(57)【要約】【課題】突き合わせ溶接の不安定を解消し、さらにパイプの軸方向における急激な材質変化を解消することのできるテーラードチューブ及びその製造方法を提供する。【解決手段】材質と肉厚の一方又は両方が異なる複数種の鋼板をテーラード溶接してなるテーラードチューブであって、少なくとも２本のテーラード溶接線を有し、第１のテーラード溶接線４は管軸方向に斜めであり、第２のテーラード溶接線５は管軸方向に平行であり、前記２本のテーラード溶接線の終端はいずれも管端１１に位置してなることを特徴とするテーラードチューブ。その製造方法は、材質と肉厚の一方又は両方が異なる複数種の鋼板をテーラード溶接して第１のテーラード溶接線４を有する鋼管素材９とし、その後当該鋼管素材９をプレス及びロールベンドにより管状に成形し、突き合せ部１０を溶接して第２のテーラード溶接線５を有する鋼管とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材質と肉厚の一方又は両方が異なる複数種の鋼板をテーラード溶接してなるテーラードチューブであって、少なくとも２本のテーラード溶接線を有し、第１のテーラード溶接線は管軸方向に斜めであり、第２のテーラード溶接線は管軸方向に平行であり、前記２本のテーラード溶接線の終端はいずれも管端に位置してなることを特徴とするテーラードチューブ。
【請求項２】
材質と肉厚の一方又は両方が異なる複数種の鋼板をテーラード溶接して第１のテーラード溶接線を有する鋼管素材とし、その後当該鋼管素材をプレス及びロールベンドにより管状に成形し、突き合せ部を溶接して第２のテーラード溶接線を有する鋼管とすることを特徴とする請求項１に記載のテーラードチューブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材質と肉厚の一方又は両方が異なる複数種の鋼板をテーラード溶接してなるテーラードチューブ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テーラードブランクと呼ばれるプレス素材が知られている。複数の異なる板厚・材質および表面処理の有無の鋼板を溶接結合して一体化したプレス素材のことである。量産レベルでは、１９８０年代初頭に欧州（ドイツ）で適用が始められ、その後急速に全世界に実用化が進められている。素材形状がパイプになるとテーラードチューブと呼ばれる。
【０００３】
当初、テーラードブランクはプレス端材を接合して再利用するなど、素材の歩留まり向上や複数のプレス部品をスポット溶接する従来の製造工程からあらかじめ素材を溶接した後に一体成形することにより部品点数・溶接工数およびプレス金型数の削減など、主にコストの低減を目的として採用された。近年、これらに加えて地球環境保全および安全性強化に関する規制の厳格化により車体の軽量化と剛性向上が急がれ採用目的が変わりつつある。すなわち、最近は環境や安全性強化の面から、車体の軽量化、高剛性化を両立するため、テーラードブランクやテーラードチューブの適用が増えている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、高強度材を自動車用フロア部品に適用するに当たり、部品としての強度特性を十分満足し、高強度材の必要でない部分には低コストの軟質材料を配置することが可能な自動車用フロアパネルとして、自動車フロア部材用テーラードブランク材、その製造方法及びプレス成形方法が開示されている。
【０００５】
自動車車体を構成する部材のうちで例えばフロントサイドメンバーにおいて、部材の部位毎に要求される材質特性が異なるような部位において、部位毎に肉厚や材質の異なる素材を用い、素材と素材とをテーラード溶接したテーラードチューブが用いられ始めている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−０１９５１６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のテーラードチューブにおいて、図２（ａ）に示すように、肉厚や材質の異なる第１の素材２と第２の素材３とを溶接するテーラード溶接線６は、パイプの周方向に一致する。テーラードチューブ１の造管方法としては、まず鋼板段階で異なった素材同士のテーラード溶接を行い、次いで図２（ｂ）に示すようにテーラード溶接の完了した鋼板を曲げ加工して円筒形状とし、突き合せ部１０を溶接して鋼管とする。突き合わせ溶接線７はパイプの軸方向に一致する。
【０００８】
テーラードチューブを管状成形後に突き合わせ溶接時、突き合わせ溶接線７の一方の側は第１の素材２同士の溶接となり、他方の側は第２の素材３同士の溶接となる。第１の素材２と第２の素材３とは材質と肉厚の一方又は両方が異なるので、突き合わせ溶接線７の溶接の途中で材質や肉厚が変化することとなり、溶接が不安定となる。
【０００９】
テーラード溶接線はパイプの周方向に一致するので、テーラード溶接線６と突き合わせ溶接線７とは１点で十字接触することとなる。そして、パイプの軸方向ではテーラード溶接線６を境に材質が著しく変化するため、加工性が著しく劣るという問題が発生することとなる。
【００１０】
本発明は、突き合わせ溶接の不安定を解消し、さらにパイプの軸方向における急激な材質変化を解消することのできるテーラードチューブ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
（１）材質と肉厚の一方又は両方が異なる複数種の鋼板をテーラード溶接してなるテーラードチューブであって、少なくとも２本のテーラード溶接線を有し、第１のテーラード溶接線４は管軸方向に斜めであり、第２のテーラード溶接線５は管軸方向に平行であり、前記２本のテーラード溶接線の終端はいずれも管端１１に位置してなることを特徴とするテーラードチューブ。
（２）材質と肉厚の一方又は両方が異なる複数種の鋼板をテーラード溶接して第１のテーラード溶接線４を有する鋼管素材９とし、その後当該鋼管素材９をプレス及びロールベンドにより管状に成形し、突き合せ部１０を溶接して第２のテーラード溶接線５を有する鋼管とすることを特徴とする請求項１に記載のテーラードチューブの製造方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）（ｃ）に本発明のテーラードチューブを示す。図１（ｂ）（ｄ）はそれぞれ（ａ）（ｃ）を突き合わせ溶接線７で展開した展開図であると同時に造管前の素材９の形状図である。
【００１３】
従来のテーラードチューブは、図２（ａ）に示すように第１の素材２と第２の素材３とのテーラード溶接線６がパイプの周方向に向いており、図２（ｂ）に示す展開図ではテーラード溶接線６が管端１１と平行である。
【００１４】
本発明のテーラードチューブは、突き合わせ溶接線７もテーラード溶接線となるので、造管前の素材９の段階で溶接を行うテーラード溶接線を第１のテーラード溶接線４と呼び、突き合せ部１０を溶接した結果として形成されるテーラード溶接線を第２のテーラード溶接線５と呼ぶ。
【００１５】
図１（ｂ）（ｄ）に示すように、造管前の素材９の段階でテーラード溶接を行った結果として形成される第１のテーラード溶接線４のなす方向は、管端１１の方向とは斜めであり、同時に突き合せ部１０の方向とも斜めである。同時に、第１のテーラード溶接線４の終端はいずれも管端１１に位置している。図１（ｂ）の場合には第１のテーラード溶接線４の終端は管端１１と突き合せ部１０との交点に位置しており、図１（ｄ）の場合には第１のテーラード溶接線４の終端は管端１１と突き合せ部１０との交点から外れた管端１１の部分に位置している。
【００１６】
この結果として、図１（ｂ）（ｄ）に示す素材９を造管して突き合せ部１０を溶接すると、図１（ｂ）（ｄ）に示すように、突き合わせ溶接線７はその全長が第１の素材２と第２の素材３とをテーラード溶接して第２のテーラード溶接線５を形成することとなり、第２のテーラード溶接線は管軸方向に平行であり、また第１のテーラード溶接線４は管軸方向にも周方向にも斜めの方向に形成される。さらに、２本のテーラード溶接線（４、５）の終端はいずれも管端１１に位置することとなる。
【００１７】
図２に示す従来のテーラードチューブでは、管状成形後に突き合わせ溶接時、突き合わせ溶接線７の一方の側は第１の素材２同士の溶接となり、他方の側は第２の素材３同士の溶接となる。第１の素材２と第２の素材３とは材質と肉厚の一方又は両方が異なるので、突き合わせ溶接線７の溶接の途中で材質や肉厚が変化することとなり、溶接が不安定となっていた。これに対し、図１に示す本発明のテーラードチューブでは、突き合わせ溶接線７の全長が第２のテーラード溶接線５であって一定の溶接条件で溶接を完結することができるので、安定した溶接を行うことが可能である。
【００１８】
図２に示す従来のテーラードチューブでは、管軸方向においてテーラード溶接線６を境に急激に材質が変化するため、加工性が著しく劣るという問題があった。
【００１９】
本発明のテーラードチューブの製造方法について説明する。
【００２０】
まず、図１（ｂ）（ｄ）に示すように、第１の素材２と第２の素材３とをテーラード溶接し、第１のテーラード溶接線４を有する造管前の素材９を形成する。第１の素材２と第２の素材３の形状は、両者を溶接後の造管前の素材９が矩形となるように形成される。また、第１のテーラード溶接線４は、突き合せ部１０との方向が斜めであり、また管端１１の方向とも斜めである。同時に、第１のテーラード溶接線４の終端はいずれも管端１１に位置するように配置される。従来のテーラードチューブではテーラード溶接線６の終端がいずれも造管前素材９の突き合せ部１０に位置しており、この点で本発明のテーラードチューブと従来のテーラードチューブの製造方法が大きく異なる。
【００２１】
その後、造管前の素材９をプレス及びロールベンドにより管状に成形し、突き合せ部１０を溶接して突き合わせ溶接線７とし、図１（ａ）（ｃ）に示すようなテーラードチューブとする。突き合せ部１０においては第１の素材２と第２の素材３とが突き合わされるので、突き合わせ溶接線７の溶接方法にはテーラード溶接を採用し、突き合わせ溶接線７は第２のテーラード溶接線５となる。従来のテーラードチューブでは、突き合せ部１０を溶接するに際し、第１の素材２同士の溶接からスタートした場合には、途中から第２の素材３同士の溶接に急激に変化するため、溶接が不安定にならざるを得なかった。本発明のテーラードチューブでは、突き合わせ溶接線７の全長にわたって同じ溶接を継続すればいいので、溶接の安定性を大幅に改善することができる。
【００２２】
本発明のテーラードチューブを素材としてハイドロフォーム加工を行い、種々の形状の鋼部材とすることができる。
【００２３】
【実施例】
図１（ａ）に示す形状を有する本発明のテーラードチューブを採用した。第１の素材２として５９０ＭＰａ級の肉厚１．５ｍｍ材を採用し、第２の素材３として４００ＭＰａ級の肉厚２．０ｍｍ材を採用した。
【００２４】
造管前の素材９の形状は図１（ｂ）に示すとおりであり、管端１１の長さは１９９ｍｍ、突き合せ部１０の長さは１０００ｍｍである。第１のテーラード溶接線４の溶接方法はレーザー溶接とした。
【００２５】
その後、造管前の素材９をプレス及びロールベンドにより管状に成形し、突き合せ部１０をテーラード溶接して突き合わせ溶接線７（第２のテーラード溶接線５）とし、図１（ａ）に示すようなテーラードチューブ（直径６３．５ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、第１の素材２部分の肉厚１．５ｍｍ、第２の素材３部分の肉厚２．０ｍｍ）とした。第２のテーラード溶接線５の溶接方法は上記第１のテーラード溶接線４の溶接方法と同じである。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のテーラードチューブは、突き合わせ溶接線の全長が第２のテーラード溶接線であって一定の溶接条件で溶接を完結することができるので、安定した溶接を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のテーラードチューブを示す図であり、（ａ）（ｃ）は斜視図、（ｂ）（ｄ）はそれぞれ（ａ）（ｃ）を突き合わせ溶接線で展開した展開図であると同時に造管前の素材形状図である。
【図２】従来のテーラードチューブを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）を突き合わせ溶接線で展開した展開図であると同時に造管前の素材形状図である。
【符号の説明】
１  テーラードチューブ
２  第１の素材
３  第２の素材
４  第１のテーラード溶接線
５  第２のテーラード溶接線
６  テーラード溶接線
７  突き合わせ溶接線
９  造管前の素材
１０  突き合せ部
１１  管端
【図１】
2004314102.tif 000003
【図２】
2004314102.tif 000004