(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般部及び段違い部を具備する段違いに屈曲された一方の板部材の前記段違い部上に他方の板部材の端縁部を重ね、その段違い部と他方の板部材の端面によって形成される板部材の合せ部に肉盛り溶接を施す板部材の結合方法において、
前記段違い部に他方の板部材の端面との当接を回避し、かつ前記板部材の合せ部に連続する凹条部及び前記他方の板部材の端面から離間した裏面に頂部が当接する凸条部を形成し、この凸条部に他方の板部材を重ね合せて板部材の合せ部及び凹条部内に充填すべく肉盛り溶接を施し、更に溶接部を表面側から研削による仕上げ加工を施すことを特徴とする板部材の結合方法。
【請求項２】
一方の板部材の一般部表面より他方の板部材の端縁部表面が突出して重ね合せられた状態で肉盛り溶接を施すことを特徴とする請求項１に記載の板部材の結合方法。
【請求項３】
一方の板部材の段違い部と他方の板部材の端面との間の板部材の合せ部に沿って一方の板部材から突出する突出部を形成し、他方の板部材の端縁部の端面に沿って突出する突出部を形成することを特徴とする請求項１に記載の板部材の結合方法。
【請求項４】
段違いに屈曲された一方の板部材上に他方の板部材の端縁部を重ね合せ、その段違い部と他方の板部材の端面によって形成される板部材の合せ部に肉盛り溶接を施した板部材の結合構造において、
前記段違い部が、他方の板部材の端面との当接を回避し、かつ前記板部材の合せ部と連続する凹条部と、他方の板部材の端面から離間した他方の板部材の裏面に当接する凸条部とを有し、前記凸条部に他方の板部材を重ね合せて板部材の合せ部及び凹条部内に充填して肉盛り溶接したことを特徴とする板部材の結合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は板部材の結合方法および結合構造に係わり、特に段違いに屈曲された段違い部及び一般部を具備する一方の板部材の段違い上に他方の板部材の端縁部を重ね、その段違い部と他方の板部材の端縁によって形成される板部材の合せ部に肉盛り溶接を行う板部材の結合方法及び結合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車製造工場における板部材の結合方法としては例えば図７に示すように、リアクォータパネル２１を段違いに屈曲させ、その外側にルーフパネル２２の端縁部２２ａを重ね、その段違い部２１ａとルーフパネル２２の端面２２ｂとの間に断面凹状の板部材の合せ部２３を形成し、ルーフパネル２２の板部材の合せ部２３の近傍を可動電極２４でリアクォータパネル２１側に押圧してスポット溶接を行い仮付けし、その後、肉盛り溶接により二点鎖線２５で示すように肉盛りが施されていた。しかし、このような結合方法では、スポット溶接時に可動電極２４によりルーフパネル２２がリアクォータパネル２１に強圧されるためルーフパネル２２の表面に円形凹陥状の打痕２２ａ′が残る。したがって、スポット溶接終了後に外観上からこの打痕２２ａ′を消去する必要があり、そのため凹陥部２２ａ′に充填材を詰める等の作業を要していた。
【０００３】
この対策として、溶接打痕を残すことなく２枚の板部材を接合する方法として特開昭６３−５６３６６号公報による溶接方法が提案されている。この溶接方法は、図８に要部断面を示すように、例えば一方の板部材であるリアクォータパネル２１を段違いに屈曲させ、その段違い部２１ａ上に他方の板部材であるルーフパネル２２の端縁部２２ａを重ね合せ、リアクォータパネル２１とルーフパネル２２の端面２２ｂとによって板部材の合せ部２３を形成し、ルーフパネル２２の端面２２ｂに可動電極２４を当接してインダイレクトスポット溶接する。
【０００４】
その後、板部材の合せ部２３に二点鎖線２５で示すように肉盛り溶接を行う。この肉盛り溶接は、図９に示すように板部材の合せ部２３の近傍に冷し金具２６を配置し、ガスノズル２７によって不活性ガス２８で溶加材である金属電極２９を包むようにして溶接部に送吹し、大気中の酸素や窒素などの悪影響を受けないようにして溶接するＭＩＧ溶接法によって行われる。肉盛り溶接が終了すると、グラインダ等により溶接表面が平滑になるように仕上げ加工が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記板部材の結合方法によると、一方の板部材の端面に可動電極を当接・加圧してスポット溶接を行い、その後板部材の合せ部に肉盛り溶接を施すことから、仮付け時のスポット溶接による溶接打痕を板部材の表面に残すことなく２枚の板部材を溶接結合することができる。
【０００６】
しかし、一方の板部材を段違いに屈曲させ、その段違い部上に他方の板部材の端縁部を重ね合せることから、端縁部端面にバリやだれがあると、両板部材間の接合性が悪く、また屈曲部と端面とにより板部材の合せ部を形成し、この板部材の合せ部に肉盛り溶接を行うことから、肉盛りによる溶接面積が狭く、充分な溶接強度の確保が得がたい。また肉盛り溶接により局部的に加熱されることに起因して板部材の熱歪が大きく、かつヒケが発生する。この対策として板部材の裏面側から叩き出し、かつ表面側にグラインダ等による研削を繰り返す仕上加工作業を要する。この仕上加工作業には作業者の熟練を要し作業者個人の技量に頼る作業であることから仕上品質の低下や、板部材の板厚減少等の品質低下を招くことがあり、また繰返し作業でありかつ板部材表面外に残る溶接部材の量が大であることと相俟って仕上加工工数の増加及び研削粉等による作業環境の悪化を招く等の不具合がある。
【０００７】
従って本発明の目的は、肉盛り溶接による板部材の熱歪及びヒケ等の変形を抑制することにより仕上加工作業の軽減及び作業環境の向上が図れ、かつ高強度、高品質の結合部が得られる板部材の結合方法及び結合構造を提供することにある。
【０００８】
上記目的を達成する本発明による板部材の結合方法は、一般部及び段違い部を具備する段違いに屈曲された一方の板部材の前記段違い部上に他方の板部材の端縁部を重ね、その段違い部と他方の板部材の端面によって形成される板部材の合せ部に肉盛り溶接を施す板部材の結合方法において、前記段違い部に他方の板部材の端面との当接を回避し、かつ前記板部材の合せ部に連続する凹条部及び前記他方の板部材の端面から離間した裏面に頂部が当接する凸条部を形成し、この凸条部に他方の板部材を重ね合せて板部材の合せ部及び凹条部内に充填すべく肉盛り溶接を施し、更に溶接部を表面側から研削による仕上げ加工を施すことにある。
【０００９】
上記目的を達成する本発明における板部材の結合構造は、段違いに屈曲された一方の板部材上に他方の板部材の端縁部を重ね合せ、その段違い部と他方の板部材の端面によって形成される板部材の合せ部に肉盛り溶接を施した板部材の結合構造において、前記段違い部が、他方の板部材の端面との当接を回避し、かつ前記板部材の合せ部と連続する凹条部と、他方の板部材の端面から離間した他方の板部材の裏面に当接する凸条部とを有し、前記凸条部に他方の板部材を重ね合せて板部材の合せ部及び凹条部内に充填して肉盛り溶接したことを特徴とするものである。
【００１０】
【実施例】
以下本発明による板部材の結合方法及び結合構造の一実施例を自動車製造工程におけるリアクォータパネルとルーフパネルとを結合する場合を例に説明する。
【００１１】
図１は自動車の車体後部斜視図であり、符号１は一方の板部材であるリアクォータパネル、２は他方の板部材であるルーフパネルである。
【００１２】
図２は図１のＡ−Ａ線に沿う要部断面斜視図であってリアクォータパネル１の端縁部１ａは一般部１ｂから段違いに屈曲された段違い部１ｃを有し、段違い部１ｃ上に他方の板部材であるルーフパネル２の端縁部２ａを重ね合せ、段違い部１ｃと、ルーフパネル２の端面２ｂによって形成される板部材の合せ部４にブレーズアーク溶接による肉盛り溶接によってリアクォータパネル１とルーフパネル２とが溶接結合されている。
【００１３】
リアクォータパネル１に形成される段違い部１ｃは、段違い部１ｃ上に重ね合せるルーフパネル２の端面２ｂとの当接を回避し、かつ板部材の合せ部４に肉盛り溶接される溶融金属５の溶込みがルーフパネル２の端縁部２ａの裏面２ｃに達するよう凹条部１ｄ及び、ルーフパネル２の端面２ｂから離間した当接部２ｄに当接する凸条部１ｅが形成されている。
【００１４】
次にこのように構成されるリアクォータパネル１とルーフパネル２との結合方法について図２のＢ−Ｂ線断面を示す図３乃至図４によって説明する。
【００１５】
本実施例に用いられるリアクォータパネル１の板厚ｔ1 及びルーフパネル２の板厚ｔ2 は各々約０．７５ｍｍであり、リアクォータパネル１の段違い部１ａに形成される凹条部１ｄの溝幅ｔ3 が約４．０ｍｍ、凸条部１ｅの頂部１ｅ′から凹条部１ｄの底部までの深さｔ4 が約０．５ｍｍに形成されている。
【００１６】
このように形成されたリアクォータパネル１の端縁部１ａに対し、ルーフパネル２の端面２ｂとリアクォータパネル１の凹条部１ｄとによって形成される板部材の合せ部４の開口幅が約１．０ｍｍであって、端面２ｂの表面側角部２ｆがリアクォータ１の一般部１ｂの表面より約０．１ｍｍの突出量ｔ5 を有するように、リアクォータ１の凸条部１ｅの頂部１ｅ′にルーフパネル２の当接部２ｄを重ね合せ、溶接治具（図示せず）によってリアクォータパネル１及びルーフパネル２の相対位置を保持する。溶接治具によって相対位置が保持されたリアクォータパネル１とルーフパネル２は、リアクォータパネル１の凸条部１ｅと、ルーフパネル２の端面２ｂから離間した当接部２ｄを重ね合されることからバリやだれの発生し易いルーフパネル２の端面２ｂがリアクォータパネル１と当接することが回避され、ルーフパネル２の端面２ｂにバリやだれが生じた場合でも良好な接合性が確保できる。
【００１７】
次に溶接治具によって保持されたリアクォータパネル１とルーフパネル２の端縁部１ａ及び２ａをブレーズアーク溶接による肉盛り溶接により結合する。
【００１８】
この肉盛り溶接は、リアクォータパネル１とルーフパネル２との相対位置が維持された状態で行われ、図４に示すようにガスノズル１１によって不活性ガス１２を溶加材である金属電極１３を包むようにして溶接部３である板部材の合せ部４に向けて送吹するブレーズアーク溶接によって行われる。
【００１９】
肉盛り溶接による溶融金属５は板部材の合せ部４及び段違い部１ｃに形成した凹条部１ｄ内に充填され、リアクォータパネル１とルーフパネル２の端縁部１ａ及び２ａに溶込み両部材を結合する。
【００２０】
上記肉盛り溶接にあたって溶融金属５が、板部材の合せ部４のみでなく、凹条部１ｄ内にも充填されることから溶込み範囲がルーフパネル２の端縁部２ａの裏面２ｃ及び凹条部１ｄにも達し、溶込み範囲が板部材の合せ部４のみであった従来の肉盛り溶接に比べ、大幅に溶接面積が増大され、放熱効果が大となり、局部的な加熱が回避される。従ってリアクォータパネル１及びルーフパネル２の熱歪及びヒケが抑制されてリアクォータパネル１及びルーフパネル２の変形が小さくなり、かつ溶接面積の増大に伴って溶接部３の強度が増大する。
【００２１】
肉盛り溶接に続いて、溶接部３表面が平滑になるよう仕上加工を行う。仕上加工作業は、リアクォータパネル１とルーフパネル２との結合部及びその周辺に発生する熱歪、ヒケ等の変形が抑制されて溶接結合されることから、結合部の裏面側からの叩き出し作業の省略乃至大幅な削減が可能になり、表面からのグラインダ等による削減作業のみでほぼ対処できる。
【００２２】
研削作業は、主に板部材の合せ部４からリアクォータパネル１及びルーフパネル２上に突出した溶着金属５ａのグラインダ等による研削及び研削部分を平滑にするための仕上げ代となる前記予めリアクォータパネル１の一般部１ｂより突出形成したルーフパネル２の端縁部２ａの研削で平滑面が得られ、従来の溶接歪等に起因する広範囲の研削が不要になり研削作業の大幅な削減、及び研削粉による作業環境の悪化の回避が可能になり、かつ平滑面を得るための研削によるリアクォータパネル１及びルーフパネル２の大幅な板厚減少による剛性強度の低下が回避される。
【００２３】
次に図５及び図６によって本発明の別な実施例について説明する。
【００２４】
図５は上記図３に、図６は図４に各々対応し、図３及び図４と対応する部位に同一符号を付することで詳細な説明を省略するが、図５に示すようにリアクォータパネル１の段違い部１ｃに隣接する一般部１ｂに板部材の合せ部４に沿って一般部１ｂより突出量ｔ6 、例えば約０．１〜０．２ｍｍ突出する突出部１ｆを形成する一方、ルーフパネル２の端縁部２ａの端面２ｂからリアクォータパネル１の段違い部１ｃに形成した凸条部１ｃと当接する間を外方に突出量ｔ7 、例えば約０．１〜０．２ｍｍ突出させて突出部２ｆが形成されている。
【００２５】
このように形成されたリアクォータパネル１及びルーフパネル２を溶接治具により固定し、図６に示すように板部材の合せ部４に肉盛り溶接を行う。肉盛り溶接による溶融金属５は板部材の合せ部４及び段違い部１ｃに形成した凹条部１ｄ内に充填され、リアクォータパネル１及びルーフパネル２の端縁部１ａ及び２ａに溶け込み両部材を溶接結合する。
【００２６】
肉盛り溶接にあたっては、前記実施例同様、溶融金属５が板部材の合せ部４のみでなく凹条部１ｄ内にも達することから、ルーフパネル２の裏面２ｃ及び凹条部１ｄに溶け込み、溶接面積が増大する。溶接面積の増大及び突出部１ｆ乃至２ｆによる剛性向上と相俟って溶接部３の強度が増大し、かつ局部的な加熱が回避され、リアクォータパネル１及びルーフパネル２の熱歪及びヒケが抑制される。
【００２７】
肉盛り溶接に続く仕上加工作業は上記実施例同様結合部裏面側からの叩き出し作業の省略乃至大幅な削減が可能になる。
【００２８】
研削作業は、主に板部材の合せ部４からリアクォータパネル１及びルーフパネル２上に突出した溶着金属５ａのグラインダ等による研削及び溶接部分を平滑にするための代上げ代となるリアクォータパネル１に形成した突出部１ｆとルーフパネル２に形成した突出部２ｆの研削で平滑面が得られ、従来の研削面積に比べ大幅な研削面積の削減が図れ、かつリアクォータパネル１及びルーフパネル２の研削量の減少に伴い、充分な板厚が確保でき、剛性強度の低下が阻止できる。
【００２９】
以上説明した本実施例によれば、リアクォータパネル１の凸条部１ｅとルーフパネル２の端面２ｂから離間した当接部２ｄを重合することからバリ、だれ等の生じ易いルーフパネル２の端面２ｂがリアクォータパネル１と当接することが回避され、両部材の接合性が良好になり組付精度が確保できる。更に、肉盛り溶接にあたって溶融金属５が板部材の合せ部４のみでなく、凹条部１ｄ内にも充填されることから、リアクォータパネル１とルーフパネル２との溶接面積の増大が図れ、放熱面積が大となり、放熱効果が向上して局部的な加熱が回避でき、リアクォータパネル１及びルーフパネル２の熱歪及びヒケマークの発生が抑制されてパネル１、２の変形が抑えられ、かつ溶接面積の増大に伴い溶接部の強度が増加する。
【００３０】
リアクォータパネル１及びルーフパネル２の接合性の向上及び肉盛り溶接に伴うパネル１及び２の変形が抑制されることから、結合部の裏面側からの叩き出し作業の省略乃至大幅な削減が可能になり、研削作業のみで対処でき、研削作業は主に板部材の合せ部４からリアクォータパネル１及びルーフパネル２上に突出した溶着金属５ａの研削で平滑面が得られることから研削面積が削減され、仕上げ作業の大幅な簡素化及び作業環境の向上が図れ、リアクォータパネル１及びルーフパネル２の板厚減少による剛性強度の低下が回避され、高品質の結合部が得られる。
【００３１】
以上説明では、リアクォータパネルとルーフパネルとの結合方法及び構造について説明したが、リアクォータパネルとリアスカート等、パネル間を肉盛り溶接により結合する他自動車車体の板部材結合部及び他の分野における板部材の結合部に広く適用し得るのである。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明した本発明による板部材の結合方法及び結合構造によれば、板部材の端面が他の板部材と当接することが回避され、両部材の接合性が良好になり組付精度が確保でき、更に肉盛り溶接にあたって溶接金属が板部材の合せ部のみでなく、凹条部にも達することから溶接面積の増大が図れ、放熱効果が向上して局部的な加熱が回避され、熱歪等による変形が抑制され、かつ溶接部の強度が増加する。更に板部材の変形が抑制されることから、仕上加工における結合部の裏面側からの叩き出しが省略乃至大幅な削減が図れかつ研削面積及び研削量の削減が得られ、仕上加工の軽減及び板部材の板厚が確保でき剛性強度の低下が阻止できる等高品質の板部材の結合部が得られる等本発明特有の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による板部材の結合方法及び結合構造の一実施例を説明するための自動車車体後部の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面斜視図である。
【図３】本実施例における板部材の結合方法の説明図である。
【図４】同じく、本実施例における板部材の結合方法の説明図である。
【図５】本実施例における板部材の結合方法及び結合構造の他の実施例の説明図である。
【図６】同じく、他の実施例の説明図である。
【図７】従来の板部材の結合方法の説明図である。
【図８】同じく、従来の板部材の結合方法の説明図である。
【図９】同じく、従来の板部材の結合方法の説明図である。
【符号の説明】
１    リアクォータパネル
１ａ  端縁部
１ｂ  一般部
１ｃ  段違い部
１ｄ  凹条部
１ｅ  凸条部
２    ルーフパネル
２ａ  端縁部
２ｂ  端面
４    板部材の合せ部
５    溶接金属
【図１】
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【図２】
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【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】
0003544381.tif 000008
【図８】
0003544381.tif 000009
【図９】
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