JP5585103B2 - 骨格部材および骨格部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に用いられるピラーなどの骨格部材および骨格部材の製造方法に関する。

車両における骨格部材、たとえばピラーでは、衝突時などの変形を防止するため、ピラーリインホースが配設されたピラー補強構造を備えるものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。このピラー補強構造では、補強が必要となるピラーアウタの内側にピラーリインホースを配設し、ピラーの変形を防止している。

特開２００２−３４７６５５号公報

しかし、上記特許文献１に開示されたピラー補強構造では、ピラーにおける補強が必要となる部位にピラーリインホースを配設することによってピラーを補強してその強度を高めている。このため、ピラーリインホースの重量がピラーの重量の一部となってしまい、ピラー全体の軽量化の妨げとなることがあるという問題があった。

そこで、本発明の課題は、骨格部材全体の軽量化を妨げることなく、補強が必要となる骨格部材の所定位置を補強することができる骨格部材および骨格部材の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る骨格部材は、補強部を備え、骨格部材素材にプレス加工を施して形成される骨格部材であって、骨格部材骨格部材素材における補強対象箇所に凹凸部を形成しておき、骨格部材骨格部材素材がプレス加工される際、骨格部材凹凸部が圧縮されることによって板厚を増大させて骨格部材補強部が形成され、補強部は複数の突条が交互に形成された形状をなしていることを特徴とする。

また、上記課題を解決した本発明に係る骨格部材は、補強部を備え、骨格部材素材にプレス加工を施して形成される骨格部材であって、骨格部材素材における補強対象箇所にマイクロビードを形成しておき、骨格部材素材がプレス加工される際、マイクロビードが潰されて板厚が増大させられて補強部が形成され、補強部は複数の突条が交互に形成された形状をなしていることを特徴とする。

ここで、マイクロビードは、上記突条よりも板厚の薄い複数の突条が互いに平行に配設されて形成されている態様とすることができる。

また、マイクロビードは、骨格部材素材の長手方向に交差する方向に沿って離間して形成されている態様とすることができる。

他方、上記課題を解決した本発明に係る骨格部材の製造方法は、補強部を備え、骨格部材素材にプレス加工を施して形成される骨格部材の製造方法であって、骨格部材素材における補強対象箇所に凹凸部を形成しておき、骨格部材素材をプレス加工することにより、凹凸部を圧縮することによって板厚を増大させて補強部を形成し、補強部は複数の突条が交互に形成された形状をなしていることを特徴とする。

また、上記課題を解決した本発明に係る骨格部材の製造方法は、補強部を備え、骨格部材素材にプレス加工を施して形成される骨格部材の製造方法であって、骨格部材素材における補強対象箇所にマイクロビードを形成しておき、骨格部材素材をプレス加工することにより、マイクロビードを潰して板厚を増大させることによって補強部を形成し、補強部は複数の突条が交互に形成された形状をなしていることを特徴とする。

本発明に係る骨格部材および骨格部材の製造方法によれば、骨格部材全体の軽量化を妨げることなく、補強が必要となる骨格部材の所定位置を補強することができる。

（ａ）は、本発明に係るピラーの斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）は、本発明に係るピラーを製造する際に用いられるピラー素材の斜視図、（ｂ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。 ピラー素材をプレス加工してピラーを製造する工程を示す工程図である。 （ａ）は、ピラー素材におけるマイクロビードの拡大側断面図、（ｂ）は、ピラーにおけるマイクロビードの拡大側断面図である。 （ａ）（ｂ）とも、本発明に係るピラーの他の例を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

図１（ａ）は、本発明に係るピラーの斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。また、図２（ａ）は、本発明に係るピラーを製造する際に用いられるピラー素材の斜視図、（ｂ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。

図１（ａ）に示すように、骨格部材であるピラー１は、上下方向に延在するピラー本体１０を備えている。ピラー本体１０の上端部には、ルーフサイドレールと接合される上端側ブラケット２０が形成されている。さらに、ピラー本体１０の下端部には、ロッカと接合される下端側ブラケット３０が形成されている。このピラー１は、車両におけるセンターピラーに用いられるものである。

ピラー１におけるピラー本体１０は、背面板１１、右側面板１２、および左側面板１３を備えている。右側面板１２と左側面板１３とは、背面板１１を介して連結されており、ピラー本体１０は、断面略コ字形状をなしている。また、右側面板１２および左側面板１３には、それぞれフランジ１４および１５が形成されている。また、背面板１１における上部は、背面板１１における下部よりも幅狭に形成されている。

さらに、背面板１１は、高さ方向略中央部が外側に突出した湾曲形状をなしており、この突出した部分の上方位置に補強部１５が形成されている。補強部１５は、背面板１１の長手方向に沿って形成されている。補強部１５は、センターピラーにおける最大荷重入力部である背面板１１における長手方向中央位置からいわゆるベルトライン近傍に形成されており、背面板１１の略全幅を含んで形成されている。また、補強部１５を正面視した際の形状は、略長円形とされている。

補強部１５は、複数の突条が交互に形成された形状をなしている。これらの突条は、背面板１１の長手方向に沿って形成されている。このため、補強部１５の断面は、図１（ｂ）に示すように、複数の凹凸部が交互に形成された形状をなしている。また、背面板１１における補強部１５の板厚は、背面板１１における他の部分よりも厚肉となるように形成されている。

図１（ａ）に示すピラー１は、図２（ａ）に示す本発明の骨格部材素材であるピラー素材２にプレス加工を施して形成されるものである。図２（ａ）に示すように、ピラー素材２は、平面状の板材であり、ピラー本体１０、上端側ブラケット２０、および下端側ブラケット３０を展開した形状に近い形状をなしている。

さらに、ピラー素材２における長さ方向略中央部には、凹凸部となるマイクロビード３が形成されている。マイクロビード３は、図２（ｂ）に示すように、複数の凹凸部が交互に形成された波状の形状をなしており、複数の突条が互いに平行に配置されて形成されている。このように、マイクロビード３は、ピラー素材２の長手方向に交差する方向である直交する方向に沿って離間して形成されている。

ここで、マイクロビード３における凹凸部の深さは、ピラー素材２の板厚と同程度のとされている。また、凹凸形状における隣接する凹部と凸部との間の幅は、図１（ｂ）に示す補強部の幅よりも広くなっている。ピラー素材２における成形後に背面板１１となる部位を圧縮することにより、マイクロビード３の板厚が増大させられる。

ピラー１を製造する際には、ブランキング（打ち抜き）工程およびホットプレス工程が行われる。ピラー素材２は、ホットプレス工程の前工程として行われるブランキング工程において、外形切断によって形成される。このブランキング工程において、ピラー素材２における所定の位置にマイクロビード３を形成する。

次に、本実施形態に係るピラーの製造手順について説明する、図３は、本実施形態に係るピラーを製造する工程を説明する工程図である。ピラーを製造する際には、ブランキング工程において、母材板からピラー素材となる形状を打ち抜き、図３（ａ）に示すように、ピラー素材２を取得する。ピラー素材２を打ち抜いた後、補強部を形成する位置に対してプレス加工を行い、補強部を形成する。このピラー素材２に対してホットプレス工程においてホットプレス加工を施すことによってピラー１を製造する。

ピラー素材２に対してホットプレス加工を施す際には、図３（ｂ）に示すように、雄型５１と雌型５２とを備える金型を使用したホットスタンプ成形が行われる。ここで、雄型５１と雌型５２との間にピラー素材２を配置し、雄型５１を雌型５２に押し込んで成型を行う。このとき、ピラー素材２における成形後に背面板１１となる部位には、ピラー素材２における成形後に背面板１１となる部分の上方から圧縮する力を付与する。ここで、背面板１１となる部分を圧縮する際の圧縮方向は、背面板１１となる部分に直交する軸と直交するなど、交差する方向とされている。また、凹凸が形成されるときの凸部の突出方向となる。また、背面板１１となる部分の幅方向に対しては、金型によって拘束された状態となっている。

いま、図４（ａ）にピラー素材におけるマイクロビードの拡大側断面図を示す。この状態では、マイクロビード３の厚さは、ピラー素材２の厚さとほぼ同程度とされている。この状態でピラー素材２における成形後に背面板１１となる部分を圧縮する力を付与すると、マイクロビード３は、背面板１１となる部分の幅方向に延びようとする。ところが、マイクロビード３は、背面板１１となる部分の幅方向に対して拘束されているので、図４（ｂ）に実線で示すように、背面板１１となる部分の幅方向に対して逃げ場を失い、マイクロビード３の板厚が厚くなる。なお、図４（ｂ）に圧縮する力を付与する前のマイクロビード３の形状を破線で示している。

このように、プレス加工を行う際、ピラー素材２における成形後に背面板１１となる部分に圧縮する力を付与することにより、マイクロビードの板厚を増大させて補強部１５を形成することができる。また、補強部１５の板厚を増大させることにより、補強部１５が背面板１１における他の部分より板厚が増大させられ、その分補強部１５の曲げ座屈強度を向上させることができる。

さらに、ピラー素材２にマイクロビード３を形成することによって補強部１５の曲げ座屈強度を向上させている。このため、補強部材を別途設ける必要もない。よって、骨格部材全体の軽量化を妨げることなく、補強部１５を補強することができる。しかも、マイクロビード３は、ピラー素材２の長手方向に直交する方向に沿って離間して形成されている。このため、ピラー素材２を圧縮する際における強度と剛性のバランスを最適化することができる。したがって、プレス加工を行う際の変形をピラー素材２の全体にバランスよく分散することができる。したがって、ピラー素材２の変更量を低減させることができる。

こうしてプレス加工が済んだら、図３（ｃ）に示すように、ピラー１の製造が終了する。ここで、ピラー１における背面板１１には、補強部１５が形成された状態とすることができる。

このように、本実施形態に係るピラー１およびピラー１の製造方法によれば、ピラー素材２にマイクロビード３が形成され。ピラー素材２をプレス加工してピラー１を製造している。さらには、本実施形態に係るピラー１およびピラー１の製造方法では、ピラー素材２がプレス加工される際、マイクロビード３が潰されて板厚が増大させられている。このため、補強部材を別途設ける必要がなく、ピラー全体の軽量化を妨げることなく、補強部１５を補強することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態においては、骨格部材としてセンターピラーを挙げているが、他の位置に配置されるピラーであってもよいし、さらには、ピラー以外の骨格部材、たとえばロッカやサイドメンバなどであってもよい。

また、上記実施形態では、補強部１５を正面視した形状は略矩形とされているが、その他の形状、たとえば楕円形などとすることもできる。あるいは、図５（ａ）に示すように、補強部１５が略Ｈ形状とされている態様とすることもできるし、図５（ｂ）に示すように、補強部１５の内側に非補強部が形成されている態様とすることもできる。

さらに、上記実施形態では、凹凸部としてマイクロビード３を挙げているが、その他の凹凸形状、たとえばディンプル形状などとすることもできる。また、上記実施形態では、マイクロビード３を形成する際に、ピラー素材２の長手方向に直交する方向に沿って離間してマイクロビード３を形成しているが、その他の方向を向けてマイクロビードを形成する態様とすることもできる。

１…ピラー、１０…ピラー本体、２０…上端側ブラケット、３０…下端側ブラケット、２…ピラー素材、３…マイクロビード、１０…ピラー本体、１１…背面板、１２…右側面板、１３…左側面板、１４…フランジ、１５…補強部、２０…右側面板、３０…左側面板、５１…雄型、５２…雌型。

Claims (6)

1. 補強部を備え、骨格部材素材にプレス加工を施して形成される骨格部材であって、
   前記骨格部材素材における補強対象箇所に凹凸部を形成しておき、
   前記骨格部材素材がプレス加工される際、前記凹凸部が圧縮されることによって板厚を増大させて前記補強部が形成され、
   前記補強部は複数の突条が交互に形成された形状をなしていることを特徴とする骨格部材。
2. 補強部を備え、骨格部材素材にプレス加工を施して形成される骨格部材であって、
   前記骨格部材素材における補強対象箇所にマイクロビードを形成しておき、
   前記骨格部材素材がプレス加工される際、前記マイクロビードが潰されて板厚が増大させられて前記補強部が形成され、
   前記補強部は複数の突条が交互に形成された形状をなしていることを特徴とする骨格部材。
3. 前記マイクロビードは、前記突条よりも板厚の薄い複数の突条が互いに平行に配設されて形成されている請求項２に記載の骨格部材。
4. 前記マイクロビードは、前記骨格部材素材の長手方向に交差する方向に沿って離間して形成されている請求項３に記載の骨格部材。
5. 補強部を備え、骨格部材素材にプレス加工を施して形成される骨格部材の製造方法であって、
   前記骨格部材素材における補強対象箇所に凹凸部を形成しておき、
   前記骨格部材素材をプレス加工することにより、前記凹凸部を圧縮することによって板厚を増大させて前記補強部を形成し、
   前記補強部は複数の突条が交互に形成された形状をなしていることを特徴とする骨格部材の製造方法。
6. 補強部を備え、骨格部材素材にプレス加工を施して形成される骨格部材の製造方法であって、
   前記骨格部材素材における補強対象箇所にマイクロビードを形成しておき、
   前記骨格部材素材をプレス加工することにより、前記マイクロビードを潰して板厚を増大させることによって前記補強部を形成し、
   前記補強部は複数の突条が交互に形成された形状をなしていることを特徴とする骨格部材の製造方法。

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