JP5614514B2 - センターピラーリンフォースメントの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、センターピラーリンフォースメントの製造方法に関する。本発明は、具体的には、例えば鋼板といった金属製の薄板であるブランクに冷間または温間でプレス成形を行うことによって、自動車のボディシェルの構造部品の一つであるセンターピラーの補強部材であるセンターピラーリンフォースメントを製造する方法に関する。

自動車のボディシェルは、金属製の薄板をプレス加工して製造される多数の成形パネルおよび構造部材が互いに接合されたモノコック構造を有する。センターピラー（Ｂピラー）がこの構造部材の一つとして知られる。センターピラーは、ボディサイドを構成するサイドシル（キッカー）とルーフレールとの間に架け渡されて配置される重要な構造部材である。センターピラーは、（ａ）フロントドアーのロック機構を支持するとともにリヤードアーを開閉自在に支持し、（ｂ）自動車の走行時にはボディシェルの曲げ剛性や捩じり剛性を確保するとともに、（ｃ）自動車の側面衝突時には乗員の生存空間を確保する。通常、センターピラーは、センターピラーアウターパネルと、センターピラーインナーパネルと、これら両者の間に配置される補強部材であるセンターピラーリンフォースメントとを接合すること（例えば３枚重ねスポット溶接すること）により、構成される。

センターピラーリンフォースメントは、長尺で湾曲した本体と、本体の長手方向（上下方向）の両端部に形成される２つの略Ｔ字形状部とを備えることにより平面視で略Ｉ形の外形を呈する成形パネルである。

本体は、湾曲した長尺の天板と、天板の幅方向の両縁部につながって形成される２つの縦壁と、２つの縦壁それぞれにつながって形成される外向きフランジとにより構成される略ハット形の横断面形状を有する。

２つの略Ｔ字形状部のうちセンターピラーリンフォースメントの上部に位置する略Ｔ字形状部は、例えばルーフサイドレールリンフォースメントといった他の骨格部材に接合されるとともに、センターピラーリンフォースメントの下部に位置する略Ｔ字形状部は、例えばサイドシルアウターリンフォースメントといった他の骨格部材に接合される。これら略Ｔ字形状部の接合強度や剛性を確保するために、これら略Ｔ字形状部は、天板と、この天板につながる湾曲した２つの縦壁と、２つの縦壁それぞれにつながって形成される外向きフランジとを有する。

このように、上述の複雑な形状を有すること、補強部材であることから例えば４００ＭＰａ以上の高強度を有すること、さらには、低コストで製造可能であること等がセンターピラーリンフォースメントに要求される。

金属製の薄板であるブランクをプレス加工してセンターピラーリンフォースメントを製造しようとすると、略Ｔ字形状部の上端部分や下端部分における天板やフランジにしわや割れが発生し易いという問題がある。この問題は、ブランクの強度が高くなるほど顕著になる。

この問題の発生を防ぐため、センターピラーリンフォースメントは、通常、絞り成形によるプレス加工により製造される。絞り成形によるプレス加工を行うために、非常に高い延伸性を有することがセンターピラーリンフォースメントの素材であるブランクに要求される。このため、センターピラーリンフォースメントの素材であるブランクには比較的強度が低い材料（例えば引張強度が３４０ＭＰａ程度の鋼板）を用いざるを得ない。このため、要求される高強度を確保するため、厚くかつ重いブランクを用いる必要を生じる。このため、自動車のボディシェルの重量が増加するとともに製造コストが上昇する。

また、絞り成形によるプレス加工によりセンターピラーリンフォースメントを製造するためには、ブランクの外周部をブランクホルダーにより強く拘束するために、ブランクが広い余肉（切捨て部）を有する必要がある。これにより、センターピラーリンフォースメントの製造コストがさらに上昇する。

さらに、センターピラーリンフォースメントの形状や強度が原因になって、センターピラーリンフォースメントを一体成形できない場合もある。この場合には、個別にプレス成形された複数の構成部材を接合することによりセンターピラーリンフォースメントを構成せざるを得ない。これによっても、センターピラーリンフォースメントの製造コストが上昇する。

特許文献１〜４には、単純なハット形断面，Ｚ形断面といった一様な断面を有するプレス成形品を様々な曲げ成形により製造する発明が開示されている。しかし、特許文献１〜４には、上述のように高強度でかつ複雑な形状を有するセンターピラーリンフォースメントを低コストで製造可能な方法は開示されていない。

特開２００３−１０３３０６号公報 特開２００４−１５４８５９号公報 特開２００６−０１５４０４号公報 特開２００８−３０７５５７号公報

本発明の目的は、ブランク、例えば、延伸性の高い比較的低強度の鋼板からなるブランクのみならず、延伸性が低い高張力鋼板（引張強度：４００ＭＰａ以上）からなるブランクにプレス加工を行うことにより、略Ｔ字形状部の上端部分や下端部分における天板やフランジにしわや割れを発生することなく、上述のセンターピラーリンフォースメントを低コストで製造可能な方法を提供することである。

本発明は、金属製のブランクにプレス加工を行うことにより、長尺で部分的に略弓形に湾曲した本体と、この本体の長手方向の両端部に形成される２つの略Ｔ字形状部とを備えることにより平面視で略Ｉ形を呈する成形パネルにより構成され、本体が、湾曲した長尺の天板と、天板の幅方向の両縁部につながる２つの縦壁と、２つの縦壁それぞれにつながる２つの外向きフランジとにより構成される略ハット形断面を有するとともに、２つの略Ｔ字形状部が、いずれも、天板、および天板につながる湾曲した２つの縦壁を有するとともに、２つの略Ｔ字形状部のうちの少なくとも一方における２つの縦壁それぞれの高さは、前記本体から略Ｔ字形状部へ向かうにつれて徐々に低くなるセンターピラーリンフォースメントを製造する方法であって、
好ましくは、ブランクは、２つの略Ｔ字形状部にそれぞれ成形される部分が湾曲して突出した外形を有すること、
ブランクに、ダイと、このダイとともにブランクをクランプするブランクホルダーと、ブランクをダイの内部に押入するパンチとを備える絞り成形による第１のプレス加工装置を用いてプレス加工を行うことにより、本体における天板および２つの縦壁それぞれの一部と、２つの略Ｔ字形状部のうちの一方の略Ｔ字形状部における天板および２つの縦壁それぞれの一部とをなす本体部分と、該一方の略Ｔ字形状部における前記天板および前記２つの縦壁それぞれの一部を除いた前記２つの略Ｔ字形状部に成形される部分とを有する第１の中間成形品を製造するとともに、第１の工程によって第１の中間成形品に成形された本体部分における縦壁の高さを、本体部分が形成された長手方向の領域における最上部の位置を長手方向０％位置と規定し、以下位置が低下するにつれて長手方向位置を示す数値が増加するように規定し、長手方向の領域における最下部の位置を長手方向１００％位置と規定する場合に、長手方向０％位置ではセンターピラーリンフォースメントの縦壁の高さの２０％以下とし、長手方向２０〜６０％位置ではセンターピラーリンフォースメントの縦壁の高さの６０％以上とするとともに、長手方向１００％位置では前記センターピラーリンフォースメントの縦壁の高さの２０％以下とする第１の工程と、
この第１の中間成形品に、パンチと、パンチの膨出部分に対面する接面を有するパッドと、中間成形品をパンチに押圧するダイとを備える曲げ成形による第２のプレス加工装置を用いて、パッドとパンチとによって少なくとも中間成形品における２つの略Ｔ字形状部に成形される部分それぞれの一部をクランプした状態で、プレス加工を行う第２の工程と
を経ることにより、センターピラーリンフォースメントを製造すること
を特徴とするセンターピラーリンフォースメントの製造方法である。

本発明において「冷間」とは室温の雰囲気を意味し、「温間」とは冷間よりも高くＡｃ_３点未満、望ましくはＡｃ_１点以下の雰囲気を意味する。

この本発明では、第１のプレス加工装置におけるダイは、第１の中間成形品の本体における天板および２つの縦壁それぞれの一部の形状に対応する弓形に凹んだ凹部と、第１の中間成形品の一方の略Ｔ字形状部における天板および２つの縦壁それぞれの形状に対応するダイフェース面とを有し、第１のプレス加工装置におけるブランクホルダーは、ダイのダイフェース面とともにブランクをクランプするクランプ面を有するとともに、第１のプレス加工装置におけるパンチは、ブランクをダイにおける凹部の内部に押入することが例示される。

これらの本発明では、第２のプレス加工装置におけるパンチは、センターピラーリンフォースメントの本体に対応する形状の膨出部分を有するとともに、第２のプレス加工装置におけるパッドは、パンチの膨出部分に対面し、少なくとも第１の中間成形品における２つの略Ｔ字形状部の天板に成形される部分それぞれの一部をクランプする接面を有することが例示される。

これらの本発明では、第１の中間成形品における、センターピラーリンフォースメントの本体の一部をなす部分における湾曲部分のフランジ面、およびセンターピラーリンフォースメントの本体のフランジ面それぞれの長手方向の長さの差分が、湾曲部分のフランジ面の長手方向の長さの０．８％以下であることが望ましい。

これらの本発明では、第２のプレス加工装置におけるパッドおよびパンチが、第１の中間成形品の２つの略Ｔ字形状部に成形される部分それぞれにおける横断方向に突出した腕部をクランプしてもよいし、中間成形品の天板全体をクランプしてもよい。

これらの本発明では、ブランクが、４００〜１６００ＭＰａの引張強度を有する高張力鋼板からなることが望ましく、ブランクの引張強度の下限は、５９０ＭＰａであることがさらに望ましく、７８０ＭＰａであることがいっそう望ましく、９８０ＭＰａであることが最も望ましい。

さらに、これらの本発明では、ブランクが、引張強度が異なる複数種の材料を溶接したテーラードブランクであることが望ましい。

本発明は、第１のプレス加工装置によってブランクに浅絞り加工を行って第１の中間成形品を製造する第１の工程と、第２のプレス加工装置によって第１の中間成形品に曲げ加工を行う第２の工程を経て、センターピラーリンフォースメントを製造する。このため、本発明によれば、ブランク、例えば、延伸性の高い比較的低強度の鋼板からなるブランクのみならず、延伸性が低い高張力鋼板（引張強度：４００ＭＰａ以上）からなるブランクにプレス加工を行っても、略Ｔ字形状部の上端部分や下端部分における天板やフランジにしわや割れを発生することなく、センターピラーリンフォースメントを低コストで確実に製造することができるようになる。

図１は、本発明により製造したセンターピラーリンフォースメントの一例を示す斜視図である。 図２は、図１における矢視線ＩＩ−ＩＩに沿うセンターピラーリンフォースメントの断面図である。 図３は、ブランクの一例を示す斜視図である。 図４は、浅絞り成形によるプレス加工を行う第１のプレス加工装置、特に、ダイの凹部、ブランクホルダーのクランプ面およびパンチの膨出部分をブランクとともに示す斜視図である。 図５は、浅絞り加工開始時における第１のプレス加工装置を示す断面図である。 図６は、第１のプレス加工装置によってブランクを浅絞り成形して製造された第１の中間成形品の一例を示す斜視図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は側面図、図６（ｃ）は図６（ｂ）におけるＡ〜Ｄ断面をそれぞれ示す。 図７は、第２のプレス加工装置、特に、パンチの上面および膨出部分（パンチの成形面）、ダイの成形面およびパッドの当接面を、第１の中間成形品とともに示す斜視図である。 図８は、曲げ加工開始時の第２のプレス加工装置の断面図である。 図９は、曲げ加工中の第２のプレス加工装置の断面図である。 図１０は、第２のプレス加工装置によって第１の中間成形品に曲げ加工を行って製造されたセンターピラーリンフォースメントまたは第２の中間成形品の一例を示す斜視図である。 図１１は、第１の中間成形品における本体部分に成形される部分の側面図である。 図１２は、第１の中間成形品における、センターピラーリンフォースメントの外向きフランジに成形される部分での皺発生の有無に及ぼす縮率δ（％）および、深さＨ（ｍｍ）の影響を示すシミュレーション結果を示すグラフである。 図１３は、本発明により製造されたセンターピラーリンフォースメントの一例を示す斜視図である。

本発明を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明により製造したセンターピラーリンフォースメント１０の一例を示す斜視図であり、図２は、図１における矢視線ＩＩ−ＩＩに沿うセンターピラーリンフォースメント１０の断面図である。

図１、２に示すように、センターピラーリンフォースメント１０は、本体１６と２つの略Ｔ字形状部１２，１４とを有する成形パネルである。以降の説明では、略Ｔ字形状部１２を上部略Ｔ字形状部１２といい、略Ｔ字形状部１４を下部略Ｔ字形状部１４という。

本体１６は、長尺で部分的に略弓形に湾曲した外形を有する。また、上部略Ｔ字形状部１２，下部略Ｔ字形状部１４は、いずれも、本体１６の長手方向の両端部に、本体１６から離れる方向へ幅が拡がって形成される。センターピラーリンフォースメント１０は、上部から下部へ向けて順に上部略Ｔ字形状部１２，本体１６，下部略Ｔ字形状部１４を備えることにより、平面視で略Ｉ形の外形を呈する。

本体１６は、特に図２に示すように、天板１８と、この天板１８の幅方向（図２における左右方向）の両縁部１８ａ，１８ｂにつながる２つの縦壁２０，２２と、これら２つの縦壁２０，２２それぞれにつながる２つの外向きフランジ２４，２６とにより構成される略ハット形の横断面形状を有する。

本体１６は、その内部に各種部品（例えば、フロントドアーのロック機構，リヤードアーのヒンジ，シートベルト払出機構等）を内蔵される。また、２つの縦壁２０，２２は、フロントドアー，リアードアに装着されるウェザーストリップのシール面としても機能する。

一方、上部略Ｔ字形状部１２，下部略Ｔ字形状部１４は、いずれも、天板１８、およびこの天板１８につながる湾曲した２つの縦壁２０，２２を有する。上部略Ｔ字形状部１２，下部略Ｔ字形状部１４では、天板１８の幅は徐々に拡大されるとともに、２つの縦壁２０，２２は湾曲する。上部略Ｔ字形状部１２における２つの縦壁２０，２２それぞれの高さは、いずれも、本体１６から上部略Ｔ字形状部１２の上端部へ向かうにつれて徐々に低くなる。

センターピラーリンフォースメント１０は、自動車のボディシェルにおけるボディサイドを構成するサイドシル（キッカー）とルーフレールとの間に架け渡されて配置されるセンターピラーの構成部材であって、センターピラーアウターパネルとセンターピラーインナーパネルとの間に、補強部材として配置される。なお、図１は、センターピラーリンフォースメント１０だけを示し、他の部品は省略する。

センターピラーリンフォースメント１０の上部略Ｔ字形状部１２は、ボディサイドを構成するルーフサイドレールリンフォースメント（図示しない）に例えばスポット溶接により強固に接合され、下部略Ｔ字形状部１４はボディサイドを構成するサイドシルリンフォースメント（図示しない）に例えばスポット溶接により強固に接合される。

本発明では、金属製のブランクにプレス加工を行う第１の工程および第２の工程を経てセンターピラーリンフォースメント１０を製造する。このため、第１，２の工程を順次説明する。
［第１の工程］
図３は、このブランク３０の一例を示す斜視図である。

図３に示すように、センターピラーリンフォースメント１０のブランク３０は、センターピラーリンフォースメント１０における上部略Ｔ字形状部１２に略成形される上端部分３２と、下部略Ｔ字形状部１４に略成形される下端部分３４と、上端部分３２および下端部分３４の間に配置されてセンターピラーリンフォースメント１０の本体１６に略成形される本体部分３６とを有する。

また、成形後のエッジ割れを回避するために上端部分３２及び下端部分３４それぞれの端縁となる部分３２ａ，３４ａは湾曲して突出した形状を有することが望ましい。

ブランク３０は、加工後の形状を考慮して適宜の形状の外形に予め加工されることが望ましい。また、ブランク３０は、全体が単一の材料から形成された１枚の金属板により構成されてもよいし、引張強度が異なる複数種の材料を溶接したテーラードブランクにより構成されてもよい。また、ブランク３０は、４００〜１６００ＭＰａの引張強度を有する高張力鋼板からなることが望ましい。これにより、センターピラーリンフォースメント１０のいっそうの高強度化および軽量化を図ることができる。

図４は、浅絞り成形によるプレス加工を行う第１のプレス加工装置４０、特に、ダイ４２の凹部４２ａ、ブランクホルダー４４のクランプ面４４ａ、およびパンチ４６の膨出部分４６ａを、ブランク３０とともに示す斜視図であり、図５は、浅絞り加工開始時における第１のプレス加工装置４０を示す断面図である。

図４、５に示すように、本発明では、センターピラーリンフォースメント１０を製造するために、絞り成形（浅絞り成形）によるプレス加工を行うことができる第１のプレス加工装置４０を用いる。

第１のプレス加工装置４０は、ダイ４２と、ダイ４２に対向して配置されるブランクホルダー４４およびパンチ４６とを備える。

ダイ４２は、図４，５に示すように、後述する第１の中間成形品５０の本体部分５６を成形可能な形状、すなわち、概ね弓形に凹んだ底面を有した凹部４２ａと、凹部４２ａの周縁部に沿って延在する湾曲面により構成されるダイフェース面４２ｂとを有する。

ダイフェース面４２ｂは、第１の中間成形品５０における本体部分５６の外側に拡がる上部略Ｔ字形状部５２の縦壁の高さ、および第１の中間成形品５０における本体部分５６の外側に拡がる下部略Ｔ字形状部５４の縦壁の高さを、いずれも、本体部分５６から上部略Ｔ字形状部５２，下部略Ｔ字形状部５４へ向かうにつれて徐々に低くする形状を有する。

ブランクホルダー４４は、ダイ４２のダイフェース面４２ｂに対面するクランプ面４４ａを有する。クランプ面４４ａは、対面するダイフェース面４２ｂ側へ僅かに膨出する湾曲面として、形成される。

さらに、パンチ４６は、ダイ４２の凹部４２ａに対応する弓形に湾曲する膨出部分４６ａを有する。

図５に示すように、平坦な金属製の薄板であるブランク３０が、ダイ４２およびブランクホルダー４４の間に配置される。次に、ブランク３０が、ダイ４２のダイフェース面４２ｂと、ブランクホルダー４４のクランプ面４４ａとによって、ダイ４２の凹部４２ａの周縁部に沿ってクランプされる。そして、第１の中間成形品５０が、パンチ４６の膨出部分４６ａをダイ４２の凹部４２ａ内に押入することによって、製造される。

図６は、第１のプレス加工装置４０によってブランク３０を浅絞り成形して製造された第１の中間成形品５０の一例を示す斜視図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は側面図、図６（ｃ）は図６（ｂ）におけるＡ〜Ｄ断面をそれぞれ示す。

図６に示すように、第１の中間成形品５０は、弓形に膨出する本体部分５６と、本体部分５６の上部につながるとともに本体部分５６の外側に拡がる上部略Ｔ字形状部５２と、本体部分５６の下部につながるとともに本体部分５６の外側に拡がる下部略Ｔ字形状部５４とを有する。

上部略Ｔ字形状部５２は、第１の中間成形品５０の横断方向（本体部分５６が延びて存在する方向と略直交する方向）へ互いに反対方向に突出して形成される腕部５２ａ，５２ｂを有する。また、下部略Ｔ字形状部５４も同様に、第１の中間成形品５０の横断方向（本体部分５６が延びて存在する方向と略直交する方向）へ互いに反対方向に突出して形成される腕部５４ａ，５４ｂを有する。

本体部分５６は、天板５１と、天板５１の縁部５１ａ，５１ｂに沿って延設された縦壁５３，５５とを有する。縦壁５３，５５は、それぞれ、天板５１に略平行に延びて形成されるとともにセンターピラーリンフォースメント１０において外向きフランジ２４，２６に形成される外向きフランジ５７，５９につながる。

第１の中間成形品５０の本体部分５６は、完成品であるセンターピラーリンフォースメント１０の本体１６の一部をなす。第１の中間成形品５０における上部略Ｔ字形状部５２，下部略Ｔ字形状部５４の形状は、いずれも、完成品であるセンターピラーリンフォースメント１０における上部略Ｔ字形状部１２，下部略Ｔ字形状部１４と比較すると、段差が浅くかつ不明瞭であり、さらに、縦壁５３，５５の高さも縦壁２０，２２の高さよりも低い。このように、第１のプレス加工装置４０によりブランク３０には浅絞り成形が行われる。

第１の中間成形品５０は、（ｉ）センターピラーリンフォースメント１０の本体１６における天板１８および２つの縦壁２０，２２それぞれの一部と、（ｉｉ）上部略Ｔ字形状部１２および下部略Ｔ字形状部１４のうちの下部略Ｔ字形状部１４における天板１８および２つの縦壁２０，２２それぞれの一部とをなす本体部分５６と、（ｉｉｉ）下部略Ｔ字形状部１４における天板１８および２つの縦壁２０，２２それぞれの一部を除いて上部略Ｔ字形状部１２および下部略Ｔ字形状部１４に成形される部分とを有する。

図６（ａ）に示すように、第１の中間成形品５０の本体部分５６が形成された領域Ａにおいて最上部の位置を長手方向０％位置の位置と規定し、以下位置が低下するにつれて長手方向位置を示す数値が増加するように規定し、領域Ａにおける最下部の位置を長手方向１００％位置と規定する。この場合、本体部分５６における縦壁５３，５５の高さは、（ｉ）長手方向０％位置ではセンターピラーリンフォースメント１０の縦壁２０，２２の高さの２０％以下であり、（ｉｉ）長手方向２０〜６０％位置ではセンターピラーリンフォースメント１０の縦壁２０，２２の高さの６０％以上であるとともに、（ｉｉｉ）長手方向１００％位置ではセンターピラーリンフォースメント１０の縦壁２０，２２の高さの２０％以下である。

例えば、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示す本体部分５６のＡ〜Ｄ断面における縦壁５３，５５の高さは、それぞれ、０ｍｍ，２５．０ｍｍ，３５．０ｍｍ，５．８ｍｍであるとともに、センターピラーリンフォースメント１０におけるこれらのＡ〜Ｄ断面における縦壁２０，２２の高さは、それぞれ、２６．６ｍｍ，２５．０ｍｍ，４１．５ｍｍ，６２．４ｍｍである。このため、本体部分５６のＡ〜Ｄ断面における縦壁５３，５５の高さは、センターピラーリンフォースメント１０の縦壁２０，２２の高さに対して、０％，１００．０％．８４．３％，９．３％成形されたことになる。
［第２の工程］
図７は、第２のプレス加工装置６０、特に、パンチ６２の上面６１ａおよび膨出部分６１（パンチ６２の成形面）、ダイ６６の成形面６６ａおよびパッド６４の当接面６４ａを、第１の中間成形品５０とともに示す斜視図であり、図８は、曲げ加工開始時の第２のプレス加工装置６０の断面図であり、さらに、図９は、曲げ加工中の第２のプレス加工装置６０の断面図である。

本発明では、第１の中間成形品５０に、さらに、曲げ成形によるプレス加工を行うために、第２のプレス加工装置６０を用いる。

図７〜９に示すように、第２のプレス加工装置６０は、上述したセンターピラーリンフォースメント１０の形状を成形可能な外形を有するパンチ６２と、パンチ６２とともに中間成形品５０をクランプするパッド６４と、パッド６４とともに中間成形品５０をパンチ６２へ押圧する曲げ加工ダイ６６とを有する。

図７〜９に示すように、パンチ６２は、センターピラーリンフォースメント１０の本体１６の形状を成形可能な形状の本体成形部６１と、本体部分成形部６１の両端部に設けられてセンターピラーリンフォースメント１０の上部略Ｔ字形状部１２および下部略Ｔ字形状部１４の形状を成形可能な形状の上端成形部６３および下端成形部６５と、センターピラーリンフォースメント１０の外向きフランジ２４，２６の形状を成形可能な成形面を形成するフランジ成形部６７，６９とを有する。

本体部分成形部６１は、センターピラーリンフォースメント１０の天板１２の形状を成形可能な形状の上面６１ａと、センターピラーリンフォースメント１０の縦壁２０，２２の形状を成形可能な形状の側面６１ｂ，６１ｃを有する。

上端成形部６３，下端成形部６５も、センターピラーリンフォースメント１０の上部略Ｔ字形状部１２，下部略Ｔ字形状部１４の形状に対応した上面６３ａ，６５ａおよび側面６３ｂ，６５ｂを有する。

パッド６４は、第１の中間成形品５０の曲げ加工中に第１の中間成形品５０をパンチ６２に対して押圧してクランプするための部材である。パッド６４は、パンチ６２の本体部分成形部６１の上面６１ａに対面して、センターピラーリンフォースメント１０の天板１６を成形可能な形状の中央当接面６４ａと、パンチ６２の上端成形部６３，下端成形部６５の上面６３ａ、６５ａに対面して、センターピラーリンフォースメント１０の上部略Ｔ字形状部１２，下部略Ｔ字形状部１４を成形可能な形状の上当接面６４ｂ，下当接面６４ｃとを有する。

ダイ６６は、パンチ６２のフランジ成形部６７，６９の成形面に対面して、センターピラーリンフォースメント１０のフランジ部２４，２６を成形可能な形状のフランジ成形面６６ａと、センターピラーリンフォースメント１０の本体部分１６の側面２０，２２並びに上部略Ｔ字形状部１２，下部略Ｔ字形状部１４の縦壁を成形可能な形状の側面６６ｂとを有する。

図８に示すように、第１の中間成形品５０は、その本体部分５６がパンチ６２の本体部分成形部６１とパッド６４との間に配置されるように、パッド６４およびダイ６６と、パンチ６２との間に配置される。

次いで、図９に示すように、パッド６４がパンチ６２へ向けて駆動され、第１の中間成形品５０はパッド６４とパンチ６２との間にクランプされる。第１の中間成形品５０は、ダイ６６をパンチ６２へ向けて駆動することによって、パッド６４とパンチ６２との間にクランプされた状態で、ダイ６６によってパンチ６２に押圧されて曲げ加工される。このようにして、センターピラーリンフォースメント１０が製造される。

第１の中間成形品５０は、ダイ６６による曲げ加工の開始においてパッド６４とパンチ６２との間にクランプされていればよく、パッド６４とダイ６６とを同様にパンチ６２へ向けて駆動するようにしてもよい。
［後加工工程］
図１０は、第２のプレス加工装置６０によって第１の中間成形品５０に曲げ加工を行って製造されたセンターピラーリンフォースメント１０または第２の中間成形品７０の一例を示す斜視図である。

最終製品であるセンターピラーリンフォースメント１０が、センターピラーリンフォースメント１０に要求される条件によるが、第２のプレス加工装置６０による曲げ成形によって製造される。しかし、このようにして得られたセンターピラーリンフォースメント１０にさらに後加工を行う必要がある場合には、図１０に示すように、第２のプレス加工装置６０による曲げ成形により得られる成形品を第２の中間成形品７０とし、この第２の中間成形品７０に後加工を行うこととしてもよい。

例えば、第２の中間成形品７０にさらにリストライク工程を施すことにより、特に第２の中間成形品７０の上端部分７２に段差（例えば、図１に示すセンターピラーリンフォースメント１０における段差１２ａ）を形成することができる。

このリストライク工程は、第２の中間成形品７０に不可避的かつ微少に残存するスプリングバックの除去、或いは、第２の中間成形品７０の本体部分７６における天板７６ａや縦壁７６ｂ，７６ｃに例えば凹凸といった所定形状の刻印等を行う。

リストライク工程は、図示しないダイ、パッドおよびパンチを備える曲げ成形によるプレス加工装置を用いて行われることが例示される。また、リストライク工程において、レーザー加工機又はシャー切断機を用いて、第２の中間成形品７０の周縁部７８を裁断またはトリム加工してもよい。

第２の中間成形品７０は、長手方向に全体的に弓形に湾曲しており、ハット形の横断面形状を有する本体部分７６と、本体部分７６の上部につながるとともに本体部分７６の外方へ向けて拡がって形成される略Ｔ字形の上端部分７２と、本体部分７６の下部につながるとともに本体部分７６の外方へ向けて拡がって形成される略Ｔ字形の下端部分７４とを有する。第２の中間成形品７０は、第１の中間成形品５０と比較すると、本体部分７６，上端部分７２，下端部分７４の形状はより明瞭となる。

なお、一般的に、弓形に湾曲した本体部分７６における天板７６ａの長手方向の長さは、本体部分７６における外向きフランジ７６ｄ，７６ｅの長手方向の長さより０．８％以上長くなっている。

図１１は、第１の中間成形品５０における本体部分５６に成形される部分の側面図である。

次に、第１のプレス加工装置４０により第１の中間成形品５０を絞り成形する際に、第１の中間成形品５０における、センターピラーリンフォースメント１０の外向きフランジ２４，２６に成形される部分に、しわを発生させない好適な条件を説明する。

図１１に示すように、第１の中間成形品５０の本体部分５６は、外側に膨出した湾曲部分５６ａと、湾曲部分５６ａの長手方向の両端部から連続する直線部分５６ｂ，５６ｃとを有する。第１の中間成形品５０の本体部分５６における湾曲部分５６ａの天板５１に沿う長手方向の長さ（天板面の長さ）をＬ１とし、外向きフランジ５７，５９における湾曲部分５６ａに対応する部分の長手方向の長さ（外向きフランジ面の長手方向の長さ）をＬ２とし、天板５１と外向きフランジ部５７，５９との間の距離である縦壁５３，５５の高さの最大値を湾曲部分５６ａの高さＨとするとともに、長さＬ１，Ｌ２の差分（Ｌ１−Ｌ２）をＬ１で除算した値｛（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１｝×１００を縮率δ（％）とする。なお、湾曲部分５６ａは外側に膨出する形状を有するため、通常Ｌ１がＬ２よりも長くなる。

図１２は、第１の中間成形品５０における、センターピラーリンフォースメント１０の外向きフランジ２４，２６に成形される部分でのしわ発生の有無に及ぼす縮率δ（％）および、深さＨ（ｍｍ）の影響を示すシミュレーション結果を示すグラフである。

なお、このシミュレーションは、第１の中間成形品５０のブランクが強度１１８０ＭＰａ、板厚１．６ｍｍであった。

図１２のグラフから理解されるように、縮率δが０．８％以下である場合には、湾曲部分５６ａの高さＨによらず、しわが外向きフランジ部５７，５９に発生することはない。これに対し、縮率δが０．８％よりも大きくなると、しわが外向きフランジ部５７，５９に発生する。

本発明では、第１のプレス加工装置４０を用いて縮率δが０．８％以下となるように浅く絞り加工を行って第１の中間成形品５０とした後に、第２のプレス加工装置６０を用いて第１の中間成形品５０をパッド６４によってクランプまたは押さえながら曲げ加工することによりセンターピラーリンフォースメント１０または第２の中間成形品７０を製造する。このため、ブランク３０に絞り加工のみを行ってセンターピラーリンフォースメント１０を製造する従来の製造法と比較すると、本発明によれば、主として、第１の中間成形品５０の上部略Ｔ字形状部５２，下部略Ｔ字形状部５４、すなわちセンターピラーリンフォースメント１０の上部略Ｔ字形状部１２，下部略Ｔ字形状部１４の天板１８に成形される部分への、ブランク３０の末端領域からの材料の流入を防止または低減可能となり、その領域にしわが生じることが防止される。

さらに、本発明によれば、第１の工程でブランク３０に縮率δが０．８％以下となるように浅く絞り加工を行うことによって、ブランク３０におけるセンターピラーリンフォースメント１０の外向きフランジ２４，２６に形成される領域から材料が流出するので、ブランク３０に曲げ加工のみを行ってセンターピラーリンフォースメント１０を製造する方法と比較すると、センターピラーリンフォースメント１０のフランジ部２４，２６にしわ及び割れが生じることが防止される。

図１３は、本発明により製造されたセンターピラーリンフォースメント１０の一例を、各部寸法とともに示す斜視図である。

本発明に係る製造方法により、引張強度が５９０ＭＰａ，９８０ＭＰａ，１１８０ＭＰａの高張力鋼板からなるブランク３０を用いて、図１１に示す寸法を有するセンターピラーリンフォースメント１０を試作した。

さらに、引張強度が１１８０ＭＰａの第１の高張力鋼板と、引張強度が５９０ＭＰａの第２の高張力鋼板とを予め溶接したブランク３０を用い、センターピラーリンフォースメント１０の上端部分１２，本体部分１６となる部分を第１の高張力鋼板により構成するとともに、下端部分１４となる部分を第２の高張力鋼板により形成して、本発明によりセンターピラーリンフォースメント１０を試作した。

その結果、いずれの試作品にも、しわや割れが発生することなく、良好に加工できたことが確認された。

以上の説明では、本発明の好ましい実施の形態を例にとったが、本発明はこの形態に限定されず、請求の範囲に記載された技術的範囲内で種々の変更、修正、改良が可能である。

例えば、上述の実施の形態では、第１の中間成形品５０は、その天板全体をパッド６４とパンチ６２との間にクランプされる形態を例にとった。しかし、本発明はこの形態には限定されない。絞り加工のみによってセンターピラーリンフォースメント１０を製造する従来の技術では、主として、センターピラーリンフォースメント１０の上端部分１２および下端部分１４の天板へブランク３０（第１の中間成形品５０）の末端領域からの材料の流入によってしわが発生する。このため、本発明において、第１の中間成形品５０の上端部分５２と下端部分５４の一部、より詳細には、上端部分５２の腕部５２ａ，５２ｂおよび下端部分５４の腕部５４ａ，５４ｂのみをパッド６４によって押さえながら曲げ加工することとしても、センターピラーリンフォースメント１０を良好に成形可能である。

１０ センターピラーリンフォースメント
１２ 上部略Ｔ字形状部
１４ 下部略Ｔ字形状部
１６ 本体
３０ ブランク
３２ 上端部分
３４ 下端部分
３６ 本体部分
４０ 絞り成形による第１のプレス加工装置
４４ ブランクホルダー
４６ パンチ
５０ 第１の中間成形品
５２ 上部略Ｔ字形状部
５４ 下部略Ｔ字形状部
５６ 本体部分
６０ 曲げ成形による第２のプレス加工装置
６２ パンチ
６４ パッド
６６ ダイ
７０ 第２の中間成形品
７２ 上端部分
７４ 下端部分
７６ 本体部分

Claims (8)

1. 金属製のブランクにプレス加工を行うことにより、長尺で部分的に略弓形に湾曲した本体と、該本体の長手方向の両端部に形成される２つの略Ｔ字形状部とを備えることにより平面視で略Ｉ形を呈する成形パネルにより構成され、前記本体は、湾曲した長尺の天板と、該天板の幅方向の両縁部につながる２つの縦壁と、該２つの縦壁それぞれにつながる２つの外向きフランジとにより構成される略ハット形断面を有するとともに、前記２つの略Ｔ字形状部は、いずれも、天板、および該天板につながる湾曲した２つの縦壁を有するとともに、前記２つの略Ｔ字形状部のうちの少なくとも一方における前記２つの縦壁それぞれの高さは、前記本体から該略Ｔ字形状部へ向かうにつれて徐々に低くなるセンターピラーリンフォースメントを製造する方法であって、
   前記ブランクに、ダイと、該ダイとともに前記ブランクをクランプするブランクホルダーと、前記ブランクを前記ダイの内部に押入するパンチとを備える絞り成形による第１のプレス加工装置を用いてプレス加工を行うことにより、前記本体における前記天板および前記２つの縦壁それぞれの一部と、前記２つの略Ｔ字形状部のうちの一方の略Ｔ字形状部における前記天板および前記２つの縦壁それぞれの一部とをなす本体部分と、該一方の略Ｔ字形状部における前記天板および前記２つの縦壁それぞれの一部を除いた前記２つの略Ｔ字形状部に成形される部分とを有する第１の中間成形品を製造するとともに、前記第１の工程によって前記第１の中間成形品に成形された前記本体部分における縦壁の高さを、該本体部分が形成された長手方向の領域における最上部の位置を長手方向０％位置と規定し、以下位置が低下するにつれて長手方向位置を示す数値が増加するように規定し、前記長手方向の領域における最下部の位置を長手方向１００％位置と規定する場合に、長手方向０％位置では前記センターピラーリンフォースメントの縦壁の高さの２０％以下とし、長手方向２０〜６０％位置では前記センターピラーリンフォースメントの縦壁の高さの６０％以上とするとともに、長手方向１００％位置では前記センターピラーリンフォースメントの縦壁の高さの２０％以下とする第１の工程と、
   該第１の中間成形品に、パンチと、前記パンチの膨出部分に対面する接面を有するパッドと、前記第１の中間成形品を前記パンチに押圧するダイとを備える曲げ成形による第２のプレス加工装置を用いて、前記パッドと前記パンチとによって少なくとも前記第１の中間成形品における前記２つの略Ｔ字形状部に成形される部分それぞれの一部をクランプした状態で、プレス加工を行う第２の工程と
   を経ることにより、前記センターピラーリンフォースメントを製造すること
   を特徴とするセンターピラーリンフォースメントの製造方法。
2. 前記第１のプレス加工装置における前記ダイは、前記第１の中間成形品の前記本体における前記天板および前記２つの縦壁それぞれの一部の形状に対応する弓形に凹んだ凹部と、前記第１の中間成形品の前記一方の略Ｔ字形状部における前記天板および前記２つの縦壁それぞれの形状に対応するダイフェース面とを有し、
   前記第１のプレス加工装置における前記ブランクホルダーは、前記ダイフェース面とともに前記ブランクをクランプするクランプ面を有するとともに、
   前記第１のプレス加工装置における前記パンチは、前記ブランクを前記ダイにおける前記凹部の内部に押入すること
   を特徴とする請求項１に記載されたセンターピラーリンフォースメントの製造方法。
3. 前記第２のプレス加工装置における前記パンチは、前記本体に対応する形状の膨出部分を有するとともに、前記第２のプレス加工装置における前記パッドは、前記膨出部分に対面し、少なくとも前記第１の中間成形品における前記２つの略Ｔ字形状部の前記天板に成形される部分それぞれの一部をクランプする接面を有すること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載されたセンターピラーリンフォースメントの製造方法。
4. 前記第１の中間成形品における、前記センターピラーリンフォースメントの前記本体の一部をなす部分における湾曲部分のフランジ面、および前記センターピラーリンフォースメントの前記本体のフランジ面それぞれの長手方向の長さの差分が前記湾曲部分のフランジ面の長手方向の長さの０．８％以下である請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたセンターピラーリンフォースメントの製造方法。
5. 前記第２のプレス加工装置における前記パッドおよび前記パンチは、前記第１の中間成形品の前記２つの略Ｔ字形状部に成形される部分それぞれにおける横断方向に突出した腕部をクランプする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたセンターピラーリンフォースメントの製造方法。
6. 前記第２のプレス加工装置における前記パッドおよび前記パンチは、前記第１の中間成形品の天板全体をクランプする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたセンターピラーリンフォースメントの製造方法。
7. 前記ブランクは、４００〜１６００ＭＰａの引張強度を有する高張力鋼板からなることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載されたセンターピラーリンフォースメントの製造方法。
8. 前記ブランクは、引張強度が異なる複数種の材料を溶接したテーラードブランクである請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載されたセンターピラーリンフォースメントの製造方法。

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