车身部件及其制造设备和制造方法
【专利摘要】在车身部件(10)中，形成在由金属板制成的部件主体(34)中的弯曲部(38)由加厚部(46)形成，其中作为部件主体(34)的材料的金属板(36)的板厚度逐渐增大。正如所描述的，由于在负荷加至部件主体(34)时应力易于集中的弯曲部(38)由加厚部(46)形成，因此，能够防止应力不集中的部分的板厚度不必要地增大。这能够帮助改善质量效率。
【专利说明】
车身部件及其制造设备和制造方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种构成诸如汽车的车身的部件、其制造设备和制造方法。
【背景技术】
[0002]在以下日本专利申请公开第10-316026号(JP10-316026A)中描述的车身前部结构中，前悬架支撑罩的上端处设置的水平表面设置有前弹簧支撑盘(下文称为悬架支撑罩板)。该悬架支撑罩板的外周弯曲成向下倾斜。外周(外周弯曲部)与悬架支撑罩的上端弯曲部的下表面重叠，并通过焊接等方式接合至所述下表面。前悬架的上端紧固且固定至该悬架支撑罩板。
[0003]在正如所描述的车身前部结构中，悬架支撑罩板经由前悬架接纳在车辆行驶期间的来自前轮胎的向上的负荷。出于该原因，从改进车辆的操作稳定性以及乘坐舒适度的观点，期望保证悬架支撑罩板的刚度。
[0004]针对这点，在上述车身前部结构中，如上所述，悬架支撑罩板的外周弯曲部与前悬架支撑罩的上端弯曲部重叠，并通过焊接等方式接合至上端弯曲部。因此，能够加强悬架支撑罩板的外周弯曲部。
[0005]然而，在悬架支撑罩板的外周弯曲部和前悬架支撑罩的上端弯曲部之间的接合部处发生接合损耗。因此，为了保证期望的强度和刚度，要采取措施，诸如对悬架支撑罩板和前悬架支撑罩中的一者或两者进行加厚。因此，从改进质量效率(mass efficiency)的观点仍然有改进的空间。
【发明内容】
[0006]本发明的方案得到了一种能够帮助改善质量效率的车身部件及其制造方法和制造设备。
[0007]根据本发明的一个方案的车身部件包括:部件主体，其由金属板形成并作为车身的一部分;弯曲部，其在部件主体中形成；以及加厚部，所述弯曲部包括加厚部，并使金属板的板厚度朝加厚部自身构成的弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大。
[0008]在车身部件中，弯曲部包括加厚部并在由金属板制成的部件主体中形成，弯曲部由加厚部形成，加厚部使作为部件主体的材料的金属板的板厚度逐渐增大(增大)。正如所描述的，在负荷施加到部件主体上时可能会集中有应力的弯曲部由加厚部形成。因此，能够防止应力没有集中的部分的板厚度不必要地增大。这能够帮助改善质量效率。此外，在该加厚部中，由于金属板的板厚度朝弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大，因此能够防止由截面的特性的突然改变而引起的应力集中的发生。
[0009]对于车身部件，加厚部可以比金属板的除了加厚部的部分厚。
[0010]对于车身部件，在加厚部中，金属板的板厚度可以从弯曲部开始弯曲的位置朝弯曲部的顶点逐渐增大。
[0011]在车身部件中，部件主体可以形成为细长形，部件主体可以包括在部件主体的纵向的正交方向上彼此相对的成对的相对壁以及联接在成对的相对壁的一端之间的联接壁，弯曲部可以设置在成对的相对壁和联接壁之间的部分处，并且加厚部可以设置在至少一个弯曲部中。
[0012]在车身部件中，当部件主体的纵向上的负荷或部件主体的纵向的正交方向上的负荷作用至形成为细长形的部件主体上时，应力在成对的相对壁和联接壁之间的每个弯曲部上集中。由于上述加厚部设置在这些弯曲部中的至少一个中，因此能够有效地保证部件主体的强度和刚度。
[0013]在车身部件中，加厚部可以从部件主体的纵向的一端向部件主体的纵向的另一端连续地设置。
[0014]在车身部件中，能够防止由弯曲部的在部件主体的纵向上的中间部处的截面的特性的突然改变而引起的应力集中的发生。
[0015]车身部件可以为悬架支撑罩板。
[0016]车身部件可以为侧部构件内板。
[0017]车身部件可以为车门槛外板。
[0018]车身部件可以为中柱外板。
[0019]一种制造车身部件的车身部件制造设备，包括:第一模，其从弯曲部的弯曲径向上的外侧与形成有弯曲部的金属板接触，第一模包括在第一模和弯曲部之间的第一间隙，且第一间隙的截面朝弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大;第二模，其从弯曲部的弯曲径向上的内侧与金属板接触，第二模包括在第二模和弯曲部之间的第二间隙，且第二模的截面朝弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大;活动模，其在金属板保持在第一模和第二模之间的状态下能够对金属板的一个侧部向弯曲部侧加压，所述金属板的一个侧部与弯曲部邻近；以及设备主体，其利用活动模以在金属板保持在第一模和第二模之间的状态下对金属板的一个侧部向弯曲部侧加压，以便通过塑性流动使金属板的一部分移向第一间隙和第二间隙。
[0020]在车身部件制造设备中，具有弯曲部的金属板保持在第二模和第二模之间。在该状态中，第一模从弯曲部的弯曲径向上的外侧与金属板接触，且第二模从弯曲部的弯曲径向上的内侧与金属板接触。然后，截面朝弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大的第一间隙在第一模和弯曲部之间形成。截面朝弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大的第二间隙在第二模和弯曲部之间形成。在该状态中，当设备主体利用活动模对金属板的邻近弯曲部的一个侧部向弯曲部侧加压时，金属板的一部分通过塑性流动移向第一间隙和第二间隙。以这种方式，由于金属板的板厚度朝弯曲部的在弯曲方向上的中央侧能够逐渐增大，因此这能够帮助改善质量效率。
[0021]第一间隙的沿弯曲部的弯曲径向的宽度尺寸可以从第一间隙的一端向第一间隙的顶点逐渐增大，或者第二间隙的沿弯曲部的弯曲径向的宽度尺寸可以从第二间隙的一端向第二间隙的顶点逐渐增大。
[0022]第一间隙的截面形状或第二间隙的截面形状可以为月牙形。
[0023]在车身部件的制造设备中，第一间隙的沿弯曲部的弯曲径向上的宽度尺寸可以设定成大于第二间隙的沿弯曲部的弯曲径向的宽度尺寸。
[0024]在车身部件的制造设备中，第一模从弯曲部的弯曲径向上的外侧与形成有弯曲部的金属板接触，并且第二模从弯曲部的弯曲径向上的内侧与金属板接触。在该状态中，与在第二模和弯曲部之间形成的第二间隙相比，在第一模和弯曲部之间形成的第一间隙具有沿弯曲部的弯曲径向上的更大的宽度尺寸。
[0025]此处，当设备主体利用活动模对金属板的邻近弯曲部的一个侧部向弯曲部侧加压时，相比于移向弯曲部的在弯曲径向上的内侧，金属板的一部分更容易通过塑性流动移向弯曲部的在弯曲径向上的外侧。针对这点，在本发明中，如上所述，在弯曲部的在弯曲径向上的外侧形成的第一间隙设定成具有比弯曲部的在弯曲径向上的内侧形成的第二间隙更大的宽度尺寸。因此，金属板的一部分通过塑性流动积极地移向第一间隙从而使弯曲部的刚度增大。然后，金属板的一部分能够通过塑性流动移向第二间隙。这能够帮助防止在上述的加压期间的弯曲部的不必要的压曲。
[0026]在车身部件的制造设备中，第二模可以包括滑块部，所述滑块部能够增大或减小第二间隙的沿弯曲部的弯曲径向上的宽度尺寸，设备主体可以包括负荷传感器，所述负荷传感器用于检测活动模在一个侧部的加压期间受到的反作用力，在通过滑块部来减小宽度尺寸的状态下活动模可以开始对金属板的一个侧部加压，且在负荷传感器的输出超出预定阈值时，可以通过滑块部增大所述宽度尺寸。
[0027]在车身部件的制造设备中，设备主体利用活动模在通过设置在第二模中的滑块部减小第二间隙的宽度尺寸的情况下，开始对金属板的一个侧部加压。以这种方式，在金属板的一个侧部被向弯曲部侧加压时，能够防止弯曲部的向第二间隙侧的不必要的压曲。
[0028]然后，金属板的一部分通过塑性流动移向第一间隙，并且因此负荷传感器的输出超出预定阈值。结果，设备主体利用滑块部以增大第二间隙的宽度尺寸。由于在该状态中改善了弯曲部的刚度，金属板的一部分能够通过塑性流动移向第二间隙，同时防止了上述的压曲。应注意“减小”包括第二间隙的宽度尺寸减小至零的情况。关于这点，同样适用于宽度尺寸的“减小”，下面将对其进行描述。
[0029]在车身部件的制造设备中，设备主体可以包括负荷传感器，所述负荷传感器用于检测活动模在一个侧部的加压期间受到的反作用力。在通过活动模的加压引起金属板的一部分通过塑性流动移向第一间隙并且因此负荷传感器的输出超出预定阈值时，活动模施加在金属板的一个侧部上的压力可以增大。
[0030]在车身部件的制造设备中，如上所述，当设备主体利用活动模以对金属板的一个侧部向弯曲部侧加压时，金属板的一部分可能通过塑性流动移向第一间隙，所述第一间隙位于弯曲部的在弯曲径向上的外侧。当金属板的一部分通过塑性流动移向该第一间隙并且因此负荷传感器的输出超出了预定阈值时，设备主体通过活动模增大金属板的一个侧部上的压力。以这种方式，金属板的一部分能够通过塑性流动顺利地移向第二间隙，所述第二间隙位于弯曲部的在弯曲径向上的内侧(在金属板的一部分不容易通过塑性流动移向的一侧)。
[0031 ]换言之，在本发明中，在设备主体利用活动模以对金属板的一个侧部向弯曲部侧开始加压的最初时段中，弯曲部的板厚度还没有增大，并且因此弯曲部可能压曲。因此，采用低负荷对金属板的一个侧部加压。这能够帮助防止弯曲部的不必要的压曲。然后，在弯曲部在第一间隙侧加厚，并且改善了弯曲部的刚度之后，增大了金属板的一个侧部上的压力。以这种方式，金属板的一部分能够通过塑性流动顺利地移向该金属板的一部分不容易通过塑性流动而移向的第二间隙。
[0032]—种用于车身部件的制造方法，包括:准备:第一模，其从弯曲部的弯曲径向上的外侧与形成有弯曲部的金属板接触，第一模包括在第一模和弯曲部之间的第一间隙，且第一间隙的截面朝弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大;第二模，其从弯曲部的弯曲径向上的内侧与金属板接触，第二模包括在第二模和弯曲部之间的第二间隙，且第二模的截面朝弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大；以及活动模，其能够在金属板保持在第一模和第二模之间的状态下对金属板的一个侧部向弯曲部侧加压，金属板的一个侧部与弯曲部邻近；以及在金属板保持在第一模和第二模之间的状态通过活动模对一个侧部向弯曲部侧加压，以便通过塑性流动使金属板的一部分移向第一间隙和第二间隙。
[0033]在用于车身部件的制造方法中，具有弯曲部的金属板首先被保持在第二模和第一模之间。这时，第一模从弯曲部的在弯曲径向上的外侧与金属板接触，且第二模从弯曲部的在弯曲径向上的内侧与金属板接触。在该状态中，截面朝弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大的第一间隙在第一模和弯曲部之间形成。截面朝弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大的第二间隙在第二模和弯曲部之间形成。在该状态中，活动模对金属板的邻近弯曲部的一个侧部向弯曲部侧加压，并引起金属板的一部分通过塑性流动移向第一间隙和第二间隙。以这种方式，金属板的板厚度朝弯曲部的在弯曲方向上的中央侧能够逐渐增大。因此这能够帮助改善质量效率。
[0034]在用于车身部件的制造方法中，第一间隔的沿弯曲部的弯曲径向上的宽度尺寸从第一间隙的一端向第一间隙的顶点可以逐渐增大，或者第二间隙的沿弯曲部的弯曲径向上的宽度尺寸从第二间隙的一端向第二间隙的顶点可以逐渐增大。
[0035]在用于车身部件的制造方法中，第一间隙的截面形状或第二间隙的截面形状可以为月牙形。
[0036]在用于车身部件的制造方法中，第一间隙的沿弯曲部的弯曲径向上的宽度尺寸可以设定成大于第二间隙的沿弯曲部的弯曲径向上的宽度尺寸。
[0037]在用于车身部件的制造方法中，第一模从弯曲部的在弯曲径向上的外侧与形成有弯曲部的金属板接触，且第二模从弯曲部的在弯曲径向上的内侧与金属板接触。在该状态中，相比于在第二模和弯曲部之间形成的第二间隙，在第一模和弯曲部之间形成的第一间隙具有更大的沿弯曲部的弯曲径向的宽度尺寸。
[0038]此处，当活动模对金属板的邻近弯曲部的一个侧部向弯曲部侧加压时，相比于移向弯曲部的在弯曲径向上的内侧，金属板的一部分通过塑性流动易于移向弯曲部在弯曲径向上的外侧。针对这点，在本发明中，如上所述，在弯曲部的弯曲径向上的外侧形成的第一间隙设定成具有比在弯曲部的弯曲径向上的内侧形成的第二间隙更大的宽度尺寸。因此，金属板的一部分通过塑性流动积极地移向第一间隙从而改善弯曲部的刚度。然后，金属板的一部分能够通过塑性流动移向第二间隙。这能够帮助防止在上述的加压期间的弯曲部的不必要的压曲。
[0039]在用于车身部件的制造方法中，第二模可以设置有滑块部，所述滑块部能够增大或减小第二间隙的沿弯曲部的弯曲径向上的宽度尺寸，在通过滑块部减小宽度尺寸的情况下活动模可以对金属板的一个侧部向弯曲部侧加压，且在金属板的一部分通过塑性流动移向第一间隙之后，可以通过滑块部增大宽度尺寸。
[0040]在用于车身部件的制造方法中，在通过设置在第二模中的滑块部减小第二间隙的宽度尺寸的状态下，活动模对金属板的一个侧部向弯曲部开始加压。以这种方式，能够防止弯曲部的向第二间隙的不必要的压曲。然后，在金属板的一部分通过塑性流动移向第一间隙之后，第二间隙的宽度尺寸通过滑块部增大。在该状态中，改善了弯曲部的刚度。因此，金属板的一部分能够通过塑性流动移向第二间隙，同时防止上述的压曲。
[0041]在根据本发明的用于车身部件的制造方法中，在通过活动模对金属板的一个侧部向弯曲部的加压引起金属板的一部分通过塑性流动移向第一间隙之后，通过活动模施加到金属板的一个侧部上的压力可以增大。
[0042]在用于车身部件的制造方法中，如上所述，当活动模对金属板的一个侧部向弯曲部侧加压时，金属板的一部分易于通过塑性流动移向第一间隙，该第一间隙位于弯曲部的在弯曲径向上的外侧。在金属板的一部分通过塑性流动移向该第一间隙之后，通过活动模施加在金属板的一个侧部上的压力增大。以这种方式，金属板的一部分能够通过塑性流动顺利地移向第二间隙，该第二间隙位于弯曲部的在弯曲径向上的内侧(在金属板的一部分通过塑性流动不容易移向的一侧)。
[0043]换言之，在本发明中，在活动模对金属板的一侧部向弯曲部侧开始加压的最初时段中，弯曲部的板厚度还没有增大，并且因此弯曲部可能被压曲。因此，采用低负荷对上述的一个侧部加压。这能够帮助防止弯曲部的不必要的压曲。然后，在弯曲部在第一间隙侧被加厚，并且改善了弯曲部的刚度之后，增大了上述的金属板的一个侧部上的压力。以这种方式，金属板的一部分能够通过塑性流动顺利地移向该金属板的一部分不容易通过塑性流动所移向的第二间隙。
[0044]如到目前为止已经描述的，根据本发明的车身部件及其制造方法和制造设备能够帮助改善质量效率。
【附图说明】
[0045]下面将参照附图来描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，其中，相同的数字表示相同的元件，并且其中:
[0046]图1是根据本发明的第一实施例的车身部件的制造设备的示意性剖视图；
[0047]图2是与图1对应并示出了金属板的弯曲部通过制造设备而加厚的状态的剖视图；
[0048]图3是根据本发明的第一实施例的车身部件的立体图；
[0049]图4是车身部件的剖视图；
[0050]图5是根据比较例的车身部件的剖视图；
[0051]图6是根据本发明的第二实施例的车身部件的制造设备中的冲压模具的部分结构的剖视图；
[0052]图7A是与图1对应的剖视图，并且示出了根据本发明的第三实施例的车身部件的制造设备进行的加压开始时的金属板的最初状态。
[0053]图7B是图7A示出的状态中的施加到活动模的压力和活动模的位移之间的关系图；
[0054]图7C是图7A示出的状态中的活动模受到的反作用力和活动模的位移之间的关系图；
[0055]图8A是制造设备对金属板进行的加压已从图7A示出的状态发展且金属板的一部分已通过塑性流动而移向第一间隙的状态的剖视图；
[0056]图SB是图8A示出的状态中的施加到活动模的压力和活动模的位移之间的关系图；
[0057]图SC是图8A示出的状态中的活动模受到的反作用力和活动模的位移之间的关系图；
[0058]图9A是制造设备对金属板进行的加压已从图8A示出的状态发展且金属板的一部分已通过塑性流动而移向第二间隙的状态的剖视图；
[0059]图9B是图9A示出的状态中的施加到活动模的压力和活动模的位移之间的关系图；
[0060]图9C是图9A示出的状态中的活动模受到的反作用力和活动模的位移之间的关系图；
[0061]图1OA是根据本发明的第四实施例的制造设备中的车身部件的部分结构的剖视图；
[0062]图1OB是由制造设备对金属板进行加压而使金属板的一部分已通过塑性流动移向第一间隙的状态的剖视图；
[0063]图1OC是设置在制造设备的第二模中的滑块部进行滑动且第二间隙因此而扩大的状态的剖视图；
[0064]图1OD是金属板的一部分已通过塑性流动移向第二间隙的状态的剖视图；
[0065]图11是根据本发明的车身部件是悬架支撑罩板的情况的示例的立体图；
[0066]图12是根据本发明的车身部件是前侧构件的内板的情况的示例的立体图；
[0067]图13是根据本发明的车身部件是车门槛的外板的情况的示例的立体图；以及
[0068]图14是根据本发明的车身部件是中柱外板的情况的示例的立体图。
【具体实施方式】
[0069]〈第一实施例〉将基于图1至图5描述根据本发明的第一实施例的车身部件10、车身部件的制造设备12以及车身部件的制造方法。
[0070](制造设备和制造方法)第一，将描述图1和图2示出的车身部件的制造设备12(下文简称为制造设备12)。该制造设备12是一种通过采用根据本实施例的车身部件的制造方法来制造根据本实施例的车身部件的设备。该制造设备12是一种进行模压的设备，并通过包括作为设备主体的冲压机14以及附接至冲压机14的冲压模具16而构造。应注意图1和图2示意性地图示了冲压机14和冲压模具16。
[0071]上述冲压模具16包括附接至冲压机14的台面15侧的第一模18以及附接至冲压机14的滑座17侧的第二模20和活动模22。冲压模具16构造成金属板26置于第一模18和第二模20之间，所述金属板26形成有弯曲部24(脊线部)。该金属板26形成为具有均匀厚度。其弯曲部14在单独的加工中预先形成。
[0072]第一模18被构造成从弯曲部24的弯曲径向上的外侧与上述金属板26接触，且在第一模18和弯曲部24之间形成有第一间隙28。第一间隙28设置成使得其截面朝弯曲部24的在弯曲方向上的中央侧(在弯折方向上的中央侧)逐渐增大，且第一间隙28的截面形状设置成大致月牙形。换言之，第一间隙28的沿弯曲部24的弯曲径向的宽度尺寸从第一间隙28的一端至第一间隙28的顶点逐渐增大。
[0073]第二模20被构造成从弯曲部14的弯曲径向上的内侧与上述金属板26接触，并在第二模20和弯曲部24之间形成有第二间隙30。与第一间隙28相似，该第二间隙30设置成使得其截面朝弯曲部24的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大，且第一间隙30的截面形状设置成大致月牙形。换言之，第二间隙30的沿弯曲部24的弯曲径向的宽度尺寸从第二间隙30的一端至第二间隙30的顶点逐渐增大。
[0074]活动模22在金属板26保持在第一模18和第二模20之间的状态下能够将金属板26的一个侧部26A向弯曲部24加压(能够冲压)，所述一个侧部26A与弯曲部24邻近。
[0075]如上所述构造的冲压模具16被冲压机14在图1中的纵向上加压。因此，金属板26的所述一个侧部26A被活动模22向弯曲部24加压(冲压)，且金属板26的一部分通过塑性流动移向第一间隙28和第二间隙30 (图2所不的状态)。结果，构成金属板26中的弯曲部24的一部分变成加厚部32，所述加厚部32的厚度增大(即加厚)为比金属板26的其他部分厚。
[0076]在本实施例中，如上所述，设置成使得第一间隙28和第二间隙30的每个截面朝弯曲部24的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大。因此，上述加厚部32被构造成金属板26的厚度朝弯曲部24的在弯曲方向的中央侧逐渐增大。换言之，在加厚部32中，金属板26的厚度从金属板26开始弯曲的位置至弯曲部24的顶点逐渐增大。
[0077]应注意，在本实施例中，例如，第一间隙28的沿弯曲部24的弯曲径向的宽度尺寸设置成与第二间隙30的沿弯曲部24的弯曲径向的宽度尺寸相同。
[0078](车身部件的构造)图3和图4示出了根据本实施例的车身部件10(此处为车辆框架部件)。该车身部件10包括构成车身(体部)的一部分的部件主体34。该部件主体34通过对具有均匀厚度的一片金属板36进行冲压而形成，以具有帽形的截面(开口的截面)，并且形成为细长形。
[0079]该部件主体34包括在部件主体34的纵向的正交方向上彼此相对的成对的相对壁34A、34B。成对的相对壁43A、34B的一端通过联接壁34C—体地联接。此外，成对的凸缘部34D、34E各自从成对的相对壁34A、34B的端部延伸，所述成对的相对壁34A、34B的端部与联接壁34C相反，成对的凸缘部34D、34E—体地在彼此分离的方向上延伸。
[0080]上述部件主体34在成对的相对壁34A、34B和联接壁34C之间相应地形成有弯曲部38,40,并且还在成对的相对壁34A、34B和成对的凸缘部34D、34E之间相应地形成有弯曲部42、44。在这些弯曲部38、40、42和44(其中每个为脊线部)中，在一个相对壁34A和联接壁34C之间形成的弯曲部38由加厚部46形成。应注意，为了便于描述在图3和图4中对设置有加厚部46的部分(区域)用点标注。该加厚部46通过上述的制造设备12来加厚，并具有与上述加厚部32相同的构造。该加厚部46从部件主体34的纵向上的一端到部件主体34的纵向上的另一端连续地(无缝地)设置。在该加厚部46中，金属板36的厚度朝弯曲部38在弯曲方向上的中央侧而增大。
[0081 ] 应注意，在该车身部件10中，四个弯曲部38、40、42和44中仅有一个弯曲部38由加厚部46形成。然而本发明不限于此，其他弯曲部40、42和44中的每个可以像加厚部46—样加厚。
[0082](作用和效果)接下来将描述该第一实施例的作用和效果。
[0083]在如上所述构造的车身部件10中，在由金属板制成的部件主体34中形成的四个弯曲部38、40、42和44中一个弯曲部38由加厚部46形成。在加厚部46中，作为部件主体34的材料的金属板36的厚度逐渐增大(增大)。当部件主体34的纵向上的负荷或部件主体34的纵向的正交方向上的负荷作用在该部件主体34上时，应力集中在分别位于成对的相对壁34A、34B和联接壁34C之间的弯曲部38、40中的每个上。正如所描述的，应力趋于集中的弯曲部38、40中的一个弯曲部38由加厚部46形成。因此，可以防止部件主体34的应力不集中的部分的板厚度不必要地增大。以这种方式，能够有效地保证部件主体34的强度和刚度，并且因此能够帮助改善质量效率。
[0084]应注意，如在图5示出的比较例50中，具有L形截面的加强板52(补片、加强件等)通过焊接等方式接合至部件主体34中的弯曲部38及其周围部。弯曲部38还能够通过这种构造来加强。然而，在部件主体34和加强板52之间的接合部分处会发生接合损耗。因此，为了保证期望的强度和刚度，需要采取诸如加厚加强板52的措施，并且因此引起质量效率的下降。
[0085]针对这点，在本实施例中，作为部件主体34的材料的金属板36本身的厚度在弯曲部38中增大。因此，不会发生上述的接合损耗，并且能够有效地仅仅加强弯曲部(其强度和刚度是必要的)。因此，能够帮助质量效率的改善。
[0086]此外，在本实施例中，金属板36的厚度在加厚部46中朝弯曲部38在弯曲方向上的中央侧逐渐增大。因此，能够防止因截面的特性的突然改变而引起的在部件主体34上的压力集中。
[0087]更具体地，在图5示出的比较例50中，截面的特性(厚度)在加强板52重叠的部分与加强板52不重叠的部分之间的边界(图5中的箭头B)突然改变。因此，应力分布突然改变，并且这易于引起应力集中。因此，从强度和刚度的观点，比较例50是效率低的。针对这点，在本实施例中，金属板36 (部件主体34)的厚度通过弯曲部38中的连续厚度改变而增大。因此，能够避免如上所述的应力集中。
[0088]此外，在图5示出的比较例中，部件主体34和加强板52需要分别制造。因此，与部件的数量对应的模具的数量、机械设备、工人以及生产时间是必要的。此外，用于将部件主体34和加强板52接合的机械设备、工人和生产时间是必要的。针对这点，在根据本实施例的车身部件10中，其部件的数量能够小于比较例50的部件的数量，且无需提供接合加工。因此，本实施例能够帮助减少制造成本等。
[0089]而且，如在如图5示出的比较例50中的加强板52接合至部件主体34的构造中，难以连续地将加强板52设置在部件主体34的纵向上的两端。这是因为部件主体34的纵向上的两端接合至分开的部件。结果，在部件主体34的纵向上的中间部处截面的特性突然改变，并且这可能会引起应力集中的发生。相反，在本实施例中，加厚部46从部件主体34的纵向上的一端向部件主体34的纵向上的另一端连续地设置。因此，能够防止由弯曲部38在部件主体34的纵向上的中间部处的截面的特性的突然改变而引起的应力集中的发生。
[0090]接下来将描述本发明的其他实施例。应注意，与第一实施例的构造和作用基本相同的构造和作用通过与第一实施例中相同的附图标记来标记，且不对其进行描述。
[0091]〈第二实施例〉图6是根据本发明第二实施例的车身部件60的制造设备中的冲压模具62的部分构造的截面图。该制造设备60是一种执行根据该第二实施例的车身部件制造方法的设备，且冲压模具62具有基本上与根据第一实施例的冲压模具16相同的构造。然而，在该冲压模具62中，第一间隙28的沿弯曲部24的弯曲径向的宽度尺寸Wl设定成大于第二间隙30的沿弯曲部24的弯曲径向的宽度尺寸W2 ο除了刚刚所描述的，第二实施例的构造与第一实施例的构造相同。
[0092]此处，当冲压机14利用活动模22(两者未在图6中示出)将与金属板26中的弯曲部24邻近的一个侧部26A向弯曲部24侧加压时，金属板26的一部分易于通过塑性流动移向弯曲部24的弯曲径向上的外侧，而不是移向弯曲部24的弯曲径向上的内侧。针对这点，在本实施例中，在弯曲部24的弯曲径向上的外侧形成的第一间隙28的宽度尺寸Wl被设定成大于在弯曲部24的弯曲径向上的内侧形成的第二间隙30的宽度尺寸W2。因此，金属板26的一部分通过塑性流动积极地移向第一间隙28，以便增大弯曲部24的刚度。然后，金属板26的一部分通过塑性流动能够移向第二间隙30。这能够帮助防止上述的在加压期间的弯曲部24的不必要的压曲。
[0093]〈第三实施例〉图7A是根据本发明的第三实施例的车身部件70的制造设备进行的加压开始时金属板26的最初状态的截面图。该制造设备70是一种执行根据该第三实施例的车身部件制造方法的设备，并且基本具有与根据第一实施例的制造设备12相同的构造。然而，该制造设备70包括负荷传感器72，所述负荷传感器72用于检测活动模22在金属板26的一个侧部26A的加压期间所受到的反作用力(用于输出与反作用力对应的信号)。该负荷传感器72与控制冲压机14(在图7A、图8A和图9A中未示出)的致动的控制器电连接。
[0094]控制器74被构造成在由活动模22进行的加压通过塑性流动引起金属板26的一部分移向第一间隙28时，通过活动模22增大一个侧部26A上的压力，并且因此，负荷传感器72的输出超出了预定阈值。下面将对细节进行描述。
[0095]如图7A所示，当活动模22开始对金属板26的一个侧部26A向弯曲部24侧加压时，如图7B所示，控制器74以恒定的压力Pl对活动模22进行加压。以这种方式，如图7C所示，活动模22从一个侧部26A受到的反作用力根据活动模22到弯曲部24侧的位移而增大，即根据金属板26的一部分向第一间隙28的塑性流动而增大。
[0096]如图SB所示，控制器74向活动模22施加恒定压力Pl直到上述加压引起金属板26的一部分通过塑性流动主要移向第一间隙28。一旦金属板26的一部分通过塑性流动移向第一间隙28的大部分区域，如图SC所示，则活动模22从一个侧部26A受到的反作用力突然增大。
[0097]结果，当负荷传感器72的输出超出预先设定的阈值T时，如图9B所示，控制器74将活动模22上的压力从Pl增至P2(P1〈P2)。以这种方式，金属板26的一部分能够通过塑性流动顺利地移向第二间隙30，第二间隙30位于弯曲部24的弯曲径向上的内侧(在金属板26的一部分不容易通过塑性流动而移向的一侧)。这时，如图9C所示，活动模22从一个侧部26A受到的反作用力根据活动模22向弯曲部24侧的位移而增大，S卩，根据金属板26的一部分向第二间隙30的塑性流动而增大。
[0098]换言之，在本实施例中，在冲压机14利用活动模22对金属板26的一个侧部26A向弯曲部24侧开始加压的最初时段中，弯曲部24的厚度还没有增大，并且因此弯曲部24可能压曲。因此，采用低负荷对一个侧部26A进行加压。这能够帮助防止弯曲部24的不必要的压曲。然后，在弯曲部24主要在第一间隙28侧加厚，并且改善了弯曲部24的刚度之后，增大了一个侧部26A上的压力。以这种方式，金属板26的一部分能够通过塑性流动，顺利地移向金属板26的一部分不容易通过塑性流动所移向的第二间隙30。
[0099]〈第四实施例〉图1OA至图1OD是根据本发明的第四实施例的车身部件80的制造设备中的冲压模具82的部分构造的截面图。该制造设备80是一种执行根据该第四实施例的车身部件制造方法的设备，并且冲压模具82具有基本与根据第一实施例的冲压模具16相同的构造。然而，在该冲压模具82中，第二模包括滑块部84。该滑块部84附接为关于第二模20的主体部86在图1OA中的箭头S方向上可滑动。该滑块部84能够增大/减小第二间隙30的沿弯曲部24的弯曲径向的宽度尺寸(能够扩展/压缩第二间隙30)。
[0100]此外，本实施例设置有与第三实施例中的负荷传感器72和控制器74相同的负荷传感器72和控制器74(其在图1OA至图1OD中未示出)。未示出且能够驱动滑块部84的驱动源(例如，气缸设备)与该控制器74连接。该控制器74利用驱动源驱动滑块部84，并且由此来减小图1OA所示的第二间隙30的宽度尺寸(此处减小到零)。在这种状态中，控制器74通过冲压机14(其在图1OA至图1OD中未示出)金属板26的一个侧部26A开始加压。以这种方式，金属板26的一部分能够通过塑性流动移向第一间隙28，同时防止了弯曲部24向第二间隙30不必要地压曲。
[0101]然后，如图1OB所示，一旦金属板26的一部分通过塑性流动移向一致第一间隙28的大部分区域，则负荷传感器72的输出超出预定阈值。因此，如图1OC所示，控制器74利用未示出的驱动源使滑块部84滑动(参见图1OC中的箭头SI)，并且由此来增大第二间隙30的宽度尺寸。在这种状态中，改善了弯曲部24的刚度。因此，金属板26的一部分能够通过塑性流动移向第二间隙30，同时防止了弯曲部24的压曲(参见图10D)。
[0102]〈车身部件的各种示例〉接下来，将利用图11至图14来对根据本发明的车身部件的各种示例进行描述。应注意，图11至图14中恰当示出的箭头“前”(FR)、箭头“上”(UP)和箭头“外” (OUT)分别表示前方(行驶方向)、上方和车辆的车宽方向上的外侧。
[0103](第一示例)图11是根据本发明的车身部件为悬架支撑罩板的情况下的示例的立体图。图11中示出的悬架支撑罩板90构成车身的悬架动力装置(未示出)的上壁部，并包括作为部件主体的板主体92。
[0104]板主体92通过对金属板94冲压而形成。该板主体92的外周形成有弯曲部96。因此，形成了向下侧延伸的凸缘部98。该凸缘部98通过诸如焊接与悬架支撑罩的主体的上端接合。构造为:通过使用形成在板主体92的中央侧的多个(此处为三个)螺栓孔100，将悬架的上端螺栓紧固至该板主体92。
[0105]上述弯曲部96由通过与根据第一实施例的制造设备12相同的制造设备加厚的加厚部102来形成。在该加厚部102中，金属板94的板厚度朝弯曲部96的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大。应注意，为了便于描述，设置加厚部102的部分(区域)在图11中用点标注。
[0106]在按上述方式构造的悬架支撑罩板90中，板主体92在车辆行驶期间从悬架接收向上的负荷，且应力在弯曲部96中集中。由于该弯曲部96由加厚部102形成，因此，可以防止金属板94的应力不集中的部分的板厚度不必要地增大。这能够帮助改善质量效率。
[0107](第二示例)图12是根据本发明的车身部件为前侧构件的内板的情况下的示例的立体图。图12中示出的内板110 (文中称为侧构件内板110)包括作为部件主体的板主体112。该板主体112通过对金属板114冲压而形成以具有大致帽形的截面，并且形成为细长形。
[0108]上述板主体112包括在板主体112的纵向的纵向正交方向上彼此相对的成对的相对壁112A、112B以及联接在成对的相对壁112A、112B的一端之间的联接壁112C。弯曲部116、118分别在成对的相对壁112A、112B和联接壁112C之间形成。这些弯曲部116、118分别由通过与根据第一实施例的制造设备12相同的制造设备加厚的加厚部120、122来形成。应注意，为了便于描述，设置有加厚部120、122的部分(区域)用点标注。这些加厚部120、122从板主体112的纵向的一端向板主体112的纵向的另一端连续地设置。在这些加厚部120、122中，金属板114的板厚度朝弯曲部116、118的在弯曲方向上的中央侧增大。
[0109 ]在该侧构件内板110中，当板主体112的纵向上的负荷或板主体112的纵向的正交方向上的负荷作用在形成为狭长形的板主体112上时，诸如在车辆碰撞时，应力集中在分别位于成对的相对壁112A、112B和联接壁112C之间的弯曲部116、118中的每个上。由于这些弯曲部116、118分别由加厚部120、122形成，因此可以有效地保证板主体112的刚度。此外，加厚部120、122从板主体112的纵向的一端向板主体112的纵向的另一端连续地设置。因此，能够防止由每个弯曲部116、118的在板主体112的纵向上的中间部处的截面的特性突然改变而引起的应力集中的发生。
[0110](第三示例)图13是根据本发明的车身部件为车门槛的外板的情况下的示例的立体图。图13中示出的外板130(下文称为车门槛外板130)包括作为部件主体的板主体132。该板主体132通过对金属板134冲压而形成以具有大致帽形的截面，并且形成为细长形。
[0111]上述板主体132包括在外板130的纵向的正交方向上彼此相对的成对的相对壁132六、1328以及联接在成对的相对壁132六、1328的一端之间的联接壁132(:。弯曲部136、138分别在成对的相对壁132A、132B和联接壁132C之间形成。这些弯曲部136、138分别由通过与根据第一实施例的制造设备12相同的制造设备加厚的加厚部140、142来形成。应注意，为了便于描述，设置有加厚部140、142的部分(区域)用点标注。这些加厚部140、142从板主体132的纵向的一端向板主体132的纵向的另一端连续地设置。在这些加厚部140、142中，金属板134的板厚度朝弯曲部136、138的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大。而且，在本示例中，能够获得与上述第二示例相同的作用和效果。
[0112](第四示例)图14是根据本发明的车身部件为中柱(B柱)的外板的情况下的示例的立体图。图14中示出的外板150(下文称为B柱外板150)包括作为部件主体的板主体152。该板主体152通过对金属板154冲压而形成以具有大致帽形的截面，并且形成为细长形。
[0113]上述板主体152包括在外板150的纵向的正交方向上彼此相对的成对的相对壁152六、1528以及联接在成对的相对壁152六、1528的一端之间的联接壁152(:。弯曲部156、158分别在成对的相对壁152A、152B和联接壁152C之间形成。这些弯曲部156、158分别由通过与根据第一实施例的制造设备12相同的制造设备加厚的加厚部160、162来形成。应注意，为了便于描述，设置有加厚部160、162的部分(区域)用点标注。在这些加厚部160、162中，金属板154的板厚度朝弯曲部156、158的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大。而且，在本示例中，可以如同上述第二示例和第三示例，能够有效地保证板主体152的刚度。
[0114]至此通过列举若干实施例对本发明进行了描述。然而，在不脱离本发明主旨的范围的情况下能够使各种改进来实施本发明。不言而喻，本发明的权利范围不限于每个上述实施例。此外，本发明能够应用于诸如除B柱以外的柱、车顶纵梁以及横向构件等其他类型的车身部件。
【主权项】
1.一种车身部件，包括: 部件主体，其作为车身的一部分，所述部件主体由金属板形成； 弯曲部，其在所述部件主体中形成；以及 加厚部，所述弯曲部包括所述加厚部，在所述加厚部中的所述金属板的板厚度朝所述弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大。2.根据权利要求1所述的车身部件，其中 所述加厚部比所述金属板的除了所述加厚部的部分厚。3.根据权利要求1或2所述的车身部件，其中 在所述加厚部中，所述金属板的所述板厚度从所述弯曲部开始弯曲的位置向所述弯曲部的顶点逐渐增大。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的车身部件，其中 所述部件主体形成为细长形，且所述部件主体包括在所述部件主体的纵向的正交方向上彼此相对的成对的相对壁以及联接在所述成对的相对壁的一端之间的联接壁， 所述弯曲部设置在所述成对的相对壁和所述联接壁之间的部分处，并且 所述加厚部设置在至少一个所述弯曲部中。5.根据权利要求4所述的车身部件，其中 所述加厚部从所述部件主体的纵向的一端向所述部件主体的所述纵向的另一端连续地设置。6.根据权利要求1所述的车身部件，其中 所述车身部件为悬架支撑罩板。7.根据权利要求1所述的车身部件，其中 所述车身部件为侧构件内板。8.根据权利要求1所述的车身部件，其中 所述车身部件为车门槛外板。9.根据权利要求1所述的车身部件，其中 所述车身部件为中柱外板。10.—种用于制造根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的车身部件的车身部件制造设备，所述制造设备包括: 第一模，从弯曲部的弯曲径向上的外侧与形成有所述弯曲部的金属板接触，所述第一模包括在所述第一模和所述弯曲部之间的第一间隙，且所述第一间隙的截面朝所述弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大； 第二模，其从所述弯曲部的所述弯曲径向上的内侧与所述金属板接触，所述第二模包括在所述第二模和所述弯曲部之间的第二间隙，且所述第二间隙的截面朝所述弯曲部在所述弯曲方向上的所述中央侧逐渐增大； 活动模，其在所述金属板保持在所述第一模和所述第二模之间的状态下能够对所述金属板的一个侧部向所述弯曲部侧加压，所述金属板的所述一个侧部与所述弯曲部邻近；以及 设备主体，其在所述金属板保持在所述第一模和所述第二模之间的所述状态下利用所述活动模对所述金属板的所述一个侧部向所述弯曲部侧加压，以便通过塑性流动使所述金属板的一部分移向所述第一间隙和所述第二间隙。11.根据权利要求10所述的车身部件制造设备，其中 所述第一间隙的沿所述弯曲部的所述弯曲径向的宽度尺寸从所述第一间隙的一端向所述第一间隙的顶点逐渐增大，或者所述第二间隙的沿所述弯曲部的所述弯曲径向的宽度尺寸从所述第二间隙的一端向所述第二间隙的顶点逐渐增大。12.根据权利要求10或11所述的车身部件制造设备，其中 所述第一间隙的截面形状或所述第二间隙的截面形状为月牙形。13.根据权利要求10至12中的任一项所述的车身部件制造设备，其中 所述第一间隙的沿所述弯曲部的所述弯曲径向的所述宽度尺寸设定成大于所述第二间隙的沿所述弯曲部的所述弯曲径向的所述宽度尺寸。14.根据权利要求10至13中的任一项所述的车身部件制造设备，其中 所述第二模包括滑块部，所述滑块部能够增大或减小所述第二间隙的沿所述弯曲部的所述弯曲径向的所述宽度尺寸， 所述设备主体包括负荷传感器，所述负荷传感器用于检测所述活动模在所述金属板的所述一个侧部的加压期间受到的反作用力，并且 在通过所述滑块部减小所述宽度尺寸的情况下所述活动模对所述金属板的所述一个侧部开始加压，且在所述负荷传感器的输出超出预定阈值时，通过所述滑块部增大所述第二间隙的所述宽度尺寸。15.根据权利要求10至14中的任一项所述的车身部件制造设备，其中 所述设备主体包括负荷传感器，所述负荷传感器用于检测所述活动模在所述金属板的所述一个侧部的所述加压期间受到的所述反作用力，并且 在通过所述活动模的所述加压引起所述金属板的所述部分通过所述塑性流动移向所述第一间隙并且因此所述负荷传感器的所述输出超出所述预定阈值时，所述活动模施加在所述金属板的所述一个侧部上的压力增大。16.—种用于制造根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的车身部件的车身部件制造方法，所述制造方法包括: 准备:第一模，其从弯曲部的弯曲径向上的外侧与形成有所述弯曲部的金属板接触，所述第一模包括在所述第一模和所述弯曲部之间的第一间隙，且所述第一间隙的截面朝所述弯曲部的在弯曲方向上的中央侧逐渐增大;第二模，其从所述弯曲部的所述弯曲径向上的内侧与所述金属板接触，所述第二模包括在所述第二模和所述弯曲部之间的第二间隙，且所述第二模的截面朝所述弯曲部在所述弯曲方向上的所述中央侧逐渐增大；以及活动模，在所述金属板保持在所述第一模和所述第二模之间的状态下其能够对所述金属板的一个侧部向所述弯曲部侧加压，所述金属板的所述一个侧部与所述弯曲部邻近;以及 在所述金属板保持在所述第一模和所述第二模之间的状态下通过所述活动模对所述金属板的所述一个侧部向所述弯曲部侧加压，以便通过塑性流动使所述金属板的一部分移向所述第一间隙和所述第二间隙。17.根据权利要求16所述的车身部件制造方法，其中 所述第一间隙的沿所述弯曲部的所述弯曲径向的宽度尺寸从所述第一间隙的一端向所述第一间隙的顶点逐渐增大，或者所述第二间隙的沿所述弯曲部的所述弯曲径向的宽度尺寸从所述第二间隙的一端向所述第二间隙的顶点逐渐增大。18.根据权利要求16或17所述的车身部件制造方法，其中 所述第一间隙的截面形状或所述第二间隙的截面形状为月牙形。19.根据权利要求16至18中的任一项所述的车身部件制造方法，其中 所述第一间隙的沿所述弯曲部的所述弯曲径向的所述宽度尺寸设定成大于所述第二间隙的沿所述弯曲部的所述弯曲径向的所述宽度尺寸。20.根据权利要求16至19中的任一项所述的车身部件制造方法，其中 所述第二模设置有滑块部，所述滑块部能够增大或减小所述第二间隙的沿所述弯曲部的所述弯曲径向的所述宽度尺寸，在通过所述滑块部减小所述宽度尺寸的状态下所述活动模对所述金属板的所述一个侧部向所述弯曲部侧加压，且在所述金属板的所述部分通过所述塑性流动移向所述第一间隙之后，通过所述滑块部增加所述宽度尺寸。21.根据权利要求16至20中的任一项所述的车身部件制造方法，其中 在通过所述活动模将所述金属板的所述一个侧部向所述弯曲部侧的加压引起所述金属板的所述部分通过所述塑性流动移向所述第一间隙之后，由所述活动模施加在所述金属板的所述一个侧部上的压力增大。
【文档编号】B21J5/08GK105848803SQ201480069433
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月23日
【发明人】小坂直哉, 朝立英树, 山口太, 山口太一
【申请人】丰田自动车株式会社