JP6229189B2 - 一体型ロックストライカの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の包括的部分（前文）に係る一体型ロックストライカの製造方法、およびその方法に従って製造されたロックストライカに関する。

前述のロックストライカは、特に自動車ロックやロック機構において見られる。以下に、自動車ロックの適用部分を参照しながら本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

ロックストライカは通常、ベースプレートと、ロックボルトまたはロックストライカブラケットとも称されるロックブラケットとを備える。ベースプレートは、一般的に、例えばロックストライカを自動車の本体に固定できるように、開口部を例えば孔の形で含んでいる。ロックブラケットは、取り付られたとき、ロックブラケットがロックまたはロック機構と相互作用するように、中央開口部を含むような態様で形作られる。したがって、ロックストライカは、車両のフラップまたはドアを確実に閉鎖するために、自動車のドアまたはフラップが閉じた状態において、ロックの回転式ラッチまたは同様のものとの係合を保持することができる。

自動車ロックは、一般的に、回転式ラッチと少なくとも１つの爪部とを備えるロック機構を含み、そのロック機構を利用して回転式ラッチの開方向への回転を阻止することができる。

ロックストライカと回転式ラッチとの係合の結果として、ロックの施錠動作中だけでなく開錠動作中も、ロックストライカは常に高い応力を受ける。このことは、特に衝突が起こったとき、非常に重大な変形を引き起こす。

一体型ロックストライカは、通常、スタータ材料、すなわちブランク（「スタータブランク」とも称する）の冷間押し出しまたは冷間アップセットによる固体成形で製造される。独国特許出願公開第１０ ２００７ ０４１ ４７９号明細書（Ａ１）は、より優れた製品および改良された機械的特性を得るために、厚さの異なる断面を有する一体型部品の形で、自動車閉鎖システム用の一体型ロックストライカを開示している。

独国特許出願公開第１０ ２０１０ ０２４ ５１０号明細書（Ａ１）は、まず原料を剪断し、次に熱成形のために再結晶化温度より高い加工温度まで加熱し、その後、鍛造用ハンマーを用いた圧縮成形によってそれをロックストライカに成形する、ロックストライカの製造方法を開示している。

独国特許出願公開第１０ ２０１０ ０１１ ７１６号明細書（Ａ１）は、原料から冷間押し出しによりＴ字形状の半完成品を形成するロックストライカの製造方法を開示している。このロックストライカは、固体成形によって丸形の原料からＴ字形状の半完成品に成形することができる。そのＴ字形状の半完成品は次に、ベースプレート内の固定孔とロックブラケット内の開口部とを設けるために、例えば冷間打ち抜きによってさらに加工される。この方法は、ロックストライカの複雑な再加工を軽減するように設計されている。

未公開の独国特許出願第１０ ２０１０ ０５４ ３６９号明細書は、冷間押し出しによってＴ字形状の半完成品が形成され、続いて打ち抜きによって固定孔と開口部とが形成される、ロックストライカの製造方法を開示している。それに加えて、後縁部を設けるため、Ｔ字形状の半完成品の成形中に、ロックブラケットのレッグに材料ビードがベースプレートと平行に配設される。この後縁部は、まず第一に、衝突が起こったとき、自動車ロックが依然として確実に開錠されるように、ロックプレートの変形と引っ掛かりとを防ぐ働きをする。

プラスチック変形を基にした特定の硬さをもつスタータブランクの成形加工は、一般的にかなり大きな成形力を必要とし、またツールにかなり大きな圧力がかかるという問題と結び付いている。さらに、そのかなり大きな成形力を設けるためにプレスなどの大型の機械が必要になる。

以下に異なって詳述する点を除けば、前述の特徴は、個々にまたはいずれかの組み合わせで、下記の本発明の目的と併用することができる。

本発明の課題は、ロックストライカの製造をさらに発展させることである。

本発明の課題は、請求項１の特徴を有する方法により解決する。有利な実施形態は従属請求項に開示されている。

本発明の方法によれば、ロックストライカは、金属のスタータブランクから、冷間成形、特に冷間アップセットによって成形される。成形加工前のスタータブランクは実質的に直方体状または円筒状であり、ロックストライカがひずみ硬化されるような態様で形成される。

スタータブランクは、成形を通じて最終形状にごく近い形状を表すように形成されることが好ましい。こうして形成されたスタータブランクは、実質的に成形加工後のロックストライカの最終形状に相当する。ベースプレート内の孔、ロックブラケット内の孔などの開口部は、通常、必要に応じて、成形加工中または打ち抜きもしくは切断による後続の工程中に製造される。

重要な要素は、スタータブランクを、実質的に直方体状または円筒状のスタータブランクから一体型ロックストライカに成形して、目的にかなって、かつ製造も容易にできるロックストライカを体系的に形成することである。そのように製造されたロックストライカの極めて独特な応用特性をもたらすために、提案された方法を用いてロックストライカの機械的特性を具体的に設定することができる。ひずみ硬化とも称される冷間成形が、さらに大きな強度をもたらす。その結果、材料をスタータブランク用に使うことが可能になる。材料は、元の状態では強度がより低かったのが、冷間硬化により、ロックストライカに成形されると、スタータブランクとして高価な材料を用いる必要もなく、より高い応力に耐えることができる。

スタータブランクの特定の形状の結果として、冷間成形に必要な成形力を明確に軽減することができ、高いツールストレスが有利に最小限に抑えられる。製造に必要なプレスなどの機械も適切にサイズを縮小することができ、結果的に製造が最適化される。

ブランクは、冷間アップセットまたは冷間押し出しにより成形されることが好ましい。成形を通じてスタータブランクの大部分が用いられるため、結果的に、特に機械加工と比べて、かなり大きな材料の節約になる。したがってスタータブランクは、形成されたロックストライカと同じ体積を有するのが好ましい。冷間アップセットまたは冷間押し出しなどの冷間成形加工も、全体のブランクの体積が同時に、または複数の形成段階で、最終形状にごく近い形状を表すように形成されるため、たとえ複雑な成形部品であっても非常に短い製造サイクルしか必要としない。

本発明の一実施形態において、スタータブランクとしてワイヤまたはプロファイル（異形）ワイヤが用いられる。その断面積は４５０ｍｍ^２〜１１２５ｍｍ^２であるのが好ましい。提案された方法を用いてスタータブランクに加工するために、ワイヤまたはプロファイルワイヤは、剪断または鋸断による簡単な手段で適切に加工することができる。ワイヤまたはプロファイルワイヤの断面積を具体的に選択することは、最適化された強度値および疲労強度値を持つロックストライカを生み出す冷間アップセットまたは冷間押し出しなどの冷間成形に有効である。

一実施形態において、スタータブランクは１５ｍｍ〜２５ｍｍの幅、および／または３０ｍｍ〜４５ｍｍの長さを有する。実質的に円筒状のスタータブランクの場合、直径は１５ｍｍ〜３５ｍｍであるのが好ましい。さらに好ましい実施形態において、スタータブランクは高さが少なくとも２５ｍｍであり、２５ｍｍ〜４５ｍｍであるのが好ましい。そのような寸法を有するスタータブランクは提案された方法に特に適しており、ロックホルダの機械的特性および応用特性について特に優れた結果を生み出すことを、これまでの試験が示している。

ロックストライカで好ましい硬化効果を得るために、形成中の主要な形状の変更は、一実施形態において、スタータブランクの断面部分または外形表面に対して実質的に垂直に行われる。その断面積または外形表面は通常、幅と長さとによって画定され、また実質的に円筒状のスタータブランクの場合は直径によって画定される。その主要な形状の変更は、適切にロックストライカのひずみ硬化を最適化するために、成形中の硬化効果にかなり大きな影響を与える。

スタータブランクの構成に応じて、ベースプレートの直径は、好ましくは４０ｍｍ〜８０ｍｍで、５０ｍｍであるのが好ましい。ベースプレートは、ロックストライカを固定するために、少なくとも２つの開口部を孔の形で含んでいるのが好ましい。その開口部は、例えば車両の本体に頑丈に固定できるように、ベースプレートの縁部に配設されるのが好ましい。

ベースプレート内の開口部および／またはロックブラケット内の孔は、成形中に特別なツールを挿入することで、すでに形成されていてもよい。あるいは、別の加工工程中に、例えば打ち抜きまたは切断によって、その開口部と孔とを加えることもできる。

スタータブランクの材料として焼き戻し鋼を用いる提案された方法が特に適していることを、これまでの試験が示している。有利な鋼種は以下のとおりである。
３８Ｃｒ２、４６Ｃｒ２、３４Ｃｒ４、３４ＣｒＳ４、３７Ｃｒ４、３７ＣｒＳ４、４１Ｃｒ４、４１ＣｒＳ４、２５ＣｒＭｏ４、２５ＣｒＭｏＳ４、３４ＣｒＭｏ４、３４ＣｒＭｏＳ４、４２ＣｒＭｏ４、４２ＣｒＭｏＳ４、５０ＣｒＭｏ４、３４ＣｒＮｉＭｏ６、３０ＣｒＮｉＭｏ８、３５ＮＩＣｒ６、３６ＮｉＣｒＭｏ１６、３９ＮｉＣｒＭｏ３、３０ＮｉＣｒＭｏ１６−６、５１ＣｒＶ４。

特に降伏点および強度を高めるために、例えば以下のようなマンガンとホウ素の合金鋼とを用いるのが特に有利である。
２０ＭｎＢ５、３０ＭｎＢ５、３８ＭｎＢ５、２７ＭｎＣｒＢ５−２、３３ＭｎＣｒＢ５−２、３９ＭｎＣｒＢ６−２。

一般的に、冷間アップセットまたは冷間押し出しされた鋼を、特にワイヤの形で用いることが有利であると証明されている。有利な鋼種は以下のとおりである。
Ｃｑ２２（材料番号：１．１１５２）、Ｃ３５ＥＣ、Ｃ３５ＲＣ、Ｃ４５ＥＣ、Ｃ４５ＲＸ、３７Ｍｏ２、３８Ｃｒ２、４６Ｃｒ２、３４Ｃｒ４、３７Ｃｒ４、４１Ｃｒ４、４１ＣｒＳ４、２５ＣｒＭｏ４、２５ＣｒＭｏＳ４、３４ＣｒＭｏ４、３７ＣｒＭｏ４、４２ＣｒＭｏ４、４２ＣｒＭｏＳ４、３４ＣｒＮｉＭｏ６、４１ＮｉＣｒＭｏ７−３−２。

特に、高い強度のロックストライカを設けるためには、ホウ素合金鋼が用いられる。以下を使用するのが特に有利である。
１７Ｂ２、２３Ｂ２、２８Ｂ２、３３Ｂ２、３８Ｂ２、１７ＭｎＢ４、２０ＭｎＢ４、２３ＭｎＢ４、２７ＭｎＢ４、３０ＭｎＢ４、３６ＭｎＢ４、３７ＭｎＢ５、３０ＭｏＢ１、３２ＣｒＢ４、３６ＣｒＢ４、３１ＣｒＭｏＢ２−１。

ロックブラケットとベースプレートとは、特に成形を通じて一体として製造される。ロックブラケットを要件に従って正確に設計するために、好ましい実施形態において、ベースプレートとロックブラケットとの間に補強された移行部分が設けられる。この移行部分の補強がロックブラケットの耐荷力を高めることで、ロックストライカはより高い負荷を吸収できるようになる。

スタータブランクの成形加工は、複数の工程または段階で行われるのが好ましい。その成形加工は、必要に応じて、２以上の工程または段階を含んでもよい。冷間アップセットの場合、許容できない形状変化、特にそれぞれの点での材料分離を防ぎ、かつ材料の成形中に流動することができるように、適用可能な初期のアップセットおよび最終仕上げのアップセットが行われる焼き戻し処理が好ましい。

一実施形態において、強度、硬度、および伸長性などの特性に影響を与え、形成されたロックストライカ内の元来の応力を軽減するために、ロックストライカは熱処理を、特に焼き戻しにより施される。この場合ロックストライカは、所定の時間／温度シーケンスで、適用可能な追加の化学的または機械的な影響と併せて施されのが好ましい。要件と使用材料とに応じて、適切な熱処理によりロックストライカの引っ張り強度をさらに高めることができる。熱処理によって形成されたロックストライカは、３０ｋＮを超える引っ張り強度を達成することが可能である。

寸法精度などの表面特性をさらに改良するために、本方法のさらなる実施形態において、特に、フラットエンボス加工、スムーズエンボス加工またはコインサイズ処理などの表面処理を、ロックストライカの成形加工に付加してもよい。ロックストライカの特定の部分に、表面処理により特定の再加工を施すことも可能である。きしみ音などの無用な雑音を防ぐために、例えばロックストライカを取り付けた状態においてロックの回転式ラッチと接触する部分に、溝または刻み目などの特別な表面構成を設けてもよい。

ロックストライカが十分に安定することを確実にするために、ロックブラケットの厚さは、ベースプレートの厚さの少なくとも２倍であることが好ましい。こうしてロックストライカは、操作上の応力に見合う最良の設計となる。ベースプレートの厚さは１ｍｍであるのが好ましく、例えば平均で３ｍｍである。

以下に、各実施形態の例を参照しながら、本発明を詳細に説明する。

ロックストライカの斜視図を示す。 ロックストライカの側面図および上面図（ａ）を示すと共に、別の側面図（ｂ）を示す。 スタータブランクの概略説明図（ａ、ｂ）を示す。

図１〜図２に示すロックストライカ１は、提案された解決法の典型的な適用例を表している。以下に、自動車ロック用のロックストライカを参照しながら、提案された解決法を説明する。ただし本発明はこれに限定されるものではない。

図１に示すロックストライカは、ベースプレート２とロックブラケット３とを含む。ロックブラケット３はその中央に、取り付けたときロックの回転式ラッチと係合することができる開口部５を有する。それぞれのツールを用いて、開口部５はすでにスタータブランク１１の成形中に製造されていてもよく、または打ち抜きもしくは機械加工などによる後続の作業工程中に製造されてもよい。ロックブラケット３は、開口部５の両側に、ベースプレート２に接する２つのレッグを含む。その場合、ベースプレート２は、円錐形状を有し特に車両の本体への固定を可能にする、ドリル孔の形の２つの孔４を含む。ベースプレート２とロックブラケット３との間、すなわちベースプレート／ロックブラケット移行部７の部分は、より頑丈な設計構造を与えるために、補強されるのが好ましい。ロックブラケット３の上部および各レッグ６への移行部、すなわちロックブラケット／レッグ移行部９において、適切にロックストライカ１の製造を最適化してツールの応力を軽減するために、移行部半径（丸み）を有することが好ましい。丸みをつけたブラケット／レッグ移行部９は、冷間成形を通じて製造するのが特に有利である。スタータブランク１１の形状に応じて、ベースプレート２の直径は、特に５０ｍｍ以下であり、またあるいは６０ｍｍ〜８０ｍｍである。

図２ａ）から明らかなように、孔４は、特にベースプレート２の対向する側の縁部に配設される。その場合、孔は互いに３０ｍｍの距離を置いて配置される。ベースプレート２の厚さ１３は、好ましくは少なくとも３ｍｍであり、５ｍｍが好ましく、４ｍｍがさらに好ましい。ロックブラケット３との安定した連結を有する設計のために、ベースプレート／ロックブラケット移行部７は、ベースプレート２の厚さがこの部分でより高くなるように補強される。ロックブラケット３の厚さ１４はベースプレート２の厚さ１３より大きいことが好ましく、ロックブラケット３による十分な力の吸収を確保するために、２倍の厚さであることが好ましい。

図２ｂ）は、ベースプレート２の厚さ１３がベースプレート／ロックブラケット移行部７においてどのように大きくなっているかを表している。ロックブラケット３の高さ１０は、ベースプレートの直径８より小さいことが好ましい。特に、ロックブラケットの高さ１０は５０ｍｍを超えることはなく、例えば３４ｍｍである。

その場合、特に重要なのは、図１〜図２に示されたロックストライカ１の製造方法である。この製造方法によれば、スタータブランク１１は、冷間成形がひずみ硬化となるような態様の、実質的に直方体状または円筒状である。

スタータブランク１１は、冷間アップセットまたは冷間プレスされたワイヤまたはプロファイルワイヤであるのが好ましい。スタータブランクは、正方形、長方形、または円形の輪郭であるのが好ましく、ここにすべて挙げられているわけではないが、楕円形の輪郭など、この製造法に適したいかなる形状も含まれる。適切に寸法決めされたスタータブランク１１は、その結果として、無用な高いツールストレスなしにロックストライカ１の強度を高めることに結び付く特定の冷間成形が行われる。

それに基づいて、図３ａ）は実質的に直方体状のスタータブランクを示す。スタータブランク１１の幅１２は、１５ｍｍ〜３５ｍｍであるのが好ましい。長さ１３は、３０ｍｍ〜４５ｍｍであるのが好ましい。高さ１４は、２５ｍｍ〜４５ｍｍであるのが好ましい。スタータブランク１１の断面積または外形表面は、スタータブランク１１の幅１２と長さ１３とから導き出される。そこから形成されたロックストライカ１は、直径が５０ｍｍ以下のベースプレート２を含むことが好ましい。

図３ｂ）は実質的に円筒状のスタータブランク１１を示す。スタータブランク１１の直径１５は、１５ｍｍ〜３５ｍｍであるのが好ましい。スタータブランク１１の断面積または外形表面は、直径１５によって決まる。高さ１４は、３０ｍｍ〜６０ｍｍであるのが好ましい。その場合、形成されたロックストライカ１は、６０ｍｍ〜８０ｍｍの直径、例えば７０ｍｍの直径を有するのが好ましい。

このような態様で製造されたロックストライカ１は、それぞれの引っ張り力に耐えることを示している。このように、ロックストライカは、追加の熱処理を受けなくても、２２ｋＮの引っ張り荷重に耐える。形成後は、その機械的強度はさらに大きく、約７４０Ｍｐａ〜８３５ＭＰａになる。

ロックストライカの熱処理、例えば焼き戻し、によっても特に優れた結果が得られている。このように焼き戻しされたロックストライカ１は、少なくとも３０ｋＮの引っ張り荷重に耐える。その結果、機械的強度は約９２０ＭＰａ〜９９０ＭＰａになる。適切な熱処理、特に焼き戻しを施すことで、製造されたロックストライカ１は特に高い要件を満たすことができる。

１…ロックストライカ、２…ベースプレート、３…ロックブラケット、４…孔、５…開口部、６…レッグ、７…ベースプレート／ロックブラケット移行部、８…ベースプレート２の直径、９…ロックブラケット／レッグ移行部、１０…ロックブラケット３の高さ、１１…スタータブランク、１２…スタータブランク１１の幅、１３…スタータブランク１１の長さ、１４…スタータブランク１１の高さ、１５…スタータブランク１１の直径、１６…ベースプレート２の厚さ、１７…ロックブラケット３の厚さ

Claims (10)

1. ベースプレート（２）とロックブラケット（３）とを備え、金属のスタータブランク（１１）から冷間アップセットによって成形される、自動車ロック用の一体型ロックストライカ（１）の製造方法であって、
   前記スタータブランク（１１）は実質的に直方体状であり、当該ロックストライカ（１）がひずみ硬化するような態様で前記スタータブランク（１１）は成形され、
   前記スタータブランク（１１）が、１５ｍｍ〜２５ｍｍの幅（１２）および／または３０ｍｍ〜４５ｍｍの長さ（１３）を有することを特徴とする、一体型ロックストライカの製造方法。
2. 冷間アップセットまたは冷間プレスされたワイヤまたはプロファイルワイヤが、４５０ｍｍ^２〜１１２５ｍｍ^２の断面積または外形面積を有するスタータブランク（１１）として用いられる、請求項１に記載の一体型ロックストライカの製造方法。
3. 前記スタータブランク（１１）が２５ｍｍ〜４５ｍｍの高さを有する、請求項１または２に記載の一体型ロックストライカの製造方法。
4. 前記冷間アップセットが複数の工程または段階で行われる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の一体型ロックストライカの製造方法。
5. 成形後に、焼き戻しにより、熱処理も付加される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の一体型ロックストライカの製造方法。
6. 成形中の形状への主要な変更は、前記スタータブランク（１１）の断面部分または外形表面部分に対して垂直に行われる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の一体型ロックストライカの製造方法。
7. 前記スタータブランク（１１）の材料として、前記焼き戻しされた鋼が用いられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の一体型ロックストライカの製造方法。
8. 前記スタータブランク（１１）の前記材料は、３８Ｃｒ２、４６Ｃｒ２、３４Ｃｒ４、３４ＣｒＳ４、３７Ｃｒ４、３７ＣｒＳ４、４１Ｃｒ４、４１ＣｒＳ４、２５ＣｒＭｏ４、２５ＣｒＭｏＳ４、３４ＣｒＭｏ４、３４ＣｒＭｏＳ４、４２ＣｒＭｏ４、４２ＣｒＭｏＳ４、５０ＣｒＭｏ４、３４ＣｒＮｉＭｏ６、３０ＣｒＮｉＭｏ８、３５ＮｉＣｒ６、３６ＮｉＣｒＭｏ１６、３９ＮｉＣｒＭｏ３、３０ＮｉＣｒＭｏ１６−６、５１ＣｒＶ４などの焼き戻しされた鋼、２０ＭｎＢ５、３０ＭｎＢ５、３８ＭｎＢ５、２７ＭｎＣｒＢ５−２、３３ＭｎＣｒＢ５−２、３９ＭｎＣｒＢ６−２、またはＣｑ２２（材料番号：１．１１５２）、Ｃ３５ＥＣ、Ｃ３５ＲＣ、Ｃ４５ＥＣ、Ｃ４５ＲＸ、３７Ｍ０２、３８Ｃｒ２、４６Ｃｒ２、３４Ｃｒ４、３７Ｃｒ４、４１Ｃｒ４、４１ＣｒＳ４、２５ＣｒＭｏ４、２５ＣｒＭｏＳ４、３４ＣｒＭｏ４、３７ＣｒＭｏ４、４２ＣｒＭｏ４、４２ＣｒＭｏＳ４、３４ＣｒＮｉＭｏ６、４１ＮｉＣｒＭｏ７−３−２などの冷間アップセット鋼、または１７Ｂ２、２３Ｂ２、２８Ｂ２、３３Ｂ２、３８Ｂ２、１７ＭｎＢ４、２０ＭｎＢ４、２３ＭｎＢ４、２７ＭｎＢ４、３０ＭｎＢ４、３６ＭｎＢ４、３７ＭｎＢ５、３０ＭｏＢ１、３２ＣｒＢ４、３６ＣｒＢ４、３１ＣｒＭｏＢ２−１である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の一体型ロックストライカの製造方法。
9. 前記ベースプレートの厚さ（１３）は、３〜５ｍｍである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の一体型ロックストライカの製造方法に従って製造された、自動車ロック用のロックストライカ。
10. 前記ロックブラケットの厚さ（１７）は前記ベースプレートの前記厚さ（１３）を上回り、少なくとも２倍の厚さである、請求項１〜９のいずれか１項に記載のロックストライカ。

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