(57)【要約】【課題】主部材に補強用部材を接合させたような構造をもつダイクエンチ加工品を、少ない作業工程数によって適切かつ低コストに製造することが可能なダイクエンチ加工品の製造方法を提供する。【解決手段】亜鉛またはアルミニウムのメッキ層が表層部に形成されている鋼板として、第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａを使用し、これら第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａについては、互いに重ね合わせた状態のまま加熱するとともにダイクエンチを施し、加熱時において第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａの相互間に位置するメッキ層１０，２０を溶融させることにより、メッキ層１０，２０を構成していた亜鉛またはアルミニウムを利用して第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａを互いに溶着させたダンクエンチ加工品を得る。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛またはアルミニウムのメッキ層が表層部に形成されている鋼板を加熱した後に、この鋼板にダイクエンチを施す工程を有している、ダイクエンチ加工品の製造方法であって、
前記鋼板として、第１および第２の鋼板を使用し、
これら第１および第２の鋼板については、互いに重ね合わせた状態のまま加熱するとともにダイクエンチを施し、
前記加熱時において前記第１および第２の鋼板の相互間に位置するメッキ層を溶融させることにより、前記メッキ層を構成していた亜鉛またはアルミニウムを利用して前記第１および第２の鋼板を互いに溶着させた状態のダンクエンチ加工品を得ることを特徴とする、ダイクエンチ加工品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば自動車用の高強度部品などして用いられるダイクエンチ加工品を好適に製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１，２などに記載されているように、ダイクエンチは、加熱した鋼板を成形用の型（ダイ）でプレス成形すると同時に、成形用の型によって鋼板を冷却し、鋼板に焼入れ（クエンチング）を施す処理である。このダイクエンチは、たとえば自動車の車体構成部品などの高強度のプレス加工品を得るのに適している。なお、ダイクエンチに用いられる鋼板としては、加熱による酸化スケールの発生を防止する観点から、表面に亜鉛やアルミニウムのメッキ層を設けたものが、よく用いられる。
【０００３】
一方、自動車の車体構成部品としては、たとえばハット型断面形状などに形成された主部材の所定箇所に、補強用部材を接合したようなものがある。従来において、このような部品を製造する場合、鋼板にダイクエンチを施して所定形状の主部材を製造した後に、この主部材に補強用部材を重ね合わせてから、これら主部材と補強用部材とを、構造用接着剤や溶接などの手段を用いて接合させていたのが実情であった。
【０００４】
しかしながら、前記したような手段によれば、ダイクエンチを施した主部材に補強用部材を接合する作業が別途必要である。主部材の補強効果を高めるには、主部材と補強用部材との接合面積をできる限り大きくすることが望まれるが、前記両者の接合面積を大きくしようとすれば、構造用接続剤を用いた接着作業、あるいはレーザ溶接などによる連続溶接作業が面倒なものとなり、その作業コストが高くなる。また、接合面積を大きくしたとしても、剛性が高くなる箇所は、厳密には、接着や溶接が施された箇所に限定される。
さらに、補強用部材については、主部材に対応する所定の形状にプレス加工しておかなければならない場合があるが、従来では、このような場合には、補強用部材を主部材とは別個の工程でプレス加工していたのが実情である。したがって、補強用部材の加工コストも嵩み、全体のコストがより高価となる不具合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２９９５号公報
【特許文献２】特許第４５０６１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、主部材に補強用部材を接合させたような構造をもつダイクエンチ加工品を、少ない作業工程数によって適切かつ低コストに製造することが可能なダイクエンチ加工品の製造方法を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明により提供されるダイクエンチ加工品の製造方法は、亜鉛またはアルミニウムのメッキ層が表層部に形成されている鋼板を加熱した後に、この鋼板にダイクエンチを施す工程を有している、ダイクエンチ加工品の製造方法であって、前記鋼板として、第１およ
び第２の鋼板を使用し、これら第１および第２の鋼板については、互いに重ね合わせた状態のまま加熱するとともにダイクエンチを施し、前記加熱時において前記第１および第２の鋼板の相互間に位置するメッキ層を溶融させることにより、前記メッキ層を構成していた亜鉛またはアルミニウムを利用して前記第１および第２の鋼板を互いに溶着させた状態のダンクエンチ加工品を得ることを特徴としている。
なお、本発明でいう亜鉛またはアルミニウムのメッキ層とは、純亜鉛または純アルミニウムのメッキ層のみを意味するものではなく、亜鉛またはアルミニウムを主成分とする合金も含む概念である（たとえば、亜鉛−ニッケルの合金も含まれる）。
【０００９】
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
まず、最終的に得られるダイクエンチ加工品は、ダイクエンチが施された第１および第２の鋼板が、亜鉛またはアルミニウムを利用して互いに溶着されたものとなる。このため、ダイクエンチ加工後における第１および第２の鋼板は、広い面積で一体化接合された状態となり、それらを構造用接着剤やレーザ溶接などの手段を用いて広い面積で接合させる必要はなくなる。したがって、そのような接合作業の省略化、または簡略化を図り、製造コストを低減することができる。その一方、ダイクエンチ加工品全体の剛性が高められる効果も得られる。鋼板の表層部のメッキ層は、鋼板が加熱された際の酸化スケールの発生防止に役立つものであって、酸化スケール防止を図るための鋼板には、元々形成されている。本発明は、そのようなメッキ層を第１および第２の鋼板の接合に有効に利用するものであり、合理的である。
さらに、本発明によれば、第１および第２の鋼板は、同時にダイクエンチされるために、それらの成形加工を別々に施す場合よりも作業工程数が少なくなる。したがって、製造コストをより低減することができる。
【００１０】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るダイクエンチ加工品の製造方法に用いられる鋼板の一例を示し、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のIb−Ib断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、図１に示した鋼板のダイクエンチの工程の一例を示す概略断面図である。
【図３】製造されたダイクエンチ加工品の一例を示し、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIIb−IIIb断面図である。
【図４】本発明の他の例を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１３】
まず、図３は、いわゆるハット型断面形状の主部材１の内面側に、補強用部材２を接合させた構造をもつダイクエンチ加工品Ａを示している。このような構造のダイクエンチ加工品Ａは、たとえば自動車の車体を構成するビーム材などとして用いられる。
以降においては、前記したダイクエンチ加工品Ａを製造する場合について、説明する。
【００１４】
まず、ダイクエンチ加工品Ａを得るための鋼板として、図１に示すように、第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａを用いる。第１の鋼板１Ａは、図３のダイクエンチ加工品Ａの主部材１として加工され、第２の鋼板２Ａは、補強用部材２として加工されるものである。第２の鋼板２Ａは、第１の鋼板１Ａよりも小サイズである。第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａの表裏両側（上下両面側）の表層部には、亜鉛のメッキ層１０，２０が形成されている。メッキ層１０，２０は、本来的には、加熱時における酸化スケールの発生を防止するた
めのものであるが、本実施形態では、後述するように、第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａの溶着にも利用される。図１では、第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａが重ね合わされた状態に示されているが、これらは未だ接合されていない。
【００１５】
前記した第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａについては、これらを互いに重ね合わせた状態で、加熱炉に搬入して加熱する。なお、加熱炉への搬入時における鋼板１Ａ，２Ａの位置ずれを防止するといった観点から、第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａのプレス加工に悪影響を与えない箇所に簡易な溶接を施したり、あるいは適当なジグを用いてクランプするなどして、それらを仮接合させてもよい。
前記加熱の温度は、たとえば８５０〜９００℃である。亜鉛（純亜鉛の場合）の融点は、約４２０℃であるため、メッキ層１０，２０は、前記加熱により溶融する。前記した加熱は、好ましくは、たとえば１〜３秒ほど継続させる。この期間において、第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａの相互間に形成されていた２つのメッキ層１０，２０の溶融亜鉛の拡散が促進される。亜鉛と鋼板１Ａ，２Ａとの境界面近辺では、亜鉛と鉄との合金化が図られる。なお、加熱温度や加熱時間が過度になると、溶融亜鉛が鋼板１Ａ，２Ａから流れ落ちる虞があるが、加熱温度および加熱時間を適切に制御することにより、そのような虞を防止することが可能である。
【００１６】
前記の加熱後には、第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａを加熱炉の外部に取り出し、図３（ａ）に示すように、これら第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａを重ね合わせたままの状態で、成形用の金型５Ａ，５Ｂ間にセットする。その後は、同図（ロ）に示すように、金型５Ａ，５Ｂの型締めを行ない、第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａをハット型断面形状に同時に成形するとともに、金型５Ａ，５Ｂによって冷却する。金型５Ａ，５Ｂは、たとえば冷却用の通水路５０を備えており、この通水路５０には外部から冷却水が供給可能とされている。金型５Ａ，５Ｂを利用した冷却により、第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａには焼入れがなされる。溶融していた亜鉛は凝固し、後述するように、第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａは溶着される。
【００１７】
前記した一連の工程によれば、図３に示したダイクエンチ加工品Ａが得られる。主部材１および補強用部材２は、ダイクエンチが施された第１の鋼板１Ａおよび第２の鋼板２Ａにそれぞれ相当する。
このダイクエンチ加工品Ａにおいては、主部材１と補強用部材２との間に、前記の作業工程において溶融凝固した亜鉛の層３（バインダ層）が形成され、このバインダ層３を介して補強用部材２の片面の略全面が主部材１に溶着された状態となっている。亜鉛が溶融した際には、既述したように、第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａと亜鉛との境界面近辺においてそれらの合金化が図られる。このため、主部材１と補強用部材２とは、前記のバインダ層３を介して一体化した構造、または一体化に近い構造となり、その接合強度は高いものとなる。したがって、主部材１と補強用部材２との広い領域を溶接しなくても、補強用部材２が重ね合わされた部分の略全域の剛性は相当に高いものとなる。主部材１および補強用部材２に対して広い面積でレーザ溶接を施すといった必要はない（なお、接合の確実化、信頼性向上を目的として、複数箇所にスポット溶接を施すといったことは行なってもよい）。このようなことから、製造コストの低減を図りつつ、強度の向上を適切に図ることができる。
【００１８】
また、前記した製造方法によれば、第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａは、同時にダイクエンチされている。したがって、たとえば第１および第２の鋼板１Ａ，２Ａの成形加工を別々に行なう場合と比較すると、成形加工の工程数が少なくなり、製造コストの一層の低減、ならびに生産性の向上を図ることができる。
【００１９】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るダイクエンチ加工品
の製造方法の各工程の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に変更自在である。
【００２０】
前記した実施形態では、鋼板の表層部に、亜鉛メッキ層が形成されているが、亜鉛メッキ層に代えて、アルミニウムのメッキ層が形成された鋼板を用いることもできる。アルミニウム（純アルミニウム）の融点は約６００℃であるため、アルミニウムのメッキ層が形成された鋼板を用いた場合においても、本発明が意図する作用が得られる。なお、亜鉛またはアルミニウムのメッキ層は、純亜鉛または純アルミニウムのメッキ層でなくてもよく、これらを主成分とする合金であってもよいことは、既に述べたとおりである。
【００２１】
前記した実施形態では、ハット型断面形状の部材を製造する場合を一例として説明したが、本発明の方法を用いて製造されるダイクエンチ加工品の具体的な形状、サイズ、用途・機能などは問わない。本発明は、車両部品とは異なる部品の製造にも利用可能である。このようなことから、ダイクエンチ加工品の製造に用いられる第１および第２の鋼板の具体的な形状やサイズなども限定されない。
【００２２】
本発明では、たとえば図４に示すように、１枚の第１の鋼板１Ｂに対し、複数の第２の鋼板２Ｂ，２Ｃを重ね合わせるようにして、これらを同時に加熱し、かつダイクエンチを施すようにしてもよい。第１の鋼板１Ｂは、たとえば自動車などの車両の車体側面部を構成するアウタパネルとして加工されるものである。第２の鋼板２Ｂ，２Ｃは、前記アウタパネルの補強用部材として加工されるものである。この例から理解されるように、本発明においては、第１の鋼板に対して、第２の鋼板を複数枚重ね合わせるようにしてもよい。さらに、図示説明は省略するが、本発明においては、第１および第２の鋼板に対し、第３の鋼板をさらに重ね合わせる構成（３層の構成）とすることもできる。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ  ダイクエンチ加工品
１  主部材
１Ａ  鋼板
２  補強用部材
２Ａ  鋼板
３  バインダ層
１０，２０  メッキ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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