説明

閉断面構造を有する車両部品及び車両部品の製造方法

【課題】
一枚の金属板により構成されて長手方向に凸R及び凹Rとなる曲面をそれぞれ有しているにもかかわらず、伸び及び縮みを抑制した閉断面構造を有する車両部品を提供する。
【解決手段】
フロントピラー構成部材13は、第1折曲部13qで第1曲面部13cが折り曲げされ、第3折曲部13rでは第2曲面部13bが折り曲げされている。第2曲面部13bに対して第4折曲部13sにより第1側端が折り曲げされている。第2折曲部13uでは第3曲面部13hが折り曲げされ、第5折曲部13vでは第4曲面部13gが折り曲げされている。第4曲面部13gに対して第6折曲部13wにより第2側端が折り曲げされている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、閉断面構造を有する車両部品及び車両部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
閉断面構造を有する車両部品は、例えば、ルーフパネルを支えるピラー構成部材、フロントヘッダ、リアヘッダ等として用いられることが多い。一般的には、前記閉断面構造は、複数の金属板を所定形状にプレス成形したものを組み合わせて溶接等により複数の金属板の側部に設けられたフランジ部を互いに溶接することにより構成されている。そして、これらの部材は、ピラー構成部材であれば、長手方向において車の外方に凸Rとなるように湾曲されている(特許文献1)。又、フロントヘッダ、或いはリアヘッダ(特許文献2)であれば、ルーフパネルを支持する面となる上面が凸Rとなるように湾曲されている。
【0003】
従来、上記のように閉断面構造を有する車両部品を複数の金属板から形成されているものが多いが、部品点数を少なくするために閉断面構造を一枚の金属板により形成する要望もある。
【0004】
特許文献3では、一枚の金属板からストレート状の閉断面構造体を製造する場合(特許文献3の図1〜4)と、一枚の金属板から長手方向において湾曲した閉断面構造体(特許文献3の図11、図12)を製造する場合とが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第4213115号公報
【特許文献2】特開2009−208537号公報
【特許文献3】特開2006−116552号公報(図3,図4、図11、図12)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところが、特許文献3の製造方法で製造される、一部が凸Rの湾曲面を有する閉断面構造体では、湾曲する部分に大きな伸び及び縮みが発生するため、好ましくない。
本発明の目的は、一枚の金属板により構成されて長手方向に凸R及び凹Rとなる曲面をそれぞれ有しているにもかかわらず、伸び及び縮みを抑制した閉断面構造を有する車両部品を提供することにある。
【0007】
又、本発明の他の目的は、金属板の伸び縮みを抑制して、長手方向に凸R及び凹Rとなる面をそれぞれ有した閉断面構造を有する車両部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、一枚の金属板が短手方向において膨出部を挟んで折り曲げされるとともに、短手方向にそれぞれ位置する第1側端及び第2側端が互いに連結されて閉断面構造を有する車両部品であって、前記膨出部の短手方向に位置する両側縁は互いに反対方向に向くとともに、長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1折曲部及び第2折曲部を有し、第1折曲部では長手方向において凹Rとなる第1曲面部が折り曲げされ、第1曲面部に対して前記第1折曲部と同方向を向く円弧状の第3折曲部により長手方向において凸Rとなる第2曲面部が折り曲げされ、第2曲面部に対して第3折曲部と同方向を向く円弧状の第4折曲部により前記第1側端が折り曲げされ、前記第2折曲部では長手方向において凹Rとなる第3曲面部が折り曲げされ、第3曲面部に対して前記第2折曲部と同方向を向く円弧状の第5折曲部により長手方向において凸Rとなる第4曲面部が折り曲げされ、第4曲面部に対して第5折曲部と同方向を向く円弧状の第6折曲部により前記第2側端が折り曲げされていることを特徴とする閉断面構造を有する車両部品を要旨としている。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1において、前記第1側端、及び第2側端がそれぞれフランジ部を有し、両フランジ部が互いに連結されていることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2において、車両部品がフロントピラーに使用されるものであることを特徴とする。
【0010】
請求項4の発明は、金属板の長手方向に延びる直線を中心線として該中心線を谷折りし、かつ、前記中心線を挟んで互いに反対方向に向くとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1及び第2折曲部では谷折りし、さらに、前記第1及び第2折曲部よりも内側にそれぞれ位置するとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1及び第2内側折曲部では山折りする第1工程と、前記第1及び第2折曲部よりも外側にそれぞれ位置するとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1及び第2外側折曲部で前記中心線から遠位に位置する一対の側片を山折りする第2工程と、前記一対の側片をさらに、互いに接近する方向に折り曲げする第3工程と、前記第1、及び第2内側折曲部間の谷折りされた部位を押圧することにより前記谷折りを解消するとともに前記長手方向の中央部に行くほど、膨出量が増加する膨出部を形成して前記膨出部の外面を凹R面に形成し、かつ、前記一対の側片同士を当接させる第4工程を含む車両部品の製造方法を要旨としている。
【0011】
請求項5の発明は、請求項4において、前記第2工程において、前記一対の側片にそれぞれフランジ部を折り曲げ形成し、前記第4工程において、前記一対の側片のフランジ部同士を合掌状に当接させることを特徴とする。
【0012】
請求項6の発明は、請求項4又は至請求項5において、前記車両部品がフロントピラーに使用されるものであることを特徴とする。
請求項7の発明は、金属板の長手方向に延びる直線を中心線として該中心線を谷折りし、かつ、前記中心線を挟んで互いに反対方向に向くとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1及び第2折曲部では谷折りし、さらに、前記第1及び第2折曲部よりも内側にそれぞれ位置するとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1、及び第2内側折曲部では山折りし、前記第1及び第2折曲部よりも外側にそれぞれ位置するとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1、及び第2外側折曲部で前記中心線から遠位に位置する一対の側片を山折りする第1段階と、前記一対の側片をさらに、互いに接近する方向に折り曲げする第2段階と、前記第1、及び第2内側折曲部間の谷折りされた部位を押圧することにより前記谷折りを解消するとともに前記長手方向の中央部に行くほど、膨出量が増加する膨出部を形成して前記膨出部の外面を凹R面に形成し、かつ、前記一対の側片同士を当接させる第3段階を含む閉断面構造を有する車両部品の製造方法を要旨としている。
【0013】
請求項8の発明は、請求項7において、前記第1段階において、前記一対の側片にそれぞれフランジ部を折り曲げ形成し、前記第2段階において、前記一対の側片のフランジ部同士を合掌状に当接させることを特徴とする。
【0014】
請求項9の発明は、請求項7又は請求項8において、前記車両部品がフロントピラーに使用されるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
請求項1の発明によれば、一枚の金属板により構成されて長手方向に凸R及び凹Rとなる曲面を有しているにもかかわらず、伸び及び縮みを抑制した閉断面構造を有する車両部品を提供できる。
【0016】
又、閉断面構造を一枚の板で成形(すなわち、一体化)することで、強度・剛性を向上させつつ、板厚を下げることができるため、結果的に車両部品を軽量化できる。
請求項2の発明によれば、第1側端及び第2側端がそれぞれフランジ部を有し、両フランジ部が互いに連結された構成とすることにより、フランジ部同士で連結を容易に行うことができる。
【0017】
請求項3の発明によれば、フロントピラーに使用される車両部品において、請求項1又は請求項2に記載の効果を容易に実現することができる。さらに、又、ピラーに採用することで、強度・剛性を保ちつつ(断面を細くして)視界を広げることができる。
【0018】
請求項4及び請求項7の発明によれば、一枚の金属板により構成されて長手方向に凸R及び凹Rとなる曲面をそれぞれ有しているにもかかわらず、伸び及び縮みを抑制した閉断面構造を有する車両部品を提供できる。
【0019】
請求項5、及び請求項8の発明によれば、フランジ部同士を合掌状に当接された車両部品を容易に得ることができる。
請求項6及び請求項9の発明によれば、フロントピラーに使用される車両部品の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の車両部品をフロントピラー構成部材に具体化した一実施形態の軸線方向(長手方向)から見た断面図。
【図2】自動車の車体を示す概略側面図。
【図3】(a)は車両部品の斜視図、(b)、(c)はそれぞれ他の実施形態の車両部品の斜視図。
【図4】(a)、(b)は車両部品の折曲げの原理の説明図。
【図5】車両部品の製造方法の説明図。
【図6】(a)〜(d)は車両部品の製造方法の説明図。
【図7】(a)〜(c)は車両部品の製造方法の説明図。
【図8】(a)〜(c)は車両部品の製造方法の説明図。
【図9】車両部品の断面図。
【図10】(a)〜(d)は車両部品の製造方法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の車両部品をフロントピラーに使用されるフロントピラー構成部材に具体化した一実施形態を図1〜10を参照して説明する。なお、図1において、矢印の「前」は車両前方、及び「外」は車両外側方を示している。
【0022】
図2に示すように自動車の車体5の上部において、車幅方向両端部には、車体前後方向に沿って左右一対のルーフサイドレール6が配置されている。ルーフサイドレール6の前端部には、フロントルーフレール7Aが配置されている。ルーフサイドレール6の後端部には、リヤルーフレール7Bが配置されている。ルーフサイドレール6の前端部には、フロントピラー10の上端部が連結されている。ルーフサイドレール6の後端部には、リヤピラー8の上端部が連結されており、ルーフサイドレール6の車両前後方向中間部には、センタピラー9の上端部が連結されている。図1にはフロントピラー10の軸線方向(長手方向)から見た中央部の断面形状(A−A断面)が示されている。なお、長手方向は、本実施形態では、フロントピラー10の軸線方向であって、後述する金属板の長手方向に一致する方向である。
【0023】
図1に示すように、フロントピラー10は、車体外側部を構成するピラーアウタパネル11と、フロントピラー10の車体内側部を構成するピラーインナパネル12と、ピラーアウタパネル11・ピラーインナパネル12間に介在して配置されたフロントピラー構成部材13を備える。
【0024】
ピラーアウタパネル11は、前後両部に第1フランジ部11a,第2フランジ部11bを有し、中間部11cが車室外側方に断面突形(本実施形態では、コ字状)に突出して形成されている。本実施形態では、中間部11cはコ字状に突出して形成されているが、コ字状に限定されるものではない。又、中間部11cから後側壁11dには、外側方へ向けて段部11eが形成されている。
【0025】
図1、図3(a)に示すようにフロントピラー構成部材13は、一枚の金属板の短手方向の両端に第3フランジ部13a,第4フランジ部13fを有し、第3フランジ部13aと第4フランジ部13fとが互いに連結されることにより、閉断面部14を有するように中空状に形成されている。すなわち、第3フランジ部13aと第4フランジ部13fとは合掌状に当接された状態でスポット溶接されることにより連結されている。
【0026】
又、フロントピラー構成部材13は、長手方向の両端を除いた部分では、図1に示すように、第3フランジ部13aから第4フランジ部13fにかけて、第1連結部13j、第2曲面部13b、第1曲面部13c、第5曲面部13d、第7曲面部13e、第6曲面部13i、第3曲面部13h、第4曲面部13g、及び第2連結部13mが形成されている。
【0027】
前記第3フランジ部13aから第4フランジ部13fを除く各部により囲まれることにより、図1に示すように閉断面部14が構成されている。前記閉断面部14は、閉断面構造に相当する。
【0028】
フロントピラー構成部材13の構成をさらに詳説すると、図3(a)、図6(d)に示すように、前記第7曲面部13eは、長手方向の中央部では短手方向の幅が広くされるとともに長手方向の両端部へ行くほど短手方向の幅が短くなるように形成されている。又、第7曲面部13eは、長手方向において前記閉断面部14側へ凹Rとなる凹面を有する。
【0029】
第7曲面部13eにおいて、長手方向の両端を除いた部分では、第7曲面部13eの短手方向の両側縁に対し、第7折曲部13n及び第8折曲部13pにて山折りされることにより第5曲面部13d及び第6曲面部13iが連結されている。第7折曲部13nは長手方向において円弧状に延出されている。又、第8折曲部13pは第7折曲部13nに対して長手方向に行くほど互いに狭くなるように円弧状に延出されている。
【0030】
第5曲面部13d及び第6曲面部13iは、長手方向の中央部では短手方向の幅が広くされるとともに長手方向の両端部へ行くほど短手方向の幅が短くなり、第7曲面部13eの両端では消失する。又、第5曲面部13d及び第6曲面部13iは、長手方向において凸Rとなる凸面を有する。
【0031】
フロントピラー構成部材13において、長手方向において設けられた第5曲面部13d、第6曲面部13i、及び第7曲面部13eは、膨出部に相当する。膨出部80は第5曲面部13d、第6曲面部13i、及び第7曲面部13eによりコ字状に形成されるとともに第1曲面部13c及び第3曲面部13hから車室内側方に突出するように配置されている。なお、膨出部80の断面形状はコ字状に限定されるものではなく、第5曲面部13d及び第6曲面部13iにおいて、第7曲面部13eから離間する遠位に位置する部位ほど広がるように形成された台形状(横断面視)であってもよい。又、全体が横断面円弧状であってもよい。
【0032】
なお、本実施形態では、第5曲面部13d及び第6曲面部13iは、長手方向の中央部(図2において、A−A線の付近の領域)では短手方向の幅が広くされるとともに長手方向の両端部へ行くほど短手方向の幅が短くなり、第7曲面部13eの両端部では消失するようにしているが限定するものではない。例えば、長手方向の中央部(図2において、A−A線の付近の領域)では短手方向の幅が広くされるとともに長手方向の両端部へ行くほど短手方向の幅が短くして、該両端部において第5曲面部13d及び第6曲面部13iを消失させることなく若干残すようにしてもよい。
【0033】
第5曲面部13dに対して、第1曲面部13cが第1折曲部13qにて谷折りされて連結されている。第1折曲部13qは、長手方向に円弧状に延びて形成されている。第1曲面部13cは、長手方向において、同一の幅を有するように形成されるとともに、長手方向において、前記閉断面部14側へ凹Rとなる凹面を有する。なお、本実施形態では、第1曲面部13cは、長手方向において、同一の幅を有するように形成されているが、限定されるものではない。例えば、第1曲面部13cは、長手方向において、一方の端部から他方の端部側へ行くほど、或いは中央部から両端にそれぞれ行くほど徐々に幅が広くなるように或いは狭くなるように形成されていてもよい。
【0034】
第1曲面部13cに対して、第2曲面部13bが第3折曲部13rにて山折りされて連結されている。第3折曲部13rは、第1折曲部13qと同方向を向くように長手方向に円弧状に延びて形成されている。第2曲面部13bは、長手方向において、同一の幅を有するように形成されるとともに、長手方向において、前記閉断面部14側から反対側に凸Rとなる凸面を有する。なお、本実施形態では、第2曲面部13bは長手方向において、同一の幅を有するように形成されているが、限定されるものではない。例えば、第2曲面部13bは、長手方向において、一方の端部から他方の端部側へ行くほど、或いは中央部から両端にそれぞれ行くほど徐々に幅が広くなるように或いは狭くなるように形成されていてもよい。
【0035】
第2曲面部13bに対して、第1連結部13jが第4折曲部13sにて山折りされて連結されている。第4折曲部13sは、第3折曲部13rと同方向を向くように長手方向に円弧状に延びて形成されている。第1連結部13jは、長手方向において、同一の幅又は略同一幅を有するように形成されている。
【0036】
前記第1連結部13jに対して、第3フランジ部13aが、第9折曲部13tにて略90度に谷折りされて連結されている。第3フランジ部13aは長手方向において、同一の幅又は略同一幅を有するように形成されている。本実施形態では、第1連結部13jと第3フランジ部13aとにより、第1側端が構成されている。
【0037】
又、第6曲面部13iに対して、第3曲面部13hが第2折曲部13uにて谷折りされて連結されている。第2折曲部13uは、第1折曲部13qに対して中心線(基準線O)を挟んで長手方向の両端に行くほど互いに狭くなるように円弧状に形成されている。第3曲面部13hは、長手方向において、同一の幅を有するように形成されるとともに、長手方向において、前記閉断面部14側へ凹Rとなる凹面を有する。
【0038】
なお、本実施形態では、第3曲面部13hは、長手方向において、同一の幅を有するように形成されているが、限定されるものではない。例えば、第3曲面部13hは、第1曲面部13cと合わせるように、長手方向において、一方の端部から他方の端部側へ行くほど、或いは中央部から両端にそれぞれ行くほど徐々に幅が広くなるように或いは狭くなるように形成されていてもよい。
【0039】
第3曲面部13hに対して、第4曲面部13gが第5折曲部13vにて山折りされて連結されている。第5折曲部13vは、第2折曲部13uと同方向を向くように長手方向に円弧状に延びて形成されている。第4曲面部13gは、長手方向において、同一の幅を有するように形成されるとともに、長手方向において、前記閉断面部14側から反対側に凸Rとなる凸面を有する。なお、本実施形態では、第4曲面部13gは長手方向において、同一の幅を有するように形成されているが、限定されるものではない。例えば、第4曲面部13gは、第2曲面部13bと合わせるように、長手方向において、一方の端部から他方の端部側へ行くほど、或いは中央部から両端にそれぞれ行くほど徐々に幅が広くなるように或いは狭くなるように形成されていてもよい。
【0040】
第4曲面部13gに対して、第2連結部13mが第6折曲部13wにて山折りされて連結されている。第6折曲部13wは、第5折曲部13vと同方向を向くように長手方向に円弧状に延びて形成されている。第2連結部13mは、長手方向において、同一の幅又は略同一幅を有するように形成されている。
【0041】
第2連結部13mに対して、第4フランジ部13fが、第10折曲部13xにて略90度に谷折りされて連結されている。第4フランジ部13fは長手方向において、同一の幅又は略同一幅を有するように形成されている。
【0042】
本実施形態では、第2連結部13mと、第4フランジ部13fとにより、第2側端が構成されている。
図1に示すようにフロントピラー構成部材13の第2曲面部13bは、車両斜め前方を向くように配置されている。第2曲面部13bには、ピラーアウタパネル11の第1フランジ部11aがシリーズ溶接されている。又、第1フランジ部11aには、ウインドシールドガラス17が接着剤18にて接着されている。ここで、第2曲面部13bは、ウインドシールドガラス17を支持する支持面に相当する。ウインドシールドガラス17の左右の幅方向の両端部には、ピラーアウタパネル11の第1フランジ部11aに固定されたモール20が被されている。
【0043】
フロントピラー構成部材13の第3フランジ部13a及び第4フランジ部13fは、図1に示すように、膨出部80が車室内側方に突出するように配置されているのとは反対側の車室外側方に突出するように位置している。
【0044】
図1に示すように、ピラーインナパネル12は、前部の第5フランジ部12aと、車両該側方に向かって横断面V字状に屈曲された中間部12c及び後部の第6フランジ部12bとを備えている。第5フランジ部12aは、フロントピラー構成部材13の第7曲面部13eに対してシリーズ溶接されている。なお、このシリーズ溶接は、ピラーアウタパネル11の第1フランジ部11aとフロントピラー構成部材13の第2曲面部13bとのシリーズ溶接と同時に行われる。第6フランジ部12bは、ピラーアウタパネル11の第2フランジ部11bに対してスポット溶接されている。
【0045】
ピラーインナパネル12の車室内方にはピラーガーニッシュ15が配置されており、フロントピラー10の車室内側部が被覆されている。すなわち、図1に示すように、フロントピラー構成部材13の膨出部80側は、ピラーガーニッシュ15の前端(ウインドシールドガラス17に近位に位置する端)に位置させないように、ピラーガーニッシュ15の前端から離間した位置において、ピラーガーニッシュ15にて覆われるようにしている。図1に示すように、第2フランジ部11b,第6フランジ部12bには、オープニングウエザストリップ16が取付けられており、図示しないフロントサイドドアに密着可能である。
【0046】
次に車両部品としてのフロントピラー構成部材13の製造方法について説明する。
(2.車両部品(フロントピラー構成部材)の製造方法)
次に、本実施形態の車両部品(フロントピラー構成部材13)の製造方法の原理を図4(a)、(b)を参照して説明する。
【0047】
(2.1.原理)
図4(a)に示すように一枚の平板状の金属板350を長手方向(X方向)に延びる円弧状の曲線351を境に上方(Z方向)へ曲げると、図4(b)に示すように、金属板350に伸び縮みがない、3次元形状面を有する板部352、353が形成される。なお、図4(a)、(b)において、金属板350の厚みは説明の便宜上、デフォルメして表されている。なお、図4(a)において、金属板350の短手方向(図4(a)において、y方向)の両側部355,356の縁部は曲線351と平行に形成されている。
【0048】
図4(b)において、下部に位置する板部352は、図4(b)の側面視方向(図4(b)の反Y方向)から見た場合、長手方向の両端が中央部よりも上方(Z方向側)に変位して下面が凸面を有する曲面(3次元形状面)を有する。
【0049】
又、板部352に対して上方へ立設するように曲げて形成された板部353は、図4(b)の平面視方向(反Z方向)から見た場合、長手方向の両端が中央部よりも図4(b)において反Y方向側に変位して反Y方向に向く面が凹面となった曲面(3次元形状面)を有する。この場合、金属板(すなわち、材料)に伸び縮みが無い場合には、板部352,353の曲面の曲率半径は同じになる。
【0050】
ここで、金属板350の長手方向に沿った両側部355,356の外縁を、曲線351と平行となるように形成しておくと、図4(b)に示す板部352は長手方向に沿って同一幅を有したものとなる。同様に、板部353は長手方向に沿って同一幅を有したものとなる。従って、板部353の外縁は長手方向の中央部が、両端部よりもY方向に凹む円弧状の凹Rを有し、一方、板部352の外縁は、長手方向の中央部が、両端部よりもY方向に突出した円弧状の凸Rを有する。
【0051】
図4(a)において、L1は、曲線351と反Y方向に位置する側部355の幅を示し、L2は曲線351とY方向に位置する側部356の幅を示す。なお、L1とL2は同じ値でもよく、又は同じ値でなくてもよい。
【0052】
本発明の車両部品の製造方法は、上記の原理を利用したものである。
ここで、前記原理を示す図4(b)の側部356の面をP面とし、側部355の面をQ面としたときに、図1で示すフロントピラー構成部材13の対応関係を図9を参照して説明する。なお、図9では、フロントピラー構成部材13の断面は、左右対称状の形状であらわしている。
【0053】
図9において、実線は、長手方向の中央部における断面を示し、二点鎖線は長手方向の両端部における断面を示している。なお、図9において、第3フランジ部13a、第2曲面部13b、第1曲面部13c、第5曲面部13d、第7曲面部13e、第4フランジ部13f、第4曲面部13g、及び第3曲面部13hをそれぞれA〜H面という。
【0054】
ここで図4(b)のP面とQ面との関係は、図9においては、第2曲面部13b(B面)と第1曲面部13c(C面)との関係にある。
すなわち、図9では、前記B面を時計方向に90度回転してC面が設定されている。又、B面・C面と平行にH面・G面がとそれぞれ設定されている。
【0055】
又、長手方向の両端部の断面を図9の二点鎖線で示すように、第7曲面部13e(E面)する場合、第2曲面部13b(B面)を図9に示すように、45度時計回り方向に回転することにより、設定する。
【0056】
次に、第7曲面部13e(E面)を90度反時計回り方向に回転し、第5曲面部13d(D面)を設定する。又、第7曲面部13e(E面)を90度時計回り方向に回転し、第6曲面部13i(I面)を設定する。このように、設定することにより、B面では、凸Rが得られ、C面では凹Rが得られる。又、D面では凸Rが得られ、E面では、凹Rが得られる。又、G面では、凸Rが得られ、H面では、凹Rが得られる。又、I面では、凸Rが得られる。このようなB〜G面の凹R又は凸Rで隣接した面との関係を有するために、B〜G面を区画する折曲部がそれぞれ長手方向に円弧状に延びて形成されている。
【0057】
上記の説明は、説明の便宜上、90度の回転、或いは45度の回転で説明したが、この角度に限定するものではなく、90度前後の値、或いは45度前後の近似の値であっても可能である。又、説明の便宜、図9では、左右対称状に図示されているが、非対称状に形成することも可能である。
【0058】
(2.2 フロントピラー構成部材13の製造方法)
次に、フロントピラー構成部材13の具体的な製造方法を図5〜11を参照して説明する。
【0059】
金属板400は、一対の金属板350を互いに逆方向に向き合わせて、側部355の長手方向の中央部で接続領域Nを介して連結した形状に形成され、接続領域Nを通る仮想の基準線Oを中心線として線対称状となる形状を有する。このような金属板400は、プレス成形等により打ち抜き形成される。図5では、説明の便宜上、図4(a)、図4(b)で説明した構成に相当する各部には、図4(a)で使用した同じ符号に、それぞれA,Bの符号を付加する。又、図5では説明の便宜上、接続領域Nは、ハッチングが施されて示されている。接続領域Nは、長手方向(X方向)の中央部の短手方向(Y方向)が幅広く形成され、長手方向の両端に行くほど幅が徐々に短くなっている。
【0060】
従って、側部355Aは、長手方向の中央部が両端部よりもY方向に凸Rとなる円弧状の凸部を有する。金属板部350Aの長手方向に沿った両側部355A,356AのY方向側の外縁は、曲線351Aと平行となるように形成されている。又、側部355Bは、長手方向の中央部が両端部よりも反Y方向に凸Rとなる円弧状の凸部を有する。金属板部350Bの長手方向に沿った両側部355B,356Bの反Y方向側外縁は、曲線351Bと平行となるように形成されている。曲線351A,351Bの曲率半径は、同一にされている。
【0061】
図5において、L3は、曲線351Aに対して反Y方向側に位置する側部355Aの幅を示し、L4は曲線351Aに対してY方向側に位置する側部356Aの幅を示す。L3とL4は同じ値でもよく、又は異なる値でもよい。L5は、曲線351Bに対してY方向側に位置する側部356Bの幅を示し、L6は曲線351Bに対して反Y方向側に位置する側部355Bの幅を示す。L5とL6は同じ値でもよく、又は異なる値でもよい。幅L3と幅L5は等しいか略等しいことが好ましい。又、幅L4と幅L6は等しいか、或いは略等しいことが好ましい。
【0062】
上記のように形成された金属板400を、図7(a)、図8(a)に示すように下金型KA2上に載置する。なお、上金型KA1は、パンチKA1aと、該パンチKA1aの短手方向の両側に配置された一対の副金型KA1b,KA1cとから構成されている。図7(a)〜(c)は、製造時において、金属板400の長手方向の一方の端部における断面図である。図8(a)〜(c)は、金属板400の長手方向の中央部における断面図である。
【0063】
(第1工程)
金属板400の接続領域Nに対して、パンチKA1aを下死点まで移動させてパンチKA1a及び下金型KA2により、図8(b)に示すように、直線である基準線Oに沿ってV字状に折曲部60を形成するとともに第1折曲部13q及び第2折曲部13uでは谷折りする。又、第7折曲部13n及び第8折曲部13pでは、山折りする(図6(a)参照)。第7折曲部13nは第1内側折曲部に想到し、第8折曲部13pは第2内側折曲部に相当する。
【0064】
ここで第1折曲部13qと第2折曲部13uは図6(a)に示すように、基準線O(中心線)を挟んで互いに反対方向に向くとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなるように円弧状に形成される。
【0065】
第7折曲部13nと第8折曲部13pは、図6(a)に示すように、それぞれ第1折曲部13q、第2折曲部13uよりも内側に位置するとともに長手方向の両端においては、第1折曲部13qと第2折曲部13uとにそれぞれ合致するように、すなわち、第6曲面部13i,第5曲面部13dが消失するように形成される。
【0066】
この第1工程では、第2折曲部13uと第8折曲部13p間、及び第7折曲部13nと第1折曲部13q間にそれぞれ、第6曲面部13i、及び第5曲面部13dが形成される。
【0067】
なお、金属板400の長手両方向の端部では、図7(a)及び図7(b)に示すように、基準線Oを中心にV字状に形成される。以下、第1工程を経て形成された金属板を第1形成体400Aという。なお、図6(a)〜(d)においては、接続領域Nと他の領域とを区分するために、接続領域Nには説明の便宜上ハッチングを付している。
【0068】
(第2工程)
第2工程では、第1形成体400Aに対して一対の副金型KA1b,KA1cを下死点まで移動させて副金型KA1b,KA1c及び下金型KA2により、図8(c)に示すように、第5折曲部13v,第6折曲部13w,第10折曲部13x,第3折曲部13r,第4折曲部13s、第9折曲部13tを形成する(図6(b)参照)。
【0069】
ここで、図6(b)に示すように第3折曲部13rは、接続領域Nを基準として第1折曲部13qよりも外側に位置するとともに、第5折曲部13vは接続領域Nを基準として第2折曲部13uよりも外側に位置する。又、第3折曲部13r及び第5折曲部13vは、長手方向の両端に行くほど互いに狭くなるように円弧状に形成される。
【0070】
この第3折曲部13r及び第5折曲部13vでは、山折りされて基準線O(中心線)から第3折曲部13r及び第5折曲部13vよりも遠位に位置する一対の側片52,54が形成される。前記第3折曲部13rは、第1外側折曲部に相当し、第5折曲部13vは、第2外側折曲部に相当する。
【0071】
そして、第2折曲部13u・第5折曲部13v間、並びに側片54における第5折曲部13v・第6折曲部13w間、第6折曲部13w・第10折曲部13x間及び第10折曲部13xと第1形成体400Aの反Y方向側の側縁間には、それぞれ第3曲面部13h,第4曲面部13g,第2連結部13m及び第4フランジ部13fが形成される。
【0072】
又、第1折曲部13q・第3折曲部13r間、並びに側片52における第3折曲部13r・第4折曲部13s間、第4折曲部13s・第9折曲部13t間、及び第9折曲部13tと第1形成体400AのY側の側縁間には、それぞれ第1曲面部13c、第2曲面部13b、第1連結部13j、第3フランジ部13aが形成される。なお、第2工程では、第9折曲部13t及び第2連結部13mは上下方向に幅方向が一致するように形成されるため、第2曲面部13b及び第4曲面部13gは、図8(c)に示すように、斜状に形成される。以下、第1形成体400Aから第2工程を経たものを第2形成体400Bという。
【0073】
(第3工程)
第3工程では、第2形成体400Bの前記一対の側片52,54に対して、図示しない金型により、図6(b)の状態から、図6(c)の状態、すなわち、第2曲面部13b及び第4曲面部13gがそれぞれ互いに平行に相対するように、第7折曲部13n及び第8折曲部13pをさらに山折り方向にプレスする。このことにより、側片52,54が互いに接近する。
【0074】
本実施形態では、側片52,54の第2曲面部13bと第4曲面部13gが互いに平行となるようにプレスしたが、平行に限定するものではなく、平行となる一歩手前であっても、或いは、平行状態よりもさらに互いに第2曲面部13bと第4曲面部13gが近接した状態にしてもよい。なお、この平行状態を過ぎた状態では、第3フランジ部13a,第4フランジ部13fの離間距離が後述するパンチKA6が挿入できるように確保されていればよい。
【0075】
図6(c)の52aで示す線は、図6(b)における側片52の一部の外形形状の位置を示し、52bは前記プレスにより移動した後の該一部の外形形状の位置を示している。図6(c)の54aで示す線は、図6(b)における側片54の一部の外形形状の位置を示し、54bは前記プレスにより移動した後の該一部の外形形状の位置を示している。以下、第2形成体400Bから第3工程を経たものを第3形成体400Cという。
【0076】
(第4工程)
第4工程では、図10(a)に示すように、金型KA3上に第3形成体400Cを載置する。すなわち、金型KA3には互いに所定距離離間した段部が形成されており、前記段部間に、第3形成体400Cの第5曲面部13d、接続領域N、第6曲面部13iが挿入される。前記所定距離は、図10(a)に示すように、第5曲面部13d、接続領域N、第6曲面部13iが挿入され、かつ、第1曲面部13c、第3曲面部13hが、各段部上に載置できる長さに設定されている。
【0077】
又、金型KA3には、図10(a)に示すように第3形成体400Cの第7折曲部13n、第8折曲部13pの下面に当接部材KA4が当接されている。前記当接部材KA4はクッション圧を付与する図示しないクッションピンに支持されて上下動自在にされており、後述するパンチKA6が下死点に移動した際、図10(b)に示す位置まで下動する。前記当接部材KA4の第7折曲部13n、第8折曲部13pに当接する上端面は平面を有する。
【0078】
次に、図10(b)に示すように、前記当接部材KA4と対向するように配置され、図示しないラムにより上下動自在に構成されたパンチKA6を下死点まで作動させる。このことにより、パンチKA6及び当接部材KA4の加工面により、接続領域Nを長手方向に亘って接続領域Nの逆V字状になった形状を、すなわち、谷折りされた部位を押圧することによりパンチ形成して、その形状を潰して長手方向に凹Rとなる帯状の第7曲面部13e(すなわち、膨出部80の外面)を有するように形成する。このとき、前記パンチKA6の押圧により、第3形成体400Cの第3フランジ部13a,第4フランジ部13fはパンチKA6に当接するまで変形する。
【0079】
前記パンチ形成により、第1折曲部13q及び第2折曲部13uからの膨出量が長手方向の中央部に行くほど増加する前記膨出部80が得られる。
この後、図10(c)に示すように、前記当接部材KA4、及びパンチKA6を若干上動させる。
【0080】
その後、図10(c)の状態から、図10(d)に示すように、パンチKA6を第3形成体400Cから抜き取る。抜き取りされた後、第3形成体400Cの第3フランジ部13a,第4フランジ部13fは、第3形成体400Cの弾性変形により、互いに当接した状態となり、閉断面部14を形成する。以後、この形成体を第4形成体400Dともいう。第4形成体400D、すなわち、フロントピラー構成部材13は、逆V字状に形成されていた接続領域Nが弾性により形状を回復しようとして第3フランジ部13a,第4フランジ部13fとが合掌状に当接した状態となる。この結果、閉断面部14を形成した状態を確実に維持することが可能となる。第3フランジ部13a、第4フランジ部13fは、本発明のフランジ部に相当する。
【0081】
又、フロントピラー構成部材13は、図3(a)に示すように長手方向に帯状に延びるとともに凹Rを有する第7曲面部13eと、該第7曲面部13eを第1曲面部13c、第3曲面部13hにそれぞれ連結する第5曲面部13d、第6曲面部13iを備えるように形成される。すなわち、図1、図10(d)に示すように第5曲面部13d、第6曲面部13i、第7曲面部13eとにより断面コ字状をなすように形成される。又、フロントピラー構成部材13の長手方向の両端では、第5曲面部13d、第6曲面部13iが省略されて第7曲面部13eが第1曲面部13c,第3曲面部13hに対して連結されるように、パンチKA6、当接部材KA4により形成される。
【0082】
さて、本実施形態によれば、下記の特徴がある。
(1) 本実施形態のフロントピラー構成部材13は、一枚の金属板が短手方向において膨出部80を挟んで折り曲げされるとともに、短手方向にそれぞれ位置する第1側端(第1連結部13jと第3フランジ部13a)及び第2側端(第2連結部13mと、第4フランジ部13f)が互いに連結されて閉断面構造を有するようにした。
【0083】
又、膨出部80の短手方向に位置する両側縁は互いに反対方向に向くとともに、長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1折曲部13q及び第2折曲部13uを有する。又、第1折曲部13qでは長手方向において凹Rとなる第1曲面部13cが折り曲げされ、第1曲面部13cに対して第1折曲部13qと同方向を向く円弧状の第3折曲部13rにより長手方向において凸Rとなる第2曲面部13bが折り曲げされている。
【0084】
又、第2曲面部13bに対して第3折曲部13rと同方向を向く円弧状の第4折曲部13sにより前記第1側端が折り曲げされている。第2折曲部13uでは長手方向において凹Rとなる第3曲面部13hが折り曲げされ、第3曲面部13hに対して前記第2折曲部13uと同方向を向く円弧状の第5折曲部13vにより長手方向において凸Rとなる第4曲面部13gが折り曲げされている。又、第4曲面部13gに対して第5折曲部13vと同方向を向く円弧状の第6折曲部13wにより前記第2側端が折り曲げされている。
【0085】
この結果、本実施形態のフロントピラー構成部材13は、一枚の金属板により構成されて長手方向に凸R及び凹Rとなる曲面を有しているにもかかわらず、伸び及び縮みを抑制した閉断面構造を有することができる。
【0086】
(2) 本実施形態のフロントピラー構成部材13では、第1側端、及び第2側端がそれぞれ第3フランジ部13a(フランジ部)、第4フランジ部13f(フランジ部)を有し、両フランジ部が互いに連結されていることにより、フランジ部同士で連結を容易に行うことができる。
【0087】
(3) 本実施形態のフロントピラー構成部材13の製造方法は、第1工程では、金属板の長手方向に延びる直線を中心線(基準線O)として該中心線を谷折りし、かつ、中心線を挟んで互いに反対方向に向くとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1折曲部13q及び第2折曲部13uでは谷折りする。又、第1工程では、さらに、第1折曲部13q及び第2折曲部13uよりも内側にそれぞれ位置するとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第7折曲部13n(第1内側折曲部)及び第8折曲部13p(第2内側折曲部)では山折りする。
【0088】
第2工程では、第1折曲部13q及び第2折曲部13uよりも外側にそれぞれ位置するとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第3折曲部13r(第1外側折曲部)及び第5折曲部13v(第2外側折曲部)で中心線(基準線O)から遠位に位置する一対の側片52,54を山折りする。
【0089】
第3工程では、一対の側片52,54をさらに、互いに接近する方向に折り曲げする。
第4工程では、第7折曲部13n(第1内側折曲部)及び第8折曲部13p(第2内側折曲部)間の谷折りされた部位(接続領域N)を押圧することにより前記谷折りを解消するとともに前記長手方向の中央部に行くほど、膨出量が増加する膨出部80を形成して膨出部80の外面を凹面に形成し、かつ、一対の側片52,54同士を当接させる。
【0090】
この結果、本実施形態によれば、一枚の金属板により構成されて長手方向に凸R及び凹Rとなる曲面をそれぞれ有しているにもかかわらず、伸び及び縮みを抑制した閉断面構造を有するフロントピラー構成部材13を容易に得ることができる。
【0091】
(4) 本実施形態のフロントピラー構成部材13の製造方法は、第2工程において、一対の側片52,54にそれぞれ第3フランジ部13a(フランジ部)、第4フランジ部13f(フランジ部)を折り曲げ形成し、第4工程において、第3フランジ部13a、第4フランジ部13fを合掌状に当接させる。
【0092】
この結果、本実施形態によれば、フランジ部同士を合掌状に当接されたフロントピラー構成部材13を容易に得ることができる。
(5) 本実施形態では、フロントピラー構成部材13を使用したフロントピラーの構造は、第3フランジ部13a,第4フランジ部13fをピラーアウタパネル11の前後方向の中間部と相対するように配置し、第2曲面部13bを前方に向けて、ウインドシールドガラス17を支持する支持面としている。このため、フロントピラー10の前後方向の長さを短くでき、すなわち、細幅化でき、この結果、運転者からのフロントピラーを介しての車外の視界を良好にして悪化させることがない。
【0093】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のようにすることも可能である。
・ 前記実施形態では、車両部品としてフロントピラー構成部材13に具体化したが、他の車両部品に具体化することも可能である。例えば、ルーフパネルを支えるフロントヘッダ、或いはリアヘッダに具体化してもよい。
【0094】
・ 前記実施形態では、第1側端が第1連結部13jと第3フランジ部13aとにより構成され、第2側端が第2連結部13mと第4フランジ部13fとにより構成されている。この代わりに、図3(b)に示す形状に変更してもよい。すなわち、図3(b)では、前記実施形態の構成中、第1連結部13j、第4折曲部13sが省略されて、第1側端を第3フランジ部13aのみで構成している。又、第2連結部13m、第6折曲部13wが省略されて、第2側端を第4フランジ部13fのみで構成している。このような構成であっても、フロントピラー構成部材13として採用できる。もちろん、フロントヘッダ、リアヘッダ等の他の車両部材として採用できる。
【0095】
・ 又、図3(c)に示す形状に変更してもよい。すなわち、図3(c)では、前記実施形態の構成中、第3フランジ部13a、第9折曲部13t、第4フランジ部13f及び第10折曲部13xが省略されている。
【0096】
そして、この実施形態では、第1側端を第1連結部13jで構成し、第2側端を第2連結部13mで構成し、第1側端、第2側端の互いに端面で当接した状態で、例えばアーク溶接等により連結されている。このような構成であっても、フロントピラー構成部材13として採用できるとともに、フロントヘッダ、リアヘッダ等の他の車両部材としても採用できる。なお、第1側端と第2側端の構成は、図3(a)〜(c)の構成に限定するものではない。
【0097】
・ 前記実施形態の製造方法は、フロントピラー構成部材13の製造方法としたが、フロントヘッダ、リアヘッダ等の他の車両部材の製造方法に具体化することも可能である。
・ 前記実施形態の製造方法では、第1工程と第2工程とを順次行うようにしたが、金属板400の材質によっては、第1工程と第2工程とを同時に行うようにしてもよい。この場合、図7(a)〜(c)において、KA1a〜KA1cが一体化した上金型を容易すればよい。この場合、前記実施形態の第1工程と第2工程が、第1段階となり、第3工程が、第2段階となり、第4工程が、第3段階となる。このような製造方法においても、フロントピラー構成部材13、フロントヘッダ、リアヘッダ等の他の車両部材の製造方法として採用できる。
【符号の説明】
【0098】
13…フロントピラー構成部材、13a…第3フランジ部、13b…第2曲面部、
13c…第1曲面部、13d…第5曲面部、13e…第7曲面部、
13f…第4フランジ部、13g…第4曲面部、13h…第3曲面部、
13i…第6曲面部、13j…第1連結部、13m…第2連結部、
13n…第7折曲部(第1内側折曲部)、13p…第8折曲部(第2内側折曲部)、
13q…第1折曲部、13r…第3折曲部(第1外側折曲部)、
13s…第4折曲部、13t…第9折曲部、13u…第2折曲部、
13v…第5折曲部(第2外側折曲部)、13w…第6折曲部、
13x…第10折曲部、80…膨出部。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一枚の金属板が短手方向において膨出部を挟んで折り曲げされるとともに、短手方向にそれぞれ位置する第1側端及び第2側端が互いに連結されて閉断面構造を有する車両部品であって、
前記膨出部の短手方向に位置する両側縁は互いに反対方向に向くとともに、長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1折曲部及び第2折曲部を有し、第1折曲部では長手方向において凹Rとなる第1曲面部が折り曲げされ、第1曲面部に対して前記第1折曲部と同方向を向く円弧状の第3折曲部により長手方向において凸Rとなる第2曲面部が折り曲げされ、第2曲面部に対して第3折曲部と同方向を向く円弧状の第4折曲部により前記第1側端が折り曲げされ、前記第2折曲部では長手方向において凹Rとなる第3曲面部が折り曲げされ、第3曲面部に対して前記第2折曲部と同方向を向く円弧状の第5折曲部により長手方向において凸Rとなる第4曲面部が折り曲げされ、第4曲面部に対して第5折曲部と同方向を向く円弧状の第6折曲部により前記第2側端が折り曲げされていることを特徴とする閉断面構造を有する車両部品。
【請求項2】
前記第1側端、及び第2側端がそれぞれフランジ部を有し、両フランジ部が互いに連結されていることを特徴とする請求項1に記載の閉断面構造を有する車両部品。
【請求項3】
車両部品がフロントピラーに使用されるものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の閉断面構造を有する車両部品。
【請求項4】
金属板の長手方向に延びる直線を中心線として該中心線を谷折りし、かつ、前記中心線を挟んで互いに反対方向に向くとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1及び第2折曲部では谷折りし、さらに、前記第1及び第2折曲部よりも内側にそれぞれ位置するとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1及び第2内側折曲部では山折りする第1工程と、
前記第1折曲部及び第2折曲部よりも外側にそれぞれ位置するとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1及び第2外側折曲部で前記中心線から遠位に位置する一対の側片を山折りする第2工程と、
前記一対の側片をさらに、互いに接近する方向に折り曲げする第3工程と、
前記第1、及び第2内側折曲部間の谷折りされた部位を押圧することにより前記谷折りを解消するとともに前記長手方向の中央部に行くほど、第1折曲部及び第2折曲部からの膨出量が増加する膨出部を形成して前記膨出部の外面を凹面に形成し、かつ、前記一対の側片同士を当接させる第4工程を含む閉断面構造を有する車両部品の製造方法。
【請求項5】
前記第2工程において、前記一対の側片にそれぞれフランジ部を折り曲げ形成し、
前記第4工程において、前記一対の側片のフランジ部同士を合掌状に当接させることを特徴とする請求項4に記載の閉断面構造を有する車両部品の製造方法。
【請求項6】
前記車両部品がフロントピラーに使用されるものであることを特徴とする請求項4又は至請求項5に記載の閉断面構造を有する車両部品の製造方法。
【請求項7】
金属板の長手方向に延びる直線を中心線として該中心線を谷折りし、かつ、前記中心線を挟んで互いに反対方向に向くとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1及び第2折曲部では谷折りし、さらに、前記第1及び第2折曲部よりも内側にそれぞれ位置するとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1及び第2内側折曲部では山折りし、前記第1及び第2折曲部よりも外側にそれぞれ位置するとともに長手方向の両端に行くほど互いに狭くなる円弧状の第1及び第2外側折曲部で前記中心線から遠位に位置する一対の側片を山折りする第1段階と、
前記一対の側片をさらに、互いに接近する方向に折り曲げする第2段階と、
前記第1、及び第2内側折曲部間の谷折りされた部位を押圧することにより前記谷折りを解消するとともに前記長手方向の中央部に行くほど、膨出量が増加する膨出部を形成して前記膨出部の外面を凹面に形成し、かつ、前記一対の側片同士を当接させる第3段階を含む閉断面構造を有する車両部品の製造方法。
【請求項8】
前記第1段階において、前記一対の側片にそれぞれフランジを折り曲げ形成し、
前記第2段階において、前記一対の側片のフランジ同士を合掌状に当接させることを特徴とする請求項7に記載の閉断面構造を有する車両部品の製造方法。
【請求項9】
前記車両部品がフロントピラーに使用されるものであることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の閉断面構造を有する車両部品の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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