CN1503849A - 冲压成形产品及其高频淬火方法与其高频淬火装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有通过高频淬火等淬火形成的所需要的强度分布的车辆用中心立柱等的冲压成形产品，及对该冲压成形产品进行高频淬火用的方法和装置。该冲压成形产品的中心立柱(10)具有沿中心立柱(10)长度方向延伸的中间顶部(11)；及从中间顶部(11)的两侧朝相同侧弯曲的两个侧翼部(12)，淬火区域(Q)跨越中间顶部(11)和侧翼部(12)而设置在中间顶部(11)的两侧。用高频淬火装置进行淬火的淬火区域(Q)是从中心立柱(10)的上部向下部连续扩大的末端扩大的区域，因此，该淬火区域与非淬火区域的比例在中心立柱(10)的长度方向上是变化的，成为所要的强度分布。

Description

冲压成形产品及其高频淬火 方法与其高频淬火装置
技术领域
本发明涉及经过淬火处理的冲压成形产品及其高频淬火方法与其高频淬火装置，适用于例如，车辆的中心立柱、前缓冲器梁、前侧架及门用加强部件等的各种冲压成形产品。
背景技术
作为形成四轮车辆的车体一部分的车体用部件的看作是前座与后座之间的支柱的中心立柱，通过板金的冲压成形形成断面的帽形状。具体地说，作为冲压成形产品的中心立柱，由沿着作为上下方向的长度方向延伸的中间顶部；在该中间顶部面内的与长度方向垂直的方向的两侧，也就是说在车辆长度方向的两侧，从中间顶部向相同侧的车辆内侧弯曲，沿着长度方向延伸并以弯曲方向为宽度方向的一对侧翼部；及从该侧翼部的尖端沿着相互远离的车辆前后方向延伸的凸缘部构成。为了确保从车室内通过侧门的窗户玻璃的大视野，将该中心立柱做成沿着车辆前后方向的宽度尺寸小的细长状，以此求得相对其他车辆或壁等的侧面冲撞的对策所需要的大的强度。
为了满足中心立柱的大的强度要求的以往技术公知的措施是，在中心立柱上设置作为加强部件的加固件(zein force)或对中心立柱进行淬火处理。
采用前者，由于中心立柱的全体重量增加，这与车体重量轻量化的要求相违，所以采用后者比较好。另外，至于后者，在对中心立柱进行淬火处理时，为了有效地承受作用在中心立柱上的载荷，希望进行能得到所要求的强度分布的淬火处理，以在需要大强度的场所让其强度变大，在小强度就能满足要求的场所让其强度变小。
而作为进行这种淬火处理的以往技术，公知的有日本特开平10-17933号公报所公开的技术。在该技术中，用高频淬火装置对中心立柱的车辆前后方向宽度全体进行淬火处理，同时，为了通过该淬火处理得到使上下方向的硬度分布成为与所要求的强度分布对应的分布的、这样的硬度分布，在将高频淬火装置相对中心立柱移动、进行淬火处理时，使该移动速度产生变化。
在该以上技术中，为得到所要求的强度分布的对策是，在中心立柱上产生与该强度分布对应的硬度分布，但是，为了得到与强度分布对应的硬度分布，需要考虑了中心立柱的材质等各种条件的控制技术等的高新技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种能通过淬火处理容易地得到所要求的强度分布的中心立柱等的冲压成形产品、生产该成形产品所用的高频淬火方法及高频淬火装置。
本发明的冲压成形产品，备有沿长度方向延伸的中间顶部；及在该中间顶部面内的与上述长度方向垂直的方向的两侧，从上述中间顶部朝相同侧弯曲，并沿着上述长度方向延伸，同时以上述弯曲方向为宽度方向的一对侧翼部，在上述中间顶部与上述一对侧翼部中的至少一对侧翼部上，设置有经过淬火的淬火区域和未经过淬火的非淬火区域，同时，上述宽度方向上的该淬火区域与非淬火区域的比例是为了得到所要求的强度的比例。
在该冲压成形产品中，由于在中间顶部与一对侧翼部中的至少一对侧翼部上，设置有淬火区域和非淬火区域，同时，上述宽度方向上的该淬火区域与非淬火区域的比例是为了得到所要求的强度的比例，因此，通过淬火区域与非淬火区域的比例的设定，可决定强度的大小，进而，很容易得到所要求的强度分布。另外，通过非淬火区域，也能确保与该非淬火区域相对淬火区域的比例对应的韧性。
在该冲压成形产品中，在强度沿冲压成形产品长度方向不变化、强度分布在该长度方向上是一样的情况下，让淬火区域与非淬火区域的比例在冲压成形产品长度方向不变化也是可行的，另外，在强度沿冲压成形产品长度方向变化、强度分布不一样的情况下，只要让淬火区域与非淬火区域的比例沿冲压成形产品长度方向变化即可。在后者的情况下，也可以在冲压成形产品长度方向的一部分上，设置全部成为淬火区域和非淬火区域的部分。
另外，也可以在中间顶部设置淬火区域，在中间顶部也设置这样的淬火区域的情况下，也可以沿着中间顶部中的该中间顶部面内的与上述长度方向垂直的方向的全部方向设置淬火区域，还可以只在该方向的两侧设置淬火区域，也可以使该淬火区域之间是非淬火区域。
根据后者，通过非淬火区域能确保冲压成形产品的韧性。另外，也可以在该非淬火区域上形成孔。此外，在淬火时淬火能量没有集中到孔周围的情况下，也可以把孔设置在淬火区域上。在这种情况下，在中间顶部设置非淬火区域也是可行的。
本发明的冲压成形产品，备有沿长度方向延伸的中间顶部；及在该中间顶部面内的与上述长度方向垂直的方向的两侧，从上述中间顶部朝相同侧弯曲，并沿着上述长度方向延伸，同时以上述弯曲方向为宽度方向的一对侧翼部，在上述中间顶部与上述一对侧翼部中的至少中间顶部上，设置有经过淬火的淬火区域和未经过淬火的非淬火区域，同时，上述中间顶部面内的与上述长度方向垂直的方向上的该淬火区域与非淬火区域的比例是为了得到所要求的强度的比例。
在该冲压成形产品中，由于在中间顶部与一对侧翼部中的至少中间顶部上，设置有淬火区域和非淬火区域，通过中间顶部面内的与上述长度方向垂直的方向上的该淬火区域与非淬火区域的比例的设定，可决定强度的大小，因此，即使是冲压成形产品，通过淬火区域与非淬火区域比例的设定，也很容易得到所要求的强度分布，另外，借助于非淬火区域，能确保与该非淬火区域相对于淬火区域的比例对应的韧性。
即使在该冲压成形产品中，也可以通过让淬火区域与非淬火区域的比例在冲压成形产品长度方向不变化，使强度沿冲压成形产品长度方向不变化，另外，也可以让淬火区域与非淬火区域的比例沿冲压成形产品长度方向变化，使强度沿冲压成形产品长度方向变化。在后者的情况下，也可以在冲压成形产品长度方向的一部分上，设置全部成为淬火区域和非淬火区域的部分。
另外，设置在中间顶部的淬火区域，也可以仅设置该中间顶部面内的与上述长度方向垂直的方向的两侧，使该淬火区域之间是非淬火区域。
借助于该非淬火区域，能确保冲压成形产品的韧性。另外，也可以在该非淬火区域上形成孔。此外，也可以在该冲压成形产品中，在淬火时淬火能量没有集中到孔周围的情况下，把孔设置在淬火区域上。
上述的经过淬火处理的冲压成形产品的第一个例子是车辆的中心立柱。设置在中心立柱上的淬火区域是该车辆侧门上的与窗户玻璃配置用窗孔对应的中心立柱的部分。
采用这种结构，对于为了确保该中心立柱中的通过侧门窗户玻璃的来自车室内的大的视野而将车辆前后方向的宽度尺寸缩小的部分，可赋予对其他车辆或壁等的侧面冲撞所要的强度。
另外，中心立柱的淬火区域可以是从上部向下部的一样的强度分布，但是，也可以是从上部向下部连续扩大的末端扩大的区域。
采用后者时，可进一步增大承受来自其他车辆等的大的侧面冲撞载荷的位置的强度，同时，在该位置上面的强度逐渐缩小的部分，可有效地吸收冲撞的能量。另外，由于淬火区域是连续扩大的区域，没有急剧变化的部分，因此，强度分布也不会急剧变化，进而在承受来自其他车辆等的冲撞载荷等时，能防止中心立柱产生折曲等。
另外，中心立柱的淬火区域形式并不限于以上形式，可以是例如基于车辆内部结构的与车体强度对应的从上部向下部连续扩大的末端扩大的区域，也可以是除去铰接安装部的位置的不连续区域。
也可以在侧门上的与窗户玻璃配置用窗孔对应的部分进行淬火处理的中心立柱上，在淬火区域的上部和下部设置加固件。如果采用设置在淬火区域上部的加固件，可确保与形成车体其他部件的框部分的大的结合强度，如果采用设置在淬火区域下部的加固件，可增大侧门用铰接安装位置的强度。
另外，也可以根据使用上述侧门上的与窗户玻璃配置用窗孔对应的部分进行了淬火处理的中心立柱的车辆的种类，省略设置在淬火区域上部与下部上的加固件中的一个加固件、例如上部加固件。
另外，还可以在中心立柱上设置加固件，该加固件具有与设置淬火区域的中心立柱长度方向的范围相同或略相同的长度。采用这种结构时，虽然中心立柱全体的重量会增加，但是，与全体重量相同的中心立柱相比，可通过淬火处理产生的强度相应增大中心立柱的全体强度。
经过淬火处理的冲压成形产品的第二个例子是车辆的前缓冲器梁。该前缓冲器梁的淬火区域，最好是在使上述车辆左右前侧架的顶端部结合的左右两侧的结合部处变大，并朝向左右之间的中央部逐渐缩小。
采用这种结构，在左右之间的中央部为朝前方鼓出的全体形状成弓形的前缓冲器梁的中央部，作用有轻微的冲撞载荷时，可由强度不怎么大、韧性大的中央部有效地来承受该轻微的冲撞载荷，而大的冲撞载荷由强度大的使前侧架结合的左右结合部有效地承受。
经过淬火处理的冲压成形产品的第三个例子是顶端部与前缓冲器梁结合的车辆前侧架。最好是，该前侧架的淬火区域在上述顶端部及从该顶端部隔开间隔并后退的位置的后退部处变大，在其之间的中间部变小。
采用这种结构，当来自前缓冲器梁的大的冲撞载荷作用到前侧架上时，强度小的中间部变为产生压曲的压曲点，借助于该压曲点可用前侧架有效地吸收冲撞能量。
另外，设置在前侧架的上的淬火区域的形式并不限于此，可以是任意的，通过任意设定淬火区域的形式，可任意设定压曲点的位置。
除上述之外，经过淬火处理的冲压成形产品，可以是车辆侧门用的加强部件或者也称作后车门的后门用的加强部件，还可以是接合到前底板左右端部上的侧车身底框，也可以是后侧架，或者是后侧架加固件。再者，在中心立柱上设置加固件的情况下，也可以是该加固件，总之，采用本发明的冲压成形产品可以是任意的冲压成形产品。
另外，本发明的冲压成形产品除了车辆以外，还可以是例如电气制品用的冲压成形产品。
还有，对冲压成形产品进行淬火处理用的淬火装置，可以是高频淬火装置或是激光淬火装置或是气体火焰淬火装置，可以是任意形式的淬火装置。
本发明的冲压成形产品的高频淬火方法，包括：用于制造冲压成形产品的工序，该冲压成形产品备有沿长度方向延伸的中间顶部；及在该中间顶部面内的与上述长度方向垂直的方向的两侧，从上述中间顶部朝相同侧弯曲，并沿着上述长度方向延伸，同时以上述弯曲方向为宽度方向的一对侧翼部；接着，为了在该冲压成形产品的上述中间顶部与上述一对侧翼部中的至少中间顶部上设置经过淬火的淬火区域和未经过淬火的非淬火区域，并使该区域的比例为能得到所要求的强度的比例，而借助于可同时对上述淬火区域的全体加热的大小的高频淬火用感应器的至少一个感应作用导体，对该淬火区域加热的工序；之后，通过对上述淬火区域快速冷却，对该淬火区域进行高频淬火的工序。
采用这种高频淬火方法，由于高频淬火用感应器的至少一个感应作用导体具有同时对淬火区域全体加热的大小，因此，能利用感应作用导体迅速对淬火区域的全体加热，并且，通过快速冷却该淬火区域，能在短时间内进行高频淬火，结果，可实现淬火作业效率的提高。
在该高频淬火方法中，在与上述长度方向垂直的方向上的上述感应作用导体的尺寸，在该长度方向上可以是不变化的，也可以是变化的，变化时，为了获得这种变化，使经过高频淬火的上述淬火区域与不进行淬火的非淬火区域的比例沿上述长度方向变化。因此，可得到强度分布沿长度方向变化的冲压成形产品。
另外，在上述中间顶部上，在该中间顶部面内的与上述长度方向垂直的方向的两侧的中间顶部上必须设置孔的情况下，在制造冲压成形产品的工序中，形成该孔，之后，借助于上述高频淬火用感应器的两个感应作用导体，在上述中间顶部面内的与上述长度方向垂直的方向的该中间顶部的两侧，对避开上述孔的位置加热。
于是，要进行高频淬火处理的位置是远离形成孔的位置，因此，通过感应作用导体进行高频加热时，高频淬火能量不会集中到孔的周围，因此，可消除可能产生的淬火不均匀。此外，在不担心孔的周围集中高频淬火能量的情况下，也可以对形成孔的位置加热。
本发明的冲压成形产品的高频淬火装置，该冲压成形产品是备有沿长度方向延伸的中间顶部；及在该中间顶部面内的与上述长度方向垂直的方向的两侧，从上述中间顶部朝相同侧弯曲，并沿着上述长度方向延伸，同时以上述弯曲方向为宽度方向的一对侧翼部的冲压成形产品，上述冲压成形产品的高频淬火装置包括：用于在该冲压成形产品的上述中间顶部与上述一对侧翼部中的至少中间顶部上设置经过淬火的淬火区域的、高频淬火用感应器的至少一个感应作用导体；用于对该高频淬火用感应器进行高频通电的电源装置；以及对通过上述感应作用导体进行高频加热的上述淬火区域快速冷却用的冷却装置，上述感应作用导体具有能同时加热上述淬火区域全体的大小，并且，该感应作用导体的大小是：用于通过该感应作用导体与上述冷却装置根据经过高频淬火的上述淬火区域和不经过高频淬火的非淬火区域的比例得到所要强度的大小。
采用该高频淬火装置，由于高频淬火用感应器的至少一个感应作用导体具有同时对淬火区域全体加热的大小，因此，能利用感应作用导体迅速对淬火区域的全体加热，并且，通过快速冷却该淬火区域，能在短时间内进行高频淬火，进而可有效地进行淬火作业。
该高频淬火装置的冷却装置，可以是将冷却水等冷却媒体喷向冲压成形产品的至少淬火区域的装置，也可以是将冲压成形产品全体浸渍在冷却液中的装置。喷射冷却媒体的装置，可以简化冷却装置。
另外，在高频淬火装置中，在与上述长度方向垂直的方向上的上述感应作用导体的尺寸，在该长度方向上可以是不变化的，也可以是变化的。在变化的情下，为了获得这种变化，使经过高频淬火的淬火区域与不进行淬火的非淬火区域的比例沿长度方向变化，因此，能制造出强度分布沿长度方向变化的冲压成形产品。
最好是，该高频淬火装置用的感应器的感应作用导体或供给电路，由中空筒状的导体构成，其内部为冷却水通路。于是，可用简单的结构进行感应作用导体等的冷却。
最好是，在上述感应器的感应作用面上施加有绝缘包覆。于是，在将感应器接近冲压成形产品的中间顶部的淬火区域对峙地配置时，即使误与淬火区域接触，也不会发生短路，是安全的。
另外，推荐在上述感应器的感应作用面上设置用于限制与淬火区域之间的间隔的衬垫。通过设置该衬垫，在把感应器接近淬火区域对峙地配置时，仅仅借助于通过该衬垫以推压淬火区域的形式配置感应器的措施，就可以使感应器的感应作用面与淬火区域对峙的间隔为所希望的值，易于感应器的配置作业。另外，衬垫为绝缘材料制成时，也可以赋予感应作用导体与淬火区域之间的绝缘强化。
进一步，淬火区域宽度方向上的感应器的个数与淬火区域的宽度尺寸对应，可以是一个，也可以是沿宽度方向并设的多个。后者通过在淬火区域长度方向的端部折回长尺寸的感应器使其在该长度方向上往返来实现。因此，可以使给感应器供电的电源为一个。
最好是，上述冷却装置配置在关于上述冲压成形产品表里的上述感应器的相反一侧，并具有同时向上述淬火区域的全体喷射冷却媒体的冷却管。采用这种构成，不会与感应器产生干涉的前提下进行冷却，而且，可在短时间且均等地冷却淬火区域的全体。
另外，最好是，借助于使冷却媒体经过感应器的内部流通的通路，将冷却液从该感应器喷向冲压成形产品。于是，可兼用感应器与冷却装置。此外，如上文所述，在关于冲压成形产品的表里的与上述感应器的相反一侧设置冷却媒体喷射用冷却管的情况下，也可以采用这样的使冷却媒体经过感应器的内部流通的通路。
在上述冷却媒体为冷却水等液体的情况下，该冷却液喷射到淬火区域之后，向上述冲压成形产品的外部流出。因此，最好是，将上述冲压成形产品配置在为了接受喷向上述淬火区域并向该冲压成形产品的外部流出的上述冷却液的盘的内部。于是，很容易进行淬火区域冷却后的冷却液的处理。
另外，最好是，上述盘形成用于循环上述冷却液的循环路径的一部分。于是，可使冷却液的再利用成为可能。在再使用该冷却液的情况下，随着向成为高温的淬火区域的喷射的蒸发等，冷却液的一部分消失。因此，通过在循环路径上设置冷却液补给管，可补给所消失的冷却液。
进一步，最好是在循环路径上设置有除去溶透到经过该循环路径中循环的冷却液内的溶存氧的溶存氧除去装置。据此，由于可从喷射到淬火区域的冷却液中除去溶存氧，所以，可在防止该淬火区域中的冷却液喷射面一侧的氧化的前提下进行淬火，使淬火后对冲压成形产品进行的喷漆等用的后作业通过给定方式进行。
上述溶存氧除去装置的一例子是，设置有将氮气等非氧化性气体吹入储存槽里所储存的冷却液中用的吹入管，通过该吹入，可使溶透到冷却液中的溶存氧脱气。
溶存氧除去装置并不限于完全从冷却液中除去溶存氧的情形，以对淬火后进行的上述后作业无障碍的前提下可实施的程度，从冷却液中可除去溶存氧的程度也是合适的。
在淬火后进行上述喷漆等用的后作业的情况下，最好在淬火装置中，设置在非氧化性气氛中进行上述淬火区域的淬火用的非氧化性气体供给装置。借此，可在防止氧化的前提下对淬火区域进行淬火，使上述后作业按照给定方式进行。
最好是，上述冲压成形产品的细长中间顶部的内侧空间为上述非氧化性气体气氛，沿着该内侧空间的上述中间顶部的长度方向两端部中的至少一方的端部，是经过开口的开口端，在这种情况下，通过在该开口端设置非氧化气体喷出装置，可在该开口端形成非氧化性气体所产生的气体帘。
于是，从上述非氧化性气体供给装置供给到中间顶部的内侧空间的非氧化性气体以气体帘阻止从上述开口端的流出，可维持该内侧空间的非氧化性气体气氛。另外，即使在该内侧空间内喷出上述冷却液的情况下，喷出后的冷却液也可从上述开口端流出。
在淬火装置中，设置有用于覆盖上述冲压成形产品外侧的盖，该盖与上述冲压成形产品之间的间隔空间为上述非氧化性气体气氛，沿着该间隔空间的上述中间顶部的长度方向两侧中的至少一方的端部，是经过开口的开口端，在这种情况下，通过在该开口端设置非氧化气体喷出装置，可在开口端形成非氧化性气体所产生的气体帘。
于是，从上述非氧化性气体供给装置供给到上述间隔空间的非氧化性气体以气体帘阻止从上述开口端的流出，可维持该间隔空间的非氧化性气体气氛。
在上文中，非氧化性气体的“非氧化”并不限于完全防止淬火区域的氧化的含义，也包含留有轻度氧化的含义，允许上述后作业有以给定方式实施的程度的氧化。
另外，也可以在通过对上述高频淬火用感应器的感应作用导体的通电及通电的停止而对淬火区域加热之后，进行从上述冷却管向淬火区域的冷却液的喷出及该喷出的停止，或者，在从冷却管向淬火区域喷射冷却液开始后，进行向感应作用导体的通电及其停止，接着停止冷却液的喷射。
另外，最好是，上述盘为充分储存除去了溶存氧的冷却液的水槽，冲压成形产品以水没过的状态放入该水槽中，在这种状态下，向感应作用导体通电，对淬火区域进行淬火。在这样的情况下，不需要上述非氧化性气体供给装置。
进一步，淬火装置可以是备有用于填充非氧化性气体的腔，在该腔的内部进行冲压成形产品的淬火的装置，并且，也可以是设置有与腔连通的待机用的腔，后续的要淬火的冲压成形产品在该待机用腔中待机，可连续对多个冲压成形产品淬火的装置。
以上说明的本发明，适用于制造具有任意拉伸强度的钢板形成的冲压成形产品的情况。该拉伸强度可以是441.29925N/mm2级，也可以是490.3325N/mm2级，或是588.399N/mm2级，或是686.4655N/mm2级，还可以是784.532N/mm2级。
但是，作为冲压成形产品的材料，如果使用拉伸强度为441.29925N/mm2级的钢板，由于该拉伸强度不那么大，所以，可通过冲压加工制造出复杂形状的制品，因此，即使要制造的冲压成形产品为复杂形状，也可以通过冲压加工，以给定形式制造出该冲压成形产品。
作为冲压成形产品的材料，如果使用拉伸强度为441.29925N/mm2级的钢板，则淬火温度可以在比较低的温度的900℃以下，例如可以是750℃～900℃范围的温度，特别是，当温度为800℃～850℃范围，用该温度不会破坏镀锌钢板的镀锌层，而且，能够确保淬火的给定强度，进而，作为冲压成形产品的材料，在锈方面不仅可以使用镀锌钢板，而且，作为车体部件等，也能得到必要的强度。
附图说明
图1是表示采用本发明一实施形式的冲压成形产品中心立柱的四轮车辆左右中的左侧的侧主体的透视图。
图2是图1的S2-S2线断面图。
图3是表示用于形成图1的侧主体的外部面板与内部面板中的、中心立柱与内部面板的关系的中心立柱的全体正面图。
图4是放大地表示淬火处理部分的中心立柱主要部分的放大图。
图5是图4的S5-S5线断面图。
图6是图4的S6-S6线断面图。
图7是图4的S7-S7线断面图。
图8是表示设置中心立柱时的高频淬火装置的概要情况的透视图。
图9是表示在中心立柱上沿着设置有淬火区域的中心立柱的长度方向的范围设置加固件的实施形式的与图2相同的示意图。
图10是表示将前缓冲器梁与左右一对前侧架结合之前的透视图。
图11是表示将前缓冲器梁与左右一对前侧架结合之后的透视图。
图12是表示将前缓冲器梁与左右一对前侧架结合之后的透视图。
图13是图11的S13-S13线断面图。
图14是图11的S14-S14线断面图。
图15是图11的S15-S15线断面图。
图16是图12的S16-S16线断面图。
图17是图12的S17-S17线断面图。
图18是图12的S18-S18线断面图。
图19(A)是表示经过高频淬火的冲压成形产品的概略透视图，(B)是该成形产品的概略断面图。
图20是表示将图19的冲压成形产品安装在支持台上的状态的概略透视图。
图21是表示将图19的冲压成形产品安装在支持台上、使高频淬火用感应器接近该冲压成形产品配置的状态的概略透视图。
图22是表示把高频淬火用感应器接近图19的冲压成形产品上所设定的淬火区域而配置、并在该感应器的内侧配置有冷却管的状态的概略断面图。
图23是表示图19的冲压成形产品棱线部及接近该棱线部配置的高频淬火用感应器的概略断面图。
图24是表示沿棱线部切断图23的冲压成形产品和感应器的概略断面图。
图25(A)图19的冲压成形产品的概略平面图，(B)是表示沿棱线部切断该冲压成形产品和感应器的概略断面图。
图26是表示在实施例1、2中进行淬火的淬火区域硬度分布的曲线图。
图27是表示淬火装置进一步的具体实施形式的侧断面图，是含有冷却水循环路径和非氧化性气体的供给路径的示意图。
图28是图27的主要部分的放大图。
图29是图28的S29-S29线断面图。
具体实施方式
为了更详细地说明本发明，下面根据附图对其进行说明。图1示出了采用本发明一实施形式的冲压成形产品中心立柱的四轮车辆左右侧主体中的左侧的侧主体1。侧主体1以将车辆外侧的外部面板和车辆内侧的内部面板接合而形成，同时，如图1的S2-S2截面的断面图的图2所示那样，在该外部面板2与内部面板3的前座与后座之间的中心立柱部2A与3A所形成的内部空间4中，配置有本实施形式的中心立柱10。
该中心立柱10由沿着作为长度方向的上下方向延伸的中间顶部11；在该中间顶部11面内的与上下方向垂直的方向的两侧，也就是说在车辆前后方向的两侧，从中间顶部11同时向车辆内侧弯曲，沿着上下方向延伸并以弯曲方向作为宽度方向的一对侧翼部12；及从该侧翼部12的尖端沿着相互远离的车辆前后方向延伸的凸缘部13构成。因此，中心立柱10具有帽形状的断面。
图3示出了中心立柱10的全体正面图。在该图3中，除去外部面板2，示出了内部面板3。在中心立柱10的上下端部，形成向车辆前后方向鼓出的膨大部14、15，因此，中心立柱10的全体形状大致为I字形。通过把上下膨大部14、15与外部面板2的框部、底部及内部面板3的框部3C、底部3D用点焊接合在一起，并通过把图2所示的凸缘部13与外部面板2的中心立柱部2A的凸缘部2B及内部面板3的中心立柱部3A的凸缘部3B用点焊接合在一起，将组装在外部面板2与内部面板3之间的中心立柱10与外部面板2及内部面板3接合。
如图3所示，在中心立柱10的上部和上下方向的大致中央部或该中央部的稍下侧部分上，配置有加固件16、17，该加固件16、17通过点焊与中心立柱10接合。
如图2所示，在中心立柱10的中间顶部11上形成有孔18，如图3所示，该孔18在中间顶部11的长度方向设置有多个。该孔18的用途在于，为了对利用外部面板2、内部面板3、中心立柱10、加固件16、17及其他必要部件制造的侧主体1进行电沉积喷漆而浸渍电沉积喷漆液时，使侵入外部面板2与内部面板3的中心立柱部2A、3A所形成的内部空间4的电沉积喷漆液可靠地侵入外部面板2的中心立柱部2A与中心立柱10之间的狭小间隙5中，并也能可靠地对外部面板2的中心立柱部2A的内表面以给定方式进行电沉积喷漆液。
在上文中，中心立柱10的厚度为1.0mm或1.2mm或1.4mm或1.6mm，是通过对拉伸强度为441.29925N/mm2级的非电镀钢板或镀锌钢板进行连续自动冲压加工制造，在通过该连续自动冲压加工的制造时，通过冲裁加工形成孔18。
图4是放大地表示如上文所述的形成孔18的中心立柱10中经过淬火处理的部分主要部分的放大图，外轮廓用双点划线19表示的淬火区域Q，其一部分与加固件16、17重叠，设置在加固件16与加固件17之间。图5是图4的S5-S5截面的断面图，图6是图4的S6-S6截面的断面图，图7是图4的S7-S7截面的断面图，从这些图4～图7可以理解，淬火区域Q设置在中间顶部11与一对侧翼部12上，并且在该中间顶部11与一对侧翼部12中，淬火区域Q成为从上部向下部连续扩大的末端扩大的区域。
另外，通过图4所示，淬火区域Q设置在与车辆侧门上所设置的窗户玻璃20(也参照图3)的配置用窗孔对应的中心立柱10的部分上。
而且，在本实施形式中，淬火区域Q处于车辆前后方向的两个位置，该淬火区域Q中的中间顶部11上的区域，设置在中间顶部11面内的与中心立柱10长度方向垂直的方向的两侧，换句话说，设置在车辆前后方向的两侧，该区域与淬火区域Q中的各个侧翼部12上的区域连续。
图4所示的孔18，设置在沿车辆前后方向划分成两个的淬火区域Q中的、中间顶部11的车辆前后方向两侧所形成的区域之间。
中间顶部11和一对侧翼部12中，淬火区域Q以外的是不进行淬火的非淬火区域。通过上文所述，由于淬火区域Q是从上部向下部连续地扩大的末端扩大的形状，所以，非淬火区域与之相反，是从上部向下部连续地减少的尖细状的。因此，在中间顶部11和一对侧翼部12中，有淬火区域Q和非淬火区域，同时，在中间顶部11，沿车辆前后方向的淬火区域Q与非淬火区域的比例在中心立柱10的长度方向是变化的，随着从上部移向下部，淬火区域Q的比例变大，在一对侧翼部12中，沿侧翼部12的宽度方向的淬火区域Q与非淬火区域的比例在中心立柱10的长度方向也是变化的，随着从上部移向下部，淬火区域Q的比例变大。
以上说明的淬火区域Q，是在由上述镀锌钢板经连续自动冲压加工制造中心立柱10并在该制造过程中也形成孔18之后，借助于利用高频淬火装置对中心立柱10进行淬火处理而形成的。
图8示出了该高频淬火装置30的概略情况。高频淬火装置30具有振动装置31、与该振动装置31连接并设置在中心立柱10上或与中心立柱10对面设置的车辆前后方向的一对线圈部32，在中心立柱10上，通过对沿车辆前后方向分开形成的每一淬火区域Q上所设置的这些线圈32的形状等的设定，可以在中心立柱10上设置上述的淬火区域Q。
通过由该高频淬火装置30进行的淬火处理，在中心立柱10上设置图4～图7所示的经过淬火的淬火区域Q。
采用以上说明的实施形式，由于在中心立柱10的中间顶部11及一对侧翼部12上设置有淬火区域Q及非淬火区域，借助于在中间顶部11上的车辆前后方向上的淬火区域Q与非淬火区域的比例；在侧翼部12上的侧翼部12的宽度方向上的淬火区域Q与非淬火区域的比例；可确定中心立柱10的强度，因此，可用该比例设定所要求的那样的中心立柱10的强度，并通过在中心立柱10的长度方向上确定淬火区域Q与非淬火区域的比例，很容易设定中心立柱10长度方向上的强度分布。
另外，由于设置在中心立柱10上的淬火区域Q是与设置在侧门上的窗户玻璃20的配置用窗孔对应的部分，该部分虽然是为了确保即使是在中心立柱10上也能有来自车室内的大的视野而将车辆前后方向的宽度形成小宽度的部分，但是由于在该部分设置有淬火区域，所以，给该部分赋予了对赋予其他车辆或壁等侧面冲撞的载荷所要的充分强度。
此外，由于淬火区域Q下面的部分由组装到窗户玻璃20下面侧门部分上的加强用梁来加强，借助该加强用梁能确保对付淬火区域Q下面部分上的冲撞载荷所要的强度，并且，由于淬火区域Q是从中心立柱10的上部向下部扩大的末端扩大的形状，所以可进一步增大受到来自其他车辆等大的侧面冲撞载荷的位置的强度，另外，该位置上面的部分强度逐渐变小，在该通过非淬火区域的扩大使韧性逐渐增大的部分，可有效地吸收冲撞能量。
另外，由于淬火区域Q是连续变化的，不会发生急剧变化的情况，因此，也不会产生因淬火处理引起的强度急剧变化的位置，进而可防止受到来自其他车辆等的冲撞载荷等时中心立柱10产生的扭曲等。
此外，由于在中心立柱10上，在淬火区域Q的上下位置设置有加固件16、17，通过淬火区域Q上部的加固件16，能确保形成车体的上述外部面板2或内部面板3的框部分的大的接合强度，通过淬火区域Q下部的加固件17，能确保侧门用梁的安装位置的强度。另外，借助于这些加固件16、17，不会在淬火区域Q的上下端部急剧地降低中心立柱10的强度。
进一步，由于设置在中心立柱10上的淬火区域Q中的中间顶部11的区域，分开设置在中间顶部11的车辆前后方向的两侧，在该两侧的中间部，即成为非淬火区域的部分，形成如上述的电沉积喷漆时所必要的孔18，通过形成孔18后进行的高频淬火作业，即使在中心立柱10上设置淬火区域Q，由于该淬火区域Q设置在避开孔18的位置的中间顶部11的车辆前后方向的两侧，所以不会导致高频淬火能量集中在孔18的周围而产生的淬火不均。
另外，由于中心立柱10是通过对拉伸强度为441.29925N/mm2级的钢板进行冲压加工制造的，该拉伸强度是那种不太大的程度，所以可以按照所希望的形状形成复杂形状中心立柱10，而且，具有该拉伸强度的钢板经过淬火处理时的淬火温度为比较低的温度的900℃以下、例如750℃～900℃的范围内的温度比较好，特别是，一旦淬火温度是处于800℃～850℃的范围的温度时，用该温度不会破坏镀锌钢板的镀锌层，能确保淬火产生的给定强度，因此，作为中心立柱10的材料，可利用能有效防锈的镀锌钢板，而且作为中心立柱10也能得到必要的强度。
图9示出了将长度与设置有淬火区域Q的中心立柱10长度方向的范围相同或大致相同的加固件40通过电焊与中心立柱10接合的实施形式。根据该实施形式，虽然因有加固件40而使中心立柱10全体的重量增加，但是，与具有相同全体重量的中心立柱10相比，仅通过在中心立柱10上设置淬火区域Q所引起的强度的增加，就能获得增大中心立柱10全体强度的优点。
在该实施形式中，加固件40与图3及图4所示的加固件16、17可以为单独的部件，并设置在中心立柱10上，还可以作为兼作加固件16、17的上下尺寸长的部件设置在中心立柱10上。另外，也可将加固件16、17与上下尺寸长的加固件40重叠地接合在一起。
图10～图18示出了将淬火处理适用于四轮车辆的前缓冲器梁和前侧架的情况下的实施形式。图10是表示将前缓冲器梁50与左右一对前侧架60结合之前的透视图，图11是其结合之后的平面图，图12是其结合之后的侧视图，图13是图11的S13-S13线断面图，图14是图11的S14-S14线断面图，图15是图11的S15-S15线断面图，图16是图12的S16-S16线断面图，图17是图12的S17-S17线断面图，图18是图12的S18-S18线断面图。
如图10～图12所示，在长度方向的中央部朝前方鼓出全体形状成弓形的前缓冲器梁50的左右两侧，通过焊接或螺栓等紧固部件将左右一对前侧架60的顶端部与前缓冲器梁50接合。在FF四轮车辆的发动机室内，该前侧架60与左右侧主体及及仪表板面板接合。
如图10及图13～图15所示，前缓冲器梁50由沿车辆左右方向的长度方向延伸的作为中间顶部的前面部分51；在与该前面部分51面内长度方向垂直的方向上的两侧、换言之在上下两侧同时向车辆前后方向弯曲，以弯曲方向作为宽度方向的一对侧翼部的上面部分52和下面部分53；及将该上面部分52和下面部分53的后端部彼此连接的后面部分54构成，上面部分52、下面部分53及后面部分54与前面部分51同样，朝前缓冲器梁50的长度方向延伸，并且其长度沿着前缓冲器梁50的全长分布。
设置在前缓冲器梁50上的淬火区域Q，如用双点划线55表示上面部分52的该区域Q外轮廓的图11及表示前缓冲器梁50长度方向的该区域Q的变化的图13～图15所示，在使左右一对前侧架60的顶端部结合的左右两侧的结合部处变大，并朝向左右之间的中央部逐渐缩小。
淬火区域Q采用这样的结构时，在左右之间的中央部朝前方鼓出的全体形状成弓形的前缓冲器梁50的中央部有轻微的冲撞载荷作用的场合，强度是那种不太大的程度，取而代之地在通过非淬火区域使韧性变大的中央部，可有效地承受该轻微的冲撞载荷。另一方面，较大的冲撞载荷，可以由借助比非淬火区域大的淬火区域Q而强度变大、并结合着前侧架60的左右结合部有效地承载。
如图10及图16～图18所示，前侧架60具有：沿车辆左右方向的长度方向延伸的作为中间顶部的腹板部分61；及在与该腹板部分61面内长度方向垂直的方向上的两侧、换言之在上下两侧同时向车辆外侧弯曲，以弯曲方向作为宽度方向的上下一对侧翼部的凸缘部分62、63，该凸缘部分62、63与腹板部分61相同，沿着前侧架60的长度方向延伸。
设置在有这样的形状的前侧架60上的淬火区域Q，如用双点划线64表示腹板部分61的该区域Q外轮廓的图12及表示前侧架60长度方向的该区域Q的变化的图16～图18所示，与前缓冲器梁50接合的顶端部及从该顶端部隔开间隔并朝车辆后方后退的位置的后退部处变大，其之间的中间部变小。
采用这种结构时，当来自前缓冲器梁50的大的冲撞载荷作用到前侧架60上时，可以使顶端部与后退部之间强度小的中间部作为产生压曲的压曲点，通过该压曲点可用前侧架60有效地吸收大的冲击能量。
下面，说明对于包含中心立柱等的车体用部件的冲压成形品进行高频淬火的方法及其装置。
图19所示的冲压成形品101，其形状具有用钢板冲压成形制作的、沿全长延伸的中间顶部101A；其两侧的凸缘101B；及设置在中间顶部101A与凸缘101B之间，从与中间顶部101A面内的中间顶部101A长度方向垂直的方向的两侧朝相同侧彼此弯曲，并沿中间顶部101A长度方向延伸且以该弯曲方向为宽度方向的侧翼部101D，中间顶部101A与两个侧翼部101D之间为棱线部101C。沿着该棱线部101C设定的窄宽度区域(剖面线所示的部分)是实施淬火的淬火区域102。
该淬火区域102跨越中间顶部101A与侧翼部101D，另外，在中间顶部101A的两个淬火区域102之间是非淬火区域。
此外，虽然在图中，淬火区域102沿棱线部101的宽度为一定，但是，在沿着棱线部101C、即沿着中间顶部101A的长度方向淬火区域102与非淬火区域的比例变化的情况下，与中间顶部101A的长度方向垂直的方向上的淬火区域102的宽度尺寸在中间顶部101A的长度方向上是变化的。
在给该冲压成型产品101施行淬火处理时，首先，如图20所示，将冲压成型产品101的凸缘部101B搭载在支持台105的支持面105A上，用固定部件106及螺栓或夹紧装置(图中未示)固定。这里用的支持台105的支持面105A，具有与冲压成型产品101的凸缘部101B的弯曲一致的弯曲，借此，能按照原有的给定形状固定、保持冲压成型产品101。此外，推荐将支持台105的支持面105A的形状做成如下形状：在对冲压成型产品101进行淬火处理时，在冲压成型产品101产生不能忽略的翘曲的情况下，且当把冲压成型产品101固定到该支持面105A上时，能够将抵消淬火产生的翘曲所要的相反的翘曲施加到冲压成型产品上；或者，当把冲压成型产品101安装到支持面105A上时，在两者之间适当地配置衬垫，将相反的翘曲施加到冲压成型产品101上。通过施加这种相反的翘曲，能够抵消淬火产生的翘曲，可得到几乎没有翘曲的所希望形状的淬火冲压成型产品。
另外，也可以不夹紧或松弛地夹持，进行淬火处理，冲压成型产品在淬火所要的加热时自由地变形。
接着，如图21、22所示，将高频淬火用感应器111接近地配置，使其基本覆盖冲压成型产品101的中间顶部101A的棱线部101C上所设定的淬火区域102，而且，在冲压成型产品101的内侧，在用感应器111加热的全体区域配置有可同时喷射冷却水的冷却管113。在这里所用的感应器111具有用铜管等中空筒状的导体形成的感应作用导体112，并且其形状为使分别沿着中间顶部101A的两侧棱线部101C的间隔基本恒定。至于感应作用导体112的断面形状，将在下文叙述。配置在两侧的感应器111利用一端由中空导体构成的连接部件114连接成靠通电及通水的形式，在另一端设置有中空导体构成的连接管115。该连接管115与相对于感应器111进行高频通电的电源装置(图中未示)连接，同时，与冷却水的给排水管连接。进而，感应器111通过电源装置进行高频通电的同时，将冷却水通到中空内部，构成对感应器111本身冷却结构。
下面，说明感应器111的断面形状(在相对于淬火区域102对峙地配置的状态下，横切中间顶部101A的面上的断面形状)。如图23所示，感应器111的感应作用导体112备有与设定在冲压成形品101上的淬火区域102对峙的感应作用面112A，该感应作用面112A的横切中间顶部101A的方向上的形状为模仿淬火区域102面形状的形状。根据该构成，可以使感应作用面112A的相对于淬火区域102的相对间隔D相对横切中间顶部101A的方向均等。通过使该相对间隔均等，并利用感应器111的高频通电，可以使冲压成形品101的与感应作用面112A对峙的区域的全部宽度上几乎均等地受热。在这里，为了提高受热效率，通常将间隔D设定在1～4mm的程度合适。感应器111的感应作用面112A的宽度W1设定为与淬火区域102的宽度W2基本相等。在感应作用导体112的至少与淬火区域对峙的感应作用面112A上，形成铝喷镀包覆等的绝缘包覆117比较合适。由于形成了绝缘包覆117，所以，在将感应器111接近冲压成形品101配置时，即使该感应器111与冲压成形品101接触，也能避免短路。
从以上的说明可看出，具有与对淬火区域102对峙的感应作用面112A的感应作用导体112，其大小与淬火区域102对应，因此，感应作用导体112的大小为可同时对淬火区域102全体加热的大小。
在感应器111相对于冲压成形品101接近地配置时，通常，如图23所示，虽然感应器111的感应作用面112A与棱线部101C的淬火区域102的间隔D在感应器111的宽度方向(横切中间顶部101A的方向)上为一定，而且在图24所示的长度方向上(中间顶部101A的长度方向)也为一定，但是，为了实现最高到达温度调节等，最好是可适当地变化的形式。作为保持感应器111的感应作用面112A相对于棱线部101C的淬火区域102的间隔为给定间隔D的方法，有例如用适当的保持部件(图中未示)保持感应器111，将该保持部件相对于支持台105定位在所希望的位置上的方法。此外，还可以采用在感应器111与棱线部101C的淬火区域102之间配置适当的绝缘性衬垫，通过该衬垫将感应器111推压到淬火区域102上的方法。在使用衬垫的场合，虽然该衬垫安装在感应器111的与淬火区域102对峙的面112A上，但是，最好是，易于感应器111的配置操作。该衬垫相对于在赋予相反的翘曲的状态下安装的冲压成型产品101进行感应器111的间隔限制的情况特别有用。
如上文所述，将感应器111相对冲压成型产品101接近地配置之后，从电源装置(图中未示)向该感应器111进行高频通电，同时对冲压成型产品101的两个位置的淬火区域102的全体进行感应加热，使温度升温到可以淬火的温度。接着，停止通电，由冷却管113喷射冷却水急剧冷却。借此，同时对两个位置的淬火区域102的全体进行淬火。在这里如图23所示，感应器111的与冲压成型产品101的淬火区域102对峙的感应作用面112A在横切中间顶部101A的方向上做成模仿淬火区域102的面形状的形状，两者的间隔D均等，因而，对感应器111进行高频通电时，能对与该感应作用面112A对峙的淬火区域102的全体几乎均等地发热，在短时间内使淬火区域102全体升温到基本相同的最高到达温度。感应器111的感应加热可在极短的时间内进行，发热部分的热量通过热传导向邻接区域的扩散很少。如果感应器111使淬火区域102的升温速度变慢，慢慢地升温，来自发热区域的热量就会通过热传导传递到周围，使淬火区域102外侧也升温到可以淬火的温度。结果，把淬火区域扩大到本来应该淬火的淬火区域102的外侧，致使这种扩大的不均匀或产品之间的不均匀发生，这是令人担忧的。而在本发明中，通过缩短升温时间，可尽力地抑制热量向周围的传导，可以在与感应器111的感应作用面112A对峙的区域，仅仅把淬火施加给基本一致的淬火区域102。本发明者确认的结果是，在感应加热时间为10秒以下，希望在5秒以下，在这种情况下，能得到良好的效果。
向感应器111高频通电的频率，通常大多数情况用于感应加热的取1～50kHz的范围比较好，最好是使用5～25kHz的比较低的频率区域。在该低频率区域中，对感应器111的感应作用面112A和淬火区域102的间隔D的受热量的影响小，即使该间隔D多少有些误差，也可以进行均匀的加热。还具有易于配置感应器111的优点。
在上述实施形式中，感应器111的感应作用面112A的与淬火区域102对峙的相对间隔D在感应器111的宽度方向及长度方向的两个方向上都为恒定，能以基本均匀的温度对淬火区域102升温。但是，在对淬火区域102感应加热时，热量也会通过热传导扩散到邻接区域，因而，在淬火区域102的周缘区域有温度降低的倾向，特别是长度方向的两端区域有温度降低的倾向。这样，感应作用面112A相对于淬火区域102的间隔如果为一定时，就有可能出现不能确保温度均匀性的情况。在这种情况下，推荐采用这样的措施，即，使感应作用面112A相对于淬火区域102的间隔视情况而异，以实现温度的均匀化。例如，把感应器111相对于淬火区域102的间隔设定成使其在中间顶部101A长度方向的两端部的间隔小于中央部的间隔，借此，使两端部受到更多的热量，进而可实现温度的均匀化。
在上述实施形式中，虽然能使淬火区域102以均匀的温度升温，使全体均匀地淬火，得到均匀的淬火硬度，但是，在淬火区域102的淬火硬度沿着中间顶部101A变化的情况下，通过让感应器111的感应作用面112A和淬火区域102的间隔沿中间顶部101A变化，可使最高到达温度沿中间顶部101A变化，或者，使冷却条件(例如冷却水量)沿中间顶部101A变化，可得到所希望的硬度分布。
例如，在图25(A)中，在希望淬火区域102两端部102A的淬火硬度低于中央部102B的淬火硬度、与不施加淬火的区域的硬度差小的情况下，如图25(B)所示，将两端部102A的感应器111的感应作用面112A和淬火区域102的间隔D′设定成大于中央部102B的间隔D，或者让两端部102A的冷却水量小于中央部102B的冷却水量，通过采用这些措施等，可使两端部102A的淬火硬度低于中央部102B的淬火硬度。
实施例1
用图19、图23所示的形状，在设定于由1.4mm厚的钢板制成的冲压成形产品101的棱线部上的淬火区域102中，以相对间隔D＝3mm配置图23所示断面形状的且宽度W1＝12mm的感应器111。对该感应器111进行5秒钟的频率为8kHz的高频通电，使其升温到850～950℃，之后，立即喷射冷却水进行淬火。淬火结束后，测定淬火区域102宽度方向上的淬火硬度分布。在图26中示出了其一例子。另外，图26示出了在一个棱线部上淬火区域宽度方向的一半的数据，其中横轴示出了淬火区域102宽度方向上的位置，纵轴示出了硬度，并且是以淬火区域宽度方向的中央为基准点(坐标0)表示的。
实施例2
在设定于和实施例1相同的冲压成形产品101的棱线部上的淬火区域102中，以相对间隔D＝3mm配置相同的感应器111。对该感应器111进行8秒钟的频率为8kHz的高频通电，使其升温到850～950℃，之后，立即喷射冷却水进行淬火。淬火结束后，测定宽度方向上的淬火硬度分布，得到图26所示的结果。
从图26所示的曲线可以理解，实施例1、2同时可以以基本一定的硬度对棱线部101C的与感应器111对峙的区域进行淬火。但是，在实施例2中，在恒定硬度的区域的外侧，产生硬度相当高的区域，而在实施例1中，可以确认，在此其硬度急剧下降，通过缩短加热时间，可只对与感应器111对峙的区域进行淬火。
也对上述实施例1、2的淬火处理用25kHz的高频通电进行试行，但是，得到与上述实施例相差不大的结果。
图27～图29示出了有关更具体的实施形式的淬火装置。该淬火装置是在非氧化性气体气氛中对冲压成形产品101的淬火区域102实施淬火的装置。图27是表示含有冷却水循环路径和非氧化性气体的供给路径的淬火装置的侧断面图，图28是图27的主要部分的放大图，图29是图28的S29-S29截面的断面图。在以下的说明中，与已经描述的部件、装置相同的功能或作用的部件或装置采用相同的符号表示。
在图27中，在基台120上设置盘121，同时，在该盘121的内部配置支持台105，在支持台105上面的支持面105A上设置冲压成形产品101.该冲压成形产品101通过作用在固定部件106上的图中未示的连杆机构产生的倍力机构式加紧装置的加紧力固定在支持面105A上，并通过自动装置或手工作业装置解除该加紧装置的加紧，将冲压成形产品101从支持面105A上卸下来。
在冲压成形产品101的上方，设置图28与图29所示的盖122，覆盖冲压成形产品101外侧的盖122，通过撑杆123和托架124安装在高频电源装置125上。如图27所示，高频电源装置125通过导轨128吊在从上述基台120上立设的支柱126的臂127上，通过操作手柄129，由导轨128导向，使高频电源装置125及盖122沿图29的左右方向移动，调整其位置。另外，图27的臂127配置成通过促动缸130的伸缩可沿着支柱126的导向部126A上下自由滑动的结构。
如图28所示，覆盖冲压成形产品101上侧的盖122沿着冲压成形产品101的细长中间顶部101A的长度方向延伸，如图29所示，在盖122下面的与冲压成形产品101的两个淬火区域102对应的位置，配置有从高频电源装置125通高频电流的感应器111，该感应器111用图21说明的连接部件114连接，各个感应器111的感应作用导体112在上下方向与淬火区域102对峙。铜等低电阻材料组成的感应器111，通过贯通酚醛树脂等非导电材料组成的推压盖131和耐火性且非导电性硅酸钙纤维等组成的盖122的双头螺栓132，安装在盖122上。另外，绝缘部件介入不锈钢等金属材料组成的撑杆123和双头螺栓132之间。
图29所示的感应作用导体112的与冲压成形产品101的长度方向垂直的方向的尺寸沿着冲压成形产品101的长度方向变化。因此，在高频淬火后的冲压成形产品101中，在与上述长度方向垂直的方向上的淬火区域102与非淬火区域的比例沿该长度方向变化。
通过图27所示的手柄129的操作，可将盖122向图29的左右方向调整位置，借此，在与淬火区域102正确对峙的位置调整各个感应器111的位置，在该位置调整状态下，图27所示的促动缸130进行缩回动作使盖122下降时，感应作用导体112的图29所示的感应作用面112A与淬火区域102之间为上述给定大小的间隔。另外，促动缸130做伸长动作使盖122上升时，解除上述夹紧装置的加紧作用，借此，用机器人等的装载装置交换后续的冲压成形产品，并在支持台105的支持面105A上进行设置。
在图29所示的感应作用导体112上，虽然没有设置图23所示的绝缘覆膜17，但是，在图29所示的感应作用导体112上设置绝缘覆膜17当然也是可行的。另外，也可以在感应作用面112A上安装衬垫，该衬垫的作用是，当借助于促动缸130的缩回动作使盖122下降时，感应作用导体112的感应作用面112A与淬火区域102之间确实为给定大小的间隔。
通过图29所示，盖122上的横切冲压成形产品101的中间顶部101A的方向的断面形状为：使两个感应器111之间的中央部大幅度地向上方远离冲压成形产品101的山形状。在盖122下面的该中央部，沿着盖122长度方向配设有作为第一非氧化性气体供给装置的第一非氧化性气体供给管140。非氧化性气体供给管140由保持部件141保持，保持部件141通过双头螺栓143安装在托架142上，托架142架设在图29左右方所设置的上述撑杆123之间。
第一非氧化性气体供给管140与保持部件141由合成树脂等的非导电性材料形成，借此，即使非氧化性气体供给管140与保持部件141朝与感应器111平行的方向延伸，其上也不会产生感应电流。另外，由于上述非氧化性气体供给管140与保持部件141配置在大幅度地远离两个感应器111的盖122的中央部，所以，即使给感应器111的感应作用导体112通高频电流，借助该通电在冲压成形产品101的淬火区域102产生的感应电流对淬火区域102加热，来自感应作用导体112与淬火区域102的辐射热也不会使非氧化性气体供给管140与保持部件141过热到一定温度以上。
如图29所示，冲压成形产品101与盖122之间为间隔空间S1。将从第一非氧化性气体供给管140喷出的氮气等非氧化性气体供给该间隔空间S1，使间隔空间S1成为非氧化性气体气氛空间之后，向感应器111的感应作用导体112进行高频电流的通电，在淬火区域102进行淬火。另外，从图28可以看出，间隔空间S1中的沿着冲压成形产品101的中间顶部101A的长度方向两侧的端部为开口的开口端144，在接近该开口端144的盖122长度方向的两端部，沿着盖122配管，配设作为第一非氧化性气体喷出装置的第一非氧化性气体喷出管145。如图29所示，借助于从该非氧化性气体喷出管145喷出的非氧化性气体，在开口端144形成气体帘，由此可防止供给到间隔空间S1中的非氧化性气体从该开口端144的流出。
如图29所示，冲压成形产品101以中间顶部101A朝向上方设置在支持台105上，所以，中间顶部101A的内侧为内侧空间S2。在该内侧空间S2中，以向淬火区域102喷出冷却水的冷却管113配管。此外，在内侧空间S2中，也以向该空间S2供给非氧化性气体用的作为第二非氧化性气体供给装置的第二非氧化性气体供给管150配管。从该非氧化性气体供给管150喷出非氧化性气体，使内侧空间S2成为非氧化性气体气氛之后，进行淬火区域102的淬火。
从图28可以看出，内侧空间S2中的沿着冲压成形产品101的中间顶部101A的长度方向两侧的端部为开口的开口端151。在接近该开口端151的支持台105的位置，贯通横切冲压成形产品101的中间顶部101A的方向配管，配设作为第二非氧化性气体喷出装置的第二非氧化性气体喷出管152。如图29所示，在该非氧化性气体喷出管152上，设置有***到支持台105的支持面105A中的多个喷嘴152A。通过从喷嘴152A喷出非氧化性气体，在各个开口端151处形成气体帘，可防止供给到内侧空间S2中的非氧化性气体从该开口端151的流出。
如图27所示，第一非氧化性气体供给管140、第一非氧化性气体喷出管145、第二非氧化性气体供给管150及第二非氧化性气体喷出管152与从非氧化性气体高压储气瓶153延伸的非氧化性气体供给路径154连接，从各个高压储气瓶153供给非氧化性气体。
此外，上述冷却管113通过返回路径161与储存冷却水的储存槽160连接，借助于该返回路径161将储存槽160内的冷却水供给冷却管113。从冷却管113喷向淬火区域102的冷却水，从内侧空间S2的开口端151向配置有冲压成型产品101的上述盘121的内部流出，但是，在盘121的底部形成有排水孔121A，该排水孔121A通过返回路径162与储存槽160连接。
因此，形成在储存槽160与盘121之间循环冷却水用的循环路径163，盘121是形成该循环路径163的一部分的部件，供给到冲压成形产品101的淬火区域102中的冷却水，通过循环使用，可再利用。
在循环路径163的适当位置，具体地，在储存槽160上，连接有冷却水补给管164，从该冷却水补给管164向储存槽160补给喷向淬火区域102并蒸发、消失的冷却水。
此外，在储存槽160上，***有吹入管165，用于将非氧化性气体吹入到储存在储存槽160内的冷却水里。通过从该吹入管165将非氧化性气体吹入到储存槽160内的冷却水中，可除去溶透到冷却水中的溶存氧。因此，吹入管165形成从经过循环路径163之中循环的冷却水内除去溶存氧用的溶存氧除去装置166。由于从冷却管113喷向淬火区域102的冷却水除去了溶存氧，因此，淬火区域102是在往上述间隔空间S1与内侧空间S2中供给了非氧化性气体的非氧化性气体气氛中淬火的，并且是一边防止淬火区域102的氧化、一边进行冲压成形产品101的淬火的。
由于从盘121返回储存槽160的冷却水因喷向淬火区域102而升温，所以，在储存槽160上设置有用于除热的除热装置170。该除热装置170具有用于储存在其与冷却塔171之间循环的冷却水用的水槽172及架设在水槽172与储存槽160之间的热交换器173。借助于冷却塔172冷却的水，经过该热交换器173，从储存槽160内的冷却水中除热。
此外，也可以通过在冷却水的循环路径163中设置冷却塔，直接从该冷却水中除热。
如图28所示，第二非氧化性气体供给管150与第二非氧化性气体喷出管152通过连接部件180，连接到与上述非氧化性气体供给路径154相连的管181上，冷却管113也通过连接部件182，连接到与冷却水用的上述循环路径163的返回路径161相连的管183上。
因此，通过连接部件180、182的装卸，即使为了进行形状、长度等不同的冲压成型产品的淬火，交换为每一形状、长度等不同的各种冲压成型产品预备的支持台105，也可以共同使用非氧化性气体供给路径154的管181和循环路径163的管183。
上述构成的淬火装置进行的冲压成型产品101的淬火作业，将按照下述方式进行。
首先，利用机器人等装载装置，将冲压成形产品101设置在支持台105的支持面105A上，并通过作用于固定部件106的夹紧装置将冲压成形产品101夹紧到支持面105A上。接着，从第二非氧化性气体供给管150向内侧空间S2供给非氧化性气体，同时，在内侧空间S2的开口端151处形成由来自第二非氧化性气体喷出管152的非氧化性气体所成的气体帘。借此，使内侧空间S2成为非氧化性气体气氛。另外，由于从第二非氧化性气体供给管150向内侧空间S2供给的非氧化性气体的供给量最初为多量，之后，逐渐减少到一定量，可在短时间内将内侧空间S2内的空气驱逐出去，因此，可提高作业效率。并且通过在开口端151处形成气体帘，可防止非氧化性气体从内侧空间S2的流出，可维持该内侧空间S2的非氧化性气体气氛。
之后，通过图27所示的促动缸130使盖122下降，盖122处于与冲压成形产品101对峙的图29所示的状态。接着，从第一非氧化性气体供给管140向间隔空间S1供给非氧化性气体，同时，借助于来自第一非氧化气体喷出管145的非氧化性气体，在间隔空间S1的开口端144处形成气体帘。借此，使间隔空间S1成为非氧化性气体气氛。另外，在这种场合，由于从第一非氧化性气体供给管140向间隔空间S1供给的非氧化性气体的供给量也是最初为多量，之后，逐渐减少到一定量，因此，可在短时间内将间隔空间S1内的空气驱逐出去，从而提高了作业效率。并且通过在开口端144处形成气体帘，可防止非氧化性气体从间隔空间S1的流出，可维持该间隔空间S1的非氧化性气体气氛。
通过上文所述，将面对冲压成形产品101的淬火区域102的内侧空间S2与间隔空间S1变成非氧化性气体气氛之后，从高频电源装置125向感应器111的感应作用导体112通入高频电流，借助于该通电，在淬火区域102产生感应电流，对淬火区域102加热，使其升温到给定温度之后，停止向感应作用导体112的通电。之后，从冷却管113向淬火区域102喷射冷却水，将该淬火区域102迅速冷却，进行淬火。
然后，停止从第一非氧化气体供给管140、第一非氧化气体喷出管145、第二非氧化性气体供给管150及第二非氧化气体喷出管152喷出非氧化性气体，同时，也停止从冷却管113喷出冷却水。
接着，通过促动缸130使盖122上升，同时解除经过固定部件106由上述夹紧装置对冲压成形产品101的夹紧作用，利用上述装载装置从支持台105取出冲压成形产品101。
利用装载装置将下一个冲压成形产品101设置在该支持台105上，该冲压成形产品101的淬火通过与以上说明的作业相同的作业实施，顺次对各个冲压成形产品101进行淬火。
通过装载装置从支持台105取出的冲压成形产品101，送往利用热风等的干燥工序，除去附着的冷却水。之后，将与其他部件焊接结合的冲压成形产品101送往淬火作业后的后作业的喷涂用的工序。
该作业工序即使是在冲压成形产品101喷涂之前对冲压成形产品101用给定药液处理等的工序，淬火区域102也依然是在上述的非氧化性气体气氛中进行淬火的，另外，由喷射到淬火区域102上的冷却水除去溶存氧，因此，可在防止淬火区域102的氧化的前提下进行淬火，使上述作业工序通过给定工序进行。
如上文所述，本发明的冲压成形产品及其高频淬火方法和高频淬火装置，适用于制造要高频淬火的车辆用中心立柱等冲压成形产品。

Claims (36)

1.一种冲压成形产品，备有沿长度方向延伸的中间顶部；及在该中间顶部面内的与所述长度方向垂直的方向的两侧，从所述中间顶部朝相同侧弯曲，并沿着所述长度方向延伸，同时以所述弯曲方向为宽度方向的一对侧翼部，其特征是，在所述中间顶部与所述一对侧翼部中的至少一对侧翼部上，设置有经过淬火的淬火区域和未经过淬火的非淬火区域，同时，所述宽度方向上的这些淬火区域与非淬火区域的比例是为了得到所要求的强度的比例。
2.根据权利要求1记载的冲压成形产品，其特征是，所述淬火区域与非淬火区域的比例是沿所述长度方向变化的。
3.根据权利要求1记载的冲压成形产品，其特征是，所述淬火区域处在所述中间顶部中的该中间顶部面内的与所述长度方向垂直的方向的两侧，该中间顶部上的这些淬火区域之间是非淬火区域。
4.根据权利要求3记载的冲压成形产品，其特征是，在所述中间顶部的所述非淬火区域上形成孔。
5.根据权利要求1记载的冲压成形产品，其特征是，所述冲压成形产品是车辆的中心立柱。
6.根据权利要求5记载的冲压成形产品，其特征是，所述淬火区域设置在所述车辆侧门上的与窗户玻璃配置用孔对应的所述中心立柱的部分上。
7.根据权利要求5记载的冲压成形产品，其特征是，所述淬火区域是从上部向下部连续扩大的末端扩大状的区域。
8.根据权利要求1记载的冲压成形产品，其特征是，所述冲压成形产品是车辆的前缓冲器梁。
9.根据权利要求8记载的冲压成形产品，其特征是，所述淬火区域在使所述车辆左右的前侧架的顶端部结合的左右两侧的结合部处变大，并朝向左右之间的中央部逐渐缩小。
10.根据权利要求1记载的冲压成形产品，其特征是，所述冲压成形产品是顶端部与车辆的前缓冲器梁结合的前侧架。
11.根据权利要求10记载的冲压成形产品，其特征是，所述淬火区域在所述顶端部及从该顶端部隔开间隔并后退的位置的后退部处变大，在其之间的中间部变小。
12.一种冲压成形产品，备有沿长度方向延伸的中间顶部；及在该中间顶部面内的与所述长度方向垂直的方向的两侧，从所述中间顶部朝相同侧弯曲，并沿着所述长度方向延伸，同时以所述弯曲方向为宽度方向的一对侧翼部，其特征是，在所述中间顶部与所述一对侧翼部中的至少中间顶部上，设置有经过淬火的淬火区域和未经过淬火的非淬火区域，同时，所述中间顶部面内的与所述长度方向垂直的方向上的该淬火区域与非淬火区域的比例是为了得到所要求的强度的比例。
13.根据权利要求12记载的冲压成形产品，其特征是，所述淬火区域与非淬火区域的比例是沿所述长度方向变化的。
14.根据权利要求12记载的冲压成形产品，其特征是，所述淬火区域处在所述中间顶部面内的与所述长度方向垂直的方向的两侧，该中间顶部上的该淬火区域之间是非淬火区域。
15.根据权利要求14记载的冲压成形产品，其特征是，在所述中间顶部的所述非淬火区域上形成孔。
16.根据权利要求12记载的冲压成形产品，其特征是，所述冲压成形产品是车辆的中心立柱。
17.根据权利要求16记载的冲压成形产品，其特征是，所述淬火区域设置在所述车辆侧门上的与窗户玻璃配置用孔对应的所述中心立柱的部分上。
18.根据权利要求16记载的冲压成形产品，其特征是，所述淬火区域是从上部向下部连续扩大的末端扩大状的区域。
19.根据权利要求12记载的冲压成形产品，其特征是，所述冲压成形产品是车辆的前缓冲器梁。
20.根据权利要求19记载的冲压成形产品，其特征是，所述淬火区域在使所述车辆左右的前侧架的顶端部结合的左右两侧的结合部处变大，并朝向左右之间的中央部逐渐缩小。
21.根据权利要求12记载的冲压成形产品，其特征是，所述冲压成形产品是顶端部与车辆的前缓冲器梁结合的前侧架。
22.根据权利要求21记载的冲压成形产品，其特征是，所述淬火区域在所述顶端部及从该顶端部隔开间隔并后退的位置的后退部处变大，在其之间的中间部变小。
23.一种冲压成形产品的高频淬火方法，包括：
用于制造冲压成形产品的工序，该冲压成形产品备有沿长度方向延伸的中间顶部；及在该中间顶部面内的与所述长度方向垂直的方向的两侧，从所述中间顶部朝相同侧弯曲，并沿着所述长度方向延伸，同时以所述弯曲方向为宽度方向的一对侧翼部；
接着，为了在该冲压成形产品的所述中间顶部与所述一对侧翼部中的至少中间顶部上设置经过淬火的淬火区域和未经过淬火的非淬火区域，并使这些区域的比例为能得到所要求的强度的比例，而借助于可同时对所述淬火区域的全体加热的大小的高频淬火用感应器的至少一个感应作用导体，对该淬火区域加热的工序；
之后，通过对所述淬火区域快速冷却，对该淬火区域进行高频淬火的工序。
24.根据权利要求23记载的冲压成形产品的高频淬火方法，其特征是，在与所述长度方向垂直的方向上的所述感应作用导体的尺寸，在该长度方向上是变化的，为了这种变化，使经过高频淬火的所述淬火区域与未进行淬火的非淬火区域的比例沿所述长度方向变化。
25.根据权利要求23记载的冲压成形产品的高频淬火方法，其特征是，在制造所述冲压成形产品的工序中，在所述中间顶部上，在该中间顶部面内的与所述长度方向垂直的方向的两侧的中间部上形成孔；
之后，借助于所述高频淬火用感应器的两个感应作用导体，在所述中间顶部面内的与所述长度方向垂直的方向的该中间顶部的两侧，对避开所述孔的位置加热。
26.一种冲压成形产品的高频淬火装置，该冲压成形产品是备有沿长度方向延伸的中间顶部；及在该中间顶部面内的与所述长度方向垂直的方向的两侧，从所述中间顶部朝相同侧弯曲，并沿着所述长度方向延伸，同时以所述弯曲方向为宽度方向的一对侧翼部的冲压成形产品，所述冲压成形产品的高频淬火装置包括：
用于在该冲压成形产品的所述中间顶部与所述一对侧翼部中的至少中间顶部上设置经过淬火的淬火区域的、高频淬火用感应器的至少一个感应作用导体；
用于对该高频淬火用感应器进行高频通电的电源装置；
以及对通过所述感应作用导体进行高频加热的所述淬火区域快速冷却用的冷却装置；
所述感应作用导体具有能同时加热所述淬火区域全体的大小，并且，该感应作用导体的大小是：用于通过该感应作用导体和所述冷却装置根据经过高频淬火的所述淬火区域和未经过高频淬火的非淬火区域的比例得到所要强度的大小。
27.根据权利要求26记载的冲压成形产品的高频淬火装置，其特征是，在与所述长度方向垂直的方向上的所述感应作用导体的尺寸，在该长度方向上是变化的，为了这种变化，使经过高频淬火的所述淬火区域与不进行淬火的非淬火区域的比例沿所述长度方向变化。
28.根据权利要求26记载的冲压成形产品的高频淬火装置，其特征是，所述感应作用导体由中空筒状的导体构成，其内部为冷却水通路。
29.根据权利要求26记载的冲压成形产品的高频淬火装置，其特征是，在所述感应器的感应作用面上施加有绝缘包覆。
30.根据权利要求26记载的冲压成形产品的高频淬火装置，其特征是，所述冷却装置配置在关于所述冲压成形产品表里的所述感应器的相反一侧，并具有同时向所述淬火区域的全体喷射冷却媒体的冷却管。
31.根据权利要求30记载的冲压成形产品的高频淬火装置，其特征是，所述冷却媒体是液体，所述冲压成形产品配置在用于接受喷向所述淬火区域并向该冲压成形产品的外部流出的所述冷却液的盘的内部。
32.根据权利要求31记载的冲压成形产品的高频淬火装置，其特征是，所述盘形成用于循环所述冷却液的循环路径的一部分。
33.根据权利要求32记载的冲压成形产品的高频淬火装置，其特征是，所述循环路径上设置有除去溶透到经过该循环路径中循环的所述冷却液内的溶存氧的溶存氧除去装置。
34.根据权利要求26记载的冲压成形产品的高频淬火装置，其特征是，备有在非氧化性气氛中进行所述淬火区域的淬火用的非氧化性气体供给装置。
35.根据权利要求34记载的冲压成形产品的高频淬火装置，其特征是，所述冲压成形产品的所述细长中间顶部的内侧空间为所述非氧化性气体气氛，沿着该内侧空间的所述中间顶部的长度方向两端部中的至少一方的端部，是经过开口的开口端，在该开口端设有用于形成非氧化性气体所产生的气体帘的非氧化气体喷出装置。
36.根据权利要求34记载的冲压成形产品的高频淬火装置，其特征是，包括用于覆盖所述冲压成形产品外侧的盖，该盖与所述冲压成形产品之间的间隔空间为所述非氧化性气体气氛，沿着该间隔空间的所述中间顶部的长度方向两侧中的至少一方的端部，是经过开口的开口端，在该开口端设有用于形成非氧化性气体所产生的气体帘的非氧化气体喷出装置。
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