(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板からなり、引張強度が１２００ＭＰａ以上のドアインナーパネルと、
両端部が前記ドアインナーパネルに接合された１つのドアインパクトビームと、を備え、
前記ドアインナーパネルは、前記ドアインパクトビームと交差する直線状の凹部を含み、
前記凹部は前記ドアインパクトビームに向けて突出し、
前記ドアインパクトビームの全塑性曲げモーメントは、前記ドアインナーパネルの全塑性曲げモーメントよりも小さい、ドア。
【請求項２】
請求項１に記載のドアであって、
前記凹部は前記ドアインパクトビームの中央で交差する、ドア。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のドアであって、
前記凹部と前記ドアインパクトビームの交差角は、１０°以上、９０°以下である、ドア。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のドアであって、
前記ドアインパクトビームが、長手方向に延びる隆起部又は陥没部を含む、ドア。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のドアであって、
前記ドアインナーパネルは、多角形の天板部、前記天板部に形成された開口部、及び前記天板部の辺のうちの少なくとも２以上の隣接する辺から伸びる縦壁部、を有し、前記縦壁部のうちで隣接する縦壁部の組の少なくとも１組の各縦壁部は段差部を含む、ドア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用のドアに関する。さらに詳しくは、自動車用のドアに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドアは、主にドアインナーパネルとドアアウターパネルとを組み合わせて製造される。自動車のドアは搭乗者の安全を確保する役割がある。そのため、自動車のドアには高い強度が要求される。
【０００３】
ドアを構成するドアインナーパネルは、鋼板等の金属板をプレス加工して成形される。一般に、ドアインナーパネルの形状は複雑であるため、金属板を大きく変形させる場合がある。この場合、成形されたドアインナーパネルに割れ、シワ等が発生することがある。そのため、ドアインナーパネルの素材には加工性の高い金属板が用いられる。加工性の高い金属板は強度が低い。したがって、ドアインナーパネルにはドアインパクトビーム等の補強部材が取り付けられる。
【０００４】
自動車のドアの構造は、特開２０１５−１１３０５３号公報（特許文献１）、特開２００５−２１２５９８号公報（特許文献２）及び特開２００６−９６２０５号公報（特許文献３）に開示される。
【０００５】
特許文献１に開示されたドアは、ドアインナーパネルと、ドアインナーパネルに取り付けられた２つのドアインパクトビームと、を備える。特許文献１のドアでは、車両側面からの衝突荷重を２つのドアインパクトビームが負担する。そのため、１つのドアインパクトビームに負荷される衝突荷重が低減される。これにより、ドアの強度が向上する、と特許文献１には記載されている。
【０００６】
特許文献２に開示されたドアは、ドアインナーパネルと、ドアインナーパネルに取り付けられた２つのドアインパクトビーム（ガードバー）と、を備える。１つのドアインパクトビームは湾曲しており、もう１つのドアインパクトビームは直線状である。特許文献２のドアに車両側面から衝突荷重が負荷されると、湾曲しているドアインパクトビームには圧縮力が発生し、直線状のドアインパクトビームには引張力が発生する。これにより、衝突荷重の負荷開始から負荷終了までドアの強度を高く維持できる、と特許文献２には記載されている。
【０００７】
特許文献３に開示されたドアは、ドアインナーパネルと、２つのドアインパクトビームと、２つのドアインパクトビームをつなぐ反力発生機構と、を備える。特許文献３のドアでは、車両側面からの衝突荷重は反力発生機構に負荷される。反力発生機構は、車両左右方向の衝突荷重の向きを車両上下方向に変える。上下方向の荷重を２つのドアインパクトビームが負担する。これにより、ドアの強度が向上する、と特許文献３には記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−１１３０５３号公報
【特許文献２】特開２００５−２１２５９８号公報
【特許文献３】特開２００６−９６２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜３のドアはいずれも、ドアの強度を高くするため２つのドアインパクトビームを備える。そのため、特許文献１〜３のドアの重量は重く、コストは高い。また、特許文献１〜３のドアはいずれも、２つのドアインパクトビームをドアインナーパネルに取り付けるため生産効率が低い。
【００１０】
本発明の目的は、軽量で強度の高いドアを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態によるドアは、ドアインナーパネルと、１つのドアインパクトビームと、を備える。ドアインナーパネルは金属板からなる。ドアインナーパネルの引張強度は１２００ＭＰａ以上である。ドアインパクトビームの両端部はドアインナーパネルに接合されている。ドアインナーパネルは、ドアインパクトビームと交差する直線状の凹部を含む。凹部はドアインパクトビームに向けて突出する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるドアは、軽量で強度が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態のドアインナーパネル及びドアインパクトビームの斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態のドアの断面図である。
【図３】図３は、側面衝突時の本実施形態のドアインナーパネル及びドアインパクトビームの断面図である。
【図４】図４は、図１と異なるドアインパクトビームを有するドアインナーパネル及びドアインパクトビームの斜視図である。
【図５】図５は、本実施形態のドアインナーパネルを製造するためのホットスタンピング装置を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、ブランクホルダでブランク材Ｓを挟み込む段階を示す断面図である。
【図７】図７は、第２パンチによる押し込みが完了したときの状態を示す断面図である。
【図８】図８は、第１パンチによる押し込みが完了したときの状態を示す断面図である。
【図９】図９は、一般的なホットスタンピング装置によるプレス加工中の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施形態によるドアは、ドアインナーパネルと、１つのドアインパクトビームと、を備える。ドアインナーパネルは金属板からなる。ドアインナーパネルの引張強度は１２００ＭＰａ以上である。ドアインパクトビームの両端部はドアインナーパネルに接合されている。ドアインナーパネルは、ドアインパクトビームと交差する直線状の凹部を含む。凹部はドアインパクトビームに向けて突出する。
【００１５】
本実施形態のドアに車両側面から衝突荷重が負荷されるとドアインパクトビームがドアインナーパネルに向けて変形する。ドアインナーパネルに設けられた凹部はドアインパクトビームと交差する。そのため、ドアインパクトビームの変形が進むと、ドアインパクトビームはドアインナーパネルの凹部に当たる。その結果、ドアインパクトビームに与えられた衝突エネルギの一部をドアインナーパネルが吸収する。凹部はドアインナーパネルの断面二次モーメントを高める。そのため、衝突エネルギの一部をドアインナーパネルが負担してもドアインナーパネルは破損しにくい。さらに、このような高強度のドアインナーパネルは例えば、ホットスタンピングにより成形される。ドアインナーパネルの引張強度が１２００ＭＰａ以上である。ドアインナーパネルの強度が十分に高いため、別個の部品であるドアインパクトビームが簡素な形状、低強度な材料であっても、ドアの強度が高い。これにより、本実施形態のドアは、ドアインパクトビームが１つであっても強度が高い。したがって、ドアを軽量にすることができ、また、ドアのコストを低くできる。
【００１６】
ドアインパクトビームの両端部はドアインナーパネルに取り付けられる。そのため、ドアインパクトビームの中央は最も変形しやすく、破損しやすい。したがって、ドアの強度を高くするには、ドアインパクトビームの中央の変形を抑制するのが効率的である。したがって、凹部はドアインパクトビームの中央で交差するのが好ましい。
【００１７】
凹部とドアインパクトビームの交差角は、１０°以上、９０°以下であるのが好ましい。交差角が１０°未満であれば、凹部とドアインパクトビームとの接触領域が安定しにくいためである。
【００１８】
ドアインパクトビームの曲げ強度が、ドアインナーパネルの曲げ強度よりも強い場合、ドアインパクトビームの変形に追従してドアインナーパネルが大きく変形する場合がある。この場合、ドアインパクトビームはドアインナーパネルの凹部と当たりにくい。したがって、ドアインパクトビームの変形を十分に抑制できないことがある。そのため、ドアインパクトビームの全塑性曲げモーメントは、ドアインナーパネルの全塑性曲げモーメントよりも小さいのが好ましい。
【００１９】
ドアインパクトビームが、長手方向に延びる隆起部又は陥没部を含むのが好ましい。隆起部及び陥没部はドアインパクトビームの断面二次モーメントを高める。したがって、ドアインパクトビームのコストをさらに低くできる。その結果、ドアのコストも低くできる。
【００２０】
ドアインナーパネルは、天板部、開口部、及び縦壁部を有するのが好ましい。天板部は多角形である。開口部は天板部に形成される。縦壁部は天板部の辺のうちの少なくとも２以上の隣接する辺から伸びる。縦壁部のうちで隣接する縦壁部の組の少なくとも１組の各縦壁部は段差部を含む。ドアインナーパネルは、ピラー等の車体部品と対向し、車内を密閉する。隣接する縦壁部が段差部を有する場合、車内の密閉性を高くできる。
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。以下、本実施形態のドアが自動車のサイドドアである場合を例として説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態のドアインナーパネル及びドアインパクトビームの斜視図である。図１を参照して、ドアインナーパネル１は、天板部２、縦壁部５、段差部６及びフランジ部７を備える。ドアインパクトビーム９は、両端部１７を含む。ドアインパクトビーム９の両端部１７はドアインナーパネル１に接合される。接合方法は、例えば、スポット溶接である。また、ドアインパクトビーム９の両端部１７は、ブラケットを介してドアインナーパネル１に接合されてもよい。図１では、ドアインパクトビーム９の両端部１７がドアインナーパネル１の段差部６に接合される場合を示す。しかしながら、ドアインパクトビーム９の両端部１７の接合位置は、この場合に限定されない。ドアインパクトビーム９の両端部１７は、例えば、フランジ部７に接合されてもよい。
【００２３】
ドアインナーパネル１は、ドアインパクトビーム９と交差する直線状の凹部３を含む。より具体的には、凹部３は天板部２に設けられる。凹部３は、ドアインパクトビーム９に向けて天板部２から突出する。車両側面から衝突荷重が負荷（以下、側面衝突ともいう）されると、ドアインパクトビーム９がドアインナーパネル１の凹部３に当たる。これにより、ドアインパクトビーム９に与えられた衝突エネルギの一部をドアインナーパネルが負担するため、ドアインパクトビーム９が負担する衝突エネルギが減少する。この点について、図２及び図３を参照して詳しく説明する。
【００２４】
図２は、本実施形態のドアの断面図である。図２は、車両前後方向から見た断面図である。本実施形態のドアは、ドアインナーパネル１、ドアインパクトビーム９及びドアアウターパネル１６を備える。図２に示すように、ドアインパクトビーム９は、ドアアウターパネル１６とドアインナーパネル１との間に配置される。ドアガラスのドア内への収納位置はドアインパクトビーム９とドアアウターパネル１６との間であってもよいし、ドアインパクトビーム９とドアインナーパネル１の凹部３との間であってもよい。またドアインパクトビーム９とドアインナーパネル１の凹部３が接触していてもよいし、これらが接着剤や溶接によって接合されていてもよい。
【００２５】
側面衝突では、衝突荷重Ｐは初めにドアアウターパネル１６に負荷される。ドアアウターパネル１６が変形し、車両内側（ドアインナーパネル１側）に侵入する。次に、ドアアウターパネル１６はドアインパクトビーム９に当たる。これにより、ドアインパクトビーム９に衝突荷重が負荷され、ドアインパクトビーム９がドアインナーパネル１に向かって変形する。
【００２６】
図３は、側面衝突時の本実施形態のドアインナーパネル及びドアインパクトビームの断面図である。図３を参照して、ドアインパクトビーム９はドアインナーパネル１の凹部３に当たる。凹部３はドアインパクトビーム９に向かって突出しているからである。これにより、ドアインパクトビーム９の変形は凹部３により抑制される。また、ドアインパクトビーム９に負荷されている衝突荷重Ｐによる衝突エネルギの一部は、ドアインナーパネル１に与えられる。これにより、ドアインパクトビーム９に与えられる衝突エネルギが低減される。
【００２７】
要するに、衝突エネルギの一部がドアインナーパネル１に与えられるため、ドアインパクトビーム９の強度を低くしても、ドアインパクトビーム９が破損しにくい。そのため、本実施形態のドアでは、ドアインパクトビーム９の形状が簡素にでき、また、強度が低い材料をドアインパクトビームに採用できる。これにより、ドアの強度を維持しつつ、ドアを軽量にすることができ、さらにドアのコストを低くできる。例えば、図１に示すように、本実施形態のドアでは、１つのドアインパクトビーム９でもドアの強度を保つことができる。
【００２８】
また、ドアインナーパネル１の天板部２に凹部３が設けられることにより、天板部２の断面二次モーメントは増加する。さらに、ドアインナーパネル１の引張強度は１２００ＭＰａ以上である。ドアインパクトビーム９からドアインナーパネル１に衝突エネルギが与えられても、ドアインナーパネル１は破損しにくい。したがって、搭乗者の安全は確保される。
【００２９】
図１に示すように、ドアインパクトビーム９の両端部１７はドアインナーパネル１に接合される。そのため、ドアインパクトビーム９の両端部１７の中間位置（以下、ドアインパクトビームの中央ともいう）の変形量が最も大きい。言い換えると、ドアインパクトビーム９の中央が最も破損しやすい。上述したように、ドアインパクトビーム９が凹部３に当たるとドアインパクトビーム９の変形が抑制される。したがって、凹部３はドアインパクトビーム９の中央で交差するのが好ましい。ここで、凹部３とドアインパクトビーム９とが水平面上でなす角のうち鋭角である角度を、交差角θと称す。
【００３０】
ドアインパクトビーム９に負荷される荷重は、現実的にはドアインパクトビーム９の幅方向に均一に分布されない。そのため、交差角θが１０°未満であれば、ドアインパクトビーム９が凹部３に当たったとき、凹部３とドアインパクトビーム９との接触領域が移動しやすく、安定しにくい。例えば、交差角θ＝０°の場合を想定する。この場合、ドアインパクトビーム９が凹部３に当たっても、ドアインパクトビーム９が滑り、凹部３との接触が維持されにくい。したがって、凹部３とドアインパクトビーム９の交差角θは、１０°以上、９０°以下であるのが好ましい。
【００３１】
また、ドアインパクトビーム９の強度がドアインナーパネル１の強度よりも高い場合、ドアインパクトビーム９が変形するとドアインナーパネル１も変形する場合がある。この場合、ドアインナーパネル１の凹部３がドアインパクトビーム９から離れる方向に変形する。したがって、ドアインパクトビーム９が凹部３と接触しにくい。したがって、ドアインパクトビーム９の強度は、ドアインナーパネル１の強度よりも低い方が好ましい。より具体的には、ドアインパクトビーム９の全塑性曲げモーメントは、ドアインナーパネル１の全塑性曲げモーメントよりも小さいのが好ましい。ここで、全塑性曲げモーメントは、部品の任意の断面において、断面が全塑性状態に至るときに負荷されている曲げモーメントをいう。
【００３２】
以下、本実施形態のドアインパクトビーム及びドアインナーパネルについて詳述する。
【００３３】
［ドアインパクトビーム］
図１では、ドアインパクトビーム９が金属板からなる場合を示す。この場合、ドアインパクトビーム９は金属板をプレス加工して容易に得られる。図１では、ドアインパクトビーム９が陥没部１８を有する場合を示す。陥没部１８は、ドアインパクトビーム９の長手方向に延びる。陥没部１８は、ドアインパクトビーム９の断面二次モーメントを増加させる。ドアインパクトビーム９は、陥没部１８に代えて隆起部を有してもよい。隆起部もドアインパクトビーム９の断面二次モーメントを増加させる。これにより、ドアインパクトビーム９の強度が向上する。また、ドアインパクトビーム９の強度が十分である場合は、ドアインパクトビーム９は陥没部１８又は隆起部を有していなくてもよい。
【００３４】
図４は、図１と異なるドアインパクトビームを有するドアインナーパネル及びドアインパクトビームの斜視図である。図４では、ドアインパクトビーム９が金属管からなる場合を示す。この場合、ドアインパクトビーム９は、ブラケット８を介してドアインナーパネル１に接合される。接合方法は、例えば、アーク溶接である。
【００３５】
ドアインパクトビーム９が金属板又は金属管のいずれの場合であっても、ドアインパクトビーム９の材料は鋼であるのが好ましい。強度等の調整、コスト等の観点からである。しかし、ドアインパクトビーム９の材料は鋼に限定されず、他の金属であってもよい。他の金属は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、複層鋼、チタン、マグネシウム等である。金属以外としては、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）や樹脂がある。また、ドアインパクトビーム９の引張強度は、１２００ＭＰａ以上であるのが好ましい。側面衝突時の衝突エネルギを吸収し、搭乗者の安全を確保するためである。
【００３６】
［ドアインナーパネル］
図４を参照して、本実施形態のドアインナーパネル１は金属板からなる。ドアインナーパネル１の材料である金属板は、例えば、鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板、複層鋼板、チタン板、マグネシウム板等である。本実施形態では、金属板の板厚が一定である場合を説明する。したがって、ドアインナーパネル１の板厚も全域にわたり一定である。ただし、厳密には、プレス成形により、板厚のわずかな増減は生じる。
【００３７】
天板部２の平面形状は多角形である。多角形は、たとえば、四角形でもよいし、五角形でもよい。多角形の角部は、Ｒ形状であってもよい。図４では、例として、天板部２の平面形状が五角形である場合を示す。ドアインナーパネル１において、天板部２の車両上側の辺はベルトラインＢＬを形成する。ベルトラインＢＬは図示しないウインドウの出入り口側になる。そのため、ベルトラインＢＬには縦壁部５は存在しない。
【００３８】
縦壁部５は、天板部２の外側の辺のうちの少なくとも２以上の各辺から伸びる。図４では、例として、天板部２の外側の５つの辺のうち、車両上側の辺（ベルトラインＢＬ）を除く４つの辺２Ａ、２Ｂ、２Ｃ及び２Ｄから縦壁部５が伸びる場合を示す。縦壁部５は、自動車の本体部品（ピラー、サイドシル等）と対向し、車内の密閉性を高める。そのため、縦壁部５は、天板部２の２以上の隣接する辺の各辺から伸びるのが好ましい。天板部２の２以上の隣接する各辺から縦壁部５が伸びる場合、各辺から伸びる各縦壁部も隣接する。図４では、例として、縦壁部５が天板部２に対して垂直に伸びる場合を示す。しかし、縦壁部５は天板部２に対して厳密に垂直でなくてもよい。
【００３９】
段差部６は、天板部２に繋がる縦壁部５Ａから外側に伸びる。段差部６の外縁は、フランジ部７に繋がる縦壁部５Ｂに繋がる。図４では、例として、段差部６が天板部２と平行である場合を示す。しかし、段差部６は、天板部２と厳密に平行でなくてもよい。図４では、例として、４つの隣接する縦壁部５が段差部６を有する場合を示す。すなわち、隣接する縦壁部５の組が３つあり、その３組が共に段差部６を有する場合を示す。また、図４では、１段の段差部６が縦壁部５に設けられる場合を示す。しかし、段差部６の数は１段に限定されず、複数段であってもよい。段差部６は、車体のピラーＢ等と対向し、車内を密閉する。車内の密閉性を高めるため、段差部６とピラー等との間にはシール部材が配置される。
【００４０】
図４では、ドアインナーパネル１が段差部６を有する場合を示す。しかし、ドアインナーパネル１は段差部６を有していなくてもよい。ドアインナーパネル１が段差部６を有していなくても車内の密閉性が十分に確保される場合、段差部６は不要である。ドアインナーパネル１が段差部６を有しない場合、ドアインパクトビーム９はドアインナーパネル１のフランジ部７に接合される。
【００４１】
ドアインナーパネル１は開口部４を有していてもよい。開口部４には、スピーカ等の部品が取り付けられる。
【００４２】
また、ドアインナーパネル１が鋼板からなる場合、鋼板はテーラードブランクでもよい。テーラードブランクは、テーラード溶接ブランク（以下、「ＴＷＢ」ともいう）と、テーラードロールドブランク（以下、「ＴＲＢ」ともいう）に大別される。ＴＷＢは、板厚、引張強度等が異なる複数種の鋼板を溶接（例：突き合わせ溶接）によって一体化したものである。一方、ＴＲＢは、鋼板を製造する際に圧延ロールの間隔を変更することによって、板厚を変化させたものである。テーラードブランクを用いると、必要な箇所に限定して強度を強化することができ、板厚を減少することもできる。また、テーラードブランクを用いたドアインナーパネルも自動車用のドアインナーパネルに適用できる。これにより、衝突特性を向上することができ、更に軽量化を望める。
【００４３】
上述したように、本実施形態のドアインナーパネルは、ドアインパクトビームに与えられた衝突エネルギの一部を負担する。このため、ドアインナーパネルの強度は高い方が好ましい。具体的には、ドアインナーパネルの引張強度は、１２００ＭＰａ以上である。引張強度の増加に伴って、ドアインナーパネルが衝突エネルギをより多く吸収できるからである。ただし、引張強度が高く、かつ、複雑な形状のドアインナーパネルは、通常、成形が困難である。具体的には、複雑な形状のドアインナーパネルは、加工中にシワ、割れ等が発生しやすい。複雑な形状はたとえば、図１に示すドアインナーパネル１のような隣接する縦壁部５が段差部６を有する形状等がある。以下、鋼板からなり、引張強度が１２００ＭＰａ以上の複雑な形状のドアインナーパネルの製造方法の一例を説明する。
【００４４】
［製造方法］
本実施形態のドアインナーパネルの製造方法は、準備工程と、加熱工程と、ホットスタンピングによるプレス成形工程と、を備える。準備工程では鋼板からなるブランク材を準備する。加熱工程ではブランク材を加熱する。プレス成形工程では、加熱されたブランク材をプレス加工すると同時に、成形されたドアインナーパネルを焼入れする。本実施形態のプレス成形工程では、プレス加工装置として、ホットスタンピング装置を用いる。
【００４５】
［ホットスタンピング装置１０］
図５は、本実施形態のドアインナーパネルを製造するためのホットスタンピング装置を模式的に示す断面図である。図５を参照して、ホットスタンピング装置１０は、上型として、パンチ１１及びブランクホルダ１４を備え、下型として、ダイ１５を備える。
【００４６】
パンチ１１は、第１パンチ１２と第２パンチ１３とを備える。第１パンチ１２には、ドアインナーパネルの天板部の形状が形成されている。第２パンチ１３には、ドアインナーパネルの段差部の形状が形成されている。パンチ１１は、ブランク材Ｓをダイ１５に押し込みドアインナーパネルを成形する。
【００４７】
ブランクホルダ１４は第２パンチ１３の外側に配置される。ブランクホルダ１４は、ダイ１５と対向する。ブランクホルダ１４は、ダイ１５との間にブランク材Ｓを挟み込む。
【００４８】
ダイ１５は、第１パンチ１２及び第２パンチ１３と対向する。
【００４９】
ダイ１５及び第１パンチ１２は、図１に示すドアインナーパネル１の天板部２を成形する。ダイ１５及び第２パンチ１３は、図１に示すドアインナーパネル１の段差部６を成形する。ダイ１５及びブランクホルダ１４は、図１に示すドアインナーパネル１のフランジ部７を成形する。以下、本実施形態の製造方法の各工程を説明する。
【００５０】
［準備工程］
準備工程では、鋼板からなるブランク材を準備する。本実施形態のドアインナーパネルの鋼板は、質量％で、炭素（Ｃ）：０．１１％以上含有するのが好ましい。鋼板が０．１１％以上の炭素を含有する場合、ホットスタンピング後のドアインナーパネルの強度を高くすることができる。
【００５１】
［加熱工程］
加熱工程では、図示しない加熱装置によってブランク材は加熱される。ブランク材は、その材料のＡ１変態点以上に加熱されるのが好ましい。ブランク材はＡ３変態点以上に加熱されるのがさらに好ましい。ホットスタンピングでは、ブランク材をプレス成形するのと同時に、成形されたドアインナーパネルを焼入れする。ブランク材がＡ１点以上に加熱されれば、焼入れ後のドアインナーパネルの金属組織はマルテンサイトとなり強度が高くなる。加熱温度はたとえば、７００〜９００℃である。加熱温度は、材料、成形難易度等によって適宜設定される。ホットスタンピングでは、ブランク材を加熱し軟化させるため、複雑な形状を成形することができる。
【００５２】
［プレス成形工程］
図６〜図８は、本実施形態のプレス成形工程を模式的に示す断面図である。図６はブランクホルダ１４でブランク材Ｓを挟み込む段階を示す。図７は第２パンチ１３による押し込みが完了したときの状態を示す。図８は第１パンチ１２による押し込みが完了したときの状態を示す。
【００５３】
図６を参照して、加熱されたブランク材Ｓはホットスタンピング装置１０に配置される。ブランク材Ｓが配置された後、ホットスタンピング装置のスライドが下降する。これにより、ブランクホルダ１４とダイ１５とでブランク材Ｓを挟み込む。ただし、ブランクホルダ１４とダイ１５との間隔は、ブランク材Ｓの厚さよりも大きい方が好ましい。すなわち、ブランク材Ｓとブランクホルダ１４との間に隙間が設けられる。隙間の大きさはたとえば、０．１ｍｍである。ブランク材Ｓをブランクホルダ１４に接触させた場合、ブランク材Ｓがプレス成形される前に、ブランク材Ｓのブランクホルダ１４と接触する部分が冷却される。そのため、ブランク材Ｓの冷却速度が部分的に異なるため、成形品の強度が部分により異なる。したがって、ブランクホルダ１４とブランク材Ｓとの間にはわずかな隙間が設けられるのが好ましい。
【００５４】
図７を参照して、スライドが更に下降すると、パンチ１１とダイ１５とによってブランク材Ｓは絞り成形される。図７では、第２パンチ１３によるブランク材Ｓの押し込みが完了したとき、第１パンチ１２は第２パンチ１３と同じ高さの位置である場合を示す。すなわち、第２パンチ１３によるブランク材Ｓの押し込みが完了したと同時に、第１パンチ１２によるブランク材Ｓの押し込みが始まる場合を示す。
【００５５】
しかしながら、第２パンチ１３によるブランク材Ｓの押し込みが完了したとき、第１パンチ１２の高さの位置は第２パンチ１３と同じ高さの位置に限定されない。このときの第１パンチ１２の高さの位置は、第２パンチ１３よりも高い位置にあってもよいし、低い位置にあってもよい。すなわち、第２パンチ１３によるブランク材Ｓの押し込みが完了した後に、第１パンチ１２によるブランク材Ｓの押し込みが始まってもよい。また、第２パンチ１３によるブランク材Ｓの押し込みが完了する前に、第１パンチ１２によるブランク材Ｓの押し込みが始まってもよい。いずれの場合であっても、第１パンチ１２による押し込みは、第２パンチ１３による押し込みよりも先に完了しない。なお、ブランクホルダとダイによるブランク材の抑え込みは第２パンチの成形が完了するまでに行われればよい。
【００５６】
図８を参照して、第２パンチ１３による押し込みが完了した後、第１パンチ１２は下降し、ブランク材Ｓは絞り成形される。このとき、ブランク材Ｓの第２パンチ１３により押し込まれた部分は、第２パンチ１３により拘束される。これにより、ドアインナーパネルの段差部付近に発生するシワ等を抑制することができる。以下、この点を詳述する。
【００５７】
［割れ及びシワの抑制］
図９は、一般的なホットスタンピング装置によるプレス加工中の状態を示す断面図である。図９では、一般的なホットスタンピング装置のダイの一部を拡大して示す。図９を参照して、ホットスタンピング装置２００では、パンチ２１０は分割されていない。そのため、パンチ２１０を下降させたとき、ブランク材Ｓの一部分Ｓ１は、パンチ２１０及びダイ２２０によって拘束されていない。つまり、ブランク材Ｓの一部分Ｓ１は、パンチ２１０及びダイ２２０と接触しない。
【００５８】
ホットスタンピングでは、ブランク材とパンチ、ダイ等との接触によってブランク材を冷却する。したがって、プレス加工中の図９に示す段階では、ブランク材Ｓの一部分Ｓ１は、冷却されない。ブランク材Ｓの一部分Ｓ１は、パンチ２１０が図９に示す位置よりもさらに押し込まれたとき、冷却される。要するに、ドアインナーパネルの天板部及び段差部の形状が一体的に造形されたパンチ２１０によって、縦壁部に段差部が設けられたドアインナーパネルを成形した場合、ブランク材Ｓの一部分Ｓ１は他の部分よりも遅れて冷却される。
【００５９】
ブランク材Ｓの冷却が部分的に遅れると、ブランク材Ｓの強度及び延性が部分的に異なる場合がある。この場合、成形されるドアインナーパネルにシワ等が発生しやすくなる。図１及び図４に示すように、ドアインナーパネル１の隣接する縦壁部５が段差部６を有する場合、特にシワ等が発生しやすい。成形後のドアインナーパネルの強度が高い場合、さらにシワ等が発生しやすくなる。
【００６０】
本実施形態のドアインナーパネルの製造方法は、図５に示すように、第１パンチ１２及び第２パンチ１３を有するホットスタンピング装置１０を用いる。これにより、図１及び図４に示すようなドアインナーパネル１の天板部２と段差部６は、別個のパンチで成形される。加えて、第２パンチ１３による押し込みは、第１パンチ１２による押し込みよりも先に完了する。これにより、一方のパンチが天板部２を成形するとき、他方のパンチがドアインナーパネル１の段差部６を抑え込む。したがって、天板部２を成形するとき、ブランク材の拘束されていない部分が少なくなり、ドアインナーパネルのシワ等を抑制することができる。
【００６１】
上述の説明では、本実施形態のドアが自動車用のサイドドアである場合について説明した。しかし、本実施形態のドアは、自動車用のサイドドアに限定されない。本実施形態のドアは、リアドア等にも適用できる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態を説明した。しかしながら、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１    ドアインナーパネル
２    天板部
３    凹部
４    開口部
５    縦壁部
６    段差部
７    フランジ部
８    ブラケット
９    ドアインパクトビーム
１０  ホットスタンピング装置
１２  第１パンチ
１３  第２パンチ
１４  ブランクホルダ
１５  ダイ
１６  ドアアウターパネル
１７  ドアインパクトビームの両端部
１８  陥没部
ＢＬ  ベルトライン
Ｓ    ブランク材
Ｐ    衝突荷重
θ    交差角
【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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