JP4801277B2 - 車体パネルの成形方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は板材の一方の板面に段差を形成した車体パネルの成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
板材の一方の板面に段差を形成する方法には、例えば、特開昭61−212407号公報「片面差厚鋼板の製造方法」に示されたものがある。この片面差厚鋼板の製造方法は、同公報の第2頁左上欄第4行〜同右上欄第12行に示される通りである。これらを要約したものを次に示す。
まず、熱間スラブを圧延機で圧延し、所定位置に板厚Tより薄い板厚tを形成するとともに、両面差厚鋼板1(符号は公報記載のものを流用した。以下同様。)を完成させる。その次に、圧延機の下ロール3の回転を止め、治具4を装着し、治具4の表面と上ロール5との間隔を板厚tに対応させる。そして、上ロール5のみを回転させ、上ロール5と治具4との間に板厚tの板厚部分を挿入し、板厚tの板厚部分を仕上げるとともに、下面側の段差部6を解消して片面差厚鋼板2を得る。
【0003】
上記公報の製造方法では、板材の一方の板面に段差を形成することはできるが、熱間スラブから両面差厚鋼板1を一旦形成し、その後、両面差厚鋼板1から片面差厚鋼板2を形成するため、圧延での工程数が多い。
次に、圧延での工程数が少ない圧延方法の一例を次図で説明する。
【0004】
図9(a),(b)は従来の別の圧延要領図である。
(a):板材101,101を重ね合わせ、重ね板102とし、この重ね板102を圧延機103の上ロール104と下ロール105との間に通し、圧延する。
(b):重ね板102から一方の板面106が段差で、他方の板面107が平滑な片面差厚ブランク板108,108を得る。
このように図9に示す圧延方法は、圧延での工程数は少ない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図9の圧延方法では、片面差厚ブランク板108に(b)に示すような反りが発生し、その反り量Lsは極めて大きくなる。反った片面差厚ブランク板108を用いて後工程のプレス機で車体パネルの形状に成形すると、車体パネルの寸法のばらつきは大きくなる。
【0006】
そこで、本発明の目的は、圧延法で一方の板面が段差で、他方の板面が平滑で、且つ反り量の小さいブランク材を形成することができ、寸法精度のよい車体パネルを形成することができる車体パネルの成形方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1は、板材の中央に圧延装置で薄肉部を形成し、この中央に薄肉部を有するブランク材をプレス機で所定の形状に成形することで、車体パネルを得る車体パネルの成形方法において、圧延装置では、2枚の板材の間に、硬度が少なくとも前記板材の硬度より硬い中間板を挟んでなる3層板を圧延することを特徴とする。
【0008】
圧延装置では、2枚の板材の間に、硬度が少なくとも前記板材の硬度より硬い中間板を挟んでなる3層板を圧延するので、圧延で塑性変形した薄肉部の応力分布は、表面と内部との間でほぼ均一となり、薄肉部に生じる反り量は非常に小さくなる。
また、前工程で得た反り量の小さいブランク材を車体パネルの成形に用いることで、プレス金型におけるブランク材の位置精度を確保し、車体パネルの寸法精度の向上を図る。
【0009】
請求項2は、中間板の硬度を圧延装置のワークロールの硬度に対して同等にしたことを特徴とする。
薄肉部の表面から内部にかけての応力は、より均一になるので、ブランク材の反り量はより小さくなり、車体パネルの寸法精度は向上する。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係る車体パネルの成形方法のフローチャートであり、STはステップを示す。
ST01:2枚の板材の間に中間板を挟み、板材をクランプし、3層板を形成する。
ST02:3層板を圧延装置に通して板材の中央に薄肉部を形成する。
ST03:2枚の板材を離し、ブランク材は完成する。
ST04:1枚のブランク材をプレス機にセットし、所定の形状に成形する。
次に、ST01〜ST04を具体的に説明する。
【0011】
図2は本発明に係る車体パネルの成形方法の第1説明図である。
まず、2枚の板材11,11と、1枚の中間板12と、2個のクランプ手段13,13を用意する。板材11は、金属板の薄板であり、板材11の材質は車体の部位によって、鋼でもよく、アルミニウム合金でもよい。
【0012】
中間板12は、金属板であり、硬度を圧延装置24(図3参照)の上・下ワークロール25,26の硬度に対して同等にしたものである。ここでは、一例として、ステンレス鋼板を用いた。
クランプ手段13は、コ字状の本体14に押圧ボルト15・・・(・・・は複数を示す。以下同様。)を取り付けたものである。
【0013】
続いて、用意したこれらを次の順に組み合わせる。2枚の板材11,11の間に中間板12を矢印▲1▼の如く挟み、板材11,11の一方をクランプ手段13でクランプする。その際、中間板12の左右端16,17が板材11の左右端21,22からほぼ均等に出るように左右端16,17の位置を設定する。
【0014】
図3(a),(b)は本発明に係る車体パネルの成形方法の第2説明図である。
(a):板材11,11をクランプして中間板12を挟んでなる3層板23を形成し、この3層板23を圧延装置24に通す。詳しくは、圧延装置24は、上ワークロール25と、下ワークロール26と、図に示していない操作盤と、を有し、操作盤で予め圧延条件を設定した後、上・下ワークロール25,26間に3層板23の他方を通した後、他方をクランプ手段13でクランプする。なお、クランプ手段13の押圧ボルト15は先端15aにパット部材を有し、パット部材で板材11の面を押圧する。
【0015】
(b):板材11の中央27に薄肉部28を形成する。具体的には、圧延条件を、例えば、上・下ワークロール25,26のロール間隔をGに設定し、上・下ワークロール25,26の回転数をNに設定するとともに、回転させ、板材11,11ならびに中間板12を一体的に圧延し、中央27,27に薄肉部28,28を形成する。
【0016】
このように圧延装置24で薄肉部28を形成する工程では、圧延装置24に3層板23をセットすると、連続して薄肉部28を形成するので、圧延での工程数は少なくなり、車体パネルの生産効率の向上を図ることができる。
【0017】
図4は本発明に係る車体パネルの成形方法の第3説明図であり、薄肉部28に発生する応力を模式的に示す。なお、マイナスは引っ張りを示す。
2枚の板材11,11の間に中間板12を挟んでなる3層板23を一体的に圧延すると、塑性変形した中央27の薄肉部28の応力はほぼ均等になる。すなわち、圧延の出口面29の近傍では、表面と内部、ここでは、ロール接触側表面部31の応力−σsと中間板側表面部32の応力−σiはほぼ同じ値になり、その差を示す応力−σa(−σa=−σi−(−σs))は小さい。その結果、薄肉部28におけるロール接触側表面部31の伸び量と中間板側表面部32の伸び量とはほぼ同じになり、圧延の塑性加工によって形成した薄肉部28の反り量を極めて小さくすることができるとともに、ブランク材33の反り量を極めて小さくすることができる。従って、反り量の小さいブランク材33を形成することができる。
【0018】
ここで、従来の図9の圧延で発生する応力の差を応力−σbで表示すると、応力−σbは大きいが、本発明に係る車体パネルの成形方法で圧延することで、応力−σbを応力−σaまで小さくすることができる。
【0019】
図5は本発明に係る車体パネルの成形方法の第4説明図である。
2枚の板材11,11を離し、ブランク材33は完成する。上述したように、ブランク材33は、2枚の板材11,11の間に中間板12を挟んで圧延したものであり、反り量は非常に小さい。
【0020】
図6は本発明に係る車体パネルの成形方法の第5説明図であり、ブランク材の斜視図である。
ブランク材33は、一方の板面35に薄肉部28を形成して段差を設け、他方の板面36が平滑なもので、車体パネル、例えば、ドアパネルの成形に用いる板である。次に、ブランク材33をプレス機へ搬送する。
【0021】
図7は本発明に係る車体パネルの成形方法の第6説明図である。
ブランク材33をプレス機37にセットし、所定の形状に成形する。具体的には、プレス機37は、プレス金型41(上金型41a、下金型41b)と、図に示していない操作盤とを有し、操作盤で予め成形条件を設定した後、プレス金型41の所定位置にブランク材33をセットし、上金型41aを下降させ、所定の形状に成形する。次いで、車体パネル42を取り出し、車体パネル42の成形は完了する。
【0022】
このプレス工程では、反り量の小さいブランク材33を用いるので、プレス金型41にセットする際の位置決め精度を確保することができるとともに、プレス金型41の圧下に際してもブランク材33の位置を安定させることができ、寸法精度のよい車体パネル42を形成することができる。
【0023】
ここでは、車体パネル42は、ドアパネル(以下、ドアパネル42と呼称する。)であり、引き続き、下流の工程でドアパネル42に相手部材を組み合わせる。
【0024】
図8(a)〜(c)は本発明に係る車体パネルの成形方法で製造した車体パネルの組み立て説明図であり、一例を示す。
(a):ドアパネル42の外側にアウタパネル43をヘミングで組み付ける。つまり、アウタパネル43の縁44を折り曲げることで、縁を密着させる。
【0025】
(b)は(a)のb矢視図であり、ドアパネル42は、一方の板面35に薄肉部28を形成し、他方の板面36を平滑にしたので、ヘミングを行っても外面を平滑にすることができる。
(c)は(a)のc−c線断面図であり、ヘミングを示す。ブランク材33(図7参照)を用いることで、外面を平滑にすることができる。
【0026】
尚、本発明の実施の形態に示した図2の中間板12の硬度を上・下ワークロール25,26の硬度に対して同等にしたが、中間板12の硬度の下限値は板材11の硬度以上に設定してもよい。
図3に示すクランプ手段13、押圧ボルト15および圧延装置24の構成は一例である。
図7では、車体パネルの一例としてドアパネル42を示したが、ドアパネル以外の車体パネルでもよい。
【0027】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1では、板材の中央に圧延装置で薄肉部を形成する際に、2枚の板材の間に、硬度が少なくとも前記板材の硬度より硬い中間板を挟んでなる3層板を圧延するので、圧延で塑性変形した薄肉部に発生する応力はほぼ均等になり、薄肉部の反り量を極めて小さくすることができる。すなわち、圧延装置のロール間隔の近傍では、表面の応力と内部、ここでは中間板側表面部の応力はほぼ同じになるとともに、表面の伸び量と内部の伸び量はほぼ同じになり、圧延の塑性加工によって形成したブランク材の反り量を極めて小さくすることができる。従って、一方の板面が段差で、且つ反り量の小さいブランク材を形成することができる。
【0028】
また、ブランク材をプレス機で所定の形状に成形する場合、前工程で形成した反り量の小さいブランク材を用いるので、プレス金型に対する位置精度を確保することができ、寸法精度のよい車体パネルを形成することができる。
【0029】
請求項2では、中間板の硬度を圧延装置のワークロールの硬度に対して同等にしたので、薄肉部の表面から内部にかけての応力は、より均一になり、ブランク材の反り量はより小さくなる。従って、より反り量の小さいブランク材を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車体パネルの成形方法のフローチャート
【図2】本発明に係る車体パネルの成形方法の第1説明図
【図3】本発明に係る車体パネルの成形方法の第2説明図
【図4】本発明に係る車体パネルの成形方法の第3説明図
【図5】本発明に係る車体パネルの成形方法の第4説明図
【図6】本発明に係る車体パネルの成形方法の第5説明図
【図7】本発明に係る車体パネルの成形方法の第6説明図
【図8】本発明に係る車体パネルの成形方法で製造した車体パネルの組み立て説明図
【図9】従来の別の圧延要領図
【符号の説明】
11…板材、12…中間板、23…3層板、24…圧延装置、25…上ワークロール、26…下ワークロール、27…板材の中央、28…薄肉部、33…ブランク材、37…プレス機、42…車体パネル(ドアパネル)。
Claims (2)
- 板材の中央に圧延装置で薄肉部を形成し、この中央に薄肉部を有するブランク材をプレス機で所定の形状に成形することで、車体パネルを得る車体パネルの成形方法において、
前記圧延装置では、2枚の板材の間に、硬度が少なくとも前記板材の硬度より硬い中間板を挟んでなる3層板を圧延することを特徴とする車体パネルの成形方法。 - 前記中間板の硬度を前記圧延装置のワークロールの硬度に対して同等にしたことを特徴とする請求項1記載の車体パネルの成形方法。
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