(57)【要約】      （修正有）【課題】接合部に圧痕や溶融部が形成されることがなく外観に優れ、十分な強度を有する接合部をそなえた自動車クロージャー部品およびその製造方法を提供する。【解決手段】成形された２枚の金属パネル２，３を合わせ、金属パネル間に閉塞された空間部または開放部を有する空間部を形成した空間部形成品１であって、合わせた２枚の金属パネルの端部の鍔部５を重合してなる端縁部のうち開放部以外の部位が電磁シーム圧接されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の金属パネルを合わせ、該金属パネル間に閉塞された空間部または開放部を有する空間部を形成した空間部形成品であって、前記合わせた２枚の金属パネルの端部の鍔部を重合してなる端縁部のうち前記開放部以外の部位が電磁シーム圧接されていることを特徴とする空間部形成品。
【請求項２】
前記２枚の金属パネルのうちの一方の金属パネルの鍔部にヘム加工部が形成され、該ヘム加工部に２枚の金属パネルのうちの他方の金属パネルの鍔部を差込んで形成した３枚重ねの端縁部のうち前記開放部以外の部位が電磁シーム圧接されていることを特徴とする請求項1記載の空間部形成品。
【請求項３】
前記３枚重ねの端縁部のうち前記開放部以外の部位にシール剤または接着剤が充填されていることを特徴とする請求項２記載の空間部形成品。
【請求項４】
成形された２枚の金属パネルを合わせ、該金属パネル間に任意の形状の空間部を形成した空間部形成品であって、前記空間部以外の２枚の金属パネルの重合部が電磁シーム圧接されていることを特徴とする空間部形成品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間部形成品、詳しくは、自動車燃料タンクのような容器、分岐した容器、流体通路のように、成形された２枚の金属パネルを合わせ、該金属パネル間に閉塞されまたは一部が開放された空間部を形成してなる空間部形成品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車燃料タンクは、防錆のためアルミニウムめっき鋼板により作製されている。具体的には、プレス成形などでドーム形状に成形され、端部に鍔部を形成した２枚のパネルを合わせ、重合された鍔部を抵抗シーム溶接やアーク溶接で接合することにより作製されている。
【０００３】
近年、環境保護の観点から輸送機器の軽量化が要請されており、自動車部材についても、アルミニウム材の使用が進められている。しかしながら、燃料タンクのアルミニウム材で作製した場合、その抵抗シーム溶接は、電極輪とアルミニウム母材との共晶融解に起因して電極の損耗が激しくなるという問題があり、アーク溶接は、入熱が大きく、歪みが大きくなるという難点がある。ＦＳＷ（摩擦攪拌接合）によれば上記の問題を解消することができるが、接合速度が遅いため生産性の点で問題がある。
【０００４】
上記の接合方法に対して、金属板を重ねて配置し、片側に電極コイルを配置して、コイルに放電電流を急激に流し、金属板に渦電流を生じさせてジュール加熱するとともに、金属板を互いに押し付け合う方向に向かって作用する電磁力を瞬間的に発生させて、金属板同士を衝突させ、数マイクロ秒の接合時間で固相接合する方法が提案されている（特許文献１、特許文献２、非特許文献参照）。
【特許文献１】特開平１１−１９２５６２号公報
【特許文献２】特開２００４−４２０８５号公報
【非特許文献１】溶接学会平成１７年度春季大会講演概要集、１２８頁、相沢友勝、岡川啓悟、辺見信夫「金属薄板の周回電磁シーム溶接」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の接合方法をアルミニウム製自動車燃料タンクの製造に適用した場合、従来の問題を解消し得る接合部を形成することができることを見出し、その他、成形された２枚の金属パネルを合わせ、該金属パネル間に閉鎖されまたは一部が開放された空間部を形成してなる空間部形成品の製造にも適用し得ることを知見した結果としてなされたものであり、その目的は、接合部に歪みや圧痕、および溶融部が形成されることがなく外観性に優れ、十分な強度を有する接合部をそなえ、生産性も良好な空間部形成品を提供することにある。
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１による空間部形成品は、２枚の金属パネルを合わせ、該金属パネル間に閉塞された空間部または開放部を有する空間部を形成した空間部形成品であって、前記合わせた２枚の金属パネルの端部の鍔部を重合してなる端縁部のうち前記開放部以外の部位が電磁シーム圧接されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２による空間部形成品は、請求項１において、前記２枚の金属パネルのうちの一方の金属パネルの鍔部にヘム加工部が形成され、該ヘム加工部に２枚の金属パネルのうちの他方の金属パネルの鍔部を差込んで形成した３枚重ねの端縁部のうち前記開放部以外の部位が電磁シーム圧接されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３による空間部形成品は、請求項２において、前記３枚重ねの端縁部のうち前記開放部以外の部位にシール剤または接着剤が充填されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４による空間部形成品は、成形された２枚の金属パネルを合わせ、該金属パネル間に任意の形状の空間部を形成した空間部形成品であって、前記空間部以外の２枚の金属パネルの重合部が電磁シーム圧接されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、接合部に歪みや圧痕、および溶融部が形成されることがなく外観性に優れ、十分な強度を有する接合部をそなえ、生産性も良好な空間部形成品が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の空間部形成品は、２枚の金属パネルを合わせ、これらの金属パネル間に閉塞された空間部または開放部を有する空間部を形成した空間部形成品であって、前記合わせた２枚の金属パネルの端部の鍔部を重合してなる端縁部のうち前記開放部以外の部位が電磁シーム圧接されていることを特徴とするものであり、端縁部の電磁シーム圧接はつぎのように行われる。
【００１２】
プレス成形、液圧バルジ成形、絞り成形、インパクト成形、電磁成形、温間成形、超塑性成形などにより成形、例えば、自動車燃料タンクの場合には、ドーム形状に成形し端部に鍔部を形成した平面楕円形の２枚の金属パネルを合わせ、または、該ドーム形状に成形し端部に鍔部を形成した平面楕円形の金属パネルと端部を鍔部とした平板状の金属パネルを合わせ、鍔部が重合された端縁部を電磁シーム圧接し、閉塞された空間部を形成する。一部が開放された空間部を形成する場合には、鍔部が重合された端縁部のうち開放部以外の部位を電磁シーム圧接する。金属パネルとして、好ましくは、アルミニウム（合金を含む、以下同じ）パネル、銅（合金を含む、以下同じ）パネル、鋼製パネルと、その組み合わせが適用される。
【００１３】
この場合、電磁シーム圧接は、端縁部において接合すべき鍔部を、互いに押し付け合い得る状態、あるいは数ｍｍ以内の間隙がある状態とし、片側に電極コイルを配置し、他側に裏当て治具を当てて、電極コイルに瞬間大電流を流し、コイル側に位置する鍔部に、鍔部を互いに押し付け合う方向に向かって作用する電磁力を瞬間的に発生させて、接合部位において、鍔部を互いに衝突させ、接合部位において鍔部を瞬間的に圧接、一体化することにより行われる。
【００１４】
以下、閉塞された空間部を形成する自動車燃料タンクを例として電磁シーム圧接の実施形態について説明する。図１および図２に示すように、２枚の金属パネルを電磁シーム圧接して燃料タンク１を作製する場合、図１に示すように、ドーム形状に成形され、それぞれ鍔部５、５を形成した平面楕円形の２枚の金属パネル２、３を合わせ、または、図２に示すように、ドーム形状に成形され、鍔部５を形成した平面楕円形の金属パネル２と、端部を鍔部とする平板状の金属パネル４を合わせ、鍔部５、５を重ね合わせた端縁部Ｅを電磁シーム圧接する。
【００１５】
第２の実施形態においては、図３のＥ−１に示すように、燃料タンク１の楕円形状端縁部Ｅの１周を電磁シーム圧接する。第２の実施形態においては、図３のＥ−２に示すように、燃料タンク１の楕円形状端縁部Ｅの２周を並行に電磁シーム圧接する。７は電極コイル、８は電極コイル７に対向して配置した裏当て治具である。端縁部Ｅの電磁シーム圧接は複数回に分けて行うことができ、この場合、２回目の電磁シーム圧接の接合線を１回目の電磁シーム圧接の接合線に５〜５０ｍｍ重ねて電磁シーム圧接を継続するのが好ましい。
【００１６】
第３の実施形態においては、図３のＥ−３に示すように、燃料タンク１を構成する２枚の金属パネル２、３のうちの一方の金属パネル、例えばパネル２の鍔部にヘム加工部６を形成し、ヘム加工部６に金属パネル３の鍔部を差込んで形成した３枚重ねの端縁部Ｅを電磁シーム圧接する。図３において、電極コイル７、裏当て治具８は、逆に配置してもよい。
【００１７】
第４の実施形態は、図３のＥ−３に示す３枚重ねの端縁部にシリコーンなどのシール剤またはエポキシ樹脂などの接着剤が充填されているものであり、一層強固な接合が得られる。
【００１８】
本発明のさらに他の実施形態においては、重合すべき２枚の金属パネルの間に所定の形状の空間部が形成されるよう成形した金属パネルを合わせ、空間部以外の２枚の金属パネルの重合部を電磁シーム圧接することにより空間部形成品を作製するものであり、図４は、その一実施形態として、２枚の金属パネル１０、１１の管路状空間部１２以外の重合部１３を電磁シーム圧接してなる熱交換器用配管材９を示すものである。
【００１９】
重合すべき２枚の金属パネルの間に所定の形状の空間部が形成されるよう成形した金属パネルの間に、該所定の形状に曲成した金属配管を装着して合わせ、空間部以外の金属パネルの重合部を電磁シーム圧接することもできる。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施例について説明する。これらの実施例は本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
実施例１
自動車用燃料タンクを成形するために、図１に示す形状にプレス成形された２枚のアルミニウムパネル（５０５２合金、調質：Ｏ材、板厚：２ｍｍ、楕円周：５５０ｍｍ×８８０ｍｍ）を合わせ、図３のＥ−１に示すように、クロム銅製の電極コイルと裏当て治具を配置して、端縁部Ｅの１周を電磁シーム圧接した。
【００２２】
まず、電極コイルに１２ｋＶの電圧で通電して、楕円周の半分強の領域を電磁シーム圧接して接合線を形成し、ついで、楕円周の残りの半分を先に形成した接合線と１０ｍｍ重ねて接合線を形成するよう電磁シーム圧接した。水圧試験を行ったところ、接合部以外の部分で破断し、圧接部は燃料タンクとして問題のない接合性をそなえていることが認められた。
【００２３】
実施例２
自動車用燃料タンクを成形するために、図１に示す形状にプレス成形されたアルミニウムパネル（５０５２合金、調質：Ｏ材、板厚：２ｍｍ、楕円周：５５０ｍｍ×８８０ｍｍ）と平板状のアルミニウムパネル（５０５２合金、調質：Ｏ材、板厚：２ｍｍ、楕円周：５５０ｍｍ×８８０ｍｍ）を合わせ、図３のＥ−１に示すように、クロム銅製の電極コイルと裏当て治具を配置して、端縁部Ｅの１周を電磁シーム圧接した。
【００２４】
実施例１と同様、まず、電極コイルに１２ｋＶの電圧で通電して、楕円周の半分強の領域を電磁シーム圧接して接合線を形成し、ついで、楕円周の残りの半分を先に形成した接合線と１０ｍｍ重ねて接合線を形成するよう電磁シーム圧接した。水圧試験を行ったところ、接合部以外の部分で破断し、圧接部は燃料タンクとして問題のない接合性をそなえていることが認められた。
【００２５】
実施例３
実施例１において、図３のＥ−２に示すように、燃料タンク１の楕円形状端縁部Ｅの２周を並行に電磁シーム圧接した。水圧試験を行ったところ、接合部以外の部分で破断し、圧接部は燃料タンクとして問題のない接合性をそなえていることが認められた。
【００２６】
実施例４
重合すべき２枚の純銅パネルの間に図４に示す形状の空間部が形成されるようプレス成形した純銅パネル（厚さ：０．８ｍｍ）を合わせ、空間部以外の純銅パネルの重合部を電磁シーム圧接した。作製された熱交換器用配管材は、給湯配管材として適する性能をそなえていた。
【００２７】
実施例６
重合すべき２枚の純銅パネルの間に図４に示す形状の空間部が形成されるようプレス成形した純銅パネル（厚さ：０．８ｍｍ）の間に、図４に示す空間部の形状に曲成したリン脱酸銅管（厚さ：０．５ｍｍ）を装着して合わせ、空間部以外の純銅パネルの重合部を電磁シーム圧接した。作製された熱交換器用配管材は、給湯配管材として適する性能をそなえていた。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】自動車用燃料タンクの製作形態の実施例を示す図である。
【図２】自動車用燃料タンクの製作形態の他の実施例を示す図である。
【図３】自動車用燃料タンクの端縁部を電磁シーム圧接するための本発明による実施形態を示す図である。
【図４】本発明による熱交換器配管材の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    自動車用燃料タンク
２    金属パネル
３    金属パネル
４    平板状金属パネル
５    鍔部
６    ヘム加工部
７    電極コイル
８    裏当て治具
９    熱交換器用配管材
１０  金属パネル
１１  金属パネル
１２  管路状通路
１３  重合部
Ｅ  （楕円形状）端縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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