JP7050386B2 - 車体構成部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ピラーやサイドシル等の車体構成部材を補強するための部材に関する。

従来、自動車に係る車体構成部材のプレス成形には、板厚や材質又は強度が異なる複数の鋼板同士を接合してなるテーラードブランク材が用いられる。テーラードブランク材を車体に使用することで、必要な部位に必要な板厚、材質あるいは強度を付与でき、車体の軽量化をも実現できる。

例えば特許文献１には、異なる板厚を有する複数の板材を組み合わせて溶接突き合わせ面を構成し、この溶接突き合わせ面に沿ってレーザ溶接等を行うことで、テーラードブランク材を製造する方法が開示される。しかしながら、このようなテーラードブランク材の製造方法では、レーザ溶接装置等の設備が別途必要となり、当該装置自体のコスト及び製造工程の複雑化によって、テーラードブランク材、ひいては車体構成部材の製造コストが増加するという問題があった。

テーラードブランク材を使用することなくその強度を高めることが可能な車体構成部材として、パッチワーク構造を有するものが挙げられる。この車体構成部材は、パッチ部材と呼ばれる補強部材を接合することにより補強される。例えば特許文献２には、内側にパッチ部材（補強プレート）を溶接してなるＢピラーが開示される。また、特許文献３には、パッチ部材を有するピラーリインフォースをピラーインナとピラーアウタとの間に介在させてなるピラー補強構造が開示されている。

特開２００１－２０５４３２号公報 特表２０１５－５２２４８３号公報 特開２０１４－６９６３２号公報

従来のようにパッチ部材により車体構成部材を補強する場合、車体構成部材の強度を高めるには、パッチ部材の長さ、幅、及び厚さ等の寸法を増大させればよい。しかしながら、これではパッチ部材の重量増加に伴う車体構成部材の製造コストの増加や車両の燃費悪化を招くことになる。

そこで本発明は、補強部材の重量を増加させることなくその強度を高めることを技術的課題とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、車体構成部材に用いられる補強部材であって、エンボス部により構成される補強部を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、補強部をエンボス部（凹凸部）により構成することで、補強部材の重量を増加させることなく当該補強部の断面二次モーメントを増大させ、もってその強度を可及的に高めることが可能になる。

本発明によれば、補強部材の重量を増加させることなくその強度を高めることができる。

車体構成部材を示す平面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。 補強部材の斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図３は、本発明に係る補強部材及びこの補強部材を備える車体構成部材の一実施形態を示す。本実施形態では、補強対象となる車体構成部材として、Ｂピラー（センターピラー）に係るアウタパネルを例示する。

図１及び図２に示すように、車体構成部材１は、天壁部２と、天壁部２の幅方向端部に一体に形成される一対の側壁部３と、側壁部３の端部に形成されるフランジ部４とを備える。天壁部２及び側壁部３は、内面２ａ，３ａ及び外面２ｂ，３ｂを有する。

車体構成部材１は、例えば高張力鋼板をプレス成形することにより構成される。すなわち、車体構成部材１は、ロール状に巻かれた原料鋼板から所定形状のブランク材を切り出すブランキング工程、及びブランク材にプレス成形を施す成形工程を経て製造される。

車体構成部材１は、その長手方向中途部の内側に補強部材５（パッチ部材）を有する。補強部材５は、車体構成部材１の天壁部２に対応する補強部６と、補強部６の幅方向端部に形成される一対の側壁部７と、を備える。

図２及び図３に示すように、補強部６は、複数の凹部８及び凸部９を交互に有するエンボス部により構成される。凹部８は、所定の方向に沿って長尺状かつ直線状に構成される凹条部である。凸部９は、凹部８と平行に構成される長尺状かつ直線状の凸条部である。凸部９は、天壁部２の内面２ａに接触しているが、これに限らず凸部９と内面２ａとの間に若干の隙間が在ってもよい。補強部６は、その凹部８及び凸部９が車体構成部材１の長手方向に沿うように配置されることが望ましい（図１参照）。これにより、車体構成部材１（Ｂピラー）の曲げ強度を向上させることができる。

凸部９が形成される部位の厚さ寸法Ｔ１は、凹部８が形成される部位の厚さ寸法Ｔ２よりも大きくなっている。換言すると、補強部６は、厚肉部（凸部９）と薄肉部（凹部８）とが交互に形成されたものといえる。厚肉部の厚さ寸法Ｔ１は、側壁部７の厚さ寸法Ｔ３よりも大きく設定されることが望ましい。

補強部６（エンボス部）は、例えば高張力鋼等からなる鋼板に対して、圧延加工を行うことにより形成される。具体的には、補強部６は、エンボス部を形成するための凹凸部を有する圧延ロールにより逐次成形を行うことで形成される。このような圧延加工により、凹部８及び凸部９を加工硬化させることができ、補強部６の強度を可及的に向上させることができる。なお、補強部材５としては、ブランキング工程において車体構成部材１用のブランク材を形成する場合に、トリミングにより発生する端材を利用してもよい。

補強部材５の側壁部７は、補強部６に対して所定の角度で折曲されてなる平板状の部分である。側壁部７は、スポット溶接等の手段により、車体構成部材１に係る側壁部３の内面３ａに固定されている。側壁部７は、圧延工程によって補強部６を形成した後に、プレス成形（成形工程）を行うことで形成される。側壁部７のプレス成形は、車体構成部材１に係る成形工程において同時に行われることが望ましい。

この場合、補強部６を圧延工程によって形成した直後の側壁部７は、図２において二点鎖線で示すように、補強部６と平行に構成されている。側壁部７は、この状態のままで車体構成部材１に係るプレス成形前のブランク材に溶接される（溶接工程）。その後、補強部材５が固定されたブランク材をプレス成形すること（成形工程）で、補強部材５を備えた車体構成部材１を効率良く製造できる。

以上説明した本実施形態によれば、補強部６に凹部８及び凸部９によるエンボス部を形成することで、補強部材５の重量を増加させることなく、補強部６の断面二次モーメントを向上させることができる。さらに、圧延工程（冷間加工）によって補強部６（凹部８及び凸部９）に生じる加工硬化により、補強部６における凹部８及び凸部９の長手方向に対する剛性を高めることが可能になる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、直線状の凹部８又は凸部９を有する補強部材５を例示したが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。例えば、補強部材５（補強部６）は、ドット状の凹部８又は凸部９を形成してなるものであってもよい。また、凸部９（厚肉部）は、平面視において格子状に構成されてもよい。

上記の実施形態では、車体構成部材１として、Ｂピラーを例示したが、これに限らず、本発明は、サイドシル、Ａピラーその他の車体構成部材１の補強に適用できる。

補強部材５の補強部６としては、複数枚の鋼板を重ね合わせるとともに、これらの鋼板を上記実施形態における圧延工程で一体化することにより構成してもよい。また、上記の実施形態において、補強部６は補強部材５の外面側に形成されていたが、これに限らず、補強部材５の内面側に形成されてもよく、外面側と内面側の両方に形成されてもよい。

上記の実施形態では、車体構成部材１のプレス成形と同時に補強部材５を成形する例を示したが、これに限らず、車体構成部材１をプレス成形した後に、別途成形してなる補強部材５を溶接等により当該車体構成部材１に固定してもよい。

上記の実施形態では、車体構成部材１を構成するパネルに補強部材５を固定した例を示したが、本発明はこの構成に限定されず、補強部材５は、アウタパネルとインナパネルとの間に介在するリインフォースパネルに固定されてもよい。

１ 車体構成部材
５ 補強部材
６ 補強部

Claims (1)

1. 補強部材を備える車体構成部材を製造する方法において、
   前記車体構成部材は、天壁部と、前記天壁部に対して折曲されてなる側壁部と、を備え、
   前記補強部材は、前記天壁部を補強する補強部と、前記補強部に対して折曲されてなる側壁部と、を備え、
   前記補強部は、エンボス部により構成され、
   前記補強部材を形成するための鋼板に対して圧延加工を行うことにより前記補強部を形成する工程と、前記車体構成部材を形成するための鋼板からなるブランク材に前記補強部材を溶接する工程と、前記ブランク材及び前記補強部材をプレス成形する工程と、を備え、
   前記補強部を形成する工程では、前記補強部材の前記側壁部を前記補強部に対して平行に構成し、
   前記ブランク材に前記補強部材を溶接する工程では、前記補強部に対して平行に構成される前記補強部材の前記側壁部を、前記ブランク材に溶接し、
   前記ブランク材及び前記補強部材をプレス成形する工程では、前記ブランク材と、前記ブランク材に溶接された前記補強部材とを同時にプレス成形することで、前記車体構成部材の前記側壁部と、前記補強部材の前記側壁部とを成形することを特徴とする車体構成部材の製造方法。

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