[发明专利]多孔板、其冲孔及塑性加工方法和机械性能值的预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及车身所使用的薄板状的车身构成部件，尤其涉及多个孔被配置成交错状的多孔板。另外，本发明涉及在板材上实施冲孔加工的冲孔加工方法的改进。而且，本发明还涉及在软钢制的多孔板上实施塑性加工的技术。需要说明的是，塑性加工是包括拉深加工(包括深冲加工)、弯曲加工的加工方法，拉深加工，除了狭义上的拉深、深冲之外，还包括鼓凸加工等。此外，本发明还涉及开有多个小孔的框架的机械性能值的预测方法。 

例如，汽车的发动机罩是通过将外板和内板组合构成的。由于内板被配置在发动机室侧而不会出现在汽车的外观上，因此，形状的自由度高。 

由于内板使用开有多个孔的多孔板，因此，能够实现车身重量的减轻。汽车的车身轻能够降低油耗，是所期望的。 

作为现有的重量轻的薄板，公知一种轻薄板(例如，参考专利文献1的第4页)。 

根据专利文献1，轻薄板是以如下方式构成的：用没有开孔的平板夹持已通过冲孔机被开孔的多孔板的上表面和下表面，并通过冲压加工使这些板接合。这种轻薄板与同样厚度的钢板等相比，减轻了在中间配置的多孔板上所开孔的部分的重量。 

但是，在将轻薄板成形为零件形状时，与相同厚度的钢板等相比，伸长率会减小与所开孔的部分相当的量。 

期望提供一种重量轻且伸长率大的多孔板。 

图12是说明专利文献1记载的现有技术的基本结构的图，如图12(a)所示，车身构成部件100由具有多个贯通孔101的纵长板状的中心层102和从两侧以夹持该中心层102的方式重叠的表面层103、103构成。 

中心层102的贯通孔101是通过高速冲孔机、激光等开孔的。 

而且，通过采用粘结剂的方法或采用热压的压接接合等方法如箭头所示那样将表面层103、103粘合在中心层102上，从而得到图12(b)所示的车身构成部件100。 

但是，在专利文献1的权利要求1中记载有“......上述中心层具有多个贯通孔，该贯通孔在板面方向的面积率为20～80％......”。 

面积率越大，图12(a)所示的w就越小。w是贯通孔的边缘和相邻的贯通孔的边缘之间的距离，表示薄板的长度。 

若面积率接近80％，则该w就会变得极小。下面，对在这样的w极小的中心层102上作用拉伸力F的情况进行研究。若拉伸力为F、板厚为T、w的数量为n的话，则通过σf＝F/(n·w·T)能求出w中的拉伸应力σf。若w极小，则在有F作用时，σf就会轻易地超过薄板的拉伸强度(极限强度)。其结果就是，在贯通孔101和相邻的贯通孔101之间(w的部分)产生裂纹。 

也就是说，在专利文献1的技术中，第1点问题就是无法得到高强度。 

另外，如图12(b)所示，由于中心层102不能通过目视看到，所以，假设即使在中心层102上产生裂纹，也无法检查出来。 

也就是说，专利文献2的技术存在的第2点问题就是无法检查出裂纹。 

另外，虽然公开了通过减小孔的尺寸来提高刚性的内容，但是，没有进行零件形状的比较，只进行了板状态的比较。也就是说，并不清楚作为车身零件等成形后的实际的零件性能的指标。 

因此，在开设有多个孔的多孔板中，作为零件形状，谋求一种重量轻且机械性能高的结构。而且，在零件的品质管理方面期望能 够容易地确认孔的状态。 

图43是用于说明专利文献2记载的现有技术的基本结构的图，车辆的发动机罩200是在发动机罩外板201上重叠发动机罩内板202而构成的。而且，发动机罩内板202是将开有多个小圆孔203的板材进行弯折成形并设置肋部的部件。 

由于开有多个小圆孔203，所以发动机罩内板202变轻。该圆孔203的数量越多，或者圆孔203的直径越大，就越能实现发动机罩200及车辆的重量的减轻。 

通过增加圆孔203的数量或通过增大圆孔203的直径能够提高重量减轻的程度。另一方面，若提高了重量减轻的程度，则w变小。 

若w变小，则在受到大的外力时，在圆孔203和相邻的圆孔203之间(w的部分)容易产生裂纹。另外，在以往通过孔来进行重量减轻的情况下，并不是考虑了重量减轻后的零件性能，例如刚性、强度等机械性能才对孔的配置、孔形状进行设定的。 

因此，在以往的结构中，在圆孔的数量和直径方面存在限制，因此在重量减轻方面、即提高开口率方面存在限制。 

但是，若能考虑到孔加工后的零件的机械性能，设定合适的孔的话，则能进一步提高开口率从而实现进一步的重量减轻。