００）が、テーラー溶接されたブランク組立品とされ、
    前記第１メタルブランク（１０、１００、２１０）が、厚いメタルブランクとされ、
    前記第２メタルブランク（２１２）が、薄いメタルブランクとされ、そして、
    前記溶接シーム（２１４）が、前記厚いメタルブランク（１０、１００、２１０）と前記薄いメタルブランク（２００）とを互いに結合させる突合せ溶接シームとされる
    ことを特徴とする請求項２５に記載のメタルブランク組立品。
27. 前記メタルブランク組立品（２００）が、二部分から成る車両用フロントインナードアパネルとされ、
    前記厚いメタルブランク（１０、１００、２１０）が、ドアヒンジを支持するために用いられ、そして、
    前記薄いメタルブランク（２１２）が、前記フロントインナードアパネルの残りの部分で用いられる
    ことを特徴とする請求項２６に記載のメタルブランク組立品。
28. メタルブランク用（１０、１００、２１０）バインダートリム部品（４０、２４９）を設計する設計方法において、
    （ａ）要求された部品のメタル成形作業を分析して、少なくとも１つのターゲット成形部を決定する成形シミュレーションを行う工程と、
    （ｂ）シートメタル材料で前記要求された部品の異なる配置を分析して、少なくとも１つのターゲットネスティング部を決定するネスティングシミュレーションを行う工程と、
    （ｃ）前記ターゲット成形部および前記ターゲットネスティング部を利用して、非線形部（２５０）において、メタル成形要件およびスクラップ金属還元要件の両方を考慮した最適なバインダートリム位置を決定する工程と、
    （ｄ）前記最適なバインダートリム位置、および、前記要求された部品において、詳細に設計される構成部品の組合せで構成される非線形部（２５０）を生成する工程と、
    を順次有することを特徴とする設計方法。
29. 前記工程（ａ）が、非線形有限要素解析を用いたコンピュータベースの成形シミュレーションを行う工程をさらに有することを特徴とする請求項２８に記載の設計方法。
30. 前記工程（ａ）が、サイクルグリッド分析を用いた物理ベースの成形シミュレーションを行う工程をさらに有することを特徴とする請求項２８に記載の設計方法。

Images