補強部材、ピラー及び自動車車体
【課題】側面衝突事故の際におけるＢピラーの倒れ込みを、簡便な構造により抑制して、自動車車体の安全性をさらに高める。
【解決手段】少なくとも、自動車車体４０を構成するＢピラー４２ａ、４２ｂの内部であってこのＢピラー４２ａ、４２ｂの長手方向の全域に配置され、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備える自動車車体４０の補強部材４１ａ、４１ｂである。側面衝突事故の際におけるＢピラー４２ａ、４２ｂの倒れ込みを効果的に抑制できる。
【解決手段】少なくとも、自動車車体４０を構成するＢピラー４２ａ、４２ｂの内部であってこのＢピラー４２ａ、４２ｂの長手方向の全域に配置され、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備える自動車車体４０の補強部材４１ａ、４１ｂである。側面衝突事故の際におけるＢピラー４２ａ、４２ｂの倒れ込みを効果的に抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補強部材、ピラー及び自動車車体に関し、詳しくは、側面衝突事故の際にピラーやルーフレールサイドが変形して、キャビン側に侵入するように変位すること（本明細書ではこのような変位を「倒れ込み」という）を簡便な構造により抑制することができ、これにより、自動車車体の安全性をさらに高めることができる補強部材、ピラー及び自動車車体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年生産される自動車の殆どは、軽量化及び生産性の観点から、フレームとボディーとを一体構造としたモノコックボディー（ユニット・コンストラクションボディー）により構成される。モノコックボディーは、モノコックボディーにおける下面、つまり床部分であってボディー構造上の基礎となる最重要部分であるアンダーボディー（プラットフォームともいう。）に、サイドシル、Ａピラー、Ｂピラー、ルーフレールサイドさらにはＣピラー等により構成される左右一対のボディーサイドを組み合わせて一体化したボディーシェル全体により荷重を支えるものであり、衝突事故の際においても、ボディーシェルの各部が縮んだり崩れたりする際にボディーシェルの全体で衝撃荷重を支えることにより衝撃エネルギーを吸収する。
【０００３】
このように、ボディーサイドは、アンダーボディーとともに、自動車車体の曲げ剛性や捩じり剛性等に大きく影響するのみならず、側面衝突事故の際にはキャビンの損傷をできるだけ抑制して搭乗者の安全性を高める機能を担う。例えば、側面衝突事故の際には、一般的に、衝撃荷重はＢピラーに負荷され、次に、Ｂピラーを支持するサイドシル及びルーフレールサイドに伝播されるので、側面衝突により、Ｂピラーのキャビン側への倒れ込みが発生する。この倒れ込みの程度によって、変形したＢピラーやルーフレールサイドに搭乗者の身体、とりわけ頭部が衝突すると重大な事故につながる可能性がある。このように、全面衝突事故に比べて側面衝突事故は、自動車の造形上の理由により乗員保護のための充分な空間を確保することが困難であるので、このボディーサイドの衝突特性を改善することは極めて重要である。
【０００４】
特許文献１には、自動車車体のルーフレールサイド〜Ｂピラー〜サイドシル間にかけて、それぞれの内部に、ハイドロフォーム加工により一体に成形した閉断面構造のレインフォースを配置することによって、補強部品の部品点数の増加を抑制して軽量化を図りながら、車体の強度を確実に高める発明が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２１９１５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１により開示された発明によれば、確かに、ボディーサイドの強度を高めることは可能になる。しかし、近年の衝突安全性の向上に対するニーズのさらなる高まりを勘案すると、この発明によって充分なレベルの車体の強度を得られるとはいい難く、よりいっそうの改善が必要である。
【０００６】
本発明は、従来の技術が有するこのような課題に鑑みてなされたものであり、側面衝突事故の際におけるＢピラー等のピラーの倒れ込みを、簡便な構造により抑制することができ、これにより、自動車車体の安全性をさらに高めることができる自動車車体の補強部材と、この補強部材を備える自動車車体と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】
【０００７】
本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、
（ア）特定の構造を有する曲げ加工装置を用いれば、例えば１１００ＭＰａ以上、望ましくは１５００ＭＰａ以上という高強度の高周波焼入れ部を有するとともに軸方向の全域で一体に構成される長尺の筒体を本体とする補強部材を、工業的規模で現に量産できるようになること。
（イ）この曲げ加工装置を用いれば、この補強部材に、軸方向へ向けた高周波焼入れ部を設けることが可能になること、さらには
（ウ）このようにして得られる補強部材は、軽量、高強度、部品点数低減、及び製造コスト低減を図りながら、側面衝突事故の際にピラーの倒れ込みを簡便な構造により抑制することができ、自動車車体の安全性をさらに高めることができること
を知見して、本発明を完成した。
【０００８】
本発明は、自動車車体を構成するＢピラーの内部であってこのＢピラーの長手方向の望ましくは全域に配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【０００９】
この本発明に係る自動車車体の補強部材は、さらに、（ｉ）ピラーの上端部でこのピラーに接合されるルーフレールサイドを貫通してルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ延びて配置されること、及び／又は（ｉｉ）ピラーの下端部でこのピラーに接合されるサイドシルを貫通してフロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ延びて配置されることが、望ましい。
【００１０】
また、本発明は、自動車車体を構成する一方のサイドシルとの接合部である一方のピラーの下端部から、一方のルーフレールサイドとの接合部であるこのピラーの上端部を経て、ルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のルーフレールサイドとの接合部である他方のピラーの上端部を経て他方のサイドシルとの接合部であるこのピラーの下端部までに相当する範囲に、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーの内部を貫通して、配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【００１１】
また、本発明は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部であるこのピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部を経て他方のルーフレールサイドとの接合部であるこのピラーの上端部までに相当する範囲に、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーの内部を貫通して、配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【００１２】
また、本発明は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部であるこのピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部であるこのピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、一方のピラーと一方のサイドシルとの接合部、又は他方のＢピラーと他方のサイドシルとの接合部を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーの内部を貫通して、配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【００１３】
また、本発明は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部であるこのピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部であるこのピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、一方のピラーと一方のルーフレールサイドとの接合部、又は他方のピラーと他方のルーフレールサイドとの接合部を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーの内部を貫通して、配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【００１４】
また、本発明は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部であるこのピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部であるこのピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、一方のピラー又は他方のピラーにおける、自動車車体のウエストラインの高さに相当する部分を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーの内部を貫通して、配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【００１５】
また、本発明は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部であるこのピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部であるこのピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、フロアパネルに形成されるトンネル部を構成する一方の縦面を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーの内部を貫通して配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【００１６】
これらの本発明に係る自動車車体の補強部材では、一方のピラーの上端部からルーフパネルの内面に沿って他方のピラーの上端部までに相当する部分の一部又は全部、及び／又は、一方のピラーの下端部からフロアパネルの内面に沿って他方のピラーの下端部までに相当する部分の一部又は全部が、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ潰し加工を行われた潰し部であることが、室内空間の占有量を低減するために望ましい。
【００１７】
これらの本発明に係る自動車車体の補強部材では、少なくとも、ピラーの下端部から上方へ向けて１５０ｍｍの位置に相当する位置から、自動車車体のウエストラインの高さに相当する位置までは、引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部、又は、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であることが望ましい。これにより、衝突時の補強部材の変形モードを、特に搭乗者の頭部高さ付近の車体幅方向への変位量が小さくなるように、制御することができ、衝突時の安全性をさらに高めることができる。
【００１８】
これらの本発明に係る自動車車体の補強部材は、外部へ向けたフランジを有さない閉断面を有する中空体からなることが望ましい。これにより、補強部材の軽量化及び小型化を促進することができる。なお、本発明に係る自動車車体の補強部材は、閉断面を有するものであればよく、特定の断面には限定されない。例えば、円形や多角形等の横断面を有する筒体や、テーパー管等を用いることができる。
【００１９】
これらの本発明に係る自動車車体の補強部材は、鋼製であるとともに、高周波焼入れ部が、マルテンサイト単相組織、又はマルテンサイト及びフェライトの２相組織からなること、さらには、熱処理部が、フェライト及びパーライトの２相組織からなることが、例示される。
【００２０】
さらに、これらの自動車車体の補強部材は、合金化溶融亜鉛めっき被膜等の亜鉛系めっき被膜を備える鋼材を母材として製造されることが望ましい。これにより、本発明に係る自動車車体の補強部材は、要求される耐食性を確保することができる。
【００２１】
また、本発明は、これらの本発明に係る補強部材を備えることを特徴とするピラーである。
さらに、本発明は、これらの本発明に係る補強部材を備えることを特徴とする自動車車体である。
【００２２】
本発明における「ピラー」は、特に、Ｂピラー又はセンターピラーを含むが、これらに限定されるものではなく、側面衝突事故の際に発生する倒れ込みにより搭乗者に障害を与える可能性があるピラーであれば、同様に適用される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る補強部材、ピラー及び自動車車体によれば、側面衝突事故の際におけるピラーの倒れ込みを、重量の増加をできるだけ防ぎながら、簡便な構造により抑制することができ、これにより、自動車車体の安全性をさらに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［実施の形態１］
以下、本発明に係る自動車車体の補強部材を実施するための最良の形態を、その製造方法及び製造装置、ならびにその製造設備列とともに、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
はじめに、本実施の形態の（Ｉ）全体構成及び支持手段、（ＩＩ）加工部の構成及び加熱、冷却装置、（ＩＩＩ）可動ローラダイス、（ＩＶ）予熱手段とその作用、（Ｖ）出側サポートガイド、（ＶＩ）関節型ロボットの構成配置、並びに（ＶＩＩ）曲げ加工設備列を、添付図面を参照しながら以下に順次説明する。
（Ｉ）全体構成及び支持手段
図１は、本実施の形態に係る、曲げ加工を実施するための曲げ加工製品である補強部材の製造装置０の全体構成を簡略化して示す説明図である。
【００２６】
本実施の形態の曲げ加工は、支持手段２、２によりその軸方向へ移動自在に支持された被加工材である金属材１を、上流側から逐次又は連続的に送り出し装置３により押し出しながら、支持手段２、２の下流側で曲げ加工を行う曲げ加工により、行われる。
【００２７】
図１に示す金属材１は、横断面が丸形の鋼管である。しかし、本発明は鋼管に限定されるものではなく、各種の横断面を有する長尺の被加工材であれば、同様に適用できる。金属材１は、図１に示す鋼管以外に、矩形、台形又は複雑な横断面を有する閉断面部材、例えばチャンネルのようなロールフォーミング等により製造される開断面部材、例えばチャンネルのような押し出し加工により製造される異形断面部材、さらには、軸方向に断面が変化するテーパ管にも適用可能である。
【００２８】
図２は、本実施の形態において金属材１として適用可能な被加工材１−１〜１−３の横断面を示す説明図であり、図２（ａ）はロールフォーミング等により製造される開断面を有するチャンネル１−１を示し、図２（ｂ）は押し出し加工により製造される異形断面を有するチャンネル１−２、１−３を示す。本実施の形態の製造装置０では、適用される金属材１の横断面に応じて、後述する可動ローラダイス４や支持手段２における金属材１との接触部の形状を適宜設定すればよい。
【００２９】
図１に示す製造装置０は、２組の支持手段２、２と、送り出し装置３と、可動ローラダイス４と、高周波加熱コイル５と、水冷装置６と、出側サポートガイド３０とを備える。
２組の支持手段２、２は、金属材１をその軸方向へ移動自在に所定の位置で支持するため、金属材１の移動方向に離間して配置される。送り出し装置３は、２組の支持手段２、２の上流側に配置されて、金属材１を断続的又は連続的に送り移動させる。可動ローダイス４は、２組の支持手段２、２の下流側に配置されて、金属材１をその軸方向へ移動自在に支持するとともにその設置位置が三次元で変更自在である。高周波加熱コイル５は、可動ローラダイス４の入側であって金属材１の外周に配置され、金属材１の長手方向の一部を部分的に急速に加熱する。水冷装置６は、高周波加熱コイル５により部分的に急速に加熱されるとともに可動ローラダイス４の三次元の移動により曲げモーメントが付与される金属材１の被加熱部を急冷するための冷却手段である。さらに、出側サポートガイド３０は、可動ローラダイス４の出側に配置されて、可動ローラダイス４を抜けた部分の金属材１を支持することによって、曲げ加工の後における金属材１の成形誤差を抑制する。
【００３０】
図１に示す本実施の形態では、金属管１として横断面が丸形の鋼管を用いるので、支持手段２としてそれぞれの回転軸が平行になるように互いに離間して対向配置される孔型ロール対を用いるが、支持手段２は孔型ロール対に限定されるものではなく、金属材１の横断面に応じた適当な支持部材を用いればよい。また、孔型ロール対により支持手段２を構成する場合であっても、支持手段２は、図１に示す２組の支持ロール対２、２により構成されることには限定されず、１組又は３組以上の支持ロール対２により構成されてもよい。
【００３１】
図３は、本実施の形態における支持手段２として用いることができる支持ガイドの構成の一例を示す説明図であり、図３（ａ）は支持ガイド２と支持ガイド２を駆動する回転機構９との配置を示す断面図であり、図３（ｂ）は支持ガイド２の外観を示す斜視図である。
【００３２】
この例は、金属材１が、横断面が四角形の四角管である場合であり、支持ガイド２は四角管１を回転可能に保持する。支持ガイド２は、高周波加熱コイル５に近接して設置されることから加熱防止のために、非磁性材により構成されるとともに、図３（ｂ）に示すように２又は３以上の構成部材に分割されて構成され、分割された箇所にはテフロン（登録商標）等の絶縁物（図示しない）を装着することが望ましい。
【００３３】
支持ガイド２に直結して、駆動用モータ１０及び回転ギア１０ａから構成される回転機構９が設けられ、これにより、後述するように、支持ガイド２は送り出し装置３の回転に同調して金属材１の軸周りに回転することができる。これにより、高精度の捩じり変形を金属材１に与えることができる。
【００３４】
なお、製造装置０は、金属材１の支持手段２として図１に示す支持ロール、又は図３に示す支持ガイドのいずれをも用いることができるが、以降では、金属材１として図１に示す鋼管を用いるとともに支持ロール２を用いた場合を主に説明する。本発明は、金属材１が丸管である場合に限定されるものではなく、その他の閉断面部材、開断面部材、異形断面部材、又は支持ロールに替えて支持ガイドを採用する場合にも適用可能である。
（ＩＩ）加工部の構成、加熱装置及び冷却装置
図４は、本実施の形態の製造装置０の主要部を示す説明図である。
【００３５】
同図に示すように、金属材１を保持する２組の支持ロール対２、２と、その下流側には可動ローラダイス４とが配置される。可動ローラダイス４の入側には、一体化された高周波加熱コイル５及び冷却装置６が配置される。さらに、２組の支持ロール対２、２の間には予熱装置５ａが設けられ、さらに、可動ローラダイス４の入側の直近部には潤滑剤の供給装置８が配置される。
【００３６】
図４において、２組の支持ロール対２、２を通過した金属材１を可動ローラダイス４によりその長手方向に移動自在に支持し、この可動ローラダイス４の位置、さらには必要に応じて移動速度を、二次元又は三次元で制御しながら、金属材１の外周に配置された高周波加熱コイル５を用いて金属材１を部分的に、塑性変形可能であって焼入れ可能な温度に急速に加熱することにより、金属材１を所望の形状に曲げ加工するとともに、冷却装置６を用いて曲げ加工された金属材１の部分を急冷する。
【００３７】
曲げ加工の際には、２組の支持ロール対２、２を通過した金属材１が高周波加熱コイル５により、塑性変形が可能な温度域であってかつ焼入れが可能な温度域に急速に加熱されることにより、可動ローラダイス４による金属材１の曲げ加工部の降伏点が低下して変形抵抗が低下するので、金属材１を容易に所望の形状に曲げ加工することができる。
【００３８】
さらに、可動ローラダイス４は、孔型ロール対２、２により金属材１を軸方向へ移動自在に支持することから、可動ローラダイス４の表面に発生する焼付疵を抑制できる。しかも、可動ローラダイス４へ潤滑剤を供給するので、金属材１の加熱部に発生するスケールが可動ローラダイス４の内部へ巻き込まれた場合にも、可動ローラダイス４の表面への潤滑作用により、焼付疵の発生を低減できる。
【００３９】
また、この製造装置０では、可動ローラダイス４へ冷却流体を供給することもできるので、可動ローラダイス４が冷却流体により冷却される。これにより、可動ローラダイス４の強度の低下、可動ローラダイス４の熱膨張による加工精度の低下、さらに可動ローラダイス４の表面の焼付疵の発生を、いずれも防止できる。
【００４０】
図５は、本実施の形態における加熱装置５及び冷却装置６の構成例を模式的に示す説明図である。
加熱装置５は、加熱部を形成すべき金属材１の外周に環状に配置される高周波加熱コイル５により構成され、金属材１を部分的に塑性変形が可能となるとともに焼入れが可能な温度域に、例えば３００℃／ｓｅｃ程度の昇温速度で急速に加熱する。次いで、可動ローラダイス４が三次元で移動することにより、加熱装置５による金属材１の加熱部であって塑性変形が可能な温度域に加熱された部分に、曲げモーメントを付与する。引き続いて、冷却装置６から冷却媒体を金属材１の加熱部に噴射することにより、金属材１を焼入れる。これにより、金属材１は、例えば９５０℃程度に２秒間以下程度保持された後に、５５０℃／ｓｅｃ程度の冷却速度で急速に冷却される。
【００４１】
上述したように、高周波加熱される前の金属材１は、２組の支持ロール対２、２によって支持される。本実施の形態は、加熱装置５及び冷却装置６を一体に構成した場合であるが、別々に構成するようにしてもよい。
【００４２】
このようにして、金属材１をＡＣ３変態点以上で、かつ組織が粗粒化しない温度まで加熱することができ、さらに局部的な加熱部に可動ローラダイス４を用いて塑性変形を生じさせ、その直後に冷却媒体を噴射することにより１００℃／ｓｅｃ以上の冷却速度による焼入れを行うことができる。
【００４３】
したがって、曲げ加工が施された金属材１は、優れた形状凍結性及び安定した品質が確保される。例えば、低強度の金属材１を出発材料として曲げ加工を行った場合であっても、軸方向へ均一に焼入れることによって強度を上昇し、引張強さが９００ＭＰａ以上、さらには１３００ＭＰａ級以上に相当する曲げ加工製品を製造することができる。
【００４４】
金属材１が厚肉であるために１００℃／ｓｅｃ以上の冷却速度を確保することが困難になる場合には、金属材１が丸管、矩形管さらには台形管等の中空の閉断面部材（金属管）である場合には、閉断面部材の内部にマンドレルバーを挿入することにより、所望の冷却速度を確保することができる。
【００４５】
図６は、厚肉かつ中空の閉断面部材の金属材１の冷却速度を確保するために、金属材１の内部にマンドレルバー６ａを装入する状況を示す説明図である。
金属材１が厚肉かつ中空の閉断面部材である場合には、金属材１の内部に冷却手段としてマンドレルバー６ａを装入し、金属材１の外周に配置した冷却手段６と同調して、冷却媒体を供給することにより、金属材１の全体において所望の冷却速度を確保する。この場合、金属材１の内部は流体又はミストで冷却すればよく、マンドレルバー６ａを非磁性体又は耐火物により構成することが望ましい。
【００４６】
本実施の形態の製造装置０では、供給される冷却水によって加工装置の摺動部が濡れると、冷却水に防錆剤が含有されない場合には錆が発生するおそれがあるので、冷却手段６から供給される冷却媒体として、水を主成分として防錆剤を含有させたものを用いることが望ましい。
【００４７】
さらに、冷却手段６から供給される冷却媒体として、水を主成分として、例えば有機高分子剤を配合した焼入れ剤を含有させることが望ましい。配合する焼入れ剤の濃度を調整することによって、冷却速度を調整することができるので、安定した焼入れ性能を確保できる。
（ＩＩＩ）可動ローラダイス４の構成
図７は、本実施の形態の製造装置０における可動ローラダイス４の上下方向及び左右方向へのシフト機構、並びに金属管の周方向への回転機構を示す説明図である。
【００４８】
図７に示す可動ローラダイス４は、図１に示す可動ローラダイス４とは異なり、被加工材である金属材（丸管）１をその軸方向に移動自在に支持する４つのロールを備えるものである。上下方向へのシフト機構は駆動モータ８により構成され、左右方向へのシフト機構は駆動モータ９により構成される。また、周方向への回転機構は駆動モータ１０により構成される。
【００４９】
図７には、可動ローラダイス４を上下方向及び左右方向に傾斜させるチルト機構の構成を示していないが、このチルト機構は、特定の機構である必要はなく、慣用される機構を用いればよい。
【００５０】
図８は、可動ローラダイス４の前後方向への移動機構の説明図である。図８に示すように、曲げ加工に必要な曲げモーメントＭは、アーム長さ（金属材１の加工長さ）をＬとすると、下記（Ａ）式により求められる。
【００５１】
Ｍ＝Ｐ×Ｌ＝Ｐ×Ｒｓｉｎθ ・・・・・・・・（Ａ）
したがって、アーム長さＬが大きくなるほど、ピンチロール（可動ローラダイス）４に作用する力Ｐは小さくなる。すなわち、曲げ半径が小径から大径までの加工範囲を対象にすると、可動ローラダイス４を前後方向へ移動させない場合には、曲げ半径が小さい金属材１の加工における加工力Ｐが設備の能力を超えることがある。このため、曲げ半径が小径の金属材１の加工に合わせてアーム長さＬを大きく設定すると、曲げ半径が大径の金属材の加工に際し、可動ローラダイス４のシフト機構及びチルト機構を構成するためには大きなストロークが必要となり、加工装置が大型化する。
【００５２】
一方、製造装置０の停止精度や許容誤差を考慮すると、アーム長さＬを少なくした場合には加工精度が悪化する。このため、金属材１の曲げ半径に応じて、可動ロールダイス４を前後方向へ移動自在に配置することにより、最適なアーム長さＬを、金属材１の曲げ半径に関わらず得られるので、加工可能範囲を拡大できる。しかも、この場合に加工装置を大型化させることなく、充分に加工精度を確保することができる。
【００５３】
同様に、本実施の形態の製造装置０では、高周波加熱装置及び冷却装置についてもそれぞれ単独又は共通して前後方向への移動機構を設ける。これにより、可動ローラダイス４との同調性を確保できるとともに、曲げ加工開始時の金属材１の先端を加熱することができるようになるとともに、金属材１の取り付けや取り外し時の作業性及び操作性をいずれも向上することもできる。
【００５４】
図９は、本実施の形態の製造装置０の可動ローラダイス４を構成する各種のロールを示す説明図であり、図９（ａ）は金属材１が丸管などの閉断面部材である場合を示し、図９（ｂ）は金属材１が矩形管等の閉断面部材、又はチャンネル等の開断面部材である場合を示し、図９（ｃ）は金属材１が矩形管等の閉断面部材、又はチャンネル等の異形断面部材である場合を示す。
【００５５】
可動ローラダイス４のロール型式は、金属材１の断面に応じて適宜定めればよく、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示す２ロール又は４ロールで構成する場合には限定されず、３ロール以上で構成してもよい。
【００５６】
通常、曲げ加工を行う金属材１の断面が、丸形、矩形、台形又は複雑な形状を有するロールフォーミング等による閉断面、開断面、又は押し出し加工による異形断面であって、実質的に矩形である場合には、図９（ｃ）に示すように、可動ローラダイス４を４ロールで構成することが望ましい。
【００５７】
本実施の形態の製造装置０では、金属材１にねじり変形を付加することができるようにするために、図７に示すように、可動ローラダイス４に金属材１の周方向への回転機構を設けることが望ましい。同時に、図１では示していないが、送り出し装置３にも、金属材１を把持して金属材１の周方向へ回転可能なチャック機構を設けることが望ましい。
【００５８】
製造装置０により金属材１にねじり変形を与える際には、可動ローラダイス４の回転機構を用いて金属材１の先端部をねじり変形する方式と、送り出し装置３の回転機構を用いて金属材１の後端部をねじり変形する方式とを用いることができる。通常、送り出し装置３の回転機構を用いる方式ではコンパクトな装置構成になるのに対し、可動ローラダイス４の回転機構を用いる方式では、図７に示すように、装置の構成が大規模になるおそれがある。
【００５９】
また、製造装置０では、さらに支持手段２（支持ローラ、または支持ガイド）に金属材１の周方向への回転機構を設けることにより、送り出し装置３の回転に同調して金属材１をその軸周りの周方向へ回転させることができる。この場合にも、可動ローラダイス４の回転機構を用いて金属材１の先端部をねじり変形する方式か、送り出し装置３の回転機構を用いて金属材１の後端部をねじり変形する方式のいずれかを採用すれば、支持手段２の同調により高精度のねじり変形を金属材１に与えることができる。
【００６０】
製造装置０では、可動ローラダイス４を構成するロール対それぞれに、駆動回転機構を設けることにより、送り出し装置３の送り量に応じて駆動モータ等によってこのロール対それぞれに駆動回転を与えることができる。曲げ加工部分に作用する圧縮応力を緩和させるとともに、送り出し装置３の送り量に応じて、これと同調するように可動ローラダイス４のロールの回転速度を制御すれば、金属材１の曲げ加工部に引張応力を与えることができ、曲げ加工を行うことができる範囲が拡大するので、製品の加工精度を向上することができる。
（ＩＶ）予熱手段とその作用
本実施の形態の製造装置０では、加熱装置５の上流側に設けられた予熱装置５ａをも用いて金属材１を加熱することにより、金属材１の二段加熱、又はそれ以上の複数段加熱、または金属材１の横断面の各部位において加熱温度を異ならせる不均一加熱を行うことができる。
【００６１】
予熱手段５ａを複数段加熱として用いる場合には、金属材１の加熱負荷を分散することができ、曲げ加工の能率を向上することもできる。
図１０は、予熱装置５ａをも用いて金属材１を不均一加熱する場合を示す説明図である。
【００６２】
図１０に示すように、予熱装置として予熱用高周波加熱コイル５ａを金属材１の不均一加熱として用いる場合には、可動ローラダイス４による金属材１の曲げ方向に基づいて、金属材１の中心と予熱用高周波加熱コイル５ａの中心とをずらして配置し、金属材１のＡ側を予熱用高周波加熱コイル５ａに接近するように位置させる。これにより、曲げ加工の内面側に相当するＢ側の外面温度よりも、曲げ加工の外面側に相当するＡ側の外面温度を高くするようにすることができるので、曲げ加工の内面側に発生するシワと、曲げ加工の外面側に発生する割れとを、いずれも有効に防止することができる。
【００６３】
製造装置０では、可動ローラダイス４へ潤滑剤を供給する。これにより、金属材１の加熱部に発生するスケールを可動ローラダイス４が巻き込んだ場合でも、供給された潤滑剤が奏する潤滑作用により、表面も焼付きの発生を低減することができる。
【００６４】
同様に、製造装置０では、可動ローラダイス４へ冷却流体を供給する。可動ローラダイス４の内部であって金属材１を保持する部位の近傍に冷却配管を設けて、可動ローラダイス４へ冷却流体を供給することにより、可動ローラダイス４が冷却流体により冷却されることから、可動ローラダイス４の強度の低下、可動ローラダイス４の熱膨張による加工精度の低下、さらに可動ローラダイス４の表面の焼付の発生を防止できる。
（Ｖ）出側サポートガイド
図１１は、出側サポートガイド３０の一例３０Ａを示す説明図である。出側サポートガイド３０は、可動ローラダイス４を通過した金属材１を支持することにより曲げ加工された金属材１の変形を抑制する。
【００６５】
図１１に示す出側サポートガイド３０Ａは、図１に示す横断面が円形の金属材１ではなく、横断面が矩形の金属材１に曲げ加工を行う場合を示しており、可動ローラダイス４が、左右方向に対をなす支持ロール対４ａ、４ａ及び上下方向に対をなす支持ロール対４ｂ、４ｂの合計４つのロールからなる可動ローラダイス４である場合を示す。また、金属材１の曲げ加工部は左右面内のみで形状が変化する２次元曲げ形状の場合である。
【００６６】
可動ローラダイス４は、曲げ加工時には、金属材１の先端を、支持ロール対４ｂ、４ｂにより上下方向へ、かつ支持ロール対４ａ、４ａにより左右方向へそれぞれ位置決めしながら、所定の空間位置への移動、すなわち左右方向の移動（以降「左右シフト」という）と、平面内の回転（以降「左右チルト」という）とを行う。なお、金属材１が２次元の曲げ形状のみを有する場合には左右シフトのみ行うようにすればよい。
【００６７】
図１１に示すように、この可動ローラダイス４の出側には、出側サポートガイド３０Ａである出側サポートガイドが設置される。出側サポートガイド３０Ａは、可動ローラダイス４のハウジング（図示しない）、又はこのハウジングから縁切りされた他の部材に設置すればよい。
【００６８】
この出側サポートガイド３０Ａは、可動ローラダイス４の出側において曲げ加工された金属材１の下面を支持することにより、金属材１の曲げ加工を行われた部分に自重をはじめとして作用する上下方向のモーメントにより生じる変形誤差を抑制する。このため、出側サポートガイド３０Ａを設けることにより、製造される曲げ加工製品の形状を、高精度で安定して所定の形状に維持することができる。
【００６９】
図１２は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０の別の一例３０Ｂを示す説明図である。
本例も、横断面が矩形の金属材１に曲げ加工を行う場合であり、図示しない可動ローラダイスは図４に示す可動ローラダイス４と同様の４ロール型である。また、金属材１の曲げ形状は、左右面内のみで曲げ変形する２次元曲げ形状である。
【００７０】
本例は、図１１に示す例と同様に、可動ローラダイス４の出側に出側サポートガイド３０Ｂが設置されるが、さらに、出側サポートガイド３０Ｂの上面に設けられた溝に、左右方向へ金属材１をガイドするロール１１１及び１１２が円周状に移動自在に設置される。また、ロール１１１及び１１２は、加工時における金属材１の移動に応じた移動、すなわち左右シフトや左右チルトを行う。これらの動きは、図示しない制御手段に接続され、送り出し装置３や可動ローラダイス４と同期する。
【００７１】
図１２に示す出側サポートガイド３０Ｂでは、左右チルトは所定半径の動きであるが、２次元曲げ形状では左右シフトのみで構成してもよい。さらに、ロール１１１及び１１２の一方に、油圧シリンダー等の圧力負荷手段を設置してもよい。
【００７２】
出側サポートガイド３０Ｂは、可動ローラダイス４のハウジング、あるいはこのハウジングとは縁切りされた他の部材に設置すればよい。なお、可動ローラダイス４をハウジングに固定すれば、左右シフトや左右チルトの可動範囲が小さくなるため、設備的には有利である。いずれにせよ、出側サポートガイド３０Ｂにより可動ローラダイス４の出側で曲げ加工中の金属材１の下面及び左右面をガイドし、加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向や左右方向への付加的なモーメントが作用しても、金属材１における変形誤差を抑制でき、ばらつきなく所定の目標の形状を有する曲げ加工製品を製造することができる。
【００７３】
図１３は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０Ｃの別の一例を示す説明図である。
本例は、そのほとんどが図１２に示す例と同じであるが、図１２に示す構成に加えて、金属材１の上下方向をガイドするロール１１３が追加されている。
【００７４】
ロール１１３には、エアーシリンダーや油圧シリンダー等の圧力負荷手段（図示しない）を設置し、金属材１に圧力を負荷するようにしてもよい。可動ローラダイス４の出側で曲げ加工中の金属材１の上下面及び左右面をガイドし、金属材１の加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向及び左右方向への二次的なモーメントが作用しても、金属材１の付加的な変形を防止することができ、ばらつきなく所定の目標形状を有する曲げ加工製品を製造することができる。
【００７５】
図１４は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０の別の一例を示す説明図である。
本実施例でも、図１と同様に横断面が矩形の金属材１に曲げ加工を行う場合であり、可動ローラダイス４は４ロール型である。また、曲げ加工製品は完全な３次元曲げ形状を有する。
【００７６】
可動ローラダイス４は、曲げ加工中には金属材１の先端を上下方向及び左右方向へ位置決めしながら所定の空間位置の移動、すなわち左右シフト及び左右チルトと、垂直方向の移動（以降「上下シフト」という）と、平面内の回転（以降「上下チルト」という）とを行う。
【００７７】
本実施例では可動ローラダイス４の出側にロール状のアクティブガイド３０Ｄが設置される。アクティブガイド３０Ｄは、曲げ加工中の金属材１の移動に応じた移動、すなわち上下シフトや左右チルトを行うことにより、金属材１の下面に追従し、この下面を常にガイドする。左右チルトは必ずしも必要ではない。これらの動きは図示しない制御手段に接続され、送り出し装置３や可動ローラダイス４と同期する。
【００７８】
可動ローラダイス４の出側で曲げ加工中の金属材１の下面がアクティブガイド３０Ｄにより支持されるので、加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向への二次的なモーメントが作用しても、金属材１における変形誤差を抑制でき、ばらつきなく所定の目標形状を有する曲げ加工製品を製造することができる。
【００７９】
図１５は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０の別の一例を示す説明図である。
本実施例は、殆ど図７の構成と同様であるが、さらに金属材１の上下方向をガイドするロール３０Ｅが追加されている。
【００８０】
ロール３０Ｅの代わりに、エアーシリンダーや油圧シリンダー等の圧力負荷手段を設置してもよい。ロール３０Ｅにより可動ローラダイス４の出側で曲げ加工中の金属材１の上下面をガイドすることにより、加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向への二次的なモーメントが作用しても、金属材１の変形誤差を抑制でき、ばらつきなく所定の目標形状を有する曲げ加工製品を製造することができる。
【００８１】
図１６は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０の別の一例を示す説明図である。
本実施例も、図１１と同様に横断面が矩形である金属材１に曲げ加工を行う場合であり、可動ローラダイス４は４ロール型である。また、金属材１に完全な３次元曲げ形状を与える。可動ローラダイス４は、曲げ加工中には金属材１の先端を上下方向及び左右方向に位置決めしながら所定の移動、すなわち左右シフト及び左右チルトと、上下シフトと、チルトとを行う。
【００８２】
本例は、これまでの実施例と同様に、可動ローラダイス４の出側に、左右方向及び上下方向に金属材１をガイドする４ロール１１１〜１１４を有する出側サポートガイド３０Ｆが設置されている。また、出側サポートガイド３０Ｆは、曲げ加工中の金属材１の移動に応じた移動、すなわち左右シフトや左右チルトを行う。これらの動きは、図示しない制御手段に接続され、送り出し装置３や可動ローラダイス４と同期する。
【００８３】
さらに、ロール１１１及び１１２の一方に、例えば油圧シリンダー等の圧力負荷手段を設置してもよい。可動ローラダイス４の出側で曲げ加工中の金属材１の下面及び左右面を位置決めするので、加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向及び左右方向への二次的なモーメントが作用しても、金属材１の付加的な変形を防止でき、ばらつきなく所定の目標形状を有する曲げ加工製品を得ることができる。
【００８４】
図１７は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０の別の一例を示す説明図である。
本例は、殆ど図１６の構成と同様であるが、図１６の構成に加えて、出側サポートガイド３０Ｇにねじり機構が追加される。
【００８５】
これらの動きは図示しない制御手段に接続され、捻じり方向にも移動自在に配置された送り出し装置３や可動ローラダイス４と同期する。
可動ローラダイス４の出側で曲げ加工中の金属材１の上下面及び左右面をガイドし、加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向及び左右方向、さらにはねじれ方向への二次的なモーメントが作用しても、金属材１の変形誤差を抑制でき、ばらつきなく所定の目標形状を有する曲げ加工製品を得ることができる。
【００８６】
また、図示しないが、本実施の形態の出側サポートガイド３０の別の一例として、汎用の多軸ロボットに出側サポートガイド３０をなすガイド部材を保持させ、このガイド部材を、所定の空間で移動自在に配置するようにしてもよい。
【００８７】
図１１〜１７を参照しながら説明したように、３次元的な高精度の位置決め機構は複雑なものになることがあるが、汎用の多軸ロボットを用いることにより比較的単純な構成で、ガイド部材を、所定の空間で移動自在に設置することができる。曲げ加工製品の要求精度、重量さらには形状により具体的な装置の剛性等を考慮しながら、汎用の多軸ロボットを用いるか否かを決定すればよい。
【００８８】
図１８は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０の別の一例を示す説明図である。
本例は、図１と同様に断面が矩形の金属材１に曲げ加工を行う場合であり、可動ローラダイス４は４ロール型である。また、曲げ加工製品の形状は完全な３次元曲げ形状である。可動ローラダイス４は、曲げ加工中には金属材１の先端を上下方向及び左右方向へ位置決めしながら、左右シフト及び左右チルトと、上下シフトと、上下チルトとを行う。
【００８９】
本例はこれまでの例とは異なり、金属材１の先端を、多軸ロボット３１に保持される出側サポートガイド３０Ｈにより完全に掴ませ、金属材１の送りとともに、多軸ロボット３１も移動しながら３次元位置を完全に同期させる。曲げ加工中の金属材１の移動に応じて、空間位置の移動、すなわち左右シフトや左右チルトやねじれを行う。これらの動きは、図示しない制御手段に接続され、送り出し装置３や可動ローラダイス４と同期する。
【００９０】
可動ローラダイス４の出側の金属材１の先端を出側サポートガイド３０Ｈにより保持するので、加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向及び左右方向への二次的なモーメントが作用しても、金属材１の変形誤差を抑制でき、ばらつきなく所定の目標形状を有する曲げ加工製品を得ることができる。
（ＶＩ）関節型ロボット
図１９は、本実施の形態の製造装置０で用いることができる関節型ロボット１１の構成を示す説明図である。
【００９１】
図１９に示すように、曲げ加工装置の下流側に、可動ローラダイス４を保持するための関節型ロボット１１を配置する。
この関節型ロボット１１は、作業面に固定された固定面１２と、主軸となる３本のアーム１３、１４、１５と、各アーム１３、１４、１５を接続するとともに、軸の廻りで回動可能な手首軸となる３個の関節１６、１７、１８とを有する。関節型ロボット１１の先端のアーム１５には可動ローラダイス４が取り付けられる。
【００９２】
図２０は、本実施の形態の製造装置０に用いられる関節型ロボットの他の構成例を示す説明図である。
図１９に示す製造装置０では、可動ローラダイス４を保持する関節型ロボット１１だけを配置するが、図２０に示すように、これとともに、加熱装置５及び冷却装置６を保持するもう一基の関節型ロボット１１を併設する。これらの関節型ロボット１１、１１を設けることにより、さらに曲げ加工の効率化を図ることができる。
【００９３】
この製造装置０は、軸廻りに回動可能な関節を３個有する関節型ロボット１１を少なくとも１つ以上配置することにより、金属材１の曲げ加工に際し、可動ローラダイス４でのシフト機構、チルト機構及び移動機構が行う屈伸、旋回、並進等の動作、すなわち、合計６種類のマニピュレータが行う動作を、制御信号に基づく一連の動作とすることができる。これにより、曲げ加工の効率化とともに加工装置の小型化を図ることができる。
（ＶＩＩ）曲げ加工設備列
上述したように、本実施の形態の製造装置０により加工される被加工材としては、丸形等の形状を有する閉断面部材や開断面部材がある。従来から丸管の閉断面部材として電縫鋼管が用いられ、同時に開断面部材としてロールフォーミングされた鋼材が多用される。
【００９４】
図２１は、被加工材の一例である電縫鋼管の製造装置１１の全体を模式的に示す説明図である。
電縫鋼管の製造装置１９は、帯状鋼板２０から鋼管を製造するための装置であって、同図に示すように、帯状の鋼板ロールから帯状鋼板２０を連続的に繰り出すアンコイラー２１と、繰り出された帯状鋼板２０を所定の断面の管に成形する複数のロール成形機を備える成形手段２２と、管状に成形されて相互に突き合わされた帯状鋼板の両側縁を溶接して管を連続的に形成する溶接機を備える溶接手段２３と、溶接ビード切削装置及びポストアニーラー装置、さらに連続する管を所要のサイズにする後処理手段２４と、この所要サイズにされた管を所要長さに切断する走行切断機を備える切断手段２５とを、上流から下流へ向けてこの順に備える。
【００９５】
図２２は、被加工材の製造に用いられるロールフォーミング装置２６の全体を模式的に示す説明図である。
同図に示すように、ロールフォーミング装置２６は、帯状鋼板２０を所定の形状に成形するための装置であって、金属素材としての帯状鋼板２０が巻回され、この帯状鋼板２０を繰り出すアンコイラー２１と、このアンコイラー２１によって繰り出された帯状鋼板２０を所定の形状に成形するロール成形機を備える成形手段２７と、このロール成形機によって所定の形状に成形された帯状鋼板２０を所定の長さに連続的に切断する走行切断機を備える切断手段２８とを備える。
【００９６】
図２１に示す電縫鋼管の製造装置１９や、図２２に示すロールフォーミング装置２６によって製造された被加工材は、加工用の金属材１として上述した本実施の形態の曲げ加工装置０に供給される。製造装置１９、ロールフォーミング装置２６と曲げ加工装置０とが離れて配置されていると、製造装置１９、ロールフォーミング装置２６及び曲げ加工装置０それぞれの生産タクトの相違を吸収するために被加工材を一時的にストックしておく場所を確保する必要が生じたり、さらには、製造装置１９、ロールフォーミング装置２６と曲げ加工装置０との間で被加工材を搬送するためのクレーンやトラック等の補助搬送手段を設ける必要を生じる。
【００９７】
そこで、本実施の形態では、本実施の形態の製造装置０を、製造装置１９又はロールフォーミング装置２６の出側に連続して配置することにより、被加工材である金属材１の供給から曲げ加工製品である補強部材の製造に至るまでの全体の設備列をコンパクトに配置し、かつその操業条件を適正に設定することによって、本発明に係る補強部材を、高い寸法精度で効率的かつ安価に製造することができる。
【００９８】
このようにして、本実施の形態によれば、多岐にわたる曲げ形状が要求され、金属材１の曲げ方向が３次元的に異なる曲げ加工によって本発明に係る高強度の補強部材を製造する場合であっても、金属材１を均一に冷却できることから、高強度であっても形状凍結性がよく、かつ均一な硬度分布を有する本発明に係る補強部材を、効率的かつ安価に製造することができる。
【００９９】
しかも、可動ローラダイス４は、軸方向へ移動自在に金属材１を支持することができるので、可動ローラダイス４の表面に発生する焼付疵を抑制でき、曲げ加工精度を確保することができるとともに、作業能率に優れた曲げ加工を行うことができる。これにより、例えば、さらに、本発明に係る補強部材といった自動車部品を製造するための高度な曲げ加工技術として、広く適用可能である。
【０１００】
図２３（ａ）はＡＣ３点以上に加熱した後に急冷する通常の焼入れ条件を示すグラフであり、図２３（ｂ）はＡＣ３点以上に加熱した後に図２３（ａ）に示す冷却速度よりも低い冷却速度で冷却する条件を示すグラフであり、図２３（ｃ）はＡＣ１点以下に加熱した後に急冷する条件を示すグラフであり、図２３（ｄ）はＡＣ１点以上ＡＣ３点以下の温度域に加熱した後に急冷する条件を示すグラフであり、さらに図２３（ｅ）はＡＣ１点以上ＡＣ３点以下の温度域に加熱した後に図２３（ｄ）に示す冷却速度よりも低い冷却速度で冷却する条件を示すグラフである。
【０１０１】
本発明に係る補強部材を製造する際に行う熱処理は、上述した製造装置０における高周波加熱コイル５及び水冷装置６の作動を適宜制御することによって、図２３（ａ）に示す通常の焼入れを行うとともに、図２３（ｂ）〜図２３（ｅ）に示す条件で、行われる。
【０１０２】
例えば、図２３（ａ）に示すように部分的に通常の焼入れを行って所望の超高強度（例えばマルテンサイト１００％の組織、１５００〜１６５０ＭＰａ、５５ｋ鋼では１３００ＭＰａ、４５ｋ鋼では１２００ＭＰａ）を得るとともに、金属材１に対して部分的に高周波加熱コイル５の作動を停止することによりこの部分に対しては熱処理を行わないようにすることによって、素管の強度のまま（例えばフェライトとパーライトの二相組織，焼入れ鋼では５００〜６００ＭＰａ、５５ｋ鋼では５５０ＭＰａ、４５ｋ鋼では４５０ＭＰａ）とすることができる。
【０１０３】
また、図２３（ｂ）に示すように通常焼き入れと同等の加熱を行うとともに、冷却速度を低くすることにより、上述した超高強度よりも強度が若干低下した高強度（例えばマルテンサイトと微量のフェライトの２相組織，焼入れ鋼では１４００〜１５００ＭＰａ、５５ｋ鋼では７００〜９００ＭＰａ、４５ｋ鋼では６００〜８００ＭＰａ）とすることができる。具体的には、水冷装置６の水冷ジャケットの孔を、例えば電磁弁により全部あるいは部分的に閉鎖することにより水冷しない部分を設けることが例示される。この際の冷却速度は、周囲の温度により変化するため、製造条件により事前に実験を行うことにより水冷の方法を決定すればよい。
【０１０４】
また、図２３（ｃ）に示すように、ＡＣ１点以下に加熱した後に通常焼き入れの冷却速度と同じ冷却速度で冷却することにより、母材の強度よりも若干高い所望の強度（例えばフェライトとパーライトの２相組織、焼入れ鋼では５００〜６００＋αＭＰａ、５５ｋ鋼では５５０＋αＭＰａ、４５ｋ鋼では４５０＋αＭＰａ）とすることができる。素管の造管歪が大きい場合には、素管よりも強度が低下する場合もあるが、一般的にはセメンタイトが溶け込み、若干強度が上昇する。上述したようにオンーオフ制御を行う場合における高周波加熱コイル５の制御の応答性を勘案すると、この手段によれば加熱電源の出力の変化が少なくて済むため、温度変化のレスポンスが早く、強度変化の移行部が小さくなるため実際的には有効な方法である。
【０１０５】
また、図２３（ｄ）に示すように、ＡＣ１点以上ＡＣ３点以下に加熱した後に通常焼き入れの冷却速度と同じ冷却速度で冷却することにより、通常の焼き入れによる超高強度と素管の強度との中間の強度（焼入れ鋼では６００〜１４００ＭＰａ、５５ｋ鋼では５５０〜１３００ＭＰａ、４５ｋ鋼では４５０〜１２００ＭＰａ）を得ることができる。この場合、フェライトとマルテンサイトの２相組織となるため、一般的には、やや不安定で制御し難いが、製品の形状、寸法、用途等により所定の強度を得ることができる。
【０１０６】
さらに、図２３（ｅ）に示すように、ＡＣ１点以下に加熱した後に通常焼き入れの冷却速度よりも遅い緩冷却することにより、通常の焼き入れによる超高強度と素管の強度との中間の強度（焼入れ鋼では６００〜１４００−αＭＰａ、５５ｋ鋼では５５０〜１３００−αＭＰａ、４５ｋ鋼では４５０〜１２００−αＭＰａ）を得ることができる。この場合、図２３（ｄ）に示す場合よりもやや強度が低下するが、制御はやや安定する。
【０１０７】
例えば、肉厚１．６ｍｍの焼入れ鋼（Ｃ：０．２０％、Ｓｉ：０．２２％、Ｍｎ：１．３２％、Ｐ：０．０１６％、Ｓ：０．００２％、Ｃｒ：０．２０％、Ｔｉ：０．０２０％、Ｂ：０．００１３％、残部Ｆｅ及び不純物、ＡＣ３＝８２５℃、ＡＣ１＝７２０℃）を素材とする、縦５０ｍｍかつ横５０ｍｍの正方形の横断面の鋼管を、送り速度が２０ｍｍ／ｓｅｃの場合、素管強度は５０２ＭＰａ、図２３（ａ）に示す条件（加熱温度９１０℃）の熱処理部は１６１２ＭＰａ、図２３（ｂ）に示す条件（加熱温度９１０℃）の熱処理部は１４５２ＭＰａ、図２３（ｃ）に示す条件（加熱温度６５０℃）の熱処理部は５１０ＭＰａ、図２３（ｄ）に示す条件（加熱温度７７０℃）の熱処理部は７５２ＭＰａ、図２３（ｅ）に示す条件（加熱温度７７０℃）の熱処理部は６２３ＭＰａの強度をそれぞれ有する。
【０１０８】
一方、肉厚１．６ｍｍの５５ｋ鋼（Ｃ：０．１４％、Ｓｉ：０．０３％、Ｍｎ：１．３０％、Ｐ：０．０１８％、Ｓ：０．００２％、残部Ｆｅ及び不純物、ＡＣ３＝８５０℃、ＡＣ１＝７２０℃）を素材とする、縦５０ｍｍかつ横５０ｍｍの正方形の横断面の鋼管を、送り速度が２０ｍｍ／ｓｅｃの場合、素管強度は５５４ＭＰａ、図２３（ａ）に示す条件（加熱温度９５０℃）の熱処理部は１３０３ＭＰａ、図２３（ｂ）に示す条件（加熱温度９５０℃）の熱処理部は８２３ＭＰａ、図２３（ｃ）に示す条件（加熱温度６５０℃）の熱処理部は５６１ＭＰａ、図２３（ｄ）に示す条件（加熱温度８００℃）の熱処理部は７４８ＭＰａ、図２３（ｅ）に示す条件（加熱温度８００℃）の熱処理部は６５８ＭＰａの強度をそれぞれ有する。
【０１０９】
さらに、例えば、肉厚１．６ｍｍの４５ｋ鋼（Ｃ：０．１１％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：１．００％、Ｐ：０．０２１％、Ｓ：０．００４％、残部Ｆｅ及び不純物、ＡＣ３＝８７０℃、ＡＣ１＝７２０℃）を素材とする、縦５０ｍｍかつ横５０ｍｍの正方形の横断面の鋼管を、送り速度が２０ｍｍ／ｓｅｃの場合、素管強度は４４５ＭＰａ、図２３（ａ）に示す条件（加熱温度９８０℃）の熱処理部は１２０８ＭＰａ、図２３（ｂ）に示す条件（加熱温度９８０℃）の熱処理部は７３７ＭＰａ、図２３（ｃ）に示す条件（加熱温度６５０℃）の熱処理部は４５１ＭＰａ、図２３（ｄ）に示す条件（加熱温度８００℃）の熱処理部は６２９ＭＰａ、図２３（ｅ）に示す条件（加熱温度８００℃）の熱処理部は６１２ＭＰａの強度をそれぞれ有する。
【０１１０】
次に、以上説明した曲げ加工方法により製造される、本発明に係る補強部材を説明する。以降の説明では、本発明における「ピラー」がＢピラーである場合を例にとる。
図２４（ａ）は、本実施の形態の補強部材４１ａ、４１ｂを組み込まれる自動車車体４０を示す説明図であり、図２４（ｂ）は、補強部材４１ａを、自動車車体４０のＢピラー４２ａに組み込んだ状態を、一部を省略するとともに透視した状態で示す斜視図であり、さらに、図２４（ｃ）は、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【０１１１】
本実施の形態の自動車車体４０の補強部材４１ａ、４１ｂは、図２４（ａ）〜図２４（ｃ）に示すように、自動車車体４０を構成する、閉じた横断面を有するＢピラー４２ａ、４２ｂの内部に例えば溶接等の適宜手段によって固定されて、このＢピラー４２ａ、４２ｂの長手方向の全域にわたって配置される。
【０１１２】
本実施の形態の補強部材４１ａ、４１ｂは、要求される強度を確保しながら重量の増加をできるだけ抑制するために、普通鋼からなる３０ｍｍ×２０ｍｍの角管を素材として曲げ加工法により製造されるものとしたが、本発明の補強部材４１ａ、４１ｂはこれに限定されるものではなく、例えば、円形や多角形等の横断面を有する筒体やテーパー管等といった、外部へ向けたフランジを有さない閉断面構造を有する中空体からなるものであれば、用いることができる。これにより、補強部材４１ａ、４１ｂの軽量化及び小型化を図ることができる。
【０１１３】
補強部材４１ａ、４１ｂは、合金化溶融亜鉛めっき皮膜等の亜鉛系めっき被膜を備える鋼管を素材として用い、曲げ加工法により製造されるものである。曲げ加工における加熱処理後の外面に、付着量が２０ｇ／ｍ２以上８０ｇ／ｍ２以下であり、Ｆｅ濃度が１５質量％以上３５質量％以下であり、η相が存在し、さらに、中心線平均粗さＲａが１．５μｍ以下である皮膜が残存する。この皮膜は、自動車車体の電着塗装工程の前処理として行われる脱脂処理工程での脱脂処理性が優れることから、その後に行われる化成処理性及び電着塗装性が良好である。これにより、本実施の形態の補強部材４１ａ、４１ｂは、自動車車体の補強部材として要求される耐食性を有する。
【０１１４】
補強部材４１ａ、４１ｂは、図１〜２３を参照しながら上述した曲げ加工法により製造されるので、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有しており、補強する対象であるＢピラー４２ａ、４２ｂに沿ってその内部に収容可能な三次元形状を有する。
【０１１５】
また、補強部材４１ａ、４１ｂにおける、三次元に屈曲する屈曲部の曲率半径は、図１〜２３を参照しながら上述した曲げ加工法により製造されるので、一定にすること（例えば円弧形状）もできるし、あるいは一定でないようにすること、すなわち長手方向の部位により曲率半径が変化する形状とすることもできる。特にＢピラー等の自動車車体の構成部材では、三次元に屈曲する屈曲部の曲率半径が、長手方向の部位により変化する形状であることが多いが、本実施の形態の補強部材４１ａ、４１ｂにおける、三次元に屈曲する屈曲部の曲率半径も、長手方向の部位により変化する形状である。
【０１１６】
補強部材４１ａ、４１ｂは、図２４（ｃ）における領域Ｒ１の部分に、マルテンサイト単相組織、又はマルテンサイト及びフェライトの２相組織からなる引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部が形成される。このため、補強部材４１ａ、４１ｂは、全体として充分なレベルの強度を有する。
【０１１７】
さらに、補強部材４１ａ、４１ｂは、一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂそれぞれの、少なくとも、下端部から上方へ向けて１５０ｍｍの高さの位置から、自動車車体のウエストラインの高さに相当する高さの位置（図２４（ｃ）における領域Ｒ２の上端部）までに、フェライト及びパーライトの２相組織からなる引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部が形成される。図示例では、領域Ｒ２の全ての部分に引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部が形成されている。
【０１１８】
なお、本実施の形態とは異なり、この引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部を、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部としてもよい。また、補強部材４１ａ、４１ｂの他部材との溶接性を確保したり、あるいは穴抜き等の加工性を確保するために、これらの箇所に相当する領域Ｒ１に部分の一部を、例えば曲げ加工における高周波焼入れの際にコイル電流の通電をオフしたり、あるいはこれらの箇所に事前に絶縁体を取り付けること等の適宜手段により、高周波焼入れが行われない未焼入部としてもよい。
【０１１９】
本実施の形態では、このように、補強部材４１ａ、４１ｂの長手方向に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部及び引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部を設けることによって、側面衝突の際の補強部材４１ａ、４１ｂの変形モードを、特に搭乗者の頭部高さ付近の車体幅方向への変位量が小さくなるように制御すること、すなわち搭乗者の頭部高さ付近のＢピラー４２ａ、４２ｂの倒れ込みの量を抑制することができる。この理由を説明する。
【０１２０】
本発明者等は、自動車同士の側面衝突を模擬したシミュレーションを、ＦＥＭ解析により行い、本実施の形態の補強部材４１ａ、４１ｂの効果を確認した。
図２５は、この解析条件を示す説明図である。この解析では、図２５に示す各部寸法ｌ１＝２５０ｍｍ、ｌ２＝２５０ｍｍ、ｌ３＝６０ｍｍ、ｌ４＝４４０ｍｍを有するとともに幅方向寸法が１５００ｍｍである、実際の衝突試験で用いられるアルミハニカムを模した衝突体４３を、同図に示す高さｈ＝３００ｍｍで、（ａ）本実施の形態の補強部材４１ａを内蔵されたＢピラー４２ａ（発明例２）、（ｂ）本実施の形態の補強部材４１ａの全長にわたって高周波焼入れされた補強部材を内蔵されたＢピラー（発明例１）、及び（ｃ）本実施の形態の補強部材４２ａを内蔵しない従来のＢピラー（比較例）に衝突させ、衝突後２５ｍｓｅｃ経過時点における各Ｂピラーの車体幅方向への変形状況を解析した。
【０１２１】
この解析に用いた補強部材４２ａは、３０ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚１．２ｍｍ、強度５９０ＭＰａ相当の角管を素材とし、曲げ加工により、高周波焼入れ部強度１５００ＭＰａとしたものである。また、この解析に用いた３種のＢピラーは、いずれも、アウターパネルの板厚０．７ｍｍ、強度５９０ＭＰａ相当、インナーパネルの板厚１．３３ｍｍ、強度４４０ＭＰａ相当であり、フランジ部を除く下端部幅２００ｍｍ、フランジを除く上端部幅４９ｍｍである。このＢピラーは、全長４３５０ｍｍ、全高１４００ｍｍ、車体幅１７１０ｍｍの４ドアーセダンに用いられるものである。
【０１２２】
解析結果を図２６にグラフで示す。図２６には、変形前の補強部材４２ａの形状をあわせて示す。このグラフは、比較例の車体幅方向への変形量に対する変形量の比率を、Ｂピラーの高さ方向の全域について示すものである。
【０１２３】
図２６にグラフで示すように、発明例１、２は、いずれも比較例と較べて、側面衝突の際におけるＢピラーの倒れ込み量を、特に搭乗者の頭部付近に相当する、車高方向８００〜１２００ｍｍ付近において１〜７％程度抑制できることがわかる。このため、発明例１、２のＢピラーは、車高方向８００〜１２００ｍｍ付近における倒れ込み量を抑制できた分に応じて、このＢピラー４２ａの側に着座する搭乗者が側面衝突における二次衝突により頭部に受ける危険性を、低減できることがわかる。
【０１２４】
さらに、発明例１と発明例２とを比較することにより、発明例２は、Ｂピラー４２ａの全長にわたって引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を形成するのではなく下部に引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部を形成することにより、発明例１よりもさらに、車高方向８００〜１２００ｍｍ付近における倒れ込み量を抑制できることがわかる。
【０１２５】
以上説明したように、補強部材４１ａ、４１ｂによれば、搭乗者の特に頭部付近におけるＢピラーの倒れ込み量を小さくすることができ、側面衝突における二次衝突に対する安全性を高めることができる。また、発明例１のように、引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部または高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部があることによって当該部の変形量が促進されるため、１５００ＭＰａ級の高強度部の変形が抑制され、その結果、高強度部が破断によって抗力が急激に低下し、車内への倒れ込み量が急激に増加する可能性を低減することができる。
【０１２６】
また、補強部材４１ａ、４１ｂは、複雑な三次元形状を有するものの一体に構成されているので、部品点数の増加を抑制することもできる。さらに、補強部材４１ａ、４１ｂは、その全部又は一部に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を有するので全体としても充分な強度を有する。したがって、補強部材４１ａ、４１ｂの横断面積を小さく設定しても必要な強度を確保できるので、その分だけ、その分だけ補強部材４１ａ、４１ｂの小型化及び軽量化を図ることもできる。
【０１２７】
このようにして、本実施の形態の補強部材４１ａ、４１ｂを自動車車体４０を構成するセンタピラー４２ａ、４２ｂの内部に配置することにより、側面衝突事故の際におけるＢピラー４２ａ、４２ｂの倒れ込みを、簡便な構造により抑制することができ、これにより、自動車車体４０の安全性をさらに高めることができる。
［実施の形態２］
次に、実施の形態２を説明する。なお、以降の各実施の形態の説明では、上述した実施の形態１と相違する部分を説明し、共通する部分に関する重複する説明は、適宜省略する。
【０１２８】
図２７〜図２９は、いずれも、図２４（ａ）に示す自動車車体４０に、本実施の形態の補強部材４１ａ−１〜４１ａ−３、４１ｂ−１〜４１ｂ−３を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【０１２９】
図２７に示す補強部材４１ａ−１、４１ｂ−１が、実施の形態１の補強部材４１ａ、４１ｂと相違するのは、実施の形態１の補強部材４１ａ、４１ｂの配置範囲に加えて、さらに、Ｂピラー４２ａ、４２ｂの上端部でこのＢピラー４２ａ、４２ｂに接合されるルーフレールサイド４４ａ、４４ｂを貫通してルーフパネル４５の内面に沿って車体幅方向の内側へ延びて配置される点である。
【０１３０】
図２８に示す補強部材４１ａ−２、４１ｂ−２が、実施の形態１の補強部材４１ａ、４１ｂと相違するのは、実施の形態１の補強部材４１ａ、４１ｂの配置範囲に加えて、さらに、Ｂピラー４２ａ、４２ｂの下端部でこのＢピラー４２ａ、４２ｂに接合されるサイドシル４６ａ、４６ｂを貫通してフロアパネル４７の内面に沿って車体幅方向の内側へ延びて配置される点である。
【０１３１】
さらに、図２９に示す補強部材４１ａ−３、４１ｂ−３が、実施の形態１の補強部材４１ａ、４１ｂと相違するのは、実施の形態１の補強部材４１ａ、４１ｂの配置範囲に加えて、さらに、Ｂピラー４２ａ、４２ｂの上端部でこのＢピラー４２ａ、４２ｂに接合されるルーフレールサイド４４ａ、４４ｂを貫通してルーフパネル４５の内面に沿って車体幅方向の内側へ延びて配置されるとともに、Ｂピラー４２ａ、４２ｂの下端部でこのＢピラー４２ａ、４２ｂに接合されるサイドシル４６ａ、４６ｂを貫通してフロアパネル４７の内面に沿って車体幅方向の内側へ延びて配置される点である。
【０１３２】
これらの補強部材４１ａ−１〜４１ａ−３、４１ｂ−１〜４１ｂ−３によれば、自動車車体４０の横断面におけるコーナー部に位置するルーフレールサイド４４ａ、４４ｂや、サイドシル４６ａ、４６ｂを、実施の形態１よりもさらに補強することが可能になるので、側面衝突事故の際におけるＢピラーの倒れ込みを、簡便な構造により抑制することができ、これにより、自動車車体４０の安全性をさらに高めることができる。
【０１３３】
これらの補強部材４１ａ−１〜４１ａ−３、４１ｂ−１〜４１ｂ−３についても、自動車同士の側面衝突を模擬したシミュレーションを、有限要素法を用いた数値解析により行ったので、補強部材４１ａ−１、４１ｂ−１を例にとって説明する。
【０１３４】
図３０は、このシミュレーションに用いた４種のＢピラーを示す説明図であり、図３０（ａ）は発明例１、２及び比較例１のＢピラー４２ａの形状を示し、図３０（ｄ）は比較例２のＢピラー４２ａの形状を示す。
【０１３５】
図３０（ａ）に示す発明例１、２及び比較例１のＢピラー４２ａは、その内部に、図２７に示す補強部材４１ａ−１と同様に、Ｂピラー４２ａの上端部でこのＢピラー４２ａに接合されるルーフレールサイド４４ａを貫通してルーフパネル４５の内面に沿って車体幅方向の内側へ４２０ｍｍ延びる補強部材４１ａ−１を設けられている。そして、発明例１の補強部材４１ａ−１は、図４２（ｃ）に示すように、領域Ｒ１が引張強度１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部であるとともに領域Ｒ２が引張強度５９０ＭＰａの熱処理部であり、発明例２の補強部材４１ａ−１は、さらに領域Ｒ２も引張強度１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部であり、さらに、比較例１の補強部材４１ａ−１はその全長にわたって高周波焼入れを行わないものである。
【０１３６】
一方、図３０（ｂ）に示す比較例２のＢピラー４２ａは、その内部に補強部材４１ａ−１を配置しないものである。
図３１は、このシミュレーションにおける衝突の状況を示す説明図であり、図３１（ａ）は衝突の直前における状況を示し、図３１（ｂ）は衝突後２５ｍｓｅｃ経過時の状況を示す。
【０１３７】
この解析では、図３１（ｃ）に示す各部寸法ｌ１＝２５０ｍｍ、ｌ２＝２５０ｍｍ、ｌ３＝６０ｍｍ、ｌ４＝４４０ｍｍを有するとともに幅方向寸法が１５００ｍｍである、実際の衝突試験で用いられるアルミハニカムを模した衝突体４８を、図３１（ａ）及び図３１（ｂ）に示すように、その下面が地上面から３００ｍｍの高さとなるように台車４９の前部に固定し、衝突時速度５０ｋｍ／ｈで、上述した発明例１、２及び比較例１、２の各Ｂピラー４２ａに衝突させ、衝突後２５ｍｓｅｃ経過時点におけるＢピラー４２ａの車体幅方向の内側への変位量を求めることによって、このＢピラー４２ａの倒れ込み量を求めた。
【０１３８】
この解析に用いた補強部材４２ａは、３０ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚１．２ｍｍ、強度５９０ＭＰａ相当の角管を素材とし、曲げ加工により、高周波焼入れ部強度１５００ＭＰａ、熱処理部は素材の強度５９０ＭＰａとしたものである。また、この解析に用いたＢピラー４１ａは、いずれも、アウターパネルの板厚０．７０ｍｍ、強度５９０ＭＰａ相当、インナーパネルの板厚１．３３ｍｍ、強度４４０ＭＰａ相当であり、フランジ部を除く下端部幅２００ｍｍ、フランジを除く上端部幅４９ｍｍである。このＢピラーは、全長４３５０ｍｍ、全高１４００ｍｍ、車体幅１７１０ｍｍの小型４ドアーセダンに用いられるものである。
【０１３９】
解析結果を、図３２にグラフで示す。図３２（ａ）は、衝突開始後２５ｍｓｅｃ経過時点におけるＢピラー４２ａの車高方向高さ（ｍｍ）と横方向（車幅方向）の座標（ｍｍ）との関係を示すグラフであり、図３２（ｂ）は、比較例２の車体幅方向への変形量に対する発明例１、２及び比較例１の変形量の比率を、Ｂピラーの高さ方向の全域について示すグラフである。
【０１４０】
図３２（ａ）及び図３２（ｂ）にグラフで示すように、発明例１、２は、本発明に係る補強部材４１ａをＢピラー４２ａの内部に配置するので、Ｂピラー４２ａの倒れ込み量を、比較例１、２よりも抑制でき、その分だけ、このＢピラー４２ａの側に着座する搭乗者の二次衝突に対する安全性を向上することができる。
【０１４１】
特に、発明例１と発明例２とを比較することにより、発明例１は、補強部材４１ａの下部に引張強度６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部を設けてあるので、高さ方向の全域においてＢピラー４２ａの倒れ込み量を抑制できることがわかる。
【０１４２】
このように、発明例１、２によれば、補強部材４１が高周波焼入れ部を有することと相まって、Ｂピラー４２ａ、４２ｂの倒れ込み量を小さくすることができ、側面衝突における二次衝突に対する安全性をさらに高めることができる。
［実施の形態３］
次に、上述した実施の形態１、２の補強部材よりも自動車車体における設置範囲を拡大した各種の補強部材を、以下に順次説明する。
【０１４３】
図３３は、図２４（ａ）に示す自動車車体４０に、本実施の形態の補強部材４１ａ−４を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
この補強部材４１ａ−４は、自動車車体４０を構成する一方のサイドシル４６ａとの接合部である一方のＢピラー４２ａの下端部から、一方のルーフレールサイド４４ａとの接合部であるこのＢピラー４２ａの上端部を経て、ルーフパネル４５の内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のルーフレールサイド４４ｂとの接合部である他方のＢピラー４２ｂの上端部を経て他方のサイドシル４６ｂとの接合部であるこのＢピラー４２ｂの下端部までに相当する範囲に配置される。
【０１４４】
この補強部材４１ａ−４は、一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂの内部を貫通して、配置される。そして、補強部材４１ａ−４は、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲するとともに、実施の形態１、２と同様に一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備える。
【０１４５】
この補強部材４１ａ−４は、上述した補強部材４１ａと同様の効果を奏するとともに、上述した左右の補強部材４１ａ、４１ｂを一体化しているので、側面衝突におけるＢピラー４２ａ、４２ｂの倒れ込みをさらに抑制することができる。
【０１４６】
図３４、３５は、いずれも、図２４（ａ）に示す自動車車体４０に、図３３に示す補強部材４１ａ−４を改良した補強部材４１ａ−５、４１ａ−６を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【０１４７】
図３４に示す補強部材４１ａ−５が、図３３に示す補強部材４１ａ−４と相違するのは、一方のＢピラー４２ａの上端部からルーフパネル４５の内面に沿って他方のＢピラー４２ｂの上端部までに相当する部分の一部が、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ断面を扁平化する加工を行われた扁平加工部である点である。
【０１４８】
曲げ加工を行う際に、図３４において斜線で示す部分に対して高周波焼入れを行わず、引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部とする。これにより、この部分の加工性が良好に維持されるので、曲げ加工を終了した後にこの部分を扁平化する加工を行うことにより、この部分の断面を、図３４におけるＣ−Ｃ’断面で示す一般形状とは異ならせて、図３４におけるＤ−Ｄ’断面で示す扁平形状とする。
【０１４９】
これにより、補強部材４１ａ−５が室内を通過する部分の範囲を低減できるので、補強部材４１ａ−５の室内空間の占有量を低減することができる。
一方、図３５に示す補強部材４１ａ−６が、図３３に示す補強部材４１ａ−４と相違するのは、一方のＢピラー４２ａの上端部からルーフパネル４５の内面に沿って他方のＢピラー４２ｂの上端部までに相当する部分の全部が、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ断面を扁平化する加工を行われた扁平加工部である点である。
【０１５０】
曲げ加工を行う際に、図３５において斜線で示す部分に対して高周波焼入れを行わず、引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部とする。これにより、この部分の加工性が良好に維持されるので、曲げ加工を終了した後にこの部分を扁平化する加工を行うことによって、この部分の断面を、図３４におけるＣ−Ｃ’断面で示す一般形状とは異ならせて、図３４におけるＤ−Ｄ’断面で示す扁平形状とするとともに、この扁平化加工によって図３５に示す形状に曲げ加工する。
【０１５１】
これにより、補強部材４１ａ−６が室内を通過する部分の範囲を低減できるので、補強部材４１ａ−６の室内空間の占有量を低減することができる。
［実施の形態４］
図３６は、図２４（ａ）に示す自動車車体４０に、本実施の形態の補強部材４１ａ−７を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【０１５２】
この補強部材４１ａ−７は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイド４４ａとの接合部である一方のＢピラー４２ａの上端部から、一方のサイドシル４６ａとの接合部であるこのＢピラー４２ａの下端部を経て、フロアパネル４７の内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシル４６ｂとの接合部である他方のＢピラー４２ｂの下端部を経て他方のルーフレールサイド４４ｂとの接合部であるこのＢピラー４２ｂの上端部までに相当する範囲に配置される。
【０１５３】
この補強部材４１ａ−７は、一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂの内部を貫通して、配置される。そして、補強部材４１ａ−７は、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲するとともに、実施の形態１、２と同様に一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備える。
【０１５４】
この補強部材４１ａ−７は、上述した補強部材４１ａと同様の効果を奏するとともに、上述した左右の補強部材４１ａ、４１ｂを一体化しているので、側面衝突におけるＢピラー４２ａ、４２ｂの倒れ込みをさらに抑制することができる。
【０１５５】
図３７、３８は、いずれも、図２４（ａ）に示す自動車車体４０に、図３６に示す補強部材４１ａ−７を改良した補強部材４１ａ−８、４１ａ−９を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【０１５６】
図３７に示す補強部材４１ａ−８が、図３６に示す補強部材４１ａ−７と相違するのは、一方のＢピラー４２ａの下端部からフロアパネル４７の内面に沿って他方のＢピラー４２ｂの下端部までに相当する部分の一部が、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ断面を扁平化する潰し加工を行われた潰し部である点である。
【０１５７】
曲げ加工を行う際に、図３７において斜線で示す部分に対して高周波焼入れを行わず、引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部とする。これにより、この部分の加工性が良好に維持されるので、曲げ加工を終了した後にこの部分を扁平化する潰し加工を行うことにより、この部分の断面を、図３４におけるＣ−Ｃ’断面で示す一般形状とは異ならせて、図３４におけるＤ−Ｄ’断面で示す潰し部とする。
【０１５８】
これにより、補強部材４１ａ−８が室内を通過する部分の範囲を低減できるので、補強部材４１ａ−８の室内空間の占有量を低減することができる。
一方、図３８に示す補強部材４１ａ−９が、図３６に示す補強部材４１ａ−７と相違するのは、一方のＢピラー４２ａの下端部からフロアパネル４７の内面に沿って他方のＢピラー４２ｂの下端部までに相当する部分の全部が、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ断面を扁平化する潰し加工を行われた潰し部である点である。
【０１５９】
曲げ加工を行う際に、図３８において斜線で示す部分に対して高周波焼入れを行わず、引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部とする。これにより、この部分の加工性が良好に維持されるので、曲げ加工を終了した後にこの部分を扁平化する潰し加工を行うことによって、この部分の断面を、図３４におけるＣ−Ｃ’断面で示す一般形状とは異ならせて、図３４におけるＤ−Ｄ’断面で示す扁平形状とするとともに、この扁平化加工によって図３８に示す形状に曲げ加工する。
【０１６０】
これにより、補強部材４１ａ−９が室内を通過する部分の範囲を低減できるので、補強部材４１ａ−９の室内空間の占有量を低減することができる。
［実施の形態５］
本実施の形態の補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１５は、いずれも、自動車車体４０の横断面において、この自動車車体を略一周する範囲に配置されるものである。しかし、補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１５は、上述した曲げ加工法により製造されるので、一周連続した形状に曲げ加工することは不可能であり、補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１５の先端部と後端部とが、少なくとも図１における支持手段２、２と可動ローラダイス４との間の距離だけ離れている必要がある。また、加工装置との干渉により、この先端部の延長線と、後端部の延長線とが同一直線上に存在しないことも必要である。
【０１６１】
このため、上述した曲げ加工法により製造可能な補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１５の例を以下に順次説明する。
図３９（ａ）は、図２４（ａ）に示す自動車車体４０に、本実施の形態の補強部材４１ａ−１０を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。また、図３９（ｂ）は、この補強部材４１ａ−１０を抽出して模式的に示す説明図である。
【０１６２】
この補強部材４１ａ−１０は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイド４４ａとの接合部である一方のＢピラー４２ａの上端部から、一方のサイドシル４６ａとの接合部であるこのＢピラー４２ａの下端部を経て、フロアパネル４７の内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシル４６ｂとの接合部である他方のＢピラー４２ｂの下端部、及び他方のルーフレールサイド４４ｂとの接合部であるこのＢピラー４２ｂの上端部を経てルーフパネル４５の内面に沿って車体幅方向へ向かい、一方のＢピラー４２ａの上端部までに相当する範囲（以下、単に「全周」という）から、フロアパネル４７に形成されるトンネル部４７ａを構成する一方の縦面４７ｂを含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲（図３９（ｂ）において破線で示す範囲）を除いた範囲に、少なくとも一方のＢピラー及び他方のＢピラーの内部を貫通して配置され、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えるものである。
【０１６３】
図３９（ｃ）は、本実施の形態の他の補強部材４１ａ−１１を抽出して模式的に示す説明図である。
この補強部材４１ａ−１１は、全周から、他方のＢピラー４２ｂと他方のサイドシル４６ｂとの接合部を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲（図３９（ｃ）において破線で示す範囲）を除いた範囲に、少なくとも一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂの内部を貫通して、配置され、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えるものである。
【０１６４】
図３９（ｄ）は、本実施の形態の他の補強部材４１ａ−１２を抽出して模式的に示す説明図である。
この補強部材４１ａ−１２は、全周から、他方のＢピラー４２ｂと他方のルーフレールサイド４４ｂとの接合部を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲（図３９（ｄ）において破線で示す範囲）を除いた範囲に、少なくとも一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂの内部を貫通して、配置され、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えるものである。
【０１６５】
図３９（ｅ）は、本実施の形態の他の補強部材４１ａ−１３を抽出して模式的に示す説明図である。
この補強部材４１ａ−１３は、全周から、他方のＢピラー４２ｂにおける、自動車車体のウエストラインの高さに相当する部分を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲（図３９（ｅ）において破線で示す範囲）を除いた範囲に、少なくとも一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂの内部を貫通して、配置され、長手方向に単一の部材により構成され三次元に屈曲するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えるものである。
【０１６６】
これらの本実施の形態の補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１３によれば、実施の形態１と同様にＢピラーの倒れ込みを抑制することができるとともに、その程度を向上することができる。
【０１６７】
なお、実施の形態３、４において示したように、本実施の形態の補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１３においても、部分的に扁平化加工を行うことにより補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１３の室内空間の占有量を低減するようにしてもよいことは、いうまでもない。
【０１６８】
このように、本発明に係る自動車車体の補強部材は、自動車車体の全周のうち少なくとも一方のＢピラー及び他方のＢピラーの内部を貫通して、配置されるものであって、長手方向に単一の部材により構成され三次元に屈曲するとともに、少なくとも一方のＢピラー及び他方のＢピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部と、必要に応じて、引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部、又は、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部とを備えることによって、側面衝突におけるＢピラーの倒れ込みを抑制し、これにより、搭乗者の二次衝突の危険性を低減するものである。この観点から、熱処理部や非熱処理部を設ける範囲には様々な態様が考えられるが、それは自動車車体に対して要求する特性に応じて適宜決定すればよく、そのような態様も本発明の範囲に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】実施の形態に係る、曲げ加工を実施するための曲げ加工製品の製造装置の全体構成を簡略化して示す説明図である。
【図２】実施の形態において金属材として適用可能な被加工材の横断面を示す説明図であり、図２（ａ）はロールフォーミング等により製造される開断面を有するチャンネルを示し、図２（ｂ）は押し出し加工により製造される異形断面を有するチャンネルを示す。
【図３】実施の形態における支持手段として用いることができる支持ガイドの構成の一例を示す説明図であり、図３（ａ）は支持ガイドと支持ガイドを駆動する回転機構との配置を示す断面図であり、図３（ｂ）は支持ガイドの外観を示す斜視図である。
【図４】実施の形態の製造装置の加工部の構成を示す説明図である。
【図５】実施の形態の製造装置における加熱装置及び冷却装置の構成例を模式的に示す説明図である。
【図６】厚肉材の冷却速度を確保するために中空の閉断面部材の内面にマンドレルを装入した状況を示す説明図である。
【図７】実施の形態の製造装置の可動ローラダイスの上下方向及び左右方向へのシフト機構、並びに周方向への回転機構を示す説明図である。
【図８】実施の形態の製造装置の可動ローラダイスの前後方向への移動機構の説明図である。
【図９】実施の形態の製造装置の可動ローラダイスを構成するロールを示す図であり、図９（ａ）は金属材が中空の閉断面部材である場合を示し、図９（ｂ）は金属材が矩形管等の閉断面部材、又はチャンネル等の開断面部材である場合を示し、図９（ｃ）は金属材が矩形管等の閉断面部材、又はチャンネル等の異形断面部材である場合を示す。
【図１０】予熱装置を金属材の不均一加熱として用いる場合の作用を説明する図である。
【図１１】出側サポートガイドの一例を示す説明図である。
【図１２】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１３】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１４】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１５】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１６】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１７】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１８】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１９】実施の形態の製造装置で用いることができる関節型ロボットの構成を示す説明図である。
【図２０】実施の形態の製造装置で用いられる関節型ロボットの他の構成例を示す説明図である。
【図２１】被加工材の一例である電縫鋼管の製造工程の全体を示す説明図である。
【図２２】被加工材の製造に用いられるロールフォーミング工程の全体構成を示す図である。
【図２３】図２３（ａ）はＡＣ３点以上に加熱した後に急冷する通常の焼入れ条件を示すグラフであり、図２３（ｂ）はＡＣ３点以上に加熱した後に図２３（ａ）に示す冷却速度よりも低い冷却速度で冷却する条件を示すグラフであり、図２３（ｃ）はＡＣ１点以下に加熱した後に急冷する条件を示すグラフであり、図２３（ｄ）はＡＣ１点以上ＡＣ３点以下の温度域に加熱した後に急冷する条件を示すグラフであり、さらに図２３（ｅ）はＡＣ１点以上ＡＣ３点以下の温度域に加熱した後に図２３（ｄ）に示す冷却速度よりも低い冷却速度で冷却する条件を示すグラフである。
【図２４】図２４（ａ）は、本実施の形態の補強部材を組み込まれる自動車車体を示す説明図であり、図２４（ｂ）は、この補強部材を、自動車車体のＢピラーに組み込んだ状態を、一部を省略するとともに透視した状態で示す斜視図であり、さらに、図２４（ｃ）は、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図２５】解析条件を示す説明図である。
【図２６】解析結果を示すグラフである。
【図２７】図２４（ａ）に示す自動車車体に、実施の形態の補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図２８】図２４（ａ）に示す自動車車体に、実施の形態の補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図２９】図２４（ａ）に示す自動車車体に、実施の形態の補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３０】シミュレーションに用いた４種のＢピラーを示す説明図であり、図３０（ａ）は発明例１、２及び比較例１のＢピラーの形状を示し、図３０（ｄ）は比較例２のＢピラーの形状を示す。
【図３１】シミュレーションにおける衝突の状況を示す説明図であり、図３１（ａ）は衝突の直前における状況を示し、図３１（ｂ）は衝突後２５ｍｓｅｃ経過時の状況を示す。
【図３２】図３２（ａ）及び図３２（ｂ）は、解析結果を示すグラフである。
【図３３】図２４（ａ）に示す自動車車体に、本実施の形態の補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３４】図２４（ａ）に示す自動車車体に、図３３に示す補強部材を改良した補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３５】図２４（ａ）に示す自動車車体に、図３３に示す補強部材を改良した補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３６】図２４（ａ）に示す自動車車体に、本実施の形態の補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３７】図２４（ａ）に示す自動車車体に、図３６に示す補強部材を改良した補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３８】図２４（ａ）に示す自動車車体に、図３６に示す補強部材を改良した補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３９】図３９（ａ）は、図２４（ａ）に示す自動車車体に、実施の形態の補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図であり、図３９（ｂ）は、この補強部材を抽出して模式的に示す説明図であり、図３９（ｃ）は、実施の形態の他の補強部材を抽出して模式的に示す説明図であり、図３９（ｄ）は、実施の形態の他の補強部材を抽出して模式的に示す説明図であり、図３９（ｅ）は、実施の形態の他の補強部材を抽出して模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１ 金属材
２ 支持手段
３ 送り出し装置
４ 可動ローラダイス、ピンチロール
５ 加熱手段、加熱装置、高周波加熱コイル
５ａ 予熱手段、予熱装置、予熱用高周波加熱コイル
６ 冷却手段、冷却装置
６ａ マンドレル
７ チャック機構
８、９、１０ 駆動モータ
１０ａ 駆動ギア
１１ 関節型ロボット
１２ 固定面
１３、１４、１５ アーム
１６、１７、１８ 関節
１９ 電縫鋼管製造ライン
２０ 帯状鋼板
２１ アンコイラー
２２、２７ 成形手段
２３ 溶接手段
２４ 後処理手段
２５、２８ 切断手段
２６ ロールフォーミングライン
３０ 出側サポートガイド
４０ 自動車車体
４１ａ、４１ｂ，４１ａ−１〜４１ａ−１５、４１ｂ−１〜４１ｂ−１５ 補強部材
４２ａ、４２ｂ Ｂピラー
４３ 衝突体
４４ａ、４４ｂ ルーフレールサイド
４５ ルーフパネル
４６ａ、４６ｂ サイドシル
４７ フロアパネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補強部材、ピラー及び自動車車体に関し、詳しくは、側面衝突事故の際にピラーやルーフレールサイドが変形して、キャビン側に侵入するように変位すること（本明細書ではこのような変位を「倒れ込み」という）を簡便な構造により抑制することができ、これにより、自動車車体の安全性をさらに高めることができる補強部材、ピラー及び自動車車体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年生産される自動車の殆どは、軽量化及び生産性の観点から、フレームとボディーとを一体構造としたモノコックボディー（ユニット・コンストラクションボディー）により構成される。モノコックボディーは、モノコックボディーにおける下面、つまり床部分であってボディー構造上の基礎となる最重要部分であるアンダーボディー（プラットフォームともいう。）に、サイドシル、Ａピラー、Ｂピラー、ルーフレールサイドさらにはＣピラー等により構成される左右一対のボディーサイドを組み合わせて一体化したボディーシェル全体により荷重を支えるものであり、衝突事故の際においても、ボディーシェルの各部が縮んだり崩れたりする際にボディーシェルの全体で衝撃荷重を支えることにより衝撃エネルギーを吸収する。
【０００３】
このように、ボディーサイドは、アンダーボディーとともに、自動車車体の曲げ剛性や捩じり剛性等に大きく影響するのみならず、側面衝突事故の際にはキャビンの損傷をできるだけ抑制して搭乗者の安全性を高める機能を担う。例えば、側面衝突事故の際には、一般的に、衝撃荷重はＢピラーに負荷され、次に、Ｂピラーを支持するサイドシル及びルーフレールサイドに伝播されるので、側面衝突により、Ｂピラーのキャビン側への倒れ込みが発生する。この倒れ込みの程度によって、変形したＢピラーやルーフレールサイドに搭乗者の身体、とりわけ頭部が衝突すると重大な事故につながる可能性がある。このように、全面衝突事故に比べて側面衝突事故は、自動車の造形上の理由により乗員保護のための充分な空間を確保することが困難であるので、このボディーサイドの衝突特性を改善することは極めて重要である。
【０００４】
特許文献１には、自動車車体のルーフレールサイド〜Ｂピラー〜サイドシル間にかけて、それぞれの内部に、ハイドロフォーム加工により一体に成形した閉断面構造のレインフォースを配置することによって、補強部品の部品点数の増加を抑制して軽量化を図りながら、車体の強度を確実に高める発明が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２１９１５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１により開示された発明によれば、確かに、ボディーサイドの強度を高めることは可能になる。しかし、近年の衝突安全性の向上に対するニーズのさらなる高まりを勘案すると、この発明によって充分なレベルの車体の強度を得られるとはいい難く、よりいっそうの改善が必要である。
【０００６】
本発明は、従来の技術が有するこのような課題に鑑みてなされたものであり、側面衝突事故の際におけるＢピラー等のピラーの倒れ込みを、簡便な構造により抑制することができ、これにより、自動車車体の安全性をさらに高めることができる自動車車体の補強部材と、この補強部材を備える自動車車体と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】
【０００７】
本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、
（ア）特定の構造を有する曲げ加工装置を用いれば、例えば１１００ＭＰａ以上、望ましくは１５００ＭＰａ以上という高強度の高周波焼入れ部を有するとともに軸方向の全域で一体に構成される長尺の筒体を本体とする補強部材を、工業的規模で現に量産できるようになること。
（イ）この曲げ加工装置を用いれば、この補強部材に、軸方向へ向けた高周波焼入れ部を設けることが可能になること、さらには
（ウ）このようにして得られる補強部材は、軽量、高強度、部品点数低減、及び製造コスト低減を図りながら、側面衝突事故の際にピラーの倒れ込みを簡便な構造により抑制することができ、自動車車体の安全性をさらに高めることができること
を知見して、本発明を完成した。
【０００８】
本発明は、自動車車体を構成するＢピラーの内部であってこのＢピラーの長手方向の望ましくは全域に配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【０００９】
この本発明に係る自動車車体の補強部材は、さらに、（ｉ）ピラーの上端部でこのピラーに接合されるルーフレールサイドを貫通してルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ延びて配置されること、及び／又は（ｉｉ）ピラーの下端部でこのピラーに接合されるサイドシルを貫通してフロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ延びて配置されることが、望ましい。
【００１０】
また、本発明は、自動車車体を構成する一方のサイドシルとの接合部である一方のピラーの下端部から、一方のルーフレールサイドとの接合部であるこのピラーの上端部を経て、ルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のルーフレールサイドとの接合部である他方のピラーの上端部を経て他方のサイドシルとの接合部であるこのピラーの下端部までに相当する範囲に、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーの内部を貫通して、配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【００１１】
また、本発明は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部であるこのピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部を経て他方のルーフレールサイドとの接合部であるこのピラーの上端部までに相当する範囲に、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーの内部を貫通して、配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【００１２】
また、本発明は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部であるこのピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部であるこのピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、一方のピラーと一方のサイドシルとの接合部、又は他方のＢピラーと他方のサイドシルとの接合部を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーの内部を貫通して、配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【００１３】
また、本発明は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部であるこのピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部であるこのピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、一方のピラーと一方のルーフレールサイドとの接合部、又は他方のピラーと他方のルーフレールサイドとの接合部を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーの内部を貫通して、配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【００１４】
また、本発明は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部であるこのピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部であるこのピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、一方のピラー又は他方のピラーにおける、自動車車体のウエストラインの高さに相当する部分を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーの内部を貫通して、配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【００１５】
また、本発明は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部であるこのピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部であるこのピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、フロアパネルに形成されるトンネル部を構成する一方の縦面を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーの内部を貫通して配置され、望ましくは長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも一方のピラー及び他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材である。
【００１６】
これらの本発明に係る自動車車体の補強部材では、一方のピラーの上端部からルーフパネルの内面に沿って他方のピラーの上端部までに相当する部分の一部又は全部、及び／又は、一方のピラーの下端部からフロアパネルの内面に沿って他方のピラーの下端部までに相当する部分の一部又は全部が、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ潰し加工を行われた潰し部であることが、室内空間の占有量を低減するために望ましい。
【００１７】
これらの本発明に係る自動車車体の補強部材では、少なくとも、ピラーの下端部から上方へ向けて１５０ｍｍの位置に相当する位置から、自動車車体のウエストラインの高さに相当する位置までは、引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部、又は、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であることが望ましい。これにより、衝突時の補強部材の変形モードを、特に搭乗者の頭部高さ付近の車体幅方向への変位量が小さくなるように、制御することができ、衝突時の安全性をさらに高めることができる。
【００１８】
これらの本発明に係る自動車車体の補強部材は、外部へ向けたフランジを有さない閉断面を有する中空体からなることが望ましい。これにより、補強部材の軽量化及び小型化を促進することができる。なお、本発明に係る自動車車体の補強部材は、閉断面を有するものであればよく、特定の断面には限定されない。例えば、円形や多角形等の横断面を有する筒体や、テーパー管等を用いることができる。
【００１９】
これらの本発明に係る自動車車体の補強部材は、鋼製であるとともに、高周波焼入れ部が、マルテンサイト単相組織、又はマルテンサイト及びフェライトの２相組織からなること、さらには、熱処理部が、フェライト及びパーライトの２相組織からなることが、例示される。
【００２０】
さらに、これらの自動車車体の補強部材は、合金化溶融亜鉛めっき被膜等の亜鉛系めっき被膜を備える鋼材を母材として製造されることが望ましい。これにより、本発明に係る自動車車体の補強部材は、要求される耐食性を確保することができる。
【００２１】
また、本発明は、これらの本発明に係る補強部材を備えることを特徴とするピラーである。
さらに、本発明は、これらの本発明に係る補強部材を備えることを特徴とする自動車車体である。
【００２２】
本発明における「ピラー」は、特に、Ｂピラー又はセンターピラーを含むが、これらに限定されるものではなく、側面衝突事故の際に発生する倒れ込みにより搭乗者に障害を与える可能性があるピラーであれば、同様に適用される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る補強部材、ピラー及び自動車車体によれば、側面衝突事故の際におけるピラーの倒れ込みを、重量の増加をできるだけ防ぎながら、簡便な構造により抑制することができ、これにより、自動車車体の安全性をさらに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［実施の形態１］
以下、本発明に係る自動車車体の補強部材を実施するための最良の形態を、その製造方法及び製造装置、ならびにその製造設備列とともに、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
はじめに、本実施の形態の（Ｉ）全体構成及び支持手段、（ＩＩ）加工部の構成及び加熱、冷却装置、（ＩＩＩ）可動ローラダイス、（ＩＶ）予熱手段とその作用、（Ｖ）出側サポートガイド、（ＶＩ）関節型ロボットの構成配置、並びに（ＶＩＩ）曲げ加工設備列を、添付図面を参照しながら以下に順次説明する。
（Ｉ）全体構成及び支持手段
図１は、本実施の形態に係る、曲げ加工を実施するための曲げ加工製品である補強部材の製造装置０の全体構成を簡略化して示す説明図である。
【００２６】
本実施の形態の曲げ加工は、支持手段２、２によりその軸方向へ移動自在に支持された被加工材である金属材１を、上流側から逐次又は連続的に送り出し装置３により押し出しながら、支持手段２、２の下流側で曲げ加工を行う曲げ加工により、行われる。
【００２７】
図１に示す金属材１は、横断面が丸形の鋼管である。しかし、本発明は鋼管に限定されるものではなく、各種の横断面を有する長尺の被加工材であれば、同様に適用できる。金属材１は、図１に示す鋼管以外に、矩形、台形又は複雑な横断面を有する閉断面部材、例えばチャンネルのようなロールフォーミング等により製造される開断面部材、例えばチャンネルのような押し出し加工により製造される異形断面部材、さらには、軸方向に断面が変化するテーパ管にも適用可能である。
【００２８】
図２は、本実施の形態において金属材１として適用可能な被加工材１−１〜１−３の横断面を示す説明図であり、図２（ａ）はロールフォーミング等により製造される開断面を有するチャンネル１−１を示し、図２（ｂ）は押し出し加工により製造される異形断面を有するチャンネル１−２、１−３を示す。本実施の形態の製造装置０では、適用される金属材１の横断面に応じて、後述する可動ローラダイス４や支持手段２における金属材１との接触部の形状を適宜設定すればよい。
【００２９】
図１に示す製造装置０は、２組の支持手段２、２と、送り出し装置３と、可動ローラダイス４と、高周波加熱コイル５と、水冷装置６と、出側サポートガイド３０とを備える。
２組の支持手段２、２は、金属材１をその軸方向へ移動自在に所定の位置で支持するため、金属材１の移動方向に離間して配置される。送り出し装置３は、２組の支持手段２、２の上流側に配置されて、金属材１を断続的又は連続的に送り移動させる。可動ローダイス４は、２組の支持手段２、２の下流側に配置されて、金属材１をその軸方向へ移動自在に支持するとともにその設置位置が三次元で変更自在である。高周波加熱コイル５は、可動ローラダイス４の入側であって金属材１の外周に配置され、金属材１の長手方向の一部を部分的に急速に加熱する。水冷装置６は、高周波加熱コイル５により部分的に急速に加熱されるとともに可動ローラダイス４の三次元の移動により曲げモーメントが付与される金属材１の被加熱部を急冷するための冷却手段である。さらに、出側サポートガイド３０は、可動ローラダイス４の出側に配置されて、可動ローラダイス４を抜けた部分の金属材１を支持することによって、曲げ加工の後における金属材１の成形誤差を抑制する。
【００３０】
図１に示す本実施の形態では、金属管１として横断面が丸形の鋼管を用いるので、支持手段２としてそれぞれの回転軸が平行になるように互いに離間して対向配置される孔型ロール対を用いるが、支持手段２は孔型ロール対に限定されるものではなく、金属材１の横断面に応じた適当な支持部材を用いればよい。また、孔型ロール対により支持手段２を構成する場合であっても、支持手段２は、図１に示す２組の支持ロール対２、２により構成されることには限定されず、１組又は３組以上の支持ロール対２により構成されてもよい。
【００３１】
図３は、本実施の形態における支持手段２として用いることができる支持ガイドの構成の一例を示す説明図であり、図３（ａ）は支持ガイド２と支持ガイド２を駆動する回転機構９との配置を示す断面図であり、図３（ｂ）は支持ガイド２の外観を示す斜視図である。
【００３２】
この例は、金属材１が、横断面が四角形の四角管である場合であり、支持ガイド２は四角管１を回転可能に保持する。支持ガイド２は、高周波加熱コイル５に近接して設置されることから加熱防止のために、非磁性材により構成されるとともに、図３（ｂ）に示すように２又は３以上の構成部材に分割されて構成され、分割された箇所にはテフロン（登録商標）等の絶縁物（図示しない）を装着することが望ましい。
【００３３】
支持ガイド２に直結して、駆動用モータ１０及び回転ギア１０ａから構成される回転機構９が設けられ、これにより、後述するように、支持ガイド２は送り出し装置３の回転に同調して金属材１の軸周りに回転することができる。これにより、高精度の捩じり変形を金属材１に与えることができる。
【００３４】
なお、製造装置０は、金属材１の支持手段２として図１に示す支持ロール、又は図３に示す支持ガイドのいずれをも用いることができるが、以降では、金属材１として図１に示す鋼管を用いるとともに支持ロール２を用いた場合を主に説明する。本発明は、金属材１が丸管である場合に限定されるものではなく、その他の閉断面部材、開断面部材、異形断面部材、又は支持ロールに替えて支持ガイドを採用する場合にも適用可能である。
（ＩＩ）加工部の構成、加熱装置及び冷却装置
図４は、本実施の形態の製造装置０の主要部を示す説明図である。
【００３５】
同図に示すように、金属材１を保持する２組の支持ロール対２、２と、その下流側には可動ローラダイス４とが配置される。可動ローラダイス４の入側には、一体化された高周波加熱コイル５及び冷却装置６が配置される。さらに、２組の支持ロール対２、２の間には予熱装置５ａが設けられ、さらに、可動ローラダイス４の入側の直近部には潤滑剤の供給装置８が配置される。
【００３６】
図４において、２組の支持ロール対２、２を通過した金属材１を可動ローラダイス４によりその長手方向に移動自在に支持し、この可動ローラダイス４の位置、さらには必要に応じて移動速度を、二次元又は三次元で制御しながら、金属材１の外周に配置された高周波加熱コイル５を用いて金属材１を部分的に、塑性変形可能であって焼入れ可能な温度に急速に加熱することにより、金属材１を所望の形状に曲げ加工するとともに、冷却装置６を用いて曲げ加工された金属材１の部分を急冷する。
【００３７】
曲げ加工の際には、２組の支持ロール対２、２を通過した金属材１が高周波加熱コイル５により、塑性変形が可能な温度域であってかつ焼入れが可能な温度域に急速に加熱されることにより、可動ローラダイス４による金属材１の曲げ加工部の降伏点が低下して変形抵抗が低下するので、金属材１を容易に所望の形状に曲げ加工することができる。
【００３８】
さらに、可動ローラダイス４は、孔型ロール対２、２により金属材１を軸方向へ移動自在に支持することから、可動ローラダイス４の表面に発生する焼付疵を抑制できる。しかも、可動ローラダイス４へ潤滑剤を供給するので、金属材１の加熱部に発生するスケールが可動ローラダイス４の内部へ巻き込まれた場合にも、可動ローラダイス４の表面への潤滑作用により、焼付疵の発生を低減できる。
【００３９】
また、この製造装置０では、可動ローラダイス４へ冷却流体を供給することもできるので、可動ローラダイス４が冷却流体により冷却される。これにより、可動ローラダイス４の強度の低下、可動ローラダイス４の熱膨張による加工精度の低下、さらに可動ローラダイス４の表面の焼付疵の発生を、いずれも防止できる。
【００４０】
図５は、本実施の形態における加熱装置５及び冷却装置６の構成例を模式的に示す説明図である。
加熱装置５は、加熱部を形成すべき金属材１の外周に環状に配置される高周波加熱コイル５により構成され、金属材１を部分的に塑性変形が可能となるとともに焼入れが可能な温度域に、例えば３００℃／ｓｅｃ程度の昇温速度で急速に加熱する。次いで、可動ローラダイス４が三次元で移動することにより、加熱装置５による金属材１の加熱部であって塑性変形が可能な温度域に加熱された部分に、曲げモーメントを付与する。引き続いて、冷却装置６から冷却媒体を金属材１の加熱部に噴射することにより、金属材１を焼入れる。これにより、金属材１は、例えば９５０℃程度に２秒間以下程度保持された後に、５５０℃／ｓｅｃ程度の冷却速度で急速に冷却される。
【００４１】
上述したように、高周波加熱される前の金属材１は、２組の支持ロール対２、２によって支持される。本実施の形態は、加熱装置５及び冷却装置６を一体に構成した場合であるが、別々に構成するようにしてもよい。
【００４２】
このようにして、金属材１をＡＣ３変態点以上で、かつ組織が粗粒化しない温度まで加熱することができ、さらに局部的な加熱部に可動ローラダイス４を用いて塑性変形を生じさせ、その直後に冷却媒体を噴射することにより１００℃／ｓｅｃ以上の冷却速度による焼入れを行うことができる。
【００４３】
したがって、曲げ加工が施された金属材１は、優れた形状凍結性及び安定した品質が確保される。例えば、低強度の金属材１を出発材料として曲げ加工を行った場合であっても、軸方向へ均一に焼入れることによって強度を上昇し、引張強さが９００ＭＰａ以上、さらには１３００ＭＰａ級以上に相当する曲げ加工製品を製造することができる。
【００４４】
金属材１が厚肉であるために１００℃／ｓｅｃ以上の冷却速度を確保することが困難になる場合には、金属材１が丸管、矩形管さらには台形管等の中空の閉断面部材（金属管）である場合には、閉断面部材の内部にマンドレルバーを挿入することにより、所望の冷却速度を確保することができる。
【００４５】
図６は、厚肉かつ中空の閉断面部材の金属材１の冷却速度を確保するために、金属材１の内部にマンドレルバー６ａを装入する状況を示す説明図である。
金属材１が厚肉かつ中空の閉断面部材である場合には、金属材１の内部に冷却手段としてマンドレルバー６ａを装入し、金属材１の外周に配置した冷却手段６と同調して、冷却媒体を供給することにより、金属材１の全体において所望の冷却速度を確保する。この場合、金属材１の内部は流体又はミストで冷却すればよく、マンドレルバー６ａを非磁性体又は耐火物により構成することが望ましい。
【００４６】
本実施の形態の製造装置０では、供給される冷却水によって加工装置の摺動部が濡れると、冷却水に防錆剤が含有されない場合には錆が発生するおそれがあるので、冷却手段６から供給される冷却媒体として、水を主成分として防錆剤を含有させたものを用いることが望ましい。
【００４７】
さらに、冷却手段６から供給される冷却媒体として、水を主成分として、例えば有機高分子剤を配合した焼入れ剤を含有させることが望ましい。配合する焼入れ剤の濃度を調整することによって、冷却速度を調整することができるので、安定した焼入れ性能を確保できる。
（ＩＩＩ）可動ローラダイス４の構成
図７は、本実施の形態の製造装置０における可動ローラダイス４の上下方向及び左右方向へのシフト機構、並びに金属管の周方向への回転機構を示す説明図である。
【００４８】
図７に示す可動ローラダイス４は、図１に示す可動ローラダイス４とは異なり、被加工材である金属材（丸管）１をその軸方向に移動自在に支持する４つのロールを備えるものである。上下方向へのシフト機構は駆動モータ８により構成され、左右方向へのシフト機構は駆動モータ９により構成される。また、周方向への回転機構は駆動モータ１０により構成される。
【００４９】
図７には、可動ローラダイス４を上下方向及び左右方向に傾斜させるチルト機構の構成を示していないが、このチルト機構は、特定の機構である必要はなく、慣用される機構を用いればよい。
【００５０】
図８は、可動ローラダイス４の前後方向への移動機構の説明図である。図８に示すように、曲げ加工に必要な曲げモーメントＭは、アーム長さ（金属材１の加工長さ）をＬとすると、下記（Ａ）式により求められる。
【００５１】
Ｍ＝Ｐ×Ｌ＝Ｐ×Ｒｓｉｎθ ・・・・・・・・（Ａ）
したがって、アーム長さＬが大きくなるほど、ピンチロール（可動ローラダイス）４に作用する力Ｐは小さくなる。すなわち、曲げ半径が小径から大径までの加工範囲を対象にすると、可動ローラダイス４を前後方向へ移動させない場合には、曲げ半径が小さい金属材１の加工における加工力Ｐが設備の能力を超えることがある。このため、曲げ半径が小径の金属材１の加工に合わせてアーム長さＬを大きく設定すると、曲げ半径が大径の金属材の加工に際し、可動ローラダイス４のシフト機構及びチルト機構を構成するためには大きなストロークが必要となり、加工装置が大型化する。
【００５２】
一方、製造装置０の停止精度や許容誤差を考慮すると、アーム長さＬを少なくした場合には加工精度が悪化する。このため、金属材１の曲げ半径に応じて、可動ロールダイス４を前後方向へ移動自在に配置することにより、最適なアーム長さＬを、金属材１の曲げ半径に関わらず得られるので、加工可能範囲を拡大できる。しかも、この場合に加工装置を大型化させることなく、充分に加工精度を確保することができる。
【００５３】
同様に、本実施の形態の製造装置０では、高周波加熱装置及び冷却装置についてもそれぞれ単独又は共通して前後方向への移動機構を設ける。これにより、可動ローラダイス４との同調性を確保できるとともに、曲げ加工開始時の金属材１の先端を加熱することができるようになるとともに、金属材１の取り付けや取り外し時の作業性及び操作性をいずれも向上することもできる。
【００５４】
図９は、本実施の形態の製造装置０の可動ローラダイス４を構成する各種のロールを示す説明図であり、図９（ａ）は金属材１が丸管などの閉断面部材である場合を示し、図９（ｂ）は金属材１が矩形管等の閉断面部材、又はチャンネル等の開断面部材である場合を示し、図９（ｃ）は金属材１が矩形管等の閉断面部材、又はチャンネル等の異形断面部材である場合を示す。
【００５５】
可動ローラダイス４のロール型式は、金属材１の断面に応じて適宜定めればよく、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示す２ロール又は４ロールで構成する場合には限定されず、３ロール以上で構成してもよい。
【００５６】
通常、曲げ加工を行う金属材１の断面が、丸形、矩形、台形又は複雑な形状を有するロールフォーミング等による閉断面、開断面、又は押し出し加工による異形断面であって、実質的に矩形である場合には、図９（ｃ）に示すように、可動ローラダイス４を４ロールで構成することが望ましい。
【００５７】
本実施の形態の製造装置０では、金属材１にねじり変形を付加することができるようにするために、図７に示すように、可動ローラダイス４に金属材１の周方向への回転機構を設けることが望ましい。同時に、図１では示していないが、送り出し装置３にも、金属材１を把持して金属材１の周方向へ回転可能なチャック機構を設けることが望ましい。
【００５８】
製造装置０により金属材１にねじり変形を与える際には、可動ローラダイス４の回転機構を用いて金属材１の先端部をねじり変形する方式と、送り出し装置３の回転機構を用いて金属材１の後端部をねじり変形する方式とを用いることができる。通常、送り出し装置３の回転機構を用いる方式ではコンパクトな装置構成になるのに対し、可動ローラダイス４の回転機構を用いる方式では、図７に示すように、装置の構成が大規模になるおそれがある。
【００５９】
また、製造装置０では、さらに支持手段２（支持ローラ、または支持ガイド）に金属材１の周方向への回転機構を設けることにより、送り出し装置３の回転に同調して金属材１をその軸周りの周方向へ回転させることができる。この場合にも、可動ローラダイス４の回転機構を用いて金属材１の先端部をねじり変形する方式か、送り出し装置３の回転機構を用いて金属材１の後端部をねじり変形する方式のいずれかを採用すれば、支持手段２の同調により高精度のねじり変形を金属材１に与えることができる。
【００６０】
製造装置０では、可動ローラダイス４を構成するロール対それぞれに、駆動回転機構を設けることにより、送り出し装置３の送り量に応じて駆動モータ等によってこのロール対それぞれに駆動回転を与えることができる。曲げ加工部分に作用する圧縮応力を緩和させるとともに、送り出し装置３の送り量に応じて、これと同調するように可動ローラダイス４のロールの回転速度を制御すれば、金属材１の曲げ加工部に引張応力を与えることができ、曲げ加工を行うことができる範囲が拡大するので、製品の加工精度を向上することができる。
（ＩＶ）予熱手段とその作用
本実施の形態の製造装置０では、加熱装置５の上流側に設けられた予熱装置５ａをも用いて金属材１を加熱することにより、金属材１の二段加熱、又はそれ以上の複数段加熱、または金属材１の横断面の各部位において加熱温度を異ならせる不均一加熱を行うことができる。
【００６１】
予熱手段５ａを複数段加熱として用いる場合には、金属材１の加熱負荷を分散することができ、曲げ加工の能率を向上することもできる。
図１０は、予熱装置５ａをも用いて金属材１を不均一加熱する場合を示す説明図である。
【００６２】
図１０に示すように、予熱装置として予熱用高周波加熱コイル５ａを金属材１の不均一加熱として用いる場合には、可動ローラダイス４による金属材１の曲げ方向に基づいて、金属材１の中心と予熱用高周波加熱コイル５ａの中心とをずらして配置し、金属材１のＡ側を予熱用高周波加熱コイル５ａに接近するように位置させる。これにより、曲げ加工の内面側に相当するＢ側の外面温度よりも、曲げ加工の外面側に相当するＡ側の外面温度を高くするようにすることができるので、曲げ加工の内面側に発生するシワと、曲げ加工の外面側に発生する割れとを、いずれも有効に防止することができる。
【００６３】
製造装置０では、可動ローラダイス４へ潤滑剤を供給する。これにより、金属材１の加熱部に発生するスケールを可動ローラダイス４が巻き込んだ場合でも、供給された潤滑剤が奏する潤滑作用により、表面も焼付きの発生を低減することができる。
【００６４】
同様に、製造装置０では、可動ローラダイス４へ冷却流体を供給する。可動ローラダイス４の内部であって金属材１を保持する部位の近傍に冷却配管を設けて、可動ローラダイス４へ冷却流体を供給することにより、可動ローラダイス４が冷却流体により冷却されることから、可動ローラダイス４の強度の低下、可動ローラダイス４の熱膨張による加工精度の低下、さらに可動ローラダイス４の表面の焼付の発生を防止できる。
（Ｖ）出側サポートガイド
図１１は、出側サポートガイド３０の一例３０Ａを示す説明図である。出側サポートガイド３０は、可動ローラダイス４を通過した金属材１を支持することにより曲げ加工された金属材１の変形を抑制する。
【００６５】
図１１に示す出側サポートガイド３０Ａは、図１に示す横断面が円形の金属材１ではなく、横断面が矩形の金属材１に曲げ加工を行う場合を示しており、可動ローラダイス４が、左右方向に対をなす支持ロール対４ａ、４ａ及び上下方向に対をなす支持ロール対４ｂ、４ｂの合計４つのロールからなる可動ローラダイス４である場合を示す。また、金属材１の曲げ加工部は左右面内のみで形状が変化する２次元曲げ形状の場合である。
【００６６】
可動ローラダイス４は、曲げ加工時には、金属材１の先端を、支持ロール対４ｂ、４ｂにより上下方向へ、かつ支持ロール対４ａ、４ａにより左右方向へそれぞれ位置決めしながら、所定の空間位置への移動、すなわち左右方向の移動（以降「左右シフト」という）と、平面内の回転（以降「左右チルト」という）とを行う。なお、金属材１が２次元の曲げ形状のみを有する場合には左右シフトのみ行うようにすればよい。
【００６７】
図１１に示すように、この可動ローラダイス４の出側には、出側サポートガイド３０Ａである出側サポートガイドが設置される。出側サポートガイド３０Ａは、可動ローラダイス４のハウジング（図示しない）、又はこのハウジングから縁切りされた他の部材に設置すればよい。
【００６８】
この出側サポートガイド３０Ａは、可動ローラダイス４の出側において曲げ加工された金属材１の下面を支持することにより、金属材１の曲げ加工を行われた部分に自重をはじめとして作用する上下方向のモーメントにより生じる変形誤差を抑制する。このため、出側サポートガイド３０Ａを設けることにより、製造される曲げ加工製品の形状を、高精度で安定して所定の形状に維持することができる。
【００６９】
図１２は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０の別の一例３０Ｂを示す説明図である。
本例も、横断面が矩形の金属材１に曲げ加工を行う場合であり、図示しない可動ローラダイスは図４に示す可動ローラダイス４と同様の４ロール型である。また、金属材１の曲げ形状は、左右面内のみで曲げ変形する２次元曲げ形状である。
【００７０】
本例は、図１１に示す例と同様に、可動ローラダイス４の出側に出側サポートガイド３０Ｂが設置されるが、さらに、出側サポートガイド３０Ｂの上面に設けられた溝に、左右方向へ金属材１をガイドするロール１１１及び１１２が円周状に移動自在に設置される。また、ロール１１１及び１１２は、加工時における金属材１の移動に応じた移動、すなわち左右シフトや左右チルトを行う。これらの動きは、図示しない制御手段に接続され、送り出し装置３や可動ローラダイス４と同期する。
【００７１】
図１２に示す出側サポートガイド３０Ｂでは、左右チルトは所定半径の動きであるが、２次元曲げ形状では左右シフトのみで構成してもよい。さらに、ロール１１１及び１１２の一方に、油圧シリンダー等の圧力負荷手段を設置してもよい。
【００７２】
出側サポートガイド３０Ｂは、可動ローラダイス４のハウジング、あるいはこのハウジングとは縁切りされた他の部材に設置すればよい。なお、可動ローラダイス４をハウジングに固定すれば、左右シフトや左右チルトの可動範囲が小さくなるため、設備的には有利である。いずれにせよ、出側サポートガイド３０Ｂにより可動ローラダイス４の出側で曲げ加工中の金属材１の下面及び左右面をガイドし、加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向や左右方向への付加的なモーメントが作用しても、金属材１における変形誤差を抑制でき、ばらつきなく所定の目標の形状を有する曲げ加工製品を製造することができる。
【００７３】
図１３は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０Ｃの別の一例を示す説明図である。
本例は、そのほとんどが図１２に示す例と同じであるが、図１２に示す構成に加えて、金属材１の上下方向をガイドするロール１１３が追加されている。
【００７４】
ロール１１３には、エアーシリンダーや油圧シリンダー等の圧力負荷手段（図示しない）を設置し、金属材１に圧力を負荷するようにしてもよい。可動ローラダイス４の出側で曲げ加工中の金属材１の上下面及び左右面をガイドし、金属材１の加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向及び左右方向への二次的なモーメントが作用しても、金属材１の付加的な変形を防止することができ、ばらつきなく所定の目標形状を有する曲げ加工製品を製造することができる。
【００７５】
図１４は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０の別の一例を示す説明図である。
本実施例でも、図１と同様に横断面が矩形の金属材１に曲げ加工を行う場合であり、可動ローラダイス４は４ロール型である。また、曲げ加工製品は完全な３次元曲げ形状を有する。
【００７６】
可動ローラダイス４は、曲げ加工中には金属材１の先端を上下方向及び左右方向へ位置決めしながら所定の空間位置の移動、すなわち左右シフト及び左右チルトと、垂直方向の移動（以降「上下シフト」という）と、平面内の回転（以降「上下チルト」という）とを行う。
【００７７】
本実施例では可動ローラダイス４の出側にロール状のアクティブガイド３０Ｄが設置される。アクティブガイド３０Ｄは、曲げ加工中の金属材１の移動に応じた移動、すなわち上下シフトや左右チルトを行うことにより、金属材１の下面に追従し、この下面を常にガイドする。左右チルトは必ずしも必要ではない。これらの動きは図示しない制御手段に接続され、送り出し装置３や可動ローラダイス４と同期する。
【００７８】
可動ローラダイス４の出側で曲げ加工中の金属材１の下面がアクティブガイド３０Ｄにより支持されるので、加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向への二次的なモーメントが作用しても、金属材１における変形誤差を抑制でき、ばらつきなく所定の目標形状を有する曲げ加工製品を製造することができる。
【００７９】
図１５は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０の別の一例を示す説明図である。
本実施例は、殆ど図７の構成と同様であるが、さらに金属材１の上下方向をガイドするロール３０Ｅが追加されている。
【００８０】
ロール３０Ｅの代わりに、エアーシリンダーや油圧シリンダー等の圧力負荷手段を設置してもよい。ロール３０Ｅにより可動ローラダイス４の出側で曲げ加工中の金属材１の上下面をガイドすることにより、加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向への二次的なモーメントが作用しても、金属材１の変形誤差を抑制でき、ばらつきなく所定の目標形状を有する曲げ加工製品を製造することができる。
【００８１】
図１６は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０の別の一例を示す説明図である。
本実施例も、図１１と同様に横断面が矩形である金属材１に曲げ加工を行う場合であり、可動ローラダイス４は４ロール型である。また、金属材１に完全な３次元曲げ形状を与える。可動ローラダイス４は、曲げ加工中には金属材１の先端を上下方向及び左右方向に位置決めしながら所定の移動、すなわち左右シフト及び左右チルトと、上下シフトと、チルトとを行う。
【００８２】
本例は、これまでの実施例と同様に、可動ローラダイス４の出側に、左右方向及び上下方向に金属材１をガイドする４ロール１１１〜１１４を有する出側サポートガイド３０Ｆが設置されている。また、出側サポートガイド３０Ｆは、曲げ加工中の金属材１の移動に応じた移動、すなわち左右シフトや左右チルトを行う。これらの動きは、図示しない制御手段に接続され、送り出し装置３や可動ローラダイス４と同期する。
【００８３】
さらに、ロール１１１及び１１２の一方に、例えば油圧シリンダー等の圧力負荷手段を設置してもよい。可動ローラダイス４の出側で曲げ加工中の金属材１の下面及び左右面を位置決めするので、加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向及び左右方向への二次的なモーメントが作用しても、金属材１の付加的な変形を防止でき、ばらつきなく所定の目標形状を有する曲げ加工製品を得ることができる。
【００８４】
図１７は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０の別の一例を示す説明図である。
本例は、殆ど図１６の構成と同様であるが、図１６の構成に加えて、出側サポートガイド３０Ｇにねじり機構が追加される。
【００８５】
これらの動きは図示しない制御手段に接続され、捻じり方向にも移動自在に配置された送り出し装置３や可動ローラダイス４と同期する。
可動ローラダイス４の出側で曲げ加工中の金属材１の上下面及び左右面をガイドし、加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向及び左右方向、さらにはねじれ方向への二次的なモーメントが作用しても、金属材１の変形誤差を抑制でき、ばらつきなく所定の目標形状を有する曲げ加工製品を得ることができる。
【００８６】
また、図示しないが、本実施の形態の出側サポートガイド３０の別の一例として、汎用の多軸ロボットに出側サポートガイド３０をなすガイド部材を保持させ、このガイド部材を、所定の空間で移動自在に配置するようにしてもよい。
【００８７】
図１１〜１７を参照しながら説明したように、３次元的な高精度の位置決め機構は複雑なものになることがあるが、汎用の多軸ロボットを用いることにより比較的単純な構成で、ガイド部材を、所定の空間で移動自在に設置することができる。曲げ加工製品の要求精度、重量さらには形状により具体的な装置の剛性等を考慮しながら、汎用の多軸ロボットを用いるか否かを決定すればよい。
【００８８】
図１８は、本実施の形態に係る出側サポートガイド３０の別の一例を示す説明図である。
本例は、図１と同様に断面が矩形の金属材１に曲げ加工を行う場合であり、可動ローラダイス４は４ロール型である。また、曲げ加工製品の形状は完全な３次元曲げ形状である。可動ローラダイス４は、曲げ加工中には金属材１の先端を上下方向及び左右方向へ位置決めしながら、左右シフト及び左右チルトと、上下シフトと、上下チルトとを行う。
【００８９】
本例はこれまでの例とは異なり、金属材１の先端を、多軸ロボット３１に保持される出側サポートガイド３０Ｈにより完全に掴ませ、金属材１の送りとともに、多軸ロボット３１も移動しながら３次元位置を完全に同期させる。曲げ加工中の金属材１の移動に応じて、空間位置の移動、すなわち左右シフトや左右チルトやねじれを行う。これらの動きは、図示しない制御手段に接続され、送り出し装置３や可動ローラダイス４と同期する。
【００９０】
可動ローラダイス４の出側の金属材１の先端を出側サポートガイド３０Ｈにより保持するので、加工部への自重や、加熱や冷却の不均一に起因した熱変形の不均一による上下方向及び左右方向への二次的なモーメントが作用しても、金属材１の変形誤差を抑制でき、ばらつきなく所定の目標形状を有する曲げ加工製品を得ることができる。
（ＶＩ）関節型ロボット
図１９は、本実施の形態の製造装置０で用いることができる関節型ロボット１１の構成を示す説明図である。
【００９１】
図１９に示すように、曲げ加工装置の下流側に、可動ローラダイス４を保持するための関節型ロボット１１を配置する。
この関節型ロボット１１は、作業面に固定された固定面１２と、主軸となる３本のアーム１３、１４、１５と、各アーム１３、１４、１５を接続するとともに、軸の廻りで回動可能な手首軸となる３個の関節１６、１７、１８とを有する。関節型ロボット１１の先端のアーム１５には可動ローラダイス４が取り付けられる。
【００９２】
図２０は、本実施の形態の製造装置０に用いられる関節型ロボットの他の構成例を示す説明図である。
図１９に示す製造装置０では、可動ローラダイス４を保持する関節型ロボット１１だけを配置するが、図２０に示すように、これとともに、加熱装置５及び冷却装置６を保持するもう一基の関節型ロボット１１を併設する。これらの関節型ロボット１１、１１を設けることにより、さらに曲げ加工の効率化を図ることができる。
【００９３】
この製造装置０は、軸廻りに回動可能な関節を３個有する関節型ロボット１１を少なくとも１つ以上配置することにより、金属材１の曲げ加工に際し、可動ローラダイス４でのシフト機構、チルト機構及び移動機構が行う屈伸、旋回、並進等の動作、すなわち、合計６種類のマニピュレータが行う動作を、制御信号に基づく一連の動作とすることができる。これにより、曲げ加工の効率化とともに加工装置の小型化を図ることができる。
（ＶＩＩ）曲げ加工設備列
上述したように、本実施の形態の製造装置０により加工される被加工材としては、丸形等の形状を有する閉断面部材や開断面部材がある。従来から丸管の閉断面部材として電縫鋼管が用いられ、同時に開断面部材としてロールフォーミングされた鋼材が多用される。
【００９４】
図２１は、被加工材の一例である電縫鋼管の製造装置１１の全体を模式的に示す説明図である。
電縫鋼管の製造装置１９は、帯状鋼板２０から鋼管を製造するための装置であって、同図に示すように、帯状の鋼板ロールから帯状鋼板２０を連続的に繰り出すアンコイラー２１と、繰り出された帯状鋼板２０を所定の断面の管に成形する複数のロール成形機を備える成形手段２２と、管状に成形されて相互に突き合わされた帯状鋼板の両側縁を溶接して管を連続的に形成する溶接機を備える溶接手段２３と、溶接ビード切削装置及びポストアニーラー装置、さらに連続する管を所要のサイズにする後処理手段２４と、この所要サイズにされた管を所要長さに切断する走行切断機を備える切断手段２５とを、上流から下流へ向けてこの順に備える。
【００９５】
図２２は、被加工材の製造に用いられるロールフォーミング装置２６の全体を模式的に示す説明図である。
同図に示すように、ロールフォーミング装置２６は、帯状鋼板２０を所定の形状に成形するための装置であって、金属素材としての帯状鋼板２０が巻回され、この帯状鋼板２０を繰り出すアンコイラー２１と、このアンコイラー２１によって繰り出された帯状鋼板２０を所定の形状に成形するロール成形機を備える成形手段２７と、このロール成形機によって所定の形状に成形された帯状鋼板２０を所定の長さに連続的に切断する走行切断機を備える切断手段２８とを備える。
【００９６】
図２１に示す電縫鋼管の製造装置１９や、図２２に示すロールフォーミング装置２６によって製造された被加工材は、加工用の金属材１として上述した本実施の形態の曲げ加工装置０に供給される。製造装置１９、ロールフォーミング装置２６と曲げ加工装置０とが離れて配置されていると、製造装置１９、ロールフォーミング装置２６及び曲げ加工装置０それぞれの生産タクトの相違を吸収するために被加工材を一時的にストックしておく場所を確保する必要が生じたり、さらには、製造装置１９、ロールフォーミング装置２６と曲げ加工装置０との間で被加工材を搬送するためのクレーンやトラック等の補助搬送手段を設ける必要を生じる。
【００９７】
そこで、本実施の形態では、本実施の形態の製造装置０を、製造装置１９又はロールフォーミング装置２６の出側に連続して配置することにより、被加工材である金属材１の供給から曲げ加工製品である補強部材の製造に至るまでの全体の設備列をコンパクトに配置し、かつその操業条件を適正に設定することによって、本発明に係る補強部材を、高い寸法精度で効率的かつ安価に製造することができる。
【００９８】
このようにして、本実施の形態によれば、多岐にわたる曲げ形状が要求され、金属材１の曲げ方向が３次元的に異なる曲げ加工によって本発明に係る高強度の補強部材を製造する場合であっても、金属材１を均一に冷却できることから、高強度であっても形状凍結性がよく、かつ均一な硬度分布を有する本発明に係る補強部材を、効率的かつ安価に製造することができる。
【００９９】
しかも、可動ローラダイス４は、軸方向へ移動自在に金属材１を支持することができるので、可動ローラダイス４の表面に発生する焼付疵を抑制でき、曲げ加工精度を確保することができるとともに、作業能率に優れた曲げ加工を行うことができる。これにより、例えば、さらに、本発明に係る補強部材といった自動車部品を製造するための高度な曲げ加工技術として、広く適用可能である。
【０１００】
図２３（ａ）はＡＣ３点以上に加熱した後に急冷する通常の焼入れ条件を示すグラフであり、図２３（ｂ）はＡＣ３点以上に加熱した後に図２３（ａ）に示す冷却速度よりも低い冷却速度で冷却する条件を示すグラフであり、図２３（ｃ）はＡＣ１点以下に加熱した後に急冷する条件を示すグラフであり、図２３（ｄ）はＡＣ１点以上ＡＣ３点以下の温度域に加熱した後に急冷する条件を示すグラフであり、さらに図２３（ｅ）はＡＣ１点以上ＡＣ３点以下の温度域に加熱した後に図２３（ｄ）に示す冷却速度よりも低い冷却速度で冷却する条件を示すグラフである。
【０１０１】
本発明に係る補強部材を製造する際に行う熱処理は、上述した製造装置０における高周波加熱コイル５及び水冷装置６の作動を適宜制御することによって、図２３（ａ）に示す通常の焼入れを行うとともに、図２３（ｂ）〜図２３（ｅ）に示す条件で、行われる。
【０１０２】
例えば、図２３（ａ）に示すように部分的に通常の焼入れを行って所望の超高強度（例えばマルテンサイト１００％の組織、１５００〜１６５０ＭＰａ、５５ｋ鋼では１３００ＭＰａ、４５ｋ鋼では１２００ＭＰａ）を得るとともに、金属材１に対して部分的に高周波加熱コイル５の作動を停止することによりこの部分に対しては熱処理を行わないようにすることによって、素管の強度のまま（例えばフェライトとパーライトの二相組織，焼入れ鋼では５００〜６００ＭＰａ、５５ｋ鋼では５５０ＭＰａ、４５ｋ鋼では４５０ＭＰａ）とすることができる。
【０１０３】
また、図２３（ｂ）に示すように通常焼き入れと同等の加熱を行うとともに、冷却速度を低くすることにより、上述した超高強度よりも強度が若干低下した高強度（例えばマルテンサイトと微量のフェライトの２相組織，焼入れ鋼では１４００〜１５００ＭＰａ、５５ｋ鋼では７００〜９００ＭＰａ、４５ｋ鋼では６００〜８００ＭＰａ）とすることができる。具体的には、水冷装置６の水冷ジャケットの孔を、例えば電磁弁により全部あるいは部分的に閉鎖することにより水冷しない部分を設けることが例示される。この際の冷却速度は、周囲の温度により変化するため、製造条件により事前に実験を行うことにより水冷の方法を決定すればよい。
【０１０４】
また、図２３（ｃ）に示すように、ＡＣ１点以下に加熱した後に通常焼き入れの冷却速度と同じ冷却速度で冷却することにより、母材の強度よりも若干高い所望の強度（例えばフェライトとパーライトの２相組織、焼入れ鋼では５００〜６００＋αＭＰａ、５５ｋ鋼では５５０＋αＭＰａ、４５ｋ鋼では４５０＋αＭＰａ）とすることができる。素管の造管歪が大きい場合には、素管よりも強度が低下する場合もあるが、一般的にはセメンタイトが溶け込み、若干強度が上昇する。上述したようにオンーオフ制御を行う場合における高周波加熱コイル５の制御の応答性を勘案すると、この手段によれば加熱電源の出力の変化が少なくて済むため、温度変化のレスポンスが早く、強度変化の移行部が小さくなるため実際的には有効な方法である。
【０１０５】
また、図２３（ｄ）に示すように、ＡＣ１点以上ＡＣ３点以下に加熱した後に通常焼き入れの冷却速度と同じ冷却速度で冷却することにより、通常の焼き入れによる超高強度と素管の強度との中間の強度（焼入れ鋼では６００〜１４００ＭＰａ、５５ｋ鋼では５５０〜１３００ＭＰａ、４５ｋ鋼では４５０〜１２００ＭＰａ）を得ることができる。この場合、フェライトとマルテンサイトの２相組織となるため、一般的には、やや不安定で制御し難いが、製品の形状、寸法、用途等により所定の強度を得ることができる。
【０１０６】
さらに、図２３（ｅ）に示すように、ＡＣ１点以下に加熱した後に通常焼き入れの冷却速度よりも遅い緩冷却することにより、通常の焼き入れによる超高強度と素管の強度との中間の強度（焼入れ鋼では６００〜１４００−αＭＰａ、５５ｋ鋼では５５０〜１３００−αＭＰａ、４５ｋ鋼では４５０〜１２００−αＭＰａ）を得ることができる。この場合、図２３（ｄ）に示す場合よりもやや強度が低下するが、制御はやや安定する。
【０１０７】
例えば、肉厚１．６ｍｍの焼入れ鋼（Ｃ：０．２０％、Ｓｉ：０．２２％、Ｍｎ：１．３２％、Ｐ：０．０１６％、Ｓ：０．００２％、Ｃｒ：０．２０％、Ｔｉ：０．０２０％、Ｂ：０．００１３％、残部Ｆｅ及び不純物、ＡＣ３＝８２５℃、ＡＣ１＝７２０℃）を素材とする、縦５０ｍｍかつ横５０ｍｍの正方形の横断面の鋼管を、送り速度が２０ｍｍ／ｓｅｃの場合、素管強度は５０２ＭＰａ、図２３（ａ）に示す条件（加熱温度９１０℃）の熱処理部は１６１２ＭＰａ、図２３（ｂ）に示す条件（加熱温度９１０℃）の熱処理部は１４５２ＭＰａ、図２３（ｃ）に示す条件（加熱温度６５０℃）の熱処理部は５１０ＭＰａ、図２３（ｄ）に示す条件（加熱温度７７０℃）の熱処理部は７５２ＭＰａ、図２３（ｅ）に示す条件（加熱温度７７０℃）の熱処理部は６２３ＭＰａの強度をそれぞれ有する。
【０１０８】
一方、肉厚１．６ｍｍの５５ｋ鋼（Ｃ：０．１４％、Ｓｉ：０．０３％、Ｍｎ：１．３０％、Ｐ：０．０１８％、Ｓ：０．００２％、残部Ｆｅ及び不純物、ＡＣ３＝８５０℃、ＡＣ１＝７２０℃）を素材とする、縦５０ｍｍかつ横５０ｍｍの正方形の横断面の鋼管を、送り速度が２０ｍｍ／ｓｅｃの場合、素管強度は５５４ＭＰａ、図２３（ａ）に示す条件（加熱温度９５０℃）の熱処理部は１３０３ＭＰａ、図２３（ｂ）に示す条件（加熱温度９５０℃）の熱処理部は８２３ＭＰａ、図２３（ｃ）に示す条件（加熱温度６５０℃）の熱処理部は５６１ＭＰａ、図２３（ｄ）に示す条件（加熱温度８００℃）の熱処理部は７４８ＭＰａ、図２３（ｅ）に示す条件（加熱温度８００℃）の熱処理部は６５８ＭＰａの強度をそれぞれ有する。
【０１０９】
さらに、例えば、肉厚１．６ｍｍの４５ｋ鋼（Ｃ：０．１１％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：１．００％、Ｐ：０．０２１％、Ｓ：０．００４％、残部Ｆｅ及び不純物、ＡＣ３＝８７０℃、ＡＣ１＝７２０℃）を素材とする、縦５０ｍｍかつ横５０ｍｍの正方形の横断面の鋼管を、送り速度が２０ｍｍ／ｓｅｃの場合、素管強度は４４５ＭＰａ、図２３（ａ）に示す条件（加熱温度９８０℃）の熱処理部は１２０８ＭＰａ、図２３（ｂ）に示す条件（加熱温度９８０℃）の熱処理部は７３７ＭＰａ、図２３（ｃ）に示す条件（加熱温度６５０℃）の熱処理部は４５１ＭＰａ、図２３（ｄ）に示す条件（加熱温度８００℃）の熱処理部は６２９ＭＰａ、図２３（ｅ）に示す条件（加熱温度８００℃）の熱処理部は６１２ＭＰａの強度をそれぞれ有する。
【０１１０】
次に、以上説明した曲げ加工方法により製造される、本発明に係る補強部材を説明する。以降の説明では、本発明における「ピラー」がＢピラーである場合を例にとる。
図２４（ａ）は、本実施の形態の補強部材４１ａ、４１ｂを組み込まれる自動車車体４０を示す説明図であり、図２４（ｂ）は、補強部材４１ａを、自動車車体４０のＢピラー４２ａに組み込んだ状態を、一部を省略するとともに透視した状態で示す斜視図であり、さらに、図２４（ｃ）は、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【０１１１】
本実施の形態の自動車車体４０の補強部材４１ａ、４１ｂは、図２４（ａ）〜図２４（ｃ）に示すように、自動車車体４０を構成する、閉じた横断面を有するＢピラー４２ａ、４２ｂの内部に例えば溶接等の適宜手段によって固定されて、このＢピラー４２ａ、４２ｂの長手方向の全域にわたって配置される。
【０１１２】
本実施の形態の補強部材４１ａ、４１ｂは、要求される強度を確保しながら重量の増加をできるだけ抑制するために、普通鋼からなる３０ｍｍ×２０ｍｍの角管を素材として曲げ加工法により製造されるものとしたが、本発明の補強部材４１ａ、４１ｂはこれに限定されるものではなく、例えば、円形や多角形等の横断面を有する筒体やテーパー管等といった、外部へ向けたフランジを有さない閉断面構造を有する中空体からなるものであれば、用いることができる。これにより、補強部材４１ａ、４１ｂの軽量化及び小型化を図ることができる。
【０１１３】
補強部材４１ａ、４１ｂは、合金化溶融亜鉛めっき皮膜等の亜鉛系めっき被膜を備える鋼管を素材として用い、曲げ加工法により製造されるものである。曲げ加工における加熱処理後の外面に、付着量が２０ｇ／ｍ２以上８０ｇ／ｍ２以下であり、Ｆｅ濃度が１５質量％以上３５質量％以下であり、η相が存在し、さらに、中心線平均粗さＲａが１．５μｍ以下である皮膜が残存する。この皮膜は、自動車車体の電着塗装工程の前処理として行われる脱脂処理工程での脱脂処理性が優れることから、その後に行われる化成処理性及び電着塗装性が良好である。これにより、本実施の形態の補強部材４１ａ、４１ｂは、自動車車体の補強部材として要求される耐食性を有する。
【０１１４】
補強部材４１ａ、４１ｂは、図１〜２３を参照しながら上述した曲げ加工法により製造されるので、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲する形状を有しており、補強する対象であるＢピラー４２ａ、４２ｂに沿ってその内部に収容可能な三次元形状を有する。
【０１１５】
また、補強部材４１ａ、４１ｂにおける、三次元に屈曲する屈曲部の曲率半径は、図１〜２３を参照しながら上述した曲げ加工法により製造されるので、一定にすること（例えば円弧形状）もできるし、あるいは一定でないようにすること、すなわち長手方向の部位により曲率半径が変化する形状とすることもできる。特にＢピラー等の自動車車体の構成部材では、三次元に屈曲する屈曲部の曲率半径が、長手方向の部位により変化する形状であることが多いが、本実施の形態の補強部材４１ａ、４１ｂにおける、三次元に屈曲する屈曲部の曲率半径も、長手方向の部位により変化する形状である。
【０１１６】
補強部材４１ａ、４１ｂは、図２４（ｃ）における領域Ｒ１の部分に、マルテンサイト単相組織、又はマルテンサイト及びフェライトの２相組織からなる引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部が形成される。このため、補強部材４１ａ、４１ｂは、全体として充分なレベルの強度を有する。
【０１１７】
さらに、補強部材４１ａ、４１ｂは、一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂそれぞれの、少なくとも、下端部から上方へ向けて１５０ｍｍの高さの位置から、自動車車体のウエストラインの高さに相当する高さの位置（図２４（ｃ）における領域Ｒ２の上端部）までに、フェライト及びパーライトの２相組織からなる引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部が形成される。図示例では、領域Ｒ２の全ての部分に引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部が形成されている。
【０１１８】
なお、本実施の形態とは異なり、この引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部を、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部としてもよい。また、補強部材４１ａ、４１ｂの他部材との溶接性を確保したり、あるいは穴抜き等の加工性を確保するために、これらの箇所に相当する領域Ｒ１に部分の一部を、例えば曲げ加工における高周波焼入れの際にコイル電流の通電をオフしたり、あるいはこれらの箇所に事前に絶縁体を取り付けること等の適宜手段により、高周波焼入れが行われない未焼入部としてもよい。
【０１１９】
本実施の形態では、このように、補強部材４１ａ、４１ｂの長手方向に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部及び引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部を設けることによって、側面衝突の際の補強部材４１ａ、４１ｂの変形モードを、特に搭乗者の頭部高さ付近の車体幅方向への変位量が小さくなるように制御すること、すなわち搭乗者の頭部高さ付近のＢピラー４２ａ、４２ｂの倒れ込みの量を抑制することができる。この理由を説明する。
【０１２０】
本発明者等は、自動車同士の側面衝突を模擬したシミュレーションを、ＦＥＭ解析により行い、本実施の形態の補強部材４１ａ、４１ｂの効果を確認した。
図２５は、この解析条件を示す説明図である。この解析では、図２５に示す各部寸法ｌ１＝２５０ｍｍ、ｌ２＝２５０ｍｍ、ｌ３＝６０ｍｍ、ｌ４＝４４０ｍｍを有するとともに幅方向寸法が１５００ｍｍである、実際の衝突試験で用いられるアルミハニカムを模した衝突体４３を、同図に示す高さｈ＝３００ｍｍで、（ａ）本実施の形態の補強部材４１ａを内蔵されたＢピラー４２ａ（発明例２）、（ｂ）本実施の形態の補強部材４１ａの全長にわたって高周波焼入れされた補強部材を内蔵されたＢピラー（発明例１）、及び（ｃ）本実施の形態の補強部材４２ａを内蔵しない従来のＢピラー（比較例）に衝突させ、衝突後２５ｍｓｅｃ経過時点における各Ｂピラーの車体幅方向への変形状況を解析した。
【０１２１】
この解析に用いた補強部材４２ａは、３０ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚１．２ｍｍ、強度５９０ＭＰａ相当の角管を素材とし、曲げ加工により、高周波焼入れ部強度１５００ＭＰａとしたものである。また、この解析に用いた３種のＢピラーは、いずれも、アウターパネルの板厚０．７ｍｍ、強度５９０ＭＰａ相当、インナーパネルの板厚１．３３ｍｍ、強度４４０ＭＰａ相当であり、フランジ部を除く下端部幅２００ｍｍ、フランジを除く上端部幅４９ｍｍである。このＢピラーは、全長４３５０ｍｍ、全高１４００ｍｍ、車体幅１７１０ｍｍの４ドアーセダンに用いられるものである。
【０１２２】
解析結果を図２６にグラフで示す。図２６には、変形前の補強部材４２ａの形状をあわせて示す。このグラフは、比較例の車体幅方向への変形量に対する変形量の比率を、Ｂピラーの高さ方向の全域について示すものである。
【０１２３】
図２６にグラフで示すように、発明例１、２は、いずれも比較例と較べて、側面衝突の際におけるＢピラーの倒れ込み量を、特に搭乗者の頭部付近に相当する、車高方向８００〜１２００ｍｍ付近において１〜７％程度抑制できることがわかる。このため、発明例１、２のＢピラーは、車高方向８００〜１２００ｍｍ付近における倒れ込み量を抑制できた分に応じて、このＢピラー４２ａの側に着座する搭乗者が側面衝突における二次衝突により頭部に受ける危険性を、低減できることがわかる。
【０１２４】
さらに、発明例１と発明例２とを比較することにより、発明例２は、Ｂピラー４２ａの全長にわたって引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を形成するのではなく下部に引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部を形成することにより、発明例１よりもさらに、車高方向８００〜１２００ｍｍ付近における倒れ込み量を抑制できることがわかる。
【０１２５】
以上説明したように、補強部材４１ａ、４１ｂによれば、搭乗者の特に頭部付近におけるＢピラーの倒れ込み量を小さくすることができ、側面衝突における二次衝突に対する安全性を高めることができる。また、発明例１のように、引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部または高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部があることによって当該部の変形量が促進されるため、１５００ＭＰａ級の高強度部の変形が抑制され、その結果、高強度部が破断によって抗力が急激に低下し、車内への倒れ込み量が急激に増加する可能性を低減することができる。
【０１２６】
また、補強部材４１ａ、４１ｂは、複雑な三次元形状を有するものの一体に構成されているので、部品点数の増加を抑制することもできる。さらに、補強部材４１ａ、４１ｂは、その全部又は一部に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を有するので全体としても充分な強度を有する。したがって、補強部材４１ａ、４１ｂの横断面積を小さく設定しても必要な強度を確保できるので、その分だけ、その分だけ補強部材４１ａ、４１ｂの小型化及び軽量化を図ることもできる。
【０１２７】
このようにして、本実施の形態の補強部材４１ａ、４１ｂを自動車車体４０を構成するセンタピラー４２ａ、４２ｂの内部に配置することにより、側面衝突事故の際におけるＢピラー４２ａ、４２ｂの倒れ込みを、簡便な構造により抑制することができ、これにより、自動車車体４０の安全性をさらに高めることができる。
［実施の形態２］
次に、実施の形態２を説明する。なお、以降の各実施の形態の説明では、上述した実施の形態１と相違する部分を説明し、共通する部分に関する重複する説明は、適宜省略する。
【０１２８】
図２７〜図２９は、いずれも、図２４（ａ）に示す自動車車体４０に、本実施の形態の補強部材４１ａ−１〜４１ａ−３、４１ｂ−１〜４１ｂ−３を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【０１２９】
図２７に示す補強部材４１ａ−１、４１ｂ−１が、実施の形態１の補強部材４１ａ、４１ｂと相違するのは、実施の形態１の補強部材４１ａ、４１ｂの配置範囲に加えて、さらに、Ｂピラー４２ａ、４２ｂの上端部でこのＢピラー４２ａ、４２ｂに接合されるルーフレールサイド４４ａ、４４ｂを貫通してルーフパネル４５の内面に沿って車体幅方向の内側へ延びて配置される点である。
【０１３０】
図２８に示す補強部材４１ａ−２、４１ｂ−２が、実施の形態１の補強部材４１ａ、４１ｂと相違するのは、実施の形態１の補強部材４１ａ、４１ｂの配置範囲に加えて、さらに、Ｂピラー４２ａ、４２ｂの下端部でこのＢピラー４２ａ、４２ｂに接合されるサイドシル４６ａ、４６ｂを貫通してフロアパネル４７の内面に沿って車体幅方向の内側へ延びて配置される点である。
【０１３１】
さらに、図２９に示す補強部材４１ａ−３、４１ｂ−３が、実施の形態１の補強部材４１ａ、４１ｂと相違するのは、実施の形態１の補強部材４１ａ、４１ｂの配置範囲に加えて、さらに、Ｂピラー４２ａ、４２ｂの上端部でこのＢピラー４２ａ、４２ｂに接合されるルーフレールサイド４４ａ、４４ｂを貫通してルーフパネル４５の内面に沿って車体幅方向の内側へ延びて配置されるとともに、Ｂピラー４２ａ、４２ｂの下端部でこのＢピラー４２ａ、４２ｂに接合されるサイドシル４６ａ、４６ｂを貫通してフロアパネル４７の内面に沿って車体幅方向の内側へ延びて配置される点である。
【０１３２】
これらの補強部材４１ａ−１〜４１ａ−３、４１ｂ−１〜４１ｂ−３によれば、自動車車体４０の横断面におけるコーナー部に位置するルーフレールサイド４４ａ、４４ｂや、サイドシル４６ａ、４６ｂを、実施の形態１よりもさらに補強することが可能になるので、側面衝突事故の際におけるＢピラーの倒れ込みを、簡便な構造により抑制することができ、これにより、自動車車体４０の安全性をさらに高めることができる。
【０１３３】
これらの補強部材４１ａ−１〜４１ａ−３、４１ｂ−１〜４１ｂ−３についても、自動車同士の側面衝突を模擬したシミュレーションを、有限要素法を用いた数値解析により行ったので、補強部材４１ａ−１、４１ｂ−１を例にとって説明する。
【０１３４】
図３０は、このシミュレーションに用いた４種のＢピラーを示す説明図であり、図３０（ａ）は発明例１、２及び比較例１のＢピラー４２ａの形状を示し、図３０（ｄ）は比較例２のＢピラー４２ａの形状を示す。
【０１３５】
図３０（ａ）に示す発明例１、２及び比較例１のＢピラー４２ａは、その内部に、図２７に示す補強部材４１ａ−１と同様に、Ｂピラー４２ａの上端部でこのＢピラー４２ａに接合されるルーフレールサイド４４ａを貫通してルーフパネル４５の内面に沿って車体幅方向の内側へ４２０ｍｍ延びる補強部材４１ａ−１を設けられている。そして、発明例１の補強部材４１ａ−１は、図４２（ｃ）に示すように、領域Ｒ１が引張強度１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部であるとともに領域Ｒ２が引張強度５９０ＭＰａの熱処理部であり、発明例２の補強部材４１ａ−１は、さらに領域Ｒ２も引張強度１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部であり、さらに、比較例１の補強部材４１ａ−１はその全長にわたって高周波焼入れを行わないものである。
【０１３６】
一方、図３０（ｂ）に示す比較例２のＢピラー４２ａは、その内部に補強部材４１ａ−１を配置しないものである。
図３１は、このシミュレーションにおける衝突の状況を示す説明図であり、図３１（ａ）は衝突の直前における状況を示し、図３１（ｂ）は衝突後２５ｍｓｅｃ経過時の状況を示す。
【０１３７】
この解析では、図３１（ｃ）に示す各部寸法ｌ１＝２５０ｍｍ、ｌ２＝２５０ｍｍ、ｌ３＝６０ｍｍ、ｌ４＝４４０ｍｍを有するとともに幅方向寸法が１５００ｍｍである、実際の衝突試験で用いられるアルミハニカムを模した衝突体４８を、図３１（ａ）及び図３１（ｂ）に示すように、その下面が地上面から３００ｍｍの高さとなるように台車４９の前部に固定し、衝突時速度５０ｋｍ／ｈで、上述した発明例１、２及び比較例１、２の各Ｂピラー４２ａに衝突させ、衝突後２５ｍｓｅｃ経過時点におけるＢピラー４２ａの車体幅方向の内側への変位量を求めることによって、このＢピラー４２ａの倒れ込み量を求めた。
【０１３８】
この解析に用いた補強部材４２ａは、３０ｍｍ×２０ｍｍ、肉厚１．２ｍｍ、強度５９０ＭＰａ相当の角管を素材とし、曲げ加工により、高周波焼入れ部強度１５００ＭＰａ、熱処理部は素材の強度５９０ＭＰａとしたものである。また、この解析に用いたＢピラー４１ａは、いずれも、アウターパネルの板厚０．７０ｍｍ、強度５９０ＭＰａ相当、インナーパネルの板厚１．３３ｍｍ、強度４４０ＭＰａ相当であり、フランジ部を除く下端部幅２００ｍｍ、フランジを除く上端部幅４９ｍｍである。このＢピラーは、全長４３５０ｍｍ、全高１４００ｍｍ、車体幅１７１０ｍｍの小型４ドアーセダンに用いられるものである。
【０１３９】
解析結果を、図３２にグラフで示す。図３２（ａ）は、衝突開始後２５ｍｓｅｃ経過時点におけるＢピラー４２ａの車高方向高さ（ｍｍ）と横方向（車幅方向）の座標（ｍｍ）との関係を示すグラフであり、図３２（ｂ）は、比較例２の車体幅方向への変形量に対する発明例１、２及び比較例１の変形量の比率を、Ｂピラーの高さ方向の全域について示すグラフである。
【０１４０】
図３２（ａ）及び図３２（ｂ）にグラフで示すように、発明例１、２は、本発明に係る補強部材４１ａをＢピラー４２ａの内部に配置するので、Ｂピラー４２ａの倒れ込み量を、比較例１、２よりも抑制でき、その分だけ、このＢピラー４２ａの側に着座する搭乗者の二次衝突に対する安全性を向上することができる。
【０１４１】
特に、発明例１と発明例２とを比較することにより、発明例１は、補強部材４１ａの下部に引張強度６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部を設けてあるので、高さ方向の全域においてＢピラー４２ａの倒れ込み量を抑制できることがわかる。
【０１４２】
このように、発明例１、２によれば、補強部材４１が高周波焼入れ部を有することと相まって、Ｂピラー４２ａ、４２ｂの倒れ込み量を小さくすることができ、側面衝突における二次衝突に対する安全性をさらに高めることができる。
［実施の形態３］
次に、上述した実施の形態１、２の補強部材よりも自動車車体における設置範囲を拡大した各種の補強部材を、以下に順次説明する。
【０１４３】
図３３は、図２４（ａ）に示す自動車車体４０に、本実施の形態の補強部材４１ａ−４を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
この補強部材４１ａ−４は、自動車車体４０を構成する一方のサイドシル４６ａとの接合部である一方のＢピラー４２ａの下端部から、一方のルーフレールサイド４４ａとの接合部であるこのＢピラー４２ａの上端部を経て、ルーフパネル４５の内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のルーフレールサイド４４ｂとの接合部である他方のＢピラー４２ｂの上端部を経て他方のサイドシル４６ｂとの接合部であるこのＢピラー４２ｂの下端部までに相当する範囲に配置される。
【０１４４】
この補強部材４１ａ−４は、一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂの内部を貫通して、配置される。そして、補強部材４１ａ−４は、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲するとともに、実施の形態１、２と同様に一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備える。
【０１４５】
この補強部材４１ａ−４は、上述した補強部材４１ａと同様の効果を奏するとともに、上述した左右の補強部材４１ａ、４１ｂを一体化しているので、側面衝突におけるＢピラー４２ａ、４２ｂの倒れ込みをさらに抑制することができる。
【０１４６】
図３４、３５は、いずれも、図２４（ａ）に示す自動車車体４０に、図３３に示す補強部材４１ａ−４を改良した補強部材４１ａ−５、４１ａ−６を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【０１４７】
図３４に示す補強部材４１ａ−５が、図３３に示す補強部材４１ａ−４と相違するのは、一方のＢピラー４２ａの上端部からルーフパネル４５の内面に沿って他方のＢピラー４２ｂの上端部までに相当する部分の一部が、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ断面を扁平化する加工を行われた扁平加工部である点である。
【０１４８】
曲げ加工を行う際に、図３４において斜線で示す部分に対して高周波焼入れを行わず、引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部とする。これにより、この部分の加工性が良好に維持されるので、曲げ加工を終了した後にこの部分を扁平化する加工を行うことにより、この部分の断面を、図３４におけるＣ−Ｃ’断面で示す一般形状とは異ならせて、図３４におけるＤ−Ｄ’断面で示す扁平形状とする。
【０１４９】
これにより、補強部材４１ａ−５が室内を通過する部分の範囲を低減できるので、補強部材４１ａ−５の室内空間の占有量を低減することができる。
一方、図３５に示す補強部材４１ａ−６が、図３３に示す補強部材４１ａ−４と相違するのは、一方のＢピラー４２ａの上端部からルーフパネル４５の内面に沿って他方のＢピラー４２ｂの上端部までに相当する部分の全部が、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ断面を扁平化する加工を行われた扁平加工部である点である。
【０１５０】
曲げ加工を行う際に、図３５において斜線で示す部分に対して高周波焼入れを行わず、引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部とする。これにより、この部分の加工性が良好に維持されるので、曲げ加工を終了した後にこの部分を扁平化する加工を行うことによって、この部分の断面を、図３４におけるＣ−Ｃ’断面で示す一般形状とは異ならせて、図３４におけるＤ−Ｄ’断面で示す扁平形状とするとともに、この扁平化加工によって図３５に示す形状に曲げ加工する。
【０１５１】
これにより、補強部材４１ａ−６が室内を通過する部分の範囲を低減できるので、補強部材４１ａ−６の室内空間の占有量を低減することができる。
［実施の形態４］
図３６は、図２４（ａ）に示す自動車車体４０に、本実施の形態の補強部材４１ａ−７を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【０１５２】
この補強部材４１ａ−７は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイド４４ａとの接合部である一方のＢピラー４２ａの上端部から、一方のサイドシル４６ａとの接合部であるこのＢピラー４２ａの下端部を経て、フロアパネル４７の内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシル４６ｂとの接合部である他方のＢピラー４２ｂの下端部を経て他方のルーフレールサイド４４ｂとの接合部であるこのＢピラー４２ｂの上端部までに相当する範囲に配置される。
【０１５３】
この補強部材４１ａ−７は、一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂの内部を貫通して、配置される。そして、補強部材４１ａ−７は、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲するとともに、実施の形態１、２と同様に一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備える。
【０１５４】
この補強部材４１ａ−７は、上述した補強部材４１ａと同様の効果を奏するとともに、上述した左右の補強部材４１ａ、４１ｂを一体化しているので、側面衝突におけるＢピラー４２ａ、４２ｂの倒れ込みをさらに抑制することができる。
【０１５５】
図３７、３８は、いずれも、図２４（ａ）に示す自動車車体４０に、図３６に示す補強部材４１ａ−７を改良した補強部材４１ａ−８、４１ａ−９を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【０１５６】
図３７に示す補強部材４１ａ−８が、図３６に示す補強部材４１ａ−７と相違するのは、一方のＢピラー４２ａの下端部からフロアパネル４７の内面に沿って他方のＢピラー４２ｂの下端部までに相当する部分の一部が、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ断面を扁平化する潰し加工を行われた潰し部である点である。
【０１５７】
曲げ加工を行う際に、図３７において斜線で示す部分に対して高周波焼入れを行わず、引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部とする。これにより、この部分の加工性が良好に維持されるので、曲げ加工を終了した後にこの部分を扁平化する潰し加工を行うことにより、この部分の断面を、図３４におけるＣ−Ｃ’断面で示す一般形状とは異ならせて、図３４におけるＤ−Ｄ’断面で示す潰し部とする。
【０１５８】
これにより、補強部材４１ａ−８が室内を通過する部分の範囲を低減できるので、補強部材４１ａ−８の室内空間の占有量を低減することができる。
一方、図３８に示す補強部材４１ａ−９が、図３６に示す補強部材４１ａ−７と相違するのは、一方のＢピラー４２ａの下端部からフロアパネル４７の内面に沿って他方のＢピラー４２ｂの下端部までに相当する部分の全部が、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ断面を扁平化する潰し加工を行われた潰し部である点である。
【０１５９】
曲げ加工を行う際に、図３８において斜線で示す部分に対して高周波焼入れを行わず、引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部とする。これにより、この部分の加工性が良好に維持されるので、曲げ加工を終了した後にこの部分を扁平化する潰し加工を行うことによって、この部分の断面を、図３４におけるＣ−Ｃ’断面で示す一般形状とは異ならせて、図３４におけるＤ−Ｄ’断面で示す扁平形状とするとともに、この扁平化加工によって図３８に示す形状に曲げ加工する。
【０１６０】
これにより、補強部材４１ａ−９が室内を通過する部分の範囲を低減できるので、補強部材４１ａ−９の室内空間の占有量を低減することができる。
［実施の形態５］
本実施の形態の補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１５は、いずれも、自動車車体４０の横断面において、この自動車車体を略一周する範囲に配置されるものである。しかし、補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１５は、上述した曲げ加工法により製造されるので、一周連続した形状に曲げ加工することは不可能であり、補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１５の先端部と後端部とが、少なくとも図１における支持手段２、２と可動ローラダイス４との間の距離だけ離れている必要がある。また、加工装置との干渉により、この先端部の延長線と、後端部の延長線とが同一直線上に存在しないことも必要である。
【０１６１】
このため、上述した曲げ加工法により製造可能な補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１５の例を以下に順次説明する。
図３９（ａ）は、図２４（ａ）に示す自動車車体４０に、本実施の形態の補強部材４１ａ−１０を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。また、図３９（ｂ）は、この補強部材４１ａ−１０を抽出して模式的に示す説明図である。
【０１６２】
この補強部材４１ａ−１０は、自動車車体を構成する一方のルーフレールサイド４４ａとの接合部である一方のＢピラー４２ａの上端部から、一方のサイドシル４６ａとの接合部であるこのＢピラー４２ａの下端部を経て、フロアパネル４７の内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシル４６ｂとの接合部である他方のＢピラー４２ｂの下端部、及び他方のルーフレールサイド４４ｂとの接合部であるこのＢピラー４２ｂの上端部を経てルーフパネル４５の内面に沿って車体幅方向へ向かい、一方のＢピラー４２ａの上端部までに相当する範囲（以下、単に「全周」という）から、フロアパネル４７に形成されるトンネル部４７ａを構成する一方の縦面４７ｂを含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲（図３９（ｂ）において破線で示す範囲）を除いた範囲に、少なくとも一方のＢピラー及び他方のＢピラーの内部を貫通して配置され、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えるものである。
【０１６３】
図３９（ｃ）は、本実施の形態の他の補強部材４１ａ−１１を抽出して模式的に示す説明図である。
この補強部材４１ａ−１１は、全周から、他方のＢピラー４２ｂと他方のサイドシル４６ｂとの接合部を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲（図３９（ｃ）において破線で示す範囲）を除いた範囲に、少なくとも一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂの内部を貫通して、配置され、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えるものである。
【０１６４】
図３９（ｄ）は、本実施の形態の他の補強部材４１ａ−１２を抽出して模式的に示す説明図である。
この補強部材４１ａ−１２は、全周から、他方のＢピラー４２ｂと他方のルーフレールサイド４４ｂとの接合部を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲（図３９（ｄ）において破線で示す範囲）を除いた範囲に、少なくとも一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂの内部を貫通して、配置され、長手方向に単一の部材により構成され、三次元に屈曲するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えるものである。
【０１６５】
図３９（ｅ）は、本実施の形態の他の補強部材４１ａ−１３を抽出して模式的に示す説明図である。
この補強部材４１ａ−１３は、全周から、他方のＢピラー４２ｂにおける、自動車車体のウエストラインの高さに相当する部分を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲（図３９（ｅ）において破線で示す範囲）を除いた範囲に、少なくとも一方のＢピラー４２ａ及び他方のＢピラー４２ｂの内部を貫通して、配置され、長手方向に単一の部材により構成され三次元に屈曲するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えるものである。
【０１６６】
これらの本実施の形態の補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１３によれば、実施の形態１と同様にＢピラーの倒れ込みを抑制することができるとともに、その程度を向上することができる。
【０１６７】
なお、実施の形態３、４において示したように、本実施の形態の補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１３においても、部分的に扁平化加工を行うことにより補強部材４１ａ−１０〜４１ａ−１３の室内空間の占有量を低減するようにしてもよいことは、いうまでもない。
【０１６８】
このように、本発明に係る自動車車体の補強部材は、自動車車体の全周のうち少なくとも一方のＢピラー及び他方のＢピラーの内部を貫通して、配置されるものであって、長手方向に単一の部材により構成され三次元に屈曲するとともに、少なくとも一方のＢピラー及び他方のＢピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部と、必要に応じて、引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部、又は、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部とを備えることによって、側面衝突におけるＢピラーの倒れ込みを抑制し、これにより、搭乗者の二次衝突の危険性を低減するものである。この観点から、熱処理部や非熱処理部を設ける範囲には様々な態様が考えられるが、それは自動車車体に対して要求する特性に応じて適宜決定すればよく、そのような態様も本発明の範囲に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】実施の形態に係る、曲げ加工を実施するための曲げ加工製品の製造装置の全体構成を簡略化して示す説明図である。
【図２】実施の形態において金属材として適用可能な被加工材の横断面を示す説明図であり、図２（ａ）はロールフォーミング等により製造される開断面を有するチャンネルを示し、図２（ｂ）は押し出し加工により製造される異形断面を有するチャンネルを示す。
【図３】実施の形態における支持手段として用いることができる支持ガイドの構成の一例を示す説明図であり、図３（ａ）は支持ガイドと支持ガイドを駆動する回転機構との配置を示す断面図であり、図３（ｂ）は支持ガイドの外観を示す斜視図である。
【図４】実施の形態の製造装置の加工部の構成を示す説明図である。
【図５】実施の形態の製造装置における加熱装置及び冷却装置の構成例を模式的に示す説明図である。
【図６】厚肉材の冷却速度を確保するために中空の閉断面部材の内面にマンドレルを装入した状況を示す説明図である。
【図７】実施の形態の製造装置の可動ローラダイスの上下方向及び左右方向へのシフト機構、並びに周方向への回転機構を示す説明図である。
【図８】実施の形態の製造装置の可動ローラダイスの前後方向への移動機構の説明図である。
【図９】実施の形態の製造装置の可動ローラダイスを構成するロールを示す図であり、図９（ａ）は金属材が中空の閉断面部材である場合を示し、図９（ｂ）は金属材が矩形管等の閉断面部材、又はチャンネル等の開断面部材である場合を示し、図９（ｃ）は金属材が矩形管等の閉断面部材、又はチャンネル等の異形断面部材である場合を示す。
【図１０】予熱装置を金属材の不均一加熱として用いる場合の作用を説明する図である。
【図１１】出側サポートガイドの一例を示す説明図である。
【図１２】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１３】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１４】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１５】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１６】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１７】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１８】出側サポートガイドの別の一例を示す説明図である。
【図１９】実施の形態の製造装置で用いることができる関節型ロボットの構成を示す説明図である。
【図２０】実施の形態の製造装置で用いられる関節型ロボットの他の構成例を示す説明図である。
【図２１】被加工材の一例である電縫鋼管の製造工程の全体を示す説明図である。
【図２２】被加工材の製造に用いられるロールフォーミング工程の全体構成を示す図である。
【図２３】図２３（ａ）はＡＣ３点以上に加熱した後に急冷する通常の焼入れ条件を示すグラフであり、図２３（ｂ）はＡＣ３点以上に加熱した後に図２３（ａ）に示す冷却速度よりも低い冷却速度で冷却する条件を示すグラフであり、図２３（ｃ）はＡＣ１点以下に加熱した後に急冷する条件を示すグラフであり、図２３（ｄ）はＡＣ１点以上ＡＣ３点以下の温度域に加熱した後に急冷する条件を示すグラフであり、さらに図２３（ｅ）はＡＣ１点以上ＡＣ３点以下の温度域に加熱した後に図２３（ｄ）に示す冷却速度よりも低い冷却速度で冷却する条件を示すグラフである。
【図２４】図２４（ａ）は、本実施の形態の補強部材を組み込まれる自動車車体を示す説明図であり、図２４（ｂ）は、この補強部材を、自動車車体のＢピラーに組み込んだ状態を、一部を省略するとともに透視した状態で示す斜視図であり、さらに、図２４（ｃ）は、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図２５】解析条件を示す説明図である。
【図２６】解析結果を示すグラフである。
【図２７】図２４（ａ）に示す自動車車体に、実施の形態の補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図２８】図２４（ａ）に示す自動車車体に、実施の形態の補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図２９】図２４（ａ）に示す自動車車体に、実施の形態の補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３０】シミュレーションに用いた４種のＢピラーを示す説明図であり、図３０（ａ）は発明例１、２及び比較例１のＢピラーの形状を示し、図３０（ｄ）は比較例２のＢピラーの形状を示す。
【図３１】シミュレーションにおける衝突の状況を示す説明図であり、図３１（ａ）は衝突の直前における状況を示し、図３１（ｂ）は衝突後２５ｍｓｅｃ経過時の状況を示す。
【図３２】図３２（ａ）及び図３２（ｂ）は、解析結果を示すグラフである。
【図３３】図２４（ａ）に示す自動車車体に、本実施の形態の補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３４】図２４（ａ）に示す自動車車体に、図３３に示す補強部材を改良した補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３５】図２４（ａ）に示す自動車車体に、図３３に示す補強部材を改良した補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３６】図２４（ａ）に示す自動車車体に、本実施の形態の補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３７】図２４（ａ）に示す自動車車体に、図３６に示す補強部材を改良した補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３８】図２４（ａ）に示す自動車車体に、図３６に示す補強部材を改良した補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図である。
【図３９】図３９（ａ）は、図２４（ａ）に示す自動車車体に、実施の形態の補強部材を組み込んだ際の、図２４（ａ）におけるＡ断面図であり、図３９（ｂ）は、この補強部材を抽出して模式的に示す説明図であり、図３９（ｃ）は、実施の形態の他の補強部材を抽出して模式的に示す説明図であり、図３９（ｄ）は、実施の形態の他の補強部材を抽出して模式的に示す説明図であり、図３９（ｅ）は、実施の形態の他の補強部材を抽出して模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１ 金属材
２ 支持手段
３ 送り出し装置
４ 可動ローラダイス、ピンチロール
５ 加熱手段、加熱装置、高周波加熱コイル
５ａ 予熱手段、予熱装置、予熱用高周波加熱コイル
６ 冷却手段、冷却装置
６ａ マンドレル
７ チャック機構
８、９、１０ 駆動モータ
１０ａ 駆動ギア
１１ 関節型ロボット
１２ 固定面
１３、１４、１５ アーム
１６、１７、１８ 関節
１９ 電縫鋼管製造ライン
２０ 帯状鋼板
２１ アンコイラー
２２、２７ 成形手段
２３ 溶接手段
２４ 後処理手段
２５、２８ 切断手段
２６ ロールフォーミングライン
３０ 出側サポートガイド
４０ 自動車車体
４１ａ、４１ｂ，４１ａ−１〜４１ａ−１５、４１ｂ−１〜４１ｂ−１５ 補強部材
４２ａ、４２ｂ Ｂピラー
４３ 衝突体
４４ａ、４４ｂ ルーフレールサイド
４５ ルーフパネル
４６ａ、４６ｂ サイドシル
４７ フロアパネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車車体を構成するピラーの内部で該ピラーの長手方向に配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項２】
さらに、前記ピラーの上端部で該ピラーに接合されるルーフレールサイドを貫通してルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ延びて配置される請求項１に記載された自動車車体の補強部材。
【請求項３】
さらに、前記ピラーの下端部で該ピラーに接合されるサイドシルを貫通してフロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ延びて配置される請求項１又は請求項２に記載された自動車車体の補強部材。
【請求項４】
自動車車体を構成する一方のサイドシルとの接合部である一方のピラーの下端部から、一方のルーフレールサイドとの接合部である該ピラーの上端部を経て、ルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のルーフレールサイドとの接合部である他方のピラーの上端部を経て他方のサイドシルとの接合部である該ピラーの下端部までに相当する範囲に、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーの内部を貫通して、配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項５】
自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部である該ピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部を経て他方のルーフレールサイドとの接合部である該ピラーの上端部までに相当する範囲に、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーの内部を貫通して、配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項６】
自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部である該ピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部である該ピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、前記一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、前記一方のピラーと前記一方のサイドシルとの接合部、又は前記他方のピラーと前記他方のサイドシルとの接合部を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーの内部を貫通して、配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項７】
自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部である該ピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部である該ピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、前記一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、前記一方のピラーと前記一方のルーフレールサイドとの接合部、又は前記他方のピラーと前記他方のルーフレールサイドとの接合部を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーの内部を貫通して、配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項８】
自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部である該ピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部である該ピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、前記一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、前記一方のピラー又は前記他方のピラーにおける、自動車車体のウエストラインの高さに相当する部分を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーの内部を貫通して、配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項９】
自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部である該ピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部である該ピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、前記一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、前記フロアパネルに形成されるトンネル部を構成する一方の縦面を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーの内部を貫通して配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項１０】
前記一方のピラーの上端部から前記ルーフパネルの内面に沿って前記他方のピラーの上端部までに相当する部分の一部又は全部は、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ潰し加工を行われた潰し部であることを特徴とする請求項４、請求項６から請求項９までのいずれか１項に記載された自動車車体の補強部材。
【請求項１１】
前記一方のピラーの下端部から前記フロアパネルの内面に沿って前記他方のピラーの下端部までに相当する部分の一部又は全部は、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ潰し加工を行われた潰し部であることを特徴とする請求項５から請求項１０までのいずれか１項に記載された自動車車体の補強部材。
【請求項１２】
少なくとも、前記ピラーの下端部から上方へ向けて１５０ｍｍの位置に相当する位置から、自動車車体のウエストラインの高さに相当する位置までは、引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部、又は、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部である請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載された自動車車体の補強部材。
【請求項１３】
外部へ向けたフランジを有さない閉断面構造を有する中空体からなる請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載された自動車車体の補強部材。
【請求項１４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された補強部材を備えることを特徴とするピラー。
【請求項１５】
請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載された補強部材を備えることを特徴とする自動車車体。
【請求項１】
自動車車体を構成するピラーの内部で該ピラーの長手方向に配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項２】
さらに、前記ピラーの上端部で該ピラーに接合されるルーフレールサイドを貫通してルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ延びて配置される請求項１に記載された自動車車体の補強部材。
【請求項３】
さらに、前記ピラーの下端部で該ピラーに接合されるサイドシルを貫通してフロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ延びて配置される請求項１又は請求項２に記載された自動車車体の補強部材。
【請求項４】
自動車車体を構成する一方のサイドシルとの接合部である一方のピラーの下端部から、一方のルーフレールサイドとの接合部である該ピラーの上端部を経て、ルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のルーフレールサイドとの接合部である他方のピラーの上端部を経て他方のサイドシルとの接合部である該ピラーの下端部までに相当する範囲に、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーの内部を貫通して、配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項５】
自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部である該ピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部を経て他方のルーフレールサイドとの接合部である該ピラーの上端部までに相当する範囲に、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーの内部を貫通して、配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項６】
自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部である該ピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部である該ピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、前記一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、前記一方のピラーと前記一方のサイドシルとの接合部、又は前記他方のピラーと前記他方のサイドシルとの接合部を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーの内部を貫通して、配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項７】
自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部である該ピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部である該ピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、前記一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、前記一方のピラーと前記一方のルーフレールサイドとの接合部、又は前記他方のピラーと前記他方のルーフレールサイドとの接合部を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーの内部を貫通して、配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項８】
自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部である該ピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部である該ピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、前記一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、前記一方のピラー又は前記他方のピラーにおける、自動車車体のウエストラインの高さに相当する部分を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーの内部を貫通して、配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項９】
自動車車体を構成する一方のルーフレールサイドとの接合部である一方のピラーの上端部から、一方のサイドシルとの接合部である該ピラーの下端部を経て、フロアパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、他方のサイドシルとの接合部である他方のピラーの下端部、及び他方のルーフレールサイドとの接合部である該ピラーの上端部を経てルーフパネルの内面に沿って車体幅方向へ向かい、前記一方のピラーの上端部までに相当する範囲から、前記フロアパネルに形成されるトンネル部を構成する一方の縦面を含むとともに軸方向の長さが車体幅の０．１倍以上０．６倍以下の範囲を除いた範囲に、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーの内部を貫通して配置され、三次元に屈曲する形状を有するとともに、少なくとも前記一方のピラー及び前記他方のピラーに相当する部分に引張強度が１１００ＭＰａ超の高周波焼入れ部を備えることを特徴とする自動車車体の補強部材。
【請求項１０】
前記一方のピラーの上端部から前記ルーフパネルの内面に沿って前記他方のピラーの上端部までに相当する部分の一部又は全部は、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ潰し加工を行われた潰し部であることを特徴とする請求項４、請求項６から請求項９までのいずれか１項に記載された自動車車体の補強部材。
【請求項１１】
前記一方のピラーの下端部から前記フロアパネルの内面に沿って前記他方のピラーの下端部までに相当する部分の一部又は全部は、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部であって、かつ潰し加工を行われた潰し部であることを特徴とする請求項５から請求項１０までのいずれか１項に記載された自動車車体の補強部材。
【請求項１２】
少なくとも、前記ピラーの下端部から上方へ向けて１５０ｍｍの位置に相当する位置から、自動車車体のウエストラインの高さに相当する位置までは、引張強度が６００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下の熱処理部、又は、高周波焼入れが行われない引張強度が６００ＭＰａ未満の非熱処理部である請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載された自動車車体の補強部材。
【請求項１３】
外部へ向けたフランジを有さない閉断面構造を有する中空体からなる請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載された自動車車体の補強部材。
【請求項１４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された補強部材を備えることを特徴とするピラー。
【請求項１５】
請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載された補強部材を備えることを特徴とする自動車車体。
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【公開番号】特開２００９−２８６３３４（Ｐ２００９−２８６３３４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４２９１２（Ｐ２００８−１４２９１２）
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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