(57)【要約】【課題】溶接品質のばらつきを防止して部材強度の安定化を図った溶接部構造を提供する。【解決手段】第１の部材(22)の溶接フランジ(24)と該第１の部材の溶接フランジの幅ｗ1よりも狭い第２の部材(23)の溶接フランジ(25)とを該第２の部材の溶接フランジの端縁に沿い溶接してなる部材の溶接部構造において、第２の部材の溶接フランジの幅ｗ2を所定位置Ｋで拡大させる（ｗ2＋Δｗ）。【選択図】      図３
2004202565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材の溶接フランジと該第１の部材の溶接フランジよりも幅の狭い第２の部材の溶接フランジとを該第２の部材の溶接フランジの端縁に沿い溶接してなる部材の溶接部構造であって、
前記第２の部材の溶接フランジの幅が所定位置で拡大していることを特徴とする溶接部構造。
【請求項２】
アッパメンバプレートの周縁フランジと該アッパメンバプレートの周縁フランジよりも幅の狭いロアメンバプレートの周縁フランジとが二股に分岐して延びる両端の分岐基端部近傍でそれぞれ乖離して開口し且つ該開口する部分を除き閉断面を形成するよう前記アッパメンバプレートの周縁フランジと前記ロアメンバプレートの周縁フランジとを該ロアメンバプレートの周縁フランジの端縁に沿い溶接してなるサスペンションクロスメンバの溶接部構造であって、
前記ロアメンバプレートの周縁フランジの幅が前記開口の乖離開始点手前の所定位置で拡大していることを特徴とする溶接部構造。
【請求項３】
前記溶接はアーク溶接であることを特徴とする、請求項１または２記載の溶接部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接部構造に係り、詳しくはアーク溶接される部材の溶接部構造に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
比較的厚板の鋼板同士の接合方法としてアーク溶接があり、このアーク溶接では、一方の鋼板の溶接フランジ幅を他方の鋼板の溶接フランジ幅よりも狭くし、当該他方の鋼板の溶接フランジの端縁に沿って溶接ビードを形成するのが一般的である。
【０００３】
車体構造においては、高剛性且つ軽量化を図るため、重ね合わせた２枚の鋼板部材を周縁フランジで互いに溶接して閉断面を形成し、１つの部品とする技術が多く採用されており、車体部材のうち、特に高い強度が必要とされ板厚の厚いフレームや車体のメンバ部材の接合に、このようなアーク溶接が広く採用されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２０１１５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アーク溶接においても、溶接品質は部材の強度に大きく影響を与えることから、溶接品質のばらつきはできるだけ無くすのがよく、強度面での溶接品質が高く要求される上記車体のメンバ部材においては、溶接品質のばらつき、とりわけ溶接範囲のばらつきは部材の強度不安定化に繋がり好ましいことではない。
【０００６】
例えば、モノコック構造からなる車体では、フロントサスペンションの配設部位の強度及び剛性を増すため、一般にアッパメンバプレートの周縁フランジとロアメンバプレートの周縁フランジとをアーク溶接して閉断面を形成してなるサスペンションクロスメンバを車体下面に車両幅方向に渡すように配設しており、通常このようなサスペンションクロスメンバでは両端を二股に分岐させ、分岐した車両前方部分にロアアームの前側アームを連結させ、分岐した車両後方部分に後側アームを連結させるようにしているのであるが、最近では、車両後方部分においてアッパメンバプレートの周縁フランジとロアメンバプレートの周縁フランジとを二股の分岐基端部近傍で乖離させて開口し、当該開口したサスペンションクロスメンバ内部で後側アームを連結させる構造のサスペンションクロスメンバが採用されつつあり、このような構造のサスペンションクロスメンバでは、開口の乖離開始点において応力集中が起こり易く、特に当該開口の乖離開始点における溶接端位置のばらつきは当該サスペンションクロスメンバの強度不安定化に繋がり好ましいことではない。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、溶接品質のばらつきを防止して部材強度の安定化を図った溶接部構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の溶接部構造では、第１の部材の溶接フランジと該第１の部材の溶接フランジよりも幅の狭い第２の部材の溶接フランジとを該第２の部材の溶接フランジの端縁に沿い溶接してなる部材の溶接部構造であって、前記第２の部材の溶接フランジの幅が所定位置で拡大していることを特徴としている。
【０００９】
従って、第２の部材の溶接フランジの幅が所定位置で拡大していることにより、当該第２の部材の溶接フランジの端縁に沿う溶接が所定位置以降では第１の部材の溶接フランジに掛からず、溶接ビードが第２の部材の溶接フランジ上にのみ形成されることになり（捨てビード化）、実際の溶接端がばらついても第１の部材と第２の部材との溶接が所定位置、即ち拘束端で確実に終了する。これにより強度面で高い溶接品質が要求される部材において溶接品質が安定し、部材毎の強度のばらつきが防止される。
【００１０】
また、請求項２の溶接部構造では、アッパメンバプレートの周縁フランジと該アッパメンバプレートの周縁フランジよりも幅の狭いロアメンバプレートの周縁フランジとが二股に分岐して延びる両端の分岐基端部近傍でそれぞれ乖離して開口し且つ該開口する部分を除き閉断面を形成するよう前記アッパメンバプレートの周縁フランジと前記ロアメンバプレートの周縁フランジとを該ロアメンバプレートの周縁フランジの端縁に沿い溶接してなるサスペンションクロスメンバの溶接部構造であって、前記ロアメンバプレートの周縁フランジの幅が前記開口の乖離開始点手前の所定位置で拡大していることを特徴としている。
【００１１】
従って、サスペンションクロスメンバにおいて、ロアメンバプレートの周縁フランジの幅が開口の乖離開始点手前の所定位置で拡大していることにより、当該ロアメンバプレートの周縁フランジの端縁に沿う溶接が当該開口の乖離開始点手前の所定位置以降ではアッパメンバプレートの周縁フランジに掛からず、溶接ビードがロアメンバプレートの周縁フランジ上にのみ形成されることになり（捨てビード化）、実際の溶接端がばらついてもアッパメンバプレートとロアメンバプレートとの溶接が乖離開始点手前の所定位置、即ち拘束端で確実に終了する。これにより応力集中が起こり易い乖離開始点における溶接品質が安定し、サスペンションクロスメンバ毎の強度のばらつきが防止される。
【００１２】
また、請求項３の溶接部構造では、前記溶接はアーク溶接であることを特徴としている。
従って、溶接方法として多用されているアーク溶接を適用する部材において、実際の溶接端がばらついても部材間のアーク溶接が所定位置、即ち拘束端で確実に終了することになり、溶接品質が安定し、部材毎の強度のばらつきが防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る溶接部構造の実施形態を添付図面に基づき、サスペンションクロスメンバの溶接部構造を例に説明する。
図１には、本発明の溶接部構造が適用されるサスペンションクロスメンバの上視図が示されており、図２には図１の矢視Ａ方向から視たサスペンションクロスメンバの車両幅方向左側部分の斜視図が示されている。
【００１４】
サスペンションクロスメンバ１は、フロントサスペンションの配設される部位の車体強度及び車体剛性を増すため、車両幅方向に渡すようにして車体下面（例えば、一対のサイドメンバ下面）に配設される部材である。故に、サスペンションクロスメンバ１の両側には、車両前方側に鋼材からなる支持部材２，３を介して一対の車体連結部材４，５がメンバ本体２０に溶接して設けられ、車両後方側に車体連結部材６，７がメンバ本体２０に溶接して設けられている。
【００１５】
車体連結部材４，５，６，７は例えば金属ワッシャからなり、サスペンションクロスメンバ１は、車体連結部材４，５，６，７にボルトを通すことによって車体下面に取り付けられる。
詳しくは、メンバ本体２０は、トランスミッション等種々の機器の配設スペース等の関係から、車両幅方向の左右両端が、車両前方部分３０，３１と車両後方部分３２，３３のように二股に分岐しており、車体連結部材４，５の支持部材２，３については車両前方部分３０，３１に、車体連結部材６，７については車両後方部分３２，３３の先端にそれぞれ溶接されている。
【００１６】
図２に示すように、メンバ本体２０は、厚板鋼板からなるアッパメンバプレート（第１の部材）２２とロアメンバプレート（第２の部材）２３とから構成されている。詳しくは、メンバ本体２０は、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３とが周縁フランジ（溶接フランジ）２４，２５において重ね合わされ、開口２７，２８の部分を除いて周縁フランジ２４，２５が互いにアーク溶接され、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３とで閉断面を形成するように構成されている。
【００１７】
そして、車両前方部分３０，３１には、車輪ＷL，ＷRを支持するロアアーム１００，１０１の前側アーム１０２，１０３を連結するアーム連結ブラケット８，９が溶接されている。
また、車両後方部分３２，３３には、ロアメンバプレート２３上に位置してロアアーム１００，１０１の後側アーム１０４，１０５を連結するアーム連結孔１０，１１が設けられている。つまり、前側アーム１０２，１０３のアーム連結ブラケット８，９についてはメンバ本体２０の外部に設けられている一方、後側アーム１０４，１０５のアーム連結孔１０，１１については、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３からなる閉断面の内部に設けられている。即ち、後側アーム１０４，１０５については、上記開口２７，２８からアッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３からなる閉断面の内部に挿入されてアーム連結孔１０，１１においてメンバ本体２０と連結される。
【００１８】
開口２７，２８は、二股に分岐した車両前方部分３０，３１と車両後方部分３２，３３の分岐基端部Ｐ近傍（図１中○で囲った範囲）から車両後方部分３２，３３の先端に向けて周縁フランジ２４，２５が乖離するようにして形成されている。つまり、メンバ本体２０は、分岐基端部Ｐ近傍に位置する周縁フランジ２４と周縁フランジ２５との乖離開始点Ｇから車両後方部分３２，３３の先端の車体連結部材６，７近傍までの間において開口している。
【００１９】
図３には図２の矢視Ｂ方向から視た周縁フランジ２４，２５のアーク溶接部が示され、図４には図２及び図３のＣ−Ｃ線に沿う周縁フランジ２４，２５の断面図が示され、図５には図２及び図３のＤ−Ｄ線に沿う周縁フランジ２４，２５の断面図が示されている。
以下、これら図３〜図５に基づき、本発明に係るサスペンションクロスメンバの溶接部構造について説明する。
【００２０】
図３に示すように、周縁フランジ２４，２５は、開口２７，２８部分を除き、アッパメンバプレート２２の周縁フランジ２４の幅ｗ1がロアメンバプレート２３の周縁フランジ２５の幅ｗ2よりも大きく成形されており（ｗ1＞ｗ2）、ロアメンバプレート２３の周縁フランジ２５の端縁に沿ってアーク溶接が施され、溶接ビードが形成されている。
【００２１】
また、同図に示すように、ロアメンバプレート２３の周縁フランジ２５は、開口２７，２８の乖離開始点Ｇから開口２７，２８とは逆側に一定距離ｄだけ離れた所定位置Ｋで、周縁フランジ２５の幅ｗ2が一定量Δｗだけ拡大している。つまり、ロアメンバプレート２３の周縁フランジ２５は、所定位置Ｋから開口２７，２８側で幅ｗ2＋Δｗに拡幅するように成形されている。なお、一定量Δｗは、溶接ビードの幅よりも十分に大きい寸法に設定されている。この場合、例えば幅ｗ2＋Δｗがアッパメンバプレート２２の周縁フランジ２４の幅ｗ1に略一致するよう一定量Δｗを設定するのが好ましい。
【００２２】
このように、ロアメンバプレート２３の周縁フランジ２５が所定位置Ｋで拡幅していることで、図４に示すように周縁フランジ２５の端縁に沿い周縁フランジ２４と周縁フランジ２５とに跨って形成される溶接ビードは、所定位置Ｋよりも開口２７，２８側では、図５に示すように拡幅した周縁フランジ２５上にのみ形成されている。つまり、アッパメンバプレート２２の周縁フランジ２４とロアメンバプレート２３の周縁フランジ２５との溶接は、所定位置Ｋで終了しており、所定位置Ｋを超えた溶接ビードは拡幅した周縁フランジ２５上において接合に関与しない捨てビードとなっている（捨てビード化）。
【００２３】
故に、乖離開始点Ｇから一定距離ｄだけ離れた所定位置Ｋが常に周縁フランジ２４と周縁フランジ２５との溶接端となり、即ち所定位置Ｋを拘束端（管理位置）として溶接端を当該拘束端に一致させるようにでき、アーク溶接の実際の溶接端位置が乖離開始点Ｇ近傍でばらつくような場合であっても、周縁フランジ２４と周縁フランジ２５との乖離開始点Ｇにおける溶接品質の安定化が図られる。
【００２４】
これにより、乖離開始点Ｇは分岐基端部Ｐ近傍にあり、応力集中が起こり易いのであるが、乖離開始点Ｇ近傍における耐溶接剥離強度が安定し、サスペンションクロスメンバ１毎の強度のばらつきが良好に防止される。
なお、乖離開始点Ｇから一定距離ｄだけ離れた所定位置Ｋを拘束端としているが、当該一定距離ｄについては溶接実験等により十分な強度が得られる値に適宜設定すればよい。
【００２５】
また、このように周縁フランジ２５が所定位置Ｋで拡幅していると、図３に示すように、拡幅するΔｗ方向においても溶接ビード幅の範囲で周縁フランジ２４と周縁フランジ２５とが溶接されることになり、溶接端の溶接強度が向上するという利点もある。
なお、ここではサスペンションクロスメンバの溶接部構造を例に説明したが、本発明に係る溶接部構造はサスペンションクロスメンバに限られず種々の部材に適用可能である。特に、強度面で高い溶接品質が要求される部材に適用すれば、部材毎の強度のばらつきを良好に防止でき、部材の要求強度を常に確保することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１の溶接部構造によれば、第２の部材の溶接フランジの幅が所定位置で拡大しているので、当該第２の部材の溶接フランジの端縁に沿う溶接が所定位置以降では第１の部材の溶接フランジに掛からず、溶接ビードが第２の部材の溶接フランジ上にのみ形成されることになり（捨てビード化）、実際の溶接端がばらついても第１の部材と第２の部材との溶接を所定位置、即ち拘束端で確実に終了させることができる。これにより強度面で高い溶接品質が要求される部材において溶接品質の安定化を図ることができ、部材毎の強度のばらつきを防止することができる。
【００２７】
また、請求項２の溶接部構造によれば、サスペンションクロスメンバにおいて、ロアメンバプレートの周縁フランジの幅が開口の乖離開始点手前の所定位置で拡大しているので、当該ロアメンバプレートの周縁フランジの端縁に沿う溶接が当該開口の乖離開始点手前の所定位置以降ではアッパメンバプレートの周縁フランジに掛からず、溶接ビードがロアメンバプレートの周縁フランジ上にのみ形成されることになり（捨てビード化）、実際の溶接端がばらついてもアッパメンバプレートとロアメンバプレートとの溶接を乖離開始点手前の所定位置、即ち拘束端で確実に終了させることができる。これにより応力集中が起こり易い乖離開始点における溶接品質の安定化を図ることができ、サスペンションクロスメンバ毎の強度のばらつきを防止することができる。
【００２８】
また、請求項３の溶接部構造によれば、溶接方法として多用されているアーク溶接を適用する部材において、実際の溶接端がばらついても部材間のアーク溶接を所定位置、即ち拘束端で確実に終了させることができ、溶接品質の安定化を図り、部材毎の強度のばらつきを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶接部構造が適用されるサスペンションクロスメンバの上視図である。
【図２】図１の矢視Ａ方向から視たサスペンションクロスメンバの車両幅方向左側部分の斜視図である。
【図３】図２の矢視Ｂ方向から視た周縁フランジのアーク溶接部を示す図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ線に沿う周縁フランジの断面図である。
【図５】図２のＤ−Ｄ線に沿う周縁フランジの断面図である。
【符号の説明】
１  サスペンションクロスメンバ
２０  メンバ本体
２２  アッパメンバプレート（第１の部材）
２３  ロアメンバプレート（第２の部材）
２４  周縁フランジ（溶接フランジ）
２５  周縁フランジ（溶接フランジ）
Ｐ  分岐基端部
Ｇ  乖離開始点
Ｋ  所定位置
【図１】
2004202565.tif 000003
【図２】
2004202565.tif 000004
【図３】
2004202565.tif 000005
【図４】
2004202565.tif 000006
【図５】
2004202565.tif 000007