KR20180071172A - 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법, 프레스 부품의 제조 방법 및 가공기 - Google Patents

두께 차가 있는 금속판의 제조 방법, 프레스 부품의 제조 방법 및 가공기 Download PDF

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도모아키 이하라
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도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

두께 차가 있는 금속판의 제조 방법은, 먼저, 일정 판 두께의 금속판이 소정 형상으로 절단되어 절단판(B)이 제조된다. 이어서, 한 쌍의 워크 롤을 구비한 가공기(10)에 의해 절단판(B)이 압연되어 두께 차가 있는 금속판(TB1)이 제조된다. 여기서, 상기 한 쌍의 워크 롤 중 한쪽은, 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 변화되어 있다. 이에 의해, 상기 가공기(10)에 의해 절단판(B)이 압연되어 제조되는 두께 차가 있는 금속판(TB1)은, 판 두께 방향과 직교하는 상이한 2방향으로 판 두께가 변화된 구성으로 된다.

Description

두께 차가 있는 금속판의 제조 방법, 프레스 부품의 제조 방법 및 가공기 {MANUFACTURING METHOD OF THICKNESS-VARIED METAL PLATE, MANUFACTURING METHOD OF PRESSED PART, AND PROCESSING MACHINE}
본 발명은, 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법, 두께 차가 있는 금속판을 사용한 프레스 부품의 제조 방법, 및 두께 차가 있는 금속판의 제조에 사용되는 가공기에 관한 것이다.
하기 일본 특허 공개 제2015-033719호에 기재된 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에서는, 2단 압연기가 갖는 한 쌍의 워크 롤 중 적어도 한쪽이, 원주 방향으로 반경이 변화되도록 형성되어 있다. 그리고, 상기 한 쌍의 워크 롤 사이에 강판(금속판)이 삽입되어 압연됨으로써, 판 두께가 부분적으로 변화된 두께 차가 있는 강판(두께 차가 있는 금속판)이 제조된다.
그러나, 상기 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에서는, 강판의 판 두께를 변화시키는 방향이, 판 두께 방향과 직교하는 일방향(강판의 이송 방향)에 한정되기 때문에, 판 두께 변화의 설정 자유도를 향상시키는 관점에서 개선의 여지가 있다.
본 발명은, 두께 차가 있는 금속판에 있어서의 판 두께 변화의 설정 자유도를 향상시킬 수 있는 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법, 프레스 부품의 제조 방법 및 가공기를 제공한다.
본 발명의 제1 양태는, 금속판을 소정 형상으로 절단하여 절단판을 제조하는 공정과, 제1 워크 롤과, 회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 변화된 제2 워크 롤을 구비한 가공기에 의해 상기 절단판을 압연 및 단조 중 적어도 한쪽에 의해 가공함으로써, 판 두께 방향과 직교하는 상이한 2방향으로 판 두께가 변화된 두께 차가 있는 금속판을 제조하는 공정을 갖는 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제1 양태에 의하면, 먼저, 금속판(예를 들어, 강판)이 소정 형상으로 절단되어 절단판이 제조된다. 이어서, 한 쌍의 워크 롤(제1 및 제2 워크 롤)을 구비한 1대(단일)의 가공기에 의해 상기한 절단판이 압연 및 단조 중 적어도 한쪽에 의해 가공되어 두께 차가 있는 금속판이 제조된다. 여기서, 상기 가공기가 구비한 제2 워크 롤은, 회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 변화되어 있다. 이에 의해, 상기 가공기에 의해 절단판이 가공되어 제조되는 두께 차가 있는 금속판은, 판 두께 방향과 직교하는 상이한 2방향으로 판 두께가 변화된 구성으로 된다. 따라서, 제1 양태에 의하면, 두께 차가 있는 금속판에 있어서의 판 두께 변화의 설정 자유도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 있어서, 상기 제1 워크 롤을 사이에 두고 상기 제2 워크 롤과 반대측에 배치되고, 상기 제1 워크 롤에 접하는 제1 백업 롤과, 상기 제2 워크 롤을 사이에 두고 상기 제1 워크 롤과 반대측에 배치되고, 상기 제2 워크 롤에 접하는 제2 백업 롤을 상기 가공기에 설치하고, 상기 두께 차가 있는 금속판을 제조할 때, 상기 제1 워크 롤에 있어서의 반경이 일정한 영역이 상기 제1 백업 롤과 접하는 범위 내에서 상기 제1 워크 롤을 정역 회전시키고, 상기 제2 워크 롤에 있어서의 반경이 일정한 영역이 상기 제2 백업 롤과 접하는 범위 내에서 상기 제2 워크 롤을 정역 회전시켜, 상기 절단판을 가공해도 된다.
상기 제1 양태에 의하면, 가공기에 한 쌍의 백업 롤(제1 및 제2 백업 롤)이 설치되므로, 소위 크라운의 발생을 방지 또는 억제할 수 있다. 또한, 가공기에 의해 절단판이 가공될 때에는, 한 쌍의 워크 롤에 있어서의 반경이 일정한 영역이 한 쌍의 백업 롤과 접하는 범위 내에서, 한 쌍의 워크 롤이 정역 회전된다. 이에 의해, 한 쌍의 워크 롤에 있어서 반경이 변화된 영역과 한 쌍의 백업 롤이 접할 때의 불안정한 거동이 발생하지 않게 되므로, 한 쌍의 워크 롤을 안정적으로(원활하게) 회전시킬 수 있다. 그 결과, 한 쌍의 워크 롤에 의해 절단판에 부여되는 판 두께 변화의 정밀도가 양호해진다.
본 발명의 제2 양태는, 금속판을 소정 형상으로 절단하여 절단판을 제조하는 공정과, 제1 워크 롤과, 회전 축선의 주위 방향 또는 축 방향으로 반경이 변화된 제2 워크 롤을 구비하는 제1 가공기와, 상기 제1 가공기와 워크 롤(제1 및 제2 워크 롤)의 형상이 상이한 한 쌍의 워크 롤을 구비하는 제2 가공기에 의해 상기 절단판을 순차 압연 및 단조 중 적어도 한쪽에 의해 가공함으로써, 판 두께 방향과 직교하는 상이한 2방향으로 판 두께가 변화된 두께 차가 있는 금속판을 제조하는 공정을 갖고 있다.
본 발명의 제2 양태에 의하면, 먼저, 금속판(예를 들어, 강판)이 소정 형상으로 절단되어 절단판이 제조된다. 이어서, 제1 워크 롤과, 회전 축선의 주위 방향 또는 축 방향으로 반경이 변화된 제2 워크 롤을 구비하는 제1 가공기와, 상기 제1 가공기와 워크 롤의 형상이 상이한 한 쌍의 워크 롤을 구비하는 제2 가공기에 의해 상기한 절단판이 순차 압연 및 단조 중 적어도 한쪽에 의해 가공되어 두께 차가 있는 금속판이 제조된다. 여기서, 상기 제1 가공기와 제2 가공기는, 각각마다 한 쌍의 워크 롤의 형상이 상이하다. 제1 가공기와 제2 가공기에 의해 절단판이 순차 가공되므로, 판 두께 방향과 직교하는 상이한 2방향에 있어서 판 두께가 변화된 두께 차가 있는 금속판을 제조하는 것이 가능해진다. 따라서, 제2 양태에 의하면, 두께 차가 있는 금속판에 있어서의 판 두께 변화의 설정 자유도를 향상시킬 수 있다.
상기 제2 양태에 있어서, 상기 두께 차가 있는 금속판을 제조할 때, 상기 제1 가공기에 있어서의 상기 절단판의 이송 방향을, 상기 제2 가공기에 있어서의 상기 절단판의 이송 방향과 상이한 방향으로 변경해도 된다.
상기 제2 양태에 의하면, 상기 두께 차가 있는 금속판을 제조할 때, 상기 제1 가공기에 있어서의 절단판의 이송 방향이, 상기 제2 가공기에 있어서의 피가공판의 이송 방향과 상이한 방향으로 변경된다. 이 변경에 의해, 절단판에 있어서 판 두께가 변화되는 방향을 바꿀 수 있으므로, 판 두께 변화의 설정 자유도를 한층 향상시키는 것이 가능해진다.
상기 제2 양태에 있어서, 상기 제1 워크 롤을 사이에 두고 상기 제2 워크 롤과 반대측에 배치되고, 상기 제1 워크 롤에 접하는 제1 백업 롤과, 상기 제2 워크 롤을 사이에 두고 상기 제1 워크 롤과 반대측에 배치되고, 상기 제2 워크 롤에 접하는 제2 백업 롤을 상기 제1 가공기에 설치하고, 상기 두께 차가 있는 금속판을 제조할 때, 상기 제1 워크 롤에 있어서의 반경이 일정한 영역이 상기 제1 백업 롤과 접하는 범위 내에서 상기 제1 워크 롤을 정역 회전시키고, 상기 제2 워크 롤에 있어서의 반경이 일정한 영역이 상기 제2 백업 롤과 접하는 범위 내에서 상기 제2 워크 롤을 정역 회전시켜, 상기 절단판을 가공해도 된다.
상기 제2 양태에 의하면, 제1 가공기에 한 쌍의 백업 롤이 설치되므로, 소위 크라운의 발생을 방지 또는 억제할 수 있다. 또한, 상기 제1 가공기에 의해 절단판이 가공될 때에는, 당해 제1 가공기가 구비한 한 쌍의 워크 롤에 있어서의 반경이 일정한 영역이 한 쌍의 백업 롤과 접하는 범위 내에서 당해 한 쌍의 워크 롤이 정역 회전된다. 이에 의해, 당해 한 쌍의 워크 롤에 있어서 반경이 변화된 영역과 한 쌍의 백업 롤이 접할 때의 불안정한 거동이 발생하지 않게 되므로, 당해 한 쌍의 워크 롤을 안정적으로(원활하게) 회전시킬 수 있다. 그 결과, 당해 한 쌍의 워크 롤에 의해 절단판에 부여되는 판 두께 변화의 정밀도가 양호해진다.
본 발명의 제3 양태는, 상기 제1 또는 제2 양태의 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법에 의해, 일부에 가공이 실시된 두께 차가 있는 금속판을 제조하는 공정과, 상기 두께 차가 있는 금속판에 있어서의 가공이 실시되어 있지 않은 부위에 대해 냉간에서 프레스에 의한 굽힘 가공을 실시하여 프레스 부품을 제조하는 공정을 갖는 프레스 부품의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 제3 양태에 의하면, 상기 제1 양태 또는 제2 양태의 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법에 의해 두께 차가 있는 금속판이 제조된다. 따라서, 상기 제1 양태와 상기 제2 양태와 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다. 이어서, 상기 두께 차가 있는 금속판에 있어서의 가공이 실시되어 있지 않은 부위에 대해 냉간에서 프레스에 의한 굽힘 가공이 실시되어, 프레스 부품이 제조된다. 이 프레스 부품에 있어서 가공이 실시된 부위는, 가공 경화에 의해 항복 강도가 상승하고, 또한 박판화되어 있다. 따라서, 제3 양태에 의하면, 부분적으로 고강도화된 경량의 프레스 부품을 제조할 수 있다.
본 발명의 제4 양태는, 제1 워크 롤과, 회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 변화된 제2 워크 롤을 구비하는 가공기에 관한 것이다.
상기 제4 양태는, 상기 제1 양태에 기재된 가공기와 마찬가지의 구성으로 되어 있으므로, 상기 제1 양태의 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법에 적용할 수 있다. 따라서, 상기 제1 양태와 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다.
상기 제4 양태에 있어서, 상기 제2 워크 롤은, 회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 일정하게 된 제2 롤 본체와, 상기 제2 롤 본체의 외주면의 일부에 탈착 가능하게 설치된 제2 캠부를 구비하고 있어도 된다.
상기 제4 양태에 의하면, 회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 일정하게 된 제2 롤 본체의 외주면의 일부에 제2 캠부가 설치됨으로써, 회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 변화된 제2 워크 롤이 구성되어 있다. 상기 제2 캠부는 제2 롤 본체에 대해 착탈 가능하게 되어 있으므로, 제2 캠부의 교환에 의해 임의의 판 두께 변화를 절단판에 부여할 수 있다. 또한, 메인터넌스 시에는 제2 캠부만을 교환할 수 있으므로, 메인터넌스성의 향상에도 기여한다.
상기 제4 양태에 있어서, 상기 제1 워크 롤은, 회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 변화되어 있어도 된다.
상기 제4 양태에 있어서, 상기 제1 워크 롤은, 회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 일정하게 된 제1 롤 본체와, 상기 롤 본체의 외주면의 일부에 탈착 가능하게 설치된 제1 캠부를 구비하고 있어도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법, 프레스 부품의 제조 방법 및 가공기에서는, 두께 차가 있는 금속판에 있어서의 판 두께 변화의 설정 자유도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의는 유사 요소들을 유사 도면 부호로 나타낸 첨부 도면을 참조로 하여 후술될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 금속판(두께 차가 있는 강판)의 제조 방법에 있어서의 단독 압연 공정에 대해 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 단독 압연 공정에 대해 설명하기 위한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에 있어서의 복수 압연 공정의 제1 공정에 대해 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에 있어서의 복수 압연 공정의 제2 공정에 대해 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에 있어서의 복수 압연 공정의 제3 공정에 대해 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 관련 기술의 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에 의해 압연 가공이 실시된 피압연재(두께 차가 있는 강판)의 사시도이다.
도 7은 관련 기술의 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에 의해 압연 가공이 실시된 두께 차가 있는 강판에 대한 블랭크 가공의 일례에 대해 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 관한 절단 공정에 있어서의 블랭크 가공의 일례에 대해 설명하기 위한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 블랭크 가공에 의해 조합 절단된 블랭크재의 사시도이다.
도 10은 본 실시 형태에 관한 블랭크재에 대한 압연 가공 시의 이미지를 도시하는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 관한 가공기의 변형예를 도시하는 측면도이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에 의해 제조된 두께 차가 있는 강판을 재료로 하여 제조된 센터 필러 리인포스먼트의 정면도이다.
도 13은 도 12의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선을 따른 단면도이다.
도 14는 동 센터 필러 리인포스먼트의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에 의해 제조된 두께 차가 있는 강판을 재료로 하여 제조된 프론트 필러 로워부의 정면도이다.
도 16은 본 발명의 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에 의해 제조된 두께 차가 있는 강판을 재료로 하여 제조된 프론트 플로어의 사시도이다.
이하, 도 1 내지 도 16을 사용하여, 본 발명의 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법, 프레스 부품의 제조 방법 및 가공기에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법은, 예를 들어 자동차의 차체를 구성하는 차체 구성 부품(프레스 부품)의 재료로서 사용할 수 있는 두께 차가 있는 강판(두께 차가 있는 금속판)을 제조하기 위한 방법이며, 절단 공정과, 압연 공정(가공 공정)을 갖고 있다. 이하, 본 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법을, 「두께 차가 있는 강판의 제조 방법」이라고 칭한다.
상기한 절단 공정에서는, 일정 판 두께의 강판(금속판)이 프레스 가공 등의 수단에 의해 소정의 형상(여기서는, 직사각 형상)으로 절단되어, 도 1 및 도 3에 도시되는 블랭크재(피가공판, 피압연판)(B)가 제조된다. 또한, 블랭크재(B)의 형상은 직사각 형상에 한정되지 않고, 임의의 형상으로 할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판의 제조 방법은, 강판뿐만 아니라, 소성을 갖는 금속판에 대해 적용 가능하다.
이어서, 압연 공정에서는, 상기한 블랭크재(B)가 압연기(가공기)에 의해 압연(압연 및 단조 중 적어도 한쪽(가압)에 의해 가공하면 됨)되어 두께 차가 있는 강판(TB1)(도 1 및 도 2 참조) 또는 두께 차가 있는 강판(TB2)(도 5 참조)이 제조된다. 이 압연 공정에는, 도 1 및 도 2에 도시된 단독 압연 공정(단독 가공 공정)과, 도 3 내지 도 5에 도시된 복수 압연 공정(복수 가공 공정)의 2종류가 있고, 이들 중 어느 한쪽이 채용된다. 이하, 상기 2종류의 압연 공정에 대해 설명한다.
(단독 압연 공정)
도 1 및 도 2에 도시된 단독 압연 공정에서는, 1대(단일)의 압연기(10)에 의해 블랭크재(B)가 압연되어 두께 차가 있는 강판(TB1)이 제조된다. 이 압연기(10)는, 2단 압연기로 되어 있고, 서로 평행한 자세로 상하 2단으로 배열된 한 쌍의 대략 원기둥상의 워크 롤(12)을 구비하고 있다. 이들 워크 롤(12)은 도시하지 않은 하우징에 의해 회전 가능하게 지지되어 있고, 도시하지 않은 구동 장치에 의해 서로 동기하여 회전 구동되는 구성으로 되어 있다. 워크 롤(12) 사이에는, 규정의 간극(블랭크재(B)의 판 두께보다 좁은 간극)이 설정되어 있다. 또한, 도 1 및 도 2에서는, 설명의 사정상, 워크 롤(12)을 실제보다 이격시켜 도시하고 있다. 이 점은, 도 3 내지 도 5에 있어서도 마찬가지이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 워크 롤(12)의 외주면(가공면)에는, 블랭크재(B)에 대해 판 두께 변화(두께 차가 있는 형상)를 부여하기 위한 오목부(성형면)(12A)가 형성되어 있다. 이 오목부(12A)는, 워크 롤(12)의 한쪽에만 형성되어 있어도 된다. 또한, 성형면은, 오목부(12A)가 아니라, 볼록부여도 된다. 이 오목부(12A)는, 단독 압연 공정에 의해 제조되는 두께 차가 있는 강판(TB1)의 목표 형상에 상당하는 형상으로 성형되어 있다. 그리고, 상기한 목표 형상은, 두께 차가 있는 강판(TB1)을 사용하여 제조되는 프레스 부품(자동차의 차체 구성 부품)에 요구되는 판 두께 변화(두께 차가 있는 형상)에 상당하는 형상으로 되어 있다.
상기한 오목부(12A)는, 한 쌍의 워크 롤(12)의 외주면에 있어서의 주위 방향의 일부의 영역에만 형성되어 있다. 이 때문에, 각 워크 롤(12)은, 오목부(12A)가 설정된 주위 방향의 영역에 있어서, 오목부(12A)가 설정되어 있지 않은 주위 방향의 영역보다 반경이 축소되어 있다. 또한, 오목부(12A)는, 각 워크 롤(12)의 축 방향 중앙부에 있어서 오목부의 깊이가 깊게 되어 있고, 당해 깊어진 영역에 있어서 각 워크 롤(12)의 반경이 더욱 축소되어 있다. 이에 의해, 각 워크 롤(12)은, 주위 방향 및 축 방향의 양쪽에서 반경이 변화된 구성으로 되어 있다. 이들 워크 롤(12)은, 항시 상하 대칭의 회전 자세를 유지하도록 동기하여 회전 구동되는 구성으로 되어 있다(도 1 및 도 2의 화살표 R 참조). 또한, 상기 오목부(12A)의 형상은 단순한 일례이며, 적절하게 변경 가능하다.
상기 구성의 압연기(10)를 사용하는 단독 압연 공정에서는, 당해 압연기(10)에 있어서의 워크 롤(12) 사이에 블랭크재(B)가 삽입되어 압연되고(도 1 및 도 2의 화살표 RM 참조), 워크 롤(12)의 가공면의 형상이 블랭크재(B)에 전사된다. 이에 의해, 판 두께 방향(도 1의 화살표 Z 방향)과 직교하는 상이한 2방향(도 1의 화살표 X 방향 및 화살표 Y 방향)에서 판 두께가 변화된 두께 차가 있는 강판(TB1)(도 1 및 도 2 참조)이 제조된다.
(복수 압연 공정)
한편, 복수 압연 공정은, 도 3 내지 도 5에 도시된 복수의 공정(여기서는, 제1 공정 내지 제3 공정)에 의해 구성되어 있고, 복수대(여기서는, 3대)의 압연기(20, 30, 40)에 의해 블랭크재(B)가 순차 압연되어 두께 차가 있는 강판(TB2)이 제조된다. 이 압연기(20)는, 전술한 압연기(10)와 기본적으로 마찬가지의 구성으로 되어 있고, 외주면에 오목부(22A)가 형성된 한 쌍의 워크 롤(22)을 구비하고 있다. 이 압연기(30)는, 전술한 압연기(10)와 기본적으로 마찬가지의 구성으로 되어 있고, 외주면에 오목부(32A)가 형성된 한 쌍의 워크 롤(32)을 구비하고 있다. 이 압연기(40)는, 전술한 압연기(10)와 기본적으로 마찬가지의 구성으로 되어 있고, 외주면에 오목부(42A)가 형성된 한 쌍의 워크 롤(42)을 구비하고 있다. 오목부(22A)는, 워크 롤(22)의 한쪽에만 형성되어 있어도 된다. 오목부(32A)는, 워크 롤(32)의 한쪽에만 형성되어 있어도 된다. 오목부(42A)는, 워크 롤(42)의 한쪽에만 형성되어 있어도 된다. 또한, 외주면은, 오목부(22A, 32A, 42A)가 아니라, 볼록부를 구비해도 된다. 단, 이들 워크 롤(22, 32, 42)은, 전술한 워크 롤(12)과는 형상이 상이하다. 또한, 이들 한 쌍의 워크 롤(22, 32, 42)은 서로 형상이 상이하다.
구체적으로는, 제1 공정에 사용되는 압연기(20)(도 3 참조)는, 주위 방향으로 반경이 변화된 워크 롤(22)을 구비하고 있다. 워크 롤(22)의 외주면(가공면)에는, 오목부(22A)가 형성되어 있다. 이 오목부(22A)는, 워크 롤(22)의 외주면에 있어서의 주위 방향의 일부에만 형성되어 있고, 워크 롤(22)의 축 방향을 따라 일정한 형상으로 형성되어 있다.
한편, 제2 공정에 사용되는 압연기(30)(도 4 참조)는, 축 방향으로 반경이 변화된 워크 롤(32)을 구비하고 있다. 워크 롤(32)의 외주면(가공면)에는, 오목부(32A)가 형성되어 있다. 이 오목부(32A)는, 워크 롤(32)의 외주면에 있어서의 축 방향의 중앙부에 형성되어 있고, 워크 롤(32)의 주위 방향을 따라 일정한 형상으로 형성되어 있다.
또한 한편, 제3 공정에 사용되는 압연기(40)(도 5 참조)는, 주위 방향으로 반경이 변화된 워크 롤(42)을 구비하고 있다. 워크 롤(42)의 외주면(가공면)에는, 오목부(42A)가 형성되어 있다. 이 오목부(42A)는, 워크 롤(42)의 외주면에 있어서의 주위 방향의 일부에만 형성되어 있고, 워크 롤(42)의 축 방향을 따라 일정한 형상으로 형성되어 있다.
상기 구성의 압연기(20, 30, 40)를 사용하는 복수 압연 공정에서는, 우선 도 3에 도시된 제1 공정에 있어서, 압연기(20)에 있어서의 워크 롤(22) 사이에 블랭크재(B)가 삽입되어 압연되고(도 3의 화살표 RM 참조), 워크 롤(22)의 가공면의 형상이 블랭크재(B)에 전사된다. 이어서, 도 4에 도시된 제2 공정에서는, 제1 공정 후의 블랭크재(B1)가, 압연기(30)에 있어서의 워크 롤(32) 사이에 삽입되어 압연되고(도 4의 화살표 RM 참조), 워크 롤(32)의 가공면의 형상이 블랭크재(B1)에 전사된다.
이어서, 도 5에 도시된 제3 공정에서는, 우선, 제2 공정 후의 블랭크재(B2)가 평면에서 보아 90도 회전된다(도 5의 화살표 T 참조). 그 후, 블랭크재(B)가 압연기(40)에 있어서의 워크 롤(42) 사이에 삽입되어 압연된다(도 5의 화살표 C 및 화살표 RM 참조). 이에 의해, 판 두께 방향(도 5의 화살표 Z 방향)과 직교하는 상이한 2방향(도 5의 화살표 X 방향 및 화살표 Y 방향)에서 판 두께가 변화된 두께 차가 있는 강판(TB2)(도 5 참조)이 제조되는 구성으로 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제3 공정보다 앞의 제2 공정을 거침으로써, 판 두께 방향과 직교하는 상이한 2방향으로 판 두께가 변화된 블랭크재(B2)(두께 차가 있는 강판)가 제조되는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 제3 공정이 생략된 구성으로 해도 된다.
상기한 복수 압연 공정에서는, 제3 공정에 있어서 블랭크재(B)가 평면에서 보아 90도 회전됨으로써, 압연기(40)에 있어서의 블랭크재(B2)의 이송 방향이, 압연기(20, 30)에 있어서의 블랭크재(B, B1)의 이송 방향과 상이한 방향으로 변경되는 구성으로 되어 있다. 또한, 상기한 「블랭크재(B2)의 이송 방향」은, 압연기(40)에 의한 블랭크재(B2)의 압연 시에 있어서의 압연기(40)에 대한 블랭크재(B)의 평면에서 본 방향을 말하며, 상기한 「블랭크재(B, B1)의 이송 방향」은, 압연기(20, 30)에 의한 블랭크재(B, B1)의 압연 시에 있어서의 압연기(20, 30)에 대한 블랭크재(B, B1)의 평면에서 본 방향을 말한다. 또한, 복수 압연 공정에 있어서의 압연의 배분이나 조합은 자유롭게 변경할 수 있다.
(열처리)
다음으로, 상기 두께 차가 있는 강판(TB1, TB2)의 열처리에 대해 설명한다. 본 실시 형태에서는, 상기한 압연 공정(단독 압연 공정 또는 복수 압연 공정)을 거쳐 제조된 두께 차가 있는 강판(TB1, TB2)은, 그 후의 프레스 공정에 있어서 굽힘 가공이 실시되고, 소정의 형상으로 성형된다. 단, 이들 두께 차가 있는 강판(TB1, TB2)에서는, 압연 가공이 실시된 부위에 가공 경화가 발생되어 있기 때문에, 그 상태 그대로는 그 후의 소성 가공이 곤란해진다. 이 때문에, 본 실시 형태는, 압연 공정 후의 두께 차가 있는 강판(TB1, TB2)에 대해 열처리를 실시하는 것을 전제로 하고 있다.
구체적으로는, 예를 들어 압연 공정 후의 프레스 공정이 열간 프레스 공정으로 된다. 이 열간 프레스 공정에서는, 프레스 가공 전에, 두께 차가 있는 강판(TB1, TB2)이 예를 들어 고주파 유전 가열 등의 수단에 의해 소정의 온도까지 가열된다. 이 가열 시에, 압연 가공(두께 차가 있는 가공)에 의한 가공 경화가 제거되는 구성으로 되어 있다.
또한 예를 들어, 압연 공정 후의 프레스 공정이 냉간 프레스 공정으로 되는 경우, 냉간 프레스 공정 전에, 두께 차가 있는 강판(TB1, TB2)을 어닐링하는 어닐링 공정이 추가된다. 이 어닐링 공정에 있어서 상기한 가공 경화가 제거되는 구성으로 되어 있다. 이와 같이, 어닐링 공정이 추가됨으로써 공정 수가 증가하지만, 통상의 냉간 프레스 부품으로서의 사용이 가능해진다.
단, 본 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판(TB1, TB2)은, 상기한 바와 같은 열처리를 실시하는 것에 한정되지 않는다. 즉, 본 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판(TB1, TB2)에서는, 가공 경화를 그대로 유지한 상태에서 반대로 그 항복 강도 상승을 이용하여 부분적으로 강도를 높일 수 있다. 그 결과, 예를 들어 강도 상승을 위해 두께 차가 있는 강판 전체의 판 두께를 증가시키는 경우와 비교하여, 두께 차가 있는 강판의 박판화, 경량화를 도모하는 것이 가능해진다.
(작용 및 효과)
다음으로, 본 실시 형태의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에 의하면, 절단 공정에서는, 일정 판 두께의 강판이 소정 형상으로 절단되어 블랭크재(B)가 제조된다. 이어서, 압연 공정으로 이행한다. 이 압연 공정은, 단독 압연 공정 및 복수 압연 공정 중 어느 한쪽이 된다. 압연 공정이 단독 압연 공정인 경우, 한 쌍의 워크 롤(12)을 구비한 단일의 압연기(10)에 의해 블랭크재(B)가 압연되어 두께 차가 있는 강판(TB1)이 제조된다. 여기서, 상기 압연기(10)가 구비한 각 워크 롤(12)은, 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 변화된 구성으로 되어 있다. 이에 의해, 압연기(10)에 의해 블랭크재(B)가 압연되어 제조되는 두께 차가 있는 강판(TB1)은, 판 두께 방향과 직교하는 상이한 2방향으로 판 두께가 변화된 구성으로 된다. 따라서, 배경 기술의 란에서 설명한 두께 차가 있는 강판의 제조 방법(이하, 단순히 「관련 기술의 두께 차가 있는 강판의 제조 방법」이라고 칭함)과 비교하여, 판 두께 변화의 설정 자유도를 향상시킬 수 있다.
한편, 압연 공정이 복수 압연 공정인 경우, 주위 방향 또는 축 방향으로 반경이 변화된 워크 롤(22, 32, 42)을 각각이 구비한 복수의 압연기(20, 30, 40)에 의해 블랭크재(B)가 순차 압연되어 두께 차가 있는 금속판(TB2)이 제조된다. 여기서, 상기 복수의 압연기(20, 30, 40)는, 각각마다 한 쌍의 워크 롤(22, 32, 42)의 형상이 상이하다. 이들 복수의 압연기(20, 30, 40)에 의해 블랭크재(B)가 순차 압연되므로, 판 두께 방향과 직교하는 상이한 2방향에 있어서 판 두께가 변화된 두께 차가 있는 강판(TB2)을 제조하는 것이 가능해진다. 따라서, 종래의 두께 차가 있는 강판의 제조 방법과 비교하여, 판 두께 변화의 설정 자유도를 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 압연 공정이 단독 압연 공정 및 복수 압연 공정 중 어느 경우라도, 판 두께 방향과 직교하는 상이한 2방향(판 두께 방향과 직교하는 평면 내에서의 임의의 방향)에서 판 두께가 변화된 두께 차가 있는 강판(TB1 또는 TB2)을 제조할 수 있다. 이에 의해, 두께 차가 있는 강판(TB1 또는 TB2)을 사용하여 제조되는 차체 구성 부품의 판 두께를, 차량 상하 방향, 차량 전후 방향 등의 자유로운 방향으로 변화시키는 것이 가능해지므로, 차체에 요구되는 강도 및 강성을 확보하면서 차체의 경량화를 도모하는 것이 가능해지고, 나아가 차량의 연비나 운동 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 단독 압연 공정에서는, 단일의 압연기(10)에 의해 블랭크재(B)를 압연하는 것만으로 두께 차가 있는 강판(TB1)이 제조되므로, 제조 공정이 간소해져, 저비용화에 기여한다. 한편, 복수 압연 공정에서는, 복수대의 압연기(20, 30, 40)에 의해 블랭크재(B)가 순차 압연되어 두께 차가 있는 강판(TB2)이 제조되므로, 블랭크재(B)를 압연하기 위한 가공력을 각 압연기(20, 30, 40)로 분산시킬 수 있다. 이에 의해, 각 압연기(20, 30, 40)의 내구성을 확보하기 쉬워진다.
게다가, 복수 압연 공정에서는, 복수의 압연기(20, 30, 40) 중 1대의 압연기(40)에 있어서의 블랭크재(B)의 이송 방향이, 다른 압연기(20, 30)에 있어서의 블랭크재(B)의 이송 방향과 상이한 방향으로 변경된다. 이 변경에 의해, 블랭크재(B)에 있어서 판 두께가 변화되는 방향을 바꿀 수 있으므로, 판 두께 변화의 설정 자유도를 한층 향상시키는 것이 가능해져, 두께 차가 있는 강판(TB2)에 대해 복잡한 형상을 부여할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 임의의 형상으로 절단 가능한 블랭크재(B)(절단판)에 대해 압연 가공(두께 차가 있는 가공)을 실시하기 때문에, 상술한 복수 압연 공정의 예에 한정되지 않고, 각 압연기에 있어서의 블랭크재(B)의 이송 방향(즉, 블랭크재(B)에 대해 판 두께 변화를 부여하는 방향)을 자유롭게 설정할 수 있다. 이에 의해, 차체 구성 부품 등에 요구되는 복잡한 두께 차가 있는 형상을 용이하게 가공할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 블랭크재(B)에 대해 압연 가공을 실시하기 때문에, 관련 기술의 두께 차가 있는 강판의 제조 방법과 비교하여, 재료의 수율을 향상시키는 것이 가능해진다. 즉, 관련 기술의 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 피압연재인 강판(금속 스트립)(S)이 페이오프 릴(R1) 및 권취 릴(R2)에 권회된 상태에서, 당해 강판(S)에 대해 압연 가공(두께 차가 있는 가공)을 실시한 후, 당해 강판(S)을 도 6에 도시된 블랭크 선(L1, L2)을 따라 절단한다. 그 후, 절단한 강판(SB)(도 7 참조)을, 제조하려고 하는 부품의 형상(P)(도 6 및 도 7 참조)으로 절단한다. 이 때문에, 부품 형상(P)에 대해 판 두께 분포가 대칭이 아닌 경우, 조합 가공을 할 수 없다.
즉, 페이오프 릴(R1) 및 권취 릴(R2)에 권회된 강판(S)에 대해 압연 가공을 실시하는 경우, 예를 들어 도 6 및 도 7에 있어서 도트를 찍은 개소가 판 두께가 두꺼운 후판부(S1)가 되고, 그 이외의 개소가 판 두께가 얇은 박판부(S2)가 된다. 그리고, 후판부(S1)와 박판부(S2)가 등피치로 복수 형성되게 된다. 이 때문에, 상기한 부품 형상(P)에 대한 상기 후판부(S1)의 배치가, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 대칭이 아닌 경우, 1매의 강판(SB)으로부터 1개의 부품밖에 잘라낼 수 없게 되어, 스크랩(SC)(강판(SB)에 있어서 부품 형상(P)보다 외측의 부분)이 대량으로 발생한다. 이 때문에, 부품의 형상에 따라 재료 수율이 매우 나빠져, 제조 비용이 높아진다.
이에 비해, 본 실시 형태에서는, 압연 가공 전에 강판이 절단되어 블랭크재(B)가 제조되고, 당해 블랭크재(B)에 대해 압연 가공이 실시된다. 이 때문에, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 블랭크재(B)의 제조 시에는, 압연 가공 전의 강판(SB)으로부터 복수의 블랭크재(B)를 잘라낼(소위 조합 절단을 행할) 수 있다. 그리고, 그 후에 잘라낸 블랭크재(B)가 압연 가공된다(도 10 참조). 이 때문에, 스크랩(SC)의 발생량을 대폭 적게 하는 것이 가능해져, 재료의 수율이 대폭 향상되므로, 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한, 도 10에는, 복수 압연 공정의 제1 공정을 도시하고 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 압연기(롤)에 의한 단조에 의해 두께 차가 있는 강판(TB1, TB2)이 제조되므로, 통상의 프레스기에 의한 단조에 의해 두께 차가 있는 강판이 제조되는 경우와 비교하여, 가공력을 대폭 저감할 수 있다. 즉, 상기한 바와 같이 통상의 프레스기를 사용하는 경우, 예를 들어 수만 톤의 가공력이 필요해지지만, 압연기를 사용하는 경우, 예를 들어 프레스기의 10분의 1 이하의 가공력으로 두께 차가 있는 가공을 행할 수 있다. 또한, 압연기에 의한 압연 가공 전에 블랭크재(B)를 가열하는 구성으로 해도 된다. 그것에 의해, 상기한 가공력을 더욱 저감할 수 있음과 함께, 블랭크재(B)에 대해 더 복잡한 두께 차가 있는 형상을 부여하는 것이 가능해진다.
(압연기(10)의 변형예)
다음으로, 본 실시 형태에 관한 압연기(10, 20, 30, 40)의 변형예에 대해, 도 11을 사용하여 설명한다. 이 압연기(50)는, 전술한 압연기(10)와 마찬가지로, 한 쌍의 워크 롤(52)을 구비하고 있다. 단, 이들 워크 롤(52)은, 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 일정하게 된 원기둥 형상의 롤 본체(54)와, 당해 롤 본체(54)의 외주면의 일부에 탈착 가능하게 설치된 캠부(56)를 각각이 구비하고 있다. 각 캠부(56)는, 롤 본체(54)의 축 방향시로 대략 반원호 형상으로 형성되고 있다. 이들 캠부(56)에는, 블랭크재(B)에 대해 판 두께 변화(두께 차가 있는 형상)를 부여하기 위한 형상이 형성되어 있다.
또한, 이 압연기(50)는, 한 쌍의 워크 롤(52)을 상하 양측으로부터 지지하는 한 쌍의 백업 롤(58)을 구비하고 있다. 백업 롤(58)은, 워크 롤(52)을 사이에 두고 서로 반대측에 배치되어 있고, 또한 백업 롤(58)은 한 쌍의 워크 롤(52)과 평행하게 배치되어 있다. 이들 백업 롤(58)은 한 쌍의 워크 롤(52)의 각 롤 본체(54)에 있어서의 캠부(56)가 설치되어 있지 않은 면과 접하고 있다. 이들 백업 롤(58)은, 한 쌍의 워크 롤(52)에 의한 블랭크재(B)의 압연 시에, 한 쌍의 워크 롤(52)이 블랭크재(B)(워크)로부터의 과대한 반력에 의해 탄성 변형되는(휘는) 것을 방지 또는 억제한다. 따라서, 소위 크라운의 발생을 방지 또는 억제할 수 있다.
또한, 이 압연기(50)를 사용하여 블랭크재(B)를 압연할 때에는, 워크 롤(52)에 있어서의 반경이 일정한 영역(여기서는 롤 본체(54)의 외주면 중 캠부(56)가 설치되어 있지 않은 영역)이 백업 롤(58)과 접하는 범위 내에서 워크 롤(52)이 진자와 같이 정역 회전되는 구성으로 되어 있다(도 11의 화살표 SW1 및 SW2 참조).
즉, 이 압연기(50)에서는, 블랭크재(B)에 대해 압연 가공을 실시하므로, 압연 가공 시에 한 쌍의 워크 롤(52)이 연속적으로 회전하는 것을 반드시 필요로 하는 것은 아니다. 그래서, 상기한 압연기(50)와 같이 한 쌍의 워크 롤(52)의 캠부(56)(가공부)를 반할의 분할 구조로 하고, 한 쌍의 워크 롤(52)을 진자와 같이 정역 회전시켜 압연 가공을 행하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 워크 롤(52)에 있어서 반경이 변화된 영역과 백업 롤(58)이 접할 때의 불안정한 거동이 발생하지 않게 되므로, 한 쌍의 워크 롤(52)을 안정적으로(원활하게) 회전시킬 수 있다. 그 결과, 한 쌍의 워크 롤(52)에 의해 블랭크재(B)에 부여되는 판 두께 변화의 정밀도가 양호해진다.
즉, 두께 차가 있는 강판의 제조 방법이 개시되어 있는 일본 특허 공개 제2015-033719호의 도 5에는, 원기둥 형상의 워크 롤(31, 32)에 대해 단면 이형상의 백업 롤(33, 34)이 배치되고, 상기 백업 롤(33, 34)의 형상을 따라 워크 롤(31, 32)이 상하 이동함으로써 두께 차가 있는 형상을 부여하는 구성이 도시되어 있다. 그러나, 이 구성에서는, 백업 롤(33, 34)에 있어서의 반경 r4의 영역의 코너부(단부)에 있어서 워크 롤(31, 32)과 백업 롤(33, 34)이 접촉할 때에 이들 롤의 회전이 매우 불안정해지는 순간이 발생한다. 이 때문에, 피압연재에 대해 안정된 두께 차가 있는 형상을 부여하는 것이 곤란하다고 추정된다. 이 점에서, 본 변형예에서는, 한 쌍의 워크 롤(52)이 안정된 회전에 의해 블랭크재(B)에 대해 안정된 두께 차가 있는 형상을 부여하는 것이 가능해진다.
또한, 이 압연기(50)에서는, 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 일정하게 된 롤 본체(54)의 외주면의 일부에 캠부(56)가 설치됨으로써, 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 변화된 워크 롤(52)이 구성되어 있다. 상기한 캠부(56)는 롤 본체(54)에 대해 착탈 가능하게 되어 있으므로, 캠부(56)의 교환에 의해 임의의 판 두께 변화를 블랭크재(B)에 부여할 수 있다. 또한, 메인터넌스 시에는 캠부(56)만을 교환할 수 있으므로, 메인터넌스성의 향상에도 기여한다.
(실시예)
다음으로, 본 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판을 사용하여 제조된 차체 구성 부품(차량 골격 부재)의 실시예에 대해, 도 12 내지 도 16을 사용하여 설명한다. 또한, 도 12 내지 도 16에 적절하게 나타내어진 화살표 FR은 차량 전방을 나타내고, 화살표 UP는 차량 상방을 나타내고, 화살표 OUT은 차량 폭 방향 외측을 나타내고 있다.
도 12 내지 도 14에는, 본 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판을 사용하여 제조된 센터 필러 리인포스먼트(60)가 도시되어 있다. 이 센터 필러 리인포스먼트(60)는, 측벽(60A)과, 측벽(60A)의 전후로부터 차량 폭 방향 내측으로 연장되고 전방벽(60B) 및 후방벽(60C)과, 전방벽(60B) 및 후방벽(60C)에 있어서의 차량 폭 방향 내측 단부로부터 서로 반대측으로 연장된 전방 플랜지(60D) 및 후방 플랜지(60E)를 갖고 있다.
이 센터 필러 리인포스먼트(60)에서는, 측벽(60A), 전방벽(60B) 및 후방벽(60C)의 상부측에 후판부(62)(도 12 내지 도 14에 있어서 도트를 찍은 영역 참조)가 설정되어 있고, 그 이외의 부위가 박판으로 형성되어 있다. 상세하게는, 이 센터 필러 리인포스먼트(60)에서는, 후판부(62)의 차량 상하 방향 양측을 향할수록 판 두께가 서서히 감소함과 함께, 후판부(62)가 설정된 높이에 있어서, 전방벽(60B) 및 후방벽(60C)의 판 두께가 전방 플랜지(60D)측 및 후방 플랜지(60E)측을 향할수록 서서히 감소하도록 형성되어 있다(도 13 및 도 14의 화살표 A1 내지 A3 참조). 이에 의해, 이 센터 필러 리인포스먼트(60)에서는, 캐빈을 지지하는 상부측의 강도가 향상되는 한편, 차량의 측면 충돌 시 등에 에너지를 흡수하는 하부측이나, 강도를 필요로 하지 않는 전후의 플랜지(60D, 60E)가 박판화되어 경량화되어 있다.
마찬가지로, 도 15에는, 본 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판을 사용하여 제조된 프론트 필러 로워부(70)가 도시되어 있다. 이 프론트 필러 로워부(70)는, 측벽(70A)과, 측벽(70A)의 전후로부터 차량 폭 방향 내측으로 연장되어 전방벽(70B) 및 후방벽(70C)과, 전방벽(70B) 및 후방벽(70C)에 있어서의 차량 폭 방향 내측 단부로부터 서로 반대측으로 연장된 전방 플랜지(70D) 및 후방 플랜지(70E)를 갖고 있다. 이 프론트 필러 로워부(70)에서는, 측벽(70A), 전방벽(70B) 및 후방벽(70C)의 상하 방향 중간부에 후판부(72)(도 15에 있어서 도트를 찍은 영역 참조)가 설정되어 있고, 그 이외의 부위가 박판으로 형성되어 있다. 이 프론트 필러 로워부(70)에서는, 후판부(72)의 차량 상하 방향 양측을 향할수록 판 두께가 서서히 감소하도록 형성됨과 함께, 후판부(72)가 설정된 높이에 있어서, 전방벽(70B) 및 후방벽(70C)의 판 두께가, 전방 플랜지(70D)측 및 후방 플랜지(70E)측을 향할수록 서서히 감소하도록 형성되어 있다. 이 프론트 필러 로워부(70)에 있어서도, 전술한 센터 필러 리인포스먼트(60)와 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다.
한편, 도 16에는, 본 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판을 사용하여 제조된 프론트 플로어(80)가 도시되어 있다. 이 프론트 플로어(80)는, 차량 폭 방향 중앙부에 설치된 플로어 터널부(80A)가 차량 상방측으로 팽출되어 있고, 플로어 터널부(80A)의 차량 폭 방향 양측에 위치하는 좌측 플로어부(80B) 및 우측 플로어부(80C)가 대략 평판 형상으로 형성되어 있다. 이 프론트 플로어(80)에서는, 좌측 플로어부(80B) 및 우측 플로어부(80C)의 차량 전후 방향 중간부(도 16에 있어서 도트를 찍은 영역 참조)가, 다른 부위보다 얇은 박육부(82)로 되어 있다.
이 프론트 플로어(80)는, 본 발명에 있어서의 「프레스 부품」에 상당하는 것이며, 두께 차가 있는 강판(TB1) 또는 두께 차가 있는 강판(TB2)에 대해 어닐링 등의 열처리를 실시하지 않고 냉간 프레스 가공을 실시하여 제조된 것이다. 이 때문에, 상기한 박육부(82), 즉, 본 실시 형태에 관한 두께 차가 있는 강판의 제조 방법에 의해 압연 가공이 실시된 부위가, 박판화되어 가공 경화된 상태 그대로이다. 이 박육부(82)에 있어서는, 가공 경화에 의해 항복 강도가 상승하고 있다. 이 플로어 터널부(80A)에서는, 강도가 부족한 경향이 있는 좌측 플로어부(80B) 및 우측 플로어부(80C)의 차량 전후 방향 중간부의 강도를 가공 경화에 의해 향상시키면서, 당해 부위를 박육화하고 있으므로, 국부적으로 고강도화 됨과 함께, 경량화된 구성으로 되어 있다.
또한, 상기한 바와 같이 가공 경화를 국소적으로 부여함으로써 효과를 기대할 수 있는 차체 구성 부품은 다방면에 걸쳐 있으므로, 본 발명의 범용성은 매우 크다. 또한, 일반적으로 차체 구성 부품(차량 골격 부품)은 강도를 필요로 하는 부위에 맞추어 판 두께가 설정되어 있기 때문에, 강도를 필요로 하지 않는 부위의 판 두께가 불필요하게 두껍게 되어 있는 경우가 많지만, 본 발명에 관한 두께 차가 있는 강판을 재료로 하여 사용함으로써 불필요한 판 두께를 없앨 수 있다. 따라서, 본원 발명은, 차량의 경량화를 위해, 차량 골격 부품에 대해 폭넓게 적용 가능한 기술이다.
이상, 실시 형태 및 몇 가지의 실시예를 나타내어 본 발명에 대해 설명하였지만, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. 또한, 본 발명의 권리 범위가 상기 실시 형태에 한정되지 않는 것은 물론이다.

Claims (10)

  1. 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법이며,
    금속판을 소정 형상으로 절단하여 절단판(B)을 제조하는 것과,
    제1 워크 롤과, 회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 변화된 제2 워크 롤을 구비한 가공기(10)에 의해 상기 절단판(B)을 압연 및 단조 중 적어도 한쪽에 의해 가공함으로써, 판 두께 방향과 직교하는 상이한 2방향으로 판 두께가 변화된 두께 차가 있는 금속판(TB1)을 제조하는 것을 포함하는, 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 워크 롤을 사이에 두고 상기 제2 워크 롤과 반대측에 배치되고, 상기 제1 워크 롤에 접하는 제1 백업 롤과, 상기 제2 워크 롤을 사이에 두고 상기 제1 워크 롤과 반대측에 배치되고, 상기 제2 워크 롤에 접하는 제2 백업 롤을 상기 가공기(50)에 설치하고,
    상기 두께 차가 있는 금속판(TB1)을 제조할 때, 상기 제1 워크 롤에 있어서의 반경이 일정한 영역이 상기 제1 백업 롤과 접하는 범위 내에서 상기 제1 워크 롤을 정역 회전시키고, 상기 제2 워크 롤에 있어서의 반경이 일정한 영역이 상기 제2 백업 롤과 접하는 범위 내에서 상기 제2 워크 롤을 정역 회전시켜, 상기 절단판(B)을 가공하는, 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법.
  3. 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법이며,
    금속판을 소정 형상으로 절단하여 절단판(B)을 제조하는 것과,
    제1 워크 롤과, 회전 축선의 주위 방향 또는 축 방향으로 반경이 변화된 제2 워크 롤을 구비하는 제1 가공기(20)와, 상기 제1 가공기의 제1 및 제2 워크 롤과 형상이 상이한 한 쌍의 워크 롤을 구비하는 제2 가공기(30)에 의해 상기 절단판(B)을 순차 압연 및 단조 중 적어도 한쪽에 의해 가공함으로써, 판 두께 방향과 직교하는 상이한 2방향으로 판 두께가 변화된 두께 차가 있는 금속판(TB2)을 제조하는 것을 포함하는, 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 두께 차가 있는 금속판(TB2)을 제조할 때, 상기 제1 가공기(20)에 있어서의 상기 절단판의 이송 방향을, 상기 제2 가공기(30)에 있어서의 상기 절단판의 이송 방향과 상이한 방향으로 변경하는, 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 워크 롤을 사이에 두고 상기 제2 워크 롤과 반대측에 배치되고, 상기 제1 워크 롤에 접하는 제1 백업 롤과, 상기 제2 워크 롤을 사이에 두고 상기 제1 워크 롤과 반대측에 배치되고, 상기 제2 워크 롤에 접하는 제2 백업 롤을 상기 제1 가공기(20)에 설치하고,
    상기 두께 차가 있는 금속판(TB2)을 제조할 때, 상기 제1 워크 롤에 있어서의 반경이 일정한 영역이 상기 제1 백업 롤과 접하는 범위 내에서 상기 제1 워크 롤을 정역 회전시키고, 상기 제2 워크 롤에 있어서의 반경이 일정한 영역이 상기 제2 백업 롤과 접하는 범위 내에서 상기 제2 워크 롤을 정역 회전시켜, 상기 절단판을 가공하는, 두께 차가 있는 금속판의 제조 방법.
  6. 프레스 부품의 제조 방법이며,
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해, 일부에 가공이 실시된 두께 차가 있는 금속판(TB1, TB2, 82)을 제조하는 것과,
    상기 일부에 가공이 실시된 두께 차가 있는 금속판(TB1, TB2, 82)에 있어서의 가공이 실시되어 있지 않은 부위에 대해 냉간에서 프레스에 의한 굽힘 가공을 실시하여 프레스 부품을 제조하는 것을 포함하는, 프레스 부품의 제조 방법
  7. 두께 차가 있는 금속판을 제조하는 가공기이며,
    제1 워크 롤과,
    회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 변화된 제2 워크 롤을 포함하는, 가공기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 워크 롤은, 회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 일정하게 된 제2 롤 본체와, 상기 제2 롤 본체의 외주면의 일부에 탈착 가능하게 설치된 제2 캠부를 구비하고 있는, 가공기.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 워크 롤은, 회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 변화되어 있는, 가공기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 워크 롤은, 회전 축선의 주위 방향 및 축 방향으로 반경이 일정하게 된 제1 롤 본체와, 상기 롤 본체의 외주면의 일부에 탈착 가능하게 설치된 제1 캠부를 구비하고 있는, 가공기.
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