JP2021171781A - 自動車用ドアインナパネルの製造方法及び自動車用ドアインナパネル - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウム合金製板材からプレス加工によってドアインナパネルを製造する際に、工程数の増加を抑制しつつ段差部に割れが生じることを抑制できる技術を提供する。【解決手段】ドアインナパネルの製造方法は、ブランク材の外周部が保持された状態で、第１金型の第１境界部を前記ブランク材に接触させる第１工程と、接近方向に前記第１金型及び前記第２金型の少なくとも一方を移動させることにより、前記第２金型の第４境界部が前記ブランク材に接触すると同時に、又は前記第４境界部が前記ブランク材に接触する前に、前記第１金型の第３境界部を前記ブランク材に接触させる第２工程と、を含む。【選択図】図６

Description

本発明は、自動車用ドアインナパネルの製造方法及び自動車用ドアインナパネルに関するものである。

一般に、自動車用ドアは、ドアアウタパネルと、ドアインナパネルとを備える。例えば特許文献１の図１に開示されているように、前記ドアインナパネルは、その周縁部に段差部を有し、当該段差部は、階段状に屈曲する形状を有する。特許文献１は、上記のような形状を有する前記ドアインナパネルを、鋼板からプレス加工によって深絞り成形することを開示している（特許文献１の段落００１６）。

ところで、近年、自動車の車体を軽量化するために、自動車用ドアの部品を構成する材料としてアルミニウム合金を採用する事例が増加しつつある。

特開２０１８−１３１１０６号公報

しかしながら、アルミニウム合金製の板材は鋼板よりも成形性が劣る。このため、上記のような段差部を有するドアインナパネルを、前記アルミニウム合金製の板材からプレス加工によって深絞り成形すると、前記段差部に割れが発生する可能性がある。

前記段差部に割れが生じることを防ぎつつ前記ドアインナパネルを成形するためには、例えば、前記アルミニウム合金製の板材に対して複数回のプレス加工（複数回の深絞り）を行うことにより、前記ドアインナパネルを段階的に深絞り成形する方法が考えられる。しかし、この方法では、製造工程の工程数が増加するので、製造コストが増加するという問題がある。

本発明の目的は、段差部を有するドアインナパネルを、アルミニウム合金製の板材からプレス加工によって深絞り成形する自動車用ドアインナパネルの製造方法において、製造工程の工程数の増加を抑制しつつ、前記段差部に割れが生じることを抑制できる技術を提供することである。

提供される製造方法は、アルミニウム合金製の板状のブランク材を第１金型と第２金型でプレス加工することにより自動車用ドアインナパネルを製造するための製造方法である。前記ドアインナパネルは、前記ドアインナパネルの周縁部の少なくとも一部を構成する段差部を有する。前記段差部は、第１壁部、第２壁部、第３壁部及び第４壁部がこの順に階段状に連続するように構成される。前記第１金型及び前記第２金型のそれぞれは、前記第１壁部、前記第２壁部、前記第３壁部及び前記第４壁部をそれぞれ成形するために階段状に連続する第１成形面、第２成形面、第３成形面及び第４成形面を有する。前記第１金型における前記第２成形面及び前記第３成形面は凹部を構成する。前記第２金型における前記第２成形面及び前記第３成形面は前記凹部に対応する形状を有する凸部を構成する。前記第１金型おける前記第１成形面と前記第２成形面との第１境界部から前記第１金型おける前記第２成形面と前記第３成形面との第２境界部までの距離と前記第２境界部から前記第１金型における前記第３成形面と前記第４成形面との第３境界部までの距離とを足した合計距離を、前記第１境界部から前記第３境界部までの距離で割り算した値は、前記ブランク材の破断限界に基づいて予め設定された上限値以下である。前記製造方法は、前記ブランク材が前記第１金型と前記第２金型との間に配置され、前記ブランク材の外周部が保持された状態で、前記第１境界部を前記ブランク材に接触させる第１工程と、前記第１金型と前記第２金型が近づく接近方向に前記第１金型及び前記第２金型の少なくとも一方を移動させることにより、前記第２金型における前記第２成形面と前記第３成形面との第４境界部が前記ブランク材に接触すると同時に、又は前記第４境界部が前記ブランク材に接触する前に、前記第３境界部を前記ブランク材に接触させる第２工程と、を含む。

この製造方法では、前記第１工程及び前記第２工程において前記第１金型の前記第１境界部、前記第１金型の前記第３境界部及び前記第２金型の前記第４境界部が、前記ブランク材に対して上記のような順序で接触するとともに、前記合計距離を前記第１境界部から前記第３境界部までの距離で割り算した値が、前記ブランク材の破断限界に基づいて予め設定された前記上限値以下である。これにより、前記段差部を有する前記ドアインナパネルを、アルミニウム合金製の前記ブランク材からプレス加工によって深絞り成形する際に、製造工程の工程数の増加を抑制しつつ、前記段差部に割れが生じることを抑制できる。

なお、前記第１工程は、前記ブランク材が前記第１金型と前記第２金型との間に配置され、前記ブランク材の外周部が保持された状態で、前記第１金型と前記第２金型が近づく接近方向に前記第１金型及び前記第２金型の少なくとも一方を移動させることにより、前記第１境界部を前記ブランク材に接触させる工程であってもよい。

提供されるドアインナパネルは、アルミニウム合金製の自動車用ドアインナパネルである。このドアインナパネルは、前記ドアインナパネルの周縁部の少なくとも一部を構成する段差部を有し、前記段差部は、第１壁部、第２壁部、第３壁部及び第４壁部がこの順に階段状に連続するように構成され、前記ドアインナパネルは、前記第１壁部と前記第２壁部との第１境界部から前記第２壁部と前記第３壁部との第２境界部までの距離と前記第２境界部から前記第３壁部と前記第４壁部との第３境界部までの距離とを足した合計距離を、前記第１境界部から前記第３境界部までの距離で割り算した値が、前記ブランク材の破断限界に基づいて予め設定された上限値以下である。

以上のように、本発明によれば、段差部を有するドアインナパネルを、アルミニウム合金製の板材からプレス加工によって深絞り成形する自動車用ドアインナパネルの製造方法において、製造工程の工程数の増加を抑制しつつ、前記段差部に割れが生じることを抑制できる技術が提供される。

本発明の実施形態に係る自動車用ドアインナパネルを示す斜視図である。 前記ドアインナパネルの製造方法に用いられるプレス加工装置の概要を示す斜視図である。 プレス加工により成形されるドアインナパネルの前縁部に生じるひずみの分布を、シミュレーションにより解析した結果を示す図である。 前記製造方法に用いられるパンチ及びダイスの形状を説明するための模式図である。 前記製造方法の成形工程を示す概略の断面図である。 前記製造方法の成形工程を示す概略の断面図である。 前記製造方法の成形工程を示す概略の断面図である。 前記製造方法の成形工程を示す概略の断面図である。 前記製造方法の成形工程において、前記ドアインナパネルの前縁部に対応する領域におけるブランク材の厚みの減少率を、シミュレーションにより解析した結果を示す図である。 前記製造方法に用いられるブランク材の成形限界線図の一例を模式的に示す図である。 前記パンチ及び前記ダイスの設計に用いられる数式の一例を導出する方法について説明するための模式図である。 前記パンチ及び前記ダイスの設計に用いられる数式の一例を導出する方法について説明するための模式図である。 前記実施形態の変形例に係る製造方法の工程を示す図である。

本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る自動車用ドアインナパネル１００を示す斜視図である。

前記ドアインナパネル１００は、自動車用のサイドドアの一部を構成する部材である。前記サイドドアは、前記ドアインナパネル１００と、当該ドアインナパネル１００に対して車両幅方向の外側に配置される図略のドアアウタパネルと、前記ドアインナパネル１００と前記ドアアウタパネルとの間に配置される図略の複数の補強部材と、を備える。

図面において適宜示す「前」、「後」、「上」、「下」、「外」及び「内」の文字と矢印は、車両前後方向及び車両幅方向を基準とした方向であって、前記サイドドアが図略の車体のドア開口部を閉じた状態のときの方向を示している。前記「外」の文字と矢印は、車両幅方向の外側を示し、前記「内」の文字と矢印は、車両幅方向の内側を示している。

図１に示すように、前記ドアインナパネル１００は、パネル本体部１０と、サッシュ部１５と、を含む。前記パネル本体部１０は、前記ドアインナパネル１００のうち、ウエストラインＷＬ（ベルトライン）よりも下方の部分である。前記サッシュ部１５は、前記ウエストラインＷＬよりも上方において、前記アウタパネルの図略のサッシュ部とともに、窓ガラスを保持するための窓枠を形成する部分である。このサッシュ部１５は、必須のものではなく、省略されていてもよい。なお、パネル本体部１０とサッシュ部１５とは、一体の構成であっても、別体の構成であっても良い。具体的には、パネル本体部１０とサッシュ部１５とは、１枚のブランク材がプレス成形されることにより作製されたものであってもよく、複数のブランク材がそれぞれプレス成形された後にそれらが互いに接合されることにより作製されたものであってもよい。

前記パネル本体部１０は、中央部１７と、周縁部と、を含む。前記中央部１７は、前記車両前後方向及び上下方向に広がって前記パネル本体部１０の大半を占める平板状の部分であり、前記車両幅方向の内側を向く内側面を有する。前記中央部１７は、必ずしも全体が平板によって構成されていなくてもよく、多少の凹凸を有していてもよい。

前記周縁部は、前記中央部１７の周囲を囲む部分である。前記周縁部は、前縁部１１と、後縁部１２と、下縁部１３と、上縁部１４と、を含む。

前記前縁部１１は、前記ドアインナパネル１００における前記パネル本体部１０の前側部分を構成し、この前側部分の上端部から下端部まで上下方向に延びるように形成されている。前記後縁部１２は、前記パネル本体部１０の後側部分を構成し、この後側部分の上端部から下端部まで前記上下方向に延びるように形成されている。前記下縁部１３は、前記パネル本体部１０の下側部分を構成し、前記前縁部１１の下端部から前記後縁部１２の下端部まで前記車両前後方向に延びるように形成されている。前記上縁部１４は、前記パネル本体部１０の上側部分を構成し、前記前縁部１１の上端部から前記後縁部１２の上端部まで前記車両前後方向に延びるように形成されている。

前記前縁部１１は、その少なくとも一部に段差部１６を有する。図１に示す実施形態では、前記前縁部１１の全体が前記段差部１６により構成されている。前記段差部１６は、第１壁部１６１と、第２壁部１６２と、第３壁部１６３と、第４壁部１６４と、を含み、これらの壁部１６１〜１６４がこの順に階段状に連続するように構成されている。前記第１壁部１６１と前記第２壁部１６２は、これらの壁部１６１，１６２の境界部を構成する第１屈曲部Ｂ１においてつながる。前記第２壁部１６２と前記第３壁部１６３は、これらの壁部１６２，１６３の境界部を構成する第２屈曲部Ｂ２においてつながる。前記第３壁部１６３と前記第４壁部１６４は、これらの壁部１６３，１６４の境界部を構成する第３屈曲部Ｂ３においてつながる。

前記第１壁部１６１は、前記第２、第３及び第４壁部１６２，１６３，１６４よりも、前記車両幅方向の内側で、かつ、前記車両前後方向の後側に位置する。前記第１壁部１６１は、前記パネル本体部１０の前記前側部分において上下方向に帯状に延びるように設けられ、前記車両幅方向の内側を向く内側面Ｓ１を有する。この内側面Ｓ１が向く方向は、必ずしも前記車両幅方向に平行な方向でなくてもよく、前記車両幅方向に対して多少傾斜していてもよい。図１に示す実施形態では、前記第１壁部１６１は、前記パネル本体部１０の前記中央部１７と段差を介してつながるが、このような態様に限られない。前記第１壁部１６１は、前記中央部１７と段差を介することなくつながるものであってもよい。

前記第２壁部１６２は、前記第１屈曲部Ｂ１において前記第１壁部１６１に対して前記車両幅方向の外側に折れ曲がるように形成された部分である。前記第２壁部１６２は、前記パネル本体部１０の前記前側部分において上下方向に帯状に延びるように設けられ、前記車両前後方向の前側を向く前面Ｓ２を有する。この前面Ｓ２が向く方向は、必ずしも前記車両前後方向に平行な方向でなくてもよく、前記車両前後方向に対して多少傾斜していてもよい。

前記第２壁部１６２は、例えば図１の一点鎖線ＩＩで囲まれた部位にドアチェック配置部を有する。このドアチェック配置部は、図略のドアチェック機構を構成する部品を配置するための部分である。具体的に、前記ドアチェック配置部は、例えば、前記ドアチェック機構を構成する図略のリンク部材（棒状部材）を挿通する貫通孔を有していてもよい。また、前記ドアチェック配置部は、例えば、前記ドアチェック機構を構成する図略のガイド部材を取り付けるための取付部を有していてもよい。前記ガイド部材は、前記サイドドアの開閉動作に伴って前記リンク部材の表面を摺動しながら、前記リンク部材を案内するための部材である。従って、前記第２壁部１６２は、前記ドアチェック配置部を設けるための領域が確保されるように、前記車両幅方向において所定の幅を有し、前記上下方向において所定の長さを有する必要がある。

前記第３壁部１６３は、前記第２屈曲部Ｂ２において前記第２壁部１６２に対して前記車両前後方向の前側に折れ曲がるように形成された部分である。前記第３壁部１６３は、前記パネル本体部１０の前記前側部分において上下方向に帯状に延びるように設けられ、前記車両幅方向の内側を向く内側面Ｓ３を有する。この内側面Ｓ３が向く方向は、必ずしも前記車両幅方向に平行な方向でなくてもよく、前記車両幅方向に対して多少傾斜していてもよい。

前記第３壁部１６３は、シール配置部を有する。このシール配置部は、図略のシール部材を取り付けるための部分である。このシール部材は、前記サイドドアが前記車体の前記ドア開口部を閉じた状態のときに、このドア開口部を画定する前記車体の部分と前記サイドドアとのシール性（密閉性）を高めるための部材である。従って、前記第３壁部１６３は、前記シール配置部を設けるための領域が確保されるように、前記車両前後方向において所定の幅を有し、前記上下方向において所定の長さを有する必要がある。

前記第４壁部１６４は、前記第３屈曲部Ｂ３において前記第３壁部１６３に対して前記車両幅方向の外側に折れ曲がるように形成された部分である。前記第４壁部１６４は、前記パネル本体部１０の前記前側部分において上下方向に帯状に延びるように設けられ、前記車両前後方向の前側を向く前面Ｓ４を有する。この前面Ｓ４が向く方向は、必ずしも前記車両前後方向に平行な方向でなくてもよく、前記車両前後方向に対して多少傾斜していてもよい。

前記周縁部を構成する前記後縁部１２、前記下縁部１３及び前記上縁部１４のそれぞれは、前記前縁部１１の前記段差部１６と同様の段差部を有していてもよいが、前記後縁部１２、前記下縁部１３及び前記上縁部１４において、前記段差部は必須のものではない。

図２は、前記ドアインナパネル１００の製造方法に用いられるプレス加工装置の概要を示す斜視図である。図２に示すように、前記プレス加工装置は、パンチ３１（第１金型の一例）と、ダイス３２（第２金型の一例）と、ブランクホルダ３３と、図略の駆動部と、を備える。

前記パンチ３１は、プレス金型のオス型部品を構成する。前記パンチ３１は、前記ドアインナパネル１００における前記車両幅方向の外側の表面の形状に対応する形状（凸形状）を有する。

前記ダイス３２は、前記プレス金型のメス型部品を構成する。前記ダイス３２は、前記ドアインナパネル１００における前記車両幅方向の内側の表面の形状に対応する形状（凹形状）を有する。前記ダイス３２の前記凹形状は、前記パンチ３１の前記凸形状に対応する形状である。前記ダイス３２は、ダイス本体部３２Ａと、外周保持部３２Ｂと、を含む。前記ダイス本体部３２Ａは、前記凹形状を構成する部分であり、前記外周保持部３２Ｂは、当該ダイス本体部３２Ａの周囲に設けられた部分である。

前記ブランクホルダ３３は、ブランク材１の外周部（被保持部）を保持するための部品である。前記ブランクホルダ３３は、前記ダイス３２の外周保持部３２Ｂの表面に対向する押圧面３３Ｓを有する。前記ブランクホルダ３３は、前記押圧面３３Ｓの内側に形成され、前記パンチ３１が出入りすることが可能な大きさの貫通孔３３ａを有する。

前記駆動部は、金型駆動機構を含む。この金型駆動機構は、前記パンチ３１と前記ダイス３２が近づく接近方向とその反対方向に前記パンチ３１及び前記ダイス３２の少なくとも一方を移動させるように作動する。具体的に、前記金型駆動機構は、前記パンチ３１と前記ダイス３２とが互いに離れた離隔位置と、前記パンチ３１と前記ダイス３２とが嵌合する嵌合位置との間のストローク範囲において、前記パンチ３１及び前記ダイス３２の少なくとも一方を変位させることができる。以下では、前記嵌合位置のことを下死点と称することがある。

本実施形態では、前記金型駆動機構は、前記ダイス３２を、前記接近方向である下方と前記接近方向の反対方向である上方とに変位させるように構成されているが、このような態様に限られない。前記金型駆動機構は、後述する変形例のように、前記パンチ３１を、前記ダイス３２に近づける接近方向とその反対方向に変位させるように構成されていてもよい。

前記駆動部は、ホルダ駆動機構をさらに含んでいてもよい。このホルダ駆動機構は、前記ブランクホルダ３３を前記接近方向と平行な方向（本実施形態では下方）とその反対方向（本実施形態では上方）に移動させるように作動する。具体的に、前記ホルダ駆動機構は、後述する図５に示す成形工程の初期の段階の位置と図８に示す成形工程の終期の段階の位置との間のストローク範囲において前記ブランクホルダ３３を変位させることができる。なお、前記金型駆動機構がダイス３２とブランクホルダ３３の両方を移動させることが可能なように構成されている場合には、前記ホルダ駆動機構は省略可能である。

前記ブランク材１は、前記プレス加工装置を用いたプレス加工のために所定の寸法に打ち抜き又は切断された板状の素材である。本実施形態では、前記ブランク材１として、アルミニウム合金製の板材が用いられる。前記アルミニウム合金としては、例えば、５０００系アルミニウム合金、６０００系アルミニウム合金、７０００系アルミニウム合金などを挙げることができるが、これらに限られない。

図２に示すように、本実施形態に係るプレス加工装置では、ダイス３２がパンチ３１及びブランクホルダ３３の上方に配置されている。パンチ３１は、プレス加工装置に含まれる図略の支持部材に支持された状態で当該支持部材に固定されている。ダイス３２及びブランクホルダ３３は前記駆動部によりパンチ３１に対して上下方向に移動することが可能なように構成されている。ただし、プレス加工装置は、本実施形態に係る構成に限定されない。例えば、プレス加工装置は、ダイス３２がパンチ３１及びブランクホルダ３３の下方又は側方に配置されるように構成されていてもよい。以下、本実施形態に係る製造方法について具体的に説明する。

この製造方法は、設置工程と、保持工程と、成形工程と、を含む。前記設置工程は、前記ブランクホルダ３３に前記ブランク材１を設置する工程である。前記保持工程は、前記ダイス３２と前記ブランクホルダ３３とにより前記ブランク材１を保持する工程である。前記成形工程は、前記パンチ３１と前記ダイス３２により前記ブランク材１を前記ドアインナパネル１００に成形する工程である。

前記設置工程では、ダイス３２は、ブランクホルダ３３に対して上方に離れた位置に配置されている。この設置工程では、前記ブランク材１は、前記ブランクホルダ３３の前記貫通孔３３ａを覆うように前記ブランクホルダ３３上に設置される。前記ブランク材１は、前記ブランクホルダ３３上に設置されたときに当該ブランクホルダ３３の前記貫通孔３３ａを塞ぐ領域である中央部１Ａと、前記ブランクホルダ３３の押圧面３３Ｓに対向する外周部１Ｂと、を含む。

この設置工程においてパンチ３１に対するブランクホルダ３３の相対位置は、当該設置工程においてブランク材１がブランクホルダ３３上に設置されたときにパンチ３１の上面の少なくとも一部が前記ブランク材１の中央部１Ａの下面に近接又は接触した状態となるように調節されていることが好ましい。具体的に、本実施形態では、前記相対位置は、例えば図５に示されるようにパンチ３１の上面の一部である前記第１成形面３１１がブランク材１の中央部１Ａの下面に近接又は接触した状態となるように調節される。

前記保持工程では、前記ダイス３２は、前記駆動部により前記ブランクホルダ３３に近づく方向（前記接近方向）に移動する。これにより、図５に示されているように、前記ブランク材１の前記外周部１Ｂが前記ブランクホルダ３３の押圧面３３Ｓと前記ダイス３２の前記外周保持部３２Ｂの表面（本実施形態では下面）との間に所定の押圧力で挟まれる。その結果、前記ブランク材１は、前記ダイス３２及び前記ブランクホルダ３３にしわのない状態で保持される。この保持工程が完了した時点において、パンチ３１の第１成形面３１１は、ブランク材１の中央部１Ａの下面に近接又は接触している。

この保持工程の後、以下に説明する成形工程が行われる。前記駆動部は、前記保持工程において前記ダイス３２及び前記ブランクホルダ３３を前記接近方向に移動させ、当該保持工程が完了した時点（例えば図５に示されている時点）でダイス３２及びブランクホルダ３３を一旦停止させ、次の成形工程の開始時点においてダイス３２及びブランクホルダ３３の前記接近方向への移動を再開させてもよい。また、前記駆動部は、前記保持工程においてダイス３２及びブランクホルダ３３を前記接近方向に移動させ、当該保持工程が完了した時点でダイス３２及びブランクホルダ３３を停止させることなく次の成形工程においてダイス３２及びブランクホルダ３３の前記接近方向への移動をそのまま継続させてもよい。

前記成形工程では、前記ダイス３２及び前記ブランクホルダ３３は、図５に示される状態から、前記駆動部により前記パンチ３１に対して前記接近方向に相対移動する。これにより、前記ブランク材１が前記パンチ３１と前記ダイス３２に挟まれて変形し始める。そして、前記ダイス３２が、図８に示されているように前記下死点に到達することにより、前記ブランク材１が前記ドアインナパネル１００の形状に成形される。

図３は、深絞りのプレス加工により成形されたドアインナパネル１００の前縁部１１に生じるひずみの分布を、シミュレーションにより解析した結果を示す図である。図３は、図１の一点鎖線ＩＩで囲まれた部位における前記ひずみの分布の解析結果を示す。図３は、前記前縁部１１の前記段差部１６において、図３中に折れ線の矢印ＴＳの方向に引張ひずみが生じていることを示している。このため、前記段差部１６を有するドアインナパネル１００を、前記アルミニウム合金製の前記ブランク材１から従来の製造方法におけるプレス加工によって深絞り成形すると、前記段差部１６に割れが発生する可能性がある。

また、図３は、前記前縁部１１の前記段差部１６において、上下方向のひずみがほとんど生じていないことを示している。すなわち、図３は、前記プレス加工において、前記矢印ＴＳの方向に引張りひずみが生じる一方で前記上下方向にはひずみがほとんど生じない平面ひずみの状態で、前記前縁部１１の前記段差部１６における変形が進行することを示している。

本実施形態に係る製造方法は、前記段差部１６において前記引張ひずみに起因する割れを生じさせずに前記アルミニウム合金製の前記ブランク材１から１回の深絞りで前記ドアインナパネル１００を深絞り成形することができる。

以下では、前記パンチ３１及び前記ダイス３２の特徴のうち、主に、前記ドアインナパネル１００における前記前縁部１１の前記段差部１６を成形するための部分の特徴について具体的に説明する。

図４は、前記製造方法に用いられる前記パンチ３１及び前記ダイス３２の形状を説明するための模式図である。図４は、前記パンチ３１及び前記ダイス３２のうち、前記前縁部１１の前記段差部１６を成形するための部分の形状を示している。図４に示す接近方向の矢印は、前記成形工程において、前記ダイス３２が前記パンチ３１に近づく方向を示している。図４において括弧内に示す前後及び内外の矢印は、前記パンチ３１及び前記ダイス３２により成形される前記ドアインナパネル１００を含む前記サイドドアが前記車体のドア開口部を閉じた状態のときの方向を示している。

図５〜図８は、前記製造方法の前記成形工程をそれぞれ示す概略の断面図である。図５〜図８の断面図における断面の位置は、図２の一番上の図（前記ダイス３２の図）におけるＶ−Ｖ線で示される位置である。図５は、前記保持工程が完了した後に行われる前記成形工程の初期の段階を示している。具体的には、図５は、前記保持工程が完了した時点及び前記成形工程が開始される時点におけるパンチ３１、ダイス３２、ブランクホルダ３３及びブランク材１の配置を示している。この図５では、前記ブランク材１が前記ダイス３２と前記ブランクホルダ３３により保持されている。図８は、前記成形工程の終期の段階を示している。具体的には、図８は、成形工程が完了した時点におけるパンチ３１、ダイス３２、ブランクホルダ３３及びブランク材１の配置を示している。図５〜図８に示すように、前記ダイス３２は、前記成形工程において、図５に示す位置から前記接近方向（プレス方向）に向かって前記パンチ３１に対して相対移動することにより、図６に示す位置及び図７に示す位置にこの順に到達し、最終的に図８に示す前記嵌合位置（前記下死点）に到達する。

図５に示すように、前記パンチ３１は、中央部３１０と、前記中央部３１０の周りに位置する周縁部と、を含む。前記周縁部は、図４及び図５に示すように、前記ドアインナパネル１００の前記前縁部１１に対応する部分を有し、当該部分は、階段状に連続する第１成形面３１１、第２成形面３１２、第３成形面３１３及び第４成形面３１４を有する。前記ダイス３２の前記ダイス本体部３２Ａは、中央部３２０と、前記中央部３２０の周りに位置する周縁部と、を含む。前記ダイス本体部３２Ａの周縁部は、前記ドアインナパネル１００の前記前縁部１１に対応する部分を有し、当該部分は、階段状に連続する第１成形面３２１、第２成形面３２２、第３成形面３２３及び第４成形面３２４を有する。

前記パンチ３１における前記第１成形面３１１及び前記第２成形面３１２は凸部（第１パンチ凸部）を構成し、前記ダイス３２における前記第１成形面３２１及び前記第２成形面３２２は、前記パンチ３１の前記第１パンチ凸部に対応する形状を有する凹部（第１ダイス凹部）を構成する。前記パンチ３１における前記第２成形面３１２及び前記第３成形面３１３は凹部（パンチ凹部）を構成し、前記ダイス３２における前記第２成形面３２２及び前記第３成形面３２３は、前記パンチ３１の前記パンチ凹部に対応する形状を有する凸部（ダイス凸部）を構成する。前記パンチ３１における前記第３成形面３１３及び前記第４成形面３１４は凸部（第２パンチ凸部）を構成し、前記ダイス３２における前記第３成形面３２３及び前記第４成形面３２４は、前記パンチ３１の前記第２パンチ凸部に対応する形状を有する凹部（第２ダイス凹部）を構成する。

以下では、前記パンチ３１の前記第１成形面３１１と前記第２成形面３１２の境界部を第１境界部Ｂ１１と呼び、前記パンチ３１の前記第２成形面３１２と前記第３成形面３１３の境界部を第２境界部Ｂ１２と呼び、前記パンチ３１の前記第３成形面３１３と前記第４成形面３１４の境界部を第３境界部Ｂ１３と呼ぶ。また、前記ダイス３２の前記第２成形面３２２と前記第３成形面３２３の境界部を第４境界部Ｂ１４と呼ぶ。

前記パンチ３１の前記第１成形面３１１と前記ダイス３２の前記第１成形面３２１は、協働して前記段差部１６の前記第１壁部１６１を成形する。前記パンチ３１の前記第２成形面３１２と前記ダイス３２の前記第２成形面３２２は、協働して前記段差部１６の前記第２壁部１６２を成形する。前記パンチ３１の前記第３成形面３１３と前記ダイス３２の前記第３成形面３２３は、協働して前記段差部１６の前記第３壁部１６３を成形する。前記パンチ３１の前記第４成形面３１４と前記ダイス３２の前記第４成形面３２４は、協働して前記段差部１６の前記第４壁部１６４を成形する。

前記パンチ３１及び前記ダイス３２は、以下で説明する第１条件と第２条件とが満たされるように設計されている。本実施形態に係る製造方法は、以下のように設計される前記パンチ３１及び前記ダイス３２を用いて、アルミニウム合金製の前記ブランク材１から前記段差部１６を有する前記ドアインナパネル１００を、１回の深絞りで成形し、成形された前記ドアインナパネル１００の前記段差部に割れが生じることを抑制できる。

なお、以下に示す前記第１条件及び前記第２条件は、前記パンチ３１の寸法及び角度により規定されているが、前記ダイス３２は、前記パンチ３１の寸法及び角度に対応する寸法及び角度を有する形状に設計される。

［第１条件］
前記第１条件は、前記パンチ３１の前記第１境界部Ｂ１１、前記パンチ３１の前記第３境界部Ｂ１３及び前記ダイス３２の前記第４境界部Ｂ１４のうち、まず、前記第１境界部Ｂ１１が前記ブランク材１に接触する第１工程が行われ、その後、前記第４境界部Ｂ１４が前記ブランク材１に接触すると同時に、又は前記第４境界部Ｂ１４が前記ブランク材１に接触する前に、前記第３境界部Ｂ１３が前記ブランク材１に接触する第２工程が行われるという条件である。

前記第１条件は、例えば次の式（１）により表される。

この式（１）において、寸法Ｈ、寸法Ｈ１、寸法Ｗ、角度θ１及び角度θ２は、図４にそれぞれ示されている値である。具体的に、前記寸法Ｈは、前記パンチ３１の前記第１境界部Ｂ１１から前記パンチ３１の前記第４成形面３１４の端部Ｅまでの前記接近方向（前記プレス方向）の長さである。この寸法Ｈは、前記ドアインナパネル１００における前記段差部１６の前記車両幅方向の寸法（縦壁高さ）に対応する長さである。前記端部Ｅは、図８の断面図に示す状態、すなわち、前記パンチ３１と前記ダイス３２が前記嵌合位置（下死点）に配置されている状態において、第４成形面３１４の延長線とブランクホルダ３３の押圧面３３Ｓの延長線とが交わる交点である。

前記寸法Ｈ１は、前記パンチ３１における前記第３成形面３１３の位置を示す。具体的に、前記寸法Ｈ１は、前記パンチ３１の前記第２境界部Ｂ１２から前記パンチ３１の前記端部Ｅまでの前記接近方向の長さである。この寸法Ｈ１は、前記ドアインナパネル１００の前記段差部１６における前記第３壁部１６３の前記車両幅方向の位置を表すことができる長さである。

なお、前記第１境界部Ｂ１１、前記第２境界部Ｂ１２、前記第３境界部Ｂ１３などの境界部は、図４に示すようにとがった角部により構成される場合だけでなく、湾曲した形状を有する湾曲部により構成される場合がある。前記境界部が前記湾曲部により構成される場合であっても、その曲率半径が小さい場合（例えば曲率半径が３０ｍｍ以下である場合）には、その境界部が図４に示すとがった角部のような形状を有するものとみなして前記寸法Ｈ及び前記寸法Ｈ１のそれぞれを設定することができる。このことは、後述する寸法Ｗ、合計距離Ｌ、距離Ｌ_０を設定する場合についても同様である。上記のように前記寸法を設定することがパンチ３１及びダイス３２の設計に与える影響はわずかであるので、上記のように前記寸法を設定した場合であっても、以下に説明する前記第１条件及び前記第２条件が満たされるように前記パンチ３１及び前記ダイス３２を設計することにより、前記段差部１６に割れを生じさせることなく、前記ブランク材１から１回の深絞りで前記ドアインナパネル１００を深絞り成形することができる。

前記寸法Ｗは、前記パンチ３１における前記第３成形面３１３の幅（前記接近方向に直交する方向の幅）を示す。前記寸法Ｗは、前記ドアインナパネル１００の前記第３壁部１６３の前記車両前後方向の幅に対応する寸法である。

前記角度θ１は、前記パンチ３１における前記第４成形面３１４の角度である。具体的に、前記角度θ１は、前記パンチ３１の前記第４成形面３１４と直線Ｌ１とのなす角度である。前記直線Ｌ１は、前記第４成形面３１４の前記端部Ｅを通り、前記接近方向に直交する直線のうち、前記ドアインナパネル１００の前記車両前後方向に対応する方向に平行な直線である。

前記角度θ２は、前記パンチ３１における前記第２成形面３１２の角度である。前記角度θ２は、前記パンチ３１の前記第１成形面３１１と前記第２成形面３１２とのなす角度である。具体的に、前記角度θ２は、前記第１成形面３１１と前記第２成形面３１２を前記ダイス３２側に延長した仮想面（図４では一点鎖線Ｌ２）とのなす角度である。

図５〜図８に示す具体例を参照して前記第１条件について説明する。

この第１条件における前記第１工程は、上述したようにパンチ３１の第１境界部Ｂ１１がブランク材１に接触する工程である。この第１工程は、前記保持工程に含まれる工程であってもよく、前記成形工程に含まれる工程であってもよい。

本実施形態では、上述したように、図５に示す前記保持工程が完了した時点においてパンチ３１の第１成形面３１１がブランク材１の中央部１Ａの下面に近接又は接触している。ここで、前記保持工程が完了した時点においてパンチ３１の第１境界部Ｂ１１がブランク材１に接触している場合には、前記第１工程は、前記保持工程に含まれる。一方、前記保持工程が完了した時点においてパンチ３１の第１境界部Ｂ１１がブランク材１の近くにあるがブランク材１には接触していない場合には、前記第１工程は、当該保持工程の後に行われる成形工程に含まれる。

図５に示すように、前記保持工程において前記ブランク材１が前記ダイス３２と前記ブランクホルダ３３により保持された後、前記成形工程では、前記駆動部がダイス３２及びブランクホルダ３３を前記接近方向（前記プレス方向）に移動させる。これにより、ダイス３２及びブランクホルダ３３に保持されたブランク材１も前記接近方向に移動する。図５に示す前記成形工程の初期の段階では、前記ダイス３２の第１〜第４成形面３２１〜３２４（第４成形面３２４の前記端部Ｅを除く）は、未だ前記ブランク材１に接触していない。図５に示す前記保持工程が完了した時点においてパンチ３１の第１境界部Ｂ１１がブランク材１に接触していない場合には、図５に示す前記成形工程の初期の段階からダイス３２及びブランクホルダ３３が前記接近方向に移動することにより前記第１工程が行われる。前記第１工程では、前記パンチ３１の前記第１境界部Ｂ１１が前記ブランク材１に接触する。

前記成形工程の次の段階では、前記第２工程が行われる。前記第２工程では、前記駆動部によってダイス３２及びブランクホルダ３３が前記接近方向にさらに移動することにより、図６に示すように前記パンチ３１の前記第３境界部Ｂ１３が前記ブランク材１に接触する。この第２工程において前記パンチ３１の前記第３境界部Ｂ１３が前記ブランク材１に接触すると、前記ブランク材１の一部分であるブリッジ部ＢＲは、前記第１境界部Ｂ１１と前記第３境界部Ｂ１３との間に架け渡されるように配置される。すなわち、前記ブリッジ部ＢＲは、その両端において前記第１境界部Ｂ１１及び前記第３境界部Ｂ１３に支持される。

なお、図６における「下死点５０ｍｍｕｐ」とは、前記パンチ３１と前記ダイス３２とが嵌合する前記下死点に配置されている状態（図８に示す状態）を基準とした場合に、前記ダイス３２が前記下死点から５０ｍｍ離れていることを意味する。図７における「下死点２０ｍｍｕｐ」や他の図における同様の記載についても上記と同様のことを意味する。

前記成形工程の次の段階では、前記駆動部によってダイス３２及びブランクホルダ３３が前記接近方向にさらに移動し、図７に示すように前記ダイス３２の前記第４境界部Ｂ１４が前記ブランク材１の前記ブリッジ部ＢＲに接触する。この第４境界部Ｂ１４は、前記第１及び第３境界部Ｂ１１，Ｂ１３が接触する前記ブランク材１の表面とは反対側の表面に接触する。また、前記第４境界部Ｂ１４は、前記ブリッジ部ＢＲの中間部、すなわち、前記ブリッジ部ＢＲのうち、前記第１及び第３境界部Ｂ１１，Ｂ１３に支持される前記両端の間の部分に接触する。

なお、図５〜図８に示す具体例では、前記第４境界部Ｂ１４が前記ブランク材１に接触する前に前記第３境界部Ｂ１３が前記ブランク材１に接触するが、本実施形態に係る製造方法では、前記第３境界部Ｂ１３及び前記第４境界部Ｂ１４が前記ブランク材１に同時に接触してもよい。

前記成形工程の終期の段階では、前記駆動部によって前記ダイス３２及びブランクホルダ３３が前記接近方向にさらに移動し、図８に示すように前記ダイス３２が前記下死点（前記嵌合位置）に到達することにより、前記ブランク材１が前記ドアインナパネル１００の形状に成形される。

［第２条件］
前記第２条件は、前記第１境界部Ｂ１１から前記第２境界部Ｂ１２までの距離（図４では、前記第１境界部Ｂ１１から前記第２境界部Ｂ１２までの長さ）と、前記第２境界部Ｂ１２から前記第３境界部Ｂ１３までの距離（図４では、符号Ｗで示される前記第２境界部Ｂ１２から前記第３境界部Ｂ１３までの長さ）とを足した前記合計距離Ｌを、前記第１境界部Ｂ１１から前記第３境界部Ｂ１３までの距離Ｌ_０で割り算した値が、前記ブランク材１の破断限界に基づいて予め設定された上限値以下であるという条件である。

前記第２条件は、例えば次の式（２）により表される。下式（２）では、前記上限値は「Ａ＋１」に設定されている。

本実施形態では、式（２）中のＡは、後述する図１０に示す成形限界線図に示すように平面ひずみの状態のときの破断限界の値に設定されるが、このような態様に限られない。式（２）中のＡは、例えば、前記破断限界の値に安全率が加味された値であってもよい。なお、前記破断限界は、図１０に示す成形限界線上のひずみの大きさである。

図９は、前記製造方法の成形工程において、前記ドアインナパネル１００の前縁部１１に対応する領域におけるブランク材１の厚みの減少率を、シミュレーションにより解析した結果を示す図である。図９における断面の位置は、図２の一番上の図における前記Ｖ−Ｖ線のうち、前記ドアインナパネル１００の前記前縁部１１に対応する領域を含む位置である。

具体的には、図９の３つの図のそれぞれにおいて、前記ブランク材１の断面は、前記第１境界部Ｂ１１と前記第３境界部Ｂ１３との間に架け渡されて前記第１境界部Ｂ１１から前記第３境界部Ｂ１３に向かって右斜め下方に延びるように直線状（一番下の図では折れ線状）に描かれた部分（断面部分）を含む。この断面部分は、符号ＢＲの引き出し線の先端が指し示す部分である。また、これらの３つの図のそれぞれにおいて、前記ブランク材１は、前記断面部分から奥行き方向に面状に広がるように３次元的に描かれており、この奥行き方向に広がる部分（面状部分）には、図９の左に描かれたレンジ（Ｔｈｉｎｎｉｎｇ（ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｖａｌｕｅ））に対応する濃淡が付けられている。図９の一番上の図及び上から２番目の図のそれぞれは、前記面状部分の濃淡とレンジとの比較からわかるように、前記ブランク材１の前記断面部分及び前記面状部分にはひずみがほとんど生じていないこと、すなわち、前記ブリッジ部ＢＲにはひずみがほとんど生じていないことを示している。具体的には以下の通りである。

図９の一番上の図は、前記第２工程において前記パンチ３１の前記第３境界部Ｂ１３が前記ブランク材１に接触し、前記ブランク材１の前記ブリッジ部ＢＲが前記第１境界部Ｂ１１と前記第３境界部Ｂ１３との間に架け渡されるように配置され、前記ダイス３２の前記第４境界部Ｂ１４は前記ブランク材１の前記ブリッジ部ＢＲに未だ接触していない状態を示す。

図９の上から２番目の図は、前記一番上の図の状態から、前記パンチ３１と前記ダイス３２がさらに近づいて、前記ダイス３２の前記第４境界部Ｂ１４が前記ブランク材１の前記ブリッジ部ＢＲに接触する直前の状態を示す。図９の一番上の図と２番目の図に示されるシミュレーションによる解析結果は、これらの図に示される時点において前記ブランク材１の前記ブリッジ部ＢＲにはひずみがほとんど生じていないことを示している。

図９の一番下の図は、前記２番目の図の状態から、前記パンチ３１と前記ダイス３２がさらに近づいて、前記ダイス３２の前記第４境界部Ｂ１４が、前記ブランク材１の前記ブリッジ部ＢＲに接触して当該ブリッジ部ＢＲを変形させている状態を示す。図９の一番下の図に示されるシミュレーションによる解析結果は、この図に示される時点において前記ブランク材１の前記ブリッジ部ＢＲにひずみが生じ始めていることを示している。

図９に示されるシミュレーションによる解析結果は、本実施形態に係る製造方法における前記第１条件が満たされるような順序で前記第１境界部Ｂ１１、前記第３境界部Ｂ１３及び前記ダイス３２の前記第４境界部Ｂ１４が前記ブランク材１に接触する場合、前記ブランク材１の前記ブリッジ部ＢＲの変形が引張曲げのような変形形態で進行することを示している。すなわち、前記ブリッジ部ＢＲは、前記ブリッジ部ＢＲの前記両端において前記パンチ３１の前記第１及び第３境界部Ｂ１１，Ｂ１３に支持された状態で、前記ブリッジ部ＢＲの前記中間部が前記ダイス３２の前記第４境界部Ｂ１４により押圧されることにより、前記ブリッジ部ＢＲが伸長しながら曲げられる引張曲げのような変形形態で変形する。このとき、前記第１及び第３境界部Ｂ１１，Ｂ１３に支持される前記ブランク材１の部位（前記ブリッジ部ＢＲの前記両端）は、前記第１及び第３境界部Ｂ１１，Ｂ１３との摩擦力により位置ずれが抑制される。よって、前記ブリッジ部ＢＲに生じるひずみ量は、前記ブリッジ部ＢＲの長さの変化（図５〜図９の断面図における前記ブリッジ部ＢＲの線長変化）と対応する。

従って、前記第１条件が満たされるように前記パンチ３１及び前記ダイス３２が設計されることにより、前記成形工程において、前記ブランク材１の前記ブリッジ部ＢＲを上記のような引張曲げのような変形形態で変形させることができる。そして、前記ブリッジ部ＢＲを上記のような引張曲げのような変形形態で変形させることができれば、前記成形工程における前記ブリッジ部ＢＲの挙動がシンプルなものとなる。すなわち、前記ブリッジ部ＢＲの変形の許容範囲を、前記距離Ｌ_０（ひずみが生じる前の前記ブリッジ部ＢＲの長さ）と前記合計距離Ｌ（成形によりひずみが生じた後のブリッジ部ＢＲの長さ）との関係に基づいて規定することができる（前記第２条件）。

上記のことから、前記第１条件及び前記第２条件が満たされるように前記パンチ３１及び前記ダイス３２を設計することにより、前記成形工程において前記ブリッジ部ＢＲに割れを生じさせずに前記ブランク材１から前記ドアインナパネル１００を絞り成形することができる。すなわち、本実施形態に係る製造方法によれば、製造工程の工程数の増加の抑制と前記段差部１６の割れの抑制とを実現するための設計指針を提供することができるので、前記パンチ３１及び前記ダイス３２の設計が容易になる。

図１０は、前記製造方法に用いられるブランク材の成形限界線図の一例を模式的に示す図である。図１０における矢印Ａは、平面ひずみの状態で前記ブランク材１が変形するときの破断限界を示す。図３を参照して説明したように、前記ブランク材１から前記ドアインナパネル１００をプレス加工によって深絞り成形するときには、前記前縁部１１の前記段差部１６において図３における前記矢印ＴＳの方向に引張りひずみが生じる一方で前記上下方向にはひずみがほとんど生じない平面ひずみの状態で、前記前縁部１１の前記段差部１６の変形が進行する。

従って、前記第２条件における前記上限値は、図１０における平面ひずみの状態のときの前記ブランク材１の破断限界Ａに基づいて設定することができる。すなわち、この破断限界Ａは、図１０に示すグラフの成形限界線上の値のうち、Ｍｉｎｏｒ ｓｔｒａｉｎがゼロのときの値である。これにより、前記パンチ３１及び前記ダイス３２の設計がさらに容易になる。

なお、前記第１条件及び前記第２条件は、例えば図４に示すような複数のパラメータ（前記寸法Ｈ、前記寸法Ｈ１、前記幅Ｗ、前記角度θ１及び前記角度θ２）を適切な値に設定することにより満たされる。

次に、上記の式（１）の導出方法について説明する。

図１１及び図１２は、前記式（１）を導出する方法について説明するための模式図である。図１１に示すように、前記成形工程において、前記パンチ３１の前記第３境界部Ｂ１３が前記ブランク材１に接触するタイミングにおける前記パンチ３１と前記ダイス３２との距離をＡｐとし、図１２に示すように、前記成形工程において、前記ダイス３２の前記第４境界部Ｂ１４が前記ブランク材１に接触するタイミングにおける前記パンチ３１と前記ダイス３２との距離をＡｄとする。

図１１において破線の枠で囲んだ部分の距離に着目すると、前記距離Ａｐと、複数のパラメータ（前記寸法Ｈ、前記寸法Ｈ１、前記幅Ｗ、前記角度θ１及び前記角度θ２）との幾何学的関係から、次の式（３）が成り立つ。

この式（３）を変形すると、次の式（４）が得られる。

次に、図１２において破線の枠で囲んだ部分の距離に着目すると、前記距離Ａｄと、複数のパラメータ（前記寸法Ｈ、前記寸法Ｈ１、前記幅Ｗ、前記角度θ１及び前記角度θ２）との幾何学的関係から、次の式（５）が成り立つ。

この式（５）を変形すると、次の式（６）が得られる。

ここで、前記第１条件が満たされるためには、次の式（７）が成立する必要がある。

前記式（４）の右辺及び前記式（６）の右辺を前記式（７）に代入して整理すると、下記式（１）が得られる。

次に、上記の式（２）の導出方法について説明する。

前記成形工程において、前記ブランク材１の前記ブリッジ部ＢＲに生じるひずみは、元の長さＬ_０に対する変形量で表され、この変形量が、例えば図１０に示す成形限界線図における平面ひずみの状態のときの破断限界の値Ａ以下であることを示す条件は、次の式（８）により表される。

この式（８）を変形すると、次の式（２）が得られる。

［変形例］
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されない。本発明は、例えば次のような形態を含む。

（Ａ）自動車用ドアについて
前記実施形態では、前記ドアインナパネル１００は前記サイドドアの一部を構成する部材であるが、このような態様に限られない。前記ドアインナパネルは、リヤドアなどの前記サイドドア以外の自動車用ドアの一部を構成する部材であってもよい。

（Ｂ）段差部について
前記実施形態では、前記段差部１６は、前記ドアインナパネル１００の前縁部１１を構成するものであるが、このような態様に限られない。前記段差部は、前記ドアインナパネルの周縁部の少なくとも一部を構成するものであればよい。具体的に、前記段差部は、例えば、前記後縁部を構成するものであってもよく、前記下縁部を構成するものであってもよく、前記上縁部を構成するものであってもよい。

（Ｃ）第１金型及び第２金型について
前記実施形態では、前記第１金型（前記パンチ３１）及び前記第２金型（前記ダイス３２）は、前記第１条件及び前記第２条件を満たすように設計される。ただし、前記パンチ３１及び前記ダイス３２において、前記第１条件及び前記第２条件を満たすように設計される部分は、前記ドアインナパネル１００の周縁部の全体に対応する部分でなくてもよく、前記周縁部の一部に対応する部分でよい。すなわち、前記周縁部の一部として、前記プレス加工によって深絞り成形されるときに割れが生じやすい部分が選ばれればよい。

また、前記パンチ３１及び前記ダイス３２において、前記第１条件及び前記第２条件を満たすように設計される部分は、例えば図５〜図９の断面図に描かれる断面を含む上下方向の長さをもつ範囲であり、当該範囲は、前記プレス加工によって深絞り成形されるときに割れが生じやすい部分に対応する範囲である。

（Ｄ）数式について
前記実施形態では、前記成形工程において前記第１境界部Ｂ１１、前記第３境界部Ｂ１３及び前記第４境界部Ｂ１４が前記ブランク材１に接触する順序を規定する前記第１条件を表現する数式の一例として、前記式（１）が採用されている。ただし、本発明の製造方法では、前記第１条件を表現する数式は、前記式（１）に限られない。

同様に、前記実施形態では、前記合計距離Ｌを前記距離Ｌ_０で割り算した値が前記ブランク材１の破断限界に基づいて予め設定された上限値以下であることを規定する前記第２条件を表現する数式の一例として、前記式（２）が採用されている。ただし、本発明の製造方法では、前記第２条件を表現する数式は、前記式（２）に限られない。

（Ｅ）パンチとダイスの相対移動について
前記実施形態では、前記プレス加工装置は、前記パンチ３１が前記支持部材に固定され、前記ダイス３２が前記駆動部により前記接近方向及びその反対方向に移動することができるように構成されるが、このような態様に限られない。前記プレス加工装置は、パンチ３１が前記接近方向とその反対方向に移動することができ、かつ、ダイス３２が前記接近方向とその反対方向に移動することができるように構成されていてもよい。また、前記プレス加工装置は、前記ダイス３２が図略の支持部材に固定され、パンチ３１がダイス３２に対して前記接近方向とその反対方向に移動することができるように構成されていてもよい。

以下では、ダイス３２が前記支持部材に固定され、パンチ３１が前記駆動部により移動する場合の変形例について具体的に説明する。図１３は、前記実施形態の変形例に係る製造方法の工程を示す図である。図１３に示す変形例に係る製造方法では、前記駆動部の前記金型駆動機構は、前記パンチ３１を、前記接近方向とこの接近方向の反対方向とに変位させるように構成されている。

前記駆動部の前記ホルダ駆動機構は、前記ブランクホルダ３３と前記ダイス３２とが互いに近づく方向及びその反対方向に前記ブランクホルダ３３及び前記ダイス３２の少なくとも一方を移動させるように作動する。具体的に、前記ホルダ駆動機構は、離隔位置と押圧位置との間のストローク範囲において、前記ブランクホルダ３３及び前記ダイス３２の少なくとも一方を変位させることができる。前記離隔位置は、前記ブランクホルダ３３と前記ダイス３２とが互いに離れた位置である。前記押圧位置は、前記ブランクホルダ３３の前記押圧面３３Ｓと前記ダイス３２の外周保持部３２Ｂの表面との間に前記ブランク材１の外周部１Ｂを介在させた状態で前記押圧面３３Ｓが前記ブランク材１を押圧することが可能な位置である。

この変形例に係る製造方法は、前記実施形態と同様に、設置工程と、保持工程と、成形工程と、を含む。前記設置工程は、前記ダイス３２に前記ブランク材１を設置する工程である。前記保持工程は、前記ダイス３２と前記ブランクホルダ３３とにより前記ブランク材１を保持する工程である。前記成形工程は、前記パンチ３１と前記ダイス３２により前記ブランク材１を前記ドアインナパネル１００に成形する工程である。

図１３では、前記ダイス本体部３２Ａにおける前記凹形状の開口が上側に位置するような向きでダイス３２が描かれ、当該ダイス３２の上に前記ブランク材１、前記ブランクホルダ３３及び前記パンチ３１がこの順に重なるような配置でこれらの部材が描かれているが、これらの部材の配置は、図１３に示す配置に限られない。図１３では、各工程を説明する際に、前記パンチ３１、前記ダイス３２、前記ブランクホルダ３３及び前記ブランク材１の位置関係がわかりやすいように、これらの部材が便宜上、上記のような配置で描かれている。従って、この変形例では、これらの部材は、例えば図１３とは上下が逆となるように配置されていてもよく、側方に並ぶように配置されていてもよい。

前記設置工程では、図１３における一番上の図に示されているように、前記ブランク材１は、前記ダイス３２の前記ダイス本体部３２Ａを覆うように当該ダイス３２に設置される。前記ブランク材１は、前記ダイス本体部３２Ａを覆うように設置されたときに当該ダイス本体部３２Ａに対向する領域である中央部１Ａと、前記ダイス３２の前記外周保持部３２Ｂに対向する外周部１Ｂと、を含む。

前記保持工程では、前記ブランクホルダ３３は、前記ホルダ駆動機構により前記ダイス３２に近づく方向に相対移動する。これにより、図１３における上から２番目の図に示されているように、前記ブランク材１の前記外周部１Ｂが前記ブランクホルダ３３の押圧面３３Ｓと前記ダイス３２の前記外周保持部３２Ｂの表面との間に所定の押圧力で挟まれる。その結果、前記ブランク材１は、前記ダイス３２及び前記ブランクホルダ３３にしわのない状態で保持される。この保持工程が完了した時点において、前記パンチ３１は、前記ブランク材１から離れた位置に配置されている。

前記成形工程では、前記パンチ３１は、前記金型駆動機構により前記ダイス３２に対して前記接近方向に相対移動することにより、図１３における上から３番目の図に示されているように、前記ブランク材１に近接又は接触する（例えば図５に示されるような成形工程の初期の段階）。その後、前記パンチ３１が前記金型駆動機構により前記接近方向にさらに相対移動することにより、前記ブランク材１が前記パンチ３１と前記ダイス３２に挟まれて変形し始める（例えば図６及び図７に示されるような成形工程の段階）。そして、前記パンチ３１が、図１３における一番下の図に示されているように前記下死点に到達することにより、前記ブランク材１が前記ドアインナパネル１００の形状に成形される（例えば図８に示されるような成形工程の終期の段階）。

この変形例においても、前記パンチ３１及び前記ダイス３２は、上述した第１条件と第２条件とが満たされるように設計されている。この変形例では、前記第１条件における前記第１工程、すなわち、パンチ３１の第１境界部Ｂ１１がブランク材１に接触する工程は、前記成形工程に含まれる工程である。すなわち、前記保持工程が完了した時点において前記ブランク材１から離れた位置に配置された前記パンチ３１が前記成形工程において前記接近方向に移動することにより、当該パンチ３１の前記第１境界部Ｂ１１が前記ブランク材１に接触する前記第１工程が行われる。

前記成形工程の次の段階では、前記第２工程が行われる。前記第２工程では、前記駆動部の前記金型駆動機構によって前記パンチ３１が前記接近方向にさらに移動することにより、前記パンチ３１の前記第３境界部Ｂ１３が前記ブランク材１に接触する（例えば図６に示される状態）。この第２工程において前記パンチ３１の前記第３境界部Ｂ１３が前記ブランク材１に接触すると、前記ブランク材１の一部分であるブリッジ部ＢＲは、前記第１境界部Ｂ１１と前記第３境界部Ｂ１３との間に架け渡されるように配置される。すなわち、前記ブリッジ部ＢＲは、その両端において前記第１境界部Ｂ１１及び前記第３境界部Ｂ１３に支持される。

前記成形工程の次の段階では、前記金型駆動機構によって前記パンチ３１が前記接近方向にさらに移動し、前記ダイス３２の前記第４境界部Ｂ１４が前記ブランク材１の前記ブリッジ部ＢＲに接触する（例えば図７に示される状態）。なお、この変形例では、前記第４境界部Ｂ１４が前記ブランク材１に接触する前に前記第３境界部Ｂ１３が前記ブランク材１に接触するが、前記第３境界部Ｂ１３及び前記第４境界部Ｂ１４が前記ブランク材１に同時に接触してもよい。

前記成形工程の終期の段階では、前記金型駆動機構によって前記パンチ３１が前記接近方向にさらに移動し、前記パンチ３１が前記ダイス３２に嵌合する下死点（嵌合位置）に到達することにより、前記ブランク材１が前記ドアインナパネル１００の形状に成形される（例えば図８に示される状態）。

１ ブランク材
１Ｂ ブランク材の外周部
１６ インナパネルの段差部
３１ パンチ（第１金型の一例）
３２ ダイス（第２金型の一例）
１００ 自動車用ドアインナパネル
１６１ ドアインナパネルの第１壁部
１６２ ドアインナパネルの第２壁部
１６３ ドアインナパネルの第３壁部
１６４ ドアインナパネルの第４壁部
３１１ パンチの第１成形面
３１２ パンチの第２成形面
３１３ パンチの第３成形面
３１４ パンチの第４成形面
３２１ ダイスの第１成形面
３２２ ダイスの第２成形面
３２３ ダイスの第３成形面
３２４ ダイスの第４成形面
Ａ ブランク材の破断限界
Ｂ１１ パンチの第１境界部
Ｂ１２ パンチの第２境界部
Ｂ１３ パンチの第３境界部
Ｂ１４ ダイスの第４境界部
Ｌ 合計距離
Ｌ_０ 第１境界部から第３境界部までの距離

Claims (2)

1. アルミニウム合金製の板状のブランク材を第１金型と第２金型でプレス加工することにより自動車用ドアインナパネルを製造するための製造方法であって、
   前記ドアインナパネルは、前記ドアインナパネルの周縁部の少なくとも一部を構成する段差部を有し、前記段差部は、第１壁部、第２壁部、第３壁部及び第４壁部がこの順に階段状に連続するように構成され、
   前記第１金型及び前記第２金型のそれぞれは、前記第１壁部、前記第２壁部、前記第３壁部及び前記第４壁部をそれぞれ成形するために階段状に連続する第１成形面、第２成形面、第３成形面及び第４成形面を有し、前記第１金型における前記第２成形面及び前記第３成形面は凹部を構成し、前記第２金型における前記第２成形面及び前記第３成形面は前記凹部に対応する形状を有する凸部を構成し、
   前記第１金型おける前記第１成形面と前記第２成形面との第１境界部から前記第１金型おける前記第２成形面と前記第３成形面との第２境界部までの距離と前記第２境界部から前記第１金型における前記第３成形面と前記第４成形面との第３境界部までの距離とを足した合計距離を、前記第１境界部から前記第３境界部までの距離で割り算した値は、前記ブランク材の破断限界に基づいて予め設定された上限値以下であり、
   前記製造方法は、
   前記ブランク材が前記第１金型と前記第２金型との間に配置され、前記ブランク材の外周部が保持された状態で、前記第１境界部を前記ブランク材に接触させる第１工程と、
   前記第１金型と前記第２金型が近づく接近方向に前記第１金型及び前記第２金型の少なくとも一方を移動させることにより、前記第２金型における前記第２成形面と前記第３成形面との第４境界部が前記ブランク材に接触すると同時に、又は前記第４境界部が前記ブランク材に接触する前に、前記第３境界部を前記ブランク材に接触させる第２工程と、を含む、自動車用ドアインナパネルの製造方法。
2. アルミニウム合金製の自動車用ドアインナパネルであって、
   前記ドアインナパネルの周縁部の少なくとも一部を構成する段差部を有し、
   前記段差部は、第１壁部、第２壁部、第３壁部及び第４壁部がこの順に階段状に連続するように構成され、
   前記ドアインナパネルは、前記第１壁部と前記第２壁部との第１境界部から前記第２壁部と前記第３壁部との第２境界部までの距離と前記第２境界部から前記第３壁部と前記第４壁部との第３境界部までの距離とを足した合計距離を、前記第１境界部から前記第３境界部までの距離で割り算した値が、ブランク材の破断限界に基づいて予め設定された上限値以下である、自動車用ドアインナパネル。

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