JP2019098951A - 車体部材の製造方法および車両の車体部材 - Google Patents

Abstract

【課題】相互に重ね合わされた複数の板材からなる車両の車体部材に関して、生産性の向上と、成形精度および接合強度などの品質の向上との両立を図る。【解決手段】互いに離間して配置された第１接合部Ｗ１および第２接合部Ｗ２を含む複数箇所での溶接によって、第２板材１３０を第１板材１２０に接合して、接合板材１１０を形成する接合工程と、第１板材１２０と第２板材１３０とが重なり合う部分に、第１接合部Ｗ１と第２接合部Ｗ２とを結ぶ仮想線分に交差する稜線Ｒ１，Ｒ２が形成されるように、接合板材１１０をプレス成形する成形工程と、前記接合工程の前に、第２板材１３０における第１接合部Ｗ１と第２接合部Ｗ２との間に相当する部分に、仮想線分の長さ方向において第１板材１２０に対する第２板材１３０の相対変位を促進する変位促進部を形成する準備工程とを行う。【選択図】図４

Description

本発明は、相互に重ね合わされた複数の板材からなる車両の車体部材およびその製造方法に関し、車体の生産技術分野に属する。

自動車の車体を構成する車体部材として、鋼板をプレス成形してなる部材が広く用いられている。また、自動車の車体では、本体部材の一部に補強部材（パッチ）を重ね合わせて接合することで、車体部材の補強を図ることがある。この種の車体部材の製造では、通例、本体部材と補強部材をそれぞれプレス成形した後、本体部材の所定部分に補強部材が溶接によって接合される。

一方、例えば図９（ａ）に示すように、プレス成形前の平坦な板材２０１，２０２同士を溶接によって接合した後に、一体化された板材２０１，２０２を、例えば図９（ｂ）に示すような稜線Ｒ０が形成されるようにプレス成形することで、車体部材２００を製造する技術が知られている。この場合、個別にプレス成形された部材同士を接合する場合に比べて、一方の板材２０１の形状を他方の板材２０２の形状に沿わせるような成形性（合い沿い性）の向上を図ることができるとともに、プレス成形の工数を低減できる利点が得られる。

特許文献１には、この種の成形方法の一例として、２枚の板材を溶接によって接合する接合工程、接合工程によって得られた接合板材を加熱する加熱工程、及び、加熱された接合板材をプレス成形する成形工程を順に行う熱間プレス成形の技術が開示されている。熱間プレス成形によれば、冷間状態では成形性に乏しい高張力鋼板などを用いる場合にも、加熱工程によって成形性が高められた状態で成形工程が行われることで、より良好な成形性が得られやすくなる。

特開２０１７−１４０６３６号公報

ところで、予め溶接によって一体化された２枚の板材がプレス成形される場合、プレス成形によって形成される稜線と、溶接部との位置関係によっては、プレス成形時に溶接部が変形する可能性がある。

例えば、図９（ｂ）に示すような稜線Ｒ０を有する車体部材２００が製造される場合、板材２０１，２０２間の溶接は、通例、図９（ａ）に示す接合部２１１のように、稜線Ｒ０が形成される部分よりも幅方向外側で行われる。この場合、プレス成形後の車体部材２００では、図１０（ａ）の断面図に示すような溶接部２２１の変形が生じ得る。この場合、接合面Ｓ０における溶接部２２１の直径（ナゲット径）が縮小され、該溶接部２２１での接合強度が低下する。

このような溶接部２２１の変形が生じる原因としては、稜線Ｒ０における両板材２０１，２０２の曲率半径に差が生じることで、稜線Ｒ０の長さ方向から見た断面における接合面Ｓ０に沿った方向において、両板材２０１，２０２間での相対変位が生じること、及び、屈曲部分における両板材２０１，２０２の伸張量に差が生じることなどが考えられる。

また、図９（ａ）に示す接合部２１２のように、稜線Ｒ０が形成される部分で溶接を行うことも考えられる。この場合、図１０（ｂ）の断面図に示すように、溶接部２２２の変形量は、図１０（ａ）に示す溶接部２２１に比べると低減されやすくなるが、やはり、ナゲット径が縮小されるような溶接部２２２の変形は生じ得る。そのため、所要の接合強度を確保するためには、溶接箇所を増加させるなどの対策が必要になる。

なお、特許文献１の技術では、溶接部とその周辺部を冷却して硬化させた状態で熱間プレス成形を行うことで、溶接部の変形抑制が図られている。しかしながら、この場合、冷却工程の追加によって工数が増加するとともに、冷却部分において成形性が悪化しやすくなる問題が生じる。

そこで、本発明は、相互に重ね合わされた複数の板材からなる車両の車体部材に関して、生産性の向上と、成形精度および接合強度などの品質の向上との両立を図ることを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る車体部材の製造方法および車両の車体部材は、次のように構成したことを特徴とする。

本願の請求項１に記載の発明は、
第１板材に第２板材を重ね合わせて互いに接合し、該接合によって形成された接合板材をプレス成形して、所定形状の車体部材を製造する車体部材の製造方法であって、
互いに離間して配置された第１接合部および第２接合部を含む複数箇所での溶接によって、前記第２板材を前記第１板材に接合して、前記接合板材を形成する接合工程と、
前記第１板材と前記第２板材とが重なり合う部分に、前記第１接合部と前記第２接合部とを結ぶ仮想線分に交差する稜線が形成されるように、前記接合板材をプレス成形する成形工程と、
前記接合工程の前に、前記第２板材における前記第１接合部と前記第２接合部との間に相当する部分に、前記仮想線分の長さ方向において前記第１板材に対する前記第２板材の相対変位を促進する変位促進部を形成する準備工程と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記変位促進部は、開口部を含むことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の発明において、
前記第１板材は、所定方向に延びる長尺部材であり、
前記成形工程では、前記変位促進部を挟んだ両側において前記第１板材の長さ方向に延びる２本の前記稜線と、該２本の稜線間を繋ぐ壁部とが形成されるように前記接合板材を成形し、
前記準備工程では、前記第２板材における前記壁部に相当する部分に前記変位促進部を形成することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の発明において、
前記変位促進部は、前記第１板材の長さ方向に延びるスロットを含むことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記請求項４に記載の発明において、
前記準備工程では、前記第２板材に、前記第１板材の長さ方向に間隔を空けて並べて配置された複数の前記スロットを形成することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、前記請求項５に記載の発明において、
前記接合工程では、隣接する前記スロット間に位置する第３接合部において前記第２板材を前記第１板材に溶接することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、前記請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の発明において、
前記接合工程の後、前記成形工程の前に、前記接合板材を加熱する加熱工程を備えていることを特徴とする。

本願の請求項８に記載の発明は、
所定の稜線部を有する本体部材と、前記稜線部を含む部分において前記本体部材に重ね合わされて溶接された補強部材とを備えた車両の車体部材であって、
前記本体部材に対する前記補強部材の接合部は、前記稜線部を挟んだ一方側又は前記稜線部上に位置する第１接合部と、前記稜線部を挟んだ他方側に位置する第２接合部とを含み、
前記稜線部と前記第２接合部との間の部分において、前記補強部材には、前記第１接合部と前記第２接合部とを結ぶ仮想線分の長さ方向において前記本体部材に対する前記補強部材の相対変位を促進する変位促進部が設けられていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、前記請求項８に記載の発明において、
前記変位促進部は、開口部を含むことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、前記請求項８または請求項９に記載の発明において、
前記本体部材は、所定方向に延びる壁部と、該壁部の短手方向の一方側および他方側の縁部に沿って該壁部の長さ方向に延びるように形成された２本の前記稜線部とを有する長尺部材であり、
前記補強部材における前記壁部に重ねられた部分に前記変位促進部が設けられていることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、前記請求項１０に記載の発明において、
前記変位促進部は、それぞれ前記本体部材の長さ方向に延びるように形成され且つ該長さ方向において相互に間隔を空けて並べて配置された複数のスロットを含むことを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、前記請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の発明において、
前記本体部材は、車体側部において車体上下方向に延びるように設けられるピラー本体部材であり、
前記補強部材は、前記ピラー本体部材の前記稜線部を補強するピラー補強部材であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明に係る車体部材の製造方法によれば、成形工程において、第１接合部と第２接合部とを結ぶ仮想線分に交差する稜線が接合板材に形成されるとき、第１板材に対する第２板材の相対変位が、第１接合部と第２接合部との間の部分で促進されることで、第１接合部および第２接合部での相対変位を抑制できる。そのため、第１接合部と第２接合部において、ナゲット径を縮小させるような溶接部の変形を抑制でき、これにより、各溶接箇所における接合強度の低下を抑制できる。これにより、接合工程における溶接箇所の増加を抑制しつつ、第１板材と第２板材との間の接合強度を良好に確保しやすくなる。

したがって、接合工程後に成形工程が行われることによる成形性の向上とプレス加工の工数低減を図りつつ、準備工程で変位促進部が形成されることによって、接合工程での溶接工数の低減と接合強度の向上との両立を図ることができる。よって、高品質の車体部材を効率よく生産することが可能になる。

請求項２に記載の発明によれば、成形工程において稜線が形成されるとき、第１接合部と第２接合部とを結ぶ仮想線分の長さ方向に関して、第２板材に予め形成された開口部の周縁部が変位する。これにより、第１接合部および第２接合部において、第１板材に対する第２板材の相対変位が抑制されることで、接合強度の低下抑制を具体的に達成できる。

請求項３に記載の発明によれば、成形工程において、接合板材に２本の稜線と該２本の稜線間を繋ぐ壁部とが形成されるときに、該壁部において第１板材に対する第２板材の相対変位が促進されることで、第１接合部および第２接合部における接合強度の低下抑制を具体的に達成できる。

請求項４に記載の発明によれば、成形工程において、第２板材に予め形成されたスロットの周縁部を、第１接合部と第２接合部との間で効果的に変位させることができる。これにより、接合板材の壁部における第１板材に対する第２板材の相対変位が効果的に促進されることで、第１接合部および第２接合部における接合強度の低下抑制を具体的に達成できる。

請求項５に記載の発明によれば、準備工程において、第１板材の長さ方向に間隔を空けて並べて配置された複数のスロットが第２板材に形成されることで、接合板材の長さ方向の広範囲に亘って、第１接合部および第２接合部での接合強度の低下抑制を具体的に達成できる。

請求項６に記載の発明によれば、接合工程において、隣接するスロット間に位置する第３接合部において第２板材が第１板材に溶接されることで、スロットの周囲において、第１板材と第２板材との間に隙間が生じることを抑制できる。

請求項７に記載の発明によれば、加熱工程によって成形性が高められた接合板材が、成形工程において熱間プレス成形される。そのため、成形工程において、変位促進部の作用による第１板材に対する第２板材の相対変位がより効果的に促進される。また、第１板材および第２板材として、冷間状態では成形性に乏しい高張力鋼板などが用いられる場合にも、熱間プレス成形によって高い成形性が得られる。したがって、強度、剛性、成形性、および接合強度などの各種品質に優れた車体部材を製造することが可能になる。

請求項８に記載の発明に係る車両の車体部材によれば、第１接合部と第２接合部とを含む複数箇所での溶接によって本体部材と補強部材とを接合して接合板材を形成する接合工程、及び、稜線が形成されるように接合板材をプレス成形する成形工程を順に行うことで、当該車体部材が製造される場合に、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項９に記載の発明に係る車両の車体部材によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項１０に記載の発明に係る車両の車体部材によれば、請求項３に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項１１に記載の発明に係る車両の車体部材によれば、請求項５に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項１２に記載の発明によれば、ピラー本体部材とピラー補強部材を備えたピラー部材について、上述した効果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る車両の車体部材を備えた側部車体構造を示す側面図である。 センターピラーの断面形状を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 アウターピラー部材を示す斜視図である。 アウターピラー部材の製造工程を示す図である。 アウターピラー部材の接合箇所の一例を示す側面図である。 アウターピラー部材の所定位置での断面形状を示す図５のＢ−Ｂ線断面図である。 アウターピラー部材の別の位置での断面形状を示す図５のＣ−Ｃ線断面図である。 変形例に係るアウターピラー部材の断面形状を示す図６と同様の断面図である。 従来例の接合工程および成形工程を示す図である。 従来例の成形工程による溶接部の変形態様の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る下部車体構造を説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「右」、「左」、「上」、「下」等の方向を示す用語は、特段の説明がある場合を除いて、車両の前進走行時の進行方向を「前」とした場合における車体の各方向を指すものとする。また、添付図面では、車体幅方向に符号「Ｘ」、車体前後方向に符号「Ｙ」、車体上下方向に符号「Ｚ」を付している。

［全体構成］
図１は、本実施形態に係る車両の車体部材としてのアウターピラー部材１２を備えた自動車１の側部車体構造を示す側面図である。なお、図１では、発明の理解を容易にするために、車室外側に露出する化粧パネルの図示が省略されている。

図１に示すように、自動車１の車体側部には、ルーフパネル（図示せず）の側部に沿って車体前後方向Ｙに延びるルーフサイドレール２、フロアパネル（図示せず）の側部に沿って車体前後方向Ｙに延びるサイドシル６、及び、車体上下方向Ｚに延びるように配置され、ルーフサイドレール２とサイドシル６とを連結するセンターピラー１０が設けられている。

図２の断面図に示すように、センターピラー１０は、互いに接合されたインナーピラー部材１１及びアウターピラー部材１２を備えている。インナーピラー部材１１及びアウターピラー部材１２は、車体上下方向Ｚに延びる長尺部材である。

インナーピラー部材１１は、車体上下方向Ｚから見て概ね平坦な断面形状を有する。アウターピラー部材１２は、インナーピラー部材１１の車体幅方向Ｘ外側に配置されている。アウターピラー部材１２は、その前縁部および後縁部においてインナーピラー部材１１に接合されている。これにより、インナーピラー部材１１とアウターピラー部材１２との間に、車体上下方向Ｚに連続する閉断面Ｓ１が形成されている。

アウターピラー部材１２は、化粧パネルとしてのアウターパネル１３によって車体幅方向Ｘ外側から覆われている。アウターパネル１３は、その前縁部および後縁部において、アウターピラー部材１２と共にインナーピラー部材１１に接合されている。なお、図１では、アウターパネル１３の図示が省略されている。

［アウターピラー部材］
図２及び図３に示すように、アウターピラー部材１２は、車体上下方向Ｚに延びる長尺のピラー本体部材２０と、ピラー本体部材２０を補強するピラー補強部材３０とを備えている。なお、アウターピラー部材１２は、ピラー本体部材２０の下端部に接続された下側延長部材１４を更に備えるが、下側延長部材１４は、ピラー本体部材２０と一体に設けられてもよい。ピラー本体部材２０、ピラー補強部材３０、及び下側延長部材１４は、それぞれ、例えば高張力鋼板等の鋼板からなる。

アウターピラー部材１２は、全体として、車体幅方向Ｘ内側に開放した断面ハット状に成形されている。これにより、アウターピラー部材１２の車体幅方向Ｘ外側の側面には、アウターピラー部材１２の長さ方向に延びる第１稜線Ｒ１及び第２稜線Ｒ２が形成されている。第１稜線Ｒ１の上端部は、先端に向かって斜め前上方へ湾曲しながら延びる湾曲部で構成され、第２稜線Ｒ２の上端部は、先端に向かって斜め後上方へ湾曲しながら延びる湾曲部で構成されている。

ピラー本体部材２０は、インナーピラー部材１１の車体幅方向Ｘ外側に対向する側面部２１、側面部２１の前縁部から車体幅方向Ｘ内側に延びる前面部２２、側面部２１の後縁部から車体幅方向Ｘ内側に延びる後面部２３、前面部２２の車体幅方向Ｘ内側縁部から車体前方側に延びる前側フランジ部２４、及び、後面部２３の車体幅方向Ｘ内側縁部から車体後方側に延びる後側フランジ部２５を備えている。

図２に示すように、ピラー本体部材２０は、車体幅方向Ｘ内側に開放した断面ハット状の部材である。ピラー本体部材２０は、前側フランジ部２４及び後側フランジ部２５において、例えば溶接によってインナーピラー部材１１に接合され、これにより、インナーピラー部材１１との間に閉断面Ｓ１を形成している。

図３に示すように、ピラー本体部材２０の側面部２１、前面部２２、後面部２３、前側フランジ部２４、及び後側フランジ部２５は、それぞれ、ピラー本体部材２０の略全長に亘って設けられた壁部である。ピラー本体部材２０の上端部には、側面部２１の上縁部に沿って車体幅方向Ｘに延びる上側フランジ部２６が設けられている。上側フランジ部２６は、例えば溶接によって、ルーフサイドレール２の車体幅方向Ｘ外側の側面に接合される（図１参照）。側面部２１の上端近傍部には、車体の組立作業において用いられる作業用開口部２７及び位置決め孔２８が設けられている。

図２に示すように、ピラー本体部材２０において、側面部２１の前縁部、すなわち、側面部２１と前面部２２との間のコーナー部には、上記の第１稜線Ｒ１を構成するように車体上下方向Ｚに延びる稜線部Ｒ２１が形成されている。また、側面部２１の後縁部、すなわち、側面部２１と後面部２３とのコーナー部には、上記の第２稜線Ｒ２を構成するように車体上下方向Ｚに延びる稜線部Ｒ２２が形成されている。

図２及び図３に示すように、ピラー補強部材３０は、ピラー本体部材２０の車室外側に重ね合わされている。ピラー補強部材３０は、溶接によってピラー本体部材２０に接合されている。

ピラー補強部材３０は、ピラー本体部材２０の側面部２１に重ねられた側面補強部３１、ピラー本体部材２０の前面部２２に重ねられた前面補強部３２、及び、ピラー本体部材２０の後面部２３に重ねられた後面補強部３３を備えている。前面補強部３２は、側面補強部３１の前縁部から車体幅方向Ｘ内側に延設され、後面補強部３３は、側面補強部３１の後縁部から車体幅方向Ｘ内側に延設されている。これにより、ピラー補強部材３０は、車体幅方向Ｘ内側に開放した断面コ字状に形成されている。

側面補強部３１と前面補強部３２とのコーナー部には、車体上下方向Ｚに延びる稜線部Ｒ３１が形成され、該稜線部Ｒ３１は、ピラー本体部材２０の稜線部Ｒ２１に重ねられている。側面補強部３１と後面補強部３３とのコーナー部にも、車体上下方向Ｚに延びる稜線部Ｒ３２が形成され、該稜線部Ｒ３２は、ピラー本体部材２０の稜線部Ｒ２２に重ねられている。

このように、ピラー補強部材３０は、稜線部Ｒ２１，Ｒ２２を含む部分においてピラー本体部材２０に重ね合わされており、これにより、稜線部Ｒ２１，Ｒ２２が効果的に補強されている。

図３に示すように、側面補強部３１は、ピラー本体部材２０の長さ方向における側面部２１の略上端部から中央部よりも下側部分にかけて２つの稜線部Ｒ３１，Ｒ３２を繋ぐように設けられた長尺の壁部である。前面補強部３２及び後面補強部３３も、側面補強部３１に対応してピラー本体部材２０の長さ方向に延びる長尺の壁部である。

側面補強部３１の下端部には、後席用ドアのドアヒンジ（図示せず）が固定される被固定部３５が設けられている。また、ピラー補強部材３０の下端部には、第２稜線Ｒ２に沿って延びる側面延長部３１ｃ及び後面延長部３３ｃを備えている。側面延長部３１ｃは、被固定部３５の下縁部３１ｂよりも車体下方側へ側面補強部３１を延長させた部分で構成され、後面延長部３３ｃは、被固定部３５よりも車体下方側へ後面延長部３３ｃを延長させた部分で構成されている。

側面補強部３１の上端部には、例えば逆三角形状の開口部３４が設けられている。開口部３４は、ピラー本体部材２０の作業用開口部２７及び位置決め孔２８に対応する位置に配置され、これにより、作業用開口部２７及び位置決め孔２８は、ピラー補強部材３０によって被覆されることなく露出している。

側面補強部３１には、アウターピラー部材１２の長さ方向に延びるスロット３６（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ）が設けられている。スロット３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、アウターピラー部材１２の長さ方向において相互に間隔を空けて複数並べて配置されている。アウターピラー部材１２の長さ方向において、スロット３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、上記の開口部３４と被固定部３５との間に配置されている。各スロット３６は、側面補強部３１の短手方向の略中央部に配置されている。

［アウターピラー部材の製造］
図４を参照しながら、アウターピラー部材１２の製造方法の一例を説明する。

アウターピラー部材１２は、図４（ａ）に示す準備工程、図４（ｂ）に示す接合工程、加熱工程、及び、図４（ｃ）に示す成形工程を経て製造される。

図４（ａ）に示す準備工程では、ピラー本体部材２０の素材としての第１板材１２０、及び、ピラー補強部材３０の素材としての第２板材１３０が用意される。なお、準備工程では、下側延長部材１４（図３参照）の素材となる板材も用意されるが、当該板材については、図４での図示及び説明を省略する。

準備工程において、第１板材１２０及び第２板材１３０としては、プレス機械によって所定の長尺形状にせん断された平坦な板材が用意される。また、準備工程において、第１板材１２０は、側面部２１に対応する部分に作業用開口部２７、位置決め孔２８、及び、ピラー補強部材３０の被固定部３５に対応する開口部１２９が穿孔された状態で用意される。さらに、準備工程において、第２板材１３０は、側面補強部３１に対応する部分に開口部３４、スロット３６ａ，３６ｂ，３６ｃ、及び被固定部３５のボルト穴３５ａが穿孔された状態で用意される。

図４（ｂ）に示す接合工程では、第１板材１２０の所定位置に第２板材１３０が重ね合わされて、第１板材１２０と第２板材１３０が複数箇所でのスポット溶接によって互いに接合される。第１板材１２０と第２板材１３０は、これらの長さ方向を一致させた状態で位置決めされて接合される。これにより、互いに接合された第１板材１２０及び第２板材１３０からなる接合板材１１０が形成される。

なお、接合工程では、下側延長部材１４（図３参照）の素材である板材も第１板材１２０に接合され、接合板材１１０の一部を構成するが、当該板材については、図４での図示及び説明を省略する。

接合板材１１０における接合箇所には、接合板材１１０の短手方向（幅方向）においてスロット３６ａ，３６ｂ，３６ｃの一方側に位置する複数の第１接合部Ｗ１、スロット３６ａ，３６ｂ，３６ｃの他方側に位置する複数の第２接合部Ｗ２、接合板材１１０の長さ方向において隣接するスロット３６ａ，３６ｂ，３６ｃ間に位置する第３接合部Ｗ３が含まれる。

接合工程が終了すると、接合板材１１０を加熱する加熱工程を経て、図４（ｃ）に示す成形工程において、プレス機械１９０による熱間プレス成形が行われる。

加熱工程において、接合板材１１０は、所定温度（例えば９００℃程度）に加熱されることで軟質化される。これによって接合板材１１０の成形性が高められた状態で成形工程が行われることで、接合板材１１０を所定の立体形状に精度よく成形できる。したがって、第１板材１２０及び第２板材１３０として、冷間状態では成形性に乏しい高張力鋼板が用いられる場合でも、スプリングバック等による寸法精度不良の発生を抑制できる。

図４（ｃ）に示す成形工程では、プレス機械１９０のダイ１９２とパンチ１９４との間で、接合板材１１０が所定形状に成形される。具体的に、第１板材１２０は断面ハット状に成形され、第２板材１３０は断面コ字状に成形される。また、第１板材１２０と第２板材１３０が重なり合う部分には、接合板材１１０の長さ方向に延びる第１稜線Ｒ１及び第２稜線Ｒ２が形成される。

成形工程において、接合板材１１０は、ダイ１９２及びパンチ１９４との接触により冷却されることで、焼き入れが強化される。これにより、高強度のアウターピラー部材１２（図３参照）が形成される。

以上のように、アウターピラー部材１２の製造では、接合工程後に成形工程が行われる。そのため、ピラー本体部材２０の形状にピラー補強部材３０の形状を沿わせるような成形性の向上を図ることができるとともに、プレス加工の工数を低減できる。

［作用効果］
以下、図５〜図７を参照しながら、本実施形態の作用効果について説明する。なお、以下の説明では、アウターピラー部材１２、ピラー本体部材２０、及びピラー補強部材３０の長さ方向を、単に「長手方向Ｄ１」といい、アウターピラー部材１２、ピラー本体部材２０、及びピラー補強部材３０の短手方向（幅方向）を、単に「短手方向Ｄ２」という。

図５に示すように、上記のように製造されたアウターピラー部材１２において、溶接によるピラー本体部材２０とピラー補強部材３０との接合箇所には、上記の第１接合部Ｗ１、第２接合部Ｗ２、及び第３接合部Ｗ３に加えて、ピラー補強部材３０における上側のスロット３６ａと開口部３４との間に位置する第４接合部Ｗ４、下側のスロット３６ｃと被固定部３５との間に位置する第５接合部Ｗ５、短手方向Ｄ２における開口部３４の一方側に位置する第６接合部Ｗ６、短手方向Ｄ２における開口部３４の他方側に位置する第７接合部Ｗ７、及びその他の接合部Ｗ８が含まれる。

各スロット３６が位置する長手方向Ｄ１領域において、第１接合部Ｗ１と第２接合部Ｗ２は、それぞれ複数ずつ配置されている。各第１接合部Ｗ１に対して、１つの第２接合部Ｗ２が長手方向Ｄ１の略同じ位置又は隣接する位置に配置されている。このように、１つの第１接合部Ｗ１と１つの第２接合部Ｗ２が対応して配置されている。対応する第１接合部Ｗ１と第２接合部Ｗ２は、スロット３６を挟んで短手方向Ｄ２に並べて配置されている。

本実施形態において、第１接合部Ｗ１は、第１稜線Ｒ１上に配置されており、第２接合部Ｗ２は、第２稜線Ｒ２上に配置されている。ただし、第１接合部Ｗ１は、第１稜線Ｒ１よりも短手方向Ｄ２の外側に設けられてもよく、第２接合部Ｗ２は、第２稜線Ｒ２よりも短手方向Ｄ２の外側に設けられてもよい。すなわち、第１稜線Ｒ１及び第２稜線Ｒ２は、上記の成形工程（図４（ｃ）参照）において、対応する第１接合部Ｗ１と第２接合部Ｗ２とを結ぶ仮想線分Ｌ１に交差するように形成される。

図６は、上記の仮想線分Ｌ１（図５参照）が位置する長手方向Ｄ１位置におけるアウターピラー部材１２の断面形状を示す断面図である。図６に示すように、対応する第１接合部Ｗ１と第２接合部Ｗ２との間には、ピラー補強部材３０の側面補強部３１に設けられたスロット３６が配置されている。

アウターピラー部材１２の製造において、スロット３６は、上記の準備工程（図４（ａ）参照）において上記の位置に形成され、第１接合部Ｗ１と第２接合部Ｗ２は、上記の接合工程（図４（ｂ）参照）で形成される。そのため、上記の成形工程（図４（ｃ）参照）が行われるとき、上記の第１接合部Ｗ１及び第２接合部Ｗ２に対するスロット３６の位置関係は既に形成されている。

したがって、成形工程において、仮想線分Ｌ１（図５参照）に交差する第１稜線Ｒ１及び第２稜線Ｒ２が形成されるとき、ピラー補強部材３０の素材である第２板材１３０（図４参照）では、仮想線分Ｌ１の長さ方向（短手方向Ｄ２）にスロット３６を僅かに拡幅させるような変形が可能となっている。しかも、成形工程は熱間状態で行われるため、ピラー補強部材３０におけるスロット３６の周縁部は変形しやすくなっている。

これにより、スロット３６が変位促進部として機能し、短手方向Ｄ２において、第２板材１３０における第１接合部Ｗ１とスロット３６との間の部分、及び、第２接合部Ｗ２とスロット３６との間の部分が、ピラー本体部材２０の素材である第１板材１２０に対して相対変位しやすくなる。

このように、本実施形態によれば、成形工程において、第１稜線Ｒ１と第２稜線Ｒ２におけるピラー本体部材２０とピラー補強部材３０との曲率半径の差に起因する両板材１２０，１３０間の相対変位が、第１接合部Ｗ１と第２接合部Ｗ２との間の部分で促進される。そのため、第１接合部Ｗ１及び第２接合部Ｗ２においては、両板材１２０，１３０間の相対変位が抑制されることで、接合面Ｓ１１におけるナゲット径を縮小させるような溶接部の変形を抑制でき、これにより、第１接合部Ｗ１及び第２接合部Ｗ２における接合強度の低下を抑制できる。

なお、本実施形態では、図５に示すように、第６接合部Ｗ６が、第１稜線Ｒ１上ないし第１稜線Ｒ１よりも短手方向Ｄ２の外側に配置されており、第７接合部Ｗ７が、第２稜線Ｒ２上ないし第２稜線Ｒ２よりも短手方向Ｄ２の外側に配置されている。また、ピラー補強部材３０において、第６接合部Ｗ６と第７接合部Ｗ７との間には開口部３４が形成されている。

したがって、第６接合部Ｗ６及び第７接合部Ｗ７と、開口部３４との位置関係も、第１接合部Ｗ１と第２接合部Ｗ２との位置関係と同様となっている。これにより、開口部３４も、スロット３６と同様の変位促進部として機能し得ることから、第６接合部Ｗ６及び第７接合部Ｗ７における接合強度の低下が効果的に抑制される。

よって、本実施形態によれば、接合工程（図４（ｂ）参照）において、溶接箇所の増加を抑制しつつ、第１板材１２０と第２板材１３０との間の接合強度を良好に確保しやすくなる。これにより、接合工程での溶接工数の低減と接合強度の向上との両立を図ることができる。したがって、強度、剛性、成形性、および接合強度などの各種品質に優れたアウターピラー部材１２を効率よく生産することが可能になる。

また、図７に示すように、隣接するスロット３６間の長手方向Ｄ１位置では、第３接合部Ｗ３においてピラー本体部材２０とピラー補強部材３０が接合されている。同様に、上側のスロット３６ａの上方に隣接する部分は第４接合部Ｗ４において、下側のスロット３６ｃの下方に隣接する部分は第５接合部Ｗ５において、両部材２０，３０が接合されている（図５参照）。したがって、スロット３６の周囲において、ピラー本体部材２０の側面部２１とピラー補強部材３０の側面補強部３１との間に隙間が生じることを抑制できる。

なお、図８の変形例に示すように、ピラー本体部材２０の側面部２１には、曲げ剛性向上のための凹部２９が長手方向Ｄ１（図５参照）に延びる溝状に設けられ、この凹部２９に合わせて、ピラー補強部材３０の側面補強部３１にも同様の凹部３９が形成されることがある。この場合、上記のスロット３６は、側面補強部３１の凹部３９に設けられてもよく、この場合も、スロット３６は、上記と同様の変位促進部として機能し得る。

また、図８に示す変形例では、第１接合部Ｗ１１がピラー本体部材２０の前面部２２とピラー補強部材３０の前面補強部３２とを接合するように設けられ、第２接合部Ｗ１２がピラー本体部材２０の後面部２３とピラー補強部材３０の後面補強部３３とを接合するように設けられている。このように配置された第１接合部Ｗ１１及び第２接合部Ｗ１２においても、スロット３６の変位促進部としての機能により、接合強度の低下が効果的に抑制される。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、変位促進部として、スロット３６及び開口部３４が設けられる例を説明したが、本発明において、変位促進部は、その他の開口部であってもよいし、開口部以外の構成であってもよい。開口部以外の変位促進部の具体例としては、薄肉部、溝部などが上げられる。

また、上述の実施形態では、ピラー本体部材２０の外側にピラー補強部材３０が重ねられる構成を例に挙げて本発明を説明したが、本発明は、本体部材の内側に補強部材が重ねられる構成にも適用可能である。

さらに、上述の実施形態では、本発明がピラー部材に適用される例を説明したが、本発明は、例えばルーフサイドレールなど、ピラー部材以外の車体部材にも適用可能である。

以上のように、本発明によれば、相互に重ね合わされた複数の板材からなる車両の車体部材に関して、生産性の向上と、成形精度および接合強度などの品質の向上との両立を図ることが可能となるから、この種の車体部材を備えた自動車の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１ 自動車
２ ルーフサイドレール
１０ センターピラー
１２ アウターピラー部材
２０ ピラー本体部材
３０ ピラー補強部材
３４ 開口部（変位促進部）
３６ スロット（変位促進部）
１１０ 接合板材
１２０ 第１板材
１３０ 第２板材
Ｌ１ 仮想線分
Ｒ１ 第１稜線
Ｒ２ 第２稜線
Ｗ１ 第１接合部
Ｗ２ 第２接合部
Ｗ３ 第３接合部

Claims (12)

1. 第１板材に第２板材を重ね合わせて互いに接合し、該接合によって形成された接合板材をプレス成形して、所定形状の車体部材を製造する車体部材の製造方法であって、
   互いに離間して配置された第１接合部および第２接合部を含む複数箇所での溶接によって、前記第２板材を前記第１板材に接合して、前記接合板材を形成する接合工程と、
   前記第１板材と前記第２板材とが重なり合う部分に、前記第１接合部と前記第２接合部とを結ぶ仮想線分に交差する稜線が形成されるように、前記接合板材をプレス成形する成形工程と、
   前記接合工程の前に、前記第２板材における前記第１接合部と前記第２接合部との間に相当する部分に、前記仮想線分の長さ方向において前記第１板材に対する前記第２板材の相対変位を促進する変位促進部を形成する準備工程と、を備えたことを特徴とする車体部材の製造方法。
2. 前記変位促進部は、開口部を含むことを特徴とする請求項１に記載の車体部材の製造方法。
3. 前記第１板材は、所定方向に延びる長尺部材であり、
   前記成形工程では、前記変位促進部を挟んだ両側において前記第１板材の長さ方向に延びる２本の前記稜線と、該２本の稜線間を繋ぐ壁部とが形成されるように前記接合板材を成形し、
   前記準備工程では、前記第２板材における前記壁部に相当する部分に前記変位促進部を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車体部材の製造方法。
4. 前記変位促進部は、前記第１板材の長さ方向に延びるスロットを含むことを特徴とする請求項３に記載の車体部材の製造方法。
5. 前記準備工程では、前記第２板材に、前記第１板材の長さ方向に間隔を空けて並べて配置された複数の前記スロットを形成することを特徴とする請求項４に記載の車体部材の製造方法。
6. 前記接合工程では、隣接する前記スロット間に位置する第３接合部において前記第２板材を前記第１板材に溶接することを特徴とする請求項５に記載の車体部材の製造方法。
7. 前記接合工程の後、前記成形工程の前に、前記接合板材を加熱する加熱工程を備えていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車体部材の製造方法。
8. 所定の稜線部を有する本体部材と、前記稜線部を含む部分において前記本体部材に重ね合わされて溶接された補強部材とを備えた車両の車体部材であって、
   前記本体部材に対する前記補強部材の接合部は、前記稜線部を挟んだ一方側又は前記稜線部上に位置する第１接合部と、前記稜線部を挟んだ他方側に位置する第２接合部とを含み、
   前記稜線部と前記第２接合部との間の部分において、前記補強部材には、前記第１接合部と前記第２接合部とを結ぶ仮想線分の長さ方向において前記本体部材に対する前記補強部材の相対変位を促進する変位促進部が設けられていることを特徴とする車両の車体部材。
9. 前記変位促進部は、開口部を含むことを特徴とする請求項８に記載の車両の車体部材。
10. 前記本体部材は、所定方向に延びる壁部と、該壁部の短手方向の一方側および他方側の縁部に沿って該壁部の長さ方向に延びるように形成された２本の前記稜線部とを有する長尺部材であり、
    前記補強部材における前記壁部に重ねられた部分に前記変位促進部が設けられていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の車両の車体部材。
11. 前記変位促進部は、それぞれ前記本体部材の長さ方向に延びるように形成され且つ該長さ方向において相互に間隔を空けて並べて配置された複数のスロットを含むことを特徴とする請求項１０に記載の車両の車体部材。
12. 前記本体部材は、車体側部において車体上下方向に延びるように設けられるピラー本体部材であり、
    前記補強部材は、前記ピラー本体部材の前記稜線部を補強するピラー補強部材であることを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の車両の車体部材。

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