自動車用パネル材
【課題】自動車用パネル材において、外観のよい縁部を得ると共に、締結強度を向上させ、さらに、製造工程数を低減させる。
【解決手段】自動車用パネル材10は、アウタパネル14とインナパネル16とが重ねられた状態で巻締めにより締結された縁部18を有する。この自動車用パネル材10の縁部18では、アウタパネル14の先端面14aと、インナパネル16の先端面16aとが夫々インナパネル16及びアウタパネル14により内包された状態で巻締めされることにより、アウタパネル14とインナパネル16とが強固に締結される。
【解決手段】自動車用パネル材10は、アウタパネル14とインナパネル16とが重ねられた状態で巻締めにより締結された縁部18を有する。この自動車用パネル材10の縁部18では、アウタパネル14の先端面14aと、インナパネル16の先端面16aとが夫々インナパネル16及びアウタパネル14により内包された状態で巻締めされることにより、アウタパネル14とインナパネル16とが強固に締結される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車用パネル材に関し、特に自動二輪車や自動四輪車に好適に用いられる自動車用パネル材に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車のボンネット、トランク及びドア等の自動車用パネル材の縁部には、アウタパネルとインナパネルとを重ね、アウタパネルの縁部に起立するように成形したフランジをインナパネルを挟み込むように折り曲げるヘミング構造が用いられている。
【0003】
例えば、特許文献1には、インナパネルの縁部に対しアウタパネルの縁部を折り曲げることにより挟み込んで締結した自動車用ドアのパネル材が記載されている。
【0004】
図14は、上記従来の構成による自動車用パネル材の縁部を板厚方向で切断した縦断面図である。この場合には、略L字状に予備曲げされたアウタパネル100のヘムフランジ100bを更に折り曲げることにより、図14に示すように、インナパネル102の先端面102aを挟み込んで締結して縁部を構成している。
【0005】
【特許文献1】特開2003−170741号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記従来の構成では、アウタパネル100のヘムフランジ100bによりインナパネル102を挟み込んで締結しているだけであるため、締結強度の不足が懸念され、接着剤やスポット溶接等を併用して強度の不足を補う必要が生じる場合がある。また、アウタパネル100の先端面100aが外部に露出することによる錆の発生等の問題を回避するため、例えば、ダストシーラ等のシール材104を塗布する必要がある(図12参照)。このため、接着剤を塗布する工程、スポット溶接を行う工程及びシール材104を塗布する工程等が必要となり、製造工程数が多くなるという問題がある。
【0007】
さらに、自動車用パネル材のように、縁部に多くの曲率を有する三次元形状が要求されるパネル材の縁部を曲げて締結する際には、締結後のしわの発生等の防止のため、曲率部分のヘムフランジだけを他の部分のヘムフランジに比べて短くする必要があった。このため、曲率を有する部分、例えば、図15に示すようなコーナ部では、折り曲げ時には図16中の矢印に示す方向の力が作用するため、しわが生じ易く、該コーナ部でのアウタパネル100のヘムフランジ100bを短くするしか対応する方法がなく、外観上見劣りがしていた。
【0008】
さらにまた、アウタパネル100の折り曲げ部に、図14中の矢印B方向(R0部分から広がる方向)の力が作用し、該折り曲げ部がやや丸くなり、曲率半径R0が大きくなることによって、いわゆるダレを生じるため、外観が一層損なわれるという問題があった。
【0009】
本発明は、係る従来の課題を考慮してなされたものであり、縁部に多くの曲率を有する三次元形状が要求される自動車用パネル材において、外観の優れた縁部を得ると共に、締結強度が高く、さらに、製造工程数を低減させることを可能とする自動車用パネル材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の自動車用パネル材は、重ねられた複数の板部材が締結された縁部を有する自動車用パネル材であって、前記縁部は、前記各板部材の各先端面が内包された状態で巻締めされて締結されていることを特徴とする。
【0011】
このような構成によれば、多くの曲率を有する三次元形状が要求される自動車用パネル材であっても、外観に優れ、締結強度の高い縁部を得ることができる。
【0012】
また、前記縁部において最も外側の前記板部材の前記先端面より最も離れた曲げ部から形成され、前記縁部の外端部を形成する面を外側端面と称し、前記最も外側の前記板部材の前記外側端面とは、前記先端面を挟んで反対側に形成される面を内側端面と称するときに、前記内側端面の曲率半径を(r)、前記各板部材の合計板厚を(T)、前記最も外側の前記板部材の板厚を(t1)、前記外側端面の高さを(h)とすると、
t1<r≦(h−T)/2
を満たすことにより、内側の板部材の先端面が外側の板部材により確実に挟み込まれる。このため、締結強度を高くすることができると共に、締結時における縁部の損傷を防止できる。なお、前記曲げ部とは、折り曲げされた曲げ部や湾曲された曲げ部等を含むものである。
【0013】
さらに、前記縁部において前記各板部材が互いに重なる方向には隙間がなく、前記各板部材同士が相互に接触していると、縁部での締結強度が一層向上すると共に、外観が一層向上する。
【0014】
さらにまた、前記縁部を前記板部材の板厚方向で切断した断面において、前記内包された前記各板部材の前記各先端面と接する各隙間部分の合計面積を(A)、前記各板部材の板厚を夫々(t1,t2,...,tn)、円周率を(π)とすると、
A≧Σ{(ti/2)2/2}・π (i=1,2,...,n)
を満たすことにより、内側の板部材及び外側の板部材の各先端面と接する部分に十分な隙間を確保できるため、各板部材の板厚等に若干のバラツキがあったとしても、確実に巻締めを行うことができる。
【0015】
また、前記縁部において最も外側の前記板部材の前記先端面より最も離れた曲げ部から形成され、前記縁部の外端部を形成する面を外側端面と称するときに、前記外側端面の前記板部材からの曲げ角度は、90°以下であると、曲げ部でのダレ等を抑制できるため外観がより一層向上する。なお、前記曲げ部とは、折り曲げされた曲げ部や湾曲された曲げ部等を含むものである。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、縁部に多くの曲率を有する三次元形状が要求される自動車用パネル材であっても、外観のよい縁部を得ることができる。さらに、本発明によれば、自動車用パネル材の縁部における締結強度を高めることができると共に、製造工程数を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明に係る自動車用パネル材について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
図1は、本発明の一実施形態に係る自動車用パネル材10の適用例である自動車後部ドア12の一部切欠斜視図であり、図2は、図1中のA矢視方向(車内側から自動車後部ドア12を見た方向)からの自動車後部ドア12の正面図である。
【0019】
自動車後部ドア12は、板部材であるアウタパネル14及びインナパネル16が縁部18で巻締めにより締結されて形成される自動車用パネル材10と、この自動車用パネル材10の上部に取り付けられる窓枠20とから構成される。アウタパネル14及びインナパネル16は、例えば、所定の形状に打抜き加工されている板金素材(金属製)により形成される。
【0020】
前記巻締めにより締結される縁部18は、例えば、図2中の帯状網目部Hで示す部分であって、自動車後部ドア12の全周に亘って三次元的に延在している。なお、縁部18は、図3Cに示すように、アウタパネル14の先端面14aとインナパネル16の先端面16aとが内包されて巻締めにより締結されている。
【0021】
次に、上記のように巻締めにより締結される縁部18の成形方法の一例について、図3〜図5を参照して説明する。
【0022】
図3Aは、本実施形態に係る自動車用パネル材10の縁部の締結前に、アウタパネル14とインナパネル16とを重ねた状態を示す縦断面図であり、図3Bは、前記重ねたアウタパネル14がインナパネル16からずれている部分Lを略円形状に巻締め成形(カール成形)して縁部19を形成した状態を示す縦断面図であり、図3Cは、前記カール成形した縁部19を扁平に変形させ(潰し)ながら成形(シーム成形)して縁部18を形成した状態を示す縦断面図である。
【0023】
先ず、図3Aに示すように、アウタパネル14とインナパネル16とを重ねる。このとき、アウタパネル14をインナパネル16よりも部分Lだけずらして配置する。なお、この場合、アウタパネル14及びインナパネル16の先端面14a及び先端面16aを有する先端部は予め若干曲げられ、フランジ部14b及びフランジ部16bが形成されている(予備曲げ)。
【0024】
次に、図3Bに示すように、アウタパネル14の部分Lにカール成形を施して巻締めし、略円形状の縁部19を形成する。
【0025】
この場合のカール成形方法としては、例えば、図4に示すように、重ねたアウタパネル14及びインナパネル16を、載置台22の載置面24上に載置し、押さえパッド25により押圧固定する。その後、カール部26を有するカールパンチ28を載置面24上を摺動させながら移動させて巻締めする。このように、アウタパネル14の部分Lをカール部26により略円弧状に成形すると、外観のよい縁部19を容易に得ることができる。
【0026】
次に、図3Cに示すように、前記縁部19を扁平に変形するように押圧する、すなわち縁部19を潰して巻締めるシーム成形を施して縁部18を形成する。
【0027】
この場合のシーム成形方法としては、例えば、図5に示すように、載置面24上でのカール成形後、押さえパッド25によりアウタパネル14及びインナパネル16を固定した状態で、カールパンチ28を退避させ、シームパンチ30のシーム部32にて前記縁部19を扁平に変形させながらシーム成形する。このとき、縁部19から縁部18へと扁平に変形する過程では、アウタパネル14及びインナパネル16において塑性流動が生じる。そして、この塑性流動により、図7中の矢印A方向(R部分へ向かう方向)の力が作用して縁部18における曲率半径R部分を十分に小さくすることができ、ダレの発生が防止されるため、一層外観のよい縁部18を容易に得ることができる。
【0028】
また、自動車用パネル材10では、上記のように巻締めにより締結することで、図8に示すようなコーナ部において、曲げる際に図9中の矢印に示す方向の力が作用する。これにより、上記従来の構成(図15及び図16参照)では材料の縮みによりしわが発生していた部分(Sin側)で材料が伸びるため、一層曲率の小さなコーナ部等においても予備曲げ時のフランジ長さを短くすることなく、しわの発生を防止しながら成形することができる。
【0029】
なお、本実施形態に係る自動車用パネル材10では、その適用箇所、例えば、ドアやボンネット等における必要な締結強度や要求される外観形状等に応じて、上記カール成形のみを施した縁部19を形成して用いてもよく、必ずしもシーム成形まで行う必要はない。すなわち、比較的締結強度の要求が低い箇所に用いられる自動車用パネル材10には、カール成形のみを施し、より高い締結強度の要求がある箇所に用いられる自動車用パネル材10には、シーム成形まで施行する等使い分けると好適であるが、詳細は後述する。
【0030】
次に、基本的には以上のように形成される自動車用パネル材10の作用効果について、主に図6及び図7を参照して説明する。図6は、カール成形後の自動車用パネル材10の縁部19の縦断面図であり、図7は、シーム成形後の自動車用パネル材10の縁部18の縦断面図である。
【0031】
本実施形態の自動車用パネル材10では、図6及び図7に示すように、カール成形後の縁部19及びシーム成形後の縁部18において、最も外側の板部材であるアウタパネル14の先端面14aより最も離れた曲げ部から形成され、縁部19及び縁部18の外端部を形成する面を外側端面Soutと称し、この外側端面Soutとは、先端面14aを挟んで反対側に形成される面を内側端面Sinと称するものとする。
【0032】
そして、この場合、内側端面Sinの曲率半径rと、アウタパネル14の板厚t1と、アウタパネル14及びインナパネル16の合計板厚Tと、縁部19の高さ(外側端面Soutの高さ)hとの関係は、次式(1)を満たすとよい。
t1<r≦(h−T)/2 (1)
【0033】
すなわち、t1<rを満たすことにより、インナパネル16の先端面16aがアウタパネル14により確実に挟み込まれるため、締結強度を高くすることが可能となる。また、r≦(h−T)/2を満たすことにより、カール成形を施す際に、インナパネル16の先端面16aにアウタパネル14が接触することを防止しながら巻締めすることが可能となり、縁部19の損傷を防止できる。
【0034】
一方、図7に示すように、アウタパネル14の板厚をt1、インナパネル16の板厚をt2、円周率をπとすると、アウタパネル14の先端面14aと接する間隙34と、インナパネル16の先端面16aと接する間隙36との合計面積A1は、次式(2)を満たすとよい。
A1≧{(t1/2)2/2}+{(t2/2)2/2}・π (2)
【0035】
すなわち、間隙34と間隙36との合計面積A1が、先端面14aを直径とする半円の面積と、先端面16aを直径とする半円の面積との合計面積以上であると、アウタパネル14及びインナパネル16の先端面14a及び先端面16aと接する部分に十分な隙間を確保できるため、アウタパネル14やインナパネル16の板厚等に若干のバラツキがあったとしても、確実に巻締めすることが可能となる。
【0036】
なお、上式(2)は、巻締めにより締結される板部材が、上記のようにアウタパネル14とインナパネル16の2枚のみの場合に限らず、3枚以上の場合にも適用することができる。この場合には、各板部材の各先端面と接する各間隙部分の合計面積をA、各板部材の各板厚を(t1,t2,...,tn)とすると、次式(3)のように表すことができる。
A≧Σ{(ti/2)2/2}・π (i=1,2,...,n) (3)
【0037】
つまり、各板部材の各先端面と接する各間隙部分の合計面積Aが、各板部材の各先端面を直径とする各半円の合計面積以上となればよい。
【0038】
さらに、図7に示すように、シーム成形後の縁部18における外側端面Soutのアウタパネル14からの曲げ角度θが90°以下であると、曲率半径R部分を十分に小さくすることができ、ダレの発生が防止されて縁部18の外観が一層向上する。
【0039】
また、図7に示すように、縁部18においてアウタパネル14とインナパネル16が互いに重なる方向(図7中の点線Bの方向)には隙間がないように、アウタパネル14とインナパネル16とを相互に接触させてシーム成形を施すと、縁部18において上記塑性流動が生じるため、当該縁部18での締結強度が一層向上すると共に、外観が一層向上するため好適である。
【0040】
以上のように、本実施形態に係る自動車用パネル材10によれば、自動車後部ドア12のような曲率を多く有する三次元的な縁部であっても、均一のフランジを有する縁部18が形成されるため、外観が向上する。
【0041】
また、アウタパネル14及びインナパネル16の先端面14a及び先端面16aを内包するように巻締めすることによる当該先端面14a、16aでの防錆及びシール材の塗布工程等の省略が可能となり、コスト低減や製造工程数の低減が可能となる。
【0042】
さらに、カール成形後にシーム成形を施すことにより、上記従来のヘミング構造の曲率R0(図14参照)よりも曲率Rを小さくすることができるため(図7参照)、いわゆるダレを抑制でき、外観が一層向上する。
【0043】
また、上記従来のヘミング構造に比べて、縁部18での締結強度が向上するため、より強固な縁部18を有する自動車用パネル材10を得ることができる。
【0044】
ところで、本実施形態に係る自動車用パネル材10では、上記のような構成により、アウタパネル14とインナパネル16との板厚の違いの影響を受けることなく、カール成形及びシーム成形による巻締めによる締結を行うことができる。
【0045】
例えば、図10Aに示すように、アウタパネル14の板厚t1がインナパネル16の板厚t2よりも厚い場合、すなわち、t1>t2の場合であっても、図10B及図10Cに示すように、カール成形及びシーム成形を施し、巻締めにより締結された縁部18、19を得ることが可能である。
【0046】
また、図11Aに示すように、アウタパネル14の板厚t1がインナパネル16の板厚t2よりも薄い場合、すなわち、t1<t2の場合であっても、図11B及図11Cに示すように、カール成形及びシーム成形を施して、巻締めにより締結された縁部18、19を得ることが可能である。
【0047】
なお、本発明は上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。
【0048】
例えば、上記実施形態では、自動車用パネル材10として、アウタパネル14及びインナパネル16の2枚の板部材を用いるものとしたが、これに限らず、前記板部材を3枚以上としても本発明に係る自動車用パネルを実施することは当然可能である。
【0049】
また、上記実施形態の自動車用パネル材10については、自動車後部ドア12を例示して説明したが、これに限らず、その他の箇所についても適用可能となることはもちろんである。例えば、自動車用パネル材10の適用箇所としては、図12及び図13に示すように、自動車前部ドア38、ボンネット40、トランク42等を挙げることができる。
【0050】
また、上記のように、本実施形態に係る自動車用パネル材10では、その用途に応じて、カール成形のみを施した縁部19を形成させる場合と、シーム成形を施した縁部18を形成させる場合とが選択可能である。このため、例えば、上記ボンネット40及びトランク42を例として説明すると、ボンネット40のフロントガラス44と対峙する縁部40a及びトランク42のリアガラス46と対峙する縁部42aについては、カール成形のみを施すとよい。一方、ボンネット40の前記縁部40a以外の縁部40b及びトランク42の前記縁部42a以外の縁部42bについては、シーム成形まで施すとよい。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】本発明の一実施形態に係る自動車用パネル材の適用例である自動車後部ドアの一部切欠斜視図である。
【図2】図1中のA矢視方向からの自動車後部ドアの正面図である。
【図3】図3Aは、前記自動車用パネル材の縁部の締結前にアウタパネルとインナパネルとを重ねた状態を示す縦断面図であり、図3Bは、前記重ねたアウタパネルとインナパネルをカール成形した状態を示す縦断面図であり、図3Cは、前記カール成形した縁部をシーム成形した状態を示す縦断面図である。
【図4】前記自動車用パネル材の縁部をカール成形する方法の一例を示す説明図である。
【図5】前記自動車用パネル材の縁部をシーム成形する方法の一例を示す説明図である。
【図6】前記自動車用パネル材のカール成形後の縁部の縦断面図である。
【図7】前記自動車用パネル材のシーム成形後の縁部の縦断面図である。
【図8】前記自動車用パネル材のコーナ部を含む平面図である。
【図9】前記コーナ部における縁部の拡大斜視図である
【図10】図10Aは、インナパネルよりもアウタパネルの方が板厚が厚い場合における縁部の締結前にアウタパネルとインナパネルとを重ねた状態を示す縦断面図であり、図10Bは、前記重ねたアウタパネルがインナパネルをカール成形した状態を示す縦断面図であり、図10Cは、前記カール成形した縁部をシーム成形した状態を示す縦断面図である。
【図11】図11Aは、インナパネルよりもアウタパネルの方が板厚が薄い場合における縁部の締結前にアウタパネルとインナパネルとを重ねた状態を示す縦断面図であり、図11Bは、前記重ねたアウタパネルがインナパネルをカール成形した状態を示す縦断面図であり、図11Cは、前記カール成形した縁部をシーム成形した状態を示す縦断面図である。
【図12】前記自動車用パネル材の自動車への適用箇所を示す車体前方からの斜視図である。
【図13】前記自動車用パネル材の自動車への適用箇所を示す車体後方からの斜視図である。
【図14】従来方法における自動車用パネル材の縁部の縦断面図である。
【図15】前記従来方法における自動車用パネル材のコーナ部を含む平面図である。
【図16】前記従来方法における自動車用パネル材のコーナ部における縁部の拡大斜視図である。
【符号の説明】
【0052】
10…自動車用パネル材 12…自動車後部ドア
14、100…アウタパネル
14a、16a、100a、102a…先端面
14b、16b…フランジ部 16、102…インナパネル
18、19…縁部 22…載置台
24…載置面 25…押さえパッド
26…カール部 28…カールパンチ
30…シームパンチ 32…シーム部
34、36…間隙
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車用パネル材に関し、特に自動二輪車や自動四輪車に好適に用いられる自動車用パネル材に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車のボンネット、トランク及びドア等の自動車用パネル材の縁部には、アウタパネルとインナパネルとを重ね、アウタパネルの縁部に起立するように成形したフランジをインナパネルを挟み込むように折り曲げるヘミング構造が用いられている。
【0003】
例えば、特許文献1には、インナパネルの縁部に対しアウタパネルの縁部を折り曲げることにより挟み込んで締結した自動車用ドアのパネル材が記載されている。
【0004】
図14は、上記従来の構成による自動車用パネル材の縁部を板厚方向で切断した縦断面図である。この場合には、略L字状に予備曲げされたアウタパネル100のヘムフランジ100bを更に折り曲げることにより、図14に示すように、インナパネル102の先端面102aを挟み込んで締結して縁部を構成している。
【0005】
【特許文献1】特開2003−170741号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記従来の構成では、アウタパネル100のヘムフランジ100bによりインナパネル102を挟み込んで締結しているだけであるため、締結強度の不足が懸念され、接着剤やスポット溶接等を併用して強度の不足を補う必要が生じる場合がある。また、アウタパネル100の先端面100aが外部に露出することによる錆の発生等の問題を回避するため、例えば、ダストシーラ等のシール材104を塗布する必要がある(図12参照)。このため、接着剤を塗布する工程、スポット溶接を行う工程及びシール材104を塗布する工程等が必要となり、製造工程数が多くなるという問題がある。
【0007】
さらに、自動車用パネル材のように、縁部に多くの曲率を有する三次元形状が要求されるパネル材の縁部を曲げて締結する際には、締結後のしわの発生等の防止のため、曲率部分のヘムフランジだけを他の部分のヘムフランジに比べて短くする必要があった。このため、曲率を有する部分、例えば、図15に示すようなコーナ部では、折り曲げ時には図16中の矢印に示す方向の力が作用するため、しわが生じ易く、該コーナ部でのアウタパネル100のヘムフランジ100bを短くするしか対応する方法がなく、外観上見劣りがしていた。
【0008】
さらにまた、アウタパネル100の折り曲げ部に、図14中の矢印B方向(R0部分から広がる方向)の力が作用し、該折り曲げ部がやや丸くなり、曲率半径R0が大きくなることによって、いわゆるダレを生じるため、外観が一層損なわれるという問題があった。
【0009】
本発明は、係る従来の課題を考慮してなされたものであり、縁部に多くの曲率を有する三次元形状が要求される自動車用パネル材において、外観の優れた縁部を得ると共に、締結強度が高く、さらに、製造工程数を低減させることを可能とする自動車用パネル材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の自動車用パネル材は、重ねられた複数の板部材が締結された縁部を有する自動車用パネル材であって、前記縁部は、前記各板部材の各先端面が内包された状態で巻締めされて締結されていることを特徴とする。
【0011】
このような構成によれば、多くの曲率を有する三次元形状が要求される自動車用パネル材であっても、外観に優れ、締結強度の高い縁部を得ることができる。
【0012】
また、前記縁部において最も外側の前記板部材の前記先端面より最も離れた曲げ部から形成され、前記縁部の外端部を形成する面を外側端面と称し、前記最も外側の前記板部材の前記外側端面とは、前記先端面を挟んで反対側に形成される面を内側端面と称するときに、前記内側端面の曲率半径を(r)、前記各板部材の合計板厚を(T)、前記最も外側の前記板部材の板厚を(t1)、前記外側端面の高さを(h)とすると、
t1<r≦(h−T)/2
を満たすことにより、内側の板部材の先端面が外側の板部材により確実に挟み込まれる。このため、締結強度を高くすることができると共に、締結時における縁部の損傷を防止できる。なお、前記曲げ部とは、折り曲げされた曲げ部や湾曲された曲げ部等を含むものである。
【0013】
さらに、前記縁部において前記各板部材が互いに重なる方向には隙間がなく、前記各板部材同士が相互に接触していると、縁部での締結強度が一層向上すると共に、外観が一層向上する。
【0014】
さらにまた、前記縁部を前記板部材の板厚方向で切断した断面において、前記内包された前記各板部材の前記各先端面と接する各隙間部分の合計面積を(A)、前記各板部材の板厚を夫々(t1,t2,...,tn)、円周率を(π)とすると、
A≧Σ{(ti/2)2/2}・π (i=1,2,...,n)
を満たすことにより、内側の板部材及び外側の板部材の各先端面と接する部分に十分な隙間を確保できるため、各板部材の板厚等に若干のバラツキがあったとしても、確実に巻締めを行うことができる。
【0015】
また、前記縁部において最も外側の前記板部材の前記先端面より最も離れた曲げ部から形成され、前記縁部の外端部を形成する面を外側端面と称するときに、前記外側端面の前記板部材からの曲げ角度は、90°以下であると、曲げ部でのダレ等を抑制できるため外観がより一層向上する。なお、前記曲げ部とは、折り曲げされた曲げ部や湾曲された曲げ部等を含むものである。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、縁部に多くの曲率を有する三次元形状が要求される自動車用パネル材であっても、外観のよい縁部を得ることができる。さらに、本発明によれば、自動車用パネル材の縁部における締結強度を高めることができると共に、製造工程数を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明に係る自動車用パネル材について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
図1は、本発明の一実施形態に係る自動車用パネル材10の適用例である自動車後部ドア12の一部切欠斜視図であり、図2は、図1中のA矢視方向(車内側から自動車後部ドア12を見た方向)からの自動車後部ドア12の正面図である。
【0019】
自動車後部ドア12は、板部材であるアウタパネル14及びインナパネル16が縁部18で巻締めにより締結されて形成される自動車用パネル材10と、この自動車用パネル材10の上部に取り付けられる窓枠20とから構成される。アウタパネル14及びインナパネル16は、例えば、所定の形状に打抜き加工されている板金素材(金属製)により形成される。
【0020】
前記巻締めにより締結される縁部18は、例えば、図2中の帯状網目部Hで示す部分であって、自動車後部ドア12の全周に亘って三次元的に延在している。なお、縁部18は、図3Cに示すように、アウタパネル14の先端面14aとインナパネル16の先端面16aとが内包されて巻締めにより締結されている。
【0021】
次に、上記のように巻締めにより締結される縁部18の成形方法の一例について、図3〜図5を参照して説明する。
【0022】
図3Aは、本実施形態に係る自動車用パネル材10の縁部の締結前に、アウタパネル14とインナパネル16とを重ねた状態を示す縦断面図であり、図3Bは、前記重ねたアウタパネル14がインナパネル16からずれている部分Lを略円形状に巻締め成形(カール成形)して縁部19を形成した状態を示す縦断面図であり、図3Cは、前記カール成形した縁部19を扁平に変形させ(潰し)ながら成形(シーム成形)して縁部18を形成した状態を示す縦断面図である。
【0023】
先ず、図3Aに示すように、アウタパネル14とインナパネル16とを重ねる。このとき、アウタパネル14をインナパネル16よりも部分Lだけずらして配置する。なお、この場合、アウタパネル14及びインナパネル16の先端面14a及び先端面16aを有する先端部は予め若干曲げられ、フランジ部14b及びフランジ部16bが形成されている(予備曲げ)。
【0024】
次に、図3Bに示すように、アウタパネル14の部分Lにカール成形を施して巻締めし、略円形状の縁部19を形成する。
【0025】
この場合のカール成形方法としては、例えば、図4に示すように、重ねたアウタパネル14及びインナパネル16を、載置台22の載置面24上に載置し、押さえパッド25により押圧固定する。その後、カール部26を有するカールパンチ28を載置面24上を摺動させながら移動させて巻締めする。このように、アウタパネル14の部分Lをカール部26により略円弧状に成形すると、外観のよい縁部19を容易に得ることができる。
【0026】
次に、図3Cに示すように、前記縁部19を扁平に変形するように押圧する、すなわち縁部19を潰して巻締めるシーム成形を施して縁部18を形成する。
【0027】
この場合のシーム成形方法としては、例えば、図5に示すように、載置面24上でのカール成形後、押さえパッド25によりアウタパネル14及びインナパネル16を固定した状態で、カールパンチ28を退避させ、シームパンチ30のシーム部32にて前記縁部19を扁平に変形させながらシーム成形する。このとき、縁部19から縁部18へと扁平に変形する過程では、アウタパネル14及びインナパネル16において塑性流動が生じる。そして、この塑性流動により、図7中の矢印A方向(R部分へ向かう方向)の力が作用して縁部18における曲率半径R部分を十分に小さくすることができ、ダレの発生が防止されるため、一層外観のよい縁部18を容易に得ることができる。
【0028】
また、自動車用パネル材10では、上記のように巻締めにより締結することで、図8に示すようなコーナ部において、曲げる際に図9中の矢印に示す方向の力が作用する。これにより、上記従来の構成(図15及び図16参照)では材料の縮みによりしわが発生していた部分(Sin側)で材料が伸びるため、一層曲率の小さなコーナ部等においても予備曲げ時のフランジ長さを短くすることなく、しわの発生を防止しながら成形することができる。
【0029】
なお、本実施形態に係る自動車用パネル材10では、その適用箇所、例えば、ドアやボンネット等における必要な締結強度や要求される外観形状等に応じて、上記カール成形のみを施した縁部19を形成して用いてもよく、必ずしもシーム成形まで行う必要はない。すなわち、比較的締結強度の要求が低い箇所に用いられる自動車用パネル材10には、カール成形のみを施し、より高い締結強度の要求がある箇所に用いられる自動車用パネル材10には、シーム成形まで施行する等使い分けると好適であるが、詳細は後述する。
【0030】
次に、基本的には以上のように形成される自動車用パネル材10の作用効果について、主に図6及び図7を参照して説明する。図6は、カール成形後の自動車用パネル材10の縁部19の縦断面図であり、図7は、シーム成形後の自動車用パネル材10の縁部18の縦断面図である。
【0031】
本実施形態の自動車用パネル材10では、図6及び図7に示すように、カール成形後の縁部19及びシーム成形後の縁部18において、最も外側の板部材であるアウタパネル14の先端面14aより最も離れた曲げ部から形成され、縁部19及び縁部18の外端部を形成する面を外側端面Soutと称し、この外側端面Soutとは、先端面14aを挟んで反対側に形成される面を内側端面Sinと称するものとする。
【0032】
そして、この場合、内側端面Sinの曲率半径rと、アウタパネル14の板厚t1と、アウタパネル14及びインナパネル16の合計板厚Tと、縁部19の高さ(外側端面Soutの高さ)hとの関係は、次式(1)を満たすとよい。
t1<r≦(h−T)/2 (1)
【0033】
すなわち、t1<rを満たすことにより、インナパネル16の先端面16aがアウタパネル14により確実に挟み込まれるため、締結強度を高くすることが可能となる。また、r≦(h−T)/2を満たすことにより、カール成形を施す際に、インナパネル16の先端面16aにアウタパネル14が接触することを防止しながら巻締めすることが可能となり、縁部19の損傷を防止できる。
【0034】
一方、図7に示すように、アウタパネル14の板厚をt1、インナパネル16の板厚をt2、円周率をπとすると、アウタパネル14の先端面14aと接する間隙34と、インナパネル16の先端面16aと接する間隙36との合計面積A1は、次式(2)を満たすとよい。
A1≧{(t1/2)2/2}+{(t2/2)2/2}・π (2)
【0035】
すなわち、間隙34と間隙36との合計面積A1が、先端面14aを直径とする半円の面積と、先端面16aを直径とする半円の面積との合計面積以上であると、アウタパネル14及びインナパネル16の先端面14a及び先端面16aと接する部分に十分な隙間を確保できるため、アウタパネル14やインナパネル16の板厚等に若干のバラツキがあったとしても、確実に巻締めすることが可能となる。
【0036】
なお、上式(2)は、巻締めにより締結される板部材が、上記のようにアウタパネル14とインナパネル16の2枚のみの場合に限らず、3枚以上の場合にも適用することができる。この場合には、各板部材の各先端面と接する各間隙部分の合計面積をA、各板部材の各板厚を(t1,t2,...,tn)とすると、次式(3)のように表すことができる。
A≧Σ{(ti/2)2/2}・π (i=1,2,...,n) (3)
【0037】
つまり、各板部材の各先端面と接する各間隙部分の合計面積Aが、各板部材の各先端面を直径とする各半円の合計面積以上となればよい。
【0038】
さらに、図7に示すように、シーム成形後の縁部18における外側端面Soutのアウタパネル14からの曲げ角度θが90°以下であると、曲率半径R部分を十分に小さくすることができ、ダレの発生が防止されて縁部18の外観が一層向上する。
【0039】
また、図7に示すように、縁部18においてアウタパネル14とインナパネル16が互いに重なる方向(図7中の点線Bの方向)には隙間がないように、アウタパネル14とインナパネル16とを相互に接触させてシーム成形を施すと、縁部18において上記塑性流動が生じるため、当該縁部18での締結強度が一層向上すると共に、外観が一層向上するため好適である。
【0040】
以上のように、本実施形態に係る自動車用パネル材10によれば、自動車後部ドア12のような曲率を多く有する三次元的な縁部であっても、均一のフランジを有する縁部18が形成されるため、外観が向上する。
【0041】
また、アウタパネル14及びインナパネル16の先端面14a及び先端面16aを内包するように巻締めすることによる当該先端面14a、16aでの防錆及びシール材の塗布工程等の省略が可能となり、コスト低減や製造工程数の低減が可能となる。
【0042】
さらに、カール成形後にシーム成形を施すことにより、上記従来のヘミング構造の曲率R0(図14参照)よりも曲率Rを小さくすることができるため(図7参照)、いわゆるダレを抑制でき、外観が一層向上する。
【0043】
また、上記従来のヘミング構造に比べて、縁部18での締結強度が向上するため、より強固な縁部18を有する自動車用パネル材10を得ることができる。
【0044】
ところで、本実施形態に係る自動車用パネル材10では、上記のような構成により、アウタパネル14とインナパネル16との板厚の違いの影響を受けることなく、カール成形及びシーム成形による巻締めによる締結を行うことができる。
【0045】
例えば、図10Aに示すように、アウタパネル14の板厚t1がインナパネル16の板厚t2よりも厚い場合、すなわち、t1>t2の場合であっても、図10B及図10Cに示すように、カール成形及びシーム成形を施し、巻締めにより締結された縁部18、19を得ることが可能である。
【0046】
また、図11Aに示すように、アウタパネル14の板厚t1がインナパネル16の板厚t2よりも薄い場合、すなわち、t1<t2の場合であっても、図11B及図11Cに示すように、カール成形及びシーム成形を施して、巻締めにより締結された縁部18、19を得ることが可能である。
【0047】
なお、本発明は上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。
【0048】
例えば、上記実施形態では、自動車用パネル材10として、アウタパネル14及びインナパネル16の2枚の板部材を用いるものとしたが、これに限らず、前記板部材を3枚以上としても本発明に係る自動車用パネルを実施することは当然可能である。
【0049】
また、上記実施形態の自動車用パネル材10については、自動車後部ドア12を例示して説明したが、これに限らず、その他の箇所についても適用可能となることはもちろんである。例えば、自動車用パネル材10の適用箇所としては、図12及び図13に示すように、自動車前部ドア38、ボンネット40、トランク42等を挙げることができる。
【0050】
また、上記のように、本実施形態に係る自動車用パネル材10では、その用途に応じて、カール成形のみを施した縁部19を形成させる場合と、シーム成形を施した縁部18を形成させる場合とが選択可能である。このため、例えば、上記ボンネット40及びトランク42を例として説明すると、ボンネット40のフロントガラス44と対峙する縁部40a及びトランク42のリアガラス46と対峙する縁部42aについては、カール成形のみを施すとよい。一方、ボンネット40の前記縁部40a以外の縁部40b及びトランク42の前記縁部42a以外の縁部42bについては、シーム成形まで施すとよい。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】本発明の一実施形態に係る自動車用パネル材の適用例である自動車後部ドアの一部切欠斜視図である。
【図2】図1中のA矢視方向からの自動車後部ドアの正面図である。
【図3】図3Aは、前記自動車用パネル材の縁部の締結前にアウタパネルとインナパネルとを重ねた状態を示す縦断面図であり、図3Bは、前記重ねたアウタパネルとインナパネルをカール成形した状態を示す縦断面図であり、図3Cは、前記カール成形した縁部をシーム成形した状態を示す縦断面図である。
【図4】前記自動車用パネル材の縁部をカール成形する方法の一例を示す説明図である。
【図5】前記自動車用パネル材の縁部をシーム成形する方法の一例を示す説明図である。
【図6】前記自動車用パネル材のカール成形後の縁部の縦断面図である。
【図7】前記自動車用パネル材のシーム成形後の縁部の縦断面図である。
【図8】前記自動車用パネル材のコーナ部を含む平面図である。
【図9】前記コーナ部における縁部の拡大斜視図である
【図10】図10Aは、インナパネルよりもアウタパネルの方が板厚が厚い場合における縁部の締結前にアウタパネルとインナパネルとを重ねた状態を示す縦断面図であり、図10Bは、前記重ねたアウタパネルがインナパネルをカール成形した状態を示す縦断面図であり、図10Cは、前記カール成形した縁部をシーム成形した状態を示す縦断面図である。
【図11】図11Aは、インナパネルよりもアウタパネルの方が板厚が薄い場合における縁部の締結前にアウタパネルとインナパネルとを重ねた状態を示す縦断面図であり、図11Bは、前記重ねたアウタパネルがインナパネルをカール成形した状態を示す縦断面図であり、図11Cは、前記カール成形した縁部をシーム成形した状態を示す縦断面図である。
【図12】前記自動車用パネル材の自動車への適用箇所を示す車体前方からの斜視図である。
【図13】前記自動車用パネル材の自動車への適用箇所を示す車体後方からの斜視図である。
【図14】従来方法における自動車用パネル材の縁部の縦断面図である。
【図15】前記従来方法における自動車用パネル材のコーナ部を含む平面図である。
【図16】前記従来方法における自動車用パネル材のコーナ部における縁部の拡大斜視図である。
【符号の説明】
【0052】
10…自動車用パネル材 12…自動車後部ドア
14、100…アウタパネル
14a、16a、100a、102a…先端面
14b、16b…フランジ部 16、102…インナパネル
18、19…縁部 22…載置台
24…載置面 25…押さえパッド
26…カール部 28…カールパンチ
30…シームパンチ 32…シーム部
34、36…間隙
【特許請求の範囲】
【請求項1】
重ねられた複数の板部材が締結された縁部を有する自動車用パネル材であって、
前記縁部は、前記各板部材の各先端面が内包された状態で巻締めされて締結されていることを特徴とする自動車用パネル材。
【請求項2】
請求項1記載の自動車用パネル材において、
前記縁部において最も外側の前記板部材の前記先端面より最も離れた曲げ部から形成され、前記縁部の外端部を形成する面を外側端面と称し、
前記最も外側の前記板部材の前記外側端面とは、前記先端面を挟んで反対側に形成される面を内側端面と称するときに、
前記内側端面の曲率半径を(r)、前記各板部材の合計板厚を(T)、前記最も外側の前記板部材の板厚を(t1)、前記外側端面の高さを(h)とすると、
t1<r≦(h−T)/2
を満たすことを特徴とする自動車用パネル材。
【請求項3】
請求項1又は2記載の自動車用パネル材において、
前記縁部において前記各板部材が互いに重なる方向には隙間がなく、前記各板部材同士が相互に接触していることを特徴とする自動車用パネル材。
【請求項4】
請求項3記載の自動車用パネル材において、
前記縁部を前記板部材の板厚方向で切断した断面において、
前記内包された前記各板部材の前記各先端面と接する各隙間部分の合計面積を(A)、前記各板部材の板厚を夫々(t1,t2,...,tn)、円周率を(π)とすると、
A≧Σ{(ti/2)2/2}・π (i=1,2,...,n)
を満たすことを特徴とする自動車用パネル材。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか1項に記載の自動車用パネル材において、
前記縁部において最も外側の前記板部材の前記先端面より最も離れた曲げ部から形成され、前記縁部の外端部を形成する面を外側端面と称するときに、
前記外側端面の前記板部材からの曲げ角度は、90°以下であることを特徴とする自動車用パネル材。
【請求項1】
重ねられた複数の板部材が締結された縁部を有する自動車用パネル材であって、
前記縁部は、前記各板部材の各先端面が内包された状態で巻締めされて締結されていることを特徴とする自動車用パネル材。
【請求項2】
請求項1記載の自動車用パネル材において、
前記縁部において最も外側の前記板部材の前記先端面より最も離れた曲げ部から形成され、前記縁部の外端部を形成する面を外側端面と称し、
前記最も外側の前記板部材の前記外側端面とは、前記先端面を挟んで反対側に形成される面を内側端面と称するときに、
前記内側端面の曲率半径を(r)、前記各板部材の合計板厚を(T)、前記最も外側の前記板部材の板厚を(t1)、前記外側端面の高さを(h)とすると、
t1<r≦(h−T)/2
を満たすことを特徴とする自動車用パネル材。
【請求項3】
請求項1又は2記載の自動車用パネル材において、
前記縁部において前記各板部材が互いに重なる方向には隙間がなく、前記各板部材同士が相互に接触していることを特徴とする自動車用パネル材。
【請求項4】
請求項3記載の自動車用パネル材において、
前記縁部を前記板部材の板厚方向で切断した断面において、
前記内包された前記各板部材の前記各先端面と接する各隙間部分の合計面積を(A)、前記各板部材の板厚を夫々(t1,t2,...,tn)、円周率を(π)とすると、
A≧Σ{(ti/2)2/2}・π (i=1,2,...,n)
を満たすことを特徴とする自動車用パネル材。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか1項に記載の自動車用パネル材において、
前記縁部において最も外側の前記板部材の前記先端面より最も離れた曲げ部から形成され、前記縁部の外端部を形成する面を外側端面と称するときに、
前記外側端面の前記板部材からの曲げ角度は、90°以下であることを特徴とする自動車用パネル材。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【公開番号】特開2007−203901(P2007−203901A)
【公開日】平成19年8月16日(2007.8.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−25686(P2006−25686)
【出願日】平成18年2月2日(2006.2.2)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年8月16日(2007.8.16)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年2月2日(2006.2.2)
【出願人】(000005326)本田技研工業株式会社 (23,863)
【Fターム(参考)】
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