(57)【要約】【課題】  加工個所の自由度を与え、重量増加を極力抑え、所望の剛性を付与することができるブランク材を提供する。【解決手段】  鋼板１１の表面１１ａに鋼線１２が溶接されたことを特徴とするブランク材１０である。ブランク材１０によれば、鋼線１２を表面１１ａに溶接して鋼板１１を補強しているので、従来のブランク材のように二枚の金属帯が重ねられた面で補強接合されていることとは異なり、線で当接することとなるので、大きな重量増加を招くことなく、しかも適切な部位に有効な剛性を付与することができる。また、面でなく線の補強部位となるので、これにかからない領域が拡がって、各種加工の自由度を増加することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板の表面に鋼線が溶接されたことを特徴とするブランク材。
【請求項２】
前記鋼板は、ピラーまたはシルに適用されるものであり、前記鋼線が前記ピラーまたは前記シルの長手方向に沿って延在し前記表面に連続的に溶接されたことを特徴とする請求項1に記載のブランク材。
【請求項３】
前記鋼板には、前記鋼線が前記ピラーまたは前記シルにおける開口部および屈曲部が形成される領域を避けて溶接されていることを特徴とする請求項２に記載のブランク材。
【請求項４】
製品に用いられた前記鋼板に外力が作用したとき、前記鋼線は、外力の入力方向に略直交する面において入力方向に略直交するように延在し、または外力の入力方向に略平行な面において入力方向に略平行に延在することを特徴とする請求項１に記載のブランク材。
【請求項５】
前記鋼板は、外板と内板との端部を接合し且つ内部に空間を有する前記製品の前記外板に組み付けられる補強部材に適用されるものであって、該補強部材の前記外板と反対側の面に前記鋼線が延在することを特徴とする請求項４に記載のブランク材。
【請求項６】
前記鋼板は、外板と内板との端部を接合し且つ内部に空間を有する前記製品の前記外板に組み付けられる補強部材または前記外板に適用されるものであって、前記鋼線は、前記補強部材にあっては前記外板と対向するまたは反対側の面で延在し、前記外板にあっては前記補強部材と対向する面で延在することを特徴とする請求項４に記載のブランク材。
【請求項７】
前記鋼線は、その断面が円形であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のブランク材。
【請求項８】
外周面に溝が形成されたシーム溶接用の第一ローラ電極と該第一ローラ電極と互いに外周面を対向配置させた第二ローラ電極との間に前記溝に鋼線を係合させた状態で該鋼線および鋼板を互いに重ねて配置し、前記第一ローラ電極および前記第二ローラ電極により前記鋼線と前記鋼板とに加圧力を作用させ且つ通電させて前記鋼板に前記鋼線をシーム溶接することを特徴とするブランク材の製造方法。
【請求項９】
前記第一ローラ電極および前記第二ローラ電極の対向関係を維持した状態でシーム溶接の溶接方向を任意に変位させることを特徴とする請求項８に記載のブランク材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の製品に加工されるブランク材であって、部分的に補強が施されたブランク材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、自動車の車体を構成する製品を成形する際、そのブランク材に部分的な補強加工を予め施すことが知られている。このような例として、幅方向両側が一枚だけとなるように一部が重ねられた二枚の金属帯からなり、両金属帯の互いに面で重なる個所が厚板となるように、補強接合されているブランク材がある（例えば、特許文献１参照。）。このブランク材は、例えば、一枚の金属帯からなる両側部分が同一方向に折り曲げられて断面コの字状の製品にプレス成形される。この製品は、スパンの長い中央部に高い剛性を必要とし、両側部分ではそれよりも低い剛性でもよいので、部分的に厚くして軽量効果と補強効果とを備えたブランク材を適用することにしている。
【特許文献１】特開２００２−１６００２０号公報（第２−９頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このブランク材では、二枚の金属帯が補強接合されて厚くされた重なり部を複雑な形状に成形することは容易ではない。また、ブランク材では、例えば、重なり部にトリム加工すなわち仕上げ加工を施すこと、およびピアス加工すなわち穴明け加工を施すこと等は容易ではなく、加工個所の周辺部にクラックが生じる虞がある。このため、この種のブランク材では、複雑な形状に成形することができる個所、およびトリム加工、ピアス加工等を施すことができる個所も自ずと制限される。
【０００４】
さらに、このブランク材では、二枚の金属帯が面で重ねられて構成されているので、強度を必要とする領域外でも重ねられることになり、必要以上に重量が増加するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、加工個所の自由度を与え、重量増加を極力抑え、所望の剛性を付与することができるブランク材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、本発明に係るブランク材は、鋼板の表面に鋼線を溶接した構成としていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るブランク材によれば、鋼線を表面に溶接して鋼板を補強しているため、従来のブランク材のように二枚の金属帯が重ねられた面で補強接合されていることとは異なり、線で当接することとなるので、大きな重量増加を招くことなく、しかも適切な部位に有効な剛性を付与することができる。また、面でなく線の補強部位となるので、これにかからない領域が拡がって、各種加工の自由度を増加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を図１ないし図１３に示した実施例に沿って詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明に係るブランク材１０の一実施例を示している。ブランク材１０は、鋼材料から形成された板状を呈する鋼板１１と、鋼材料から形成された線状を呈する鋼線１２とを備えている。この実施例１では、ブランク材１０には、三本の鋼線１２が互いに間隔を置いて鋼板１１の長手方向と平行に延在するように、溶接により鋼板１１の表面１１ａに連続的または断続的に密着するように固着されている。鋼板１１は、実施例１では、矩形の板状を呈しているが、ブランク材１０が適用される製品に応じて適宜かたどられた板状であっても良い。鋼線１２は、実施例１では、断面が矩形状（図３参照。）を呈しており、９８０Ｍｐａの高張力鋼からなる高強度鋼線である。しかしながら、鋼線１２は、鋼板１１を補強することができればよく、ブランク材１０が適用される製品、あるいはその補強程度に応じて材料や強度を適宜選択することができる。
【００１０】
次に、図２、図３を用いて、ブランク材１０の製造方法について説明する。
【００１１】
三本の鋼線１２を鋼板１１に固着するために、図２に模式的に示すシーム溶接用の装置２０が用いられる。シーム溶接装置２０は、離間して平行に設けられた送り軸２１と巻き取り軸２２とを備える。送り軸２１と巻き取り軸２２との間には、両軸２１、２２と平行な二本の棒状ローラ２３、および両軸２１、２２と平行な軸線上で互いに離間する三対のローラ電極２４、２５がそれぞれ軸支（図示せず。）されて設けられている。ローラ電極２４には、図３に示すように、その外周面２４ａに鋼線１２の受け入れを可能とする溝２４ｂが形成されている。
【００１２】
送り軸２１には、図２に示すように、鋼材料からなる帯状の鋼板１１が巻き取られて形成された送りコイル２６が装着されている。鋼板１１は、その先端が送りコイル２６から引き出され、図示しないコイルから引き出された三本の鋼線１２をそれぞれ表面１１ａに配置した状態で、両棒状ローラ２３の間に挟まれるように送り込まれ、さらに各溝２４ｂに各鋼線１２が係合するように（図３参照。）三対のローラ電極２４、２５間を通過させられ、巻き取り軸２２に装着され、巻き取られるようになっている。
【００１３】
シーム溶接装置２０は、各鋼線１２を鋼板１１の表面１１ａに固着するために、両ローラ電極２４、２５で重ねられている鋼板１１と各鋼線１２とに加圧力を作用させ、両ローラ電極２４、２５を回転させて鋼板１１と各鋼線１２とを送りながら、両者の間に断続的に電流を流している。鋼板１１と各鋼線１２と間に電流が流れると、その当接個所が金属抵抗と接触抵抗とに基づいて発熱し、この当接個所が溶融し、ここに加圧力が作用することにより、鋼板１１と各鋼線１２とは溶接される。この溶接個所は、両ローラ電極２４、２５の回転速度による送り量と、両ローラ電極２４、２５による断続的な通電の周期とが相対的に調整されることにより連続的または断続的に形成される。これにより、各鋼線１２は、鋼板１１の表面１１ａに連続的または断続的に密着する溶接がなされ、シーム溶接される。
【００１４】
この各鋼線１２が固着された鋼板１１は、巻き取り軸２２に巻き取られて結合体コイル２７とされる。結合体コイル２７では、各鋼線１２によって鋼板１１の表面１１ａに凸部が生じるので、従来から良く知られているように、この段差を吸収するための挿入部材（図示せず。）を介在させて巻き取られている。この結合体コイル２７から、所望の長さに、例えば、後述する車体３０を構成する部品に応じた長さに鋼板１１を切断することにより、種々のブランク材１０が製造される。
【００１５】
図４は、自動車の外形および車室を規定する車体３０の一部を模式的に表している。
【００１６】
ブランク材１０は、実施例１では、図示しないドアを取り付けるために車体３０の側方に設けられる両開口３１、３２を区画するように延在するセンターピラー３３を補強するピラーレインフォース３４に適用される。
【００１７】
図５は、センターピラー３３の近傍の拡大図であり、図６は、図５のII−IIに沿った断面図である。センターピラー３３は、図６に示すように、車体３０における外方側に位置し外板を構成するアウターセンターピラー３３ａと、アウターセンターピラー３３ａの車室側に位置し内板を構成するインナーセンターピラー３３ｂとが伸長方向に沿った両端部で互いに接合され、アウター・インナーセンターピラー３３ａ、３３ｂの間に形成された空間でアウターセンターピラー３３ａの車室側にピラーレインフォース３４が組み付けられて構成されている。ピラーレインフォース３４は、アウターセンターピラー３３ａと略同形の断面となるように複数の屈曲部３４ａを有し、アウター・インナーセンターピラー３３ａ、３３ｂの間に形成された空間でアウターセンターピラー３３ａに沿って延在し、アウターセンターピラー３３ａを補強するためにスポット溶接等によりアウターセンターピラー３３ａに接合されている。この接合された状態においてピラーレインフォース３４は、各鋼線１２がインナーセンターピラー３３ｂと対向する面でピラーレインフォース３４の長手方向に沿って延在するように、ブランク材１０から、例えばプレス加工により成形されている。
【００１８】
車体３０では、例えば、その側方すなわち図中に矢印Ａで示す方向から衝突され、センターピラー３３が車室内方向に曲げられる力が作用すると、アウターセンターピラー３３ａおよびピラーレインフォース３４にも同様の曲げ変形を生じさせる力が作用する。しかしながら、ピラーレインフォース３４には、引き伸ばす方向に対して大きな抵抗を示す各鋼線１２がインナーセンターピラー３３ｂと対向する面に固着されているので、ピラーレインフォース３４が容易に曲げ変形することはない。このため、ブランク材１０から成形されたピラーレインフォース３４は、各鋼線１２により矢印Ａで示す方向の力に対する曲げ剛性が高められている。
【００１９】
本実施例に係るブランク材１０では、各鋼線１２が溶接接合されることにより鋼板１１の剛性が予め高められており、プレス加工を施すだけで所望の剛性を有するピラーレインフォース３４に成形することができる。
【００２０】
また、ブランク材１０では、補強が必要な個所にのみ各鋼線１２が溶接され鋼板１１の剛性が高められているため、二枚の金属帯による部分的な重なり面で補強接合された従来のブランク材のように必要以上の広い領域に補強部位が設けられることはない。このため、従来のブランク材に比較して、然程の重量増加を招くことなく高い強度を得ることができる。
【００２１】
ブランク材１０では、鋼板１１における各鋼線１２により補強された補強部位にかからない領域、すなわち鋼板１１のみで構成される領域、すなわち曲げあるいは孔あけ等の加工を施すことが可能な領域が拡がるので、成形の自由度が高められている。
【００２２】
ブランク材１０では、鋼板１１の表面１１ａにおいて成形後のピラーレインフォース３４における屈曲部３４ａを除く領域に鋼板１１を補強する各鋼線１２を固着させることができる。このため、例え複数の屈曲部３４ａが連続して設けられるような複雑な形状の製品であっても、予め複数の屈曲部３４ａにかからない領域に鋼線１２が固着されたブランク材１０を用いることで容易に成形することができる。
【００２３】
図１に示すようなブランク材１０を用いて図６に示すピラーレインフォース３４に成形したとき、図中に矢印Ａで示した方向の力がピラーレインフォース３４に作用しても、矢印Ａの方向に略直交するように設けられた各鋼線１２が鋼板１１の曲げ変形を抑制する方向に働くので、ピラーレインフォース３４は容易に変形することはなく、センターピラー３３自体の剛性も高められている。
【００２４】
したがって、本実施例に係るブランク材１０によれば、加工個所の自由度を与え、重量増加を極力抑え、所望の剛性を付与することができる。
【実施例２】
【００２５】
次に、実施例２について説明する。実施例２は、実施例１と同様の製造方法で製造され同様の構成を有するブランク材１０が、図４に示すように、車体３０の側方に設けられた両開口３１、３２の下方に設けられるシル３５を補強するシルレインフォース３６に適用された例である。  実施例２のブランク材１０は、その製造方法および構成は実施例１と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
シル３５は、図４のIII−III線に沿って得られた断面図である図７に示すように、車体３０における外方側に位置し外板を構成するアウターシル３５ａと、内板を構成するインナーシル３５ｂとが伸長方向に沿った両端部で互いに接合され、アウター・インナーシル３５ａ、３５ｂの間に形成された空間でアウターシル３５ａの車室側にシルレインフォース３６が組み付けられて構成されている。シルレインフォース３６は、アウターシル３５ａの形状に対応するように複数の屈曲部３６ａを有し、アウター・インナーシル３５ａ、３５ｂの間に形成された空間でアウターシル３５ａに沿って延在し、アウターシル３５ａを補強するためにスポット溶接等により接合されている。この接合された状態においてシルレインフォース３６は、各鋼線１２がインナーシル３５ｂと対向する面でシルレインフォース３６の長手方向に沿って延在するように、ブランク材１０から、例えばプレス加工により成形されている。
【００２７】
車体３０では、例えば、その側方すなわち図中に矢印Ｂで示す方向から衝突され、シル３５に矢印Ｂの方向から外力が作用すると、アウターシル３５ａおよびインナーシル３５ｂにも曲げ変形を生じさせる力が作用する。しかしながら、シルレインフォース３６には、引き伸ばし方向に対して大きな抵抗を示す各鋼線１２がインナーシル３５ｂと対向する面に固着されているので、シルレインフォース３６が容易に曲げ変形することはなく、シル３５自体の剛性も高められている。
【００２８】
実施例２に係るブランク材１０では、鋼板１１の表面１１ａにおいて成形後のシルレインフォース３６における複数の屈曲部３６ａにかからない領域に鋼板１１を補強する各鋼線１２が固着されているので、複数の屈曲部３６ａを有するシルレインフォース３６に適用するための成形が容易となり、確実に所望の形状を得ることができる。
【００２９】
したがって、実施例２に係るブランク材１０では、実施例１のブランク材１０と同様に、加工個所の自由度を与え、然程の重量増加を惹起することなく有効な剛性を付与することができる。
【００３０】
なお、上記した両実施例では、ブランク材１０の各鋼線１２は、鋼板１１の伸長方向に平行に延在するように表面１１ａに固着されていたが、図９に示すように、例えば、二本の鋼線１２を鋼板１１の幅方向で見た位置が変位するように表面１１ａに固着させることができる。このようなブランク材１０は、重ねられた鋼板１１と二本の鋼線１２とをシーム溶接装置２０の二対の両ローラ電極２４、２５の間を通過させるとき、二対の両ローラ電極２４の溝２４ｂにそれぞれ鋼線１２を係合させ且つ二対の両ローラ電極２４、２５の互いの対向関係を維持した状態で、両ローラ電極２４、２５を鋼板１１の幅方向に沿ってそれぞれ変位させると、溝２４ｂのガイド作用により、表面１１ａにおいて所望の位置に変位しながら延在するように両鋼線１２がシーム溶接され、製造される。表面１１ａにおける鋼線１２の延在位置は、両ローラ電極２４、２５の回転速度による送り量と両ローラ電極２４、２５の変位速度とにより調整することができる。両ローラ電極２４、２５を表面１１ａ上で所望の位置に変位させるとき、この変位量に対応するように鋼線１１の伸長方向に対する両ローラ電極２４、２５の向きを変化させると、溝２４ｂのガイド作用により各鋼線１２の伸長方向を変化させることができ、各鋼線１２を所望の位置へと変位させることが容易となる。このようなブランク材１０は、図１０に示すように、例えば、実施例１と同様にアウターセンターピラー３３ａ（図６参照。）を補強するピラーレインフォース４４が加工される部位を避けて所望の強度を有するように各鋼線１２の延在位置を所望の位置へと変位させたいときに用いられる。なお、図９に示すようなブランク材１０を製造するためには、シーム溶接するときに鋼板１１と両ローラ電極２４、２５が鋼板１１の幅方向に沿って相対的に移動すればよいので、例えば、シーム溶接装置２０において、両ローラ電極２４、２５を固定し、鋼線１１の伸長方向を変化させるために送り軸２１および巻き取り軸２２を移動させてもよい。
【００３１】
上記した両実施例では、鋼板１１を補強するためにその表面１１ａにシーム溶接された鋼線１２はその断面が矩形を呈するように形成されていたが、図１１（ｂ）に示すように、断面を円形とすることもできる。断面が円形の鋼線１２は、断面が矩形状の鋼線１２と比較して可撓性が高まるので、図１１（ａ）に示すような鋼線１２が表面１１ａにおいて所望の位置に変位しながら延在するブランク材１０´を容易に製造することができる。
【００３２】
上記した両実施例では、ブランク材１０は、鋼板１１を補強するための鋼線１２が、成形後の製品３４（図５参照。）、３６（図８参照。）の長手方向に沿って延在するように成形されていたが、これと異なる方向に延在するように成形された例を図１２に示す。これによれば、ブランク材１０を用いて各鋼線１２が製品の長手方向に直交し、加工部位にかからないように固着されたピラーレインフォース５４を成形することができる。ピラーレインフォース５４は、ブランク材１０がセンターピラー３３（図６参照。）の一部に適用された例を示しており、外壁部分５４ａ、および外壁部分５４ａの両端から車室側へ向けて立ち上がる一対の側壁部分５４ｂ、５４ｃを有し、各鋼線１２が両側壁部分５４ｂ、５４ｃの内側の面に車幅方向に沿って延在するように、固着されている。図１２において矢印Ｃで示す方向（車両側方）からの力がセンターピラー３３（図６参照。）に作用すると、センターピラー３３を構成するアウターセンターピラー３３ａ、ピラーレインフォース５４およびインナーセンターピラー３３ｂが車室側に変位しようとする。しかしながら、縮める方向に対して容易に変形することのない各鋼線１２が矢印Ｃの方向に略平行となるように両側壁部分５４ｂ、５４ｃに固着されているので、ピラーレインフォース５４では矢印Ｃ方向に沿って両側壁部分５４ｂ、５４ｃが容易に押しつぶされるように変形することはなく、センターピラー３３自体の剛性も高められている。また、ピラーレインフォース５４では、両側壁部分５４ｂ、５４ｃが押しつぶされることが抑止されればよいので、各鋼線１２は両側壁部分５４ｂ、５４ｃの外側の面で延在していてもよい。
【００３３】
上記した両実施例では、ブランク材１０から成形された車体３０（図４参照。）の製品３４（図５参照。）、３６（図８参照。）には、ピアス加工は施されていなかったが、例えば、実施例１と同様のピラーレインフォース６４を表す図１３に示すように、ピアス加工を施してヒンジ取付孔としての開口部６４ａを設けることができる。ピラーレインフォース６４に適用する場合、ブランク材１０には、鋼板１１を補強する鋼線１２を成形後のピラーレインフォース６４における開口部６４ａにかからない領域で固着させておくので、開口部６４ａを形成するピアス加工が鋼線１２により妨げられることはない。
【００３４】
上記した両実施例には、ブランク材１０が車体３０（図４参照。）のセンターピラー３３を補強するピラーレインフォース３４およびシル３５を補強するシルレインフォース３６に適用された例を示したが、車体３０を構成する他の部品に適用することができる。また、ブランク材１０は、上記した例以外の製品に適用するものであってもよく、車体３０を構成する部品以外の製品にも適用することができる。
【００３５】
上記した両実施例のブランク材１０では、鋼線１２は、連続的にまたは断続的に密着するように鋼板１１の表面１１ａに溶接されていたが、特に鋼線１２が連続的に密着するように鋼板１１の表面１１ａに溶接されていると、ブランク材１０における剛性すなわち鋼線１２による鋼板１１への補強効果が高まることから、連続的に密着するようにシーム溶接することが望ましい。
【００３６】
上記した例のブランク材１０では、鋼線１２が二本、三本または六本設けられていたが、鋼線１２の本数は適用される製品に応じて適宜変更することができ、上記した例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るブランク材を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るブランク材の製造に用いられるシーム溶接装置を模式的に示した斜視図である。
【図３】図２に示したI−I線に沿って得られた断面図である。
【図４】自動車の外形および車室を規定する車体の一部を模式的に示した斜視図である。
【図５】図４におけるセンターピラーの近傍を示す部分拡大図である。
【図６】図５に示したII−II線に沿って得られた断面図である。
【図７】図４に示したIII−III線に沿って得られた断面図である。
【図８】図４に示したシルレインフォースを示す斜視図である。
【図９】本発明に係るブランク材において鋼板の幅方向に変位するように各鋼線が溶接された例を示す斜視図である。
【図１０】図９に示されたブランク材を図４と同様にセンターピラーレインフォースに適用した例を示す部分拡大図である。
【図１１（ａ）】鋼板の幅方向に変位するように円形断面に形成された鋼線が溶接された例を示すブランク材の斜視図である。
【図１１（ｂ）】図１１（ａ）に示したIV−IV線に沿って得られた断面図である。
【図１２】鋼線が車幅方向に沿って固着されたセンターピラーレインフォースに適用した例を示す部分斜視図である。
【図１３】成形後の加工部位にかからないように鋼線が固着されたブランク材が開口部を有するセンターピラーレインフォースに適用された例を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ブランク材
１１  鋼板
１１ａ  表面
１２  鋼線
２４  第一ローラ電極
２５  第二ローラ電極
３３  センターピラー
３４、４４、５４、６４  （補強部材としての）センターピラーレインフォース
３５  シル
３６  （補強部材としての）シルレインフォース
【図１】
2006062460.tif 000003
【図２】
2006062460.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006062460.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006062460.tif 000011
【図１０】
2006062460.tif 000012
【図１１（ａ）】
2006062460.tif 000013
【図１１（ｂ）】
2006062460.tif 000014
【図１２】
2006062460.tif 000015
【図１３】
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