(57)【要約】【課題】ハット断面部品とＵ字断面部品とを重ね合わせて一体的に接合した車両用構造部材において、ハット断面部品の第１立て壁部とＵ字断面部品の第２立て壁部とを適切に接合できるようにする。【解決手段】ハット断面部品１２が第１突出壁部２０側からＵ字断面部品１４の内側に挿入されて重ね合わされ、第１立て壁部２２のフランジ部側角部の近傍部分が第２立て壁部３２の先端部分の内側面に密着するように撓み変形させられて一体的に接合されているが、その撓み変形の変形方向は、ハット断面形状の外側方向すなわちフランジ部２４に接近する弛み方向であるため、その変形抵抗が比較的小さく、隙間があっても両者を確実に密着させて高い接合強度で適切に接合することができる。【選択図】図２
2016060441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手形状を成しているとともに、該長手形状の長手方向と直角な断面がハット断面形状を成していて、第１突出壁部と、該第１突出壁部の両端から同じ側へ曲げられた一対の第１立て壁部と、該第１立て壁部の先端からそれぞれ外側へ延びる一対のフランジ部とを備えているハット断面部品と、
長手形状を成しているとともに、該長手形状の長手方向と直角な断面がＵ字形状を成していて、第２突出壁部と、該第２突出壁部の両端から同じ側へ曲げられた一対の第２立て壁部とを備えているＵ字断面部品と、
を有し、前記一対の第１立て壁部と前記一対の第２立て壁部とがそれぞれ略平行に重なるように前記ハット断面部品と前記Ｕ字断面部品とが同じ向きに重ね合わされて互いに一体的に接合され、前記第１突出壁部および前記第２突出壁部が車両外方側に位置する姿勢で車両に配設されて長手方向の両端部で支持されることにより、車両外方側から加えられる荷重を受け止める車両用構造部材において、
前記第１突出壁部および前記一対の第１立て壁部が前記一対の第２立て壁部の内側へ入り込むように、前記ハット断面部品が該第１突出壁部側から前記Ｕ字断面部品の内側に挿入されて重ね合わされている一方、
前記Ｕ字断面部品は前記ハット断面部品よりも高強度で、前記第１立て壁部の前記フランジ部側角部の近傍部分が、前記第２立て壁部の開口側の先端部分の内側面に密着するように撓み変形させられて該第２立て壁部に一体的に接合されている
ことを特徴とする車両用構造部材。
【請求項２】
前記第１立て壁部の前記フランジ部側角部の近傍部分は、該フランジ部側へ向かうに従って外側へ開く反り形状を成している一方、
前記第２立て壁部の先端部分には、前記反り形状を成す反り形状部との間に隙間が形成されるように該反り形状部に沿って倣い形状部が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用構造部材。
【請求項３】
前記ハット断面部品は冷間プレス加工によって成形されたもので、前記反り形状はスプリングバックによって形成されたものである
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用構造部材。
【請求項４】
前記第１立て壁部の前記フランジ部側角部の近傍部分と、前記第２立て壁部の先端部分とは、スポット溶接によって一体的に接合されている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用構造部材。
【請求項５】
前記車両用構造部材は、車両の上下方向に沿って配設されて上下方向の両端部で支持されるとともに、前記ハット断面部品の前記一対のフランジ部にセンターピラー外板が取り付けられる車両用センターピラーリインフォースメントである
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用構造部材。
【請求項６】
長手形状を成しているとともに、該長手形状の長手方向と直角な断面がハット断面形状を成していて、第１突出壁部と、該第１突出壁部の両端から同じ側へ曲げられた一対の第１立て壁部と、該第１立て壁部の先端からそれぞれ外側へ延びる一対のフランジ部とを備えているハット断面部品を、プレス加工によって成形する第１プレス成形工程と、
長手形状を成しているとともに、該長手形状の長手方向と直角な断面がＵ字形状を成していて、第２突出壁部と、該第２突出壁部の両端から同じ側へ曲げられた一対の第２立て壁部とを備えているＵ字断面部品を、プレス加工によって成形する第２プレス成形工程と、
前記一対の第１立て壁部と前記一対の第２立て壁部とがそれぞれ略平行に重なるように前記ハット断面部品と前記Ｕ字断面部品とを同じ向きに重ね合わせた状態で、該第１立て壁部と該第２立て壁部とを挟圧して一体的に接合する接合工程と、
を有し、前記第１突出壁部および前記第２突出壁部が車両外方側に位置する姿勢で車両に配設されて長手方向の両端部で支持されることにより車両外方側から加えられる荷重を受け止める車両用構造部材を製造する方法において、
前記Ｕ字断面部品は前記ハット断面部品よりも高強度で、前記第１プレス成形工程では該ハット断面部品を冷間プレス加工によって成形するとともに、前記第２プレス成形工程では該Ｕ字断面部品を熱間プレス加工または温間プレス加工によって成形する一方、
前記接合工程では、前記第１突出壁部および前記一対の第１立て壁部が前記一対の第２立て壁部の内側へ入り込むように、前記ハット断面部品が該第１突出壁部側から前記Ｕ字断面部品の内側に挿入されて重ね合わされた状態で、該第１立て壁部の前記フランジ部側角部の近傍部分と該第２立て壁部の開口側の先端部分とが互いに密着するように挟圧して一体的に接合する
ことを特徴とする車両用構造部材の製造方法。
【請求項７】
前記第１立て壁部の前記フランジ部側角部の近傍部分は、スプリングバックによって該フランジ部側へ向かうに従って外側へ開く反り形状を成している一方、
前記第２立て壁部の先端部分には、前記反り形状を成す反り形状部との間に隙間が形成されるように該反り形状部に沿って倣い形状部が設けられており、
前記接合工程では、前記反り形状部と前記倣い形状部とが挟圧されることにより、該反り形状部が該倣い形状部に密着するように撓み変形させられて一体的に接合される
ことを特徴とする請求項６に記載の車両用構造部材の製造方法。
【請求項８】
前記接合工程では、それぞれ加圧方向へ移動可能な一対のスポット溶接電極を相対的に接近させることにより、前記第１立て壁部の前記フランジ部側角部の近傍部分と前記第２立て壁部の先端部分とを挟圧してスポット溶接する
ことを特徴とする請求項６または７に記載の車両用構造部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用構造部材に係り、特に、ハット断面部品とＵ字断面部品とを重ね合わせて一体的に接合した車両用構造部材の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) 長手形状を成しているとともに、その長手形状の長手方向と直角な断面がハット（鍔付き帽子）断面形状を成していて、第１突出壁部と、その第１突出壁部の両端から同じ側へ曲げられた一対の第１立て壁部と、その第１立て壁部の先端からそれぞれ外側へ延びる一対のフランジ部とを備えているハット断面部品と、(b) 長手形状を成しているとともに、その長手形状の長手方向と直角な断面がＵ字形状を成していて、第２突出壁部と、その第２突出壁部の両端から同じ側へ曲げられた一対の第２立て壁部とを備えているＵ字断面部品と、を有し、(c) 前記一対の第１立て壁部と前記一対の第２立て壁部とがそれぞれ略平行に重なるように前記ハット断面部品と前記Ｕ字断面部品とが同じ向きに重ね合わされて互いに一体的に接合され、前記第１突出壁部および前記第２突出壁部が車両外方側に位置する姿勢で車両に配設されて長手方向の両端部で支持されることにより、車両外方側から加えられる荷重を受け止める車両用構造部材が知られている。特許文献１に記載の車両用センターピラーのリインフォースメントはその一例で、Ｕ字断面部品（第２リインフォースメント４）が第２突出壁部側からハット断面部品（第１リインフォースメント３）の内側に挿入されて重ね合わされ、両側の第１立て壁部および第２立て壁部がそれぞれ互いに密着させられて一体的に溶接されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６２６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような車両用構造部材において、ハット断面部品を冷間プレス加工によって成形すると、第１立て壁部のフランジ部側角部の近傍部分がスプリングバックによって反り形状（湾曲形状乃至は傾斜形状）になり、Ｕ字断面部品の第２立て壁部との間に隙間が生じて、両者を適切に接合することができなかったり接合強度が不足したりする可能性があった。例えば図６に示すようにハット断面部品１００の内側にＵ字断面部品１０２を挿入して重ね合わせた状態で、位置決めピン１０８等によってそれ等のハット断面部品１００およびＵ字断面部品１０２を位置決めするとともに、ハット断面部品１００の一対のフランジ部１０４をクランプ１０６によって固定し、一対のスポット溶接電極１１０、１１２を互いに接近させて第１立て壁部１１４と第２立て壁部１１６とを挟圧してスポット溶接する場合、Ｕ字断面部品１０２が比較的高強度であると、(b) に示すように第１立て壁部１１４の反り形状部１１８を撓み変形させて第２立て壁部１１６に加圧する必要があるが、反り形状部１１８の変形抵抗で十分な加圧力が得られず、爆飛する可能性があった。第２立て壁部１１６の先端部分を反り形状部１１８に沿う倣い形状にすることも考えられるが、スプリングバックに起因する反り形状部１１８は寸法のばらつきが大きいため、ハット断面部品１００とＵ字断面部品１０２とを重ね合わせる際の第１立て壁部１１４と第２立て壁部１１６との干渉を回避しつつ、変形抵抗に拘らず十分な接合強度が得られる程度に隙間を小さくすることは難しい。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、ハット断面部品とＵ字断面部品とを重ね合わせて一体的に接合した車両用構造部材において、ハット断面部品の第１立て壁部とＵ字断面部品の第２立て壁部とを適切に接合できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 長手形状を成しているとともに、その長手形状の長手方向と直角な断面がハット断面形状を成していて、第１突出壁部と、その第１突出壁部の両端から同じ側へ曲げられた一対の第１立て壁部と、その第１立て壁部の先端からそれぞれ外側へ延びる一対のフランジ部とを備えているハット断面部品と、(b) 長手形状を成しているとともに、その長手形状の長手方向と直角な断面がＵ字形状を成していて、第２突出壁部と、その第２突出壁部の両端から同じ側へ曲げられた一対の第２立て壁部とを備えているＵ字断面部品と、を有し、(c) 前記一対の第１立て壁部と前記一対の第２立て壁部とがそれぞれ略平行に重なるように前記ハット断面部品と前記Ｕ字断面部品とが同じ向きに重ね合わされて互いに一体的に接合され、前記第１突出壁部および前記第２突出壁部が車両外方側に位置する姿勢で車両に配設されて長手方向の両端部で支持されることにより、車両外方側から加えられる荷重を受け止める車両用構造部材において、(d) 前記第１突出壁部および前記一対の第１立て壁部が前記一対の第２立て壁部の内側へ入り込むように、前記ハット断面部品がその第１突出壁部側から前記Ｕ字断面部品の内側に挿入されて重ね合わされている一方、(e) 前記Ｕ字断面部品は前記ハット断面部品よりも高強度で、前記第１立て壁部の前記フランジ部側角部の近傍部分が、前記第２立て壁部の開口側の先端部分の内側面に密着するように撓み変形させられてその第２立て壁部に一体的に接合されていることを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、第１発明の車両用構造部材において、(a) 前記第１立て壁部の前記フランジ部側角部の近傍部分は、そのフランジ部側へ向かうに従って外側へ開く反り形状（湾曲形状乃至は傾斜形状）を成している一方、(b) 前記第２立て壁部の先端部分には、前記反り形状を成す反り形状部との間に隙間が形成されるようにその反り形状部に沿って倣い形状部が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
第３発明は、第２発明の車両用構造部材において、前記ハット断面部品は冷間プレス加工によって成形されたもので、前記反り形状はスプリングバックによって形成されたものであることを特徴とする。
【０００９】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかの車両用構造部材において、前記第１立て壁部の前記フランジ部側角部の近傍部分と、前記第２立て壁部の先端部分とは、スポット溶接によって一体的に接合されていることを特徴とする。
【００１０】
第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかの車両用構造部材において、前記車両用構造部材は、車両の上下方向に沿って配設されて上下方向の両端部で支持されるとともに、前記ハット断面部品の前記一対のフランジ部にセンターピラー外板が取り付けられる車両用センターピラーリインフォースメントであることを特徴とする。
【００１１】
第６発明は、(a) 長手形状を成しているとともに、その長手形状の長手方向と直角な断面がハット断面形状を成していて、第１突出壁部と、その第１突出壁部の両端から同じ側へ曲げられた一対の第１立て壁部と、その第１立て壁部の先端からそれぞれ外側へ延びる一対のフランジ部とを備えているハット断面部品を、プレス加工によって成形する第１プレス成形工程と、(b) 長手形状を成しているとともに、その長手形状の長手方向と直角な断面がＵ字形状を成していて、第２突出壁部と、その第２突出壁部の両端から同じ側へ曲げられた一対の第２立て壁部とを備えているＵ字断面部品を、プレス加工によって成形する第２プレス成形工程と、(c) 前記一対の第１立て壁部と前記一対の第２立て壁部とがそれぞれ略平行に重なるように前記ハット断面部品と前記Ｕ字断面部品とを同じ向きに重ね合わせた状態で、その第１立て壁部とその第２立て壁部とを挟圧して一体的に接合する接合工程と、を有し、(d) 前記第１突出壁部および前記第２突出壁部が車両外方側に位置する姿勢で車両に配設されて長手方向の両端部で支持されることにより車両外方側から加えられる荷重を受け止める車両用構造部材を製造する方法において、(e) 前記Ｕ字断面部品は前記ハット断面部品よりも高強度で、前記第１プレス成形工程ではそのハット断面部品を冷間プレス加工によって成形するとともに、前記第２プレス成形工程ではそのＵ字断面部品を熱間プレス加工または温間プレス加工によって成形する一方、(f) 前記接合工程では、前記第１突出壁部および前記一対の第１立て壁部が前記一対の第２立て壁部の内側へ入り込むように、前記ハット断面部品がその第１突出壁部側から前記Ｕ字断面部品の内側に挿入されて重ね合わされた状態で、その第１立て壁部の前記フランジ部側角部の近傍部分とその第２立て壁部の開口側の先端部分とが互いに密着するように挟圧して一体的に接合することを特徴とする。
【００１２】
第７発明は、第６発明の車両用構造部材の製造方法において、(a) 前記第１立て壁部の前記フランジ部側角部の近傍部分は、スプリングバックによってそのフランジ部側へ向かうに従って外側へ開く反り形状を成している一方、(b) 前記第２立て壁部の先端部分は、前記反り形状を成す反り形状部との間に隙間が形成されるようにその反り形状部に沿って倣い形状部が設けられており、(c) 前記接合工程では、前記反り形状部と前記倣い形状部とが挟圧されることにより、その反り形状部がその倣い形状部に密着するように撓み変形させられて一体的に接合されることを特徴とする。
【００１３】
第８発明は、第６発明または第７発明の車両用構造部材の製造方法において、前記接合工程では、それぞれ加圧方向へ移動可能な一対のスポット溶接電極を相対的に接近させることにより、前記第１立て壁部の前記フランジ部側角部の近傍部分と前記第２立て壁部の先端部分とを挟圧してスポット溶接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明の車両用構造部材は、ハット断面部品が第１突出壁部側からＵ字断面部品の内側に挿入されて重ね合わされ、第１立て壁部のフランジ部側角部の近傍部分が第２立て壁部の先端部分の内側面に密着するように撓み変形させられて一体的に接合されているが、その撓み変形の変形方向は図６の場合と反対で、ハット断面形状の外側方向すなわちフランジ部に接近する弛み方向であるため、その変形抵抗が比較的小さく、隙間があっても両者を確実に密着させて高い接合強度で適切に接合することができる。すなわち、図６では第１立て壁部のフランジ部側角部の近傍部分をハット断面形状の内側方向、すなわちフランジ部から離れる方向へ撓み変形させるため、引張応力が発生して変形抵抗が大きくなるのである。
【００１５】
第２発明では、第１立て壁部のフランジ部側角部の近傍部分が反り形状を成している一方、第２立て壁部の先端部分には、その反り形状の反り形状部との間に隙間が形成されるように反り形状部に沿って倣い形状部が設けられているため、第１立て壁部の反り形状に拘らず、ハット断面部品とＵ字断面部品とを重ね合わせる際の反り形状部と倣い形状部との干渉を回避しつつ、変形抵抗の低下により隙間が確実に無くなるように反り形状部を撓み変形させて適切に接合することができる。
【００１６】
第３発明は、ハット断面部品が冷間プレス加工によって成形される場合で、スプリングバックによって前記反り形状が形成されるが、第２立て壁部の先端部分には反り形状部との間に隙間が形成されるように倣い形状部が設けられているため、スプリングバックに起因する反り形状部の寸法のばらつきに拘らず、ハット断面部品とＵ字断面部品とを重ね合わせる際の反り形状部と倣い形状部との干渉を回避しつつ、隙間が無くなるように反り形状部を撓み変形させて適切に接合することができる。
【００１７】
第４発明は、第１立て壁部のフランジ部側角部の近傍部分と第２立て壁部の先端部分とがスポット溶接される場合で、第１立て壁部のフランジ部側角部の近傍部分を撓み変形させる際の変形抵抗が小さいことから、スポット溶接であっても両者を確実に密着させて適切に接合することが可能で、自動化等によって優れた生産性が得られる。
【００１８】
第５発明は、車両用センターピラーリインフォースメントに関するもので、本発明が好適に適用され得る。
【００１９】
第６発明は、冷間プレス加工によって成形されたハット断面部品と、熱間プレス加工または温間プレス加工によって成形された比較的高強度のＵ字断面部品とを重ね合わせて一体的に接合する製造方法に関するもので、ハット断面部品が第１突出壁部側からＵ字断面部品の内側に挿入されて重ね合わされた状態で、第１立て壁部のフランジ部側角部の近傍部分と第２立て壁部の先端部分とが互いに密着するように挟圧して一体的に接合するため、実質的に第１発明と同様の作用効果が得られる。すなわち、スプリングバック等で比較的加工精度が悪いハット断面部品の寸法誤差等で第１立て壁部と第２立て壁部との間に隙間がある場合には、比較的強度が低い第１立て壁部が撓み変形させられて第２立て壁部に密着させられるが、その第１立て壁部の撓み変形の変形方向は図６の場合と反対で、フランジ側角部の曲げ角度を小さくする弛み方向であるため、その変形抵抗が比較的小さく、隙間があっても両者を確実に密着させて適切に接合することができる。
【００２０】
第７発明は、第１立て壁部のフランジ部側角部の近傍部分がスプリングバックによって反り形状を成している場合で、第２立て壁部の先端部分には、その反り形状の反り形状部との間に隙間が形成されるように反り形状部に沿って倣い形状部が設けられているため、第１立て壁部のスプリングバックに拘らず、ハット断面部品とＵ字断面部品とを重ね合わせる際の第１立て壁部と第２立て壁部との干渉を回避しつつ、変形抵抗の低下により隙間が確実に無くなるように反り形状部を撓み変形させて適切に接合することができる。
【００２１】
第８発明は、加圧方向へ移動可能な一対のスポット溶接電極を相対的に接近させることにより、第１立て壁部のフランジ部側角部の近傍部分と第２立て壁部の先端部分とを挟圧してスポット溶接する場合で、実質的に第４発明と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例である車両用センターピラーリインフォースメントを車両内方側から見た正面図である。
【図２】図１におけるII−II矢視部分の拡大断面図である。
【図３】図１の車両用センターピラーリインフォースメントを構成している３部品を分離して示した斜視図である。
【図４】図３におけるIV−IV矢視部分の拡大断面図である。
【図５】図３のＵ字断面部品をハット断面部品の外側に重ね合わせて第１立て壁部および第２立て壁部をスポット溶接する接合工程を説明する断面図である。
【図６】ハット断面部品をＵ字断面部品の外側に重ね合わせて第１立て壁部および第２立て壁部をスポット溶接する場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は車両用センターピラーリインフォースメントに好適に適用されるが、フロントピラーやリヤピラー等の他のピラーのリインフォースメントに適用することもできるし、バンパーリインフォースメントやロッカー等のピラーリインフォースメント以外の車両用構造部材に適用することもできる。車両用構造部材は、ハット断面部品およびＵ字断面部品を有して構成されるが、更にハット断面部品の開口部分を閉塞して閉じ断面の中空構造にする板状或いはハット断面形状等の閉塞部品をフランジ部に固設することもできる。
【００２４】
本発明では、ハット断面部品がＵ字断面部品の内側に重ね合わされて第１立て壁部および第２立て壁部が一体的に接合されるが、第１突出壁部および第２突出壁部については、互いに密着させたりスポット溶接等で一体的に接合したりしても良いし、隙間を設けてそれ等の第１突出壁部と第２突出壁部と一対の第２立て壁部とによって囲まれた空間が形成されるようにしても良い。一対の第１立て壁部および第２立て壁部は、例えば第１突出壁部や第２突出壁部から略直角に曲げられて略平行に延び出すように設けられるが、徐々に幅寸法が広くなるように拡開方向へ傾斜させて設けることも可能である。第１立て壁部と第２立て壁部とを一体的に接合する接合手段としてはスポット溶接が適当であるが、レーザー溶接やアーク溶接等の他の溶接手段、或いはリベット、カシメなど種々の手段を採用できる。ハット断面部品およびＵ字断面部品は、車両用構造部材の種類によっては長手方向の全長に亘って略同じ断面形状とすることもできるが、長手方向の中間部分のみを上記構成とするだけでも良いし、長手方向において断面形状を連続的に変化させたり、Ｕ字断面部品をハット断面部品の長手方向の一部に設けるだけでも良いなど、種々の態様が可能である。
【００２５】
Ｕ字断面部品はハット断面部品よりも高強度で、例えば引張強度が９８０ＭＰａ程度以上の超高張力鋼板にて構成することが望ましい。熱間プレス加工は、鋼板をオーステナイト領域まで加熱した状態で低温のプレス金型によってプレス加工を行うことにより、所定形状に成形すると同時に急冷して焼入れ硬化させるもので、高い形状精度が得られる。温間プレス加工は、例えば３００℃〜６００℃程度に加熱して成形を行うもので、焼入れ硬化させるものではないが、比較的厚い鋼板を成形することが可能で、高強度のＵ字断面部品を成形することができるとともに、冷間プレス加工よりも高い形状精度が得られる。すなわち、高強度のＵ字断面部品は、引張強度が高い鋼板を用いるだけでなく、板厚を厚くすることで高強度化することも可能で、隙間がある状態でハット断面部品の反り形状部とＵ字断面部品の倣い形状部とを挟圧した場合に、反り形状部が撓み変形させられて倣い形状部に密着させられれば良い。ハット断面部品としては、例えば引張強度が４４０ＭＰａ以上の高張力鋼板が好適に用いられる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は説明のために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例である車両用センターピラーリインフォースメント１０を示す図で、車両内方側から見た正面図である。図２は、図１におけるII−II矢視部分、すなわち車両の上下方向に配設される車両用センターピラーリインフォースメント１０の長手方向と略直角な水平方向の拡大断面図で、図３は、車両用センターピラーリインフォースメント１０を構成している３部品を分離して示した斜視図、具体的には接合前のハット断面部品１２、Ｕ字断面部品１４、および閉塞部品１６を個別に示した斜視図である。また、図４は、図３におけるIV−IV矢視部分、すなわち接合前のハット断面部品１２の長手方向と略直角な水平方向の拡大断面図である。そして、ハット断面部品１２の両面にＵ字断面部品１４および閉塞部品１６が重ね合わされて一体的に接合されることにより、車両用センターピラーリインフォースメント１０が構成されている。この車両用センターピラーリインフォースメント１０は、車両右側部に上下方向に沿って配設され、ハット断面部品１２の上下両端部がルーフサイドレールやサイドシル等に固定されて支持されることにより、車両横方向の外方側から加えられる側面衝突荷重等を受け止めて車室内の乗員の安全性能を確保するためのもので、車両用構造部材に相当する。
【００２８】
ハット断面部品１２は、長手形状を成しているとともに、その長手形状の長手方向と直角な断面、すなわち図２に示す略水平な断面がハット断面形状を成していて、車両外方側へ突き出している第１突出壁部２０と、その第１突出壁部２０の両端からそれぞれ車両内方側へ略９０°曲げられた略平行な一対の第１立て壁部２２と、その第１立て壁部２２の先端からそれぞれ外側、すなわち車両前後方向へ延びる一対のフランジ部２４とを備えている。ハット断面部品１２にはまた、長手方向の両端部にルーフサイドレールやサイドシル等に固定される取付部２６、２８が設けられている。Ｕ字断面部品１４は、長手形状を成しているとともに、その長手形状の長手方向と直角な断面、すなわち図２に示す略水平な断面が角張ったＵ字形状を成していて、車両外方側へ突き出している第２突出壁部３０と、その第２突出壁部３０の両端からそれぞれ車両内方側へ略９０°曲げられた略平行な一対の第２立て壁部３２とを備えている。また、閉塞部品１６は、長手形状を成しているとともに、その長手形状の長手方向と直角な断面、すなわち図２に示す略水平な断面が略直線状を成している略平板状の部品である。
【００２９】
そして、上記ハット断面部品１２およびＵ字断面部品１４は、一対の第１立て壁部２２と一対の第２立て壁部３２とがそれぞれ略平行に重なるように、ハット断面およびＵ字断面の開口側が車両内側向きになる同じ姿勢で重ね合わされ、互いに一体的に接合されている。具体的には、第２突出壁部３０の幅寸法が第１突出壁部２０の幅寸法よりも大きく、その第１突出壁部２０および一対の第１立て壁部２２が一対の第２立て壁部３２の内側へ入り込むように、ハット断面部品１２が第１突出壁部２０側からＵ字断面部品１４の内側に挿入されて重ね合わされており、第１立て壁部２２および第２立て壁部３２がスポット溶接により互いに一体的に接合されている。図２の溶接部ＳＰ１は、このスポット溶接による溶接部位である。本実施例ではまた、第１突出壁部２０および第２突出壁部３０も互いに密着するように重ね合わされて、スポット溶接により互いに一体的に接合されている。図２の溶接部ＳＰ２は、このスポット溶接による溶接部位である。一方、略平板状の閉塞部品１６は、ハット断面部品１２の外周形状と略同一形状を成しており、フランジ部２４の車両内方側の面に密着するように重ね合わされて、スポット溶接により一体的に接合されている。図２の溶接部ＳＰ３は、このスポット溶接による溶接部位である。
【００３０】
ここで、上記ハット断面部品１２はＵ字断面部品１４よりも低強度で、例えば引張強度が４４０ＭＰａ以上の高張力鋼板にて構成されているとともに、板厚は２ｍｍ以下で比較的薄く、冷間プレス加工による曲げ成形や絞り成形を主体として製造される。このように冷間プレス加工によって成形されると、図４の断面図から明らかなように、第１立て壁部２２のフランジ部側角部の近傍部分には、フランジ部２４側へ向かうに従って外側へ開く湾曲形状の反り形状部３４がスプリングバックによって形成される。Ｕ字断面部品１２は、例えば引張強度が１１８０ＭＰａ程度以上の超高張力鋼板にて構成されているとともに、板厚は上記ハット断面部品１２の板厚よりも厚く、焼入れ性を有する熱間プレス用鋼板を用いて熱間プレス加工による曲げ成形や絞り成形を主体として製造される。このように熱間プレス加工によって成形されることにより、このＵ字断面部品１２は比較的高い寸法精度で成形されるが、第２立て壁部３２の開口側の先端部分には、上記第１立て壁部２２の反り形状部３４に沿うように倣い形状部３６が設けられている。この倣い形状部３６は、図５の(a) に示すようにハット断面部品１２とＵ字断面部品１４とを重ね合わせる際に第１立て壁部２２と第２立て壁部３２とが干渉しないように、スプリングバックによる反り形状部３４の寸法のばらつきを考慮して、反り形状部３４との間に僅かな所定の隙間が形成されるように設けられる。上記冷間プレス加工によってハット断面部品１２を成形する工程は第１プレス成形工程で、熱間プレス加工によってＵ字断面部品１４を成形する工程は第２プレス成形工程である。なお、図３では、上記反り形状部３４および倣い形状部３６が省略されている。
【００３１】
このようにして成形されたハット断面部品１２およびＵ字断面部品１４は、図５に示すように、上記反り形状部３４と倣い形状部３６とが密着するように重ね合わされてスポット溶接される。図５の(a) はスポット溶接前の状態で、ハット断面部品１２が第１突出壁部２０側からＵ字断面部品１４の内側に挿入されて重ね合わされた状態で、位置決めピン１０８等によってハット断面部品１２およびＵ字断面部品１４を位置決めするとともに、ハット断面部品１２の一対のフランジ部２４をクランプ１０６によって固定する。そして、(b) に示すように、それぞれ加圧方向へ移動可能な一対のスポット溶接電極１１０、１１２を相対的に接近させることにより、第１立て壁部２２の反り形状部３４と第２立て壁部３２の先端部分の倣い形状部３６とを挟圧してスポット溶接する。その場合に、第２立て壁部３２は比較的高強度であるため、第１立て壁部２２の反り形状部３４が倣い形状部３６に密着するように撓み変形させられて一体的に接合される。この場合の反り形状部３４の変形方向は、ハット断面形状の外側方向すなわちクランプ１０６によって固定されているフランジ部２４に接近する弛み方向で、湾曲形状の反り形状部３４を膨出側から押し潰す圧縮変形になるため、図６に比較して変形抵抗が小さくなり、両者を適切に加圧してスポット溶接を行うことができる。すなわち、図６では第１立て壁部１１４のフランジ部側角部の近傍部分をハット断面形状の内側方向、すなわちフランジ部１０４から離れる方向へ撓み変形させるため、引張応力が発生して変形抵抗が大きくなるのである。このように反り形状部３４と倣い形状部３６とを挟圧してスポット溶接する工程が接合工程である。
【００３２】
このような車両用センターピラーリインフォースメント１０は、一体的に接合された第１突出壁部２０および第２突出壁部３０が車両外方側に位置する姿勢で、車両の右側部に上下方向に沿って配設される。そして、ハット断面部品１２よりも一回り大きいハット断面形状のセンターピラー外板４０が、ハット断面部品１２の一対のフランジ部２４にスポット溶接等によって一体的に固設されるように使用される。この車両用センターピラーリインフォースメント１０によれば、ハット断面部品１２の突出側すなわち車両外方側に高強度のＵ字断面部品１４が重ね合わされて一体的に固設されているとともに、ハット断面部品１２の開口部が閉塞部品１６により閉塞されて略矩形の閉じ断面の中空構造とされているため、車両横方向から加えられる側面衝突荷重等を適切に受け止め、車室内への侵入を抑えて乗員の安全性能を適切に確保することができる。
【００３３】
このように、本実施例の車両用センターピラーリインフォースメント１０は、ハット断面部品１２が第１突出壁部２０側からＵ字断面部品１４の内側に挿入されて重ね合わされ、第１立て壁部２２のフランジ部側角部の近傍部分が第２立て壁部３２の先端部分の内側面に密着するように撓み変形させられて一体的に接合されているが、その撓み変形の変形方向は図６の場合と反対で、ハット断面形状の外側方向すなわちフランジ部２４に接近する弛み方向であるため、その変形抵抗が比較的小さく、隙間があっても両者を確実に密着させて高い接合強度で適切に接合することができる。
【００３４】
また、比較的高強度のＵ字断面部品１４がハット断面部品１２の車両外方側に重ね合わされて一体的に接合されているため、車両外方側すなわち車両横方向から加えられる側面衝突荷重等を適切に受け止めることが可能で、車室内への侵入を抑えて乗員の安全性能を適切に確保することができる。
【００３５】
また、第１立て壁部２２のフランジ部側角部の近傍部分が反り形状を成している一方、第２立て壁部３２の先端部分には、その反り形状部３４との間に隙間が形成されるように反り形状部３４に沿って倣い形状部３６が設けられているため、第１立て壁部２２の反り形状に拘らず、ハット断面部品１２とＵ字断面部品１４とを重ね合わせる際の反り形状部３４と倣い形状部３６との干渉を回避しつつ、変形抵抗の低下により隙間が確実に無くなるように反り形状部３４を撓み変形させて適切に接合することができる。
【００３６】
また、上記反り形状部３４は、ハット断面部品１２が冷間プレス加工によって成形されることにより、スプリングバックによって形成されるが、第２立て壁部３２の先端部分には反り形状部３４との間に隙間が形成されるように倣い形状部３６が設けられるため、スプリングバックに起因する反り形状部３４の寸法のばらつきに拘らず、ハット断面部品１２とＵ字断面部品１４とを重ね合わせる際の反り形状部３４と倣い形状部３６との干渉を回避しつつ、隙間が無くなるように反り形状部３４を撓み変形させて適切に接合することができる。
【００３７】
また、加圧方向へ移動可能な一対のスポット溶接電極１１０、１１２を相対的に接近させることにより、第１立て壁部２２の反り形状部３４と第２立て壁部３２の倣い形状部３６とを挟圧してスポット溶接するが、反り形状部３４を撓み変形させる際の変形抵抗が小さいことから、スポット溶接であっても両者を確実に密着させて適切に接合することが可能で、自動化等によって優れた生産性が得られる。
【００３８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０：車両用センターピラーリインフォースメント（車両用構造部材）    １２：ハット断面部品    １４：Ｕ字断面部品    ２０：第１突出壁部    ２２：第１立て壁部    ２４：フランジ部    ３０：第２突出壁部    ３２：第２立て壁部    ３４：反り形状部    ３６：倣い形状部    ４０：センターピラー外板    １１０、１１２：スポット溶接電極
【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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