WO2021106511A1 - 車両用ドアビームおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2021106511A1
WO2021106511A1 PCT/JP2020/041184 JP2020041184W WO2021106511A1 WO 2021106511 A1 WO2021106511 A1 WO 2021106511A1 JP 2020041184 W JP2020041184 W JP 2020041184W WO 2021106511 A1 WO2021106511 A1 WO 2021106511A1
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WO
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flange
door beam
extruded material
press
vehicle door
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Application number
PCT/JP2020/041184
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English (en)
French (fr)
Inventor
秀樹 石飛
橋本　成一
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00—Doors
    • B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
    • B60J5/042—Reinforcement elements
    • B60J5/0422—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
    • B60J5/0438—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by the type of elongated elements
    • B60J5/0443—Beams
    • B60J5/0444—Beams characterised by a special cross section
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/14—Making other products
    • B21C23/142—Making profiles

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle door beam and a method for manufacturing the same.
  • the vehicle door beam is a part for preventing a colliding object from entering the vehicle interior space in the event of a side collision, and is arranged between the inner panel and the outer panel of the vehicle door.
  • Vehicle door beams may be made of extruded aluminum alloy with an emphasis on lightness.
  • Such a door beam is composed of, for example, an outer flange, an inner flange, and a pair of webs connecting them.
  • brackets are attached to both ends of the inner flange in the longitudinal direction by bolts or welding, and then the inner flange is attached to the inner panel via the bracket. After that, the outer flange and the outer panel are joined with an adhesive.
  • an adhesive joint is also referred to as a mastic portion.
  • a ridge portion is formed on the outer flange of the door beam, and the ridge portion is cut as necessary to adjust the distance between the outer flange and the outer panel.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle door beam that can be easily installed with high dimensional accuracy and a method for manufacturing the same.
  • the first aspect of the present invention is a vehicle door beam which is arranged between an outer panel and an inner panel of a vehicle door and is made of an extruded material made of an aluminum alloy, and has an outer flange facing the outer panel.
  • An inner flange facing the inner panel, a pair of webs connecting the outer flange and the inner flange are provided, and a closed cross section is defined by the outer flange, the inner flange, and the pair of webs.
  • the outer flange has an outer central portion forming a part of the closed cross section and an outer protruding portion projecting to the outside of the closed cross section, and the inner flange or the outer flange has a longitudinal direction.
  • a press-processed mounting portion is formed at least at one end so as to be a mounting portion for the inner panel, and the outer protruding portion is pressed so as to be a mastic portion for the outer panel.
  • a vehicle door beam in which a press processing portion for a mastic is formed.
  • the mounting press-processed portion formed integrally with the vehicle door beam functions as the mounting portion, so that it is not necessary to assemble additional parts such as brackets to the mounting press-processed portion. Therefore, in the mounting press-processed portion, dimensional variation due to assembly of additional parts such as brackets does not occur. Further, since the mounting press-processed portion and the mastic press-processed portion are press-processed, high dimensional accuracy can be ensured. Therefore, the tension rigidity and the dent resistance of the outer panel can be improved. This is because the amount of springback is large and high dimensional accuracy cannot be ensured in general bending, whereas the amount of springback can be reduced in press working because plastic deformation occurs. Therefore, it is possible to provide a vehicle door beam that can be easily installed with high dimensional accuracy.
  • the inner flange or the outer flange may be formed with the mounting press-processed portions at both ends in the longitudinal direction.
  • the vehicle door beam can be attached to the inner panel without the need for brackets at both ends in the longitudinal direction.
  • the vehicle door beam is attached to the inner panel at both ends in the longitudinal direction.
  • the brackets can be omitted at both ends in the longitudinal direction.
  • both ends in the longitudinal direction except for the mounting press-processed portion and the mastic press-processed portion may be removed.
  • the weight of the inner flange and the outer flange can be reduced by leaving the part necessary for attaching the vehicle door beam and the part necessary for maintaining the strength.
  • the parts required for mounting the vehicle door beam refer to the mounting press working part and the mastic press working part, and these are the parts necessary for mounting the vehicle door beam to the inner panel and the outer panel, respectively.
  • the portion required for maintaining the strength is the central portion in the longitudinal direction, which is a portion to which a large bending moment is applied and which greatly contributes to the bending strength.
  • the vehicle door beam may be made of an extruded material made of a 6000 series or 7000 series aluminum alloy.
  • a high-strength vehicle door beam can be realized by using a high-strength 6000 series or 7000 series aluminum alloy extruded material.
  • the outer protruding portion may be thinner than the central portion of the outer.
  • the thickness of the outer protrusion to be pressed can be reduced, and the workability can be improved. Especially in extruded materials, such partial thickness change is easy.
  • a second aspect of the present invention is a method for manufacturing a vehicle door beam arranged between an outer panel and an inner panel of a vehicle door, in which an extruded material is formed by extruding a material made of an aluminum alloy.
  • the extruded material includes an outer flange facing the outer panel, an inner flange facing the inner panel, and a pair of webs connecting the outer flange and the inner flange, and the outer flange, the inner flange, and the like.
  • a closed cross section is defined by the pair of webs, and the outer flange has an outer central portion constituting the closed cross section and an outer protruding portion projecting to the outside of the closed cross section, and a predetermined extruded material is provided.
  • a press-processed portion for mounting which is a mounting portion for the inner panel is formed on the inner flange or the outer flange at at least one end in the longitudinal direction. Then, at the same time or in the same step, there is provided a method for manufacturing a door beam for a vehicle, which comprises forming a press-processed portion for mastic, which is a mastic portion for the outer panel, on the protruding portion of the outer.
  • the extruded material is made of a 6000 series or 7000 series aluminum alloy, and may be subjected to a heat softening treatment before or during the press working.
  • the heat softening treatment includes a restoration treatment by high heat, a solution treatment, and the like, and also includes warm molding in which press working is performed at a high temperature.
  • the extruded material is made of a 6000 series or 7000 series aluminum alloy, and the cutting of the extruded material is performed immediately after the formation of the extruded material, and the press is performed after the cutting and before the natural aging of the extruded material proceeds. Processing may be performed.
  • a high-strength 6000 series or 7000 series aluminum alloy extruded material is cut and pressed before the extruded material is hardened to a certain extent by natural aging. Therefore, cracking due to cutting and pressing can be suppressed.
  • the press working is performed before the Vickers hardness of the extruded material becomes 80 Hv or more.
  • the press-processed mounting press-processed portion and the mastic press-processed portion are integrally formed on the vehicle door beam, so that the vehicle can be easily mounted with high dimensional accuracy. It can be carried out.
  • FIG. 1 An exploded perspective view of a vehicle door.
  • the first perspective view of the door beam for a vehicle which concerns on embodiment of this invention.
  • the end view perpendicular to the longitudinal direction in the central portion of the vehicle door beam in the longitudinal direction.
  • the schematic cross-sectional view which shows the mounting mode of the door beam for a vehicle on the rear side of a vehicle.
  • a conceptual diagram of a manufacturing apparatus that executes a method for manufacturing a vehicle door beam.
  • FIG. 3 is an end view perpendicular to the longitudinal direction in the central portion of the vehicle door beam of the first modification in the longitudinal direction.
  • FIG. 3 is an end view perpendicular to the longitudinal direction in the central portion of the vehicle door beam of the second modification in the longitudinal direction.
  • FIG. 3 is an end view perpendicular to the longitudinal direction in the central portion of the vehicle door beam of the third modification in the longitudinal direction.
  • FIG. 3 is an end view perpendicular to the longitudinal direction in the central portion of the vehicle door beam of the fourth modification in the longitudinal direction.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a first modification of the mounting mode of the vehicle door beam on the front side of the vehicle.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a second modification of the mounting mode of the vehicle door beam on the front side of the vehicle.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a first modification of the mounting mode of the vehicle door beam on the rear side of the vehicle.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a second modification of the mounting mode of the vehicle door beam on the rear side of the vehicle.
  • a vehicle door beam 4 extending in the front-rear direction of the vehicle is arranged between the inner panel 2 and the outer panel 3 in the vehicle width direction.
  • the vehicle door beam 4 shown in FIG. 1 is a conventional one different from the present embodiment.
  • the vehicle door beam 4 is a metal pipe having a circular cross section.
  • the vehicle door beam 4 is attached to the inner panel 2 via the bracket 5 at both ends in the longitudinal direction (vehicle front-rear direction).
  • the X direction indicates the front of the vehicle
  • the Y direction indicates the outside in the width direction of the vehicle
  • the Z direction indicates the upper side of the vehicle.
  • the configuration of the vehicle door beam (hereinafter, also simply referred to as a door beam) 10 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
  • the door beam 10 of the present embodiment has the same arrangement as the conventional door beam 4 of FIG. 1, but differs in shape and mounting mode.
  • the door beam 10 of the present embodiment does not require the bracket 5 as shown in FIG. 1 when it is attached to the inner panel 2.
  • press working is applied to the door beam 10 as described later.
  • the door beam 10 is made of an extruded material made of an aluminum alloy, preferably made of an extruded material made of a 6000 series or 7000 series aluminum alloy.
  • a high-strength door beam 10 can be realized by using an extruded material made of a high-strength 6000 series or 7000 series aluminum alloy.
  • the door beam 10 includes a pair of webs 13a connecting the outer flange 11 facing the outer panel 3 (see FIG. 1), the inner flange 12 facing the inner panel 2 (see FIG. 1), and the outer flange 11 and the inner flange 12. , 13b.
  • the outer flange 11 and the inner flange 12 are arranged in parallel with each other.
  • the pair of webs 13a and 13b are arranged parallel to each other and perpendicular to both flanges 11 and 12.
  • the outer flange 11 and the inner flange 12 extend in the vertical direction of the vehicle and have a surface perpendicular to the vehicle width direction.
  • the pair of webs 13a and 13b extend in the vehicle width direction and have a surface perpendicular to the vehicle in the vertical direction.
  • a rectangular closed cross-section portion 14 is defined by an outer flange 11, an inner flange 12, and a pair of webs 13a and 13b.
  • the outer flange 11 has an outer central portion 11a forming a part of the closed cross-section portion 14 and an outer protruding portion 11b projecting to the outside of the closed cross-section portion 14.
  • the inner flange 12 has an inner central portion 12a forming a part of the closed cross-section portion 14 and an inner protruding portion 12b projecting to the outside of the closed cross-section portion 14.
  • the closed cross-section portion 14 is defined by an outer central portion 11a, an inner central portion 12a, and a pair of webs 13a and 13b.
  • the outer protruding portion 11b is thinner than the outer central portion 11a.
  • the inner protruding portion 12b is thinner than the inner central portion 12a.
  • the outer protruding portion 11b may be 2.0 mm
  • the outer central portion 11a may be 3.7 mm
  • the inner protruding portion 12b may be 2.2 mm
  • the inner central portion 12a may be 4.0 mm.
  • the amount of protrusion of the outer protruding portion 11b and the inner protruding portion 12b from the closed cross-sectional portion 14 may both be 26 mm.
  • the inner flange 12 is formed with a mounting press-processed portion 15 press-processed so as to be a mounting portion with respect to the inner panel 2 at both ends in the longitudinal direction.
  • the mounting press working portion 15 includes a front mounting portion 15a formed on the front side of the vehicle and a rear mounting portion 15b formed on the rear side of the vehicle.
  • the front mounting portion 15a is formed by crushing a pair of webs 13a and 13b so that the inner flange 12 comes close to the outer flange 11. In other words, the position of the outer flange 11 is not changed by the press working, and only the position of the inner flange 12 is changed by the press working.
  • the front mounting portion 15a is formed with screw holes 15c for mounting on the inner panel 2.
  • the rear mounting portion 15b is formed by pressing the outer protruding portion 11b and the outer central portion 11a toward the inside in the vehicle width direction, respectively.
  • the inner flange 12 and the pair of webs 13a and 13b are partially cut out at the rear end of the vehicle in order to press the outer central portion 11a.
  • the rear mounting portion 15b is also formed with a screw hole 15d for mounting on the inner panel 2.
  • the mounting press working portions 15 are provided at both ends in the longitudinal direction, but the mounting press working portions 15 are provided only at one end in the longitudinal direction. May be good.
  • the door beam 10 may be attached to the inner panel 2 via the bracket 5 as shown in FIG. 1 at the end portion on the side where the mounting press working portion 15 is not provided.
  • the outer protruding portion 11b of the outer flange 11 is formed with a mastic press-processed portion 16 press-processed so as to be a mastic portion with respect to the outer panel 3.
  • the mastic press working portion 16 is provided at a substantially central portion in the longitudinal direction of the door beam 10, and is formed by pressing the outer protruding portion 11b toward the outside in the vehicle width direction.
  • the mastic press processing portions 16 are formed in a substantially semicircular shape at a plurality of locations (five locations in the present embodiment) at the edges of the outer protruding portions 11b.
  • the mastic press working portion 16 is provided with a recess 16a so that the adhesive can be collected on the surface facing the outer panel 3. However, if the adhesive has a high viscosity, the recess 16a may not be provided.
  • the outer central portion 11a is not provided with the mastic press processing portion 16.
  • both ends of the inner flange 12 and the outer flange 11 in the longitudinal direction except for the mounting press working portion 15 and the mastic press working portion 16 are trimmed (removed).
  • both ends in the longitudinal direction indicate a portion having a length of about 1/3 or 1/4 from both ends with respect to the total length in the longitudinal direction of the door beam 10.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a mounting mode of the door beam 10 on the front side of the vehicle
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a mounting mode of the door beam 10 on the rear side of the vehicle.
  • the door beam 10 is attached to the inner panel 2 by the front attachment portion 15a.
  • the size of the front mounting portion 15a in the vehicle width direction is adjusted with high accuracy by press working, and the front mounting portion 15a is in contact with the inner panel 2.
  • the front mounting portion 15a is mounted on the inner panel 2 by bolting through a screw hole 15c (see FIG. 3).
  • the door beam 10 is attached to the inner panel 2 and the outer panel 3 by the rear attachment portion 15b and the mastic press processing portion 16, respectively.
  • the size of the rear mounting portion 15b in the vehicle width direction is adjusted with high accuracy by press working, and the rear mounting portion 15b is in contact with the inner panel 2.
  • the rear mounting portion 15b is mounted on the inner panel 2 by bolting through a screw hole 15d (see FIG. 3).
  • the press working portion 16 for mastic is adjusted in the dimension in the vehicle width direction with high accuracy by the press working, and is in contact with the outer panel 3.
  • the mastic press working portion 16 is coated with an adhesive (mastic material) and adhered to the outer panel 3.
  • the door beam 10 is attached to the outer panel 3 by the mastic press working portion 16 in the central portion in the longitudinal direction.
  • the mastic press working portion 16 is also bonded to the outer panel 3 in the central portion in the longitudinal direction by adjusting the dimensions in the vehicle width direction with high accuracy by pressing.
  • the mounting press working portion 15 integrally formed with the door beam 10 functions as the mounting portion, it is not necessary to assemble additional parts such as the bracket 5 (see FIG. 1). Therefore, in the mounting press working portion 15, dimensional variation due to assembly of additional parts such as the bracket 5 does not occur. Further, since the mounting press working portion 15 and the mastic press working portion 16 are press working, high dimensional accuracy can be ensured, and the tension rigidity and dent resistance of the outer panel 3 can be improved. This is because the amount of springback is large and high dimensional accuracy cannot be ensured in general bending, whereas the amount of springback can be reduced in press working because plastic deformation occurs. Therefore, it is possible to provide the door beam 10 that can be easily attached with high dimensional accuracy.
  • the bracket 5 is attached to both ends in the longitudinal direction.
  • the door beam 10 can be attached to the inner panel 2 without any need.
  • the weight of the door beam 10 is reduced by removing both ends in the longitudinal direction except for the mounting press-processed portion 15 and the mastic press-processed portion 16. That is, the weight is reduced by leaving the portion necessary for attaching the door beam 10 and the portion necessary for maintaining the strength.
  • the parts required for mounting the door beam 10 refer to the mounting press working portion 15 and the mastic press working portion 16, which are necessary for mounting the door beam 10 on the inner panel 2 and the outer panel 3, respectively.
  • the portion required for maintaining the strength is the central portion in the longitudinal direction, which is a portion to which a large bending moment is applied and which greatly contributes to the bending strength.
  • outer protruding portion 11b is formed thinner than the outer central portion 11a, press working is easy. That is, the workability is improved by reducing the thickness of the outer protruding portion 11b to be press-processed. Especially in extruded materials, such partial thickness change is easy.
  • FIG. 7 shows a manufacturing apparatus 100 used in the manufacturing method of the door beam 10.
  • the manufacturing apparatus 100 includes an extruder 110, a cutting machine 120, a robot arm 130, and a press machine 140.
  • the extruder 110 is a machine that extrudes an extruded material 10 made of an aluminum alloy.
  • the cutting machine 120 is a machine that cuts the extruded material 10 extruded from the extruder 110.
  • the cutting machine 120 is configured to be movable in the extrusion direction of the extruder 110.
  • the robot arm 130 is a machine that transports the extruded material 10 cut by the cutting machine 120 to the press machine 140.
  • the press machine 140 is a machine that presses the extruded material 10.
  • the same reference numeral 10 is used for the door beam and the extruded material, because the extruded material is processed into a door beam.
  • a material made of an aluminum alloy is extruded from the extruder 110.
  • the extruded material 10 made of an aluminum alloy is formed.
  • the extruded material 10 includes an outer flange 11 facing the outer panel 3, an inner flange 12 facing the inner panel 2, and a pair of webs 13a and 13b connecting the outer flange 11 and the inner flange 12.
  • the closed cross-section portion 14 is defined by the outer flange 11, the inner flange 12, and the pair of webs 13a and 13b.
  • the outer flange 11 has an outer central portion 11a constituting the closed cross-section portion 14 and an outer protruding portion 11b projecting to the outside of the closed cross-section portion 14.
  • the inner flange 12 has an inner central portion 12a forming a closed cross-section portion and an inner protruding portion 12b protruding to the outside of the closed cross-section portion.
  • the extruded material 10 is cut to a predetermined length suitable for the door beam 10 by the cutting machine 120 (see FIG. 7).
  • the cutting machine 120 cuts the extruded material 10 at an inclination rather than perpendicular to the longitudinal direction.
  • the extruded material 10 is cut so that the inner flange 12 is shorter than the outer flange 11.
  • the inner flange 12 and the pair of webs 13a and 13b may be partially cut out at the end.
  • the rear mounting portion 15b (see FIG. 11) can be easily formed by press working described later.
  • the extruded material 10 cut by the cutting machine 120 is transported to the press machine 140 (see FIG. 7) by the robot arm 130 (see FIG. 7).
  • the cut extruded material 10 is pressed by the press machine 140 as follows.
  • the extruded material 10 is pressed to form the mounting press working portion 15 and the mastic press working portion 16.
  • the die 141 set in the press machine 140 is used.
  • the mold 141 includes an integrated lower mold 142 and a plurality of divided upper molds 143.
  • the extruded material 10 after being pressed using the die 141 is shown.
  • the upper die 143 is lowered while the outer flange 11 is placed on the lower die 142 to perform the press working.
  • the lower mold 142 has a flat surface 142a on the upper surface and a recess 142b having a concave shape with respect to the flat surface 142a.
  • the recess 142b is provided corresponding to the mastic press working portion 16. Further, the lower mold 142 is provided with a plurality of positioning pins 142d for positioning the extruded member 10.
  • the upper mold 143 has the first to fourth punches 144 to 147.
  • the first to third punches 144 to 146 are portions for forming the mastic press working portion 16, and the outer protruding portion 11b is pressed. Although details are not shown, the first to third punches 144 to 146 each have a convex portion on the lower surface corresponding to the concave portion 142b of the lower mold 142.
  • the deformation amount (pushing amount) of the press working is determined by the depth of the concave portion 142b and the height of the corresponding convex portion. By adjusting the deformation amount (pushing amount), the distance between the outer panel 3 (see FIG. 1) and the mastic press working portion 16 when the door beam 10 is attached to the outer panel 3 can be reduced. That is, the door beam 10 can be attached to the outer panel 3 with high accuracy.
  • the fourth punch 147 is a portion forming the front mounting portion 15a. At this time, a screw hole 15c may be formed in the front mounting portion 15a at the same time.
  • the fourth punch 147 has a curved pressing surface 147a and a flat pressing surface 147b on the lower surface.
  • the pressing surfaces 147a and 147b are continuous.
  • the fourth punch 147 presses the inner flange 12 with the pressing surfaces 147a and 147b, and crushes the pair of webs 13a and 13b. In the press working with the fourth punch 147, the distance between the inner panel 2 and the front mounting portion 15a when the door beam 10 is mounted on the inner panel 2 can be reduced by adjusting the crushing amount. That is, the door beam 10 can be attached to the inner panel 2 with high accuracy.
  • the front mounting portion 15a is formed on the inner flange 12 at one end in the longitudinal direction (or in the same process), and at the same time, the mastic press working portion 16 is formed on the outer protruding portion 11b. Therefore, the dimension of the distance between the front mounting portion 15a and the mastic press working portion 16 can be accurately defined in the vehicle width direction.
  • the rear mounting portion 15b is also formed by press working. At this time, a screw hole 15d may be formed in the rear mounting portion 15b at the same time.
  • FIG. 11 the extruded material 10 after being pressed using the die 141 is shown.
  • the upper die 143 is lowered while the inner flange 12 is placed on the lower die 142 to perform the press working.
  • the lower mold 142 shown in FIG. 11 is the same as that shown in FIG.
  • the lower mold 142 has a recess 142c having a concave shape with respect to the flat surface 142a.
  • the recess 142c is provided corresponding to the mounting press working portion 15 (rear mounting portion 15b).
  • the upper die 143 has a fifth punch 148.
  • the fifth punch 148 has a convex portion 148a on the lower surface corresponding to the concave portion 142c of the lower mold 142. Therefore, the rear mounting portion 15b is formed so as to be sandwiched between the concave portion 142c and the convex portion 148a.
  • the mounting press working portion 15 and the mastic press working portion 16 are formed on the extruded material 10, and the door beam 10 is formed.
  • the vehicle door beam 10 that can be easily attached with high dimensional accuracy can be manufactured.
  • the mounting press working portion 15 and the mastic press working portion 16 are formed at the same time (or in the same process), the manufacturing process can be simplified and the dimensional accuracy can be further improved.
  • the extruded material 10 is made of a 6000 series or 7000 series aluminum alloy, and is subjected to a heat softening treatment before or during the press working.
  • the heat softening treatment includes a restoration treatment by high heat, a solution treatment, and the like, and also includes warm molding in which press working is performed at a high temperature.
  • the heat softening treatment suppresses cracking, residual stress, or stress corrosion cracking (SCC) caused by a corrosive environment when pressing a high-strength 6000 series or 7000 series aluminum alloy extruded material. it can.
  • Extruded materials made of aluminum alloy generally have high strength, and in particular, extruded materials made of high-strength 6000 series or 7000 series aluminum alloy are usually not suitable for press working which may be accompanied by cracks and the like. However, by devising the heat softening treatment, cracking and the like are suppressed to enable press working on an extruded material made of high-strength aluminum alloy.
  • the extruded material 10 is made of a 6000 series or 7000 series aluminum alloy, and the extruded material 10 is cut immediately after the extruded material 10 is formed (that is, immediately after being extruded from the extruder 110), and after cutting.
  • press working is performed before the natural aging of the extruded material 10 is completed. More preferably, the press working is performed before the natural aging progresses. Preferably, the press working is performed before the Vickers hardness of the extruded material 10 becomes 80 Hv or more.
  • the extruded material made of high-strength 6000 series or 7000 series aluminum alloy can be cut and pressed before the extruded material is hardened by natural aging. Therefore, cracking due to cutting and pressing can be suppressed.
  • the cross-sectional shape of the door beam 10 is not limited to that of the above embodiment and may be various.
  • the inner protrusion 12b (see FIG. 4) may be omitted in the cross-sectional shape of the door beam 10.
  • the outer protruding portion 11b can be easily pressed and the door beam 10 can be further reduced in weight.
  • the outer protruding portion 11b may be provided only on one of the upper and lower sides of the closed cross-sectional portion 14.
  • the outer protruding portion 11b extending upward of the closed cross-sectional portion 14 is provided, and the outer protruding portion extending downward is omitted.
  • the outer protruding portion 11b is not completely omitted unlike the inner protruding portion, and is necessary for forming the press-processed portion 16 for mastic.
  • three parallel webs 13a to 13c may be provided in the cross-sectional shape of the door beam 10.
  • all three webs 13a to 13c are arranged in parallel, but the arrangement mode of the webs 13a to 13c is not particularly limited and may be arranged in any manner. Further, the number of webs is not particularly limited, and four or more webs may be provided.
  • the outer central portion 11a may be curved in the cross-sectional shape of the door beam.
  • the shape of the closed cross-section portion 14 is substantially trapezoidal due to the curvature of the outer central portion 11a.
  • the shape of the closed cross-section portion 14 is not limited to a rectangle, and may be a trapezoid or an arbitrary shape.
  • the mounting mode of the door beam 10 is not limited to that of the above embodiment, and may be various.
  • the outer flange 11 facing the front mounting portion 15a and the pair of webs 13a and 13b connected to the outer flange 11 may be cut out and removed.
  • the inner flange 12 is left at the end portion on the front side of the vehicle, and the inner flange 12 can be press-processed to easily form the front mounting portion 15a.
  • the mounting press working portion 15 may be formed on the outer flange 11 instead of the inner flange 12.
  • the inner flange 12 and the pair of webs 13a and 13b are cut out and removed at the front end of the vehicle.
  • the outer flange 11 is left at the end portion on the front side of the vehicle, and the outer flange 11 can be press-processed to easily form the front mounting portion 15a.
  • the rear mounting portion 15b may be formed only on the inner central portion 12a or only on the inner protruding portion 12b on the rear side of the vehicle.
  • FIG. 18 shows an example in which the rear mounting portion 15b is formed only in the inner central portion 12a
  • FIG. 19 shows an example in which the rear mounting portion 15b is formed only in the inner protruding portion 12b.

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Abstract

ドアビーム１０は、アウターフランジ１１と、インナーフランジ１２と、アウターフランジ１１およびインナーフランジ１２を連結する一対のウエブ１３ａ，１３ｂとを備える。アウターフランジ１１、インナーフランジ１２、および一対のウエブ１３ａ，１３ｂにより閉断面部１４が画定されている。アウターフランジ１１は、閉断面部１４を構成するアウター中央部１１ａと、閉断面部１４の外側に突出したアウター突出部１１ｂとを有している。インナーフランジ１２には、長手方向の両端部においてインナーパネル２に対する取付部となるようにプレス加工された取付用プレス加工部１５が形成されている。アウター突出部１１ｂには、アウターパネル３に対する取付部となるようにプレス加工されたマスチック用プレス加工部１６が形成されている。

Description

車両用ドアビームおよびその製造方法
　本発明は、車両用ドアビームおよびその製造方法に関する。
　車両用ドアビームは、側面衝突時に衝突物が車室空間に侵入するのを防止するための部品であり、車両用ドアのインナーパネルとアウターパネルとの間に配置される。車両用ドアビームは、軽量性を重視してアルミニウム合金製の押出材からなる場合がある。そのようなドアビームは、例えば、アウターフランジと、インナーフランジと、それらを連結する一対のウエブとから構成される。
　一般的な車両用ドアの組立工程では、インナーフランジの長手方向両端部にブラケットをボルトまたは溶接等で組み付けた後、ブラケットを介してインナーパネルにインナーフランジを取り付ける。その後、アウターフランジとアウターパネルを接着剤で接合する。このような接着剤による接合部をマスチック部とも称する。アウターフランジがマスチック部にてアウターパネルに接合されることで、アウターパネルの張り剛性および耐デント性が確保される。例えば、そのようなドアビームが特許文献１，２に開示されている。
特開２０１８－９００６１号公報 特開２０１９－７３０４４号公報
　特許文献１のドアビームは、ドアビームにブラケットを組み付けた後にブラケットを介してドアビームをインナーパネルに取り付ける。そのため、ブラケットの組み付けに伴う寸法ばらつきが発生するおそれがある。車両用ドアにおいては、張り剛性および耐デント性の観点から、アウターパネルとアウターフランジとの間隔を小さく一定に保つことが好ましい。しかし、ブラケットの組み付けに伴う寸法ばらつきが生じると、アウターパネルとアウターフランジとの間隔を小さく一定に保つことが難しい。従って、ブラケットを介したドアビームの取り付けでは、製品不良を低減できず、検査工程および矯正工程が必要になるおそれがある。
　特許文献２のドアビームは、ドアビームのアウターフランジに凸条部を形成し、必要に応じて凸条部を切削してアウターフランジとアウターパネルとの間隔を調整する。これにより上記寸法ばらつきに伴う問題の改善を図ることができるが、切削加工に伴って工数が増加するとともに切削部の曲げ強度が低下するおそれがある。
　本発明は、高い寸法精度で簡易に取り付けを行うことができる車両用ドアビームおよびその製造方法を提供することを課題とする。
　本発明の第１の態様は、車両用ドアのアウターパネルとインナーパネルとの間に配置され、アルミニウム合金製の押出材からなる車両用ドアビームであって、前記アウターパネルと対向するアウターフランジと、前記インナーパネルと対向するインナーフランジと、前記アウターフランジおよび前記インナーフランジを連結する一対のウエブとを備え、前記アウターフランジ、前記インナーフランジ、および前記一対のウエブにより閉断面部が画定されており、前記アウターフランジは、前記閉断面部の一部を構成するアウター中央部と、前記閉断面部の外側に突出したアウター突出部とを有し、前記インナーフランジまたは前記アウターフランジには、長手方向の少なくとも一端部において前記インナーパネルに対する取付部となるようにプレス加工された取付用プレス加工部が形成されており、前記アウター突出部には、前記アウターパネルに対するマスチック部となるようにプレス加工されたマスチック用プレス加工部が形成されている、車両用ドアビームを提供する。
　この構成によれば、車両用ドアビームと一体的に形成された取付用プレス加工部が取付部として機能するので、取付用プレス加工部にはブラケットなどの追加部品を組み付ける必要がない。従って、取付用プレス加工部では、ブラケットなどの追加部品の組み付けに伴う寸法ばらつきも生じない。また、取付用プレス加工部およびマスチック用プレス加工部はプレス加工されているので、高い寸法精度を確保できる。従って、アウターパネルにおける張り剛性および耐デント性を向上できる。これは、一般的な曲げ成形ではスプリングバック量が大きく高い寸法精度を確保できないのに対し、プレス加工では塑性変形が生じるためにスプリングバック量を小さくできるためである。よって、高い寸法精度で簡易に取り付けを行うことができる車両用ドアビームを提供できる。
　前記インナーフランジまたは前記アウターフランジには、長手方向の両端部において前記取付用プレス加工部が形成されていてもよい。
　この構成によれば、長手方向の両端部においてブラケットを不要にして車両用ドアビームをインナーパネルに取り付けることができる。一般にインナーパネルに対する車両用ドアビームの取り付けは、長手方向の両端部で行われる。上記構成では、長手方向の両端部において取付部となる取付用プレス加工部が形成されているので、長手方向の両端部においてブラケットを省略できる。
　前記インナーフランジおよび前記アウターフランジでは、前記取付用プレス加工部および前記マスチック用プレス加工部を除く長手方向両端部がそれぞれ除去されていてもよい。
　この構成によれば、インナーフランジおよびアウターフランジにおいて、車両用ドアビームの取り付けに必要な部分と、強度維持のために必要な部分とを残して軽量化できる。ここで、車両用ドアビームの取り付けに必要な部分とは、取付用プレス加工部およびマスチック用プレス加工部のことをいい、これらは車両用ドアビームをインナーパネルおよびアウターパネルにそれぞれ取り付けるために必要な部分である。強度維持のために必要な部分とは、長手方向中央部のこといい、これは大きな曲げモーメントがかかる部分であり、曲げ強度に大きく寄与する部分である。
　前記車両用ドアビームは、６０００系または７０００系のアルミニウム合金製の押出材からなってもよい。
　この構成によれば、高強度の６０００系または７０００系のアルミニウム合金製の押出材を使用することにより、高強度の車両用ドアビームを実現できる。
　前記アウター突出部は、前記アウター中央部よりも薄くてもよい。
　この構成によれば、プレス加工が施されるアウター突出部の厚みを薄くすることができ、加工性を向上させることができる。特に押出材では、このような部分的な厚みの変更が容易である。
　本発明の第２の態様は、車両用ドアのアウターパネルとインナーパネルとの間に配置される車両用ドアビームの製造方法であって、アルミニウム合金製の材料を押し出すことにより押出材を形成し、前記押出材は、前記アウターパネルと対向するアウターフランジと、前記インナーパネルと対向するインナーフランジと、前記アウターフランジおよび前記インナーフランジを連結する一対のウエブとを備え、前記アウターフランジ、前記インナーフランジ、および前記一対のウエブにより閉断面部が画定され、前記アウターフランジは前記閉断面部を構成するアウター中央部と前記閉断面部の外側に突出したアウター突出部とを有し、前記押出材を所定の長さに切断し、切断された前記押出材をプレス加工することにより、長手方向の少なくとも一端部において前記インナーパネルに対する取付部となる取付用プレス加工部を前記インナーフランジまたは前記アウターフランジに形成すると同時または同工程にて、前記アウターパネルに対するマスチック部となるマスチック用プレス加工部を前記アウター突出部に形成することを含む、車両用ドアビームの製造方法を提供する。
　この方法によれば、前述のようにして、高い寸法精度で簡易に取り付けを行うことができる車両用ドアビームの製造方法を提供できる。特に、上記方法では、取付用プレス加工部と、マスチック用プレス加工部とを同時または同工程にて形成するため、製造工程を簡略化できるとともに寸法精度を一層向上できる。
　前記押出材は、６０００系または７０００系のアルミニウム合金製であり、前記プレス加工前または前記プレス加工中に熱軟化処理を施してもよい。
　この方法によれば、熱軟化処理により、高強度の６０００系または７０００系のアルミニウム合金製の押出材に対してプレス加工を行う際の割れ、残留応力、または腐食環境に起因する応力腐食割れ（ＳＣＣ）などを抑制できる。アルミニウム合金製の押出材は一般に強度が高く、特に高強度の６０００系または７０００系のアルミニウム合金製の押出材は割れなどを伴うおそれのあるプレス加工に通常は適さない。しかし、上記方法では、熱軟化処理の工夫によって割れなどを抑制して高強度のアルミニウム合金製の押出材に対するプレス加工を可能にしている。ここで、熱軟化処理には、高熱による復元処理または溶体化処理などが含まれるとともに、高温でプレス加工を行う温間成形も含まれる。
　前記押出材は、６０００系または７０００系のアルミニウム合金製であり、前記押出材の前記切断を前記押出材の形成直後に行い、前記切断後かつ前記押出材の自然時効が進行する前に前記プレス加工を行ってもよい。
　この方法によれば、高強度の６０００系または７０００系のアルミニウム合金製の押出材に対し、押出材が自然時効により一定程度硬化する前に切断加工およびプレス加工を行う。従って、切断加工およびプレス加工に伴う割れを抑制できる。好ましくは、押出材のビッカース硬度が８０Ｈｖ以上になる前にプレス加工を行う。
　本発明によれば、車両用ドアビームおよびその製造方法において、プレス加工された取付用プレス加工部およびマスチック用プレス加工部を車両用ドアビームに一体的に形成するので、高い寸法精度で簡易に取り付けを行うことができる。
車両用ドアの分解斜視図。 本発明の実施形態に係る車両用ドアビームの第１斜視図。 本発明の実施形態に係る車両用ドアビームの第２斜視図。 車両用ドアビームの長手方向中央部における長手方向に垂直な端面図。 車両前方側における車両用ドアビームの取り付け態様を示す模式的な断面図。 車両後方側における車両用ドアビームの取り付け態様を示す模式的な断面図。 車両用ドアビームの製造方法を実行する製造装置の概念図。 切断加工後の押出材の斜視図。 トリム加工後の押出材の斜視図。 プレス加工で使用する金型の第１分解斜視図。 プレス加工で使用する金型の第２分解斜視図。 第１変形例の車両用ドアビームの長手方向中央部における長手方向に垂直な端面図。 第２変形例の車両用ドアビームの長手方向中央部における長手方向に垂直な端面図。 第３変形例の車両用ドアビームの長手方向中央部における長手方向に垂直な端面図。 第４変形例の車両用ドアビームの長手方向中央部における長手方向に垂直な端面図。 車両前方側における車両用ドアビームの取り付け態様の第１変形例を示す模式的な断面図。 車両前方側における車両用ドアビームの取り付け態様の第２変形例を示す模式的な断面図。 車両後方側における車両用ドアビームの取り付け態様の第１変形例を示す模式的な断面図。 車両後方側における車両用ドアビームの取り付け態様の第２変形例を示す模式的な断面図。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
　図１を参照して、一般的な車両用ドア１では、車幅方向においてインナーパネル２とアウターパネル３との間に、車両の前後方向に延びる車両用ドアビーム４が配置されている。図１に示す車両用ドアビーム４は、本実施形態とは異なる従来のものである。車両用ドアビーム４は、断面円形の金属パイプである。車両用ドアビーム４は、長手方向（車両前後方向）の両端部においてブラケット５を介してインナーパネル２に取り付けられている。ここで、Ｘ方向は車両の前方を示し、Ｙ方向は車両の幅方向外側を示し、Ｚ方向は車両の上方を示している。
　図２～４を参照して、本実施形態の車両用ドアビーム（以降、単にドアビームともいう。）１０の構成を説明する。本実施形態のドアビーム１０は、図１の従来のドアビーム４と配置は同じであるが、形状と取り付け態様が異なる。本実施形態のドアビーム１０では、インナーパネル２への取り付けに際し、図１に示すようなブラケット５が不要である。ブラケット５を不要にしてドアビーム１０を取り付けるためには、高い寸法精度を有するドアビーム１０を製造する必要がある。本実施形態では、高い寸法精度を確保するために、後述するようにドアビーム１０に対してプレス加工を適用している。
　図２，３を参照して、ドアビーム１０は、アルミニウム合金製の押出材からなり、好ましくは６０００系または７０００系のアルミニウム合金製の押出材からなる。高強度の６０００系または７０００系のアルミニウム合金製の押出材を使用することにより、高強度のドアビーム１０を実現できる。ドアビーム１０は、アウターパネル３（図１参照）と対向するアウターフランジ１１と、インナーパネル２（図１参照）と対向するインナーフランジ１２と、アウターフランジ１１およびインナーフランジ１２を連結する一対のウエブ１３ａ，１３ｂとを備える。アウターフランジ１１およびインナーフランジ１２は、互いに平行に配置されている。一対のウエブ１３ａ，１３ｂは、互いに平行で両フランジ１１，１２に対して垂直に配置されている。
　図４を参照して、アウターフランジ１１およびインナーフランジ１２は、車両の上下方向に延びており、車幅方向に垂直な面を有している。一対のウエブ１３ａ，１３ｂは、車幅方向に延びており、車両の上下方向に垂直な面を有している。アウターフランジ１１とインナーフランジ１２と一対のウエブ１３ａ，１３ｂとにより、矩形の閉断面部１４が画定されている。詳細には、アウターフランジ１１は、閉断面部１４の一部を構成するアウター中央部１１ａと、閉断面部１４の外側に突出したアウター突出部１１ｂとを有している。同様に、インナーフランジ１２は、閉断面部１４の一部を構成するインナー中央部１２ａと、閉断面部１４の外側に突出したインナー突出部１２ｂとを有している。換言すれば、詳細には、閉断面部１４は、アウター中央部１１ａと、インナー中央部１２ａと、一対のウエブ１３ａ，１３ｂとによって画定されている。
　本実施形態では、アウター突出部１１ｂは、アウター中央部１１ａよりも薄い。同様に、インナー突出部１２ｂは、インナー中央部１２ａよりも薄い。寸法を例示すると、アウター突出部１１ｂが２．０ｍｍ、アウター中央部１１ａが３．７ｍｍ、インナー突出部１２ｂが２．２ｍｍ、インナー中央部１２ａが４．０ｍｍであってもよい。また、アウター突出部１１ｂおよびインナー突出部１２ｂの閉断面部１４からの突出量は、ともに２６ｍｍであってもよい。
　図３を参照して、インナーフランジ１２には、長手方向の両端部においてインナーパネル２に対する取付部となるようにプレス加工された取付用プレス加工部１５が形成されている。取付用プレス加工部１５は、車両前方側に形成されるフロント取付部１５ａと、車両後方側に形成されるリア取付部１５ｂとを含んでいる。
　フロント取付部１５ａは、インナーフランジ１２をアウターフランジ１１に近づけるように一対のウエブ１３ａ，１３ｂを押し潰して形成されている。換言すれば、アウターフランジ１１の位置はプレス加工により変更されておらず、インナーフランジ１２の位置のみがプレス加工によって変更されている。フロント取付部１５ａには、インナーパネル２に取り付けるためのねじ孔１５ｃが形成されている。
　リア取付部１５ｂは、アウター突出部１１ｂおよびアウター中央部１１ａが車幅方向内側へ向けてそれぞれプレス加工されることにより形成されている。本実施形態では、アウター中央部１１ａをプレス加工するために、車両後方側の端部においてインナーフランジ１２と一対のウエブ１３ａ，１３ｂとが部分的に切り欠かれている。また、リア取付部１５ｂにも、インナーパネル２に取り付けるためのねじ孔１５ｄが形成されている。
　本実施形態では、長手方向の両端部に取付用プレス加工部１５（フロント取付部１５ａ，リア取付部１５ｂ）を設けているが、長手方向の一端部のみに取付用プレス加工部１５を設けてもよい。その場合、取付用プレス加工部１５が設けられていない側の端部においては、図１に示すようなブラケット５を介してドアビーム１０をインナーパネル２に取り付けてもよい。
　図２を参照して、アウターフランジ１１のアウター突出部１１ｂには、アウターパネル３に対するマスチック部となるようにプレス加工されたマスチック用プレス加工部１６が形成されている。マスチック用プレス加工部１６は、ドアビーム１０の概ね長手方向中央部に設けられ、アウター突出部１１ｂが車幅方向外側へ向けてプレス加工されることにより形成されている。マスチック用プレス加工部１６は、アウター突出部１１ｂの縁にて複数個所（本実施形態では５か所）に概ね半円状で形成されている。また、マスチック用プレス加工部１６には、アウターパネル３に対向する面に接着剤が溜まるように凹部１６ａが設けられている。ただし、接着剤の粘度が高い場合には凹部１６ａは設けられなくてもよい。なお、アウター中央部１１ａには、マスチック用プレス加工部１６は設けられていない。
　本実施形態では、ドアビーム１０の軽量化のために、インナーフランジ１２およびアウターフランジ１１において、取付用プレス加工部１５およびマスチック用プレス加工部１６を除く長手方向両端部がそれぞれトリム加工（除去）されている。好ましくは、軽量化と曲げ強度を両立させる観点から、長手方向両端部は、ドアビーム１０の長手方向の全長に対して両端から１／３または１／４程度の長さの部分を示す。
　図５，６を参照して、ドアビーム１０の取り付け態様について説明する。図５は車両前方側におけるドアビーム１０の取り付け態様を示す模式的な断面図であり、図６は車両後方側におけるドアビーム１０の取り付け態様を示す模式的な断面図である。
　図５に示すように、車両前方側において、ドアビーム１０は、フロント取付部１５ａにてインナーパネル２に取り付けられる。フロント取付部１５ａは、プレス加工によって車幅方向の寸法が高精度に調整され、インナーパネル２と接触している。フロント取付部１５ａは、ねじ孔１５ｃ（図３参照）を介したボルト止めによってインナーパネル２に取り付けられている。
　図６に示すように、車両後方側において、ドアビーム１０は、リア取付部１５ｂおよびマスチック用プレス加工部１６にてインナーパネル２およびアウターパネル３にそれぞれ取り付けられている。リア取付部１５ｂは、プレス加工によって車幅方向の寸法が高精度に調整され、インナーパネル２と接触している。リア取付部１５ｂは、ねじ孔１５ｄ（図３参照）を介したボルト止めによってインナーパネル２に取り付けられている。同様に、マスチック用プレス加工部１６は、プレス加工によって車幅方向の寸法が高精度に調整され、アウターパネル３と接触している。詳細には、マスチック用プレス加工部１６は、接着剤（マスチック材）が塗布されてアウターパネル３に接着される。
　詳細を図示しないが、長手方向中央部においては、ドアビーム１０は、マスチック用プレス加工部１６にてアウターパネル３に取り付けられている。長手方向中央部においても前述のように、マスチック用プレス加工部１６は、プレス加工によって車幅方向の寸法が高精度に調整され、アウターパネル３と接着されている。
　本実施形態のドアビーム１０によれば、ドアビーム１０と一体的に形成された取付用プレス加工部１５が取付部として機能するので、ブラケット５（図１参照）などの追加部品を組み付ける必要がない。従って、取付用プレス加工部１５では、ブラケット５などの追加部品の組み付けに伴う寸法ばらつきも生じない。また、取付用プレス加工部１５およびマスチック用プレス加工部１６はプレス加工されているので、高い寸法精度を確保でき、アウターパネル３における張り剛性および耐デント性を向上できる。これは、一般的な曲げ成形ではスプリングバック量が大きく高い寸法精度を確保できないのに対し、プレス加工では塑性変形が生じるためにスプリングバック量を小さくできるためである。よって、高い寸法精度で簡易に取り付けを行うことができるドアビーム１０を提供できる。
　また本実施形態では、長手方向の両端部において取付用プレス加工部１５（フロント取付部１５ａ，リア取付部１５ｂ）が形成されているため、長手方向の両端部でブラケット５（図１参照）を不要にしてドアビーム１０をインナーパネル２に取り付けることができる。
　また、取付用プレス加工部１５およびマスチック用プレス加工部１６を除く長手方向両端部がそれぞれ除去されていることで、ドアビーム１０が軽量化されている。即ち、ドアビーム１０の取り付けに必要な部分と、強度維持のために必要な部分とを残して軽量化している。ここで、ドアビーム１０の取り付けに必要な部分とは、取付用プレス加工部１５およびマスチック用プレス加工部１６のことをいい、これらはドアビーム１０をインナーパネル２およびアウターパネル３にそれぞれ取り付けるために必要な部分である。強度維持のために必要な部分とは、長手方向中央部のこといい、これは大きな曲げモーメントがかかる部分であり、曲げ強度に大きく寄与する部分である。
　また、アウター突出部１１ｂがアウター中央部１１ａよりも薄く形成されているため、プレス加工が容易である。即ち、プレス加工が施されるアウター突出部１１ｂの厚みを薄くすることで、加工性を向上させている。特に押出材では、このような部分的な厚みの変更が容易である。
　上記ドアビーム１０の製造方法について説明する。
　図７は、上記ドアビーム１０の製造方法で使用する製造装置１００を示している。製造装置１００は、押出機１１０と、切断機１２０と、ロボットアーム１３０と、プレス機１４０とを備えている。押出機１１０は、アルミニウム合金製の押出材１０を押し出す機械である。切断機１２０は、押出機１１０から押し出された押出材１０を切断する機械である。切断機１２０は、押出機１１０の押出方向に移動可能に構成されている。ロボットアーム１３０は、切断機１２０で切断された押出材１０をプレス機１４０まで運搬する機械である。プレス機１４０は、押出材１０をプレス加工する機械である。なお、ドアビームと押出材に対しても同じ符号１０を使用するが、これは押出材を加工してドアビームにしていることによる。
　本実施形態のドアビーム１０の製造方法では、第１工程として、押出機１１０からアルミニウム合金製の材料を押し出す。これにより、アルミニウム合金製の押出材１０が形成される。押出材１０は、アウターパネル３と対向するアウターフランジ１１と、インナーパネル２と対向するインナーフランジ１２と、アウターフランジ１１およびインナーフランジ１２を連結する一対のウエブ１３ａ，１３ｂとを備えている。ここで、アウターフランジ１１とインナーフランジ１２と一対のウエブ１３ａ，１３ｂとにより閉断面部１４が画定されている。詳細には、アウターフランジ１１は、閉断面部１４を構成するアウター中央部１１ａと、閉断面部１４の外側に突出したアウター突出部１１ｂとを有している。同様に、インナーフランジ１２は、閉断面部を構成するインナー中央部１２ａと、閉断面部の外側に突出したインナー突出部１２ｂとを有している。
　第２工程として、図８に示すように、切断機１２０（図７参照）によって上記押出材１０をドアビーム１０として適した所定の長さに切断加工する。このとき、切断機１２０は、長手方向に対して垂直ではなく傾斜して押出材１０を切断する。詳細には、インナーフランジ１２がアウターフランジ１１よりも短くなるように押出材１０を切断する。代替的には、長手方向に対して垂直に押出材１０を切断した後、端部においてインナーフランジ１２と一対のウエブ１３ａ，１３ｂとを部分的に切り欠いてもよい。これにより、後述するプレス加工でリア取付部１５ｂ（図１１参照）を容易に形成できる。切断機１２０で切断された押出材１０は、ロボットアーム１３０（図７参照）によってプレス機１４０（図７参照）まで運搬される。
　第３工程として、切断された押出材１０をプレス機１４０によって以下のようにプレス加工する。
　プレス加工では、まず、図９に示すように軽量化のためにアウターフランジ１１およびインナーフランジ１２の一部を打ち抜いてトリム加工する。詳細には、アウターフランジ１１およびインナーフランジ１２において、取付用プレス加工部１５およびマスチック用プレス加工部１６を除く長手方向両端部を除去する。これにより、前述のようにドアビーム１０の取り付けに必要な部分と、強度維持のために必要な部分とを残して軽量化できる。
　プレス加工では、次に、図１０，１１に示すように押出材１０をプレス加工して取付用プレス加工部１５およびマスチック用プレス加工部１６を形成する。このようなプレス加工では、プレス機１４０（図７参照）にセットされた金型１４１を使用する。
　図１０を参照して、金型１４１は、一体の下型１４２と、複数に分割された上型１４３とを備えている。図１０では、金型１４１を使用してプレス加工された後の押出材１０が図示されている。図１０のプレス加工では、アウターフランジ１１が下型１４２に載置された状態で、上型１４３を下降させてプレス加工を行う。
　下型１４２は、上面において平坦面１４２ａと、平坦面１４２ａに対して凹形状を有する凹部１４２ｂとを有している。凹部１４２ｂはマスチック用プレス加工部１６に対応して設けられている。また、下型１４２には、押出材１０を位置決めするための複数の位置決めピン１４２ｄが設けられている。
　上型１４３は、第１～第４パンチ１４４～１４７を有している。
　第１～第３パンチ１４４～１４６は、マスチック用プレス加工部１６を形成する部分であり、アウター突出部１１ｂをプレス加工する。詳細を図示しないが第１～第３パンチ１４４～１４６は、下型１４２の凹部１４２ｂに対応する凸部をそれぞれ下面に有している。アウター突出部１１ｂのプレス加工では、凹部１４２ｂの深さおよび対応する凸部の高さによってプレス加工の変形量（押し込み量）が定まる。当該変形量（押し込み量）を調整することで、ドアビーム１０をアウターパネル３に取り付ける際のアウターパネル３（図１参照）とマスチック用プレス加工部１６との間隔を小さくすることができる。即ち、アウターパネル３に対して高精度にドアビーム１０を取り付けることができる。
　第４パンチ１４７は、フロント取付部１５ａを形成する部分である。このとき同時にフロント取付部１５ａにねじ孔１５ｃを形成してもよい。第４パンチ１４７は、下面において湾曲した押圧面１４７ａおよび平坦な押圧面１４７ｂを有している。押圧面１４７ａおよび１４７ｂは、連続している。第４パンチ１４７は、押圧面１４７ａ，１４７ｂによってインナーフランジ１２を押圧し、一対のウエブ１３ａ，１３ｂを押し潰す。第４パンチ１４７によるプレス加工では、この押し潰し量を調整することにより、ドアビーム１０をインナーパネル２に取り付ける際のインナーパネル２とフロント取付部１５ａとの間隔を小さくすることができる。即ち、インナーパネル２に対して高精度にドアビーム１０を取り付けることができる。
　特に、上記プレス加工では、長手方向の一端部においてフロント取付部１５ａをインナーフランジ１２に形成すると同時に（または同工程にて）、マスチック用プレス加工部１６をアウター突出部１１ｂに形成する。従って、車幅方向において、フロント取付部１５ａとマスチック用プレス加工部１６との間隔の寸法を正確に規定できる。
　図１１を参照して、本実施形態では、リア取付部１５ｂもプレス加工によって形成する。このとき同時にリア取付部１５ｂにねじ孔１５ｄを形成してもよい。図１１では、金型１４１を使用してプレス加工された後の押出材１０が図示されている。図１１のプレス加工では、インナーフランジ１２が下型１４２に載置された状態で、上型１４３を下降させてプレス加工を行っている。
　図１１に示す下型１４２は、図１０に示すものと共通である。下型１４２は、平坦面１４２ａに対して凹形状を有する凹部１４２ｃを有している。凹部１４２ｃは、取付用プレス加工部１５（リア取付部１５ｂ）に対応して設けられている。上型１４３は、第５パンチ１４８を有している。第５パンチ１４８は、下型１４２の凹部１４２ｃに対応する凸部１４８ａを下面に有している。従って、凹部１４２ｃと凸部１４８ａとによって挟み込まれるようにしてリア取付部１５ｂが形成される。
　このように、プレス機１４０にセットされた金型１４１によってプレス加工されることで、押出材１０に取付用プレス加工部１５およびマスチック用プレス加工部１６が形成され、ドアビーム１０が構成される。
　本実施形態のドアビーム１０の製造方法によれば、前述のようにして、高い寸法精度で簡易に取り付けを行うことができる車両用ドアビーム１０を製造できる。特に、本実施形態では、取付用プレス加工部１５と、マスチック用プレス加工部１６とを同時に（または同工程にて）形成するため、製造工程を簡略化できるとともに寸法精度を一層向上できる。
　好ましくは、上記押出材１０は６０００系または７０００系のアルミニウム合金製であり、プレス加工前またはプレス加工中に熱軟化処理を施される。ここで、熱軟化処理は、高熱による復元処理または溶体化処理などが含まれるとともに、高温でプレス加工を行う温間成形も含まれる。
　上記熱軟化処理により、高強度の６０００系または７０００系のアルミニウム合金製の押出材に対してプレス加工を行う際の割れ、残留応力、または腐食環境に起因する応力腐食割れ（ＳＣＣ）などを抑制できる。アルミニウム合金製の押出材は一般に強度が高く、特に高強度の６０００系または７０００系のアルミニウム合金製の押出材は割れなどを伴うおそれのあるプレス加工に通常は適さない。しかし、上記熱軟化処理の工夫によって割れなどを抑制して高強度のアルミニウム合金製の押出材に対するプレス加工を可能にしている。
　また、好ましくは、上記押出材１０は６０００系または７０００系のアルミニウム合金製であり、押出材１０の切断を押出材１０の形成直後（即ち、押出機１１０からの押し出し直後）に行い、切断後かつ押出材１０の自然時効が完了する前にプレス加工を行う。さらに好ましくは、自然時効が進行する前にプレス加工を行う。好ましくは、押出材１０のビッカース硬度が８０Ｈｖ以上になる前にプレス加工を行う。
　これにより、高強度の６０００系または７０００系のアルミニウム合金製の押出材に対し、押出材が自然時効により硬化する前に切断加工およびプレス加工を行うことができる。従って、切断加工およびプレス加工に伴う割れを抑制できる。
（変形例）
　ドアビーム１０の断面形状は、上記実施形態のものに限定されず、様々であり得る。
　図１２を参照して、ドアビーム１０の断面形状において、インナー突出部１２ｂ（図４参照）は省略されてもよい。インナー突出部１２ｂを省略することで、アウター突出部１１ｂを容易にプレス加工できるとともに、ドアビーム１０を一層軽量化できる。
　図１３を参照して、ドアビーム１０の断面形状において、アウター突出部１１ｂは閉断面部１４の上下一方側のみに設けられてもよい。図１３の例では、閉断面部１４の上方に延びるアウター突出部１１ｂが設けられ、下方に延びるアウター突出部は省略されている。なお、アウター突出部１１ｂは、インナー突出部のように完全に省略されることはなく、マスチック用プレス加工部１６を形成するために必要である。
　図１４を参照して、ドアビーム１０の断面形状において、３つの平行なウエブ１３ａ～１３ｃが設けられてもよい。図１４の例では、３つのウエブ１３ａ～１３ｃが全て平行に配置されているが、ウエブ１３ａ～１３ｃの配置態様は特に限定されず、任意の態様で配置されてよい。また、ウエブの数についても特に限定されず、４つ以上のウエブが設けられてもよい。
　図１５を参照して、ドアビームの断面形状において、アウター中央部１１ａが湾曲していてもよい。図１５の例では、アウター中央部１１ａが湾曲することにより、閉断面部１４の形状が概ね台形となっている。このように閉断面部１４の形状は、矩形に限らず、台形または任意の形状であり得る。
（他の変形例）
　ドアビーム１０の取り付け態様は、上記実施形態のものに限定されず、様々であり得る。
　図１６を参照して、フロント取付部１５ａと対向するアウターフランジ１１と、当該アウターフランジ１１に接続される一対のウエブ１３ａ，１３ｂとを切り欠いて除去してもよい。これにより、車両前方側の端部においてインナーフランジ１２のみが残され、インナーフランジ１２をプレス加工してフロント取付部１５ａを容易に形成できる。
　図１７を参照して、インナーフランジ１２ではなくアウターフランジ１１に取付用プレス加工部１５を形成してもよい。図１７の例では、車両前方側の端部において、インナーフランジ１２と、一対のウエブ１３ａ，１３ｂとを切り欠いて除去している。これにより、車両前方側の端部においてアウターフランジ１１のみが残され、アウターフランジ１１をプレス加工してフロント取付部１５ａを容易に形成できる。
　図１８，１９を参照して、車両後方側において、リア取付部１５ｂは、インナー中央部１２ａのみまたはインナー突出部１２ｂのみに形成されてもよい。図１８はインナー中央部１２ａのみにリア取付部１５ｂが形成されている例を示し、図１９はインナー突出部１２ｂのみにリア取付部１５ｂが形成されている例を示している。
　以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の変形例の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。
　　１　車両用ドア
　　２　インナーパネル
　　３　アウターパネル
　　４　ドアビーム
　　５　ブラケット
　　１０　ドアビーム（車両用ドアビーム）（押出材）
　　１１　アウターフランジ
　　１１ａ　アウター中央部
　　１１ｂ　アウター突出部
　　１２　インナーフランジ
　　１２ａ　インナー中央部
　　１２ｂ　インナー突出部
　　１３ａ，１３ｂ，１３ｃ　ウエブ
　　１４　閉断面部
　　１５　取付用プレス加工部
　　１５ａ　フロント取付部
　　１５ｂ　リア取付部
　　１５ｃ，１５ｄ　ねじ孔
　　１６　マスチック用プレス加工部
　　１６ａ　凹部
　　１００　製造装置
　　１１０　押出機
　　１２０　切断機
　　１３０　ロボットアーム
　　１４０　プレス機
　　１４１　金型
　　１４２　下型
　　１４２ａ　平坦面
　　１４２ｂ，１４２ｃ　凹部
　　１４２ｄ　位置決めピン
　　１４３　上型
　　１４４　第１パンチ
　　１４５　第２パンチ
　　１４６　第３パンチ
　　１４７　第４パンチ
　　１４７ａ，１４７ｂ　押圧面
　　１４８　第５パンチ
　　１４８ａ　凸部

Claims (8)

  1. 　車両用ドアのアウターパネルとインナーパネルとの間に配置され、アルミニウム合金製の押出材からなる車両用ドアビームであって、
    　前記アウターパネルと対向するアウターフランジと、
    　前記インナーパネルと対向するインナーフランジと、
    　前記アウターフランジおよび前記インナーフランジを連結する一対のウエブと
    　を備え、
    　前記アウターフランジ、前記インナーフランジ、および前記一対のウエブにより閉断面部が画定されており、
    　前記アウターフランジは、前記閉断面部の一部を構成するアウター中央部と、前記閉断面部の外側に突出したアウター突出部とを有し、
    　前記インナーフランジまたは前記アウターフランジには、長手方向の少なくとも一端部において前記インナーパネルに対する取付部となるようにプレス加工された取付用プレス加工部が形成されており、
    　前記アウター突出部には、前記アウターパネルに対するマスチック部となるようにプレス加工されたマスチック用プレス加工部が形成されている、車両用ドアビーム。
  2. 　前記インナーフランジまたは前記アウターフランジには、長手方向の両端部において前記取付用プレス加工部が形成されている、請求項１に記載の車両用ドアビーム。
  3. 　前記インナーフランジおよび前記アウターフランジでは、前記取付用プレス加工部および前記マスチック用プレス加工部を除く長手方向両端部がそれぞれ除去されている、請求項１または請求項２に記載の車両用ドアビーム。
  4. 　６０００系または７０００系のアルミニウム合金製の押出材からなる、請求項１または請求項２に記載の車両用ドアビーム。
  5. 　前記アウター突出部は、前記アウター中央部よりも薄い、請求項１または請求項２に記載の車両用ドアビーム。
  6. 　車両用ドアのアウターパネルとインナーパネルとの間に配置される車両用ドアビームの製造方法であって、
    　アルミニウム合金製の材料を押し出すことにより押出材を形成し、前記押出材は、前記アウターパネルと対向するアウターフランジと、前記インナーパネルと対向するインナーフランジと、前記アウターフランジおよび前記インナーフランジを連結する一対のウエブとを備え、前記アウターフランジ、前記インナーフランジ、および前記一対のウエブにより閉断面部が画定され、前記アウターフランジは前記閉断面部を構成するアウター中央部と前記閉断面部の外側に突出したアウター突出部とを有し、
    　前記押出材を所定の長さに切断し、
    　切断された前記押出材をプレス加工することにより、長手方向の少なくとも一端部において前記インナーパネルに対する取付部となる取付用プレス加工部を前記インナーフランジまたは前記アウターフランジに形成すると同時または同工程にて、前記アウターパネルに対するマスチック部となるマスチック用プレス加工部を前記アウター突出部に形成する
    　ことを含む、車両用ドアビームの製造方法。
  7. 　前記押出材は、６０００系または７０００系のアルミニウム合金製であり、前記プレス加工前または前記プレス加工中に熱軟化処理を施す、請求項６に記載の車両用ドアビームの製造方法。
  8. 　前記押出材は、６０００系または７０００系のアルミニウム合金製であり、前記押出材の前記切断を前記押出材の形成直後に行い、前記切断後かつ前記押出材の自然時効が進行する前に前記プレス加工を行う、請求項６に記載の車両用ドアビームの製造方法。
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