车体骨架部件的接头构造、车体骨架部件及该车体骨架部件的制造方法与流程

1.本发明涉及将一张金属板(metal sheet)进行弯曲加工(bending)而成的车体骨架部件(automotive structural parts)的接头构造(joint structure)、车体骨架部件及车体骨架部件的制造方法，尤其是涉及在与其他的车体骨架部件交叉的方向上与其他的车体骨架部件接合的车体骨架部件的接头构造、车体骨架部件及车体骨架部件的制造方法。


背景技术：

2.汽车(automobile)等的车辆(vehicle)所使用的部件中，有覆盖车辆的外侧的面板部件(panel parts)、承担车辆的刚性(stiffness)或在碰撞(collision)时用于保护乘员的强度的车体骨架部件等。车体骨架部件大多是沿着车辆前后方向配置的下纵梁(side sills)、中央通道(center tunnel)等、以及沿着车辆左右方向配置的横梁(cross member)等，通过将它们在相互交叉的方向上接合(join)来构成车辆构造。因此，不仅车体骨架部件单体，而且车体骨架部件彼此接合的接头构造的刚性和强度也是重要的性能。
3.车体骨架部件中，下纵梁和横梁具有在来自车辆侧面的碰撞时承受载荷(load)的作用。因此，例如如专利文献1中公开的汽车的底板部(floor part)车体构造那样，在横梁的长度方向的端部形成有安装凸缘(mounting flange)，该安装凸缘通过焊接(welding)等与下纵梁接合。
4.专利文献1所公开的技术中的安装凸缘如图15所示的在具备顶板部(top portion)83和一对纵壁部(side wall portion)85而成的槽形状部(groove portion)87的端部设置有凸缘部(flange portion)89的接头构造81那样，相当于设置有将从顶板部83延伸的顶板凸缘部(flange portion adjacent to top)89a和从纵壁部85延伸的纵壁凸缘部(flange portion adjacent to side wall)89b连接的耳部(corner portion at continuous flange)89c的构造。
5.在此，在由一张金属板通过冲压成形(press forming)制造接头构造81的过程中，耳部89c是受到拉伸凸缘变形(stretch flanging deformation)的部位。因此，为了不产生裂纹(fracture)而形成耳部89c，需要使用延展性(ductility)优异的金属板。
6.近年来，为了提高车辆碰撞(automotive collision)时的安全性，横梁等的车体骨架部件中大多使用高强度钢板(high
‑
strength steel sheet)。但是，高强度钢板存在缺乏延展性的倾向，因此要求在车体骨架部件的制造工序中不进行延伸而仅通过弯曲加工来制造。
7.因此，在专利文献2及专利文献3中，公开了为了防止因拉伸凸缘变形产生的裂纹而在相当于耳部的部位设置有开口部或切口的接头部构造或与接头构造相关的技术。
8.另外，作为提高碰撞时的部件强度的对策，在专利文献4及专利文献5中，公开了与在顶板部与纵壁部之间设置有重合金属板的一部分而成的部位的部件相关的技术。
9.现有技术文献
10.专利文献
11.专利文献1：日本特开平11
‑
291953号公报
12.专利文献2：日本特开2014
‑
8508号公报
13.专利文献3：日本专利5382271号公报
14.专利文献4：日本专利5835768号公报
15.专利文献5：wo2018/012603号公报


技术实现要素：

16.发明所要解决的课题
17.专利文献2及专利文献3中公开的技术能够使用高强度钢板来制作接头，但存在为了防止裂纹而设有孔、切口的部位的刚性大幅下降这样的问题。这是因为，在接头部施加有外力时，力集中作用于刚性低的部位。
18.而且，专利文献4及专利文献5中公开的技术对于提高在长度方向上输入碰撞载荷(collision load)时的强度是有效的。但是，在为了与其他部件、车体骨架部件接合而在端部形成凸缘部时，使顶板部与纵壁部之间的金属板重合而成的部位成为障碍。没有在重合了金属板的部件或部件的长度方向端部设置有用于与其他部件或车体骨架部件接合的凸缘部的接头构造、制造该接头构造的方法。
19.本发明是为了解决上述的课题而完成的，目的在于提供对1张金属板进行弯曲加工而成的、仅通过弯曲加工而具有沿着车体骨架部件的长度方向的端部的端边连续的形状的凸缘部的车体骨架部件的接头构造、车体骨架部件及车体骨架部件的制造方法。
20.此外，在本发明中，所谓金属板，是指由热轧钢板(hot
‑
rolled steel sheet)、冷轧钢板(cold
‑
rolled steel sheet)、不锈钢钢板(stainless steel sheet)、铝板(aluminum sheet)、钛板(titanium sheet)、镁板(magnesium sheet)等各种金属类构成的单板(single sheet)，也包括在这些金属板的表面实施了镀锌(zinc coating)或有机被膜(organic coating)的单板。而且，在本发明中，所谓车体骨架部件，包括相对于下纵梁或车顶侧轨(roof side rail)在交叉的方向上接合的横梁、a柱(pillar)、b柱等，只要是相对于其他的车体骨架部件在交叉的方向上接合的车体骨架部件即可。另外，本发明中作为对象的车体骨架部件只要包括顶板部和一对纵壁部而具有槽形状部即可，可以是截面
コ
字形状(u
‑
shaped cross section)或者截面帽子形状(hat
‑
shaped cross section)中的任一种。
21.用于解决课题的技术方案
22.本发明涉及的车体骨架部件的接头构造通过对一张金属板进行弯曲加工而成，具备包含顶板部和一对纵壁部的槽形状部，设置于一个车体骨架部件的长度方向的端部而将该一个车体骨架部件在与其他的车体骨架部件交叉的方向上与其他的车体骨架部件接合，其中，所述车体骨架部件的接头构造具有：一对纵肋部，以从所述顶板部的两侧端向上方立起的方式形成；及向外的凸缘部，以从所述槽形状部的与其他的车体骨架部件接合的端部侧的3个端边向外方延伸且沿着该3个端边连续的方式形成，所述纵肋部由从所述顶板部的侧端向上方弯折而延伸的所述金属板的一部分和从所述纵壁部的上端向上方延伸的所述金属板的一部分重叠而成，所述凸缘部由从所述纵壁部向外侧方弯折而延伸的所述金属板的一部分、从所述顶板部向上方弯折而延伸的所述金属板的一部分、从所述纵肋部向外侧
方弯折而延伸的所述金属板的一部分构成。
23.优选地，所述凸缘部的从所述纵肋部中的所述顶板部侧延伸的所述金属板的一部分被切除。
24.本发明涉及的车体骨架部件通过对一张金属板进行弯曲加工而成，具备包含顶板部和一对纵壁部的槽形状部，将该槽形状部的长度方向的端部在与其他的车体骨架部件交叉的方向上与所述其他的车体骨架部件接合，其中，所述车体骨架部件具有：一对纵肋部，以从所述顶板部的两侧端向上方立起的方式遍及长度方向的全长而形成；及向外的凸缘部，以从所述槽形状部的与所述其他的车体骨架部件接合的端部侧的3个端边向外方延伸且沿着该3个端边连续的方式形成，所述纵肋部由从所述顶板部的侧端向上方弯折而延伸的所述金属板的一部分和从所述纵壁部的上端向上方延伸的金属板的一部分重叠而成，所述凸缘部由从所述顶板部向上方弯折而延伸的所述金属板的一部分、从所述纵壁部向外侧方弯折而延伸的所述金属板的一部分、从所述纵肋部向外侧方弯折而延伸的所述金属板的一部分构成。
25.优选地，所述凸缘部的从所述纵肋部中的所述顶板部侧延伸的所述金属板的一部分被切除。
26.本发明涉及的车体骨架部件的制造方法将一张金属板进行弯曲加工而制造本发明涉及的车体骨架部件，其中，所述车体骨架部件的制造方法包括：第一弯曲工序，使用夹持所述金属板的冲头(punch)及垫板(pad)和配置于该冲头及垫板的两侧且能够向该冲头及垫板侧移动的一对第一凸轮(cam)，在由所述冲头及垫板夹持与所述车体骨架部件的顶板部相当的所述金属板的一部分的状态下，使所述第一凸轮向所述冲头及垫板侧移动而将与所述车体骨架部件的纵肋部相当的所述金属板的一部分折叠，从而将所述金属板弯曲加工成形成有所述顶板部、所述纵壁部及所述纵肋部的中间品(intermediate product)；及第二弯曲工序，进而使用配置于所述冲头及垫板的与所述其他的车体骨架部件接合的端部侧且能够向该冲头及垫板侧移动的第二凸轮，在由所述冲头及垫板夹持所述中间品的所述顶板部并且由所述冲头及垫板和第一凸轮夹持所述中间品的所述纵壁部及所述纵肋部的状态下，使所述第二凸轮向所述冲头及垫板侧移动而将与所述车体骨架部件的凸缘部相当的所述金属板的一部分弯折，从而弯曲加工成所述车体骨架部件，在该第二弯曲工序中，在所述槽形状部的与所述其他的车体骨架部件接合的端部侧，将从所述顶板部延伸的所述金属板的一部分向上方弯折而形成顶板凸缘部，将从所述纵壁部延伸的所述金属板的一部分向外侧方弯折而形成纵壁凸缘部，将从所述纵肋部延伸的所述金属板的一部分折叠而形成纵肋凸缘部。
27.优选地，所述车体骨架部件的制造方法在所述第一弯曲工序之前包括预弯曲工序(pre
‑
bending process)，在所述预弯曲工序中，对与所述车体骨架部件的顶板部、纵壁部、纵肋部及凸缘部相当的所述金属板的一部分的各边界赋予凸折或凹折的折线(folding line)。
28.优选地，所述车体骨架部件的制造方法在所述第一弯曲工序之前包括将从所述纵肋部中的所述顶板部侧延伸的所述金属板的一部分切除的工序。
29.发明效果
30.根据本发明，仅通过1张金属板的弯曲加工，具有沿着与其他的车体骨架部件接合
的端部侧的端边连续形成的凸缘部，由此能够提高与其他的车体骨架部件的接头部的刚性，并且能够应用延展性低的高强度的金属板。而且，通过在顶板部与纵壁部之间具有将金属板折叠而形成的纵肋部，能够提高对于沿轴向输入的载荷的强度、对于3点弯曲变形(3
‑
point bending deformation)的强度。
附图说明
31.图1是表示本发明的实施方式1涉及的车体骨架部件的接头构造的图。
32.图2是例示将本发明的实施方式1涉及的车体骨架部件的接头构造和该接头构造上的其他的车体骨架部件接合的点焊点(spot welding point)的图。
33.图3是表示本发明的实施方式1涉及的车体骨架部件的接头构造的凸缘部的金属板的折叠(overlapping)的图((a)是俯视图，(b)是立体图)。
34.图4是表示本发明的实施方式2涉及的车体骨架部件的图。
35.图5是表示本发明的实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法中的预弯曲工序的图((a)是预弯曲工序开始前，(b)是预弯曲工序结束时，(c)是预弯曲加工品)。
36.图6是表示在本发明的实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法中的预弯曲工序中对金属板赋予的折线的图(实线：凸折线，虚线：凹折线)。
37.图7是表示本发明的实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法中的第一弯曲工序的图((a)是第一弯曲工序开始前，(b)是第一弯曲工序结束时，(c)是中间品)(其1)。
38.图8是表示本发明的实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法中的第一弯曲工序的图((a)是第一弯曲工序开始前，(b)是第一弯曲工序结束时，(c)是中间品)(其2)。
39.图9是表示本发明的实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法中的第二弯曲工序的图((a)是第一弯曲工序开始前，(b)是第二弯曲工序开始前，(c)是第二弯曲工序结束时，(d)是作为目标的车体骨架部件的端部)(其1)。
40.图10是表示本发明的实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法中的第二弯曲工序的图((a)是第一弯曲工序开始前，(b)是第二弯曲工序开始前，(c)是第二弯曲工序结束时，(d)是作为目标的车体骨架部件的端部)(其2)。
41.图11是表示实施例1涉及的扭转试验(torsion test)中使用的试验体和该扭转试验中施加扭转转矩的方向的图。
42.图12是表示在实施例1涉及的扭转试验中得到的扭转角度的变化率的结果的图。
43.图13是表示实施例2涉及的轴压坏试验(axial crush test)中使用的试验体(specimen)和该轴压坏试验中施加载荷而使其轴压坏的方向的图。
44.图14是表示在实施例2涉及的轴压坏试验中得到的碰撞吸收能量(collision absorption energy)的变化率的结果的图。
45.图15是例示现有的车体骨架部件的接头构造与该接头构造中的其他的车体骨架部件的点焊点的位置的图。
46.图16是例示具有现有的车体骨架部件的接头构造的部件的制造中使用的金属板的形状的图。
具体实施方式
47.如图15所例示的那样，现有的车体骨架部件的接头构造81包括具备顶板部83和一对纵壁部85而成的槽形状部87，在一个车体骨架部件的端部侧形成有从顶板部83延伸的顶板凸缘部89a和从纵壁部85延伸的纵壁凸缘部89b。
48.为了提高通过这样的接头构造81与其他的车体骨架部件接合时的刚性，使顶板凸缘部89a和纵壁凸缘部89b成为沿着槽形状部87的3个端边经由耳部89c连续的形状是有效的。但是，以成为顶板凸缘部89a和纵壁凸缘部89b经由耳部89c连续地相连的形状的方式，通过冲压成形对一张金属板进行制作时，由于耳部89c是受到拉伸凸缘变形的部位，因此在使用高强度钢板那样延展性低的金属板的情况下，会在耳部89c产生裂纹。
49.因此，在使用高强度的金属板的情况下，例如，如图16所示，不得不使用在相当于顶板凸缘部89a的顶板凸缘相当部(portion corresponding to flange adjacent to top)97a与相当于纵壁凸缘部89b的纵壁凸缘相当部(portion corresponding to flange adjacent to side wall)97b之间设置有切口99的金属板91，以使顶板相当部(portion corresponding to top)93与纵壁相当部(portion corresponding to side wall)95的边界、顶板相当部93与顶板凸缘相当部97a的边界、以及纵壁相当部95与纵壁凸缘相当部97b的边界成为凸折(mountain fold)或凹折(valley fold)的方式进行弯曲加工，从而制作顶板凸缘部89a与纵壁凸缘部89b不连续的接头构造81。
50.本发明者为了解决这样的课题而进行了深入研究。在此，着眼于由于在形成向外的凸缘部的过程中产生裂纹的部位(耳部89c)成为从顶板部83与纵壁部85之间的棱线(ridgeline)向外侧拉伸材料的拉伸凸缘变形，所以为了防止裂纹，只要首先使材料朝向顶板部83与纵壁部85之间的棱线向内侧靠近，接着，为了使向内侧靠近而剩余的材料逸出而向外弯折即可这一点。
51.然后，对用于具体地实现的方法进行进一步研究的结果是，想到了在顶板部与纵壁部之间设置将金属板折叠而成的纵肋部(vertical rib portion)，通过将与其他的车体骨架部件接合的端部侧的该纵肋部向外侧方折叠，就能够得到仅通过弯曲加工而具有顶板凸缘部与纵壁凸缘部连续形成的凸缘部的接头构造。
52.以下，基于图1～图10对本发明的实施方式1至3进行说明。此外，在本说明书中，对顶板部位于一对纵壁部的上方的情况进行说明，但本技术发明的顶板部与一对纵壁部的位置不限定于此。因此，本技术发明中的“上方”是表示基于顶板部与纵壁部的位置关系的顶板部侧的相对的方向，并不表示绝对的方向。
53.[实施方式1]
[0054]
如图1所示，本发明的实施方式1涉及的车体骨架部件的接头构造1(以下，简称为“接头构造1”。)通过对一张金属板进行弯曲加工而成，设置于一个车体骨架部件110的长度方向的端部，将一个车体骨架部件110在与其他的车体骨架部件120交叉的方向上与其他的车体骨架部件120接合。接头构造1具备包含顶板部3和一对纵壁部5的槽形状部7，具有：一对纵肋部9，以从顶板部3的两侧端3b向上方立起的方式形成；及向外的凸缘部11，以从槽形状部7的与其他的车体骨架部件接合的端部侧的3个端边(顶板部3的端边3a和一对纵壁部5的端边5a)向外方延伸且沿着该3个端边连续的方式形成。
[0055]
如图1所示，在纵肋部9中，为从顶板部3的侧端3b向上方弯折而延伸的金属板的一
部分即顶板侧纵肋部9a和从纵壁部5的上端5b向上方延伸的金属板的一部分即纵壁侧纵肋部9b重叠而成。
[0056]
如图1及图2所示，凸缘部11由从顶板部3的端边3a向上方弯折而延伸的金属板的一部分即顶板凸缘部11a、从纵壁部5的端边5a向外侧方弯折而延伸的金属板的一部分即纵壁凸缘部11b、从纵肋部9向外侧方弯折而延伸的金属板的一部分即纵肋凸缘部(vertical rib flange portion)11c构成。
[0057]
在此，如图3所示，部位11c1的内侧端与顶板凸缘部11a连续。另外，部位11c3的下端与纵壁凸缘部11b连续。
[0058]
而且，在纵肋凸缘部11c中，从顶板侧纵肋部(vertical rib portion on top portion side)9a延伸而折叠的部位11c1及11c2和从纵壁侧纵肋部(vertical rib portion on side
‑
wall portionside)9b延伸的部位11c3三层折叠而成。由此，在对一张金属板进行弯曲加工而成的凸缘部11中，顶板凸缘部11a和纵壁凸缘部11b经由纵肋凸缘部11c连续地形成。
[0059]
因此，本实施方式涉及的接头构造1在图1例示的车体骨架部件110与车体骨架部件120的接合中，例如如图2所示，能够在顶板凸缘部11a、纵壁凸缘部11b及纵肋凸缘部11c分别设定点焊点。因此，由于能够在成为顶板凸缘部11a的外侧方的纵肋凸缘部11c设定点焊点，所以与图15所示的现有的接头构造81相比，能够提高图1所示的车体骨架部件110与车体骨架部件120的接头部100的刚性。
[0060]
而且，本实施方式涉及的接头构造1的顶板凸缘部11a、纵壁凸缘部11b、纵肋凸缘部11c是仅通过弯曲加工而将一张金属板弯折形成的，并不是如上述图15的现有的接头构造81的连接顶板凸缘部89a和纵壁凸缘部89b的耳部89c那样通过拉伸凸缘变形而形成的。因此，在接头构造1中，能够应用延展性低的高强度钢板，能够提高图1所示的车体骨架部件110与车体骨架部件120的接头部100的强度。
[0061]
此外，纵肋部9的肋高度h(参照图1)没有特别限定，但肋高度越高，越能够扩大连接顶板凸缘部11a和纵壁凸缘部11b的纵肋凸缘部11c的面积，进而能够扩大凸缘部11整体的面积，是优选的。特别是，当将肋高度设为5mm以上时，由于容易得到用于与其他的车体骨架部件120进行电阻点焊的面积，因而优选。
[0062]
另外，在本实施方式1涉及的接头构造1中，与车体骨架部件的接合不限于点焊，也可以是使用螺栓(bolt)和螺母(nut)的机械接合(mechanical joining)、利用粘接剂(adhesive)的接合、利用激光焊接(laser welding)或电弧焊接(arc welding)这样的其他焊接的接合等任意的方法。不过，由于通过电阻点焊(resistance spot welding)接合凸缘部11的多个位置的方法是短时间且廉价的，因此优选。其次，通过激光焊接或电弧焊接进行接合的方法也是优选的。
[0063]
而且，纵肋凸缘部11c优选将图3所示的折叠重合的金属板(部位11c1、11c2及11c3)全部与车体骨架部件120接合，但也可以至少仅将与车体骨架部件120抵接的部位11c1与车体骨架部件120接合。
[0064]
另外，纵肋凸缘部11c的部位11c1、部位11c2及部位11c3优选相互紧贴，但也可以不紧贴。
[0065]
此外，当金属板(部位11c1、部位11c2及部位11c3)在纵肋凸缘部11c中三层重合
时，有可能发生点焊的熔核(nugget)重合而难以在所有的金属板生成这样的问题。在想要避免这样的问题的情况下，本发明涉及的接头构造也可以以成为将部位11c2切除的结构或设置有孔(开口部)的结构的方式，将相当于部位11c2的金属板的一部分切除。这样，即使是将部位11c2切除的结构或设置有孔的结构，通过使部位11c1及部位11c3与其他的车体骨架部件接合，也能够抑制切除的部位11c2的周边的变形，并且通过使部位11c1与部位11c3重叠，能够提高接头部100(参照图1)的刚性。
[0066]
另外，用于本实施方式涉及的接头构造1的金属板的板厚(thickness)没有限定，优选地，为0.4mm～6.0mm的范围，更优选地，为0.6mm～4.0mm的范围。当板厚比0.4mm薄时，由于接头构造1自身的刚性低，因此通过本发明涉及的接头构造，提高车体骨架部件彼此接合的接头部的刚性的益处少。另外，当板厚比6.0mm厚时，纵肋凸缘部的弯折加工所需的载荷变高，因此用一般的冲压机(press machine)的能力难以加工。
[0067]
[实施方式2]
[0068]
如图4所示，具有本发明的实施方式2涉及的接头构造的车体骨架部件21通过对一张金属板进行弯曲加工而成，具备包含顶板部23和一对纵壁部25的槽形状部27，将槽形状部27的长度方向的端部在与其他的车体骨架部件120交叉的方向上与其他的车体骨架部件120接合。车体骨架部件21具有：一对纵肋部29，以从顶板部23的两侧端23b向上方立起的方式遍及长度方向的全长而形成；及向外的凸缘部31，以从槽形状部27的与其他的车体骨架部件120接合的端部侧的3个端边(顶板部23的端边23a、一对纵壁部25的端边25a)向外方延伸且沿着该3个端边连续的方式形成。
[0069]
如图4所示，在纵肋部29中，为从顶板部23的侧端23b向上方弯折而延伸的金属板的一部分即顶板侧纵肋部29a和从纵壁部25的上端25b向上方延伸的金属板的一部分即纵壁侧纵肋部29b重叠而成。
[0070]
如图4所示，凸缘部31由从顶板部23的端边23a向上方弯折而延伸的金属板的一部分即顶板凸缘部31a、从纵壁部25的端边25a向外侧方弯折而延伸的金属板的一部分即纵壁凸缘部31b、从纵肋部29向外侧方弯折而延伸的金属板的一部分即纵肋凸缘部31c构成。
[0071]
而且，在纵肋凸缘部31c中，与上述的实施方式1涉及的接头构造1同样地，由从顶板侧纵肋部29a延伸而折叠的金属板的一部分(相当于图3中的部位11c1及部位11c2)和从纵壁侧纵肋部29b延伸的金属板的一部分(相当于图3中的部位11c3)，金属板三层折叠而成。
[0072]
本实施方式2涉及的车体骨架部件21与上述的实施方式1涉及的接头构造1同样地，凸缘部31沿着槽形状部27的长度方向的端部侧的3个端边(端边25a、端边23a及端边25a)连续形成。因此，能够通过设定在比顶板凸缘部31a靠外侧方的点焊点与其他的车体骨架部件120接合。由此，能够提高与其他的车体骨架部件120接合时的接头部105的刚性。另外，由于车体骨架部件21仅通过一张金属板的弯曲加工形成，因此能够应用延展性低的高强度钢板，能够提高与其他的车体骨架部件120接合而成的接头部105的强度。
[0073]
而且，车体骨架部件21在顶板部23与纵壁部25之间遍及长度方向的全长而形成有纵肋部29。因此，能够提高相对于沿车体骨架部件21的长度方向输入的碰撞载荷的轴压坏强度(axial crush strength)。
[0074]
在此，车体骨架部件21的纵肋部29的肋高度h没有特别限定，肋高度越高，越能够
扩大连接顶板凸缘部31a与纵壁凸缘部31b的纵肋凸缘部31c的面积，进而能够扩大凸缘部31整体的面积，从而提高接合的强度，是优选的。特别是，通过将肋高度设为5mm以上，由于容易得到用于与其他的车体骨架部件120电阻点焊的面积，因而优选。
[0075]
此外，本实施方式2涉及的车体骨架部件21与其他的车体骨架部件120的接合不限于利用点焊的接合，也可以是使用螺栓和螺母的机械接合、利用粘接剂的接合、利用焊接的接合等任意的方法。不过，由于利用凸缘部的多个位置或电阻点焊进行接合的方法是短时间且廉价的，因而优选。其次，通过激光焊接或电弧焊接进行接合的方法也是优选的。
[0076]
纵肋凸缘部31c优选使重合的金属板(相当于图3中的部位11c1、部位11c2及部位11c3)的全部与其他的车体骨架部件120接合，但只要至少使与其他的车体骨架部件120抵接的金属板的一部分(相当于图3中的部位11c1)接合即可。
[0077]
另外，优选在纵肋凸缘部31c中金属板折叠的部位(相当于图3中的部位11c1、部位11c2及部位11c3)相互紧贴，但也可以不紧贴。
[0078]
而且，在纵肋凸缘部31c中，当金属板具有三层折叠的部位时，有可能发生难以在重合的所有金属板上生成点焊的熔核这样的问题。在想要避免这样的问题的情况下，本发明涉及的车体骨架部件也可以以成为在纵肋凸缘部31c中切除了三层折叠的金属板的一部分(相当于图3中的部位11c2)的结构或设置有孔(开口部)的结构的方式切除该金属板的一部分。
[0079]
这样，即使切除了纵肋凸缘部31c的一部分(相当于图3所示的部位11c2的部位)的结构或设置有孔的结构，通过使纵肋凸缘部31c上的其他金属板的一部分(相当于图3中的部位11c1及部位11c3)与其他的车体骨架部件120接合，也能够抑制切除的金属板的一部分周边的变形，并通过将剩余的金属板的一部分折叠而提高刚性。
[0080]
另外，用于本实施方式涉及的车体骨架部件21的金属板的板厚没有限定，但优选地，为0.4mm～6.0mm的范围，更优选地，为0.6mm～4.0mm的范围。当板厚比0.4mm薄时，由于车体骨架部件21自身的刚性低，因此提高本发明涉及的车体骨架部件21与其他的车体骨架部件120接合而成的接头部105的刚性的益处少。另外，当板厚比6.0mm厚时，由于纵肋凸缘部11c的弯曲加工所需的载荷变高，因此以一般的冲压机的能力难以加工。
[0081]
[实施方式3]
[0082]
＜车体骨架部件的接头构造的制造方法＞
[0083]
接着，对本发明的实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法进行说明。本实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法对1张金属板进行弯曲加工来制造图4中作为一例示出的车体骨架部件21，包括预弯曲工序、第一弯曲工序、第二弯曲工序。以下，基于图5～图10，对上述各工序进行说明。此外，图5～图10仅图示车体骨架部件21中与其他的车体骨架部件120接合的端部侧，为了方便而省略槽形状部27。
[0084]
《预弯曲工序》
[0085]
如在图5及图6中作为一例所示的那样，预弯曲工序是使用上模具41和下模具43，对金属板45赋予凸折(图6中的实线)和凹折(图6中的虚线)的折线并形成预弯曲加工品51的工序。
[0086]
如图5的(c)及图6所示，预弯曲加工品51具有相当于车体骨架部件21(参照图4)的顶板部23的顶板相当部53、相当于纵壁部25的纵壁相当部55、相当于纵肋部29的纵肋相当
部57、相当于凸缘部31的凸缘相当部59。
[0087]
如图6所示，纵肋相当部57具有从顶板相当部53延伸的顶板侧纵肋相当部57a和从纵壁相当部55延伸的纵壁侧纵肋相当部57b。而且，对顶板相当部53与顶板侧纵肋相当部57a的边界赋予凹折的折线，对顶板侧纵肋相当部57a与纵壁侧纵肋相当部57b的边界赋予凸折的折线。
[0088]
如图5的(c)及图6所示，凸缘相当部59具有从顶板相当部53延伸的顶板凸缘相当部59a、从纵壁相当部55延伸的纵壁凸缘相当部59b、从纵肋相当部57延伸的纵肋凸缘相当部59c及59d。此外，纵肋凸缘相当部59c是大致矩形状的区域，其3边分别与顶板侧纵肋相当部57a、顶板凸缘相当部59a、纵肋凸缘相当部59d连续。
[0089]
然后，对顶板相当部53与顶板凸缘相当部59a的边界及纵壁相当部55与纵壁凸缘相当部59b的边界，赋予凹折的折线。进而，对顶板侧纵肋相当部57a与纵肋凸缘相当部59c的边界、顶板凸缘相当部59a与纵肋凸缘相当部59c的边界、纵肋凸缘相当部59c与纵肋凸缘相当部59d的边界赋予凸折的折线。进而，如图6所示，纵肋凸缘相当部59c被赋予凹折的折线，被分割为与顶板凸缘相当部59a连续的部位59c1和与顶板侧纵肋相当部57a及纵肋凸缘相当部59d连续的部位59c2这两部分。
[0090]
《第一弯曲工序》
[0091]
如图7及图8所示，第一弯曲工序是如下工序，使用冲头61、垫板63、及一对第一凸轮65，在由冲头61和垫板63夹持在预弯曲工序形成的预弯曲加工品51的顶板相当部53的状态下，通过第一凸轮65和冲头61及垫板63将预弯曲加工品51的纵肋相当部57弯折，弯曲加工成具有顶板部23、纵壁部25及纵肋部29的中间品71。
[0092]
在第一弯曲工序中，沿着在预弯曲工序中赋予预弯曲加工品51的折线，将纵肋相当部57的顶板侧纵肋相当部57a和纵壁侧纵肋相当部57b折叠而形成纵肋部29。随着该纵肋部29的形成，从纵肋相当部57延伸的纵肋凸缘相当部59c和纵肋凸缘相当部59d被折叠。
[0093]
而且，在通过第一凸轮65和冲头61及垫板63夹入纵壁相当部55和纵肋相当部57的过程中，顶板凸缘相当部59a向上方弯折，纵壁凸缘相当部59b向外方弯折，部位59c2向部位59c1侧凹折(参照图8的(c)、图6)。
[0094]
但是，随着第一弯曲工序中的纵壁部25与纵肋部29的形成，即使顶板凸缘相当部59a和纵壁凸缘相当部59b向外方弯折，并且折叠的纵肋凸缘相当部59c与纵肋凸缘相当部59d一起向外方弯折，它们都没有达到图4所示的作为目标的车体骨架部件21的顶板凸缘部31a、纵壁凸缘部31b及纵肋凸缘部31c形成的状态。
[0095]
《第二弯曲工序》
[0096]
如图9及图10所示，第二弯曲工序是如下工序，进一步使用配置于冲头61及垫板63的与其他的车体骨架部件120(参照图4)接合的端部侧且能够向冲头61及垫板63侧移动的第二凸轮67，在由冲头61和垫板63夹持中间品71的顶板部23并且由冲头61及垫板63和第一凸轮65夹持中间品71的纵壁部25及纵肋部29的状态下，使第二凸轮67向冲头61及垫板63侧移动而将中间品71的凸缘相当部59弯折，从而形成凸缘部31。
[0097]
具体而言，如图10所示，通过使第二凸轮67向冲头61及垫板63侧移动，在中间品71的与其他的车体骨架部件120(参照图4)接合的端部侧，将从顶板部23延伸的金属板的一部分即顶板凸缘相当部59a向上方弯折而形成顶板凸缘部31a，将从纵壁部25延伸的金属板的
一部分即纵壁凸缘相当部59b向外侧方弯折而形成纵壁凸缘部31b，将从纵肋部29延伸的金属板的一部分即纵肋凸缘相当部59c沿着折线凹折而将部位59c1和部位59c2(参照图6)折叠，进而与纵肋凸缘相当部59d(参照图6)重合而形成纵肋凸缘部31c。
[0098]
由此，沿着槽形状部27的3个端边(端边25a、端边23a及端边25a，参照图4)，形成顶板凸缘部31a和纵壁凸缘部31b经由纵肋凸缘部31c连续的凸缘部31。
[0099]
根据本实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法，由于仅通过弯曲加工形成从顶板部23延伸的顶板凸缘部31a、从纵壁部25延伸的纵壁凸缘部31b、从纵肋部29延伸的纵肋凸缘部31c，所以能够防止如上述的现有的接头构造81(参照图15)中的连接顶板凸缘部89a和纵壁凸缘部89b的耳部89c那样由于拉伸凸缘变形而产生裂纹的情况。因此，根据本实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法，能够与强度无关地利用各种金属板。特别是，可以利用以缺乏延展性的拉伸强度(tensile strength)为590mpa级(mpa grade)以上的高强度钢板、980mpa级以上的超高强度钢板(ultra
‑
high strength steel sheet)、不锈钢板、铝板、镁板、钛板为主体的金属板。
[0100]
而且，根据本实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法，由于在顶板部23与纵壁部25之间形成将金属板折叠而成的纵肋部29，因此能够制造对相对于沿轴向输入的载荷的轴压坏强度、3点弯曲变形的强度优异的车体骨架部件21。
[0101]
此外，上述的说明是在第一弯曲工序之前，在预弯曲工序中形成对金属板45赋予了折线的预弯曲加工品51，通过在预弯曲工序中赋予折线，能够使后续的第一弯曲工序及第二弯曲工序中的弯曲加工中的弯折位置稳定。不过，本发明也可以不进行预弯曲工序，而在第一弯曲工序中对平板状的金属板直接进行弯曲加工而形成中间品71。
[0102]
另外，本发明涉及的车体骨架部件的制造方法由于在常温环境下的冲压成形(冷压成形(cold
‑
press forming))廉价，因此是优选的。但是，为了提高弯曲加工时的冲压载荷、作为目标的车体骨架部件的形状尺寸精度，也可以对金属板进行加热而进行冲压成形(热压成形(hot
‑
press forming)、温压成形(warm
‑
press forming))。在使用钢板作为金属板的情况下，在加热该钢板时，当设为比ac3相变点(ac3transformation point)高的温度、例如910℃以上时，由于利用在预弯曲工序、第一弯曲工序及第二弯曲工序中使用的模具冷却金属板时进行淬火，因此具有提高金属板的强度的优点。
[0103]
另外，由于以沿着槽形状部27的与其他的车体骨架部件120(参照图4)接合的端部侧的3个端边(端边25a、端边23a及端边25a)连续的方式形成向外的凸缘部31，因此能够通过设定在比顶板凸缘部31a靠外侧方的纵肋凸缘部31c的点焊点与其他的车体骨架部件120接合。由此，能够提高与其他的车体骨架部件120接合时的接头部105(参照图4)的刚性。
[0104]
而且，本实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法由于在顶板部23与纵壁部25之间遍及长度方向的全长而形成纵肋部29，因此相对于沿车体骨架部件21的长度方向输入的碰撞载荷的轴压坏强度提高。另外，根据本实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法，由于仅通过1张金属板的弯曲加工就能够制造车体骨架部件，因此不会产生由于设置用于防止拉伸凸缘变形的切口、孔而产生的废料，成品率(yield)也优异。
[0105]
本发明涉及的车体骨架部件的制造方法优选在纵肋凸缘部31c使金属板折叠的部位(相当于图4中的部位11c1、11c2及11c3)相互紧贴，但不限于紧贴。
[0106]
另外，由于纵肋凸缘部31c是将从纵肋部29延伸的部位(相当于图6所示的部位
59c1及部位59c2)折叠而形成的，因此只要根据纵肋部29的肋高度h(参照图4)决定纵肋凸缘部31c的高度、宽度即可。但是，在图8所示的第二弯曲工序中，也可以使从纵肋相当部57延伸的纵肋凸缘相当部59c和纵肋凸缘相当部59d拉伸变形而形成纵肋凸缘部31c。因此，纵肋凸缘部31c的高度、宽度不必须由纵肋部29的肋高度决定，也可以适当设定。
[0107]
另外，在制造顶板部23与纵壁部25所成的角度不同的车体骨架部件21时，即使不变更纵肋凸缘部31c的形状，只要顶板部23与纵壁部25所成的角度的差为20
°
以内，就能够由纵肋凸缘部31c的形成过程中的金属板的伸长(elongation)或收缩(shrink)来弥补。
[0108]
此外，在上述的说明中，纵肋凸缘部31c是将金属板折叠为三层而形成的，但在将使金属板折叠为三层的纵肋凸缘部与其他的车体骨架部件接合时，有可能发生难以在重合的所有的金属板生成点焊的熔核这样的问题。在想要避免这样的问题的情况下，在第一弯曲工序中形成中间品71之前，通过将金属板45或预弯曲加工品51中的纵肋凸缘相当部59c中的部位59c2预先切除或设置孔等而进行切除，能够在车体骨架部件21的纵肋凸缘部31c中使金属板双层重叠。
[0109]
这样，即使切除纵肋凸缘部31c中的金属板的一部分，也能够通过剩余的金属板的一部分(相当于图4中的部位11c1及部位11c3)与其他的车体骨架部件120接合，抑制纵肋凸缘部31c的切除的金属板的一部分周边变形，并通过将剩余的金属板的一部分折叠而提高刚性。
[0110]
此外，作为为了防止金属板折叠成三层而切除金属板45或预弯曲加工品51的方法，可以使用模具的冲头冲裁的方法、用激光熔断(fusing)等任意的方法。
[0111]
另外，用于本实施方式3涉及的车体骨架部件的制造方法的金属板的板厚没有限定，优选地，为0.4mm～6.0mm的范围，更优选地，为0.6mm～4.0mm的范围。当板厚比0.4mm薄时，由于制造出的车体骨架部件21自身的刚性低，因此使与其他的车体骨架部件120接合而成的接头部105(参照图4)的刚性提高的益处少。另外，当板厚比6.0mm厚时，由于第一弯曲工序、第二弯曲工序中的纵肋凸缘部31c的弯折加工所需的载荷变高，因此以一般的冲压机的能力难以加工。
[0112]
【实施例1】
[0113]
因为进行了用于确认本发明的作用效果的具体的实验，所以以下对其结果进行说明。在实施例1中，通过以图11所示的试验体130为试验对象的扭转试验评价了刚性。
[0114]
＜供试材料及部件形状＞
[0115]
如图11所示，试验体130是通过点焊将模拟车体(automotive body)的横梁的车体骨架部件131和模拟地板(floor panel)的部件151接合而制成的。车体骨架部件131以板厚1.6mm、拉伸强度1180mpa级的ga镀层钢板(galvannealed steel sheet)为供试材料，部件151以板厚0.6mm、拉伸强度270mpa级的软钢板(mild steel sheet)为供试材料。在表1中，表示作为车体骨架部件131的供试材料的ga镀层钢板的材质。
[0116]
【表1】
[0117]
(表1)
[0118]
材料板厚(mm)yptsei1180mpa级1.6870125013
[0119]
车体骨架部件131具备包含顶板部133和一对纵壁部135的槽形状部137，具有连接
顶板部133和纵壁部135的纵肋部139、以在槽形状部137的长度方向的端部沿着3个端边连续的方式形成的向外的凸缘部141。而且，车体骨架部件131在纵壁部135的下端具有与部件151焊接接合的凸缘部143。此外，纵肋部139的肋高度h为20mm。
[0120]
＜扭转试验＞
[0121]
如图11所示，进行在试验体130的轴向的端部施加扭转转矩的扭转试验，基于车体骨架部件131的凸缘部141的扭转角度来评价车体骨架部件131的刚性。在扭转试验中，在模拟下纵梁的刚体壁161接合车体骨架部件131的两端侧的凸缘部141，固定另一端侧而测定对一端侧的凸缘部141施加400kn/mm的扭转转矩时的扭转角度。
[0122]
在本实施例1中，将使用了本发明涉及的车体骨架部件131的试验体130作为发明例。另外，作为比较对象，与上述的现有的接头构造81(图15)同样地，将使用没有纵肋部且具有从顶板部连续的顶板凸缘部和从纵壁部连续的纵壁凸缘部并且没有连接顶板凸缘部和纵壁凸缘部的耳部的车体骨架部件(未图示)的试验体作为现有例。而且，将使用虽然在顶板部与纵壁部之间具有纵肋部但没有连接顶板凸缘部和纵壁凸缘部的耳部的车体骨架部件(未图示)的试验体作为比较例。
[0123]
而且，对于现有例和比较例的试验体，也以与发明例同样的条件进行扭转试验，分别测定扭转角度。此外，与发明例的车体骨架部件131同样地，将比较例的车体骨架部件的纵肋部的肋高度设为20mm。
[0124]
在图12中，表示以现有例中的扭转角度为基准时的比较例和发明例中的扭转角度的变化率的结果。在此，扭转角度的变化率通过下式求出。
[0125]
扭转角度的变化率(％)＝((发明例或比较例中的扭转角度)
‑
(现有例中的扭转角度))/(现有例中的扭转角度)
×
100
[0126]
根据图12，结果是，在仅设置有纵肋部的比较例中，扭转角度的变化率约为
‑
1％，与既没有纵肋部也没有耳部的现有例相比，扭转角度稍有减少。这是因为，在比较例的车体骨架部件中，通过设置纵肋部，截面二次极力矩(polarmoment of inertia of area)增加，刚性提高了的缘故。
[0127]
而且，在除了纵肋部29之外还具有连接顶板凸缘部31a和纵壁凸缘部31b的纵肋凸缘部31c的发明例中，扭转角度的变化率约为
‑
9％左右，与现有例及比较例相比，扭转角度显著减少。由此，证实了在发明例的车体骨架部件131中，刚性显著提高。
[0128]
【实施例2】
[0129]
接着，以图13所示的试验体130为试验对象，进行沿长度方向输入载荷而压缩的轴压坏试验，评价侧面碰撞时的强度。
[0130]
＜供试材料及部件形状＞
[0131]
图13所示的试验体130与上述的实施例1同样地，是通过点焊将模拟车体的横梁的车体骨架部件131和模拟地板的部件151接合而制成的。而且，车体骨架部件131和部件151的供试材料也与上述的实施例1相同。
[0132]
＜轴压坏试验＞
[0133]
如图13所示，进行对试验体130的轴向的端部输入载荷的轴压坏试验，计算轴压坏过程中的碰撞吸收能量，评价车体骨架部件131的强度。在轴压坏试验中，在将车体骨架部件131的两端侧的凸缘部141与模拟下纵梁的刚体壁161接合的状态下，将另一端侧固定而
向一端侧输入载荷。然后，将输入载荷而压扁试验体130的长度设为50mm，根据压扁的长度和压扁过程中的载荷的值，计算试验体130的碰撞吸收能量。
[0134]
在实施例2中，作为本发明涉及的车体骨架部件131，在1mm～20mm的范围内变更纵肋部139的肋高度h，调查了肋高度对碰撞吸收能量的影响。
[0135]
另外，在实施例2中，作为比较对象，将与现有的接头构造81(参照图15)同样地使用没有连接纵肋部和顶板凸缘部和纵壁凸缘部的耳部的(将肋高度h设为0mm)车体骨架部件(未图示)的试验体作为现有例而进行轴压坏试验，计算碰撞吸收能量。
[0136]
在图14中，表示以现有例中的碰撞吸收能量为基准时的发明例中的碰撞吸收能量的变化率的结果。在此，碰撞吸收能量的变化率通过下式求出。
[0137]
碰撞吸收能量的变化率(％)＝((发明例中的碰撞吸收能量)
‑
(现有例中的碰撞吸收能量))/(现有例中的碰撞吸收能量)
×
100
[0138]
在图14中，肋高度0mm与现有例中的结果对应。根据图14所示的结果可知，在发明例的车体骨架部件131中，与现有例相比，轴压坏强度提高。而且，纵肋部139随着向车体骨架部件131的截面的外侧延伸并变高，车体骨架部件131的轴压坏强度变高，只要至少为肋高度1mm以上，就能够得到碰撞吸收能量提高的效果。
[0139]
而且，在实施例2中，直至纵肋部139的肋高度20mm为止进行了轴压坏试验，但本发明不将纵肋部139的肋高度的上限限制为20mm。另外，如果肋高度为20mm以上，则凸缘部141的面积将变得更大，因此焊接变得更容易，是优选的。
[0140]
由以上可以证实，在发明例的车体骨架部件中，轴压坏强度提高。
[0141]
产业上的可利用性
[0142]
根据本发明，能够提供对1张金属板进行弯曲加工而成的、仅通过弯曲加工就具有沿着车体骨架部件的长度方向的端部的端边连续的形状的凸缘部的车体骨架部件的接头构造、车体骨架部件及车体骨架部件的制造方法。
[0143]
标号说明
[0144]
1 接头构造
[0145]
3 顶板部
[0146]
5 纵壁部
[0147]
7 槽形状部
[0148]
9 纵肋部
[0149]
11 凸缘部
[0150]
11a 顶板凸缘部
[0151]
11b 纵壁凸缘部
[0152]
11c 纵肋凸缘部
[0153]
11c1 部位
[0154]
11c2 部位
[0155]
11c3 部位
[0156]
21 车体骨架部件
[0157]
23 顶板部
[0158]
23a 端边
[0159]
23b 侧端
[0160]
25 纵壁部
[0161]
25a 端边
[0162]
25b 上端
[0163]
27 槽形状部
[0164]
29 纵肋部
[0165]
31 凸缘部
[0166]
31a 顶板凸缘部
[0167]
31b 纵壁凸缘部
[0168]
31c 纵肋凸缘部
[0169]
41 上模具
[0170]
43 下模具
[0171]
45 金属板
[0172]
51 预弯曲加工品
[0173]
53 顶板相当部
[0174]
55 纵壁相当部
[0175]
57 纵肋相当部
[0176]
57a 顶板侧纵肋相当部
[0177]
57b 纵壁侧纵肋相当部
[0178]
59 凸缘相当部
[0179]
59a 顶板凸缘相当部
[0180]
59b 纵壁凸缘相当部
[0181]
59c 纵肋凸缘相当部
[0182]
59c1 部位
[0183]
59c2 部位
[0184]
59d 纵肋凸缘相当部
[0185]
61 冲头
[0186]
63 垫板
[0187]
65 第一凸轮
[0188]
67 第二凸轮
[0189]
71 中间品
[0190]
81 接头构造(现有技术)
[0191]
83 顶板部
[0192]
85 纵壁部
[0193]
87 槽形状部
[0194]
89 凸缘部
[0195]
89a 顶板凸缘部
[0196]
89b 纵壁凸缘部
[0197]
89c 耳部
[0198]
91 金属板
[0199]
93 顶板相当部
[0200]
95 纵壁相当部
[0201]
97a 顶板凸缘相当部
[0202]
97b 纵壁凸缘相当部
[0203]
99 切口
[0204]
100 接头部
[0205]
105 接头部
[0206]
110 车体骨架部件
[0207]
120 车体骨架部件
[0208]
130 试验体
[0209]
131 车体骨架部件
[0210]
133 顶板部
[0211]
135 纵壁部
[0212]
137 槽形状部
[0213]
139 纵肋部
[0214]
141 凸缘部
[0215]
151 部件
[0216]
161 刚体壁。