(57)【要約】【課題】室温時効硬化したような６０００系アルミニウム合金パネルであっても、良好にヘム加工できる加工方法を提供する。【解決手段】アルミニウム合金アウタパネル周縁１ａを略１８０度折り曲げて、アルミニウム合金インナパネル２周縁を、この折り曲げ部１ｃ、１ｄ内に収容するに際し、アウタパネル周縁１ａの折り曲げ部に対応するインナパネル２周縁を予めインナパネル２内側に向けて折り曲げておき、フラットヘム工程かロープドヘム工程におけるアウタパネル周縁１ｃ、１ｄの略１８０度折り曲げに際し、このインナパネル周縁の折り曲げ部２ａを、アウタパネル周縁の折り曲げ部１ｃ、１ｄの内面側１ｅに接触させて、アウタパネル周縁１ｃ、１ｄの折り曲げに干渉させつつ、アウタパネル周縁部１ｃ、１ｄを１８０度折り曲げる。【選択図】図１
2008221235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金アウタパネル周縁を、ダウンフランジ工程およびプリヘム工程を経て、フラットヘム工程かロープヘム工程によって、略１８０度折り曲げて、アルミニウム合金インナパネル周縁を、この折り曲げ部内に収容するヘム加工方法であって、前記アウタパネル周縁の折り曲げ部に対応する前記インナパネル周縁を予めインナパネル内側乃至外側に向けて折り曲げておき、前記フラットヘム工程かロープドヘム工程における前記アウタパネル周縁の略１８０度折り曲げに際し、前記インナパネル周縁の折り曲げ部を、このアウタパネル周縁の折り曲げ部の内面側に接触させて、このアウタパネル周縁の折り曲げに干渉させつつ、このアウタパネル周縁部を略１８０度折り曲げることを特徴とするアルミニウム合金パネルのヘム加工方法。
【請求項２】
前記アウタパネルとインナパネルとの板厚がともに２．０ｍｍ以下の薄板であることを前提に、前記インナパネル周縁の折り曲げ部の先端からインナパネル平坦部までの平面長さＬを１〜３ｍｍの範囲とし、かつ前記インナパネル平坦部から前記インナパネル折り曲げ部先端までの高さｈを０．５〜２．５ｍｍの範囲とし、かつ、前記インナパネル周縁の折り曲げ部の先端から前記アウタパネル周縁の折り曲げ部の内面側までの距離ｃを、前記ｈの２倍以下とした請求項１に記載のアルミニウム合金パネルのヘム加工方法。
【請求項３】
前記インナパネル周縁の折り曲げ部を、このインナパネルのプレス成形後のトリム加工時においてトリム型により付与する請求項１または２に記載のアルミニウム合金パネルのヘム加工方法。
【請求項４】
前記ロープドヘム工程におけるポンチの逃がし長さをＦ、前記アウタパネル板厚をｔ１、前記インナパネル折り曲げ部の平面長さをＬ、前記インナパネル平坦部から折り曲げ部先端までの高さをｈとした際に、前記Ｆが、２ｔ１＋Ｌ以上で、３ｔ１＋Ｌ＋２ｈ以下の範囲である請求項１乃至３いずれか１項に記載のアルミニウム合金パネルのヘム加工方法。
【請求項５】
前記アウタパネル周縁の略１８０度折り曲げられた折り曲げ部の曲げ半径Ｒが１．０ｍｍ以下である請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金パネルのヘム加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車車体パネルに使用されて好適な、アルミニウム合金パネルのヘム加工方法 (ヘムはヘミングとも言う) に関するものである（以下、アルミニウムをAlとも言う）。本発明でいうパネルとは、圧延されたアルミニウム合金薄板を、プレス、切断、曲げなどの成形加工を施した、ヘム加工されるパネルを言う。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のフード、フェンダー、ドア、ルーフ、トランクリッドなどのパネル構造体の、アウタパネル (外板) やインナパネル( 内板) 等のパネルには、薄肉でかつ高強度Ａｌ合金パネル材として、成形性に優れたＡｌ−Ｍｇ系のＡＡ乃至ＪＩＳ規格に規定された（規格を満足する）５０００系や、成形性や焼付硬化性に優れたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系の６０００系アルミニウム合金板材（圧延板材）が使用され始めている。
【０００３】
この６０００系アルミニウム合金板材は、優れた時効硬化能を有しているため、プレス成形や曲げ加工時には低耐力化により成形性を確保するとともに、成形後の焼付塗装処理などの人工時効硬化処理時の加熱により時効硬化して耐力が向上し必要な強度を確保できる利点がある。この特性は、特に、過剰Ｓｉ型の６０００6000系アルミニウム合金が優れている。この過剰Ｓｉ型の６０００系アルミニウム合金は、基本的には、Ｓｉ、Ｍｇを必須として含み、かつＳｉ／Ｍｇ重量比が１以上である、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金である。
【０００４】
前記した自動車パネル構造体のアウタパネルでは、プレス成形後に、アウタパネルの周縁を略１８０度折り曲げて（折り返して）、成形加工後のインナパネルの縁との接合を行う、ヘミング加工（はぜ折り加工、以下ヘム加工と言う）が行われる。
【０００５】
このヘム加工の概要を図４（ａ）〜（ｄ）に示す。同図から分かる通り、ヘム加工はプレス成形工程および外周トリム工程後、図４（ａ）のダウンフランジ工程を経て得られたアウタパネルを、以下に詳述する、図４（ｂ）のプリヘム工程を経て、図４（ｃ）のフラットヘム工程か図４（ｄ）のロープヘム工程かの選択により基本的に行われる。
【０００６】
まず、図４（ａ）のダウンフランジ工程は、ダイス３ａと板押さえ５ａにより固定した、成形加工後のアウタパネル１の縁１ａを、ポンチ４ａにより、直角（９０°）に近い角度まで折り曲げる。
【０００７】
次に図４（ｂ）のプリヘム工程は、絞り工程やトリム工程等の成形加工後のインナパネル２の縁を、ダウンフランジ工程後のアウタパネル１の折り曲げ部に収容 (挿入) した後、アウタパネル１およびインナパネル２とをダイス３ｂと板押さえ５ｂにより固定し、アウタパネル１の縁１ｂを、ダイス３ｂとポンチ４ｂにより、更に約１３５°まで内側に折り曲げる。６ｂはアウタパネル１の折り曲げ部における端部 (周縁部、曲げ部) である。
【０００８】
更に、図４（ｃ）のフラットヘム工程や図４（ｄ）のロープヘム工程は、アウタパネル１およびインナパネル２とを、板押さえ (図示せず) とダイス３ｃ、３ｄにより固定するとともに、アウタパネル１の縁１ｃ、１ｄを、ポンチ４ｃ、４ｄにより、更に略１８０度（°）の角度まで内側に折り曲げ、フラットヘム又はロープヘムの折り曲げ部を形成する。このようにして、インナパネル２の縁と、フラットヘム又はロープヘム（１８０度折り曲げ部）の縁である、アウタパネル１の縁１ｃ、１ｄとが接触して、両者が端部同士において接合されるとともに密着される。６ｃ、６ｄはアウタパネル1 の折り曲げ部における端部 (周縁部、曲げ部) である。
【０００９】
この内、図４（ｄ）のロープヘム工程は、図４（ｃ）のフラットヘム工程に比較して、ヘム縁曲部（折り曲げ部) の形状が、円弧状に膨らんだ、ロープ状の形状を有しており、シャープ乃至フラットなヘム形状ではなく、外観性も良くない。また、アウタパネルとインナパネルとの接触面積が少なく接合性や密着性に欠ける等の問題もある。
【００１０】
このため、特に、外観や美観を重視する自動車部品などにおいては、ヘム加工の最終工程を、厳しい曲げ加工となる、図４（ｃ）のフラットヘム工程により行うことが通常となっている。
【００１１】
近年、フードやドアなどのアウタパネルは、歩行者保護性能を向上するために、板厚が厚肉化されるとともに、インナパネルは、板厚が薄肉化されている。このため、ヘム加工されるアウタパネルの厚肉化はフラットヘム加工性を低下させ、アウタパネルの縁曲部に挿入されるインナパネルの薄肉化も、曲げ条件としては厳しくなり、フラットヘム加工性をより低下させる。
【００１２】
一方で、自動車パネル構造体のアウタパネルのキャラクターラインや形状は複雑になる傾向にあり、また、薄肉化に対応するためのＡｌ合金パネルの高強度化も図られており、これらはいずれも、Ａｌ合金パネルのフラットヘム加工性を低下させる。
【００１３】
このため、これらフラットヘム加工性を低下させる環境や加工条件の変化に対し、Ａｌ合金パネルのフラットヘム加工で形成されるフラットヘムの縁曲部には、後述する特許文献２、３などにも詳細に開示されている、肌荒れ、微小な割れ、比較的大きな割れ（程度順に記載）等の不良が生じ易くなり、パネル構造体への適用ができなくなる可能性が高くなる。
【００１４】
これに対し、従来から、フラットヘム加工工程側や、Ａｌ合金板の素材側で、前記ヘム部 (縁曲部、折り曲げ部) のしわや割れなどの不良発生を防止する技術も種々提案されている。
【００１５】
例えば、高強度なアルミニウム合金板のフラットヘム加工において、前記図４図４（ａ）のダウンフランジ工程において、アウタパネル材に形成されるフランジ曲げ部の円弧半径Rd (ダイスの肩半径) を大きくし、より具体的には、アルミニウム合金板の板厚との関係で、折り曲げ半径Rdを0.8t〜1.8t (但しt はアルミニウム合金板の板厚) として、前記不良の発生を防止することなどが提案されている (特許文献１参照）。
【００１６】
また、アルミニウム合金アウタパネル材のフラットヘム加工方法であって、アウタパネル材を、特定組成のＳｉ過剰型のＡｌ- Ｍｇ- Ｓｉ系アルミニウム合金板とするとともに、この板の特性として、特定条件での人工時効処理後の耐力などを規定して、アルミニウム合金パネルのヘム加工性を向上させることも提案されている (特許文献２参照）。
【００１７】
更に、アルミニウム合金パネルにおける円弧半径が１５００以下の円弧状周縁部のヘム加工方法であって、前記円弧状周縁部を略１８０度折り曲げて、パネル周縁部形状に対応する形状のヘム周縁部を持つフランジを形成するに際し、このフランジの折り曲げ長さを７ｍｍ以下とする、アルミニウム合金パネルのヘム加工方法も提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特公昭６３−２６９０号公報
【特許文献２】特開２００３−３９１２４公報
【特許文献３】特開２００４−９８１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかし、これら従来技術による、アルミニウム合金板の板厚との関係でのヘム折り曲げ半径の規定やフランジの折り曲げ長さの規定、あるいはＡｌ合金板の特性などの、板の素材側での改善だけでは、やはり、前記した厳しい環境下での高強度なアルミニウム合金パネルのヘム加工性を改善するには限界がある。このため、どうしても、フラットヘム加工工程側でも改善する必要がある。
【００１９】
また、特に、６０００系Ａｌ合金は、その優れた時効硬化能ゆえに、Ａｌ合金材自体の製造後、前記各用途に使用されるまでの間に、室温( 常温) 時効硬化が生じやすい。このような室温時効した６０００系Ａｌ合金パネル材では、ヘム加工時に曲げ先端が鋭角的に折れた坐屈形状となり易く、ヘム加工性が著しく低下する問題もある。
【００２０】
このため、特に、室温時効硬化したような６０００系アルミニウム合金パネルのヘム加工方法として、有効でかつ実用的な成形加工方法は、これまで無く、成形形状などの設計変更や、工程や時間などの効率化を犠牲にして成形加工条件を緩和する、等の手段を採用していたのが実情である。これに対して、汎用されているヘム加工における工程自体を大きく変更せずに、室温時効硬化したような６０００系アルミニウム合金パネルのヘム加工性を向上できれば、この分野における大きな進歩となる。
【００２１】
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、室温時効硬化したような６０００系などのアルミニウム合金パネルであっても、良好にヘム加工できる加工方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この目的を達成するために、本発明アルミニウム合金パネルのヘム加工方法の要旨は、アルミニウム合金アウタパネル周縁を、ダウンフランジ工程およびプリヘム工程を経て、フラットヘム工程かロープヘム工程によって、略１８０度折り曲げて、アルミニウム合金インナパネル周縁を、この折り曲げ部内に収容するヘム加工方法であって、前記アウタパネル周縁の折り曲げ部に対応する前記インナパネル周縁を予めインナパネル内側乃至外側に向けて折り曲げておき、前記フラットヘム工程かロープドヘム工程における前記アウタパネル周縁の略１８０度折り曲げに際し、前記インナパネル周縁の折り曲げ部を、このアウタパネル周縁の折り曲げ部の内面側に接触させて、このアウタパネル周縁の折り曲げに干渉させつつ、このアウタパネル周縁部を略１８０度折り曲げることである。
【００２３】
ここで、前記インナパネル周縁の折り曲げ部の機能を確実に発揮させるために、前記アルミニウム合金アウタパネルとアルミニウム合金インナパネルとの板厚がともに２．０ｍｍ以下の薄板であることを前提に、前記インナパネル周縁の折り曲げ部の先端からインナパネル平坦部までの平面長さＬを１〜３ｍｍの範囲とし、かつ前記インナパネル平坦部から前記インナパネル折り曲げ部先端までの高さｈを０．５〜２．５ｍｍの範囲とし、かつ、前記インナパネル周縁の折り曲げ部の先端から前記アウタパネル周縁の折り曲げ部の内面側までの距離ｃを、前記ｈの２倍以下とすることが好ましい。更に、前記ロープドヘム工程におけるポンチの逃がし長さをＦ、前記アウタパネル板厚をｔ１、前記インナパネル折り曲げ部の平面長さをＬ、前記インナパネル平坦部から折り曲げ部先端までの高さをｈとした際に、前記Ｆが、２ｔ１＋Ｌ以上で、３ｔ１＋Ｌ＋２ｈ以下の範囲であることが好ましい。
【００２４】
また、このインナパネル周縁の折り曲げ部は、このインナパネルのプレス成形後のトリム加工時においてトリム型により付与することが好ましい。そして、前記インナパネル周縁の略１８０度折り曲げられた折り曲げ部の曲げ半径Ｒが１．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
前記アウタパネルパネル折り曲げ部をポンチにより押圧する従来のヘム加工、特にフラットヘム工程かロープドヘム工程では、このポンチによる荷重（圧力）が、アウタパネル折り曲げ部の一部分、特に曲げ周縁部に対して集中しやすい。このため、アウタパネル折り曲げ部の広範囲な均一変形が困難で、特に曲げ周縁部において、ヘムの成形性（割れ限界）が低下して割れが発生しやすい。
【００２６】
これに対して、本発明は、上記要旨のように、インナパネル周縁を予めインナパネル内側乃至外側に向けて折り曲げておく。そして、前記アウタパネル周縁の折り曲げに際し、このインナパネル周縁の折り曲げ部を、前記アウタパネル周縁の折り曲げ部の内面側に接触させて、前記アウタパネル周縁の折り曲げに干渉させる。
【００２７】
このようなインナパネル周縁の折り曲げ部の干渉効果によって、前記したような、ポンチによる荷重（圧力）が、前記アウタパネル折り曲げ部の一部分、特に曲げ周縁部に対して集中することがなくなる。この結果、前記アウタパネルの折り曲げ部が、折り曲げ部のより広範囲に亙って均一変形し、ヘムの成形性（割れ限界）が向上する。
【００２８】
本発明によれば、このようなインナパネル周縁の折り曲げ加工のみで、室温時効硬化したような６０００系アルミニウム合金パネルであっても、良好にヘム加工できるようになる効果を有する。
【００２９】
また、本発明では、ヘム加工における、前記したアウタパネルの、ダウンフランジ工程、プリヘム工程、フラットヘム工程かロープヘム工程のヘム加工工程自体は、従来技術と同じで良い。したがって、ヘム加工工程自体を大きく変更せずに、ヘム加工を向上できる効果も有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施形態につき、特に、自動車用のフードやドアなどのアウタパネルの場合を例として、図面を用いて説明する。本発明ヘム加工方法の態様を図１に断面図で示す。
【００３１】
本発明ヘム加工方法の態様では、図１（ａ）〜（ｄ）に示すヘム加工工程は、前記図４（ａ）〜（ｄ）に示した従来のヘム加工と同様に、図１（ａ）のダウンフランジ工程を経て得られたアウタパネルを、図１（ｂ）のプリヘム工程を経て、図１（ｃ）のフラットヘム工程か図１（ｄ）のロープヘム工程かの選択により基本的に行われる。
【００３２】
なお、これら図では図示していないが、ヘム加工には、アウタパネル周縁のヘム部形状( 外周形状、キャラクターライン) に対応した、曲面形状なり直線形状からなる接触面を有するダイス３やポンチ４などを用いる。
【００３３】
（ダウンフランジ工程）
図１（ａ）のダウンフランジ工程では、絞り、張出等の工程やトリム工程等のプレス成形加工された後のアルミニウム合金アウタパネル１を、前記した従来の図４（ａ）のダウンフランジ工程と同様に、図示はしないが、ダイス３ａと板押さえ５ａにより固定し、アウタパネル1 の周縁部（先端部、曲げフランジ部）１ａを、ポンチ４ａにより、９０°乃至９０°（直角）に近い角度（略９０°）まで折り曲げる。
【００３４】
この際、アウタパネル周縁部１ａの折り曲げ半径である、コーナー部（縁曲部、曲げ部先端、曲げ端部）６ａの９０°曲げ半径Ｒを０．５〜３．０の範囲とすることが好ましい。この９０°曲げ半径は、図４（ａ）で言うと、ダイス３ａの肩半径Ｒｄを調整して行う。
【００３５】
この９０°曲げ半径が０．５未満の場合、前記した特にヘム加工条件が厳しい場合やフラットヘム加工の場合に、アウタパネル周縁部１ａのヘム加工時の（ヘム周縁部）の前記形状や寸法の精度は向上するものの、ヘム部に割れ等の不良が生じやすくなる問題がある。一方、９０°曲げ半径が３．０を越える場合、フラットヘムのような、ヘム部 (ヘム縁曲部) の平坦性が失われ、ロープドヘムに近くなり、ヘム部の外観なり美観なりが損なわれる。また、フラットヘムのコーナー部（縁曲部、曲げ部先端、曲げ端部）６ｄの本来の設計上の外径線乃至外形線に対し、実際の加工後の外形線が短くなる、或いは逆に長すぎたりして、形状精度や寸法精度が出ない可能性も大きくなる。
【００３６】
（プリヘム工程）
次に、図１（ｂ）のプリヘム工程は、上記ダウンフランジ工程後のアウタパネル１を、同じく、プリヘム用ダイス（下型）３ｂと板押さえ５ｂとにより固定し、９０°曲げされたアウタパネル周縁部（曲げフランジ部）１ａを、ポンチ４ｂにより、更に約１３５°まで内側に折り曲げ、アウタパネル周縁部１ｂとし、コーナー部６ｂを形成する。
【００３７】
この際、内型を用い、前記アウタパネル周縁部１ａを、このダイスの成形面に接触させて、アウタパネル周縁部1b接触面の形状を約１３５°まで内側に折り曲げた形状に成形しても良い。これによって、下型３ｂを用いない場合よりも、アウタパネル周縁部１ａを折り曲げ成形する際の形状精度が出しやすくなる。
【００３８】
（フラットヘム、ロープドヘム工程）
図１（ｃ）に示すフラットヘム工程か、図１（ｄ）に示すロープドヘム工程では、アウタパネル折り曲げ部（アウタパネル周縁部１ｂ）を、更に、略１８０度の角度までパネル内側に向けて折り曲げて、折り曲げ部（曲げフランジ部）１ｃあるいは１ｄを形成し、コーナー部６ｃあるいは６ｄを形成する。
【００３９】
即ち、図１（ａ）のダウンフランジ工程と図１（ｂ）のプリヘム工程とを経て得られた、アウタパネル折り曲げ部（アウタパネル周縁部１ｂ）を、ダイス３ｃあるいは３ｄと、板押さえ５ｃあるいは５ｄとにより固定し、アウタパネル折り曲げ部（１ｂ）をポンチ４ｃあるいは４ｄにより、１８０度か１８０度に近い角度（略１８０度）まで折り曲げる。
【００４０】
なお、これらロープヘム工程かフラットヘム工程かのいずれかの選択は、外観性や、アウタパネルとインナパネルとの接合性や密着性などの必要性によって選択する。
【００４１】
（インナパネル折り曲げ部）
ここで、本発明においては、ヘム加工における、特に、フラットヘム工程かロープドヘム工程において、６０００系アルミニウム合金板の室温時効材や高強度材のヘム加工のために、インナパネル周縁の折り曲げ部（以下、単にインナパネル折り曲げ部、折り曲げ部とも言う）を用いる。
【００４２】
先ず、図１（ａ）にインナパネル２周縁の折り曲げ部２ａの一態様を示す。この折り曲げ部２ａは、例えば、後述する図２、３のように、インナパネルのプレス成形後のトリム加工時において、インナパネル２周縁のトリミングと同時に、インナパネル２周縁を折り曲げて成形（形成、付与）される。
【００４３】
インナパネル周縁の折り曲げ部２ａは、図１（ａ）のように、インナパネル２の平坦部（平坦な周縁部）２ｂを、インナパネル２の内側に向かう方向に、図１（ａ）では、図の上方に向けて折り曲げられている。なお、図では模式的に一定の角度で直線的に折り曲げられているが、後述する折り曲げ部の大きさを満たしていれば、直線的でなくとも、複数の角度で順次折り曲がっていくか、或いはＲを持って折り曲がるような形状であっても良い。また、アウタパネル１の向きが、図１（ａ）とは逆に、アウタパネル周縁１ａが下方に向かう方向であれば、インナパネル周縁の折り曲げ部２ａは、当然ながら、図１（ａ）とは逆に、インナパネル２の外側に向けて、図の下方に向けて、水平方向から一定の角度をもって下がる、折り曲げられる。
【００４４】
本発明では、図１（ｃ）のフラットヘム工程か、図１（ｄ）のロープドヘム工程における、アウタパネル１折り曲げ部（曲げフランジ部）１ｃあるいは１ｄの１８０度の折り曲げ時に、このインナパネル折り曲げ部２ａを干渉させる。そして、前記した通り、このようなインナパネル周縁折り曲げ部２ａの干渉効果によって、フラットヘム工程かロープドヘム工程におけるアウタパネル折り曲げ部１ｃあるいは１ｄが、折り曲げ部１ａのより広範囲に亙って均一変形し、ヘムの成形性（割れ限界）を向上させる。
【００４５】
（折り曲げ部の作用）
より具体的に、折り曲げ部の作用を、図１（ｃ）に示すフラットヘム工程か、図１（ｄ）に示すロープドヘム工程を用いて説明する。これらの図において、アウタパネル折り曲げ部１ｃあるいは１ｄの１８０度曲げ加工の際に、曲げ加工が進行するにつれて、インナパネル周縁の折り曲げ部２ａ先端を、アウタパネル折り曲げ部（周縁）１ｃあるいは１ｄ（周縁）の内面側１ｅに接触させる。
【００４６】
ここで、インナパネルの折り曲げ部２ａは、図の上方に向けて、水平方向から一定の角度をもって立ち上がるように、折り曲げられている。したがって、図では上側から負荷される（押圧される）曲げ力に対して、アウタパネル折り曲げ部１ｃあるいは１ｄを、図では下側から支える（突っぱる）ように働く。このように、インナパネルの折り曲げ部２ａが、アウタパネル折り曲げ部１ｃあるいは１ｄのアウタパネルの折り曲げに干渉しつつ、１８０度曲げ加工が進行して、最終的には、アウタパネル周縁部を略１８０度折り曲げたコーナー部６ｃあるいは６ｄを形成する。
【００４７】
インナパネルの折り曲げ部２ａは、アルミニウム合金製で、しかも折り曲げ部ゆえに、上下方向に働く一定の弾性を有している。したがって、アウタパネル折り曲げ部１ｃあるいは１ｄのアウタパネルの折り曲げへの上記干渉は弾性的に働く。また、同時に、インナパネルの折り曲げ部２ａ自らも、ポンチ4 によりアウタパネル折り曲げ部１ｃあるいは１ｄへ負荷される荷重の一部を吸収して、折り曲がりから平坦な形状へと（平坦部と平行に）変形していく。
【００４８】
したがって、インナパネルの折り曲げ部２ａによる、上記した干渉作用とは、インナパネルの折り曲げ部２ａの弾性的な変形による、ポンチ4 により負荷される荷重の一部のエネルギ吸収として働く。この結果、パネル折り曲げ部をポンチにより直接押圧する従来のヘム工程のように、ポンチによる荷重（圧力）が、アウタパネル折り曲げ部１ｃあるいは１ｄの一部分、特に曲げ周縁部であるコーナー部６ｃあるいは６ｄに対して集中することがない。即ち、本発明によれば、ポンチ4 により負荷されるアウタパネル折り曲げ部１ｃあるいは１ｄへの荷重が、インナパネルの折り曲げ部２ａの上記干渉作用によって、軽減あるいは均一化される。
【００４９】
したがって、結果として、アウタパネルの曲げ周縁部であるコーナー部６ｃあるいは６ｄが、その長手方向に亙り、より広範囲に亙って均一変形し、ヘムの成形性（割れ限界）が向上する。これによって、室温時効硬化したような６０００系アルミニウム合金パネルであっても、良好にヘム加工できるようになる。例えば、図１（ｃ）に示すフラットヘム工程では、コーナー部６ｃ、６ｄに割れや、割れの前身としてのしわが発生することがなく、また、コーナー部６ｃ、６ｄ形状が坐屈形状となることなく半円形に近いヘム形状を得ることが出来る。
【００５０】
（折り曲げ部の大きさ）
ここで、図１のように、折り曲げ部２ａの先端（端部）から、根元のインナパネル平坦部２ｂまでの平面長さをＬ、平坦部２ｂから折り曲げ部２ａ先端までの高さをｈとする。アルミニウム合金アウタパネル１とアルミニウム合金インナパネル２との板厚がともに２．０ｍｍ以下の薄板であることを前提にすると、Ｌ、ｈの最適範囲は、Ｌ：1 〜3 ｍｍの範囲、ｈ：０．５〜２．５ｍｍの範囲、と各々することが好ましい。
【００５１】
前記した折り曲げ部２ａの機能は、上記Ｌが短すぎても、上記ｈが低すぎても、アウタパネル折り曲げ部（曲げフランジ部）１ｃあるいは１ｄへの、インナパネル折り曲げ部２ａの支持力が弱くなり、干渉作用が発揮されにくくなる。また、上記Ｌやｈを必要以上に大きくする必要は無く、上記Ｌやｈを必要以上に大きくても、却って、折り曲げ部２ａの曲げ形状が過大に残留して、アウタパネルの折り曲げ部（曲げフランジ部）１ｃあるいは１ｄの外面に形状不良を生じやすい。また、折り曲げ部２ａが干渉しすぎて、アウタパネルの折り曲げ部（曲げフランジ部）１ｃあるいは１ｄの折り曲げ自体を阻止するようになるために、アウタパネル１の周縁１ａの折り曲げ自体が困難となる。
【００５２】
（折り曲げ部先端部の設置位置）
同様に、折り曲げ部２ａ先端部の好ましい設置（セット）位置も、折り曲げ部２ａの上記干渉効果発揮の観点から決定される。ここで、図１のように、折り曲げ部２ａの先端（端部）から、アウタパネル周縁１ａの折り曲げ部の内面側１ｅまでの距離（平面距離、クリアランス長さ）をｃとする。また、前記した通り、インナパネル平坦部２ｂから折り曲げ部２ａ先端までの高さをｈとする。アルミニウム合金アウタパネル１とアルミニウム合金インナパネル２との板厚がともに２．０ｍｍ以下の薄板であることを前提にすると、ｃとｈとの最適関係はｃ≦２ｈである。即ち、ｃはｈの２倍以下とすることが好ましい。
【００５３】
前記したインナパネル折り曲げ部２ａの機能は、折り曲げ部２ａがアウタパネルから離れすぎても、近すぎても発揮されにくくなる。言い換えると、折り曲げ部２ａの高さｈとの関係で、アウタパネルまでの距離である上記ｃが短すぎても、逆に大きすぎても、アウタパネル折り曲げ部（曲げフランジ部）１ｃあるいは１ｄへの、インナパネル折り曲げ部２ａの支持力が弱くなり、干渉作用が発揮されにくくなる。
【００５４】
（ロープドヘム）
本発明に係るインナパネル折り曲げ部２ａは、フラットヘム工程と同等かそれ以上に、ロープドヘム工程において効果が得られる。今、図１（ｄ）に示すように、ロープドヘムの型（ポンチ４ｄ）の逃がし長さをＦ、アウタパネル板厚をｔ１、インナパネル折り曲げ部２ａの平面長さをＬ、インナパネル平坦部２ｂから折り曲げ部２ａ先端までの高さをｈとする。この場合、Ｆが、２ｔ１＋Ｌ以上で、３ｔ１＋Ｌ＋２ｈ以下の場合に、ロープドヘム工程において、前記したインナパネル折り曲げ部２ａの干渉による大きな効果が得られる。
【００５５】
これに対して、Ｆが２ｔ１＋Ｌ未満である場合には、フラットヘム形状に近くなり、ロープドヘムとしての効果が薄くなる。一方、Ｆが３ｔ１＋Ｌ＋２ｈを超えた場合には、アウタパネルの折り曲げ部（曲げフランジ部）１ｃあるいは１ｄの面にダレを生じやすく、ヘム部内に収容されたインナパネル２のかしめ力が低下する。
【００５６】
（折り曲げ部の曲げ半径Ｒ）
前記アウタパネル周縁の１８０度折り曲げられた折り曲げ部であるコーナー部６ｃ、６ｄの曲げ半径Ｒは、１．０ｍｍ以下の小さい方が好ましい。勿論、この曲げ半径Ｒは大きい方が、コーナー部６ｃ、６ｄの割れ（ヘム割れ）を防止できる。しかし、曲げ半径Ｒが大きいと、アウタパネルの折り曲げ部（曲げフランジ部）１ｃあるいは１ｄの面にダレを生じやすく、外観性が低下し、ヘム部内に収容されたインナパネル２のかしめ力が低下する。このため、外観性やインナパネル２のかしめ力からすると、コーナー部６ｃ、６ｄの曲げ半径Ｒは上記１．０ｍｍ以下であることが好ましい。この点、本発明によれば、このように曲げ半径Ｒが１．０ｍｍ以下と小さくしても、コーナー部６ｃ、６ｄの割れ（ヘム割れ）を防止できる大きな利点がある。
【００５７】
（インナパネル折り曲げ部形成方法）
インナパネル周縁の折り曲げ部２ａを形成する方法を、図２、３に示す。図２、３は、各々インナパネルのプレス成形後のトリム加工時において、インナパネル周縁の折り曲げ部２ａを形成できるトリム型を示している。図２、３において、共通して、２はプレス成形後のインナパネル、７はポンチ、８は板押え、９はトリム下型である。
【００５８】
先ず、図２（ａ）において、トリム下型９の端部上面には、インナパネル周縁の折り曲げ部２ａを形成するための傾斜面１０が設けられている。図２（ｂ）に示すように、板押え８により固定されたインナパネル２の先端部２ｂをポンチ７によりトリミング（除去）する。そして、これと同時に、上記傾斜面１０によって、インナパネル２の先端部（トリミング後の先端部）に、インナパネル周縁の折り曲げ部２ａを、折り曲げて形成（付与）する。
【００５９】
図３（ａ）においては、トリム下型９の端部上面には、インナパネル周縁の折り曲げ部２ａを形成するための段差部１１が設けられている。図３（ｂ）に示すように、板押え８により固定されたインナパネル２の先端部２ｂをポンチ７によりトリミング（除去）する。そして、これと同時に、上記段差部１１によって、インナパネル周縁の折り曲げ部２ａを、折り曲げて形成（付与）する。
【００６０】
(パネル用アルミニウム合金)
本発明で用いるアルミニウム合金としては、パネルの用途に応じて、この種構造部材用途に汎用される、３０００系、５０００系、６０００系等の、ＡＡ乃至ＪＩＳに規定される、あるいはＡＡ乃至ＪＩＳに近似し、耐力が比較的高い汎用合金であって、必要により調質されたアルミニウム合金板 (圧延板) が好適に用いられる。
【００６１】
ただ、前記自動車のフード、フェンダー、ドア、ルーフ、トランクリッドなどのパネル構造体の、アウタパネルやインナパネル等に用いるパネルには、０．２％耐力が１２０ＭＰａ以上の高強度のアルミニウム合金板が好ましい。このような特性を満足する、アルミニウム合金としては、通常、優れた時効硬化能や合金元素量が比較的少なく、スクラップのリサイクル性や成形性にも優れている点で、６０００系アルミニウム合金を用いることが好ましい。６０００系アルミニウム合金は室温時効しやすいが、本発明を用いた場合のヘム加工性向上効果がある点では最も適している。
【００６２】
本発明では、ヘム加工されるアルミニウム合金アウタパネル１とアルミニウム合金インナパネル２との板厚がともに２．０ｍｍ以下の薄板であることが好ましい。板厚がともに２．０ｍｍを超えた場合にはプレス成形自体が難しくなる。一方、自動車車体の軽量化のために薄肉化されつつあるアルミニウム合金パネルの板厚の下限は規定しにくいが、０．７ｍｍ程度である。
【実施例】
【００６３】
次に、本発明の実施例を説明する。本発明のインナパネル周縁の折り曲げ部２ａの効果を裏付けるために、アルミニウム合金板の１８０度曲げのヘム加工試験を行った。
【００６４】
アウタパネル１用の６０００系アルミニウム合金として、ＡＡ６０２２規格組成のＴ４調質材で６カ月室温時効させた、板厚１．０ｍｍの供試板（０．２％耐力が圧延方向で１４０ＭＰａ）を準備した。また、インナパネル２用の６０００系アルミニウム合金として、同じＡＡ６０２２規格組成のＴ４調質材で６カ月室温時効させた、板厚０．８ｍｍの供試板（０．２％耐力が圧延方向で１４０ＭＰａ）を準備した。
【００６５】
これら供試板から、各々圧延方向を長手方向に長さ２００ｍｍ×幅３０ｍｍの曲げ加工試験片を採取し、フラットヘム加工性を評価した。即ち、アウタパネル１用の試験片に対して、自動車のアウタパネルのプレス成形を模擬して、１０％の歪みを予め加え、この予歪部にダウンフランジ工程により長手方向直角に約９０°の曲げを行った後、自動車のアウタパネルのヘム加工を模擬して、上記板厚０．８ｍｍの前記インナパネル２用試験片を挟み込んで、プリヘム加工を経て、角度１８０度のフラットヘムおよびロープドヘム加工を行った。フラットヘム加工の結果を表１に、ロープドヘム加工の結果を表２に各々示す。
【００６６】
発明例は、上記ヘム加工を行うに際して、上記１０％の歪みを予め加えた板に対して、図３に示したトリム型を用いて、予めインナパネル周縁の折り曲げ部２ａを設けた。これら折り曲げ部２ａの設定条件、ロープドヘムの型（ポンチ４ｄ）の逃がし長さＦ、アウタパネルコーナー部６ｃ、６ｄの曲げＲなどの設定条件も表１、２に各々示す。
【００６７】
表１、２に各々示す折り曲げ部２ａの設定条件は、折り曲げ部２ａの先端（端部）から、根元のインナパネル平坦部２ｂまでの平面長さがＬ（ｍｍ）、平坦部２ｂから折り曲げ部２ａ先端までの高さがｈ（ｍｍ）である。また、折り曲げ部２ａの先端から、アウタパネル周縁１ａの折り曲げ部の内面側１ｅまでの距離をｃとする。
【００６８】
比較のために、折り曲げ部２ａを有しない従来の平坦なインナパネルを用いた比較例および折り曲げ部２ａの設定条件が最適範囲から外れる比較例なども実施した。発明例、比較例とも、９０°曲げのダウンフランジ工程、１３５°曲げのプリヘム工程、続くフラットヘムおよびロープドヘム加工工程は、前記図１に各々示した方法で行なった。
【００６９】
ヘム加工性は、試験片の最終の１８０度曲げコーナー部６ｃ、６ｄ外側 (ヘム加工部外周部) の表面状態を目視観察して評価した。評価は、上記曲げ部外側の割れ発生程度を目視で確認し、下記基準に基づいて5 段階で評価した。
０：肌荒れ、及び微小な割れが無い。
１：肌荒れが僅かに発生している。
２：肌荒れが発生しているものの割れは無い。
３：微小な割れが発生。
４：大きな割れが発生。
なお、上記のランクの内、０〜２段階が、ヘム加工性 (実際の自動車アウタパネル用) として合格で、３〜４段階は不合格である。
【００７０】
（表１：フラットヘム加工）
表１から明らかな通り、フラットヘム加工した発明例１〜７は、折り曲げ部２ａの設定条件が前記した最適範囲内である。このため、曲げ加工時の目視観察によれば、フラットヘム加工時に、アウタパネル１周縁の１８０度折り曲げに際して、インナパネル周縁の折り曲げ部２ａの先端が、アウタパネル１の周縁の折り曲げ部の内面側に接触して、アウタパネル１の周縁の１８０度折り曲げに、バランス良く干渉していた。
【００７１】
この結果、アウタパネルコーナー部６ｃの曲げＲが０．５ｍｍと、曲げＲが１．０ｍｍ以下の厳しいフラットヘム加工であっても、ヘム加工性評価が上記０〜２と良好である。
【００７２】
これに対して、表１から明らかな通り、比較例９〜１１は、折り曲げ部２ａの設定条件が前記した最適範囲内から外れている。比較例９は折り曲げ部２ａの先端（端部）から、根元のインナパネル平坦部２ｂまでの平面長さＬが短すぎる。比較例１０、１１は、平坦部２ｂから折り曲げ部２ａ先端までの高さｈが低すぎる。また、折り曲げ部２ａの平面長さＬが長すぎる。
【００７３】
このため、曲げ加工時の目視観察によれば、比較例９〜１１は、フラットヘム加工時に、アウタパネル１周縁の１８０度折り曲げに際して、インナパネル周縁の折り曲げ部２ａの先端が、アウタパネル１の周縁の折り曲げ部の内面側に接触せず、アウタパネル１の周縁の１８０度折り曲げに干渉できていない。この結果、折り曲げ部２ａを有さない従来の平坦なインナパネルを用いた比較例８と同様に、ヘム加工性評価が発明に比して上記４〜５程度と著しく劣る。また、比較例９は曲げコーナー部６ｃが割れて切れたためにフラットヘム加工自体ができなかった。
【００７４】
（表２：ロープドヘム加工）
表２から明らかな通り、ロープドヘム加工した発明例１２〜１８は、折り曲げ部２ａの設定条件が前記した最適範囲内である。このため、曲げ加工時の目視観察によれば、ロープドヘム加工時に、アウタパネル１周縁の１８０度折り曲げに際して、インナパネル周縁の折り曲げ部２ａの先端が、アウタパネル１の周縁の折り曲げ部の内面側に接触して、アウタパネル１の周縁の１８０度折り曲げに、バランス良く干渉していた。
【００７５】
この結果、アウタパネルコーナー部６ｃの曲げＲが０．５ｍｍと、曲げＲが１．０ｍｍ以下の厳しいロープドヘム加工であっても、ヘム加工性評価が上記０〜１と良好である。
【００７６】
これに対して、表２から明らかな通り、比較例２１は、折り曲げ部２ａの設定条件が前記した最適範囲内から外れている。比較例９は前記平面長さＬが長すぎ、高さｈが低すぎる。このため、曲げ加工時の目視観察によれば、比較例２１は、フラットヘム加工時に、アウタパネル１周縁の１８０度折り曲げに際して、インナパネル周縁の折り曲げ部２ａの先端が、アウタパネル１の周縁の折り曲げ部の内面側に接触せず、アウタパネル１の周縁の１８０度折り曲げに干渉できていない。この結果、折り曲げ部２ａを有さない従来の平坦なインナパネルを用いた比較例１９、２０と同様に、ヘム加工性評価が発明に比して上記２〜３程度と著しく劣る。
【００７７】
以上の結果から、室温時効した、あるいは強度 (耐力) の高い６０００系Ａｌ合金板 (パネル) のヘム加工に対する本発明の効果や意義が裏付けられる。
【００７８】
【表１】
2008221235.tif 000003
【００７９】
【表２】
2008221235.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上説明した通り、本発明によれば、室温時効硬化したような６０００系アルミニウム合金パネルであっても、良好にヘム加工できる加工方法を提供できる。また、本発明によれば、ヘム加工工程自体を大きく変更せずに、ヘム加工を向上できる効果も有する。この結果、本発明は、室温時効硬化しやすい、６０００系アルミニウム合金などの高強度アルミニウム合金の、特に自動車車体パネルへの適用を拡大するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明におけるヘム工程の一態様を示す、断面図である。
【図２】本発明におけるトリム加工の一態様を示す、断面図である。
【図３】本発明におけるトリム加工の別の態様を示す、断面図である。
【図４】一般的なヘム加工方法の工程を示す、断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１: アウタパネル、１ａ、１ｂ：アウタパネル周縁部、１ｃ、１ｄ：アウタパネル折り曲げ部、１ｅ：アウタパネル周縁の折り曲げ部内面側、２：インナパネル、２ａ：折り曲げ部、３、９：ダイス、４、７：ポンチ、５、８：板押さえ、６：アウタパネル曲げコーナー部、
【図１】
2008221235.tif 000005
【図２】
2008221235.tif 000006
【図３】
2008221235.tif 000007
【図４】
2008221235.tif 000008