WO2024122158A1 - プレス成形品および該プレス成形品の製造方法 - Google Patents

プレス成形品および該プレス成形品の製造方法 Download PDF

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vertical wall
main body
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智史 澄川
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Ｊｆｅスチール株式会社
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    • F16B5/08—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of welds or the like

Definitions

  • the present invention relates to a press-molded product having at least a top plate portion and a vertical wall portion, and in particular to a press-molded product that includes a main body component that constitutes the top plate portion and the vertical wall portion, and a reinforcing component that is arranged across the top plate portion and the vertical wall portion and joined to the inside or outside of the main body component, and a method for manufacturing the press-molded product.
  • pillar parts such as the front pillars and center pillars of automobiles are important parts for protecting passengers inside the cabin in the event of a collision, and so are required to be strong enough to withstand collision loads, and high-tensile steel plates with a tensile strength of 1.5 GPa or higher are used as metal materials for these parts.
  • automobile collision safety standards are becoming increasingly strict, and in order to meet these standards, new reinforcing parts are being added to frame parts that require strength, and overlapping structures that partially reinforce parts of the vehicle body are being adopted for the pillar parts mentioned above.
  • Figure 10 shows an example of a conventional press-molded product 39 having an overlapping structure.
  • the conventional press-molded product 39 having an overlapping structure is composed of a main body part 9 and a reinforcing part 11 joined to the main body part 9.
  • the main body part 9 has a hat-shaped cross section and has a top plate part 3, a vertical wall part 5, a flange part 7, and a ridge part 41 which is a curved part connecting the top plate part 3 and the vertical wall part 5.
  • the reinforcing part 11 is disposed so as to straddle the top plate part 3 and the vertical wall part 5 on the inside of the main body part 9 and is joined to the main body part 9.
  • the joint part 19 between the main body part 9 and the reinforcing part 11 is provided on the flat part of the top plate part 3 or the vertical wall part 5.
  • Patent Document 1 discloses a "formed member" in which a weld is provided at the ridgeline.
  • Patent Document 1 claims that by providing a weld with a reinforcing member at the ridgeline, which is a curved portion with a small radius of curvature, a formed member suitable for use in automobile components can be obtained that has axial crush characteristics and three-point bending characteristics, or excellent bending rigidity and torsional rigidity.
  • providing joints at ridges can improve the crashworthiness of automotive parts.
  • providing joints at ridges poses the following challenges during manufacturing. Below, we will present two examples of manufacturing methods and explain the challenges associated with each method.
  • the first manufacturing method is a method in which the main body component 9 and the reinforcing component 11 are press-molded, and the press-molded main body component 9 and reinforcing component 11 are overlapped to bond the ridgeline 41.
  • the bonding machine interferes with the main body component 9 or reinforcing component 11, making it impossible to form the bond 19 at the desired position, the ridgeline 41.
  • the ridgeline 41 has an R-shape with a small radius of curvature, so the electrodes do not make sufficient contact with the components, resulting in poor bonding.
  • bonding cannot be performed satisfactorily due to poor contact caused by the shape of the bonding surface of the main body component 9 and the shape of the bonding surface of the reinforcing component 11 not matching.
  • the second manufacturing method is a method in which the main body part 9 and the reinforcing part 11 are joined in the blank state before press molding, and then the two joined blanks are press molded as a single unit.
  • joining is performed in the state of a flat blank, so there is no joining failure caused by interference from the joining machine, or poor contact between the joining machine and the parts, or between the parts themselves, as occurs in the first manufacturing method.
  • the portion corresponding to the ridge line 41 of the blank is bent after joining, there is a problem in that the joining part 19 is subjected to severe bending deformation, and cracks 43 occur on the outer surface of the ridge line 41 (see Figure 11).
  • the present invention aims to solve the above problems and provide a press-molded product in which a main body part and a reinforcing part are joined, in which excellent crashworthiness and rigidity are ensured while no cracks occur at the joint, and a method for manufacturing the press-molded product.
  • the present invention prevents interference between the joining machine and the press-molded product, ensures sufficient contact between the electrode and the part and between the parts themselves, enables good joining without cracks, and makes it possible to manufacture press-molded products with excellent crash resistance and rigidity, and is composed of the following:
  • the press-molded product according to the present invention has at least a top plate portion and a vertical wall portion, and comprises a main body part constituting the top plate portion and the vertical wall portion, and a reinforcing part arranged across the top plate portion and the vertical wall portion and joined to the inside or outside of the main body part, and has a planar inclined surface portion between the top plate portion and the vertical wall portion on which the reinforcing part is arranged, at least a joint portion is provided on the inclined surface portion, and the width of the inner surface of the inclined surface portion is wider than the width of the joint portion.
  • the press-molded product according to the present invention has at least a top plate portion and a vertical wall portion, and includes a main body part constituting the top plate portion and the vertical wall portion, and a reinforcing part arranged across the top plate portion and the vertical wall portion and joined to the inside or outside of the main body part, and has a curved inclined surface portion between the top plate portion and the vertical wall portion on which the reinforcing part is arranged, and at least a joint portion is provided on the inclined surface portion, the width of the inner surface of the inclined surface portion is wider than the width of the joint portion, and the cross-sectional radius of curvature of the inner surface of the inclined surface portion is larger than the cross-sectional radius of curvature of the ridge portion between the top plate portion and the inclined surface portion and the cross-sectional radius of curvature of the ridge portion between the inclined surface portion and the vertical wall portion, and is 20 mm or more.
  • the press-molded product according to the present invention is characterized in that, in the above (1) or (2), the joint is formed by spot welding, arc welding, laser welding, seam welding, plasma welding, friction stir welding or ultrasonic welding.
  • the manufacturing method of the press-molded product according to the present invention is characterized in that a flat blank which serves as a main body part and a flat blank which serves as a reinforcing part are overlapped and joined at least at the portion corresponding to the inclined surface portion to create a joined blank, and the joined blank is press-molded to manufacture the press-molded product described in any one of (1) to (3) above.
  • the press-molded product according to the present invention is characterized in that, in the press-molded product described above in any one of (1) to (3), the main body part and the reinforcing part are formed by press-molding a steel plate having a tensile strength of 980 MPa or more.
  • the manufacturing method of a press-molded product according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned (4), the blanks of the main body part and the reinforcing part are made of steel plates having a tensile strength of 980 MPa or more.
  • an inclined surface portion is provided between the top plate portion and the vertical wall portion, and a joint is provided on the inclined surface portion, thereby making it possible to manufacture the vehicle while preventing poor jointing while ensuring excellent crashworthiness and rigidity. That is, in the case of a manufacturing method in which the main body part and the reinforcing part are press-molded separately and then the two parts are joined, sufficient contact is ensured between the electrodes and each part and between the parts themselves, enabling good joining. Furthermore, in the case of a manufacturing method in which two blanks are joined together and then the two joined blanks are press-molded, bending deformation occurring at the joint can be reduced, thereby preventing cracks.
  • FIG. 1A and 1B are a perspective view and a cross-sectional view of a press-formed product according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a portion surrounded by a dashed circle in FIG. 1B, illustrating an inclined surface portion.
  • 13A and 13B are diagrams illustrating another aspect of the inclined surface portion.
  • 13A and 13B are a perspective view and a cross-sectional view illustrating another embodiment of the joint portion.
  • 2A to 2D are diagrams illustrating a method for manufacturing the press-molded product of FIG. 1.
  • 1A and 1B are a perspective view and a cross-sectional view of a press-molded product according to another embodiment 1 of the present invention.
  • 13A and 13B are a perspective view and a cross-sectional view of a press-formed product according to another embodiment 2 of the present invention.
  • 13A and 13B are a perspective view and a cross-sectional view of a press-formed product according to another embodiment 3 of the present invention.
  • 2A, 2B, and 2C are a perspective view, a cross-sectional view, and a side view of press-formed products according to examples and comparative examples similar to the embodiment of FIG. 1 .
  • 1A and 1B are a perspective view and a cross-sectional view of a conventional press-formed product.
  • 1A and 1B are diagrams illustrating problems with conventional press-formed products.
  • the press-molded product 1 has a superimposed structure in which a main body part 9 having a hat-shaped cross section and including a top plate part 3, an inclined surface part 13, a vertical wall part 5, and a flange part 7 is joined to a reinforcing part 11 shaped to fit the inner surface of the main body part 9.
  • the reinforcing part 11 is a part that reinforces the main body part 9, and is disposed across the top plate part 3 and the vertical wall part 5 and joined to the inside of the main body part 9 by spot welding.
  • the press-molded product 1 of this embodiment has a planar inclined surface portion 13 between the top plate portion 3 and the vertical wall portion 5.
  • the inclined surface portion 13, which is a feature of the present invention, will be described in detail below with reference to FIG. 2.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the portion surrounded by the dashed circle in FIG. 1(b).
  • the inclined surface portion 13 of the main body part 9 is continuous with the top plate portion 3 via the ridge portion 15, and is continuous with the vertical wall portion 5 via the ridge portion 17.
  • the ridge portion 15 and the ridge portion 17 are curved portions that connect the top plate portion 3 or the vertical wall portion 5 to the inclined surface portion 13.
  • the reinforcing part 11 which has a shape that fits along the main body part 9, also has a shape that corresponds to the top plate portion 3, the ridge portion 15, the inclined surface portion 13, the ridge portion 17, and the vertical wall portion 5.
  • the width W of the inclined surface portion 13 is wider than the joint portion 19 so that the joint portion 19 described later fits within the inclined surface portion 13 without protruding beyond the ridge portion 15 or the ridge portion 17.
  • the reinforcing part 11 is joined to the main part 9 by a joint 19 provided on the inclined surface part 13.
  • the joint 19 is formed, for example, by spot welding, and is provided in the extension direction of the inclined surface part 13 as shown in FIG. 1(a).
  • similar joints 19 are also provided on the top plate part 3 and the vertical wall part 5. Note that it is not essential for the present invention to provide the joints 19 on the top plate part 3 and the vertical wall part 5, and the joints 19 may be provided only on the inclined surface part 13.
  • the inclined surface portion of the present invention is not limited to a flat shape as shown in FIG. 2, but may have a gently curved cross section as shown in FIG. 3.
  • the width W of the inclined surface portion 13 is made wider than the joint portion 19, and the joint portion 19 is made to fit within the inclined surface portion 13 without protruding into the ridge portion 15 or ridge portion 17.
  • the width differs between the inner and outer surfaces of the inclined surface portion 13, and therefore the portion with the shortest width, i.e., the width on the inner surface of the inclined surface portion 13, corresponds to the width W in this description.
  • the cross-sectional radius of curvature of curved inclined surface portion 13 on the inner side of the bend is R S
  • the cross-sectional radius of curvature of ridge line portion 15 and ridge line portion 17 on the inner side of the bend are R 1 and R 2 , respectively
  • the relationship between R S , R 1 and R 2 is as follows.
  • the cross-sectional radius of curvature of ridgeline portion 15 or ridgeline portion 17 is about 3 to 6 mm, and does not exceed 10 mm at the maximum.
  • the cross-sectional radius of curvature R S of the inclined surface portion is larger than the cross-sectional radius of curvature R 1 and the cross-sectional radius of curvature R 2 , and is preferably 20 mm or more.
  • the reason for setting the cross-sectional radius of curvature R S to 20 mm or more will be specifically explained in the examples described later.
  • the joint 19 is not limited to being provided intermittently by spot welding as in FIG. 1(a), but may be provided continuously in the extending direction of the inclined surface portion 13 by arc welding, laser welding, seam welding, plasma welding, friction stir welding, ultrasonic welding, or the like as in FIG. 4(a).
  • the joint 19 may be formed at the interface between the main body part 9 and the reinforcing part 11 as in FIG. 1(b), or may be formed from the outer surface of the main body part 9 to the inner surface of the reinforcing part 11 as in FIG. 4(b).
  • the press-molded product 1 configured as described above has a flat or gently curved inclined surface portion 13 between the top plate portion 3 and the vertical wall portion 5, which solves the manufacturing problems that have conventionally arisen when joining a ridge portion with a small radius of curvature between the top plate portion 3 and the vertical wall portion 5. This point will be explained in detail below in the explanation of the manufacturing method of the press-molded product 1.
  • a flat blank 21 to be formed into the main body component 9 and a flat blank 23 to be formed into the reinforcing component 11 are set in an overlapping state.
  • the portions 20 portions 20 corresponding to the inclined surface portions of the blanks 21 and 23 that correspond to the inclined surface portions 13 are joined to produce a joined blank 25.
  • the portions corresponding to the top plate portion 3 and the vertical wall portion 5 are also joined.
  • the joining method used in this case can be, for example, spot welding, seam welding, laser welding, plasma welding, friction stir welding, ultrasonic welding, etc.
  • FIG. 5(b) illustrates an example of spot welding using an electrode 27.
  • the contact between the electrode 27 and each component can be ensured well, and poor joining is less likely to occur, compared to when each component is press-formed and then joined.
  • gaps are less likely to occur between the main body component 9 and the reinforcing component 11 after press forming, and the contact between the components is also good.
  • the joining blank 25 is press-formed using a metal mold (die 29, punch 31) having a shape corresponding to the target shape, to obtain the press-formed product 1 shown in FIG. 5(d).
  • a metal mold die 29, punch 31
  • the press-formed product 1 of the present embodiment is provided with a flat or gently curved inclined surface portion 13 at a portion equivalent to the conventional ridgeline portion 41, and the inclined surface portion 13 is joined, so that a large bending deformation does not occur at the joint 19 and cracks can be suppressed.
  • the press forming of the press-formed product 1 is not limited to one process, but may be performed through multiple processes to obtain the press-formed product 1 of the target shape.
  • the press forming of the joining blank 25 may be performed by bending as shown in FIG. 5(c) or by drawing using a blank holder.
  • the press-molded product 1 of this embodiment can also be applied to a manufacturing method in which the main body part 9 and the reinforcing part 11 are press-molded and then joined.
  • the press-molded product 1 of this embodiment joins parts with an inclined surface portion 13 that is flat or has a gently curved shape, so contact between the electrode 27 and the part and between the parts can be sufficiently ensured, and poor joining is less likely to occur.
  • the press-formed product covered by the present invention is not limited to one in which the main body part 9 has a hat-shaped cross section, but may have a U-shaped cross section, as in the press-formed product 33 according to another embodiment 1 shown in FIG. 6. And, as in the press-formed product 35 according to another embodiment 2 shown in FIG. 7, it may have a reinforcing part 11 with an L-shaped cross section arranged across the top plate part 3 and one of the vertical wall parts 5.
  • the press-molded product covered by the present invention is not limited to one in which the reinforcing part 11 is arranged inside the main body part 9, but may be one in which the reinforcing part 11 is arranged outside the main body part 9, as in the press-molded product 37 according to another embodiment 3 shown in FIG. 8.
  • the interior angle between the top plate part 3 and the vertical wall part 5 should be 90° or more to facilitate demolding after press molding.
  • FIG. 9 is an example of the target shape in the invention example (Example) and comparative example described below.
  • the press-molded product 1 shown in Figure 9 is similar to the embodiment in Figure 1, and is therefore given the same reference numerals as in Figure 1.
  • press molding was performed with the target shape being the press-molded product 1 formed by joining a main body part 9 with a hat-shaped cross section and a reinforcing part 11 with a U-shaped cross section arranged inside the main body part 9.
  • the press-formed product 1 of the target shape was 240 mm long, 75 mm high, and 130 mm wide, as shown in FIG. 9(c), with the interior angle between the top plate 3 and the vertical wall 5 being 100°.
  • the joints were spot welded, with the joint width (nugget diameter) being 5 mm, and the top plate 3, vertical wall 5, and inclined surface 13 were joined at intervals of 40 mm along the length of the press-formed product.
  • the blank that was the material for the main body part 9 was made of 1180 MPa-class steel plate with a thickness of 1.4 mm, and the blank that was the material for the reinforcing part 11 was made of 1470 MPa-class steel plate with a thickness of 1.4 mm.
  • a press-formed product 39 was also press-formed in which an R-shaped ridgeline portion 41 connecting the top plate portion 3 and the vertical wall portion 5 shown in Figures 10 and 11, the top plate portion 3, and the vertical wall portion 5 were spot-welded.
  • the cross-sectional radius of curvature of the ridgeline portion 41 in the conventional example was 6 mm.
  • the cross-sectional radius of curvature R1 of ridge line portion 15 and the cross-sectional radius of curvature R2 of ridge line portion 17 were each set to 6 mm, similar to ridge line portion 41 of the conventional example.
  • press molding was also performed for cases in which inclined surface portion 13 was made to be a curved surface as well as a flat surface, and the cross-sectional radius of curvature Rs of curved inclined surface portion 13 and the width W of inclined surface portion 13 were changed.
  • the press forming of the conventional example, comparative example, and present invention example was performed using the manufacturing method shown in Figure 5. Specifically, blank 21 and blank 23 were stacked together, and the areas corresponding to top plate 3 and vertical wall 5 were spot welded. Also, the areas corresponding to inclined surface 13 in the present invention example and comparative example, and ridge line 41 in the conventional example were spot welded to produce a joint blank 25. The joint blank 25 was then press formed using a die corresponding to the target shape to obtain the target press-formed product. Then, the joint 19 between the main body part 9 and the reinforcing part 11 after press forming was visually observed for cracks, especially in the joint 19 at the part connecting the top plate 3 and vertical wall 5 (inclined surface 13 or ridge line 41). The results are shown in Table 1.
  • the conventional example No. 1 has only an R-shaped ridgeline portion 41 between the top plate portion 3 and the vertical wall portion 5 (see Figure 11).
  • a ridgeline portion 41 with a cross-sectional curvature radius of 6 mm was joined, cracks occurred at the joint 19 of the ridgeline portion 41 after press forming.
  • Comparative examples No. 2 and No. 3 have a curved inclined surface portion 13 between the top plate portion 3 and the vertical wall portion 5 (see Figure 3), and the width W of the inclined surface portion 13 is 3 mm, which is narrower than the width of the joint (5 mm).
  • Comparative example No. 4 has a flat inclined surface portion 13 between the top plate portion 3 and the vertical wall portion 5 (see Figure 2), and like No. 2 and No. 3, the width W of the inclined surface portion 13 is narrower than the width of the joint.
  • the joint 19 protrudes from the inclined surface portion 13 and extends to the ridge portion 15 or ridge portion 17, which has a cross-sectional radius of curvature of 6 mm, so cracks occurred in the joint 19 regardless of the shape of the inclined surface portion 13.
  • the width W of the inclined surface portion 13 is 7 mm, which is wider than the width (5 mm) of the joint portion 19, but the cross-sectional radius of curvature R S of the inclined surface portion 13 is 10 mm, which is smaller than the 20 mm of the present invention. In this case as well, cracks occurred in the joint portion 19 because the cross-sectional radius of curvature R S of the inclined surface portion 13 is small.
  • the width W of the inclined surface portion 13 is wider than the width of the joint 19, and the cross-sectional radius of curvature R S of the inclined surface portion 13 is 20 mm or more.
  • No. 8 which is an example of the present invention, has a flat inclined surface portion 13 between the top plate portion 3 and the vertical wall portion 5 (see FIG. 2), and the width W of the inclined surface portion 13 is wider than the width of the joint 19. In all of the examples (embodiments) of the present invention, Nos. 6 to 8, cracks did not occur at the joint 19.

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Abstract

本体部品と補強部品とが接合されたプレス成形品において、優れた耐衝突性能および剛性を確保しつつ、製造性も良好なプレス成形品および該プレス成形品の製造方法を提供する。本発明に係るプレス成形品１は、少なくとも天板部３と縦壁部５とを有するものであって、天板部３と縦壁部５とを構成する本体部品９と、天板部３および縦壁部５に跨って配置されて本体部品９の内側または外側に接合された補強部品１１とを備え、補強部品１１が配置された天板部３と縦壁部５との間に平面状の傾斜面部１３を有し、少なくとも傾斜面部１３に接合部１９が設けられており、傾斜面部１３の内面の幅が、接合部１９の幅より広いことを特徴とするものである。

Description

プレス成形品および該プレス成形品の製造方法
　本発明は、少なくとも天板部と縦壁部とを有するプレス成形品に関し、特に、天板部と縦壁部とを構成する本体部品と、天板部および縦壁部に跨って配置されて本体部品の内側または外側に接合された補強部品とを備えたプレス成形品および該プレス成形品の製造方法に関する。
　自動車の乗員保護の観点で、車体には衝突安全性の向上が求められている。一方で、二酸化炭素排出量の削減のため、車体を軽量化し燃費を向上させることも重要である。これら衝突安全性能と車体の軽量化を両立させるために、車体の骨格部品への高強度な金属材料の適用が年々増えている。
　例えば、自動車のフロントピラーやセンタピラーなどのピラー部品は、衝突時のキャビン内の乗員を保護するために重要な部品であり、衝突荷重に耐え得る強度が要求され、金属材料として引張強さが１．５ＧＰａ級以上の高張力鋼板も適用されている。また、自動車の衝突安全性基準はますます厳格になり、その基準を満たすために、強度の必要な骨格部品に対し補強部品を新たに追加し、車体の部位を部分的に補強する重ね合わせ構造が上記ピラー部品などに採用されている。
　図１０に重ね合わせ構造を有する従来のプレス成形品３９の一例を示す。重ね合わせ構造を有する従来のプレス成形品３９は、図１０に示す模式図のように、本体部品９と本体部品９に接合された補強部品１１とによって構成されている。本体部品９は、ハット形断面を有し、天板部３、縦壁部５、フランジ部７および、天板部３と縦壁部５とを繋ぐ曲面部分である稜線部４１を有している。補強部品１１は、本体部品９の内側において天板部３および縦壁部５に跨るように配置されて本体部品９に接合されている。従来のプレス成形品３９は、本体部品９と補強部品１１の接合部１９を、天板部３や縦壁部５の平面部に設けていた。
　これに対し、特許文献１では、稜線部に溶接部を設けるようにした「成形部材」が開示されている。特許文献１は、補強部材との溶接部を、曲率半径が小さい曲面部分である稜線部に設けることにより、軸圧潰特性および３点曲げ特性、または優れた曲げ剛性および捻じり剛性を有する、自動車構成部材に用いるのに好適な成形部材が得られるとしている。
特開２０１４－８７８４８号公報
　上述したように、稜線部に接合部を設けることで自動車部品の耐衝突特性を向上させることができる。しかし、稜線部に接合部を設けるようにすると、製造の際に下記のような課題があった。以下、製造方法の例を２つ挙げ、各製造方法における課題を説明する。
　第１の製造方法は、本体部品９と補強部品１１をそれぞれプレス成形し、プレス成形後の本体部品９と補強部品１１を重ね合わせて稜線部４１を接合する方法である。この方法では、接合機が本体部品９や補強部品１１に干渉し、所望の位置である稜線部４１に接合部１９を形成できない場合があった。また、接合機が干渉しなかったとしても、稜線部４１は曲率半径の小さなＲ形状であるため、電極が部品に十分に接触せず、接合不良をきたしていた。さらに、本体部品９の接合面の形状と補強部品１１の接合面の形状が一致しにくいことによる接触不良によって接合が十分に行えない場合もあった。
　第２の製造方法は、特許文献１の請求項１０にも記載されているように、本体部品９と補強部品１１をプレス成形前のブランクの状態で接合した後、接合した二枚のブランクを一体としてプレス成形する方法である。この方法では、平板状のブランクの状態で接合するので、第１の製造方法のような接合機の干渉や、接合機と部品間および部品同士の接触不良に起因する接合不良は生じない。しかし、ブランクの稜線部４１に相当する部位を接合したあとに当該部位を曲げ成形するので、接合部１９が厳しい曲げ変形を受け、稜線部４１の外面に割れ４３が生じる（図１１参照）という問題があった。
　本発明は、上記のような課題を解決するものであり、本体部品と補強部品とが接合されたプレス成形品において、優れた耐衝突性能および剛性を確保しつつ、接合部に割れが生じないプレス成形品および該プレス成形品の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明は、接合機とプレス成形品との干渉を防ぎ、電極と部品間および部品同士の接触を十分確保し、割れのない良好な接合を可能として、優れた耐衝突性能や剛性を有するプレス成形品を製造可能とするものであり、以下の構成からなる。
（１）本発明に係るプレス成形品は、少なくとも天板部と縦壁部とを有するものであって、天板部と縦壁部とを構成する本体部品と、前記天板部および前記縦壁部に跨って配置されて前記本体部品の内側または外側に接合された補強部品とを備え、前記補強部品が配置された前記天板部と前記縦壁部との間に平面状の傾斜面部を有し、少なくとも該傾斜面部に接合部が設けられており、前記傾斜面部の内面の幅が、前記接合部の幅より広いことを特徴とするものである。
（２）また、本発明に係るプレス成形品は、少なくとも天板部と縦壁部とを有するものであって、天板部と縦壁部とを構成する本体部品と、前記天板部および前記縦壁部に跨って配置されて前記本体部品の内側または外側に接合された補強部品とを備え、前記補強部品が配置された前記天板部と前記縦壁部との間に湾曲した傾斜面部を有し、少なくとも該傾斜面部に接合部が設けられており、前記傾斜面部の内面の幅が、前記接合部の幅より広く、前記傾斜面部の内面の断面曲率半径が、前記天板部と前記傾斜面部の間の稜線部の断面曲率半径および前記傾斜面部と前記縦壁部の間の稜線部の断面曲率半径より大きく、かつ、２０ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
（３）また、本発明に係るプレス成形品は、上記（１）または（２）に記載のものにおいて、前記接合部はスポット溶接、アーク溶接、レーザー溶接、シーム溶接、プラズマ溶接、摩擦撹拌接合または超音波接合によって形成されたものであることを特徴とするものである。
（４）また、本発明に係るプレス成形品の製造方法は、本体部品となる平板状のブランクと、補強部品となる平板状のブランクと、を重ね合わせて、少なくとも前記傾斜面部に相当する部位を接合して接合ブランクを作成し、該接合ブランクをプレス成形して上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のプレス成形品を製造することを特徴とするものである。
（５）また、本発明に係るプレス成形品は、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記本体部品および前記補強部品は、引張強度が９８０ＭＰａ級以上の鋼板をプレス成形したものであることを特徴とするものである。
（６）また、本発明に係るプレス成形品の製造方法は、上記（４）に記載のものにおいて、前記本体部品および前記補強部品のブランクは、引張強度が９８０ＭＰａ級以上の鋼板であることを特徴とするものである。
　本発明においては、天板部と縦壁部との間に傾斜面部を有し、該傾斜面部に接合部を設けたことにより、優れた耐衝突性能および剛性を確保しつつ、接合不良を防いで製造可能である。
　即ち、本体部品と補強部品をそれぞれプレス成形した後に二つの部品を接合する製造方法の場合には、電極と各部品間および各部品同士間の接触を十分確保し、良好な接合を可能とする。
　また、二枚のブランクを接合してから、該接合した二枚のブランクをプレス成形する製造方法の場合には、接合部に生じる曲げ変形を低減して割れを防止できる。
（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態にかかるプレス成形品の斜視図および断面図である。 図１（ｂ）の破線円で囲んだ部分の拡大図であり、傾斜面部を説明する図である。 傾斜面部の他の態様を説明する図である。 （ａ）および（ｂ）は、接合部の他の態様を説明する斜視図および断面図である。 （ａ）～（ｄ）は、図１のプレス成形品の製造方法を説明する図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施形態１にかかるプレス成形品の斜視図および断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施形態２にかかるプレス成形品の斜視図および断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の他の実施形態３にかかるプレス成形品の斜視図および断面図である。 （ａ），（ｂ）および（ｃ）は、図１の実施形態と同様の実施例および比較例にかかるプレス成形品の斜視図、断面図および側面図である。 （ａ）および（ｂ）は、従来のプレス成形品の斜視図および断面図である。 従来のプレス成形品の課題を説明する図である。
　本発明の一実施形態に係るプレス成形品１は、図１に一例を示すように、天板部３と傾斜面部１３と縦壁部５とフランジ部７とを有するハット断面形状の本体部品９と、本体部品９の内面に沿う形状の補強部品１１とが接合されてなる重ね合わせ構造となっている。補強部品１１は、本体部品９を補強する部品であり、天板部３および縦壁部５に跨って配置されて本体部品９の内側にスポット溶接によって接合されている。
　本実施形態のプレス成形品１は、天板部３と縦壁部５との間に平面状の傾斜面部１３を有している。本発明の特徴である傾斜面部１３について、図２を用いて以下詳細に説明する。図２は図１（ｂ）の破線円で囲んだ部分の拡大図である。図２に示すように、本体部品９の傾斜面部１３は、稜線部１５を介して天板部３に連続すると共に、稜線部１７を介して縦壁部５に連続している。稜線部１５および稜線部１７は、天板部３または縦壁部５と傾斜面部１３とをつなぐ曲面部分である。したがって、本体部品９に沿う形状である補強部品１１もまた、天板部３、稜線部１５、傾斜面部１３、稜線部１７および縦壁部５に対応した形状を有している。また、傾斜面部１３の幅Ｗは、後述する接合部１９が稜線部１５や稜線部１７にはみ出さずに傾斜面部１３内に収まるよう、接合部１９よりも幅広になっている。
　補強部品１１は、傾斜面部１３に設けられた接合部１９によって本体部品９に接合されている。接合部１９は、例えばスポット溶接によって形成され、図１（ａ）に示したように、傾斜面部１３の延在方向に設けられている。また、天板部３や縦壁部５にも同様の接合部１９が設けられている。なお、天板部３や縦壁部５に接合部１９を設けることは本発明において必須ではなく、傾斜面部１３のみに接合部１９を設けるようにしてもよい。
　また、本発明の傾斜面部は、図２に示したような平面状のものに限らず、図３に示すような断面が緩やかに湾曲した形状であってもよい。この場合も傾斜面部１３の幅Ｗは、接合部１９より幅広とし、接合部１９は、稜線部１５や稜線部１７にはみ出すことなく傾斜面部１３内に収まるようにする。なお、傾斜面部１３が湾曲した形状である場合、傾斜面部１３の内面と外面で幅長が異なるので、最も幅長が短くなる部分、即ち傾斜面部１３の内面における幅が本説明における幅Ｗに相当する。
　湾曲した傾斜面部１３の曲げ内側における断面曲率半径をＲＳ、稜線部１５および稜線部１７の曲げ内側における断面曲率半径をそれぞれＲ１、Ｒ２とすると、ＲＳ、Ｒ１、Ｒ２の関係は以下の通りである。
　ＲＳ＞＞Ｒ１、ＲＳ＞＞Ｒ２　　　・・・（１）
　一般に、稜線部１５または稜線部１７の断面曲率半径は３～６ｍｍ程度であり、最大でも１０ｍｍを上廻らない。しかし、本発明では傾斜面部の断面曲率半径ＲＳは、断面曲率半径Ｒ１および断面曲率半径Ｒ２より大きく、かつ、２０ｍｍ以上が良い。断面曲率半径ＲＳを２０ｍｍ以上とする理由については、後述する実施例で具体的に説明する。
　また、接合部１９は図１（ａ）のようなスポット溶接により断続的に設けられたものに限らず、図４（ａ）のように傾斜面部１３の延在方向にアーク溶接、レーザー溶接、シーム溶接、プラズマ溶接、摩擦撹拌接合、超音波接合等により、連続的に設けられたものでもよい。接合部１９は、図１（ｂ）のように本体部品９と補強部品１１との界面部に形成されてもよいし、図４（ｂ）のように、本体部品９の外面から補強部品１１の内面に亘って形成されてもよい。
　上記のように構成されたプレス成形品１は、天板部３と縦壁部５との間に平面状または緩やかに湾曲した形状の傾斜面部１３を有することにより、従来、天板部３と縦壁部５との間の曲率半径の小さい稜線部を接合する場合に生じていた製造上の課題を解決することができる。この点については、下記、プレス成形品１の製造方法の説明内で具体的に説明する。
＜プレス成形品の製造方法＞
　本実施形態のプレス成形品１の製造方法の一例を図５に基づいて説明する。まず、図５（ａ）に示すように、本体部品９に成形する平板状のブランク２１と、補強部品１１に成形する平板状のブランク２３とを重ね合わせた状態にセットする。
　次に、図５（ｂ）に示すように、ブランク２１、２３の少なくとも傾斜面部１３に相当する部位２０（傾斜面部相当部２０）を接合して接合ブランク２５を作製する。なお、必要に応じて天板部３や縦壁部５に相当する部位も接合する。この際の接合方法は、前述したように、例えば、スポット溶接、シーム溶接、レーザー溶接、プラズマ溶接、摩擦撹拌接合、超音波接合等を用いることができる。なお、図５（ｂ）は、電極２７を用いるスポット溶接の例を図示したものである。
　このように、本体部品９と補強部品１１とを平板状のブランクの状態で先に接合することにより、各部品をプレス成形してから接合する場合と比べて、電極２７と各部品との接触状態を良好に確保でき、接合不良が生じにくい。また、プレス成形後の本体部品９と補強部品１１との間に隙間が生じにくく、部品間の接触状態も良好となる。
　接合ブランク２５を作製後、図５（ｃ）に示すように、目標形状に対応した形状の金型（ダイ２９、パンチ３１）で接合ブランク２５をプレス成形し、図５（ｄ）に示すプレス成形品１を得る。
　従来の特許文献１に記載される断面曲率半径の小さい稜線部４１を接合するプレス成形品の場合、プレス成形中に接合部１９に大きな曲げ変形が生じ、曲げ外側に割れ４３が生じていた（図１１参照）。この点、本実施の形態のプレス成形品１は、従来の稜線部４１に相当する部位に平面状または緩やかに湾曲した形状の傾斜面部１３を設け、傾斜面部１３を接合するようにしたため、接合部１９に大きな曲げ変形が生じることがなく、割れを抑制することができる。これにより、本体部品９と補強部品１１とを重ねたプレス成形品１について、接合部の割れを防止して製造することができるようになり、優れた耐衝突性能および剛性を有するプレス成形品１を製造することができる。
　なお、図２に示す稜線部１５および稜線部１７は断面曲率半径が小さいため、これらの部位に接合部１９が延出すると割れが生じやすい。したがって、図５（ｂ）において、傾斜面部相当部位２０の幅Ｗを接合部１９の幅より広く設定するとともに、傾斜面部相当部位２０内に接合部１９を形成することが必要である。
　また、プレス成形品１のプレス成形は１工程に限らず、複数の工程を経て目標形状のプレス成形品１を得るようにしてもよい。また、接合ブランク２５のプレス成形は図５（ｃ）のような曲げ成形でもよいし、ブランクホルダを用いた絞り成形でもよい。
　上記は、プレス成形前のブランクの状態で本体部品９と補強部品１１とを接合する場合の製造方法であるが、本実施形態のプレス成形品１は、本体部品９と補強部品１１をそれぞれプレス成形してから接合する製造方法の場合にも適用できる。例えば、傾斜面部１３を有さない従来のプレス成形品の場合、小さな曲率半径で湾曲した稜線部４１を接合するため、電極２７と部品の接触や部品同士の接触を十分に確保できず、接合不良の原因となっていた。しかし、本実施の形態のプレス成形品１は、平面または緩やかな湾曲形状の傾斜面部１３で部品同士を接合するため、電極２７と部品の接触や部品同士の接触を十分に確保でき、接合不良が生じにくい。
　また、本発明が対象とするプレス成形品は、本体部品９がハット断面形状であるものに限らず、図６に示す他の実施形態１にかかるプレス成形品３３のように、本体部品９がコの字断面形状であってもよい。そして、図７に示す他の実施形態２にかかるプレス成形品３５のように、天板部３から片側の縦壁部５に跨って配置されたＬ字断面形状の補強部品１１を備えたものでもよい。
　さらに、本発明が対象とするプレス成形品は、本体部品９の内側に補強部品１１が配置されたものに限らず、図８に示す他の実施形態３にかかるプレス成形品３７のように、本体部品９の外側に補強部品１１が配置されたものでもよい。なお、いずれの場合も、プレス成形後の離型を容易にするため、天板部３と縦壁部５との内角は９０°以上とするとよい。
　本発明の作用効果を確認するために、具体的なプレス成形を行ったので以下に説明する。本実施例における目標形状について図９を用いて説明する。図９は、後述する発明例（実施例）および比較例における目標形状の一例である。図９に示すプレス成形品１は図１の実施形態と同様のものであるため、図１と同一の符号を付している。図９に示すように、本実施例では、ハット断面形状の本体部品９と、本体部品９の内側に配置されたコの字断面形状の補強部品１１とが接合されてなるプレス成形品１を目標形状としてプレス成形を行った。
　発明例（実施例）および比較例として、目標形状のプレス成形品１は図９（ｃ）に示すとおり、長さは２４０ｍｍ、高さは７５ｍｍ、幅は１３０ｍｍとし、天板部３と縦壁部５がなす内角は１００°とした。また、接合はスポット溶接とし、接合部の幅（ナゲット径）を５ｍｍとして、天板部３、縦壁部５、傾斜面部１３をプレス成形品の長手方向に４０ｍｍの間隔で接合した。また、本体部品９の素材であるブランクには板厚１．４ｍｍの１１８０ＭＰａ級鋼板を用い、補強部品１１の素材であるブランクには板厚１．４ｍｍの１４７０ＭＰａ級鋼板を用いた。
　また、従来例として、図１０および図１１に示す天板部３と縦壁部５とをつなぐＲ形状の稜線部４１、天板部３、縦壁部５をスポット溶接したプレス成形品３９もプレス成形した。従来例における稜線部４１の断面曲率半径（曲げ内側の断面曲率半径）は６ｍｍとした。
　本発明例（実施例）および比較例では、稜線部１５の断面曲率半径Ｒ１、稜線部１７の断面曲率半径Ｒ２を、それぞれ従来例の稜線部４１と同様に６ｍｍとした。また、本発明例および比較例では、傾斜面部１３を平面だけでなく曲面とした場合についてもプレス成形を行い、湾曲した傾斜面部１３の断面曲率半径ＲＳや、傾斜面部１３の幅Ｗを変更した。
　従来例、比較例および本発明例のプレス成形は、図５に沿った製造方法で実施した。具体的には、ブランク２１とブランク２３とを重ね合わせて、天板部３、縦壁部５に相当する部位をスポット溶接し、また、本発明例および比較例では傾斜面部１３、従来例では稜線部４１に相当する部位をスポット溶接し、接合ブランク２５を作製した。その後に、接合ブランク２５を目標形状に対応した金型でプレス成形し、目標とするプレス成形品を得た。そして、プレス成形後の本体部品９と補強部品１１の接合部１９、特に、天板部３と縦壁部５とをつなぐ部分（傾斜面部１３または稜線部４１）の接合部１９の割れを目視観察した。その結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　従来例であるＮｏ．１は、天板部３と縦壁部５との間にＲ形状の稜線部４１のみを有するものである（図１１参照）。断面曲率半径６ｍｍの稜線部４１を接合した場合、プレス成形後の稜線部４１の接合部１９に割れが生じた。
　比較例であるＮｏ．２、Ｎｏ．３は、天板部３と縦壁部５との間に湾曲した傾斜面部１３を有するものであり（図３参照）、傾斜面部１３の幅Ｗが３ｍｍであるため接合部の幅（５ｍｍ）より狭い。また、比較例であるＮｏ．４は、天板部３と縦壁部５との間に平面状の傾斜面部１３を有するものであり（図２参照）、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３と同様に、傾斜面部１３の幅Ｗが接合部の幅より狭い。Ｎｏ．２～Ｎｏ．４では、接合部１９が傾斜面部１３からはみ出して断面曲率半径６ｍｍの稜線部１５または稜線部１７に延出するため、傾斜面部１３の形状にかかわらず接合部１９に割れが生じた。
　また、比較例であるＮｏ．５は、傾斜面部１３の幅Ｗを７ｍｍとして、接合部１９の幅（５ｍｍ）より広くしたものであるが、傾斜面部１３の断面曲率半径ＲＳを１０ｍｍとし、本発明の２０ｍｍより小さくしたものである。この場合も、傾斜面部１３の断面曲率半径ＲＳが小さいため、接合部１９に割れが生じた。
　これに対し、本発明例であるＮｏ．６、Ｎｏ．７は、傾斜面部１３の幅Ｗを接合部１９の幅より広く、かつ、傾斜面部１３の断面曲率半径ＲＳを２０ｍｍ以上にしたものである。また、本発明例であるＮｏ．８は、天板部３と縦壁部５との間に平面状の傾斜面部１３を有し（図２参照）、傾斜面部１３の幅Ｗを接合部１９の幅より広くしたものである。Ｎｏ．６～Ｎｏ．８の本発明例（実施例）ではいずれも接合部１９の割れは生じなかった。
　以上のように、本実施例では、平面状の傾斜面部１３または、断面曲率半径が２０ｍｍ以上の湾曲した傾斜面部１３を設け、かつ、傾斜面部１３内に収まるように接合部１９を設けることにより、本体部品９と補強部品１１との接合部１９の割れを防止できることが確認できた。
　　１　プレス成形品
　　３　天板部
　　５　縦壁部
　　７　フランジ部
　　９　本体部品
　１１　補強部品
　１３　傾斜面部
　１５　稜線部
　１７　稜線部
　１９　接合部
　２０　傾斜面部相当部
　２１　ブランク
　２３　ブランク
　２５　接合ブランク
　２７　電極
　２９　ダイ
　３１　パンチ
　３３　プレス成形品（他の実施形態１）
　３５　プレス成形品（他の実施形態２）
　３７　プレス成形品（他の実施形態３）
　３９　プレス成形品（従来例）
　４１　稜線部
　４３　割れ

Claims (7)

  1. 　少なくとも天板部と縦壁部とを有するプレス成形品であって、天板部と縦壁部とを構成する本体部品と、前記天板部および前記縦壁部に跨って配置されて前記本体部品の内側または外側に接合された補強部品とを備え、
    　前記補強部品が配置された前記天板部と前記縦壁部との間に平面状の傾斜面部を有し、
    　少なくとも該傾斜面部に接合部が設けられており、
    　前記傾斜面部の内面の幅が、前記接合部の幅より広いことを特徴とするプレス成形品。
  2. 　少なくとも天板部と縦壁部とを有するプレス成形品であって、天板部と縦壁部とを構成する本体部品と、前記天板部および前記縦壁部に跨って配置されて前記本体部品の内側または外側に接合された補強部品とを備え、
    　前記補強部品が配置された前記天板部と前記縦壁部との間に湾曲した傾斜面部を有し、
    　少なくとも該傾斜面部に接合部が設けられており、
    　前記傾斜面部の内面の幅が、前記接合部の幅より広く、
    　前記傾斜面部の内面の断面曲率半径が、前記天板部と前記傾斜面部の間の稜線部の断面曲率半径および前記傾斜面部と前記縦壁部の間の稜線部の断面曲率半径より大きく、かつ、２０ｍｍ以上であることを特徴とするプレス成形品。
  3. 　前記接合部はスポット溶接、アーク溶接、レーザー溶接、シーム溶接、プラズマ溶接、摩擦撹拌接合または超音波接合によって形成されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載のプレス成形品。
  4. 　本体部品となる平板状のブランクと、補強部品となる平板状のブランクと、を重ね合わせて、少なくとも前記傾斜面部に相当する部位を接合して接合ブランクを作成し、
    　該接合ブランクをプレス成形して前記請求項１または請求項２に記載のプレス成形品を製造することを特徴とするプレス成形品の製造方法。
  5. 　前記本体部品および前記補強部品は、引張強度が９８０ＭＰａ級以上の鋼板をプレス成形したものであることを特徴とする請求項１または２に記載のプレス成形品。
  6. 　前記本体部品および前記補強部品は、引張強度が９８０ＭＰａ級以上の鋼板をプレス成形したものであることを特徴とする請求項３に記載のプレス成形品。
  7. 　前記本体部品および前記補強部品のブランクは、引張強度が９８０ＭＰａ級以上の鋼板であることを特徴とする請求項４に記載のプレス成形品の製造方法。
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