(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材の中央に圧延装置で薄肉部を形成し、この中央に薄肉部を有するブランク材をプレス機で所定の形状に成形することで、車体パネルを得る車体パネルの成形方法において、
前記圧延装置では、２枚の板材の間に、硬度が少なくとも前記板材の硬度より硬い中間板を挟んでなる３層板を圧延することを特徴とする車体パネルの成形方法。
【請求項２】
前記中間板の硬度を前記圧延装置のワークロールの硬度に対して同等にしたことを特徴とする請求項１記載の車体パネルの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は板材の一方の板面に段差を形成した車体パネルの成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
板材の一方の板面に段差を形成する方法には、例えば、特開昭６１−２１２４０７号公報「片面差厚鋼板の製造方法」に示されたものがある。この片面差厚鋼板の製造方法は、同公報の第２頁左上欄第４行〜同右上欄第１２行に示される通りである。これらを要約したものを次に示す。
まず、熱間スラブを圧延機で圧延し、所定位置に板厚Ｔより薄い板厚ｔを形成するとともに、両面差厚鋼板１（符号は公報記載のものを流用した。以下同様。）を完成させる。その次に、圧延機の下ロール３の回転を止め、治具４を装着し、治具４の表面と上ロール５との間隔を板厚ｔに対応させる。そして、上ロール５のみを回転させ、上ロール５と治具４との間に板厚ｔの板厚部分を挿入し、板厚ｔの板厚部分を仕上げるとともに、下面側の段差部６を解消して片面差厚鋼板２を得る。
【０００３】
上記公報の製造方法では、板材の一方の板面に段差を形成することはできるが、熱間スラブから両面差厚鋼板１を一旦形成し、その後、両面差厚鋼板１から片面差厚鋼板２を形成するため、圧延での工程数が多い。
次に、圧延での工程数が少ない圧延方法の一例を次図で説明する。
【０００４】
図９（ａ），（ｂ）は従来の別の圧延要領図である。
（ａ）：板材１０１，１０１を重ね合わせ、重ね板１０２とし、この重ね板１０２を圧延機１０３の上ロール１０４と下ロール１０５との間に通し、圧延する。
（ｂ）：重ね板１０２から一方の板面１０６が段差で、他方の板面１０７が平滑な片面差厚ブランク板１０８，１０８を得る。
このように図９に示す圧延方法は、圧延での工程数は少ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図９の圧延方法では、片面差厚ブランク板１０８に（ｂ）に示すような反りが発生し、その反り量Ｌｓは極めて大きくなる。反った片面差厚ブランク板１０８を用いて後工程のプレス機で車体パネルの形状に成形すると、車体パネルの寸法のばらつきは大きくなる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、圧延法で一方の板面が段差で、他方の板面が平滑で、且つ反り量の小さいブランク材を形成することができ、寸法精度のよい車体パネルを形成することができる車体パネルの成形方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、板材の中央に圧延装置で薄肉部を形成し、この中央に薄肉部を有するブランク材をプレス機で所定の形状に成形することで、車体パネルを得る車体パネルの成形方法において、圧延装置では、２枚の板材の間に、硬度が少なくとも前記板材の硬度より硬い中間板を挟んでなる３層板を圧延することを特徴とする。
【０００８】
圧延装置では、２枚の板材の間に、硬度が少なくとも前記板材の硬度より硬い中間板を挟んでなる３層板を圧延するので、圧延で塑性変形した薄肉部の応力分布は、表面と内部との間でほぼ均一となり、薄肉部に生じる反り量は非常に小さくなる。
また、前工程で得た反り量の小さいブランク材を車体パネルの成形に用いることで、プレス金型におけるブランク材の位置精度を確保し、車体パネルの寸法精度の向上を図る。
【０００９】
請求項２は、中間板の硬度を圧延装置のワークロールの硬度に対して同等にしたことを特徴とする。
薄肉部の表面から内部にかけての応力は、より均一になるので、ブランク材の反り量はより小さくなり、車体パネルの寸法精度は向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車体パネルの成形方法のフローチャートであり、ＳＴはステップを示す。
ＳＴ０１：２枚の板材の間に中間板を挟み、板材をクランプし、３層板を形成する。
ＳＴ０２：３層板を圧延装置に通して板材の中央に薄肉部を形成する。
ＳＴ０３：２枚の板材を離し、ブランク材は完成する。
ＳＴ０４：１枚のブランク材をプレス機にセットし、所定の形状に成形する。
次に、ＳＴ０１〜ＳＴ０４を具体的に説明する。
【００１１】
図２は本発明に係る車体パネルの成形方法の第１説明図である。
まず、２枚の板材１１，１１と、１枚の中間板１２と、２個のクランプ手段１３，１３を用意する。板材１１は、金属板の薄板であり、板材１１の材質は車体の部位によって、鋼でもよく、アルミニウム合金でもよい。
【００１２】
中間板１２は、金属板であり、硬度を圧延装置２４（図３参照）の上・下ワークロール２５，２６の硬度に対して同等にしたものである。ここでは、一例として、ステンレス鋼板を用いた。
クランプ手段１３は、コ字状の本体１４に押圧ボルト１５・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）を取り付けたものである。
【００１３】
続いて、用意したこれらを次の順に組み合わせる。２枚の板材１１，１１の間に中間板１２を矢印▲１▼の如く挟み、板材１１，１１の一方をクランプ手段１３でクランプする。その際、中間板１２の左右端１６，１７が板材１１の左右端２１，２２からほぼ均等に出るように左右端１６，１７の位置を設定する。
【００１４】
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る車体パネルの成形方法の第２説明図である。
（ａ）：板材１１，１１をクランプして中間板１２を挟んでなる３層板２３を形成し、この３層板２３を圧延装置２４に通す。詳しくは、圧延装置２４は、上ワークロール２５と、下ワークロール２６と、図に示していない操作盤と、を有し、操作盤で予め圧延条件を設定した後、上・下ワークロール２５，２６間に３層板２３の他方を通した後、他方をクランプ手段１３でクランプする。なお、クランプ手段１３の押圧ボルト１５は先端１５ａにパット部材を有し、パット部材で板材１１の面を押圧する。
【００１５】
（ｂ）：板材１１の中央２７に薄肉部２８を形成する。具体的には、圧延条件を、例えば、上・下ワークロール２５，２６のロール間隔をＧに設定し、上・下ワークロール２５，２６の回転数をＮに設定するとともに、回転させ、板材１１，１１ならびに中間板１２を一体的に圧延し、中央２７，２７に薄肉部２８，２８を形成する。
【００１６】
このように圧延装置２４で薄肉部２８を形成する工程では、圧延装置２４に３層板２３をセットすると、連続して薄肉部２８を形成するので、圧延での工程数は少なくなり、車体パネルの生産効率の向上を図ることができる。
【００１７】
図４は本発明に係る車体パネルの成形方法の第３説明図であり、薄肉部２８に発生する応力を模式的に示す。なお、マイナスは引っ張りを示す。
２枚の板材１１，１１の間に中間板１２を挟んでなる３層板２３を一体的に圧延すると、塑性変形した中央２７の薄肉部２８の応力はほぼ均等になる。すなわち、圧延の出口面２９の近傍では、表面と内部、ここでは、ロール接触側表面部３１の応力−σｓと中間板側表面部３２の応力−σｉはほぼ同じ値になり、その差を示す応力−σａ（−σａ＝−σｉ−（−σｓ））は小さい。その結果、薄肉部２８におけるロール接触側表面部３１の伸び量と中間板側表面部３２の伸び量とはほぼ同じになり、圧延の塑性加工によって形成した薄肉部２８の反り量を極めて小さくすることができるとともに、ブランク材３３の反り量を極めて小さくすることができる。従って、反り量の小さいブランク材３３を形成することができる。
【００１８】
ここで、従来の図９の圧延で発生する応力の差を応力−σｂで表示すると、応力−σｂは大きいが、本発明に係る車体パネルの成形方法で圧延することで、応力−σｂを応力−σａまで小さくすることができる。
【００１９】
図５は本発明に係る車体パネルの成形方法の第４説明図である。
２枚の板材１１，１１を離し、ブランク材３３は完成する。上述したように、ブランク材３３は、２枚の板材１１，１１の間に中間板１２を挟んで圧延したものであり、反り量は非常に小さい。
【００２０】
図６は本発明に係る車体パネルの成形方法の第５説明図であり、ブランク材の斜視図である。
ブランク材３３は、一方の板面３５に薄肉部２８を形成して段差を設け、他方の板面３６が平滑なもので、車体パネル、例えば、ドアパネルの成形に用いる板である。次に、ブランク材３３をプレス機へ搬送する。
【００２１】
図７は本発明に係る車体パネルの成形方法の第６説明図である。
ブランク材３３をプレス機３７にセットし、所定の形状に成形する。具体的には、プレス機３７は、プレス金型４１（上金型４１ａ、下金型４１ｂ）と、図に示していない操作盤とを有し、操作盤で予め成形条件を設定した後、プレス金型４１の所定位置にブランク材３３をセットし、上金型４１ａを下降させ、所定の形状に成形する。次いで、車体パネル４２を取り出し、車体パネル４２の成形は完了する。
【００２２】
このプレス工程では、反り量の小さいブランク材３３を用いるので、プレス金型４１にセットする際の位置決め精度を確保することができるとともに、プレス金型４１の圧下に際してもブランク材３３の位置を安定させることができ、寸法精度のよい車体パネル４２を形成することができる。
【００２３】
ここでは、車体パネル４２は、ドアパネル（以下、ドアパネル４２と呼称する。）であり、引き続き、下流の工程でドアパネル４２に相手部材を組み合わせる。
【００２４】
図８（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る車体パネルの成形方法で製造した車体パネルの組み立て説明図であり、一例を示す。
（ａ）：ドアパネル４２の外側にアウタパネル４３をヘミングで組み付ける。つまり、アウタパネル４３の縁４４を折り曲げることで、縁を密着させる。
【００２５】
（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図であり、ドアパネル４２は、一方の板面３５に薄肉部２８を形成し、他方の板面３６を平滑にしたので、ヘミングを行っても外面を平滑にすることができる。
（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線断面図であり、ヘミングを示す。ブランク材３３（図７参照）を用いることで、外面を平滑にすることができる。
【００２６】
尚、本発明の実施の形態に示した図２の中間板１２の硬度を上・下ワークロール２５，２６の硬度に対して同等にしたが、中間板１２の硬度の下限値は板材１１の硬度以上に設定してもよい。
図３に示すクランプ手段１３、押圧ボルト１５および圧延装置２４の構成は一例である。
図７では、車体パネルの一例としてドアパネル４２を示したが、ドアパネル以外の車体パネルでもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、板材の中央に圧延装置で薄肉部を形成する際に、２枚の板材の間に、硬度が少なくとも前記板材の硬度より硬い中間板を挟んでなる３層板を圧延するので、圧延で塑性変形した薄肉部に発生する応力はほぼ均等になり、薄肉部の反り量を極めて小さくすることができる。すなわち、圧延装置のロール間隔の近傍では、表面の応力と内部、ここでは中間板側表面部の応力はほぼ同じになるとともに、表面の伸び量と内部の伸び量はほぼ同じになり、圧延の塑性加工によって形成したブランク材の反り量を極めて小さくすることができる。従って、一方の板面が段差で、且つ反り量の小さいブランク材を形成することができる。
【００２８】
また、ブランク材をプレス機で所定の形状に成形する場合、前工程で形成した反り量の小さいブランク材を用いるので、プレス金型に対する位置精度を確保することができ、寸法精度のよい車体パネルを形成することができる。
【００２９】
請求項２では、中間板の硬度を圧延装置のワークロールの硬度に対して同等にしたので、薄肉部の表面から内部にかけての応力は、より均一になり、ブランク材の反り量はより小さくなる。従って、より反り量の小さいブランク材を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車体パネルの成形方法のフローチャート
【図２】本発明に係る車体パネルの成形方法の第１説明図
【図３】本発明に係る車体パネルの成形方法の第２説明図
【図４】本発明に係る車体パネルの成形方法の第３説明図
【図５】本発明に係る車体パネルの成形方法の第４説明図
【図６】本発明に係る車体パネルの成形方法の第５説明図
【図７】本発明に係る車体パネルの成形方法の第６説明図
【図８】本発明に係る車体パネルの成形方法で製造した車体パネルの組み立て説明図
【図９】従来の別の圧延要領図
【符号の説明】
１１…板材、１２…中間板、２３…３層板、２４…圧延装置、２５…上ワークロール、２６…下ワークロール、２７…板材の中央、２８…薄肉部、３３…ブランク材、３７…プレス機、４２…車体パネル（ドアパネル）。
【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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