本發(fā)明涉及一種鋼板制的沖壓成型品，特別是涉及一種適合用作用于構(gòu)成汽車(chē)車(chē)身的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加強(qiáng)件的沖壓成型品。而且，本發(fā)明涉及具有該沖壓成型品的汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件、以及該沖壓成型品的制造方法及制造裝置。

背景技術(shù)：

汽車(chē)車(chē)身包括各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件(例：檻板(也稱(chēng)作側(cè)梁)、橫梁、縱梁、中央立柱等)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件多采用鋼板制的沖壓成型品。被用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的沖壓成型品例如具有槽形或帽形的截面形狀。槽形截面的沖壓成型品具有頂板部和與頂板部相連的一對(duì)凸緣部。帽形截面的沖壓成型品具有頂板部、與頂板部相連的一對(duì)縱壁部、以及與各縱壁部相連的一對(duì)凸緣部。一般情況下，多個(gè)沖壓成型品的緣部相互重疊，并通過(guò)電阻點(diǎn)焊相接合。由此，能夠組裝成空心的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

在這樣的汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，在成型品彼此相接合的部分、承受高載荷的部分等這樣的重要部位通過(guò)電阻點(diǎn)焊接合加強(qiáng)件。加強(qiáng)件也多采用鋼板制的沖壓成型品。例如在為檻板的情況下，在檻板的長(zhǎng)度方向上的一個(gè)部位或多個(gè)部位配置將檻板的內(nèi)部分隔的加強(qiáng)件。這是為了確保檻板的、針對(duì)側(cè)面碰撞的載荷的三點(diǎn)彎曲抗壓性能。該加強(qiáng)件被稱(chēng)作隔板或加強(qiáng)板。

圖1是表示在內(nèi)部具有以往的隔板的檻板的一個(gè)例子的立體圖。另外，圖1中示出透視了內(nèi)部的隔板110的狀態(tài)。在下面的說(shuō)明中，以結(jié)構(gòu)構(gòu)件為檻板1的情況為例。

如圖1所示，檻板1為長(zhǎng)條且空心的筒狀體。圖1所例示的檻板1的截面形狀呈大致矩形。隔板110具有頂板部111和凸緣部114。頂板部111的輪廓形狀與檻板1的內(nèi)截面形狀大致一致。凸緣部114形成在頂板部111的四條邊中的各邊112。隔板110配置在檻板1的內(nèi)部的長(zhǎng)度方向上的規(guī)定位置。隔板110的各凸緣部114與檻板1的內(nèi)表面重疊，并通過(guò)電阻點(diǎn)焊等與檻板1相接合。從汽車(chē)車(chē)身輕量化的觀點(diǎn)出發(fā)，檻板1和隔板110采用從高強(qiáng)度鋼板成型得到的沖壓成型品。此處的高強(qiáng)度鋼板的抗拉強(qiáng)度通常被設(shè)為440MPa以上，有時(shí)也會(huì)根據(jù)所要求的性能等設(shè)為更高的抗拉強(qiáng)度。

以往，凸緣部114通過(guò)獨(dú)立地彎折頂板部111的四條邊112各自的緣部而形成。下面，將分別自頂板部111的各邊112延伸的各個(gè)凸緣部114也稱(chēng)作“邊凸緣部”。在該情況下，凸緣部114在將頂板部111的相鄰的邊112連結(jié)起來(lái)的角部113處分離，呈不連續(xù)狀態(tài)。根據(jù)情況的不同，能夠像圖1所示的那樣，在邊凸緣部114各自的兩側(cè)端部設(shè)置缺口117。

然而，從檻板1(汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件)中的隔板110(加強(qiáng)件)的性能方面來(lái)講，理想的是，相比于像圖1所示的以往的隔板110那樣凸緣部114在頂板部111的角部113處呈不連續(xù)狀態(tài)的情況，期望的是凸緣部以下述方式構(gòu)成。凸緣部還自頂板部111的各角部113延伸。下面，將自頂板部111的各角部113延伸的各個(gè)凸緣部也稱(chēng)作“拐角凸緣部”。相鄰的邊凸緣部借助拐角凸緣部相連。在該情況下，凸緣部在從頂板部111的某條邊112到角部113及相鄰的邊112的范圍內(nèi)連續(xù)。下面，將這樣地不在頂板部111的角部113處分離而連續(xù)的凸緣部也稱(chēng)作“連續(xù)凸緣部”。

然而，通過(guò)沖壓成型來(lái)獲得具有這樣的連續(xù)凸緣部的產(chǎn)品非常困難。不過(guò)，一直以來(lái)都能夠通過(guò)對(duì)軟鋼、鋁等較柔軟的板材進(jìn)行沖壓成型來(lái)獲得像罐子的蓋那樣的產(chǎn)品。但是，為了獲得上述汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的加強(qiáng)件，特別是對(duì)高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行沖壓成型來(lái)制造具有連續(xù)凸緣部的產(chǎn)品是困難的。理由如下。

在通過(guò)沖壓成型從鋼板制造具有連續(xù)凸緣部的產(chǎn)品時(shí)，拐角凸緣部的成型為收縮凸緣成型。因此，拐角凸緣部容易產(chǎn)生褶皺。鋼板的強(qiáng)度越高，該褶皺越明顯地產(chǎn)生。

當(dāng)拐角凸緣部產(chǎn)生褶皺時(shí)，會(huì)發(fā)生下面的問(wèn)題。若參照?qǐng)D1所示的例子，則在將隔板110配置在檻板1的內(nèi)部，并通過(guò)電阻點(diǎn)焊將彼此的重疊部接合起來(lái)時(shí)，因褶皺導(dǎo)致重疊部產(chǎn)生間隙。由此，容易產(chǎn)生焊接不良等不良情況。而且，檻板1內(nèi)的隔板110的配置容易變得不穩(wěn)定。因而，當(dāng)隔板110的拐角凸緣部產(chǎn)生褶皺時(shí)，該隔板110無(wú)法用作實(shí)際的產(chǎn)品。

在對(duì)鋼板進(jìn)行沖壓成型時(shí)成為收縮凸緣成型的部位抑制褶皺的產(chǎn)生的現(xiàn)有技術(shù)如下所述。

例如，日本特許第2554768號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)和日本特開(kāi)平7－112219號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)公開(kāi)了成型具有遮陽(yáng)頂棚用的開(kāi)口的車(chē)身頂蓋的技術(shù)。在該專(zhuān)利文獻(xiàn)1和專(zhuān)利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，為了在成型時(shí)吸收成為收縮凸緣成型的部位的剩余線長(zhǎng)，預(yù)先賦予余料部。日本特許第2560416號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)公開(kāi)了方筒拉深成型的技術(shù)。在該專(zhuān)利文獻(xiàn)3的技術(shù)中對(duì)成為收縮凸緣成型的部位賦予特定的形狀。日本特開(kāi)平4－118118號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)4)公開(kāi)了使用了凸輪構(gòu)造進(jìn)行沖壓成型的技術(shù)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)4的技術(shù)中，一邊對(duì)成為收縮凸緣成型的部位施加按壓力一邊進(jìn)行成型。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特許第2554768號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)平7－112219號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本特許第2560416號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)4：日本特開(kāi)平4－118118號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

在汽車(chē)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)一步的高功能化和高附加值化始終被研究，謀求提高碰撞時(shí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的三點(diǎn)彎曲抗壓性能的研究也不例外。

所以，本發(fā)明的目的之一在于，提供一種沖壓成型品，該沖壓成型品適合用作有助于提高例如碰撞時(shí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(例：檻板等)的三點(diǎn)彎曲抗壓性能的加強(qiáng)件(隔板)，特別是提供一種具有在拐角凸緣部抑制了褶皺的連續(xù)凸緣部的沖壓成型品。而且，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種具有該沖壓成型品作為加強(qiáng)件、三點(diǎn)彎曲抗壓性能優(yōu)異的汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1～專(zhuān)利文獻(xiàn)3的技術(shù)中，利用預(yù)先賦予的余料部來(lái)吸收在沖壓成型時(shí)成為褶皺和多余部分的主要原因的剩余線長(zhǎng)。該余料部會(huì)殘留在沖壓成型后的產(chǎn)品上。因此，該余料部會(huì)妨礙在余料部的區(qū)域進(jìn)行的電阻點(diǎn)焊自不用說(shuō)，有時(shí)余料部會(huì)妨礙在其他區(qū)域進(jìn)行的電阻點(diǎn)焊。

在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)4的技術(shù)中，在成型具有較大的曲率半徑(例如2100mm)的部位的產(chǎn)品的情況下，收縮率以及凸輪構(gòu)造所受到的反作用力較小。因此，能夠在較大的曲率半徑的部位抑制褶皺。但是，在成型具有較小的曲率半徑(例如5mm)的部位的產(chǎn)品的情況下，收縮率以及凸輪構(gòu)造所受到的反作用力較大。因此，無(wú)法在較小的曲率半徑的部位抑制褶皺。特別是，在以高強(qiáng)度鋼板為坯料的沖壓成型中，坯料的屈服應(yīng)力較高，因此，彈性變形引起的坯料的面外變形增大。因此，會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的褶皺。在此基礎(chǔ)上，凸輪構(gòu)造所受到的反作用力變得過(guò)大，因此，難以利用凸輪構(gòu)造進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

這樣，通過(guò)沖壓成型來(lái)獲得具有連續(xù)凸緣部的產(chǎn)品對(duì)現(xiàn)有技術(shù)來(lái)講較為困難。特別是，為了獲得適用于汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加強(qiáng)件的沖壓成型品，對(duì)440MPa級(jí)以上的高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行沖壓成型來(lái)制造抑制了褶皺的產(chǎn)品對(duì)現(xiàn)有技術(shù)來(lái)講近乎于不可能。

所以，本發(fā)明的又一目的在于，提供能夠制造具有連續(xù)凸緣、且在拐角凸緣部抑制了褶皺的沖壓成型品的制造方法及制造裝置。

用于解決問(wèn)題的方案

本發(fā)明的一技術(shù)方案的沖壓成型品是從鋼板成型得到的。

所述沖壓成型品具有頂板部和凸緣部。

凸緣部分別自構(gòu)成所述頂板部的輪廓的邊中的一部分的邊或全部的邊延伸。

拐角凸緣部自將所述頂板部的所述邊中的相鄰且延伸有所述凸緣部的至少一組所述邊連結(jié)起來(lái)的角部延伸。

分別自所述一組所述邊延伸的所述凸緣部借助所述拐角凸緣部連起來(lái)。

在所述拐角凸緣部中，

在沿著所述頂板部的所述角部的周向的方向上的中央部存在呈現(xiàn)板厚的極小值的部分，

在所述中央部的兩側(cè)部存在呈現(xiàn)板厚的極大值的部分，

所述極大值與所述極小值之比在大于1.0且1.6以下的范圍內(nèi)。

根據(jù)上述沖壓成型品，優(yōu)選的是，所述拐角凸緣部的曲率半徑為30mm以下。

根據(jù)上述沖壓成型品，優(yōu)選的是，所述凸緣部的至少一部分的寬度為10mm以上。

根據(jù)上述沖壓成型品，優(yōu)選的是，抗拉強(qiáng)度為440MPa以上。

本發(fā)明的一技術(shù)方案的汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件是用于構(gòu)成汽車(chē)車(chē)身的、空心的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

所述汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件在內(nèi)部具有上述沖壓成型品來(lái)作為加強(qiáng)件，所述汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件與所述凸緣部接合。

本發(fā)明的一技術(shù)方案的沖壓成型品的制造方法用于從鋼板的坯料制造沖壓成型品。

所述沖壓成型品具有頂板部、凸緣部和拐角凸緣部。

凸緣部分別自構(gòu)成所述頂板部的輪廓的邊中的一部分的邊或全部的邊延伸。

拐角凸緣部自將所述頂板部的所述邊中的相鄰且延伸有所述凸緣部的至少一組所述邊連結(jié)起來(lái)的角部延伸。拐角凸緣部將分別自所述一組所述邊延伸的所述凸緣部彼此連起來(lái)。

在所述制造方法中，

使用沖頭、與所述沖頭成對(duì)的沖模、以及與所述沖頭成對(duì)且配置在與所述拐角凸緣部相對(duì)應(yīng)的位置的凸?fàn)罟ぞ撸?/p>

通過(guò)所述沖模相對(duì)于所述沖頭的相對(duì)移動(dòng)，使所述坯料彎折，從而成型出所述凸緣部，

通過(guò)所述凸?fàn)罟ぞ呦鄬?duì)于所述沖頭的相對(duì)移動(dòng)，在利用所述沖模使所述坯料彎折之前使所述坯料彎折，從而成型出所述拐角凸緣部。

根據(jù)上述制造方法，優(yōu)選的是，所述凸?fàn)罟ぞ吲c所述沖模構(gòu)成為一體，或構(gòu)成為與所述沖模相互獨(dú)立。

根據(jù)上述制造方法，優(yōu)選的是，在該制造方法中，還使用與所述沖模成對(duì)的壓料圈，

在利用所述沖模和所述壓料圈夾著所述坯料的狀態(tài)下進(jìn)行所述拐角凸緣部和所述凸緣部的成型。

本發(fā)明的一技術(shù)方案的沖壓成型品的制造裝置用于從鋼板的坯料制造沖壓成型品。

所述沖壓成型品具有頂板部、凸緣部和拐角凸緣部。

凸緣部分別自構(gòu)成所述頂板部的輪廓的邊中的一部分的邊或全部的邊延伸。

拐角凸緣部自將所述頂板部的所述邊中的相鄰且延伸有所述凸緣部的至少一組所述邊連結(jié)起來(lái)的角部延伸。拐角凸緣部將分別自所述一組所述邊延伸的所述凸緣部彼此連起來(lái)。

所述制造裝置具有沖頭、與所述沖頭成對(duì)的沖模、以及與所述沖頭成對(duì)且配置在與所述拐角凸緣部相對(duì)應(yīng)的位置的凸?fàn)罟ぞ摺?/p>

所述沖模通過(guò)相對(duì)于所述沖頭的相對(duì)移動(dòng)，使所述坯料彎折，從而成型出所述凸緣部。

所述凸?fàn)罟ぞ咄ㄟ^(guò)相對(duì)于所述沖頭的相對(duì)移動(dòng)，在利用所述沖模使所述坯料彎折之前使所述坯料彎折，從而成型出所述拐角凸緣部。

根據(jù)上述制造裝置，優(yōu)選的是，

所述凸?fàn)罟ぞ叩捻敹说那拾霃絉t(mm)滿足下述(a)式的條件，

Rt＜rf×θ…(a)

上述(a)式中，rf：所述拐角凸緣部的曲率半徑(mm)，θ：利用所述拐角凸緣部連起來(lái)的所述一組所述凸緣部的夾角(rad)。

根據(jù)上述制造裝置，優(yōu)選的是，所述凸?fàn)罟ぞ吲c所述沖模構(gòu)成為一體，或構(gòu)成為與所述沖模相互獨(dú)立。

根據(jù)上述制造裝置，優(yōu)選的是，該制造裝置還具有壓料圈，該壓料圈與所述沖模相對(duì)地配置，能夠?qū)⑺雠髁蠆A在該壓料圈與所述沖模之間。

發(fā)明的效果

本發(fā)明的沖壓成型品具有在拐角凸緣部抑制了褶皺的連續(xù)凸緣部。因此，具有該沖壓成型品作為加強(qiáng)件的汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的三點(diǎn)彎曲抗壓性能優(yōu)異。而且，采用本發(fā)明的沖壓成型品的制造方法及制造裝置，能夠制造在拐角凸緣部抑制了褶皺的沖壓成型品。

附圖說(shuō)明

圖1是表示在內(nèi)部具有以往的隔板的檻板的一個(gè)例子的立體圖。

圖2A是表示本實(shí)施方式的第1例的沖壓成型品的立體圖。

圖2B是表示本實(shí)施方式的第2例的沖壓成型品的立體圖。

圖2C是表示本實(shí)施方式的第3例的沖壓成型品的立體圖。

圖2D是表示本實(shí)施方式的第4例的沖壓成型品的立體圖。

圖3A是示意性地表示第1實(shí)施方式的沖壓成型品的制造裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖3B是將該制造裝置中的凸?fàn)罟ぞ叩牟糠址糯髞?lái)表示的立體圖。

圖4A是表示第1實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的沖壓成型的成型即將開(kāi)始之前的狀態(tài)的立體圖。

圖4B是表示第1實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的沖壓成型的成型結(jié)束時(shí)的狀態(tài)的立體圖。

圖5A是表示拐角凸緣部附近的坯料的變形過(guò)程的立體圖，表示成型前的狀態(tài)。

圖5B是表示拐角凸緣部附近的坯料的變形過(guò)程的立體圖，表示成型初期的狀態(tài)。

圖5C是表示拐角凸緣部附近的坯料的變形過(guò)程的立體圖，表示成型中期的狀態(tài)。

圖5D是表示拐角凸緣部附近的坯料的變形過(guò)程的立體圖，表示成型結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。

圖6是示意性地表示第2實(shí)施方式的沖壓成型品的制造裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖7A是表示第2實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的沖壓成型的成型即將開(kāi)始之前的狀態(tài)的立體圖。

圖7B是表示第2實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的沖壓成型的成型過(guò)程中的狀態(tài)的立體圖。

圖7C是表示第2實(shí)施方式的制造裝置所進(jìn)行的沖壓成型的成型結(jié)束時(shí)的狀態(tài)的立體圖。

圖8是表示本發(fā)明例的隔板的拐角凸緣部的板厚的周向分布的圖。

圖9是示意性地表示三點(diǎn)彎曲抗壓試驗(yàn)的概況的立體圖。

圖10是表示沖擊器的侵入量與對(duì)沖擊器的反作用力之間的關(guān)系來(lái)作為實(shí)施例的試驗(yàn)結(jié)果的圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。

在下面的內(nèi)容中，首先，對(duì)特別是適用于加強(qiáng)件(隔板)的沖壓成型品、及具有該沖壓成型品的汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行說(shuō)明。接著，對(duì)該沖壓成型品的制造方法及制造裝置進(jìn)行說(shuō)明。

沖壓成型品(隔板)及汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件

圖2A～圖2D是表示本實(shí)施方式的沖壓成型品的代表例的立體圖。這些附圖中，圖2A表示第1例的沖壓成型品。圖2B表示第2例的沖壓成型品。圖2C表示第3例的沖壓成型品。圖2D表示第4例的沖壓成型品。在此，以沖壓成型品被用作汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加強(qiáng)件(隔板)的情況為例。

如圖2A～圖2D所示，隔板10是鋼板制的沖壓成型品。隔板10具有頂板部11和與頂板部11相連的凸緣部20。

隔板10利用沖壓成型從鋼板成型而獲得。隔板10的部件強(qiáng)度取決于鋼板的抗拉強(qiáng)度。優(yōu)選的是，該鋼板為抗拉強(qiáng)度較高的高強(qiáng)度鋼板。具體地講，優(yōu)選的是，抗拉強(qiáng)度為440MPa以上。更優(yōu)選的抗拉強(qiáng)度為590MPa以上，進(jìn)一步優(yōu)選的抗拉強(qiáng)度為980MPa以上。鋼板的板厚在0.8mm～2.0mm的范圍內(nèi)。

在汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)部設(shè)置隔板10。作為該結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可例示出檻板(也稱(chēng)作側(cè)梁)、橫梁、縱梁、中央立柱等。這些汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件是假定為在碰撞時(shí)承受彎曲壓潰載荷的構(gòu)件。在為具有隔板10的汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的情況下，在隔板10的作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲抗壓性能提高。

頂板部11為平板狀，其輪廓形狀呈大致矩形。在頂板部11，既可以根據(jù)需要形成凹凸，也可以形成焊接作業(yè)用的孔等。頂板部11的輪廓形狀不限定于矩形，只要是與作為接合對(duì)象的結(jié)構(gòu)構(gòu)件(例：檻板)的內(nèi)截面形狀大致一致的形狀即可。即，根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)截面形狀，頂板部11的輪廓形狀既可以像三角形、五邊形等那樣是多邊形形狀，也可以是一部分的邊為曲線狀。

在圖2A～圖2D所示的隔板10中，頂板部11的輪廓包括四條邊12和將相鄰的各邊12連結(jié)起來(lái)的角部13。在為圖2A所示的第1例的隔板10的情況下，各角部13為具有規(guī)定的曲率半徑的彎曲線，但也可以是例如點(diǎn)狀(相鄰的邊彼此相交的交點(diǎn))。

第1例的沖壓成型品

在為圖2A所示的第1例的隔板10的情況下，邊凸緣部14分別自全部的四條邊12延伸。而且，拐角凸緣部15分別自全部的四個(gè)角部13延伸。各拐角凸緣部15將相鄰的邊凸緣部14彼此連起來(lái)。即，第1例的隔板10的凸緣部20為在頂板部11的輪廓整周的范圍內(nèi)連續(xù)的連續(xù)凸緣部。

在圖2A所示的第1例中，頂板部11與各邊凸緣部14之間的夾角呈大致直角，頂板部11與各拐角凸緣部15之間的夾角也呈大致直角。這些夾角不限定于直角，可做成為與實(shí)際的產(chǎn)品形狀相應(yīng)的角度。也可以是，例如，一個(gè)以上的邊凸緣部14與頂板部11呈鈍角。

頂板部11與各邊凸緣部14之間的邊界形成為棱線部16。棱線部16包含頂板部11的各邊12，一般情況下，在從頂板部11到各邊凸緣部14的范圍內(nèi)具有曲率。

就拐角凸緣部15的板厚而言，沿著頂板部11的角部13的周向的方向上的板厚分布如下。采用后述的本實(shí)施方式的沖壓成型，就拐角凸緣部15處的板厚的增加量而言，與周向中央部相比其兩側(cè)部較大。由此，在拐角凸緣部15中，在周向中央部及其附近存在呈現(xiàn)板厚的極小值的部分，在該部分的兩側(cè)部存在呈現(xiàn)板厚的極大值的部分。因此，在拐角凸緣部15中，其中央部的板厚增加量不會(huì)極端地增加，褶皺的產(chǎn)生被抑制。

此時(shí)，拐角凸緣部15的中央部的兩側(cè)部的板厚的極大值與拐角凸緣部15的中央部及其附近的板厚的極小值與之比(下面也稱(chēng)作“板厚比”)大于1.0且在1.6以下。總之，只要該板厚比在大于1.0且1.6以下的范圍內(nèi)，就不會(huì)在制造時(shí)產(chǎn)生像褶皺那樣的成型不良，能夠獲得具有連續(xù)凸緣部的沖壓成型品。

例如，在隔板10被設(shè)于圖1所示的檻板1(汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件)的情況下，隔板10配置在檻板1的內(nèi)部的、長(zhǎng)度方向上的至少一處位置。而且，隔板10通過(guò)電阻點(diǎn)焊等對(duì)凸緣部20的與檻板1的內(nèi)表面重疊的一部分進(jìn)行接合。另外，隔板10也可以沿著檻板1的長(zhǎng)度方向配置。

為了在點(diǎn)焊時(shí)確保焊接區(qū)域，優(yōu)選的是，凸緣部20的至少一部分的寬度為10mm。一般情況下，點(diǎn)焊被施加于任一邊凸緣部14。因此，嚴(yán)格地說(shuō)，優(yōu)選的是，邊凸緣部14的至少一部分的寬度為10mm以上。

另外，在圖2A所示的第1例的隔板10中，凸緣部20的寬度、即邊凸緣部14的寬度和拐角凸緣部15的寬度在頂板部11的輪廓整周范圍內(nèi)恒定。但是，根據(jù)需要，也可以在凸緣部20混入寬度較寬的部分或?qū)挾容^窄的部分。

優(yōu)選的是，拐角凸緣部15的曲率半徑rf(參照?qǐng)D2B)為30mm以下。這是為了提高碰撞時(shí)的汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲抗壓性能。更優(yōu)選的曲率半徑rf為18mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選的曲率半徑rf為10mm以下。

第2例的沖壓成型品

圖2B所示的第2例的隔板10是通過(guò)對(duì)圖2A所示的第1例的隔板10進(jìn)行變形得到的。在為圖2B所示的第2例的隔板10的情況下，各拐角凸緣部15的寬度小于邊凸緣部14的寬度。具體地講，各拐角凸緣部15的寬度從與邊凸緣部14相連的兩側(cè)端部朝向中央部去逐漸變窄。其他結(jié)構(gòu)與圖2A所示的第1例相同。

如上所述，優(yōu)選的是，邊凸緣部14的至少一部分的寬度為10mm以上。另一方面，當(dāng)拐角凸緣部15的寬度較寬時(shí)，在沖壓成型時(shí)容易產(chǎn)生褶皺。因而，只要能夠確保作為隔板10的性能即可，優(yōu)選使拐角凸緣部15的寬度小于邊凸緣部14的寬度的結(jié)構(gòu)。

為了兼顧拐角凸緣部15的成型性和作為隔板10的性能(例：剛性等)，優(yōu)選的是，拐角凸緣部15的中央部的寬度Lf(mm)和拐角凸緣部15的曲率半徑rf(mm)滿足下述(1)式的條件。

0.2×rf≤Lf≤1.2×rf…(1)

第3例的沖壓成型品

圖2C所示的第3例的隔板10是通過(guò)對(duì)圖2B所示的第2例的隔板10進(jìn)行變形得到的。在為圖2C所示的第3例的隔板10的情況下，邊凸緣部14分別自四條邊12中的相鄰的兩條邊12延伸。而且，拐角凸緣部15自將延伸有該一組邊凸緣部14的各邊12連結(jié)起來(lái)的角部13延伸。該拐角凸緣部15和一組邊凸緣部14相互連起來(lái)而連續(xù)，從而形成連續(xù)凸緣部20。

在另外的兩條邊12分別形成有向連續(xù)凸緣部20的反方向彎折的邊凸緣部14。在這些獨(dú)立的各邊凸緣部14的兩側(cè)端部和連續(xù)凸緣部20的兩側(cè)端部設(shè)有直到頂板部11的缺口17。連續(xù)凸緣部20與獨(dú)立的各邊凸緣部14相互分離，呈不連續(xù)狀態(tài)。其他結(jié)構(gòu)與圖2B所示的第2例相同。

即，圖2C所示的第3例的隔板10不同于圖2B所示的第2例的隔板10，僅在一組相鄰的邊12的范圍內(nèi)具有連續(xù)凸緣部。即使是這樣的結(jié)構(gòu)的隔板10，與圖1所示的以往的隔板110相比較，仍然非常有助于提高汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲抗壓性能。

總之，連續(xù)凸緣部即使未形成于頂板部的輪廓整周的范圍，但只要在至少一組相鄰的邊的范圍內(nèi)形成即可。這是因?yàn)?，只要是這樣的結(jié)構(gòu)，與在頂板部的所有角部均不連續(xù)的凸緣部相比，就能夠提高性能。因而，只要能夠滿足所要求的性能，也可以是這樣的結(jié)構(gòu)。

第4例的沖壓成型品

圖2D所示的第4例的隔板10是通過(guò)對(duì)圖2C所示的第3例的隔板10進(jìn)行變形得到的。在為圖2D所示的第4例的隔板10的情況下，在形成有連續(xù)凸緣部20的邊12以外的兩條邊12中的一條邊未形成邊凸緣部14。即，圖2D所示的第4例的隔板10在頂板部11的四條邊12中的一部分的邊12不具有凸緣部。

第4例的隔板可應(yīng)用于例如下述條件的情況：

·頂板部的某些邊不需要與結(jié)構(gòu)構(gòu)件接合的情況；

·結(jié)構(gòu)構(gòu)件不存在與頂板部的某些邊接合用的面的情況。

在上面的內(nèi)容中，參照?qǐng)D2A～圖2D說(shuō)明了本實(shí)施方式的沖壓成型品及汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件。當(dāng)然，本實(shí)施方式的沖壓成型品不限定于圖2A～圖2D所示的實(shí)施方式。而且，本實(shí)施方式的沖壓成型品的用途也不限定于隔板(加強(qiáng)件)。

沖壓成型品的制造方法及制造裝置

在下面的內(nèi)容中，以制造作為上述圖2B所示的第2例的沖壓成型品的隔板10的情況為例來(lái)說(shuō)明。

第1實(shí)施方式的沖壓成型

圖3A是示意性地表示第1實(shí)施方式的沖壓成型品的制造裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3B是將該制造裝置中的凸?fàn)罟ぞ叩牟糠址糯髞?lái)表示的立體圖。圖4A和圖4B是表示該制造裝置所進(jìn)行的沖壓成型工序的立體圖。在這些附圖中，圖4A表示成型即將開(kāi)始之前的狀態(tài)，圖4B表示成型結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。另外，為了方便，在圖3A、圖3B、圖4A和圖4B中，限定于圖2B所示的沖壓成型品10的外形中的、一組相鄰的兩條邊12的范圍內(nèi)的連續(xù)凸緣部20，并將與該部分相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)抽取出來(lái)進(jìn)行表示。

如圖3A、圖3B、圖4A和圖4B所示，制造裝置30具有沖頭31作為下模，具有沖模32和凸?fàn)罟ぞ?3作為上模。沖模32和凸?fàn)罟ぞ?3均與沖頭31成對(duì)。沖頭31的上表面形狀為與作為制造對(duì)象的隔板的頂板部大致一致的形狀。

另一方面，在沖模32刻入有用于接納沖頭31的凹部。凸?fàn)罟ぞ?3與沖模32構(gòu)成為一體，配置在與作為制造對(duì)象的隔板的拐角凸緣部相對(duì)應(yīng)的位置。即，凸?fàn)罟ぞ?3構(gòu)成了沖模32的一部分。凸?fàn)罟ぞ?3具有突起部33a。突起部33a自沖模32的下表面向朝向沖頭31的下方突出。通過(guò)沖壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)，使沖模32和凸?fàn)罟ぞ?3朝向沖頭31下降。即，沖模32和凸?fàn)罟ぞ?3相對(duì)于沖頭31相對(duì)移動(dòng)。

制造裝置30也可以具有墊板34。墊板34作為上模與沖頭31成對(duì)，且與沖頭31相對(duì)地配置。在沖壓成型的過(guò)程中，墊板34將坯料36夾在其與沖頭31之間并壓緊坯料36。由此，在沖壓成型的過(guò)程中，坯料36的姿勢(shì)穩(wěn)定。墊板34可通過(guò)公知的常用手段裝配于沖模32。

在使用了這樣的結(jié)構(gòu)的制造裝置30的沖壓成型的過(guò)程中，通過(guò)沖模32和凸?fàn)罟ぞ?3相對(duì)于沖頭31的相對(duì)移動(dòng)，使鋼板坯料36的緣部36a逐漸彎折。然后，最終制成具有連續(xù)凸緣部的沖壓成型品10。

在沖壓成型時(shí)，通過(guò)沖模32相對(duì)于沖頭31的移動(dòng)，使坯料36在與頂板部的邊相對(duì)應(yīng)的部分處彎折，從而成型出邊凸緣部。此時(shí)，通過(guò)凸?fàn)罟ぞ?3相對(duì)于沖頭31的移動(dòng)，在利用沖模32使坯料36彎折之前，使坯料36在與頂板部的角部相對(duì)應(yīng)的部分處彎折，從而成型出拐角凸緣部15。

圖5A～圖5D是表示拐角凸緣部附近的坯料的變形過(guò)程的立體圖。這些附圖中，圖5A表示成型前的狀態(tài)。圖5B表示成型初期的狀態(tài)。圖5C表示成型中期的狀態(tài)。圖5D表示成型結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。另外，在圖5A～圖5D中示出具有墊板34的例子，為了方便，省略了沖模和凸?fàn)罟ぞ叩膱D示。

在沖壓成型時(shí)，首先，如圖5A所示，墊板34與置于沖頭31之上的坯料36相接觸，從而將坯料36夾在墊板34與沖頭31之間。由此，壓緊坯料36。此時(shí)，坯料36包含將成型為拐角凸緣部15(參照?qǐng)D5D)的預(yù)定部分(下面稱(chēng)作“拐角凸緣預(yù)定部分”)36aa在內(nèi)未發(fā)生任何變形。

接著，如圖5B所示，凸?fàn)罟ぞ叩耐黄鸩颗c坯料36中的拐角凸緣預(yù)定部分36aa的至少一部分相接觸，并按壓該拐角凸緣預(yù)定部分36aa。由此，坯料36的變形首先限定于拐角凸緣預(yù)定部分36aa而開(kāi)始。即，利用沖頭31和凸?fàn)罟ぞ唛_(kāi)始坯料36的彎折，伴隨于此，開(kāi)始成型拐角凸緣部。

接著，如圖5C所示，沖模與坯料36相接觸，開(kāi)始利用沖頭31和沖模對(duì)坯料36進(jìn)行彎折。由此，在拐角凸緣部的成型開(kāi)始之后，開(kāi)始成型邊凸緣部。然后，以該狀態(tài)繼續(xù)利用凸?fàn)罟ぞ吆蜎_模對(duì)坯料36進(jìn)行彎折。于是，如圖5D所示，利用沖頭31和凸?fàn)罟ぞ叱尚统龉战峭咕壊?5，利用沖頭31和沖模成型出邊凸緣部14。

這樣一來(lái)，能夠在抑制拐角凸緣部15產(chǎn)生褶皺的同時(shí)制造具有連續(xù)凸緣部的沖壓成型品10。下面，說(shuō)明在拐角凸緣部15褶皺的產(chǎn)生被抑制的理由。

通過(guò)利用凸?fàn)罟ぞ?嚴(yán)格地說(shuō)是突起部)提前按壓拐角凸緣預(yù)定部分36aa的至少一部分，在提前按壓的區(qū)域與其周?chē)奈幢话磯旱膮^(qū)域之間產(chǎn)生變形速度差。因此，作為拐角凸緣預(yù)定部分36aa的變形要素，剪切變形場(chǎng)的要素提高。

即，通過(guò)凸?fàn)罟ぞ咚M(jìn)行的提前成型，拐角凸緣部15的變形要素從以往的收縮凸緣變形場(chǎng)(應(yīng)變比β(ε2/ε1)＜﹣1：增厚)變化成剪切變形場(chǎng)(應(yīng)變比β(ε2/ε1)≈﹣1：板厚不變)。與此相配合，伴隨著沖模所進(jìn)行的彎折在拐角凸緣部15產(chǎn)生的多余部分通過(guò)凸?fàn)罟ぞ咚M(jìn)行的提前成型而被預(yù)先向邊凸緣部14那邊擠出，從而分散。由此，拐角凸緣部15處的褶皺的產(chǎn)生以及板厚的過(guò)度增加被有效地抑制。

優(yōu)選的是，凸?fàn)罟ぞ咚M(jìn)行的按壓在拐角凸緣部15的周向中央位置進(jìn)行按壓。但是，該按壓也可以在些許偏離拐角凸緣部15的周向中央位置的位置進(jìn)行。

下面，示出凸?fàn)罟ぞ叩膬?yōu)選的尺寸條件。

優(yōu)選的是，如圖3B所示，設(shè)于凸?fàn)罟ぞ?3的突起部33a的高度h(mm)滿足下述(2)式的條件。

0.5×rf≤h≤3.5×rf…(2)

上述(2)式中，rf：拐角凸緣部的曲率半徑(mm)。

當(dāng)突起部33a的高度h低至小于“0.5×rf”時(shí)，凸?fàn)罟ぞ?3所進(jìn)行的提前成型的量變小。因此，無(wú)法在拐角凸緣部有效地形成剪切變形場(chǎng)。其結(jié)果，抑制褶皺的產(chǎn)生以及板厚的增加的效果變小。另一方面，當(dāng)突起部33a的高度h大于“3.5×rf”時(shí)，凸?fàn)罟ぞ?3與坯料相接觸的時(shí)間變長(zhǎng)。凸?fàn)罟ぞ?3的面積遠(yuǎn)小于沖模的面積。因此，可能導(dǎo)致凸?fàn)罟ぞ?3的損傷。

優(yōu)選的是，突起部33a的頂端(凸?fàn)罟ぞ?3的頂端)的曲率半徑Rt(mm)滿足下述(3)式的條件。

Rt＜rf×θ…(3)

上述(3)式中，rf：拐角凸緣部的曲率半徑(mm)，θ：利用拐角凸緣部連起來(lái)的一組邊凸緣部的夾角(rad)。

如上所述，凸?fàn)罟ぞ?3發(fā)揮下述作用：通過(guò)比沖模提前的提前成型，將在拐角凸緣部產(chǎn)生的多余部分向邊凸緣部那邊擠出，并且促進(jìn)不會(huì)使板厚增加的剪切變形場(chǎng)。當(dāng)突起部33a的頂端的曲率半徑Rt增大至超過(guò)“rf×θ”時(shí)，凸?fàn)罟ぞ?3與沖模在形狀上的差異變小。因此，抑制褶皺的產(chǎn)生以及板厚的增加的效果變小。另一方面，突起部33a的頂端的曲率半徑Rt的下限未特別限定。但是，當(dāng)突起部33a的頂端的曲率半徑Rt過(guò)小時(shí)，突起部33a的頂端容易損傷，而且，拐角凸緣部容易產(chǎn)生傷痕。因而，優(yōu)選的是，突起部33a的頂端的曲率半徑Rt為1mm以上。

另外，只要凸?fàn)罟ぞ咚M(jìn)行的彎折成型比沖模所進(jìn)行的彎折成型提前，凸?fàn)罟ぞ呔鸵部梢詷?gòu)成為與沖模相互獨(dú)立。該情況下，可以設(shè)為，在凸?fàn)罟ぞ哌M(jìn)行動(dòng)作之后，沖模延遲進(jìn)行動(dòng)作。

而且，上述制造裝置為這樣的結(jié)構(gòu)：配置沖頭作為下模，配置沖模和凸?fàn)罟ぞ咦鳛樯夏?，但也可以是上模和下模的配置上下顛倒后得到的結(jié)構(gòu)。

第2實(shí)施方式的沖壓成型

圖6是示意性地表示第2實(shí)施方式的沖壓成型品的制造裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。圖7A～圖7C是表示該制造裝置所進(jìn)行的沖壓成型工序的立體圖。上述這些附圖中，圖7A表示成型即將開(kāi)始之前的狀態(tài)，圖7B表示成型過(guò)程中的狀態(tài)，圖7C表示成型結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。第2實(shí)施方式的制造裝置30以上述第1實(shí)施方式的制造裝置30的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。

如圖6和圖7A～圖7C所示，第2實(shí)施方式的制造裝置30還具有壓料圈35作為下模。壓料圈35與沖模32成對(duì)，且與沖模32相對(duì)地配置。如圖7B所示，在沖壓成型的過(guò)程中，壓料圈35將坯料36的緣部36a(但不包括拐角凸緣預(yù)定部分36aa)夾在其與沖模32之間，并壓緊坯料36。由此，與第1實(shí)施方式相比較而言，在沖壓成型的過(guò)程中可抑制坯料36的異常的面外變形。

實(shí)施例

為了確認(rèn)本發(fā)明的效果，實(shí)施了下面的試驗(yàn)。作為本發(fā)明例，通過(guò)對(duì)鋼板進(jìn)行沖壓成型，制成了圖2A所示的第1例的隔板。該本發(fā)明例的隔板在頂板部的輪廓整周的范圍內(nèi)具有連續(xù)凸緣部。作為比較例，通過(guò)對(duì)鋼板進(jìn)行沖壓成型，制成了圖1所示的以往的隔板。比較例的隔板完全沒(méi)有拐角凸緣部，僅這一點(diǎn)與本發(fā)明例的隔板不同。

準(zhǔn)備多個(gè)模擬了汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的筒狀體，分別將本發(fā)明例的隔板和比較例的隔板配置在各筒狀體的內(nèi)部的長(zhǎng)度方向中央部。然后，通過(guò)電阻點(diǎn)焊將邊凸緣部焊接在筒狀體的內(nèi)表面，將它們作為受測(cè)體。所有筒狀體的長(zhǎng)度都是500mm。

(1)本發(fā)明例的條件

·鋼板：板厚為1.4mm，抗拉強(qiáng)度為590MPa

·隔板的外尺寸：頂板部的一邊的長(zhǎng)度為76mm，拐角凸緣部的曲率半徑rf為12mm，棱線部的曲率半徑為4.4mm

·邊凸緣部的寬度：15mm

·拐角凸緣部的寬度：15mm

·點(diǎn)焊的位置：各邊凸緣部上的間隔約35mm的位置

本發(fā)明例的隔板是通過(guò)下述方式制成的。從具有上述板厚和抗拉強(qiáng)度的鋼板中切下規(guī)定形狀的坯料。使用上述第1實(shí)施方式的制造裝置，將該坯料沖壓成型成隔板。此時(shí)，凸?fàn)罟ぞ叩耐黄鸩康母叨萮設(shè)為15mm。凸?fàn)罟ぞ叩捻敹?突起部的頂端)的曲率半徑Rt設(shè)為3mm。沖模的角部的曲率半徑R設(shè)為3mm。沖頭的外周與沖模的凹部的內(nèi)周之間的間隙設(shè)為與鋼板的板厚相當(dāng)?shù)某叽纭?/p>

沿著周向測(cè)量所獲得的隔板的拐角凸緣部的板厚。

圖8是表示本發(fā)明例的隔板的拐角凸緣部的板厚的周向分布的圖。如圖8所示，拐角凸緣部的板厚在周向中央部為極小，在其兩側(cè)部為極大。該極大值為1.71mm，該極小值為1.60mm，兩者之比為約1.1。

在這樣的本發(fā)明例的隔板的拐角凸緣部未發(fā)現(xiàn)褶皺的產(chǎn)生、板厚的過(guò)度增加等這樣的成型不良。而且，在該成型所使用的凸?fàn)罟ぞ叩谋砻嫖窗l(fā)現(xiàn)損傷。

(2)比較例的條件

比較例的隔板是通過(guò)下述方式制成的。使用與本發(fā)明例相同的鋼板，通過(guò)沖壓成型制成頂板部的所有角部都不具有拐角凸緣部的隔板。作為此時(shí)的坯料，使用了將缺口開(kāi)至相當(dāng)于頂板部的所有角部的區(qū)域的坯料。其他條件與本發(fā)明例相同。

(3)筒狀體的條件

·鋼板：板厚為0.7mm，抗拉強(qiáng)度為590MPa

·內(nèi)尺寸：一邊的長(zhǎng)度為76mm，角部的曲率半徑為12mm

即，本發(fā)明例的隔板的外尺寸與筒狀體的內(nèi)尺寸一致。因此，在本發(fā)明例中，隔板與筒狀體之間不存在間隙。相對(duì)于此，比較例的隔板呈頂板部的角部缺失、無(wú)拐角凸緣部的形狀。因此，在比較例中，隔板與筒狀體之間在局部(相當(dāng)于頂板部的角部的部分)存在間隙。

對(duì)這些受測(cè)體實(shí)施了三點(diǎn)彎曲抗壓試驗(yàn)。而且，也單獨(dú)對(duì)筒狀體實(shí)施了同樣的三點(diǎn)彎曲抗壓試驗(yàn)。

圖9是示意性地表示三點(diǎn)彎曲抗壓試驗(yàn)的概況的立體圖。圖9中示出了受測(cè)體(具有隔板51的筒狀體以及單獨(dú)的筒狀體)50和沖擊構(gòu)件(沖擊器)52。在試驗(yàn)中，通過(guò)電弧焊接將受測(cè)體50的兩端部焊接在剛體板(未圖示)，并將該剛體板固定在剛體臺(tái)(未圖示)之上。在該狀態(tài)下，使沖擊器52碰撞受測(cè)體50的長(zhǎng)度方向中央部(即隔板51的裝配位置)。沖擊器52的碰撞速度為64km/h。此時(shí)，測(cè)量沖擊器52向受測(cè)體50的侵入量達(dá)到30mm為止作用于沖擊器52的反作用力。

圖10是示出沖擊器的侵入量與對(duì)沖擊器的反作用力之間的關(guān)系來(lái)作為實(shí)施例的試驗(yàn)結(jié)果的圖。如圖10所示，在本發(fā)明例中，存在將邊凸緣部彼此連起來(lái)的拐角凸緣部，形成有連續(xù)凸緣部，因此，隔板和筒狀體的截面形狀不易走樣。因此，在碰撞的初期(特別是在沖擊器的侵入量為0mm～10mm的范圍時(shí))，筒狀體的壁面在大范圍內(nèi)發(fā)生變形，因此，對(duì)沖擊器的反作用力相比于比較例顯著升高。這意味著本發(fā)明例的筒狀體的沖擊吸收能量大于比較例的筒狀體的沖擊吸收能量。因而，可知，通過(guò)使隔板具有連續(xù)凸緣部，能夠提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的三點(diǎn)彎曲抗壓性能。

除此之外，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，當(dāng)然能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1、汽車(chē)用結(jié)構(gòu)構(gòu)件(檻板)；10、沖壓成型品(隔板)；11、頂板部；12、頂板部的邊；13、頂板部的角部；14、邊凸緣部；15、拐角凸緣部；16、棱線部；17、缺口；20、凸緣部；30、制造裝置；31、沖頭；32、沖模；33、凸?fàn)罟ぞ撸?3a、突起部；34、墊板；35、壓料圈；36、坯料；36a、緣部；36aa、拐角凸緣預(yù)定部分。