JP2002160020A

JP2002160020A - 自動車車体用接合金属帯およびその製造法

Info

Publication number: JP2002160020A
Application number: JP2000361260A
Authority: JP
Inventors: Masato Uchihara; 正人内原; Kiyoyuki Fukui; 清之福井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2002-06-04

Abstract

(57)【要約】【課題】例えばセンタピラーアウターやフロントサイ
ドメンバー等の自動車車体箱状構造材のプレス素材とな
るテーラードブランクを、安定して低コストで製造可能
な技術を提供する。【解決手段】２枚の鋼帯12a 、12b が幅方向に重ね合
わせて接合されてなり、幅方向について、２枚の鋼帯12
a 、12b のうちの一方の鋼帯12b により構成される第１
の非重なり部15と、２枚の鋼帯12a 、12b を接合すると
ともに第１の非重なり部15に連続する重なり部16と、２
枚の鋼帯12a 、12b のうちの一方の鋼帯12b により構成
されるとともに重なり部16に連続する第２の非重なり部
17とを備え、さらに重なり部16の少なくとも一部と、第
１の非重なり部15の少なくとも一部または第２の非重な
り部17の少なくとも一部とが互いに交差する平面をなす
ように成形されて使用されるテーラードブランク用鋼帯
10である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車車体用接合
金属帯およびその製造法に関し、具体的には、自動車の
例えばボディやシャシー等を構成するプレス成形部品と
して利用される一体化成形用ブランク（テーラードブラ
ンク）およびその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、所定の形状に切断された一枚
の金属板を素材（「ブランク」と呼ばれる）としてプレ
ス成形を行うことによりプレス加工品を製造し、次いで
このプレス加工品を溶接や接着等の適宜手段で組み立て
ることにより所望の自動車車体構成部品を組み立ててい
た。これに対し、近年、何枚かのブランクを突き合わせ
溶接によって接合して１枚のブランク（「テーラードブ
ランク」と呼ばれる）とし、このテーラードブランクに
プレス成形を行うことによりプレス加工品を製造する技
術が普及している。

【０００３】このテーラードブランクを圧延素材として
プレス加工品を製造すると、以下に述べる多数の利益
(i) 〜(iv)が得られる。 (i) 通常のブランクを用いる場合には廃却処理されてい
た小型の鋼板を、溶接によってつなぎ合わせて大型のブ
ランクとして使用可能であるため、廃却品の有効利用を
図れる。

【０００４】(ii)各種の自動車車体構成部品、とりわけ
相応の強度や剛性を要求される例えばセンタピラーアウ
ターやフロントサイドメンバー等の自動車車体構成部品
をプレス加工により製造しようとすると、プレス成形性
を充分に確保するためにこのプレス加工品に不可避的に
発生する強度不足を補うために、その外部や内部の一部
に部分的に各種補強部材 (レインフォース) を配置して
おり、製造コストの上昇は否めなかった。しかし、テー
ラードブランクを用いて強度が必要な部位に高強度材ま
たは厚板材を用いることにより、この部位の強度を確保
できるとともに補強部材の使用量低減により製造コスト
を削減できる。

【０００５】(iii) テーラードブランクを用いて、強度
が必要な部位にだけ高張力鋼板を用い、また防錆性を高
めたい部位にだけ表面処理鋼板を用いることができるた
め、高張力鋼板や表面処理鋼板等といった高価な材料の
使用量を抑制できる。このため、自動車車体の材料費を
削減できるとともにその軽量化を促進できる。

【０００６】(iv)テーラードブランクを自動車車体の各
所に用いることにより、自動車車体各部毎の強度設定の
自由度を高めることができる。このため、自動車の衝突
時における安全上最適な車体変形を確実に達成でき、衝
突安全性に優れた自動車車体を実現できる。

【０００７】図９は、既に実用化されている突合わせ溶
接によるテーラードブランクの溶接方式を模式的に示す
説明図であって、図９(a) はレーザ溶接による場合を示
し、図９(b) はマッシュシーム溶接による場合を示す。

【０００８】図９(a) に示すレーザ溶接による場合は、
２枚の金属板２、３をそれぞれの長さ方向に突き合わ
せ、レーザビームにより溶接部４を形成しながら溶融溶
接する。一方、図９(b) に示すマッシュシーム溶接によ
る場合には、金属板２、３それぞれの端部同士を例えば
２mm程度それぞれの長さ方向に重ね合わせて、回転する
円盤状電極 (図示しない) により重ね合わせ部を加圧し
ながら通電加熱することにより、重ね合わせ部をつぶし
ながら溶接部４を形成して接合する。なお、マッシュシ
ーム溶接は、金属板２、３の端部同士を２mm程度重ねて
接合するものの、重ね合わせ部は溶接後には板厚方向に
潰されてならされることから、溶接の分類上は重ね合わ
せ溶接ではなく突き合わせ溶接に分類される。

【０００９】このように、テーラードブランクには、多
くの長所がある反面、以下に列記する短所もある。 (v) 従来、テーラードブランクは切り板のブランクを１
枚ずつ溶接して接合することによって製造されていたた
め、切り板の搬入や搬出等に要する時間が溶接に不可避
的に伴う時間的ロスとなるために、生産効率が悪い。

【００１０】(vi)レーザ溶接によりテーラードブランク
を製造するには、レーザビームを各ブランクの突き合わ
せ部に照射する必要が生じる。このため、溶接不良の発
生を防止するために、接合される各ブランクの端部の切
断精度と、レーザビームの狙い精度とをともに高める必
要があり、ブランクを切断する切断装置や溶接時の各ブ
ランクの位置決め装置に要する費用が嵩んでしまう。

【００１１】(vii) マッシュシーム溶接によりテーラー
ドブランクを製造する場合にも、レーザ溶接による場合
程ではないものの、各ブランクの端面精度が低いと重ね
代が一定にならずに溶接不良の原因となり易いため、接
合される各ブランクの端面精度がやはり要求される。。

【００１２】そこで、特開平１１−１０４７４９号公報
には、コイルからそれぞれ巻き戻した複数枚の鋼帯の幅
方向のエッジ部を長手方向に連続的に突き合わせた後に
突き合わせ溶接することによって、テーラードブランク
の生産効率を、切り板のブランクを１枚ずつ溶接して接
合する方法の生産効率に比較して、向上させた発明が開
示されている。

【００１３】また、文献(The Patchwork Technique For
Proper Material Placement on Panels : Industrial
Application on The New Peugeot 206. IBEC'98 Paper
No.982402 ）には、２枚の鋼板をそれぞれの長手方向に
突き合わせるのではなくて重ね合わせた後にこの重なり
面をスポット溶接してから所定のプレス加工品にプレス
成形することにより、高価な切断装置や位置決め装置を
用いなくとも、溶接不良の発生を防止し得る発明が開示
されている。

【００１４】しかし、特開平１１−１０４７４９号公報
により提案された発明においても、溶接不良の発生を防
止するために、接合される各コイルの端部の切断精度
と、レーザービームの狙い精度とをともに高める必要が
あり、設備費が嵩んでしまう。特に、コイルの溶接は切
り板の溶接に比較すると溶接長が格段に長くなるため、
コイルの幅方向の端部を全長について安定して連続溶接
することは難しい。

【００１５】また、文献(The Patchwork Technique For
Proper Material Placement on Panels : Industrial
Application on The New Peugeot 206. IBEC'98 Paper
No.982402 ）により開示された発明では、切り板のブラ
ンクを１枚ずつを重ね合わせて溶接するため、生産効率
が低い。

【００１６】そこで、本発明者らは、先に特開２０００
−１９７９６９号公報により、重ねられた２枚以上の金
属板が、重なった部分の輪郭線近傍で溶接によって結合
され、この輪郭線近傍の溶接部に対向する部分の近傍で
少なくとも１箇所溶接によって結合され、重ねられた金
属板の外側面の少なくとも１面に溶接に起因した溶接部
が存在しない一体化成形用ブランクを提案した。

【００１７】この提案にかかる発明により、切り板のブ
ランクを１枚ずつを重ね合わせて溶接するにもかかわら
ず、テーラードブランクを安価に製造することができ
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この提案にか
かる発明によっても、溶接素材となる切り板の搬入や搬
出等に要する時間を解消することはできず時間的ロスと
なるため、少なくともこの時間的ロスに相当する分だけ
は生産効率は低下は否めず、テーラードブランクの製造
コストの上昇は避けられなかった。

【００１９】本発明の目的は、各種の自動車車体構成部
材を安定してかつ低コストで製造することができる自動
車車体用接合金属帯およびその製造法を提供することで
あり、より具体的には、例えばセンタピラーアウター、
フロントサイドメンバー、フロントフロアー、リアフロ
アー、ラジコアアッパー、シルアウターさらにはルーフ
レールサイドアウター等の自動車車体構成部材であるプ
レス成形品のプレス素材として利用されるテーラードブ
ランクを、安定してかつ低コストで製造することができ
る技術を提供することである。

【００２０】さらに具体的には、本発明の目的は、従来
のテーラードブランクが有する長所、すなわち(i) 廃却
品有効利用が可能であること、(ii)自動車車体の各種補
強部材の使用量削減による製造コスト削減、(iii) 自動
車車体の材料費削減および軽量化促進、(iv)自動車車体
各部の強度設定の自由度向上をいずれも損なうことな
く、鋼板端面精度管理および溶接中の狙い位置管理基準
が緩く、不良率が小さく安定した溶接を高い生産性で実
現することがいずれも可能なテーラードブランクおよび
その製造法を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】最も広義には、本発明
は、少なくとも２枚の金属板がそれらの幅方向の一部で
重ね合わされた重なり部を備え、この重なり部で接合さ
れてなることを特徴とする自動車車体用接合金属帯であ
る。

【００２２】この自動車車体用接合金属帯においては、
幅方向について、２枚の金属板のうちの一方の金属板に
より構成されるとともに重なり部に連続する第１の非重
なり部を備え、さらに、第１の非重なり部の少なくとも
一部の面が、重なり部の少なくとも一部の面と交差する
ことが、例示される。

【００２３】この本発明にかかる自動車車体用接合金属
帯においては、２枚の金属板のうちの一方または他方の
金属板により構成されるとともに重なり部に連続する第
２の非重なり部を備え、さらに、第２の非重なり部の少
なくとも一部の面が、重なり部の少なくとも一部の面と
交差することが、例示される。

【００２４】この本発明にかかる自動車車体用接合金属
帯においては、第１の非重なり部の少なくとも一部の面
と、第２の非重なり部の少なくとも一部の面とが、重な
り部に対して同じ側に位置するとともに、第１の非重な
り部、重なり部および第２の非重なり部それぞれの幅方
向の長さの合計に対する重なり部の幅方向の長さの比
が、０．１以上０．９以下であることが、例示される。

【００２５】これらの本発明にかかる自動車車体用接合
金属帯においては、２枚の金属板が、重なり部におい
て、レーザ溶接、アーク溶接、シーム溶接、高周波誘導
加熱溶接、スポット溶接、圧延による固相接合、接着に
よる面接合または機械的接合により接合されることが、
望ましい。

【００２６】すなわち、本発明は、コイルから巻き戻さ
れた少なくとも２枚の金属帯をそれらの幅方向につい
て、２枚の金属帯のうちの一方の金属帯により構成され
る第１の非重なり部と、２枚の金属帯を接合するととも
に第１の非重なり部に連続する重なり部とが形成される
ように重ね合わせた後に重なり部を接合することによっ
て得られることを特徴とする自動車車体用接合金属帯で
ある。

【００２７】別の観点からは、本発明は、コイルから巻
き戻された少なくとも２枚の金属帯をそれらの幅方向に
ついて、２枚の金属帯のうちの一方の金属帯により構成
される第１の非重なり部と、２枚の金属帯を接合すると
ともに第１の非重なり部に連続する重なり部とが形成さ
れるように重ね合わせた後に重なり部を接合することを
特徴とする自動車車体用接合金属帯の製造法である。

【００２８】この本発明にかかる自動車車体用接合金属
帯の製造法では、重なり部を接合した後に、さらに、第
１の非重なり部の少なくとも一部の面が、重なり部の少
なくとも一部の面に対して交差するように成形すること
が例示される。

【００２９】この本発明にかかる自動車車体用接合金属
帯の製造法では、２枚の金属帯のうちの一方または他方
の金属帯により構成されるとともに重なり部に連続する
第２の非重なり部を備え、重なり部を接合した後に、第
２の非重なり部の少なくとも一部の面が重なり部の少な
くとも一部の面に対して交差するように成形することが
例示される。

【００３０】さらに、この本発明にかかる自動車車体用
接合金属帯の製造法では、第１の非重なり部の少なくと
も一部と、第２の非重なり部の少なくとも一部とが、重
なり部に対して同じ側に位置するように成形されて溝型
の断面形状をなすとともに、第１の非重なり部、重なり
部および第２の非重なり部それぞれの幅方向の長さの合
計に対する重なり部の幅方向の長さの比が、０．１以上
０．９以下であることが望ましい。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説
明では、金属帯が鋼帯であるとともに、２枚の鋼帯を接
合してテーラードブランクの素材となる金属帯を製造す
る場合を例にとる。

【００３２】図１および図２は、いずれも、本実施の形
態においてテーラードブランク用鋼帯10を製造する状況
を模式的に示すとともにテーラードブランク用鋼帯10の
横断面形状を示す説明図である。すなわち、図１は狭幅
および広幅の２枚のスリットコイル11a 、11b から巻き
戻した鋼帯12a 、12b を用いてレーザー溶接により重ね
溶接する場合であり、図２は略同じ幅の２枚のスリット
コイル13a 、13b から巻き戻した鋼帯14a 、14b を用い
てシーム溶接により重ね溶接する場合である。

【００３３】すなわち、本実施の形態では、スリットコ
イル11a 、11b またはスリットコイル13a 、13b を図１
または図２に示すように巻き戻し方向（図１、図２にお
ける矢印方向）へ並設しておき、スリットコイル11a 、
11b またはスリットコイル13a 、13b から巻き戻された
２枚の鋼帯12a 、12b または鋼帯14a 、14b をそれらの
幅方向について重ね合わせる。なお、本実施の形態にお
ける鋼帯12a 、12b または鋼帯14a 、14b は、長手方向
から複数のテーラードブランクを切断して採取すること
ができる長さを有する鋼帯である。

【００３４】図１に示す場合には、鋼帯12b の幅方向の
略中央に鋼帯12a が位置するようにして、鋼帯12a 、12
b をそれらの幅方向について重ね合わせる。一方、図２
に示す場合には、互いの一方の端部側が重なり合うよう
にして、鋼帯14a 、14b をそれらの幅方向について重ね
合わせる。

【００３５】これにより、スリットコイル11b またはス
リットコイル13b を通過した時点では、図１に示す場合
には、２枚の鋼帯12a 、12b のうちの一方の鋼帯12b に
より構成される第１の非重なり部15 (図１の断面図にお
ける左右方向長さ：A)と、２枚の鋼帯12a 、12b を接合
するとともに第１の非重なり部15に連続する重なり部16
(図１の断面図における左右方向長さ：B)と、２枚の鋼
帯12a 、12b のうちの一方の鋼帯12b により構成される
とともに重なり部16に連続する第２の非重なり部17 (図
１の断面図における左右方向長さ：C)とが形成されるよ
うに重ね合わせる。

【００３６】一方、図２に示す場合には、２枚の鋼帯14
a 、14b のうちの一方の鋼帯14b により構成される第１
の非重なり部19 (図２の断面図における左右方向長さ：
A)と、２枚の鋼帯14a 、14b を接合するとともに第１の
非重なり部19に連続する重なり部20 (図２の断面図にお
ける左右方向長さ：B)と、２枚の鋼帯14a 、14b のうち
の他方の鋼帯14a により構成されるとともに重なり部20
に連続する第２の非重なり部21 (図１の断面図における
左右方向長さ：C)とが形成されるように重ね合わせる。

【００３７】この場合に、第１の非重なり部15、重なり
部16および第２の非重なり部17それぞれの幅方向 (図１
の断面図における左右方向) の長さA 、B 、C の合計
（A ＋B ＋C ）に対する重なり部16、20の幅方向の長さ
B の比｛B ／（A ＋B ＋C ）｝が０．１以上０．９以下
であるように、重ね合わせる。

【００３８】そして、この後に、重なり部16をレーザ溶
接機22ａを用いて接合し、重なり部20をシーム溶接機22
b を用いて接合する。レーザ溶接機22ａおよびシーム溶
接機22b は、いずれも、周知慣用なものを用いればよ
い。この接合は、図１に示す場合には鋼帯12a の幅方向
の両端部近傍をレーザ溶接により、一方、図２に示す場
合には鋼帯14a 、14b それぞれの端部近傍をシーム溶接
によりそれぞれ行われ、これにより、自動車車体接合金
属帯であるテーラードブランク用鋼帯10が製造される。

【００３９】なお、本実施の形態とは異なり、重なり部
16、20を、例えば、アーク溶接、高周波誘導加熱溶接、
スポット溶接、圧延による固相接合、接着による面接合
または例えばかしめ等の機械的接合によって接合しても
よい。重なり部16、20は、レーザ溶接、シーム溶接、ア
ーク溶接、高周波誘導加熱溶接またはスポット溶接によ
り接合される場合には、鋼帯12a 、12b または鋼帯14a
、14b の幅方向へ部分的に接合され、圧延による固相
接合または接着による面接合の場合には幅方向へ全面で
接合され、さらに、機械的接合による場合にはその接合
形態に応じて幅方向へ部分的または全面的に接合され
る。しかし、重なり部16、20の全面を接合することは、
重なり部16、20の一部を接合することに比較すると難し
く、また、重なり部16、20の全面を接合していなくとも
製品としての機能を充分に満足することができる。この
ため、重なり部16、20の一部を接合することとしてもよ
い。

【００４０】また、重なり部16、20は、レーザ溶接、シ
ーム溶接、アーク溶接、高周波誘導加熱溶接、固相接合
または接着による面接合等による場合には鋼帯12a 、12
b または鋼帯14a 、14b の長手方向に連続して溶接さ
れ、スポット溶接による場合には鋼帯12a 、12b または
鋼帯14a 、14b の長手方向に不連続で点溶接され、機械
的接合による場合には接合形態に応じて連続または不連
続で接合される。

【００４１】また、溶接施工コストを勘案すると、図３
に模式的に示すように、スポット溶接による点溶接によ
り鋼帯12a 、12b または鋼帯14a 、14b を接合すること
が望ましい。一方、重なり部16、20の強度の信頼性を高
めるためには、鋼帯12a 、12b または鋼帯14a 、14b の
長手方向へ線溶接により連続して溶接することが、最も
望ましい。

【００４２】なお、レーザ溶接やアーク溶接のような溶
融溶接による連続線溶接では、溶接位置は図４(a) に示
す重ね合わせ部16の端部を狙ったすみ肉溶接でもよく、
または図４(b) に示す重ね合わせ溶接でもよい。しか
し、従来の突き合わせ方式のテーラードブランクと同等
な耐食性を有するテーラードブランクを製造するには、
重ね合わせ溶接よりもすみ肉溶接が好ましい。重ね合わ
せ部16のエッジが露出すると、自動車車体の電着塗装時
にこのエッジへの電着塗料のつきまわり性が悪化して耐
食性に悪影響をおよぼすおそれがあるからである。

【００４３】また、線溶接を行う場合、溶接線数は特に
限定しないが、少なくとも対向する２本の溶接線を有す
ることが接合強度を充分に維持するためには望ましい。
複数の箇所を線溶接する場合は、コイルから巻き戻した
後、２カ所以上同時に溶接してもよく、１カ所溶接後コ
イルに巻き取って、その後、あらためて巻き戻して溶接
することとしてもよい。

【００４４】また、溶融溶接を行う場合には、溶け込み
が裏面まで貫通する貫通溶接または裏面まで貫通しない
非貫通溶接のいずれの溶接法であってもよい。自動車ボ
ディの外装面のように、溶接部の存在が外観品質の低下
に直結する部材に、本実施の形態のテーラードブランク
用鋼帯10を適用するには、非貫通溶接であって裏面側を
外装面に用いることが好ましい。

【００４５】そして、その後、再びコイル18に巻き取ら
れて製品とされる。なお、本実施の形態は溶接後にコイ
ル18に一旦巻き取った場合を示すが、コイル18には巻き
取らずに、溶接後に引き続いて例えばシャー切断やレー
ザ切断を行って、所望のテーラードブランクとしてもよ
い。

【００４６】このように、図１および図２に示す本実施
の形態は、いずれも、鋼帯12a 、12b または鋼帯14a 、
14b をコイル状態から巻き戻しながら重ね合わせた後に
接合することにより、部分的に重なり部を有する接合鋼
板10を得ることができるものである。すなわち、本実施
の形態の特徴として、切り板に切断する前の鋼帯の状態
でレーザ溶接またはシーム溶接を行うこと、および突き
合わせ溶接ではなく重ね合わせ溶接を行うことの２点
が、従来のテーラードブランクの製造技術と大きく異な
る点である。

【００４７】また、本実施の形態によれば、コイル11a
、13a を切断せずに重ね合わせ後に引き続いて連続し
て溶接が行われるため、切り板 (ブランク) を接合する
ことによる従来のテーラードブランクの製造時に溶接の
時間的ロスとなっていた、切り板の搬入や搬出等に要す
る時間を解消でき、高い生産効率が得られる。

【００４８】また、本実施の形態によれば、突き合わせ
溶接ではなく重ね合わせ溶接を用いるため、従来の突き
合わせ溶接に比較して、高い端面精度や開先管理等が不
要である。また、溶接部の狙い位置の精度も低くてよ
い。このため、本実施の形態のテーラードブランク用鋼
帯10は、簡便な装置によっても確実に製造することが可
能であり、また、溶接不良の発生率も著しく低下する。

【００４９】このようにして、図１または図２に示す本
実施の形態により、２枚の鋼帯12a、12b または鋼帯14a
、14b をそれらの幅方向に重ね合わせて接合されてな
る自動車車体用接合金属帯であるテーラードブランク用
鋼帯10が製造される。

【００５０】図１に示すテーラードブランク用鋼帯10
は、その幅方向について、鋼帯12a 、12b のうちの一方
の鋼帯12b により構成される第１の非重なり部15と、２
枚の鋼帯12a 、12b をその全部または一部で接合すると
ともに第１の非重なり部15に連続する重なり部16と、２
枚の鋼帯12a 、12b のうちの一方の鋼帯12b により構成
されるとともに重なり部16に連続する第２の非重なり部
17とを備える。

【００５１】一方、図２に示すテーラードブランク用鋼
帯10は、その幅方向について、鋼帯14a 、14b のうちの
一方の鋼帯14b により構成される第１の非重なり部19
と、鋼帯14a 、14b を接合するとともに第１の非重なり
部19に連続する重なり部20と、鋼帯14a 、14b のうちの
他方の鋼帯14a により構成されるとともに重なり部20に
連続する第２の非重なり部21とを備える。

【００５２】また、図１または図２に示すテーラードブ
ランク用鋼帯10は、いずれも、第１の非重なり部15また
は19、重なり部16または20、および第２の非重なり部17
または21それぞれの幅方向の長さA 、B 、C の合計（A
＋B ＋C ）に対する重なり部16または20の幅方向の長さ
B の比｛B ／（A ＋B ＋C ）｝が０．１以上０．９以下
である。すなわち、比｛B ／（A ＋B ＋C ）｝が０．１
未満であると製品全体における板厚の厚い部分が少な過
ぎ、自動車車体用接合金属板として要求される機械特性
を満足できなくなるおそれがあり、一方、0.９超である
と殆ど全面同士が重ね合わされていることになり、自動
車車体用接合金属板として要求されるコスト低減を図る
ことができなくなるからである。

【００５３】このため、図１または図２に示すテーラー
ドブランク用鋼帯10は、重なり部16または20の少なくと
も一部と、第１の非重なり部15または19の少なくとも一
部および第２の非重なり部17または21の少なくとも一部
とが互いに交差する平面をなす箱状の横断面形状を有す
るようにしてプレス成形されて自動車車体用接合金属帯
として使用される。

【００５４】なお、プレス成形により折り曲がる位置
は、本実施の形態のように、第１の非重なり部15、19ま
たは第２の非重なり部17、21でもよく、また、重なり部
16、20でもよい。このように、本実施の形態では、図１
または図２に示すように、第１の非重なり部15、19およ
び第２の非重なり部17、21を、重なり部16、20に対して
同じ側に成形することにより、箱状のプレス成形品を製
造した場合を例にとっている。

【００５５】本実施の形態では、重なり部16、20は、第
１の非重なり部15、19や第２の非重なり部17、21に対し
て板厚が増加しているため、この重なり部16、20によ
り、テーラードブランクの剛性 (例えば強度、曲げ剛性
さらには捩じり剛性等) を大幅に高めることができると
ともに、テーラードブランクの剛性向上には余り寄与し
ない第１の非重なり部15、19や第２の非重なり部17、21
の強度上昇を抑制して、むしろ良好な成形性を充分に確
保することができる。

【００５６】このようにして、本実施の形態により、
(i) 廃却品有効利用が可能であること、(ii)自動車車体
の各種補強部材の使用量削減による製造コスト削減、(i
ii) 自動車車体の材料費削減および軽量化促進、(iv)自
動車車体各部の強度設定の自由度向上を損なうことな
く、鋼板端面精度管理および溶接中の狙い位置管理基準
が緩く、不良率が小さく安定した溶接を高い生産性で実
現することができる。

【００５７】このため、本実施の形態によれば、例えば
センタピラーアウター、フロントサイドメンバー、フロ
ントフロアー、リアフロアー、ラジコアアッパー、シル
アウターさらにはルーフレールサイドアウター等の箱状
のプレス成形部品のみならず、各種のレインフォース等
のオープン断面のプレス成形品の素材となる自動車車体
構成部材を安定してかつ低コストで製造することができ
る。

【００５８】なお、コイル状態から鋼帯を巻き戻し、複
数の鋼帯を接合して製造された製品として、クラッド鋼
板や樹脂サンドイッチ鋼板 (制振鋼板) 等が知られてい
るが、これらの鋼板は、複数の鋼帯がそれぞれの幅方向
の全面で重ね合わされており、一枚の鋼板の中で部分的
に強度や板厚を変更することを意図する本発明とは、２
枚の鋼板の接合位置において区別される。

【００５９】

【実施例】（実施例１）図２に示す装置を用いて、母材
規格：SPCC、板厚：0.7mm 、板幅：200mm のコイル14a
、14b を供試材として、図５に示すように鋼帯14a 、1
4b の重ね溶接を行った。コイルエッジはスリットエッ
ジである。鋼帯14a 、14b の重ね幅は100mm であり、片
方のエッジ部を炭酸ガスレーザですみ肉溶接を行った。
一方、比較例として、図６に示すように、図２に示す装
置におけるコイルの配置位置を変更して鋼帯14a 、14b
に突き合わせ溶接を行った。

【００６０】いずれの場合にも、溶接距離は20m であ
り、溶接条件は溶接速度（鋼帯送り速度）は5m/min、レ
ーザ出力は5kW とし、さらに焦点位置はワーク表面とし
た。そして、本発明例および比較例の双方について、目
視で溶接長20m のうちの健全部の長さを評価した。な
お、「健全部」とは、溶接部に分離、溶け落ち、穴あき
さらには狙い位置外れ等が発生しない部分を意味する。
結果を表１にまとめて示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】表１に示すように、本発明例である試験番
号１では20m 全域にわたり健全部が得られたのに対し、
比較例である試験番号２では全長の30％の領域しか健全
部が得られなかった。

【００６３】（実施例２）図１に示す装置を用いた本発
明法と、切り板を接合する比較法とのそれぞれの溶接能
率を比較した。

【００６４】比較例として既存のテーラードブランクの
量産設備を用いて、溶接長1000mmの突き合わせ方式の切
り板テーラードブランクを20ヶ（総溶接長20m ）作成
し、作成に要した時間を測定した。なお、比較例の溶接
条件は、レーザ出力は5kW とし、溶接速度は5m/minとし
た。結果を表２にまとめて示す。

【００６５】

【表２】

【００６６】本発明例は、表１における試験番号３であ
って、これは実施例１での溶接能率である。すなわち、
試験番号３では20m のテーラードブランクを製造するの
に４分間を要した。これに対し、試験番号４の比較例
は、ワークの交換の時間が必要な分だけ溶接能率が低
く、合計９分間、すなわち試験番号３の2.25倍の時間を
要した。

【００６７】（実施例３）本発明例および比較例につい
てテーラードブランクの成形性を調査した。実施例１で
作成した溶接コイルから、図７(a) に示す形状および寸
法を有するテストピースを無作為に100 ヶ採取し、球頭
張り出し試験を行った。球頭張り出し試験では、直径50
mm球頭パンチを用い、破断が生じるまで張り出し成形を
行い、破断位置を調べた。

【００６８】一方、比較例として図７(b) に示す1.4mm
厚のSPCCと0.7mm 厚のSPCCとをレーザ溶接にて突き合わ
せ溶接した試験片を100 ヶ採取し、同様の球頭張り出し
試験に供した。なお、比較例で用いた試験片は目視で穴
あきや未接合等の溶接欠陥が発生しておらず、溶接品質
が健全であると判断された試料である。結果を表３にま
とめて示す。

【００６９】

【表３】

【００７０】本発明例である試験番号５は100 ヶすべて
が母材破断し、良品歩留りは向上している。一方、比較
例である試験番号６では３ヶが溶接部破断し、良品歩留
まりが劣っている。

【００７１】図８は、試験番号６の試験片23の球頭張り
出し試験前の形状を示す説明図である。同図に示すよう
に、比較例の破断の原因は、破断した試験片23が図８に
示すように溶接部23a の厚さが相当薄くなっていたた
め、突き合わせ精度不良（突き合わせ時のギャップの存
在）に起因するものと考えられる。

【００７２】なお、母材部23b で破断する場合には、張
り出し部の高さは本発明例および比較例ともに同様であ
り、成形性に有意差は認められなかった。このため、本
発明例のテーラードブランクは、従来の突き合わせ方式
によるテーラードブランクと同等の成形性限界を有する
とともに、従来の突き合わせ方式によるテーラードブラ
ンクよりも高生産性かつ高歩留りで製造可能であること
が確認された。

【００７３】(変形形態)本発明で規定する条件を満足す
る限り、本発明は他の如何なる限定条件も不要であり、
例えばテーラードブランクとして要求される必要性能
(例えば生産性、成形性、疲労特性さらには耐食性等)
を満足するために各種の変形が可能である。

【００７４】また、実施の形態および各実施例の説明で
は、２枚の金属板がいずれも通常の鋼板である場合を例
にとった。しかし、金属板の材質や板厚等は何ら限定を
要さない。通常の鋼板以外に、例えば亜鉛めっき鋼板や
アルミニウム合金板等の各種の金属板を同様に用いるこ
とが可能である。また、実施の形態および各実施例の説
明のように２枚の金属板が同種材料である必要はなく、
例えば、通常の鋼板と高張力鋼板との組合せや、アルミ
ニウム合金板と鋼板との組合せ、さらにはアルミニウム
合金板および鋼板のクラッド材とアルミニウム合金板と
の組合せのように異種材料を接合することとしてもよ
い。このように、接合する金属板の種類を適宜選択する
ことにより、テーラードブランクのより一層の軽量化お
よび材料使用量削減を図ることができる。

【００７５】実施の形態および各実施例の説明では、２
枚の金属板同士を接合することとしたが、接合される金
属帯の数は２枚には限定されず、３枚以上であってもよ
い。この場合、３枚以上の金属板が重なり合うことで重
なり部を構成してもよく、または、２枚以上の金属板が
重なり合う重なり部が金属板の幅方向に離れた複数箇所
に配置されるようにしてもよい。

【００７６】実施の形態および各実施例の説明では、第
１の非重なり部および第２の非重なり部を、重なり部に
対して同じ側に曲げることにより、箱状のプレス成形品
を製造した場合を例にとった。しかし、本発明は、この
形態に限定されるものではなく、第１の非重なり部およ
び第２の非重なり部を、重なり部に対して互いに異なる
側に成形することにより、箱状のプレス成形品ではなく
オープン断面のプレス成形品を製造することとしてもよ
い。このようなオープン断面のプレス成形品であって
も、例えば各種のレインフォースといった自動車車体構
成部品が得られる。さらに、第１の非重なり部だけを重
なり部に対して異なる側に成形し、第２の非重なり部は
実質的に殆ど成形せずに用いてもよい。

【００７７】さらに、実施の形態および各実施例とは異
なり、２枚の金属板それぞれの端部を一致させた状態で
重ね合わせた後に接合することにより、一つの非重ね部
とこれに連続する重ね部とからなるテーラードブランク
用金属帯を製造することもできる。例えば各種のレイン
フォースといった自動車車体構成部品として使用するこ
とができる。

【００７８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
り、各種の自動車車体構成部材を安定してかつ低コスト
で製造することができる自動車車体用接合金属板および
その製造法を提供すること、より具体的には、例えばセ
ンタピラーアウター、フロントサイドメンバー、フロン
トフロアー、リアフロアー、ラジコアアッパー、シルア
ウターさらにはルーフレールサイドアウター等の箱状の
自動車車体構成部材であるプレス成形品のプレス素材と
して利用されるテーラードブランクを、安定してかつ低
コストで製造することができる技術を提供することが可
能となった。

【００７９】さらに具体的には、本発明により、従来の
テーラードブランクが有する長所、すなわち(i) 廃却品
有効利用が可能であること、(ii)自動車車体の各種補強
部材の使用量削減による製造コスト削減、(iii) 自動車
車体の材料費削減および軽量化促進、(iv)自動車車体各
部の強度設定の自由度向上を損なうことなく、鋼板端面
精度管理および溶接中の狙い位置管理基準が緩く、不良
率が小さく安定した溶接を高い生産性で実現することが
いずれも可能なテーラードブランクおよびその製造法を
提供することが可能となった。

【００８０】かかる効果を有する本発明の意義は、極め
て著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態においてテーラードブランク用鋼帯
を製造する状況を模式的に示す説明図であり、狭幅およ
び広幅の２枚のスリットコイルから巻き戻した鋼帯を用
いてレーザ溶接により重ね溶接する場合である。

【図２】実施の形態においてテーラードブランク用鋼帯
を製造する状況を模式的に示す説明図であり、略同じ幅
の２枚のスリットコイルから巻き戻した鋼帯を用いてシ
ーム溶接により重ね溶接する場合である。

【図３】スポット溶接による点溶接により鋼帯を接合す
る状況を模式的に示す説明図である。

【図４】図４(a) は、重ね合わせ部のエッジを狙ったす
み肉溶接を示し、図４(b) は、重ね合わせ溶接を示す。

【図５】実施例１において本発明例について行った溶接
の状況を示す説明図である。

【図６】実施例１において比較例について行った溶接の
状況を示す説明図である。

【図７】実施例３で行った球頭張り出し試験に供された
試験片の形状を示す説明図であり、図７(a) は本発明例
を、図７(b) は比較例をそれぞれ示す。

【図８】実施例３で行った球頭張り出し試験に供された
比較例の試験片の形状を示す説明図である。

【図９】既に実用化されている突合わせ溶接によるテー
ラードブランクの溶接方式を模式的に示す説明図であっ
て、図９(a) はレーザ溶接による場合を示し、図９(b)
はマッシュシーム溶接による場合を示す。

【符号の説明】

10 テーラードブランク用鋼帯 12a 、12b 鋼帯 15 第１の非重なり部 16 重なり部 17 第２の非重なり部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２３Ｋ 13/02 Ｂ２３Ｋ 13/02 26/00 ３１０ 26/00 ３１０Ｇ３１０Ｓ // Ｂ２３Ｋ 101:16 101:16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コイルから巻き戻された少なくとも２枚
の金属帯をそれらの幅方向について、前記２枚の金属帯
のうちの一方の金属帯により構成される第１の非重なり
部と、前記２枚の金属帯を接合するとともに前記第１の
非重なり部に連続する重なり部とが形成されるように重
ね合わせた後に前記重なり部を接合することによって得
られることを特徴とする自動車車体用接合金属帯。
【請求項２】コイルから巻き戻された少なくとも２枚
の金属帯をそれらの幅方向について、前記２枚の金属帯
のうちの一方の金属帯により構成される第１の非重なり
部と、前記２枚の金属帯を接合するとともに前記第１の
非重なり部に連続する重なり部とが形成されるように重
ね合わせた後に前記重なり部を接合することを特徴とす
る自動車車体用接合金属帯の製造法。
【請求項３】前記重なり部を接合した後に、さらに、
前記第１の非重なり部の少なくとも一部の面が、前記重
なり部の少なくとも一部の面に対して交差するように成
形することを特徴とする請求項２に記載された自動車車
体用接合金属帯の製造法。
【請求項４】前記２枚の金属帯のうちの一方または他
方の金属帯により構成されるとともに前記重なり部に連
続する第２の非重なり部を備え、前記重なり部を接合し
た後に、前記第２の非重なり部の少なくとも一部の面
が、前記重なり部の少なくとも一部の面に対して交差す
るように成形することを特徴とする請求項３に記載され
た自動車車体用接合金属帯の製造法。
【請求項５】前記第１の非重なり部の少なくとも一部
と、前記第２の非重なり部の少なくとも一部とは、前記
重なり部に対して同じ側に位置するように成形されて溝
型の断面形状をなすとともに、前記第１の非重なり部、
前記重なり部および前記第２の非重なり部それぞれの前
記幅方向の長さの合計に対する前記重なり部の前記幅方
向の長さの比は、０．１以上０．９以下であることを特
徴とする請求項４に記載された自動車車体用接合金属帯
の製造法。