JP6176046B2 - Welded structure made of high-tensile steel plate - Google Patents
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Description
本発明は、自動車車体における高張力鋼板製の溶接構造体に関する。 The present invention relates to high-tensile steel plate welded structure in an automobile body.
自動車車体は、車体の前後方向に向けて配置される前後部材と、車体の幅方向に向けて配置される車幅部材とを主要な構造部材として構成される。この前後部材と車幅部材とは、通常、車幅部材の長手方向の端部に形成されるフランジを介して互いに接合され、車体の剛性や衝突時の荷重伝達を担う。 The automobile body includes a front and rear member arranged in the front-rear direction of the vehicle body and a vehicle width member arranged in the width direction of the vehicle body as main structural members. The front and rear members and the vehicle width member are usually joined to each other via a flange formed at the end of the vehicle width member in the longitudinal direction, and bear the rigidity of the vehicle body and load transmission at the time of collision.
例えば、車幅部材には、車幅方向に作用する荷重による変形が小さいことと、曲げ剛性やねじり剛性やせん断剛性が高いこと等が要求される。近年、車体の軽量化や衝突安全性の観点から、これら構造部材の素材として、引張強度が390MPa以上の高張力鋼板の使用が指向されている。 For example, the vehicle width member is required to have a small deformation due to a load acting in the vehicle width direction and a high bending rigidity, torsional rigidity, and shear rigidity. In recent years, the use of high-tensile steel sheets having a tensile strength of 390 MPa or more has been directed as materials for these structural members from the viewpoint of weight reduction of the vehicle body and collision safety.
例えば、フロアクロスメンバは、略ハット型の横断面形状を有し、その長手方向の両端部に形成される外向きフランジを介してサイドシルなどの前後部材に接合されるが、接合部の強度や剛性を高めて車体の剛性や衝撃荷重負荷時の荷重伝達性能を高めることが重要である。 For example, the floor cross member has a substantially hat-shaped cross-sectional shape and is joined to front and rear members such as side sills via outward flanges formed at both ends in the longitudinal direction. It is important to increase the rigidity to improve the rigidity of the vehicle body and the load transmission performance when an impact load is applied.
しかし、強度の高い鋼板は、強度の低い鋼板に比べてプレス成形性が劣るため、設計の自由度が低いなどの問題を抱えている。 However, a steel plate with high strength has problems such as a low degree of freedom in design because press formability is inferior to a steel plate with low strength.
すなわち、車幅部材や前後部材などの構造部材の端部の全周に断面外方向へ向かうフランジ(外向きフランジ)を連続的に形成し、ある程度の長さの外向きフランジ幅を得ようとすると、プレス成形時に、外向きフランジにおける稜線部に沿う部分(稜線部フランジともいう)の外周近傍での伸びフランジ割れや稜線部フランジの根元近傍でのしわといった成形不良を生じ、所望の形状が得られない場合が多い。この成形不良は、一般に材料強度が高くなるほど発生し易い。 That is, a flange (outward flange) directed outward in cross section is continuously formed on the entire circumference of the end of a structural member such as a vehicle width member or a front / rear member to obtain an outward flange width of a certain length. Then, at the time of press molding, molding failure such as stretch flange cracking near the outer periphery of the portion along the ridge line portion of the outward flange (also referred to as ridge line flange) or wrinkle near the root of the ridge line flange occurs, and the desired shape is In many cases, it cannot be obtained. This molding defect generally tends to occur as the material strength increases.
したがって、成形素材として高張力鋼板を用いた場合、プレス成形上の制約により、従来のプレス成形法では、稜線部フランジを含む連続した外向きフランジを有する構造部材を製造することが困難であり、稜線部の近傍を、フランジを設けない切欠きとして成形性の不足を補わざるを得ないのが現状である。この切欠きの存在や板厚の薄い鋼板の使用は、荷重伝達性や曲げ剛性,ねじり剛性などの性能を低下させる要因となる。 Therefore, when a high-tensile steel plate is used as a forming material, due to restrictions on press forming, it is difficult to manufacture a structural member having a continuous outward flange including a ridge line flange by the conventional press forming method. The present situation is that the vicinity of the ridge line portion must be compensated for the lack of formability by notching the flange. The presence of this notch and the use of a steel plate with a thin plate thickness are factors that reduce the performance such as load transmission, bending rigidity, and torsional rigidity.
特許文献1〜3には、この種の部材の製造方法が開示されている。
特許文献1〜3により開示された従来の発明に基づいても、略溝型の横断面形状を有し、長手方向の端部において、少なくとも稜線部に沿う範囲に形成した外向きフランジを有する引張強度が390MPa以上の高張力鋼板製の車体用構造部材を成形することは難しい。
Also based on the conventional invention disclosed in
本発明の目的は、390MPa以上の高張力鋼板製のプレス成形体であって、稜線部フランジを介して他の部材と溶接接合が可能な車体用構造部材を備える溶接構造体を得ることである。 An object of the present invention is to obtain a welded structure that is a press-formed body made of a high-tensile steel plate of 390 MPa or more and includes a vehicle body structural member that can be welded to another member via a ridge line flange. .
本発明は、例えば、390MPa以上の高張力鋼板製のプレス成形体であって、千鳥配置や2列配置のスポット溶接、あるいは非直線(例えば波形状)のレーザ溶接が可能な溝底部フランジや縦壁部フランジを有する車体用構造部材を備える溶接構造体を得ることを目的とする。 The present invention is , for example, a press-formed body made of a high-strength steel plate of 390 MPa or more, and has a groove bottom flange or vertical length capable of staggered arrangement, two-row spot welding, or non-linear (for example, wave shape) laser welding. and to obtain a welded structure comprising a vehicle body structural member having a wall flange.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、
(A)パンチとダイを備え、さらに成形素材に押し当てて成形素材を拘束するパッドを備えたプレス成形装置を用い、パッドで、成形素材における溝底部に成形される部分と、長手方向端部近傍の稜線部に成形される部分の少なくとも一部とを拘束してプレス成形することにより、溝底部と、溝底部に連続する稜線部と、稜線部に連続する縦壁部とを有する略溝型横断面形状を有し、長手方向の端部における稜線部とその両側の溝底部と縦壁部とにわたる範囲に連続した外向きフランジを有する390MPa以上の高張力鋼板製のプレス成形体である車体用構造部材が得られること、
(B)このプレス成形により、稜線部における外向きフランジ(稜線部フランジ)を介してスポット溶接などの溶接が可能な稜線部フランジの幅の確保が可能であること、さらには、
(C)溝底部や縦壁部における外向きフランジを介して千鳥配置や2列配置のスポット溶接などの溶接が可能となるフランジ幅の確保が可能となること
を知見して、本発明を完成した。本発明は、以下に列記の通りである。
(1)自動車車体の車幅方向または前後方向に向けて配置される引張強度が390MPa以上の高張力鋼板製の溝底部と、該溝底部に連続する稜線部と、該稜線部に連続する縦壁部とを少なくとも備える略溝型の横断面形状を有するとともに、長手方向の端部の周囲において、稜線部の全部と、その両側の前記溝底部および前記縦壁部のそれぞれ少なくとも一部とにわたる範囲に連続する外向きフランジを備える車体用構造部材と、
該車体用構造部材に、前記溝底部、前記縦壁部および前記稜線部における外向きフランジを接合される他の部材と、
を有することを特徴とする溶接構造体。
(2)前記車体用構造部材は、プレス成形体である(1)項に記載された溶接構造体。
(3)前記稜線部における前記外向きフランジの幅が2mm以上であるとともに、前記溝底部における前記外向きフランジと前記縦壁部における前記外向きフランジの少なくともいずれか一方のフランジ幅が15mm以上である(1)項または(2)項に記載された溶接構造体。
(4)前記稜線部における前記外向きフランジの幅が10mm以上であるとともに、前記溝底部における前記外向きフランジと前記縦壁部における前記外向きフランジの少なくともいずれか一方のフランジ幅が15mm以上である(1)項または(2)項に記載された溶接構造体。
(5)前記稜線部における前記外向きフランジの幅が10mm以上であるとともに、前記溝底部における前記外向きフランジと前記縦壁部における前記外向きフランジの少なくともいずれか一方のフランジ幅が30mm以上である(1)項または(2)項に記載された溶接構造体。
(6)前記接合はスポット溶接である(1)項から(5)項までのいずれか1項に記載された溶接構造体。
(7)前記縦壁部における前記外向きフランジと、前記溝底部における前記外向きフランジの少なくともいずれか一方は、千鳥配置または2列配置でスポット溶接される(6)項に記載された溶接構造体。
(8)前記接合は、非直線のレーザ溶接、または、レーザ溶接とスポット溶接の組み合わせである(1)項から(5)項までのいずれか1項に記載された溶接構造体。
(9)前記接合は、レーザ溶接、スポット溶接および接着剤のいずれかの組み合わせである(1)項から(5)項までのいずれか1項に記載された溶接構造体。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have
(A) A press molding apparatus that includes a punch and a die, and further includes a pad that presses against the molding material and restrains the molding material. A substantially groove having a groove bottom part, a ridge line part continuing to the groove bottom part, and a vertical wall part continuing to the ridge line part by constraining at least a part of the part formed on the adjacent ridge line part. This is a press-formed body made of a high-tensile steel plate of 390 MPa or more having a mold cross-sectional shape and an outward flange continuous in a range extending from a ridge line portion at an end portion in the longitudinal direction and a groove bottom portion and a vertical wall portion on both sides thereof. Obtaining a structural member for a vehicle body;
(B) With this press molding, it is possible to ensure the width of the ridge line flange capable of welding such as spot welding via the outward flange (ridge line flange) in the ridge line part,
(C) The present invention was completed by finding that it is possible to secure a flange width that enables welding such as staggered arrangement or two-row spot welding via outward flanges at the groove bottom or vertical wall. did. The present invention is listed below.
(1) A groove bottom portion made of a high-tensile steel sheet having a tensile strength of 390 MPa or more, which is arranged in the vehicle width direction or the front-rear direction of the automobile body, a ridge line portion continuous to the groove bottom portion, and a vertical line continuous to the ridge line portion A substantially groove-shaped transverse cross-sectional shape including at least a wall portion, and the entire ridge line portion and at least a part of each of the groove bottom portion and the vertical wall portion on both sides of the edge portion around the end portion in the longitudinal direction. and car-body structural member having an outward flange that is continuous with the range,
Other members to which the outward flanges in the groove bottom part, the vertical wall part and the ridge line part are joined to the vehicle body structural member;
A welded structure characterized by comprising:
(2) The welded structure described in (1) , wherein the vehicle body structural member is a press-formed body .
(3) with a width of the outward flange at the ridgeline portion is 2mm or more, at least one of the flange width of the outward flange in said outward flange and the vertical wall portion of the groove bottom 15mm or more A welded structure described in a certain item (1) or (2).
(4) together with the width of the outward flange at the ridgeline portion is 10mm or more, at least one of the flange width of the outward flange in said outward flange and the vertical wall portion of the groove bottom 15mm or more A welded structure described in a certain item (1) or (2).
(5) together with the width of the outward flange at the ridgeline portion is 10mm or more, at least one of the flange width of the outward flange in said outward flange and the vertical wall portion of the groove bottom 30mm or more A welded structure described in a certain item (1) or (2).
( 6 ) The welded structure according to any one of items (1) to (5) , wherein the joining is spot welding.
(7) and said outwardly flange in the vertical wall portion, said at least one of the outward flange at the groove bottom, is spot welded in a staggered arrangement or 2 row arrangement (6) welded structure according to claim body.
( 8 ) The welded structure according to any one of items (1) to (5) , wherein the joining is non-linear laser welding or a combination of laser welding and spot welding.
( 9 ) The welding structure according to any one of items (1) to (5) , wherein the joining is a combination of laser welding, spot welding, and an adhesive.
本発明によれば、長手方向の端部における稜線部と、その両側の溝底部と縦壁部にわたる範囲とに連続した外向きフランジを有する390MPa以上の高張力鋼板製の車幅部材や前後部材などの構造部材が得られ、稜線部における外向きフランジを介して他の部材とのスポット溶接などの溶接が可能となり、構造部材と他の部材とを有する溶接構造体の接合強度が向上し、衝突性能やねじり剛性,曲げ剛性,せん断剛性が向上する。これにより、自動車車体の剛性や強度が高まり、車両の軽量化が促進される。 According to the present invention, a vehicle width member or a front / rear member made of a high-tensile steel plate of 390 MPa or more having a ridge line portion at an end portion in the longitudinal direction and an outward flange continuous with a range extending from a groove bottom portion and a vertical wall portion on both sides thereof. Such as spot welding with other members via the outward flange in the ridge line portion is possible, the joint strength of the welded structure having the structural member and other members is improved, Improves impact performance, torsional rigidity, bending rigidity, and shear rigidity. Thereby, the rigidity and strength of the automobile body are increased, and the weight reduction of the vehicle is promoted.
本発明によれば、さらに、外向きフランジの割れやしわの発生を低減できるため、溝底部や縦壁部における外向きフランジの幅の増大が可能となる。これにより、溝底部や縦壁部における外向きフランジを介して千鳥配置や2列配置のスポット溶接などの溶接が可能となり、溶接構造体の接合強度が一層向上し、衝突性能やねじり剛性やせん断剛性の一層の向上を図ることができる。 According to the present invention, since the occurrence of cracks and wrinkles in the outward flange can be reduced, it is possible to increase the width of the outward flange in the groove bottom portion and the vertical wall portion. As a result, welding such as staggered arrangement or two-row spot welding is possible via outward flanges at the groove bottom or vertical wall, and the joint strength of the welded structure is further improved, and impact performance, torsional rigidity and shearing are improved. The rigidity can be further improved.
本発明を、添付図面を参照しながら説明する。
図1A〜図1Dは、本実施形態のプレス成形体15ならびにその製造方法および製造装置の特徴を概念的に示す説明図である。図1Aは、プレス成形体15の長手方向の正面からみた図である。図1Bは、プレス成形体15を長手方向の側方から見た図である。図1Cは、プレス成形体15の製造装置10の概略構成および第1の工程を模式的に示す図である。さらに、図1Dは、第1の工程における稜線パッド14周りの構成を示す斜視図である。
(1)構造部材
図1Aに示すように、本実施形態の車体用構造部材は、長尺かつ390MPa以上の高張力鋼板製のプレス成形体15である。プレス成形体15は、溝底部15aと、溝底部15aに連続する稜線部15b,15bと、稜線部15b,15bにそれぞれ連続する縦壁部15c,15cと、縦壁部15c,15cにそれぞれ連続する曲線部15d,15dと、曲線部15d,15dにそれぞれ連続するフランジ15e,15eとを有する略溝型断面を有する。
The present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1A to 1D are explanatory views conceptually showing the features of the press-formed
(1) Structural member As shown in FIG. 1A, the structural member for a vehicle body of the present embodiment is a press-formed
長手方向の端部の全周、すなわち、溝底部15a、稜線部15b,15b、縦壁部15c,15c、曲線部15d,15d及びフランジ15e,15eに沿うように外向きフランジ16が形成されている。
The
本実施形態の車両用構造部材は、外向きフランジ16の稜線部フランジ部分16a,16aに切欠きを有さないプレス成形体15である。
The structural member for a vehicle according to the present embodiment is a press-molded
また、本実施形態の車体用構造部材の断面高さは20mm以上である。
外向きフランジ16の幅は、溝底部15a、稜線部15b,15b、縦壁部15c,15cにおける、レーザ溶接やスポット溶接などの溶接接合の領域を確保する観点から10mm以上である。なお、稜線部15b,15bでは溶接接合しないとしても、衝突特性やねじり剛性,曲げ剛性などの性能を確保する観点からは2mm以上である。
Moreover, the cross-sectional height of the structural member for vehicle body of this embodiment is 20 mm or more.
The width of the
なお、本実施形態では、ハット型の略溝型断面を有するプレス成形体15である構造部材を説明するが、少なくとも、溝底部15aと稜線部15b,15bと縦壁部15c,15cとを有する略溝型断面を有するプレス成形体であれば、本発明を適用できる。
In the present embodiment, a structural member that is a press-formed
また、長手方向の端部の全周に外向きフランジ16が形成される例を説明するが、稜線部フランジ16a,16aを含む外向きフランジ16が形成されるプレス成形体15、換言すれば、稜線部15b,15bとその両側の溝底部15aおよび縦壁部15c,15cの少なくとも一部とにわたる外向きフランジ16が形成されるプレス成形体であれば本発明を適用できる。
Moreover, although the example in which the
溝底部フランジ16bと縦壁部フランジ16c,16cの少なくともいずれか一方のフランジ幅は、15mm以上とすることが望ましい。15mm以上の幅とすることにより、他の部材と溝底部フランジ16b,縦壁部フランジ16c,16cを千鳥配置や2列配置のスポット溶接やレーザ溶接を行うことが可能となり、接合部の強度を高めることができる。
It is desirable that the flange width of at least one of the groove bottom flange 16b and the
なお、稜線部フランジ16aの幅は10mm以上とするのが望ましく、これにより稜線部フランジ16aを他の部材とスポット溶接やレーザ溶接をすることが可能となり、接合構造体のねじり剛性をさらに高めることができる。
In addition, it is desirable that the width of the
本実施形態では、引張強度が390MPa以上の高張力鋼板製のプレス成形体15である構造部材で説明したが、軽量化とねじり剛性をさらに高めるために、好ましくは、引張強度が590MPa以上の高張力鋼板製で、さらに好ましくは、引張強度が980MPa以上の高張力鋼板製である。
In the present embodiment, the structural member that is the press-formed
なお、高張力鋼板は、冷延鋼板であっても熱延鋼板であってもよい。引張強度の上限は特に規定しないが、通常、1470MPaで、さらに1770MPaとすることもできる。
(2)溶接構造体10
図2A〜図2Dは、溶接構造体10を模式的に示す説明図であり、図2A,2Bはスポット溶接の場合を示し、図2C,2Dはレーザ溶接の場合を示す。
The high-tensile steel plate may be a cold-rolled steel plate or a hot-rolled steel plate. The upper limit of the tensile strength is not particularly specified, but is usually 1470 MPa and can be further 1770 MPa.
(2) Welded
2A to 2D are explanatory views schematically showing the welded
図2Aに示すように、溶接構造体10は、溝底部20aと、溝底部20aに連続する稜線部20b,20bと、稜線部20b,20bにそれぞれ連続する縦壁部20c,20cとを有する略溝型断面を有する390MPa以上の高張力鋼板製のプレス成形体20と、このプレス成形体20の溝底部フランジ20f、稜線部フランジ20g,20gおよび縦壁部フランジ20h,20hを介してスポット溶接された他の鋼板製部材40とを有する溶接構造体であり、溝底部フランジ20f、稜線部フランジ20gおよび縦壁部フランジ20hの各幅は10mm以上である。
As shown in FIG. 2A, the welded
図2Bに示すように、溶接構造体10は、溝底部20aと、溝底部20aに連続する稜線部20b,20bと、稜線部20b,20bにそれぞれ連続する縦壁部20c,20cとを有する略溝型断面を有する390MPa以上の高張力鋼板製のプレス成形体20と、このプレス成形体20の溝底部フランジ20f、稜線部フランジ20g,20gおよび縦壁部フランジ20h,20hを介してスポット溶接された他の鋼板製部材40とを有する溶接構造体である。
As shown in FIG. 2B, the welded
溝底部フランジ20f,稜線部フランジ20gの幅は10mm以上、縦壁部フランジ20hの幅は15mm以上であり、溝底部フランジ20fと稜線部フランジ20gは単列のスポット溶接により、また、縦壁部フランジ20hは、千鳥配置のスポット溶接により他の鋼板製部材40と接合され一体化される。
The width of the groove
本発明は、この形態に限定されるものでなく、縦壁部フランジ20hは2列配置のスポット溶接としてもよい。また、縦壁部フランジ20hと稜線部フランジ20gの幅は10mm以上、溝底部フランジ20fの幅は15mm以上とし、縦壁部フランジ20hと稜線部フランジ20gは、単列のスポット溶接とし、また、溝底部フランジ20fは、千鳥配置や2列配置のスポット溶接としてもよい。なお、スポット溶接条件は、特に限定されるものでなく通常のスポット溶接条件とすることができる。
The present invention is not limited to this form, and the
また、スポット溶接は、一般的なスポット溶接の他に、導電性接着剤(例えば、Dow Chemical CompanyのBetamate 1496V.など)を用いたスポット溶接とすることもできる。 The spot welding may be spot welding using a conductive adhesive (for example, Betamate 1496V. Of Dow Chemical Company) in addition to general spot welding.
図2A,2Bに示す実施の形態では、稜線部フランジ20gの幅が10mm以上で、稜線部フランジ20gを介してスポット溶接する例であるが、この実施形態に限定されず、稜線部フランジ20gを介してスポット溶接しない場合には、稜線部フランジ20gの幅は2mm以上であればよい。
In the embodiment shown in FIGS. 2A and 2B, the width of the
図2C,2Dに示す溶接構造体10は、溝底部20aと、溝底部20aに連続する稜線部20b,20bと、稜線部20b,20bにそれぞれ連続する縦壁部20c,20cとを有する略溝型断面を有する390MPa以上の高張力鋼板製のプレス成形体20と、このプレス成形体20の溝底部フランジ20f、稜線部フランジ20g,20gおよび縦壁部フランジ20h,20hを介してレーザ溶接された他の鋼板製部材40とを有する溶接構造体であり、溝底部フランジ20f,稜線部フランジ20gの幅は10mm以上、縦壁部フランジ20hの幅は15mm以上である。
The welded
レーザ溶接のパターンは、特に限定されないが、例えば、図2Cに示すようなC字状パターンや、図2Dに示すような波形状パターンとすることができる。 The laser welding pattern is not particularly limited. For example, a C-shaped pattern as shown in FIG. 2C or a wave shape pattern as shown in FIG. 2D can be used.
なお、他の鋼板製部材40の引張強度は特に規定しないが、390MPa以上の高張力鋼板とすることができる。
(3)プレス成形体の製造装置10(プレス成形装置)
図1Cに示すように、プレス成形装置10は、パンチ11と、ダイ12と、パンチ11に成形素材13を押し当てて拘束するパッド14とを備える。製造装置10では、以下に述べるように、パッド14は、成形素材13における、溝底部15aに成形される部分のみならず、稜線部15b,15bに成形される部分の長手方向近くの少なくとも一部も拘束するものであり、稜線パッドと呼ぶこととする。
In addition, although the tensile strength of the other
(3) Press molded body manufacturing apparatus 10 (press molding apparatus)
As shown in FIG. 1C, the
稜線パッド14は、成形素材13における、溝底部15aに成形される部分と、外向きフランジ16の近傍において稜線部15b,15bに成形される部分とを拘束する形状となっている。
The
公知のパッドでは、溝底部15aに成形される部分を拘束するものの、稜線部15b,15bに成形される部分を拘束するものではない。それに対して、稜線パッド14は、溝底部15aに成形される部分のみならず、外向きフランジ16の近傍において稜線部15b、15bに成形される部分も拘束する。稜線パッド14によれば、稜線部15b,15bの形状が、概ねその部分の近傍の材料だけで張り出されることによって形成される。これにより、稜線パッド14が当接する部分の周辺の材料の移動が低減される。このため、割れやしわの要因となる周辺の材料の伸びや縮み変形が抑制されるので、フランジ16の稜線部フランジ部分16aでの伸びフランジ割れや、稜線15bにおけるフランジ16の近傍部でのしわの発生を低減できる。
In the known pad, the portion formed in the
稜線パッド14は、外向きフランジ16の近傍の稜線部15bの形状を張り出して成形することによる周辺材料の移動を抑制する効果を狙ったものである。したがって、稜線部15bに成形される部分のうちで接続部15a−bを起点として稜線部15b,15bの断面周長の1/3以上の長さの部分、より好ましくは稜線部15bに成形される部分の断面周長の全体を拘束するのが望ましい。この場合に、縦壁部15cの極一部、例えば稜線部15bに加えて縦壁部15cの20mm以下の長さの部分を押さえる程度の形状であれば、パッド荷重が不足して押さえきれないという問題が発生し難くなるので、本発明における稜線パッドとして許容される。
The
また、稜線部15bに成形される部分の長手方向において稜線パッド14で拘束する範囲(図1Bに示す長さl)は、外向きフランジ16の近傍、すなわち外向きフランジ16の根元から稜線部15bが延びる方向の所定の範囲の少なくとも一部とするのが好ましい。所定の範囲は、外向きフランジ16の稜線部フランジ部分16aのフランジ幅と同程度とすればよい。例えば、外向きフランジ16の稜線部フランジ部分16aのフランジ幅が20mmであれば所定の範囲も20mm程度、稜線部フランジ部分16aのフランジ幅が30mmであれば所定の範囲も30mm程度とする。この場合に、この所定の範囲の全域で稜線部15bに成形される部分を拘束する必要はなく、所定の範囲の一部であっても構わない。
Further, the range (
上述した以外の稜線パッド14の寸法(稜線に対応する部位を除く)や材質等の他の要素は、公知のパッドと同じでよい。
(4)プレス成形体の製造方法
プレス成形装置10において、稜線パッド14を用いて、成形素材13における、溝底部15aに成形される部分と、外向きフランジ16の近傍において稜線部15b,15bに成形される部分とを拘束しながら、プレス成形する。
Other elements such as the dimensions (excluding portions corresponding to the ridge lines) and materials of the
(4) Manufacturing Method of Press Molded Body In the
このプレス成形(一回目のプレス成形)で成形できない部分を成形するため、後工程である2回目のプレス成形を行う。一回目のプレス成形で成形できない部分は、具体的には、図1Bに斜線で示すように、稜線パッド14で拘束した稜線部15bの鼻下に位置する部分である。図1Bに斜線で示す部分、すなわち縦壁部15c,15cの一部に成形される部分、曲線部15d,15dの一部に成形される部分、およびフランジ15e,15eの一部に成形される部分を成形するため、後工程である2回目のプレス成形を行う。
In order to form a portion that cannot be formed by this press forming (first press forming), a second press forming that is a subsequent process is performed. Specifically, the portion that cannot be formed by the first press molding is a portion that is located under the nose of the
2回目のプレス成形では、パッドを使用しないダイとパンチだけのプレス成形(スタンピングプレス成形)でもよいし、通常のパッドを用いるプレス曲げ成形でもよい。 In the second press molding, press molding using only a die and a punch that does not use a pad (stamping press molding) or press bending molding using a normal pad may be used.
なお、稜線パッド14で拘束する領域によっては、1回目のプレス成形では成形できなかった稜線部15bに成形される部分の残り部分がある場合もある。この場合、2回目のプレス成形で、この稜線部15bに成形される部分の残り部分もプレス成形する。例えば一回目のプレス成形により稜線部15bに成形される部分の1/3が成形された場合には、2回目のプレス成形により稜線部15bに成形される部分の残りの2/3を成形する。
Depending on the region constrained by the
以上のように、パンチ11と、ダイ12と、パンチ11に成形素材13を押し当てて拘束する稜線パッド14とを備えたプレス成形装置10により成形素材13をプレス成形する(1回目のプレス成形、2回目のプレス成形)ことにより、図1Aに示す、溝底部15aと、溝底部15aに連続する稜線部15b,15bと、稜線部15b,15bに連続する縦壁部15c,15cと、縦壁部15c,15cに連続する曲線部15d,15dと、曲線部15d,15dに連続するフランジ15e,15eを有する略溝型断面を有し、長手方向の端部の全周に外向きフランジ16が形成された、長尺かつ390MPa以上の高張力鋼板製のプレス成形体15を製造することができる。
As described above, the
なお、2回のプレス成形を行うため、プレス成形時の稜線パッド14の端部に相当する、稜線部15bと縦壁部15cとの境界部分に、0.1mm以上の凹凸形状部が形成される。
In addition, since the press molding is performed twice, a concavo-convex shape portion of 0.1 mm or more is formed at the boundary portion between the
以上の説明では、プレス成形体15が稜線パッド14を有するプレス成形装置10により製造される場合を例にとったが、プレス成形体15の製造法は、この方法に限定されるものではなく、上述の形状のプレス成形体15を製造できれば如何なる製造法により製造されてもよいことは言うまでもない。
In the above description, the case where the press-formed
有限要素法による数値解析結果を説明する。
〔解析例1〕
図3A〜3Cは、解析例1のプレス成形体20の形状を示す説明図である。図3Aはプレス成形体20の斜視図、図3Bは図3AにおけるII矢視図、図3Cはプレス成形体20の横断面図である(外向きフランジ20fは不図示)。
The numerical analysis results by the finite element method will be described.
[Analysis Example 1]
3A to 3C are explanatory views showing the shape of the press-formed
解析例1のプレス成形体20は、高強度鋼板(590MPa級デュアルフェーズ(DP)鋼)からなり、板厚は1.4mmである。
The press-formed
プレス成形体20は、溝底部20aと、溝底部20aに連続する稜線部20b,20bと、稜線部20b,20bに連続する縦壁部20c,20cと、縦壁部20c,20cに連続する曲線部20d,20dと、曲線部20d,20dに連続するフランジ20e,20eとを有する。稜線部20b,20bの板内側の曲率半径は12mmである。
The press-molded
プレス成形体20の長手方向の両端部の全周に外向きフランジ20fが形成されており、稜線部フランジ部分20gのフランジ外周が曲線部分となっている。外向きフランジ20fのフランジ幅は、溝底部20aに沿うように形成された部分で25mmであり、縦壁部20c,20cに沿うように形成された部分で30mmである。
An
プレス成形体20の断面壁角度は70度であり、断面高さは100mmである。解析例1では、展開ブランクを用いた曲げ成形によるプレス成形によって、プレス成形体20を製造する。
The cross-section wall angle of the press-formed
図4Aは、稜線パッド25を用いるプレス成形時のパンチ(下型)21とダイ(上型)22と稜線パッド25と成形素材24とを示す斜視図であり、図4Bは稜線パッド25を用いるプレス成形時のパンチ(下型)21と稜線パッド25と成形素材24を示す斜視図であり、図4Cは、図4Bの四角囲み部を拡大して示す斜視図であり、図4Dは、図4CにおけるIII−III断面図である。
4A is a perspective view showing a punch (lower mold) 21, a die (upper mold) 22, a
通常のパッドを用いる曲げ成形では、パッドは成形素材24における溝底部のみ、あるいは溝底部に対応するフランジ部を含めた部分に成形される部分の全体または一部のみを拘束する。すなわち、稜線部に成形される部分を拘束しない形状である。通常のパッドを用いる曲げ成形により得られる比較例は、稜線部フランジ部分の端部での板厚減少率が大きく、伸びフランジ割れが発生する可能性が高い。
In bending using a normal pad, the pad constrains only the groove bottom portion of the
これに対し、稜線パッド25を用いる曲げ成形では、図4A〜図4Dに示すように、稜線パッド25は、外向きフランジの近傍において、溝底部に成形される部分に加えて、稜線部に成形される部分のうちで接続部を起点として稜線部の断面周長の1/3以上の範囲を拘束する。稜線パッド25を用いる曲げ成形により得られる本発明例は、稜線部フランジ部分の端部での板厚減少率が小さく、伸びフランジ割れが回避可能である。
[解析例2]
図5A〜図5Cは、解析例2のプレス成形体30の形状を示す説明図である。図5Aはプレス成形体30の斜視図、図5Bは図5AにおけるVI矢視図、図5Cはプレス成形体30の横断面図である(外向きフランジ30fは不図示)。
On the other hand, in bending using the
[Analysis Example 2]
5A to 5C are explanatory views showing the shape of the press-formed
解析例2のプレス成形体30は、高強度鋼板(590MPa級DP鋼)からなり、板厚は1.4mmである。
The press-formed
プレス成形体30は、溝底部30aと、溝底部30aに連続する稜線部30b,30bと、稜線部30b,30bに連続する縦壁部30c,30cと、縦壁部30c,30cに連続する曲線部30d,30dと、曲線部30d,30dに連続するフランジ30e,30eとを有する。稜線部30b,30bの板内側の曲率半径は12mmである。
The press-formed
プレス成形体30の長手方向の両端部の全周に外向きフランジ30fが形成されており、稜線部フランジ部分30gのフランジ外周が曲線部分となっている。外向きフランジ30fのフランジ幅は、溝底部30aに沿うように形成された部分で20mm、縦壁部30c,30cに沿うように形成された部分で25mmである。
An
プレス成形体30の断面壁角度は82度であり、断面高さは60mmである。解析例2では、展開ブランクを用いた曲げ成形によるプレス成形によって、プレス成形体30を製造する。
The cross-section wall angle of the press-formed
図6Aは、稜線パッド35を用いるプレス成形時のパンチ(下型)31とダイ(上型)32と稜線パッド35と成形素材34とを示す斜視図である。図6Bは、稜線パッド35を用いるプレス成形時のパンチ(下型)31と稜線パッド35と成形素材34を示す斜視図である。図6Cは、図6Bの四角囲み部を拡大して示す斜視図である。図6Dは、図6CにおけるVII−VII断面図である。
FIG. 6A is a perspective view showing a punch (lower mold) 31, a die (upper mold) 32, a
通常のパッドを用いる曲げ成形では、パッドは成形素材34における溝底部あるいは溝底部に対応するフランジ部を含めた部分に成形される部分の全体または一部のみを拘束する。すなわち、稜線部に成形される部分は拘束しない形状である。通常のパッドを用いる曲げ成形により得られる比較例は、稜線部フランジ根元の近傍で板厚増加率が高く、しわが発生する可能性が高い。
In bending molding using a normal pad, the pad restrains all or only a part of the
これに対し、稜線パッド35を用いる曲げ成形では、図6A〜図6Dに示すように、稜線パッド35は、外向きフランジの近傍において、溝底部に成形される部分に加えて、稜線部に成形される部分のうちで接続部を起点として稜線部の断面周長の1/3以上の範囲を拘束する。稜線パッド35を用いる曲げ成形により得られる本発明例は、稜線部フランジ部分の根元での板厚増加率が小さく、しわの発生が回避可能である。
In contrast, in bending using the
以上のプレス成形法ならびにプレス成形装置10は、前記の実施形態や実施例に限定されるものでない。例えば、実施例では冷延鋼板で説明したが、熱延鋼板あるいは、冷延鋼板や熱延鋼板を母材とする各種のめっき鋼板にも適用できる。また、実施例ではプレス成形が曲げ成形である場合を例にとったが、絞り成形であってもよい。また、プレス成形装置10は、下型がパンチ11により構成されるとともに、上型がダイ12および稜線パッド14により構成される態様としたが、この態様に限定されるものでなく、上限金型を逆にした構成としてもよい。
The press molding method and the
フロアクロスメンバに限らず、溝底部と、溝底部に連続する稜線部と、稜線部に連続する縦壁部とを有する略薄型断面を有し、長手方向の端部のうち、稜線部全てとその両側の溝底部および縦壁部のそれぞれ少なくとも一部とにわたる範囲に外向きフランジが形成された、390MPa以上の高張力鋼板製のプレス成形体が提供される。 Not only the full lower cross member, and the groove bottom portion has a ridge portion continuous to the groove bottom portion, a substantially thin cross-section and a vertical wall portion continuous to the ridge portion, of the longitudinal ends, ridge all There is provided a press-formed body made of a high-tensile steel plate of 390 MPa or more in which outward flanges are formed in a range extending over at least a part of each of the groove bottom part and the vertical wall part on both sides thereof.
15 プレス成形体
15a 溝底部
15b 稜線部
15c 縦壁部
16 外向きフランジ
15 Press-formed
Claims (9)
該車体用構造部材に、前記溝底部、前記縦壁部および前記稜線部における外向きフランジを接合される他の部材と、
を有することを特徴とする溶接構造体。 A groove bottom portion made of a high-tensile steel plate having a tensile strength of 390 MPa or more, which is arranged in the vehicle width direction or the front-rear direction of the automobile body, a ridge line portion continuous to the groove bottom portion, and a vertical wall portion continuous to the ridge line portion; along with having a substantially channel-shaped cross-sectional shape at least comprising, around the longitudinal end portion, and the whole of the ridge portion, respectively range over at least a portion of the groove bottom portion and the vertical wall on both sides and car-body structural member having an outward flange successive,
Other members to which the outward flanges in the groove bottom part, the vertical wall part and the ridge line part are joined to the vehicle body structural member;
A welded structure characterized by comprising:
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