[发明专利]用于车辆支柱的外板及其制造方法和轧制装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于车辆支柱的外板及其制造装置和方法。更具体地，本发明涉及在碰撞过程中能够增强能量吸收效率的中柱用外板，以及用于制造该外板的轧制装置和轧制方法。

背景技术

通常，车辆的形状通过装配压制板而形成，使得压制板相应于车身框架的各个部分，并且车辆的中柱也通过装配多个板而形成。

一般的中柱通过装配外板和内板而形成，并且外板与内板之间的空间具有闭合截面。在该空间内安装加强板或者填充用于防止噪声引入或传递的填充材料。

图1和2是示出中柱的外板的视图。图1示出通过热冲压方法制造的外板2，且图2示出通过应用TRB方法制造的外板2。

根据相关技术，通过热冲压方法制造中柱外板2以在提高强度的同时减轻重量，并在外板内侧安装加强板以加强强度。

然而，由于通过热冲压方法制造的板具有过高的强度，因此支柱的变形因侧向碰撞过程中的断裂而变得过度。因此，已知通过应用轧制差厚板（tailor rolled blank，TRB）方法制造板的技术。

TRB是一种通过在轧制工艺中改变辊之间的间隙制造厚度不同的材料的轧制技术。由于TRB允许产品部分具有高强度和轻重量，减少制造工艺的数目，并提高结构强度，因此其被广泛用于制造厚度不同的车身部件。

当将TRB技术应用于板的制造时，板（外板）可被制造成沿长度方向（纵向，即关于车身的高度方向）具有多个厚度不同的区段。

当应用纵向厚度可变的形状时，需要高强度的部分的厚度可相对较大。因此，可去除现有的加强板，并且由于去除加强板可实现轻质。

应用TRB技术制造车身板的现有技术文件包括韩国专利申请公开第10-2009-0024880号（公开于2009年3月10日）。在现有文件中熟知使辊压机上端的工作辊与其下端的工作辊之间的两个钢板重叠的技术，但是一个板通常被TRB轧制以制造具有厚度可变结构的板。

国际公开第WO 2012/126697号公开一种通过应用TRB技术制造相对于其纵向截面具有厚度差的中柱用板的技术。

图3是示出沿图2中线A-A截取的截面的厚度变化的视图，并示出当应用TRB方法时，板2的厚度根据板2沿其长度方向的位置改变（渐变）。

参考图3，被施加门支承力的板2的竖直中间部分（‘c’部分）的厚度被制作成较大从而局部加强板2，并且加强板所位于的部分（‘d’部分）的厚度在‘c’部分的上侧被制作成更大。

图4是示出应用TRB方法的轧制装置的视图。为制造具有厚度可变结构的外板，作为板材的钢板1通过上下轧辊11与12之间以便执行TRB轧制从而使钢板的厚度渐变，并且通过包括绘制（drawing）和修整（trimming）以及后续工艺例如孔加工的压制工艺完成具有期望形状的外板。

此处，在TRB轧制工艺中，通过控制上下两个轧辊11和12的垂直位置来改变轧制钢板的厚度。

然而，由于通过TRB方法制造的板沿板纵向（高度方向）具有厚度差，因此板可仅在其纵向上断裂并可应对碰撞能量的吸收。

具体地，由于图3中的板2的下端（‘P’区域）仍然具有较高的强度，板2可在碰撞时断裂。并且现有技术的TRB工艺中只能在板2的纵向（关于车身方向的高度方向，即图2的A-A方向）改变厚度，所以在碰撞时容易在厚度不同的边界处发生弯折。

如图5所示，在根据相关技术的中柱中，外板2的相反两侧面2b在其侧向碰撞期间可能因外板2和内板3相互结合的截面中的强碰撞能量而断裂或者凸缘2c的焊接点可能断裂。

上述在该背景技术部分公开的信息仅用于增强对本发明一般背景的理解，并且不应作为承认或任何形式地暗示该信息构成本领域技术人员已经知晓的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供在碰撞期间可以提高能量吸收效率的支柱板及其制造装置和方法。

本发明的各个方面提供用于车辆支柱的外板，其横向截面形状具有中央部、在其相对两侧用于结合到内板的凸缘、以及中央部与凸缘部之间的相反两侧部，其中位于中央部的相反两侧的各个侧部具有厚度小于中央部的厚度的碰撞能量吸收区段。