(57)【要約】【課題】板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる板状ワークの加工方法及び加工装置を提供する。【解決手段】成形型１０、２０を用いた板状ワークＷ１の加工では、板状ワークに電極４１を接触させて通電し、通電により加熱される内部領域と該内部領域の外側に位置する周縁部領域とを形成するとともに前記内部領域のみを焼入れ温度まで加熱し、前記内部領域が焼入れ温度に加熱された後に、前記成形型により前記板状ワークを所定の形状に加工するとともに前記内部領域を焼入れし、前記板状ワークが加工された後に、前記周縁部領域を少なくとも一部含んで前記板状ワークをブランキングする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型を用いて板状ワークを加工する板状ワークの加工方法であって、
板状ワークを用意するステップと、
前記板状ワークに互いに離間する電極を接触させて通電し、前記板状ワークに、前記電極が接触される接触領域間を直線状に結び通電により加熱される内部領域と該内部領域の外側に位置し当該板状ワークの周縁部である周縁部領域とを形成するとともに、通電により前記内部領域のみを焼入れ温度まで加熱するステップと、
前記内部領域が焼入れ温度に加熱された後に、前記板状ワークを前記成形型により所定の形状に加工するとともに前記板状ワークを前記成形型により冷却して前記内部領域を焼入れするステップと、
前記板状ワークが所定の形状に加工されるとともに前記内部領域が焼入れされた後に、前記周縁部領域を少なくとも一部含んで前記板状ワークをブランキングするステップと、
を備えていることを特徴とする板状ワークの加工方法。
【請求項２】
前記板状ワークがブランキングされた後に、ブランキングされた前記板状ワークの前記周縁部領域が溶接されることを特徴とする請求項１に記載の板状ワークの加工方法。
【請求項３】
前記板状ワークが、６００ＭＰａ以上の引張強度を有する鋼板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の板状ワークの加工方法。
【請求項４】
成形型を用いて板状ワークを加工する板状ワークの加工装置であって、
互いに離間する電極を有し、該電極を前記板状ワークに接触させて通電することにより、前記板状ワークに、前記電極が接触される接触領域間を直線状に結び通電により加熱される内部領域と該内部領域の外側に位置し前記板状ワークの周縁部である周縁部領域とを形成するとともに前記内部領域のみを焼入れ温度まで加熱する通電手段と、
前記板状ワークを所定の形状に加工するとともに焼入れ温度に加熱された前記内部領域を焼入れするように前記板状ワークを冷却する成形型と、
前記周縁部領域を少なくとも一部含んで前記板状ワークをブランキングするブランキング手段と、
を備えていることを特徴とする板状ワークの加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成形型を用いて板状ワークを加工する板状ワークの加工方法及び加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用鋼板などの板状素材（板状ワーク）は、プレス加工により所定の形状に加工されて使用されることが一般的に行われており、板状ワークを加熱してその成形性を高めた上で、上下動可能に設けられるパンチと該パンチと対向するように配設されるダイとを備えた成形型を用いて前記板状ワークをプレス加工することが知られている。
【０００３】
このような板状ワークのプレス加工として、板状ワークを加熱炉によって加熱し、この加熱された板状ワークをパンチとダイとの間に搬送してプレス加工することが知られている。また、板状ワークの加熱に関して、板状ワークに所定の電流を流し、この電流による通電加熱によって電気的に板状ワークを加熱することも知られている。
【０００４】
例えば特許文献１には、多様な形状のブランクを均一に高温域に加熱し形状精度が良好な超高強度のプレス成形品を容易に得ることを企図し、ブランクの両端部に電極を取り付け、電極に供給する電力を電極毎に調整してブランクの温度分布を調整する金属板の熱間プレス方法及びその装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２ー２４８５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、例えば自動車用鋼板などに使用される板状ワークでは、車体の軽量化や高強度化等を図るために高強度を有する板状ワークを使用することが求められている。かかる高強度を有する板状ワークとして、その加工性を向上させるためにプレス加工する前に焼入れ温度に加熱し、プレス加工する際に成形型と接触することで焼入れさせてその強度を高めるものが知られている。
【０００６】
しかし、プレス加工する際に焼入れさせることでその強度を高める焼入れ性を有する板状ワークにおいては、板状ワークがプレス加工されるとともに焼入れされた後に、プレス加工された板状ワークからプレス成形品を切り取るブランキング等の塑性加工を施す場合、その塑性加工が非常に困難なものとなり得る。
【０００７】
そこで、この発明は、前記技術的課題に鑑みてなされたものであり、焼入れ性を有する板状ワークにおいて、板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる板状ワークの加工方法及び加工装置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】
【０００８】
このため、本願の請求項１に係る板状ワークの加工方法は、成形型を用いて板状ワークを加工する板状ワークの加工方法であって、板状ワークを用意するステップと、前記板状ワークに互いに離間する電極を接触させて通電し、前記板状ワークに、前記電極が接触される接触領域間を直線状に結び通電により加熱される内部領域と該内部領域の外側に位置し当該板状ワークの周縁部である周縁部領域とを形成するとともに、通電により前記内部領域のみを焼入れ温度まで加熱するステップと、前記内部領域が焼入れ温度に加熱された後に、前記板状ワークを前記成形型により所定の形状に加工するとともに前記板状ワークを前記成形型により冷却して前記内部領域を焼入れするステップと、前記板状ワークが所定の形状に加工されるとともに前記内部領域が焼入れされた後に、前記周縁部領域を少なくとも一部含んで前記板状ワークをブランキングするステップとを備えていることを特徴としたものである。
【０００９】
また、本願の請求項２に係る発明方法は、請求項１に係る発明方法において、前記板状ワークがブランキングされた後に、ブランキングされた前記板状ワークの前記周縁部領域が溶接されることを特徴としたものである。
【００１０】
更に、本願の請求項３に係る発明方法は、請求項１又は２に係る発明方法において、前記板状ワークが、６００ＭＰａ以上の引張強度を有する鋼板であることを特徴としたものである。
【００１１】
また更に、本願の請求項４に係る板状ワークの加工装置は、成形型を用いて板状ワークを加工する板状ワークの加工装置であって、互いに離間する電極を有し、該電極を前記板状ワークに接触させて通電することにより、前記板状ワークに、前記電極が接触される接触領域間を直線状に結び通電により加熱される内部領域と該内部領域の外側に位置し前記板状ワークの周縁部である周縁部領域とを形成するとともに前記内部領域のみを焼入れ温度まで加熱する通電手段と、前記板状ワークを所定の形状に加工するとともに焼入れ温度に加熱された前記内部領域を焼入れするように前記板状ワークを冷却する成形型と、前記周縁部領域を少なくとも一部含んで前記板状ワークをブランキングするブランキング手段とを備えていることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本願の請求項１に係る板状ワークの加工方法によれば、板状ワークの内部領域を加熱した状態で成形型により加工するとともに冷却し、加工後に焼入れされていない周縁部領域を含んでブランキングすることにより、板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。
【００１３】
また、本願の請求項２に係る発明方法によれば、板状ワークがブランキングされた後に、ブランキングされた板状ワークの周縁部領域が溶接されることにより、焼入れされていない周縁部領域を溶接することで板状ワークの良好な溶接性を得ることができ、また、溶接部の耐遅れ破壊性を向上させることができる。
【００１４】
更に、本願の請求項３に係る発明方法によれば、板状ワークが、６００ＭＰａ以上の引張強度を有する鋼板であることにより、成形型による加工が困難である板状ワークにおいて、その加工性を向上させることができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００１５】
また更に、本願の請求項４に係る板状ワークの加工装置によれば、板状ワークの内部領域を加熱した状態で成形型により加工するとともに冷却し、加工後に焼入れされていない周縁部領域を含んでブランキングすることにより、板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、第１の実施形態に係る板状ワークの加工装置を示す概略説明図であり、図２は、図１におけるＡ１方向から見た前記加工装置の側面説明図、図３は、パンチが下降した状態にある第１の実施形態に係る前記加工装置を示す概略説明図、図４は、図３におけるＡ１方向から見た前記加工装置の側面説明図、図５は、第１の実施形態に係る前記加工装置で加工される板状ワークの加工工程を説明するための説明図である。
【００１７】
図１に示すように、前記加工装置１は、略平板状に形成された板状ワーク（ブランク）Ｗ１を加工するための加工装置であり、上下動可能に設けられたパンチ１０と、該パンチ１０と対向するように配置されたダイ２０とを有する成形型３０を備えており、該成形型３０は、パンチ１０に設けられ、下方側に突出する突出部１１と、ダイ２０に設けられ、突出部１１に対応して凹状に形成される凹部２１とを組み合わせることで、板状ワークＷ１を断面ハット状（コ字形断面の両端部に、外側へ張り出すフランジ状部分が一体成形された形状）に成形するように構成されている。
【００１８】
加工装置１では、パンチ１０がスプリング１２及びスプリングガイド１３を介してパンチプレート１４に取り付けられ、該パンチプレート１４がパンチホルダー１５に取り付けられている。一方、ダイ２０は、ダイホルダー２２に取り付けられている。また、加工装置１では、ダイホルダー２２に固定されたアウタガイド３５が、パンチホルダー１５に備えられたアウタガイド用ブッシュ３６に組み込まれ、パンチプレート１４に固定されたインナガイド３７が、パンチ１０に設けられたインナガイド用ブッシュ１６と、ダイ２０に設けられたインナガイド用ブッシュ２３とに組み込まれ、パンチ１０とダイ２０との位置決め精度が確保されている。
【００１９】
更に、加工装置１には、パンチホルダー１５に連結され該パンチホルダー１５を上下方向に移動させる上下方向移動手段（不図示）が備えられている。パンチ１０は、スプリングガイド１３及びパンチプレート１４を介してパンチホルダー１５に取り付けられているので、パンチ１０は、前記上下方向移動手段によってパンチホルダー１５が上下方向に移動されることにより上下方向に移動される。
【００２０】
本実施形態に係る加工装置１はまた、図２に示すように、ダイ２０上に配置された板状ワークＷ１を電気的に加熱するための通電手段４０を備えている。通電手段４０は、互いに離間する２つの電極４１と、電極４１に電力を供給する電源４２と、電源４２と電極４１とを接続するケーブル４３とを備え、電極４１をそれぞれ板状ワークＷ１に接触させて通電することにより、電極４１間に発生するジュール熱で板状ワークＷ１を加熱するように構成されている。
【００２１】
電極４１にはそれぞれ、矢印Ｚ１に示すように、電極４１を上下方向に移動させる電極移動手段（不図示）が連結され、該電極移動手段は、ダイ２０上に板状ワークＷ１を配置する場合、あるいはダイ２０上から板状ワークＷ１を取り除く場合には電極４１を上方へ移動させ、電極４１間を通電する場合にはダイ２０上に配置された板状ワークＷ１に接触するように電極４１を下方に移動させるように構成されている。
【００２２】
なお、前記加工装置１は、その他の構成として、通電手段４０により板状ワークＷ１を加熱する際に、後述する板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２の温度を測定する、例えば温度センサ等の温度測定手段（不図示）と、前記上下方向移動手段、通電手段４０及び前記電極移動手段等の作動を制御する制御ユニット（不図示）とを備えており、該制御ユニットは、好ましくは、マイクロコンピュータを主要部として構成されている。
【００２３】
前記加工装置１を用いて、板状ワークＷ１をプレス加工する際には、先ず、ダイ２０上の所定の位置に板状ワークＷ１を配置させた後に、前記電極移動手段により電極４１を下方に移動させ、板状ワークＷ１に接触させる。そして、通電手段４０によって電極４１間を通電させ、板状ワークＷ１を加熱する。
【００２４】
図５の（ａ）は、第１の実施形態に係る前記加工装置を用いて加工される板状ワークを示す上面説明図であり、図５の（ｂ）は、前記板状ワークに電極が接触された状態を説明するための説明図である。
前記のように、略平板状に形成されたブランクを板状ワークＷ１として用い、板状ワークＷ１は、図５の（ａ）に示すように、略矩形状に形成されている。なお、板状ワークとしては、焼入れ性を有する鋼板を使用し、例えば６００ＭＰａ以上の引張強度を有する高強度鋼板を用いることができる。
【００２５】
本実施形態では、互いに離間する２つの電極４１はそれぞれ、板状ワークＷ１に接触される接触部（不図示）を有し、この接触部が、所定の領域を有し略矩形状に形成されている。電極４１が板状ワークＷ１に接触されると、図５の（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１には、板状ワークＷ１の長手方向の両端部近傍にそれぞれ、電極４１が接触される接触領域（破線で囲まれる領域）Ｓ１が形成される。
【００２６】
板状ワークＷ１に電極４１が接触され、通電手段４０によって電極４１間が通電されると、板状ワークＷ１は、電極４１が接触される接触領域Ｓ１間を直線状に結び接触領域Ｓ１間の内部に位置する内部領域Ｓ２（斜線ハッチングを施した領域）が加熱される。この通電は、板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２が焼入れ温度まで加熱されるように、すなわち、板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２が鋼の変態点以上の温度になるまで加熱され、内部領域Ｓ２の組織がオーステナイト組織になるまで加熱されるように行われる。なお、この通電は、内部領域Ｓ２の外側に位置し、接触領域Ｓ１を含み、板状ワークＷ１の周縁部である周縁部領域Ｓ３が焼入れ温度にならないように行われる。
【００２７】
板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２が焼入れ温度に加熱されると、パンチ１０が下方へ移動され、図３及び図４に示すように、パンチ１０とダイ２０とによって板状ワークＷ１がプレス加工される。なお、電極４１は、図４に示すように、板状ワークＷ１のプレス加工時に板状ワークＷ１に接触していても、あるいは前記電極移動手段によって板状ワークＷ１から離間させるようにしてもよい。
【００２８】
図５の（ｃ）は、プレス加工された前記板状ワークを示す上面説明図である。なお、図５の（ｃ）では、内部領域Ｓ２に斜線ハッチングを施している。
前記のように、成形型３０は、板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２を断面ハット状に成形加工するように構成されており、成形型３０によって、板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２は、底面部５０と側面部５１とを有し、板状ワークＷ１の長手方向を横切る断面が断面ハット状に成形加工される。
【００２９】
また、成形型３０は、板状ワークＷ１を断面ハット状に成形加工するとともに、板状ワークＷ１を冷却し、加熱された板状ワークＷ１の内部領域Ｓ２を焼入れする。これにより、板状ワークＷ１は、周縁部領域Ｓ３が焼入れされずに、内部領域Ｓ２のみが焼入れされる。
【００３０】
本実施形態では、成形型３０によって板状ワークＷ１が成形加工されるとともに内部領域Ｓ２が焼入れされた後に、板状ワークＷ１は、周縁部領域Ｓ３を少なくとも一部含んでブランキングされる、具体的にはブランクラインＬ１の外側に位置する領域Ｓ４が切り取られる。なお、加工装置１は、板状ワークＷ１をブランキングする、例えばブランキング型等のブランキング手段（不図示）を備え、該ブランキング手段によって板状ワークＷ１が所定の形状にブランキングされる。
【００３１】
図６は、プレス加工後にブランキングされた板状ワークを示す斜視図であり、図７は、図６におけるＹ７−Ｙ７線に沿った断面説明図である。
前記のように、ブランキングされた板状ワークＷ１では、図７に示すように、フランジ部５２を備え、断面ハット状に形成されている。また、板状ワークＷ１は、底面部５０と側面部５１とが焼入れされ、周縁部領域Ｓ３であるフランジ部５２は焼入れされていない。
【００３２】
図８は、前記板状ワークを有する製品を説明するための説明図である。図８に示す板状ワークＷ２は、板状ワークＷ１と略同様にして加工され、焼入れされていないフランジ部６２と、焼入れされた上面部６０及び側面部６１とを有し、断面ハット状に形成されている。
【００３３】
図８に示すように、板状ワークＷ１は、該板状ワークＷ１のフランジ部５２が板状ワークＷ２のフランジ部６２と重ね合わせられ、フランジ部５２とフランジ部６２とが、例えばスポット溶接等によって溶接される。これにより、板状ワークＷ１と板状ワークＷ２とが接合された製品は、中空状の閉断面部７０と、該閉断面部７０から外方へ延びるフランジ部７１を備え、該フランジ部７０には、複数の溶接部７２が形成される。
【００３４】
例えば自動車用鋼板として使用される板状ワークでは、プレス加工された後に、スポット溶接などの溶接によって他の板状ワークと接合されることが行われ得るが、高強度を有する板状ワークでは、接合部の応力が高いので良好な溶接性を得ることがなかなか難しく、溶接部に割れや遅れ破壊が生じる場合がある。しかし、本実施形態に係る板状ワークの加工では、板状ワークＷ１の焼入れされていない周縁部領域Ｓ３を溶接することにより、かかる問題を回避することができる。
【００３５】
前記加工装置１では、板状ワークＷ１の長手方向の両端部に電極が配置されているが、板状ワークの短手方向の両端部に電極を配置するようにしてもよい。
図９は、第２の実施形態に係る板状ワークの加工装置を示す概略説明図、図１０は、図９におけるＡ２方向から見た前記加工装置の側面説明図、図１１は、パンチが下降した状態にある第２の実施形態に係る前記加工装置を示す概略説明図、図１２は、図１１におけるＡ２方向から見た前記加工装置の側面説明図である。なお、これらの図では、前述した加工装置１と同様の構成を備え、同様の作用をなすものについては同一符号を付し、それ以上の説明は省略する。
【００３６】
また、図１３は、第２の実施形態に係る前記加工装置で加工される板状ワークの加工工程を説明するための説明図であり、図１３の（ａ）は、第２の実施形態に係る前記加工装置を用いて加工される板状ワークを示す上面説明図、図１３の（ｂ）は、前記板状ワークに電極が接触された状態を説明するための説明図、図１３の（ｃ）は、プレス加工された前記板状ワークを示す上面説明図である。第２の実施形態に係る加工装置８０においても、図１３の（ａ）に示すように、略矩形状に形成されたブランクを板状ワークＷ１０として用い、前記加工装置８０では、板状ワークＷ１０の短手方向の両端部近傍に電極が接触される。
【００３７】
前記加工装置８０は、加工装置１と略同様の構成を備えているが、互いに離間する２つの電極４６が、板状ワークＷ１０の短手方向の両端部近傍にそれぞれ設けられている。該電極４６が、前記上下方向移動手段によって下方へ移動され板状ワークＷ１０に接触されると、図１３の（ｂ）に示すように、板状ワークＷ１０には、板状ワークＷ１０の短手方向の両端部近傍にそれぞれ、電極４６が接触される接触領域（破線で囲まれる領域）Ｓ１１が形成される。
【００３８】
電極４６を板状ワークＷ１０に接触させると、次に通電手段４５によって電極４６間が通電させられ、この通電により電極４６間の内部に位置する内部領域（斜線ハッチングを施した領域）Ｓ１２が加熱される。この通電は、内部領域Ｓ１２が焼入れ温度になるまで行われるが、内部領域Ｓ１２の外側に位置し、接触領域Ｓ１１を含み板状ワークＷ１０の周縁部である周縁部領域Ｓ１３は、焼入れ温度に加熱されていない。
【００３９】
そして、板状ワークＷ１０の内部領域Ｓ１２のみが焼入れ温度に加熱されると、図１１及び図１２に示すように成形型３０によって断面ハット状にプレス加工されるとともに、成形型３０によって板状ワークＷ１０が冷却され、内部領域Ｓ１２が焼入れされる。
【００４０】
板状ワークＷ１０は、図６に示す板状ワークＷ１と同様に、焼入れされていない周縁部領域Ｓ１３に対応するフランジ部９２と、焼入れされた内部領域Ｓ１２に対応する底面部９０及び側面部９１とを有し、断面ハット状に形成される。なお、前記加工装置８０では、プレス加工する際に、電極４６が板状ワークＷ１０から離間しているが、電極を板状ワークに接触させていてもよい。
【００４１】
前記加工装置８０では、板状ワークＷ１０を通電手段４５により加熱する際に、板状ワークＷ１０の長手方向に沿って電極４６が配置されるので、板状ワークＷ１の短手方向に沿って電極４１が配置される前記加工装置１の場合に比して、通電時の断面積を大きくすることができ、板状ワークを所定の温度により速く加熱することができる。
【００４２】
なお、プレス加工後の板状ワークＷ１０は、図示されていないが、周縁部領域Ｓ１３を少なくとも一部含んでブランキングされる。このブランキングは、好ましくは、焼入れされていない周縁部領域Ｓ１３において行われる。また、ブランキングされた板状ワークＷ１０では、焼入れされていない周縁部領域Ｓ１３が他の部材と溶接される。
【００４３】
本実施形態では、成形型３０によって板状ワークＷ１、Ｗ１０が断面ハット状に曲げ加工されているが、その他の形状の曲げ加工や絞り加工等の塑性加工、あるいは穴抜きやトリミング等のせん断加工などを行う成形型を用いることができる。また、板状ワークＷ１、Ｗ１０の両端部近傍に互いに離間する電極４１、４６がそれぞれ配置されているが、板状ワークの高強度を要する部分に対応して、電極を板状ワークに接触させることができる。
【００４４】
このように、本実施形態に係る板状ワークの加工方法によれば、板状ワークＷ１、Ｗ１０の内部領域Ｓ２、Ｓ１２を加熱した状態で成形型３０により加工するとともに冷却し、該加工後に焼入れされていない周縁部領域Ｓ３、Ｓ１３を含んでブランキングすることにより、板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。
【００４５】
また、板状ワークＷ１がブランキングされた後に、ブランキングされた板状ワークＷ１の周縁部領域Ｓ３が溶接されることにより、焼入れされていない周縁部領域を溶接することで板状ワークの良好な溶接性を得ることができ、また、溶接部の耐遅れ破壊性を向上させることができる。
【００４６】
更に、板状ワークＷ１が、６００ＭＰａ以上の引張強度を有する鋼板であることにより、成形型による加工が困難である板状ワークにおいて、その加工性を向上させることができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００４７】
また更に、本実施形態に係る加工装置１、８０によれば、板状ワークＷ１、Ｗ１０の内部領域を加熱した状態で成形型３０により加工するとともに冷却し、該加工後に焼入れされていない周縁部領域Ｓ３、Ｓ１３を含んでブランキングすることにより、板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。
【００４８】
次に、前述したような板状ワークの加工方法を自動車の車体構成部材の加工に適用する場合について説明する。
図１４は、自動車の車体構造を概略的に示す概略説明図である。この具体例は、車体１１０の車室構成部材に適用するものであり、センタピラー１１５内に設けられ、該センタピラー１１５を補強するセンタピラーレインフォースメント１２０（図１５参照）、ドア（不図示）内部に設けられ、該ドアを補強するドアインパクトバー１４０、及び車室上部を構成するルーフパネル１５５を補強するルーフレインフォースメント１６０の各々について、前述した板状ワークの加工方法を適用して加工するものである。
【００４９】
図１５は、センタピラーレインフォースメントを示す斜視図、図１６及び図１７は、センタピラーレインフォースメントがブランクから加工される加工工程を説明するための説明図であり、図１６の（ａ）は、センタピラーレインフォースメント成形用ブランクを示す上面説明図、図１６の（ｂ）は、前記センタピラーレインフォースメント成形用ブランクに接触される電極の配置を説明するための上面説明図、図１６の（ｃ）は、前記センタピラーレインフォースメント成形用ブランクに接触された電極により加熱される内部領域を示す上面説明図、図１７の（ａ）は、プレス加工された前記センタピラーレインフォースメント成形用ブランクを示す上面説明図、図１７の（ｂ）は、センタピラーレインフォースメントを示す上面説明図、図１７の（ｃ）は、前記センタピラーレインフォースメントにおける溶接施工部位を示す上面説明図である。
【００５０】
センタピラーレインフォースメント１２０は、センタピラーインナとセンタピラーアウタとの間に配設されるものであり、図１５に示すように、略Ｔ字状に形成され、車体上下方向に延びる上下部１２１と、該上下部１２１の上端部において水平方向に延びる水平部１２２とを備えている。
【００５１】
また、センタピラーレインフォースメント１２０は、センタピラーインナとセンタピラーアウタと接合されるフランジ部１２３から中央側に向かって膨出するように成形加工され、該フランジ部１２３から傾斜して延びる側面部１２４と上面部１２５とを備え、上面部１２５には、シートベルト用ブラケットを取り付けるための穴部１２６が設けられている。
【００５２】
前記センタピラーレインフォースメント１２０は、図１６の（ａ）に示すように、略矩形状に切断されたブランクＷ２０から成形加工される。ブランクＷ２０は、本実施形態に係る加工装置を用いて、ブランクＷ２０の長手方向の両端部近傍に電極が接触され、図１６の（ｂ）に示すように、ブランクＷ２０に前記電極が接触される接触領域Ｓ２１が形成される。
【００５３】
ブランクＷ２０に前記電極が接触された後に、該電極間を通電させることにより、図１６の（ｃ）に示すように、前記接触領域Ｓ２１間の内部に位置する内部領域Ｓ２２が加熱される。この通電は、内部領域Ｓ２２が焼入れ温度になるまで行われる。なお、内部領域Ｓ２２の外側に位置する周縁部領域Ｓ２３は、焼入れ温度に加熱されていない。
【００５４】
そして、ブランクＷ２０の内部領域Ｓ２２が焼入れ温度に達すると、図１７の（ａ）に示すように、成形型によってセンタピラーレインフォースメント１２０の形状を有するようにプレス加工されるとともに、内部領域Ｓ２２（斜線ハッチングを施した領域）が焼入れされる。ブランクＷ２０は、フランジ部１２３、側面部１２４、上面部１２５及び穴部１２６が成形されるとともに、図１６の（ｃ）に示す二点鎖線Ｌ２より外側に位置する領域Ｓ２４が切り取られ、且つ、内部領域Ｓ２２に対応する側面部１２４及び上面部１２５が焼入れされる。また、ブランクＷ２０は、フランジ部１２３の外側に、後述するブランキングによって取り除かれる縁部１２８を備えており、フランジ部１２３及び縁部１２８は、プレス加工の際に焼入れされていない。
【００５５】
プレス加工後には、ブランキング加工が行われ、縁部１２８が取り除かれ、図１７の（ｂ）に示すように、ブランクＷ２０からセンタピラーレインフォースメント１２０が形成される。このセンタピラーレインフォースメント１２０は、図１７の（ｃ）において斜線ハッチングを施したフランジ部１２３がセンタピラーインナ及びセンタピラーアウタとともに溶接される。
【００５６】
前記センタピラーレインフォースメント１２０の加工では、プレス加工後に焼入れされていない縁部１２８をブランキングすることで、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。また、側面部１２４及び上面部１２５を成形加工時に焼入れさせることで、高強度化を図ることができる。更に、フランジ部１２３を焼入れさせずに成形加工することができ、フランジ部１２３を他の部材と溶接する際には良好な溶接性を得ることができる。
【００５７】
図１８は、ドアインパクトバーを示す斜視図、図１９及び図２０は、ドアインパクトバーがブランクから加工される加工工程を説明するための説明図であり、図１９の（ａ）は、ドアインパクトバー成形用ブランクを示す上面説明図、図１９の（ｂ）は、前記ドアインパクトバー成形用ブランクに接触される電極の配置を説明するための上面説明図、図１９の（ｃ）は、前記ドアインパクトバー成形用ブランクに接触された電極により加熱される内部領域を示す上面説明図、図２０の（ａ）は、プレス加工された前記ドアインパクトバー成形用ブランクを示す上面説明図、図２０の（ｂ）は、ドアインパクトバーを示す上面説明図、図２０の（ｃ）は、前記ドアインパクトバーにおける溶接施工部位を示す上面説明図である。
【００５８】
ドアインパクトバー１４０は、ドアアウタパネルとドアインナパネルとの間に配設され、該ドアアウタパネルに取り付けられるものであり、図１８に示すように、フランジ部１４１と、側面部１４２と、上面部１４３とを備え、フランジ部１４１から中央側に向かって膨出するように成形加工され、略断面ハット状に形成されている。
【００５９】
前記ドアインパクトバー１４０は、図１９の（ａ）に示すように、略矩形状に切断されたブランクＷ４０から成形加工される。ブランクＷ４０は、本実施形態に係る加工装置を用いて、ブランクＷ４０の長手方向の両端部近傍に電極が接触され、図１９の（ｂ）に示すように、ブランクＷ４０に前記電極が接触される接触領域Ｓ４１が形成される。
【００６０】
ブランクＷ４０に前記電極が接触された後に、該電極間を通電させることにより、図１９の（ｃ）に示すように、前記接触領域Ｓ４１間の内部に位置する内部領域Ｓ４２が加熱される。この通電は、内部領域Ｓ４２が焼入れ温度になるまで行われる。なお、内部領域Ｓ４２の外側に位置する周縁部領域Ｓ４３は、焼入れ温度に加熱されていない。
【００６１】
そして、ブランクＷ４０の内部領域Ｓ４２が焼入れ温度に達すると、図２０の（ａ）に示すように、成形型によってドアインパクトバー１４０の形状を有するようにプレス加工されるとともに、内部領域Ｓ４２（斜線ハッチングを施した領域）が焼入れされる。ブランクＷ４０は、フランジ部１４１、側面部１４２及び上面部１４３が成形されるとともに、内部領域Ｓ４２に対応するフランジ部１４１、側面部１４２、上面部１４３が焼入れされる。また、ブランクＷ４０は、フランジ部１４１の外側に、後述するブランキングによって取り除かれる縁部１４４を備えており、縁部１４４は、プレス加工の際に焼入れされていない。
【００６２】
次に、ブランキング加工が行われ、図２０の（ａ）に示す縁部１４４が取り除かれ、図２０の（ｂ）に示すように、ブランクＷ４０からドアインパクトバー１４０が形成される。このドアインパクトバー１４０は、焼入れされていない周縁部領域Ｓ４３の一部である、図２０の（ｃ）において斜線ハッチングを施したドアインパクトバー１４０の長手方向の両端部に位置する領域Ｓ４４がドアアウタパネルと溶接される。
【００６３】
前記ドアインパクトバー１４０の加工では、プレス加工後に焼入れされていない縁部１４４をブランキングすることで、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。また、内部領域Ｓ４２に対応するフランジ部１４１、側面部１４２及び上面部１４３を成形加工時に焼入れさせることで、高強度化を図ることができる。更に、ドアインパクトバー１４０の長手方向の両端部に位置する領域Ｓ４４を焼入れさせずに成形加工することができ、該領域Ｓ４４を他の部材と溶接する際には良好な溶接性を得ることができる。
【００６４】
図２１は、ルーフレインフォースメントを示す斜視図、図２２及び図２３は、ルーフレインフォースメントがブランクから加工される加工工程を説明するための説明図であり、図２２の（ａ）は、ルーフレインフォースメント成形用ブランクを示す上面説明図、図２２の（ｂ）は、前記ルーフレインフォースメント成形用ブランクに接触される電極の配置を説明するための上面説明図、図２２の（ｃ）は、前記ルーフレインフォースメント成形用ブランクに接触された電極により加熱される内部領域を示す上面説明図、図２３の（ａ）は、プレス加工された前記ルーフレインフォースメント成形用ブランクを示す上面説明図、図２３の（ｂ）は、ルーフレインフォースメントを示す上面説明図、図２３の（ｃ）は、前記ルーフレインフォースメントにおける溶接施工部位を示す上面説明図である。
【００６５】
ルーフレインフォースメント１６０は、車室上部を構成するルーフパネル１５５に取り付けられ該ルーフパネル１５５を補強するものであり、図２１に示すように、略矩形状に形成され、その周縁部を形成する縁部１６１と、側面部１６２、１６３と上面部１６４とを備え、縁部１６１から中央側に向かって膨出するように形成されている。また、ルーフレインフォースメント１６０は、縁部１６１の短手方向の外側の端部１６５が凸凹状に形成され、縁部１６１の長手方向の端部１６６に内方側へ窪む切欠部１６７が形成されている。
【００６６】
前記ルーフレインフォースメント１６０は、図２２の（ａ）に示すように、略矩形状に切断されたブランクＷ６０から成形加工される。ブランクＷ６０は、本実施形態に係る加工装置を用いて、ブランクＷ６０の長手方向の両端部近傍に電極が接触され、図２２の（ｂ）に示すように、ブランクＷ６０に前記電極が接触される接触領域Ｓ６１が形成される。
【００６７】
ブランクＷ６０に前記電極が接触された後に、該電極間を通電させることにより、図２２の（ｃ）に示すように、前記接触領域Ｓ６１の内部に位置する内部領域Ｓ６２が加熱される。この通電は、内部領域Ｓ６２が焼入れ温度になるまで行われる。なお、内部領域Ｓ６２の外側に位置する周縁部領域Ｓ６３は、焼入れ温度に加熱されていない。
【００６８】
そして、ブランクＷ６０の内部領域Ｓ６２が焼入れ温度に達すると、図２３の（ａ）に示すように、成形型によってルーフレインフォースメント１６０の形状を有するようにプレス加工されるとともに、内部領域Ｓ６２（斜線ハッチングを施した領域）が焼入れされる。ブランクＷ６０は、側面部１６２、１６３及び上面部１６４が成形されるとともに、内部領域Ｓ６２に対応する縁部１６１、側面部１６２、１６３及び上面部１６４が焼入れされる。
【００６９】
次に、ブランキング加工が行われ、図２３の（ｂ）に示すように、ブランクＷ６０の長手方向に沿って延びる縁部１６１の外側の端部１６５が凸凹状に形成されるとともに、ブランクＷ６０の長手方向の両端部１６６に切欠部１６７が形成され、ブランクＷ６０からルーフレインフォースメント１６０が形成される。このルーフレインフォースメント１６０は、焼入れされていない周縁部領域Ｓ６３の一部である、図２３の（ｃ）において斜線ハッチングを施したルーフレインフォースメント１６０の長手方向の両端部１６６に位置する領域Ｓ６４がルーフパネルと溶接される。
【００７０】
前記ルーフレインフォースメント１６０の加工では、プレス加工後に焼入れされていない縁部１６１をブランキングすることで、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる。また、内部領域Ｓ６２に対応する縁部１６１、側面部１６２、１６３及び上面部１６４を成形加工時に焼入れさせることで、高強度化を図ることができる。更に、ルーフレインフォースメント１６０の長手方向の両端部１６６に位置する領域Ｓ６４を焼入れさせずに成形加工することができ、該領域Ｓ４４を他の部材と溶接する際には良好な溶接性を得ることができる。
【００７１】
なお、本実施形態に係る板状ワークの加工に際しては、板状ワーク（ブランク）を加熱するために２つの電極を用いているが、板状ワークに複数の焼入れ部を形成するために、各焼入れ部に対応してそれぞれ電極を設けるようにしてもよい。
【００７２】
以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、板状ワークの加工性を向上させるとともに焼入れすることができ、且つ、ブランキング性が損なわれることを抑制することができる板状ワークの加工方法及び加工装置であり、特に自動車用車体構成部材などに使用される高張力鋼板の加工において有効に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】第１の実施形態に係る板状ワークの加工装置を示す概略説明図である。
【図２】図１におけるＡ１方向から見た前記加工装置の側面説明図である。
【図３】パンチが下降した状態にある第１の実施形態に係る前記加工装置を示す概略説明図である。
【図４】図３におけるＡ１方向から見た前記加工装置の側面説明図である。
【図５】第１の実施形態に係る前記加工装置で加工される板状ワークの加工工程を説明するための説明図である。
【図６】プレス加工後にブランキングされた板状ワークを示す斜視図である。
【図７】図６におけるＹ７−Ｙ７線に沿った断面説明図である。
【図８】前記板状ワークを有する製品を説明するための説明図である。
【図９】第２の実施形態に係る板状ワークの加工装置を示す概略説明図である。
【図１０】図９におけるＡ２方向から見た前記加工装置の側面説明図である。
【図１１】パンチが下降した状態にある第２の実施形態に係る前記加工装置を示す概略説明図である。
【図１２】図１１におけるＡ２方向から見た前記加工装置の側面説明図である。
【図１３】第２の実施形態に係る前記加工装置で加工される板状ワークの加工工程を説明するための説明図である。
【図１４】自動車の車体構造を概略的に示す概略説明図である。
【図１５】センタピラーレインフォースメントを示す斜視図である。
【図１６】センタピラーレインフォースメントがブランクから加工される加工工程を説明するための説明図である。
【図１７】センタピラーレインフォースメントがブランクから加工される加工工程を説明するための説明図である。
【図１８】ドアインパクトバーを示す斜視図である。
【図１９】ドアインパクトバーがブランクから加工される加工工程を説明するための説明図である。
【図２０】ドアインパクトバーがブランクから加工される加工工程を説明するための説明図である。
【図２１】ルーフレインフォースメントを示す斜視図である。
【図２２】ルーフレインフォースメントがブランクから加工される加工工程を説明するための説明図である。
【図２３】ルーフレインフォースメントがブランクから加工される加工工程を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００７５】
１、８０  加工装置
３０  成形型
４０、４５  通電手段
４１、４６  電極
Ｓ１、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ４１、Ｓ６１  接触領域
Ｓ２  Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ４２、Ｓ６２  内部領域
Ｓ３  Ｓ１３、Ｓ２３、Ｓ４３、Ｓ６３  周縁部領域
Ｗ１、Ｗ１０、Ｗ２０、Ｗ４０、Ｗ６０  板状ワーク
【図１】
2008087001.tif 000003
【図２】
2008087001.tif 000004
【図３】
2008087001.tif 000005
【図４】
2008087001.tif 000006
【図５】
2008087001.tif 000007
【図６】
2008087001.tif 000008
【図７】
2008087001.tif 000009
【図８】
2008087001.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2008087001.tif 000013
【図１２】
2008087001.tif 000014
【図１３】
2008087001.tif 000015
【図１４】
2008087001.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2008087001.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2008087001.tif 000020
【図１９】
2008087001.tif 000021
【図２０】
2008087001.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2008087001.tif 000024
【図２３】
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