(57)【要約】【課題】本発明は外観検査のみで精度よく溶接部の品質確認を行なう事の出来るサイドフレーム１０等の板金部品を提供する事。【解決手段】本発明は２枚の金属板１、２の一端を突き合せ溶接又は層状に重ね合わせ溶接をして一体の金属板とし、該一体の金属板をプレス成形により目的形状に形成する板金部品に適用するもので、前記金属部品の溶接部位３に前記プレス成形により膨出部位４を形成し、該膨出部位の高さを正常溶接ではクラックや割れが発生せず非正常溶接ではクラックや割れが発生するような高さに設定するとともに、該膨出部位が前記プレス成形後まで存在していることで、前記膨出部位４の表面に、割れ等が生じているか否かを目視検査する事で、容易に溶接品質を確認することが出来る。【選択図】　　　図１
2004001098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の金属板の一端を互いに線状に溶接して、一体の金属板とし、該金属板をプレス成形して形成される板金部品において、
前記板金部品の溶接部位に前記プレス成形により膨出部位を形成し、該膨出部位の高さを正常溶接ではクラックや割れが発生せず非正常溶接ではクラックや割れが発生するような高さに設定するとともに、該膨出部位が前記プレス成形後まで存在していることを特徴とする板金部品。
【請求項２】
前記２枚の金属板は、車両のサイドフレームの前側部分を成す前フレーム用金属板と、前記サイドフレームの後側部分を成す後フレーム用金属板であることを特徴とする請求項１に記載の板金部品。
【請求項３】
前記後フレーム用金属板は、前記前フレーム用金属板よりも厚板に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の板金部品。
【請求項４】
前記前フレーム用金属板と前記後フレーム用金属板とは、互いの一端が層状に重ね合わさるよう前記線状に溶接されていることを特徴とする請求項３に記載の板金部品。
【請求項５】
前記膨出部位は、プレス型によって前フレーム用金属板の側から前記後フレーム用金属板の側へ押圧することで、前記後フレーム用金属板の表面側に膨出して形成されていることを特徴とする請求項３に記載の板金部品。
【請求項６】
前記膨出部位は、その直径が前記重ね合わされた溶接部位にかかるように該重ね合わせ溶接部位幅よりも大であることを特徴とする請求項３に記載の板金部品。
【請求項７】
前記膨出部位は、前記溶接ラインと交差する方向の伸びが他の溶接部位より部分的に高くなるように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の板金部品。
【請求項８】
前記膨出部位は、略半球形状、Ｕ字状、多角錘状の何れかの形状であることを特徴とする請求項７に記載の板金部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚の金属板の一端を突き合せ溶接又は層状に重ね合わせ溶接をして一体の金属板とし、該一体の金属板をプレス成形により目的形状に形成する板金部品係り、特に例えば自動車におけるフレームやクロスメンバのように溶接不良が安全性に重要な問題を発生させる板金部品の溶接品質を容易に確認し得る板金部品構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のサイドフレームにおいては、正面衝突時における変形により衝撃を吸収しやすくする為に、板厚が薄く設定され低強度となっている前フレーム用金属板と、該前フレーム用金属板に比較して板厚が厚く設定され高強度となっている後フレーム用金属板とをレーザ溶接等による突き合せ溶接又はマッシュシーム溶接等により層状に重ね合わせ溶接をして一体の金属板とし、該一体の金属板をプレス成形により目的のサイドフレーム形状に形成している。
【０００３】
ここでマッシュシーム溶接は図３に示すように、加圧と給電が１対の円板電極２１、２２によってなされ、その重ね合わせ部が前記円板電極幅より小に設定し、重ね合わせ部全体が溶接されるものをいい、より具体的には前記一対の金属板からなる被溶接材１、２を重ね合わせておき、該重ね合わせ部を一対の円板電極２１、２２で加圧し、溶接変圧器２３等より得られる溶接電流を前記一の円板電極２１に印加しながら円板電極の回転に合わせて被溶接材１，２を連続的に加熱溶融して前記重ね合わせ部を溶接するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
さて前記のようなサイドフレームは、サスペンション、エンジン、トランスミッション等の重要保安部品や特別保証部品が取り付けられているために、該フレームの溶接不良は車両の重大不具合となる可能性が大きい。
この為、前記サイドフレームのマッシュシーム溶接部の溶接品質は全数チェックが望ましく、この為プレス加工後若しくは完成車の段階での検査が検討されている。
【０００５】
しかしながら精度よい検査を行なうためには、外観検査のみでは不十分で溶接部を切断しマクロ試験で拡大しないと判定できず、かかる方法では全数チェックは不可能である。更に完成車の段階では塗装され、且つ他の部品も装着されており目視による外観検査では全く品質確認が出来ない。
【０００６】
本発明はかかる課題に鑑み、外観検査のみで精度よく溶接部の品質確認を行なう事の出来るサイドフレーム等の板金部品を提供する事を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は２枚の金属板１、２の一端を突き合せ溶接又は層状に重ね合わせ溶接をして一体の金属板とし、該一体の金属板をプレス成形により目的形状に形成する板金部品に適用するものである。
従って本発明が適用される板金部品は、二枚の金属板１、２（図１参照）を溶接後プレス成形を行なうものであれば、自動車用サイドフレーム１０その他の自動車用部品に限定されるものではない。
又、溶接手段は２枚の金属板１、２の一端を突き合せ溶接又は層状に重ね合わせ溶接するものであれば、マッシュシーム溶接やレーザ溶接のみに限定されず、他の溶接手段も含む。
【０００８】
そして本発明は、２枚の金属板１、２の一端を互いに線状に溶接して、一体の金属板とし、該金属板をプレス成形して形成される板金部品において、
前記板金部品の溶接部位３に前記プレス成形により膨出部位４を形成し、該膨出部位４の高さを正常溶接ではクラックや割れが発生せず非正常溶接ではクラックや割れが発生するような高さに設定するとともに、該膨出部位４が前記プレス成形後まで存在していることを特徴とする。
尚、板金部品を車両のサイドフレームとして構成する場合に、前記２枚の金属板は、車両のサイドフレームの前側部分を成す前フレーム用金属板と、前記サイドフレームの後側部分を成す後フレーム用金属板であり、前記後フレーム用金属板は、前記前フレーム用金属板よりも厚板に設けられている車両のサイドフレームに好適に適用される。
【０００９】
かかる発明によれば、前記プレス成形が終了した段階で、前記膨出部位４若しくはその周囲を目視検査をする事により、亀裂や割れ等が生じていた場合に直ちに溶接不良と判断でき、例えば前記サイドフレーム１０をアッセンブリする前に、単品の加工終了段階での全数チェックが可能となる。
又、前記膨出部位４の亀裂や割れは完成車段階でも外観目視検査でチェック出来るために、確実な品質保証が可能となる。
【００１０】
又本発明は、前記２つの金属板１、２の少なくとも溶接部位３にかかる部位に、溶接ラインと交差する方向、より具体的には溶接ラインと直交する方向の伸びが他の溶接部位３より部分的に高くなる膨出部位４を設けたことを特徴とする。
【００１１】
そして前記膨出部位４は、溶接強度以下の伸びで、例えば半球状、Ｕ字状、多角錐状等の形状に金属板１、２表面より膨出させた膨出部位４であるのが好ましい。
そして前記膨出部位４は、前記溶接部位３周囲を押えた状態で、膨出部上側が逃げ部１４若しくは自由空間下で、膨出部位４底側より押圧する押し型（例えば下プレス型）のみの塑性変形により形成されるのがよい。
【００１２】
かかる発明によれば、前記膨出部位４が、材料の張り出し成形性評価試験に実用的に用いるエリクセン試験と同様な効果を得る事が出来、前記膨出部位４の表面に、割れ等が生じているか否かを目視若しくは拡大鏡等で視認する事で、容易に溶接品質を確認することが出来る。
エリクセン試験法は「ＪＩＳ　Ｚ２２４７及びＩＳＯ　Ｒ１４９　１９６０Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｃｕｐｐｉｎｇ　Ｔｅｓｔ」等に規定されているプレス成形等の一枚の板材の張り出し成形性試験に用いられており、これを溶接の品質確認に用いるのが本発明の知見である。
【００１３】
エリクセン試験について更に詳細に説明すれば、該試験は金属板の成形性を調べる実用的な試験方法として広く用いられており、試験材は厚さ０．１〜２ｍｍの範囲の一枚の板材で、９０×９０ｍｍの試験板の周りを押え板で押え固定する。この固定は剛的固定ではなく板厚に応じて小さい隙間を設けておく。
そして直径２０ｍｍの球状ポンチで押込んで張り出し加工を行なう。押込みが進み、前記試験板にクラックや割れが生じたときのポンチ押込み深さをエリクセン値とし、成形性の評価を行なうものである。
【００１４】
本発明は前記エリクセン試験を逆転発想的に利用したものである。即ち前記公知のエリクセン試験は試験板にクラックや割れが生じるまでのポンチ押込み深さを求めるものであるが、本発明は逆に前記膨出部位４の高さＨ（高伸び部伸張量）を、品質保証できる正常な溶接ではクラックや割れが生ぜずに、品質保証できない非正常な溶接（溶接不良）の場合にクラックや割れが生じるように設定する。これにより前記膨出部位４の表面に、割れ等が生じているか否かを目視若しくは拡大鏡等で視認する事で、容易に溶接品質を確認することが出来る。
【００１５】
尚、前記したように、板金部品を車両のサイドフレームとして構成する場合に、前記２枚の金属板は、車両のサイドフレームの前側部分を成す前フレーム用金属板と、前記サイドフレームの後側部分を成す後フレーム用金属板である場合に前記前フレーム用金属板と前記後フレーム用金属板とは、互いの一端が層状に重ね合わさるよう前記線状に溶接されているのがよく、この場合に、前記膨出部位は、直径が前記重ね合わされた溶接部位にかかるように該重ね合わせ溶接部位幅よりも大であるのがよい。
又前記後フレーム用金属板は、前記フレーム用金属板よりも厚板に設けられている車両のサイドフレームにおいては、前記膨出部位は、プレス型によって前フレーム用金属板の側から前記後フレーム用金属板の側へ押圧することで、前記後フレーム用金属板の表面側に膨出して形成されているのがよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
以下本発明の実施形態たるサイドフレーム１０の加工手順を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図２は前記サイドフレーム１０の加工手順を示す。
例えば前フレーム用鋼板１として板厚１．４ｍｍの鋼板を、又後フレーム用鋼板２として板厚２．３ｍｍの鋼板を用いる。
そして前記後フレーム用鋼板２は前もって所定の形状に切断された後、ａ．に示すように前記鋼板１、２の側端同士を層状に重ね合わせて該重ね合わせ部を一対の円板電極２１、２２で加圧しながら溶接電流を前記一の円板電極２１に印加しながら円板電極２１、２２の回転に合わせて連続的に加熱溶融して前記重ね合わせ部のシーム溶接する。
【００１８】
該シーム溶接により厚さの異なる鋼板１、２同士が一体化され、溶接部が形成される。次にｂ．に示すように該一体の鋼板１、２を、成形凹部を有するプレス上型１１と成形凸部を有するプレス下型１２を用いてプレス成形により目的形状のサイドフレーム１０を形成する。そして該サイドフレーム１０はｃ．に示すように所定のアッセンブリされ、車両の組立ラインを経て所定の車が完成される。
【００１９】
そして前記ｂ．のプレス工程に用いるプレス下型１２は、前記２つの鋼板１、２の重ね合わせた少なくとも溶接部位３にかかる部位に略半球状のポンチ突起１３を、又前記プレス上型１１には、前記プレス下型１２に設けたポンチ突起１３と対応する位置に、略円筒凹部状の逃げ部１４が凹設されている。
【００２０】
かかる構成によれば、前記プレス上型１１とプレス下型１２を用いてプレス加工を行なう事により、前記両プレス型１１，１２により溶接部位３周囲を押えてた状態で、プレス上型１１の逃げ部１４により形成される上側自由空間下で、膨出部位４底側より前記ポンチ突起１３が溶接部位３下側を押圧し該突起による塑性変形により略半球状の膨出部位４が形成される。
【００２１】
図１は、かかる加工手順に基づいて形成されたサイドフレーム１０で、２つの鋼板の少なくとも溶接部位３にかかる部位に、略半球状の膨出部位４が形成されている。
そして前記膨出部位４は、Ａ−Ａ拡大図に示すように、直径略２０ｍｍ前後の半球状に形成され、その膨出部位４の高さＨ（高伸び部伸張量）を、品質保証できる正常な溶接ではクラックや割れが生ぜずに、品質保証できない非正常な溶接（溶接不良）の場合にクラックや割れが生じるように設定する。
【００２２】
かかる実施形態によれば、前記プレス加工が終了した段階で、前記膨出部位４若しくはその周囲を目視検査をする事により、亀裂や割れ等が生じていた場合に直ちに溶接不良と判断でき、該サイドフレーム１０をアッセンブリする前に、単品の加工終了段階での全数チェックが可能となる。
又、前記膨出部位４の亀裂や割れは完成車段階でも外観目視検査でチェック出来るために、確実な品質保証が可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、外観検査のみで精度よく溶接部の品質確認を行なう事の出来る為に、重要保安部品や特別保証部品を取り付ける車両フレーム部材等においても、外観検査のみで精度よい溶接部の判定が可能であり、この結果全数チェックや生産工程途中または完成車の段階での外観検査による品質確認が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２の加工手順に基づいて形成されたサイドフレームを示す斜視図とそのＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本発明の実施形態たるサイドフレームの加工手順を示す。
【図３】マッシュシーム溶接方法の概略図である。
【符号の説明】
１、２　金属板（鋼板）
４　膨出部位
３　溶接部位
１０　サイドフレーム
１１　プレス上型
１２　プレス下型
１３　ポンチ突起
１４　逃げ部
１５　重ね合わせ部
【図１】
2004001098.tif 000003
【図２】
2004001098.tif 000004
【図３】
2004001098.tif 000005