JP2001293562A - 板材の接合方法 - Google Patents
板材の接合方法Info
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Abstract
て、ジョッグル継手構造を採用し、そこにできた溶接溝
にMIG溶接等を行っている。このようにすると、両板
材が受ける熱量が著しく多くなるので、板材の接合部に
歪みが発生する。この歪み除去には多くの工数がかか
る。また、溶接部分の仕上げにおいてもフィラー金属の
補充などで、やはり工数が多く費やされる。 【解決手段】 上述の課題を解決するために、第1の板
材17に段差部分23を形成し、この段差部分23に開
口部26を設けて接合端面27を構成する。そして、第
2の板材20の端面28を前記接合端面27に合致させ
て、線状の突き合わせ部位29とする。その後、この線
状の部位29を溶接する。
Description
合においては、両板材を滑らかに接合したり、一方の板
材の厚さを他方に対して薄くすることがおこなわれてい
る。この発明は、このような技術の分野に属している。
上げる方法としては、特開平8−281465号公報の
図12のようなものが知られている。それを図6にした
がって説明すると、第1の板材1と第2の板材2をMI
G溶接で接合するもので、両板材1、2はジョッグル継
手(通称、せぎり継手)構造で接合されている。この継
手を実現するために、第1の板材1に段部3を形成し、
そこに重ねた第2の板材2によって溶接溝4が構成され
る。両板材1、2は冷し金4a、5、6によってクラン
プされている。溶接トーチ7は通常の一般的なもので、
アルゴンガスの雰囲気下で銅合金製の電極ワイヤ8をア
ークで溶融させて、溶接溝4の部分が溶着される。電極
ワイヤ8の溶融で溶接溝4が満たされて硬化した後、こ
の部分を平滑に仕上げて接合が完了する。
は、冷し金4a、5、6を使用して溶接溝4付近の鋼板
歪みを防止しているのであるが、溶接溝4を溶融金属で
満たすものであるため、鋼板に付与される熱量は著しく
大きくなり、したがって、冷し金の冷却能力では十分に
歪み発生を防止することができない。このような歪みは
自動車ボディ等の外観品質を低下させるので、検査水準
の高い製品部位においては、叩き加工のような手間をか
けて歪み修正をおこなっている。さらに、溶接溝4を溶
融金属で満たす関係で、凝固すると窪んだ部分ができ
る。この窪み発生を防止するために十分なフィラー金属
の補充が必要となり、平滑な仕上げ面とするのには多く
の工数がかかる。
上のような問題点に注目して発案されたもので、前述の
溶接溝のような構造要素を止めて両板材の端面を突き合
わせて、その突き合わせられた線状の部分を溶接するこ
とが基本的な考え方になっている。
材を接合するものであって、第1の板材に段差を形成し
て第1の板材を段付き板材とし、この板材の段差部分に
開口部を設けて接合端面を形成し、第2の板材の端面を
前記接合端面に突き合わせて、この突き合わせ部位を溶
接することを特徴としている。両板材の端面が突き合わ
されて、その突き合わされた線状の部分が溶接される。
このような線状の箇所の溶接であるために、鋼板の溶融
量が最小化されて鋼板に投入される熱量も著しく少ない
ものとなり、鋼板の歪み量が問題にならない程度に減少
させられる。同時に、金属溶融量が少ないので、フィラ
ー金属の補充も少なくなり仕上げ工数の点で有利であ
る。突き合わせた線状の部分には、レーザ溶接、TIG
溶接、プラズマ溶接、アークブレーズ等を適用して、上
述のような歪み量の少ない接合がなされる。
差部分の段差寸法は第2の板材の厚さにほぼ相当するよ
うに設定してあることを特徴としている。このような寸
法関係を設定することによって、第1の板材と第2の板
材の端面を突き合わせたときに、両板材の表面に段差が
できたりせず滑らかになった状態で接合される。
2において、段差部分の形成によって第1の板材に外表
面部と内表面部が設置され、第2の板材の端面は前記内
表面部が位置決め用基準とされて第1の板材の接合端面
に突き合わされるようにしたことを特徴としている。こ
うすることによって、第2の板材は第1の板材の内表面
部で位置決めがなされる。ここでの位置決めは板材の厚
さ方向における位置決めであり、両板材の表面を平滑に
連続させることが可能になり、また、両板材の厚さが異
なっている場合であっても、確実な端面突き合わせが可
能となる。
よび請求項3のいずれかにおいて、第1の板材と第2の
板材には両板材の突き合わせ部位の横側にフランジが形
成され、この両板材のフランジを一体化することを特徴
としている。フランジ部分における一体化としては、ボ
ルト結合、リベット結合等いろいろな方法があるが、ス
ポット溶接で一体化させるのが適当である。両板材の結
合剛性はこの一体化部分で維持され、外観品質が重んじ
られる突き合わせ部位は、前述の手法で滑らかに接合さ
れる。
き合わせ部位によって接合された箇所は製品の外部から
見える部分とされ、この部分から折り曲げられた状態で
突き合わせ部位の横側のフランジが形成されていること
を特徴としている。すなわち、自動車のルーフレールや
サイドシルのような箇所では、外部に露出している部分
とそこから折り曲げられた屈曲した部分がプレス成形で
連続的に構成されている。したがって、前記フランジは
少なくとも1回の折り曲げによって形成されているもの
であり、さらにこの折り曲げが2回、3回と繰り返され
て階段状の形態とされてもよい。このような折り曲げ形
状とすることによって、第1の板材と第2の板材は、コ
字型断面やハット型断面の部材とされ、外観部分と結合
部分が形成されることになる。
て、本発明をくわしく説明する。この実施形態は図5に
示した自動車のサイドドアフレームの場合である。サイ
ドドアフレーム9は、フロントピラー10、センターピ
ラー11、リヤーピラー12およびルーフレール13、
サイドシル14によって構成されている。符号15、1
6は、それぞれルーフレール13の接合部とサイドシル
14の接合部を示している。サイドドアフレーム9を軽
量化するために、接合部15、16よりも前方側(図5
の左側)の鋼板は厚さ1.0mmを使用し、後方側の鋼板
は厚さ0.65mmを使用している。
インナパネルによって構成された閉断面構造とされてい
る。図示の板材はアウタパネルであり、また、理解しや
すくするためにその断面形状も単純化して図示してあ
る。第1の板材17は上記寸法の厚い方の鋼板であり、
外部から見える部分である露出部分18の両側にフラン
ジ19が形成されている。フランジ19は、露出部分1
8の両側を折り曲げた状態で構成されており、露出部分
18をほぼ直角に折り曲げた縦壁部19a、この縦壁部
19aを水平方向に折り曲げた横壁部19b、同様の繰
り返しで縦壁部19c、横壁部19dのように階段状の
形になっている。
で、第1の板材17と同様な断面形状であり、これにも
露出部分21、フランジ22が形成され、フランジ22
は縦壁部22a、22c、横壁部22b、22dから構
成されている。
ジ19に段差部分23が形成され、これによって露出部
分18が外表面部とされ、また外表面部18から一段低
い部分が内表面部24とされている。この段差形成によ
って、第1の板材の内表面部24の外側に第2の板材2
0が外箱のようにしてぴったりと密接する。図3の二点
鎖線図示の部分25は、プレス成型時に打ち抜かれて開
口部とされる領域を示しており、このようにして作られ
た開口部は符号26で図1に示してある。なお、上述の
ように露出部分、外部から見える部分、外表面部は同じ
部分であり、符号18で示されている。
20の厚さ寸法Tと同じである。開口部26は、図3の
二点鎖線図示のように露出部分18の幅全体にわたって
細長い溝孔のような形状で段差部分23に開口させてあ
り、それによって図1(B)に示されている接合端面2
7が形成される。この接合端面27にぴったりと突き合
わされる端面28が第2の板材20に形成されている。
この端面28は、図4からも明らかなように露出部分2
1の端部に形成されている。開口部は図3の二点鎖線図
示の形状に打ち抜かれるので、第2の板材20の端部は
図4の庇のような突出部32を設置することによって、
両板材が隙間なく突き合わされるのである。
せると、図1(C)のような状態となり、接合端面27
に端面28がぴったりと突き合わされて「突き合わせ部
位」29が形成される。第1の板材17に第2の板材2
0が合致させるときには、図1(B)の第2の板材20
を左方に移動させる。このときに第2の板材20の内面
30が、第1の板材17の内表面部24上を滑るように
して移動させられるので、第2の板材20は内表面部2
4にガイドされて、図1(C)のように突き合わせ部位
29が形成される。すなわち、第1の板材の接合端面2
7に第2の板材の端面28を確実に突き合わせるため
に、内表面部24が位置決め用基準になっている。この
ように両板材17、20が組み合わされると、フランジ
19、22もぴったりと重ね合わされ、ここをスポット
溶接であらかじめ結合する。図3の符号S1、S2はス
ポット溶接の打点を仮想的に示している。
合わせ部位29は線状になっており、ここをレーザ溶接
で結合する。レーザ溶接以外の方法としては、TIG溶
接、プラズマ溶接等が採用できる。突き合わせ部位29
を溶接するときに、溶接部に窪みが発生するときには、
一般的に行われているように、フィラー金属を溶融させ
て溶接部を***した状態にする。この***した部分をグ
ラインダーで仕上げると、図1(D)のような仕上げ形
状となり、溶融部分31が同図の垂直方向に細長く伸び
た状態になる。
させて接合端面27の箇所を上方に***させたもので、
この***部33を溶融させることによって、前述のよう
なフィラー金属が不要となっている。
7と第2の板材20を支持する治具が図示されていない
が、これは通常の治具を採用することによって容易に実
施することができるので、ここでは説明を省略した。さ
らに、図示の実施形態では段差寸法Lと第2の板材の厚
さ寸法Tが同じ値になっている。これは、外部から見え
る箇所なので平滑な接合品質が要求されるからである。
しかし、外観品質が問題にならないような箇所では、上
記寸法が異なっていても本発明を適用することができ
る。
材を接合するものであって、第1の板材に段差を形成し
て第1の板材を段付き板材とし、この板材の段差部分に
開口部を設けて接合端面を形成し、第2の板材の端面を
前記接合端面に突き合わせて、この突き合わせ部位を溶
接するものであるから、両板材の端面が突き合わされ
て、その突き合わされた線状の部分が溶接される。この
ような線状の箇所の溶接であるために、鋼板の溶融量が
最小化されて鋼板に投入される熱量も著しく少ないもの
となり、鋼板の歪み量が問題にならない程度に減少させ
られる。同時に、金属溶融量が少ないので、フィラー金
属の補充も少なくなり仕上げ工数の点で有利である。突
き合わせた線状の部分には、レーザ溶接、TIG溶接、
プラズマ溶接、アークブレーズ等を適用して、上述のよ
うな歪み量の少ない接合がなされる。したがって、溶接
歪みの除去作業が不要となって、接合部の仕上げ工数が
大幅に低減できる。
ほぼ相当するように設定してある。このような寸法関係
を設定することによって、第1の板材と第2の板材の端
面を突き合わせたときに、両板材の表面に段差ができた
りせず滑らかになった状態で接合される。
面部と内表面部が設置され、第2の板材の端面は前記内
表面部が位置決め用基準とされて第1の板材の接合端面
に突き合わされるようにしたものであるから、第2の板
材は第1の板材の内表面部で位置決めがなされる。ここ
での位置決めは板材の厚さ方向における位置決めであ
り、両板材の表面を平滑に連続させることが可能にな
り、また、両板材の厚さが異なっている場合であって
も、確実な端面の突き合わせが可能となる。
合わせ部位の横側にフランジが形成され、この両板材の
フランジを一体化するものであるから、両板材の結合剛
性はこの一体化部分で維持され、外観品質が重んじられ
る突き合わせ部位は、前述の手法で滑らかに接合され
る。したがって、結合剛性と外観品質の確保が合理的な
手法で実現する。また、実施形態のような自動車の車体
であれば、フランジにル−フパネルやフロアパネルが溶
接される場合があり、このようなときにはフランジが他
のパネルとの継ぎ手部材になって、フランジの多能化が
図られる。
製品の外部から見える部分とされ、この部分から折り曲
げられた状態で突き合わせ部位の横側のフランジが形成
されている。自動車のルーフレールやサイドシルのよう
な箇所では、外部に露出している部分とそこから折り曲
げられた屈曲した部分がプレス成形で連続的に構成され
ている。したがって、前記フランジは少なくとも1回の
折り曲げによって形成されているものであり、さらにこ
の折り曲げが2回、3回と繰り返されて階段状の形態と
されてもよい。このような折り曲げ形状とすることによ
って、第1の板材と第2の板材は、コ字型断面やハット
型断面の部材とされ、外観部分と結合部分が形成される
ことになる。折り曲げられたフランジは、ルーフレール
やサイドシルのような細長いメンバーの剛性を高める点
で有効であり、そのような構造部位において、良好な板
材接合が得られるのである。
分けて図示してある。
図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 第1の板材に第2の板材を接合するもの
であって、第1の板材に段差を形成して第1の板材を段
付き板材とし、この板材の段差部分に開口部を設けて接
合端面を形成し、第2の板材の端面を前記接合端面に突
き合わせて、この突き合わせ部位を溶接することを特徴
とする板材の接合方法。 - 【請求項2】 請求項1において、段差部分の段差寸法
は第2の板材の厚さにほぼ相当するように設定してある
ことを特徴とする板材の接合方法。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2において、段差
部分の形成によって第1の板材に外表面部と内表面部が
設置され、第2の板材の端面は前記内表面部が位置決め
用基準とされて第1の板材の接合端面に突き合わされる
ようにしたことを特徴とする板材の接合方法。 - 【請求項4】 請求項1、請求項2および請求項3のい
ずれかにおいて、第1の板材と第2の板材には両板材の
突き合わせ部位の横側にフランジが形成され、この両板
材のフランジを一体化することを特徴とする板材の接合
方法。 - 【請求項5】 請求項4において、突き合わせ部位によ
って接合された箇所は製品の外部から見える部分とさ
れ、この部分から折り曲げられた状態で突き合わせ部位
の横側のフランジが形成されていることを特徴とする板
材の接合方法。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140014085A1 (en) * | 2010-09-30 | 2014-01-16 | Electrolux Home Products Corporation N.V. | Oven muffle with welding connection |
CN107206525A (zh) * | 2015-02-12 | 2017-09-26 | 杰富意钢铁株式会社 | 搭接角焊电弧焊接头 |
CN109131566A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-01-04 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 汽车横梁与纵梁的搭接结构及横、纵梁的焊接方法 |
CN115722800A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-03-03 | 宁波吉宁汽车零部件有限公司 | 一种激光拼焊工艺及焊接*** |
-
2000
- 2000-04-13 JP JP2000111487A patent/JP3657851B2/ja not_active Expired - Fee Related
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