(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減衰力発生機構を内蔵する筒状のアウターシェルと、前記アウターシェルに溶接される懸架部品とを備えるアウターシェルユニットの溶接方法において、アーク溶接機のトーチを前記アウターシェルの側部と前記懸架部品との溶接部位に近接配置し、前記トーチに対峙する溶接部位が上昇するように前記アウターシェルユニットを回転させて前記アウターシェルに前記懸架部品を溶接し、前記アウターシェルの中心軸Ｏを含む水平な平面を水平基準面Ｘとし、前記トーチの延長線が前記アウターシェルユニットと交わる点を溶接点Ｗとし、溶接点Ｗを水平基準面Ｘ上に配置するか、もしくは水平基準面Ｘより長さＬｘだけ上方に位置するようにオフセットし、前記アウターシェルの中心軸Ｏを含む垂直な平面を垂直基準面Ｙとし、溶接点Ｗを垂直基準面Ｙより長さＬｙだけオフセットし、垂直方向のオフセット量Ｌｘが水平方向のオフセット量Ｌｙより小さくなるように溶接点Ｗを配置し、前記トーチが前記水平基準面Ｘに対して上方に傾斜する角度をトーチ角度θｘとし、前記トーチ角度θｘを０〜３０°の範囲に設定することによりスパッタ降下量が急増することを抑えながらアーク力が溶融金属を押すように働く構成としたことを特徴とするアウターシェルユニットの溶接方法。
【請求項２】
減衰力発生機構を内蔵する筒状のアウターシェルと、前記アウターシェルに溶接される懸架部品とを備えるアウターシェルユニットにおいて、アーク溶接機のトーチを前記アウターシェルの側部と前記懸架部品との溶接部位に近接配置し、前記トーチに対峙する前記溶接部位が上昇するように前記アウターシェルユニットを回転させることによって前記アウターシェルに前記懸架部品が溶接される構成とし、前記アウターシェルの中心軸Ｏを含む水平な平面を水平基準面Ｘとし、前記トーチの延長線が前記アウターシェルユニットと交わる点を溶接点Ｗとし、溶接点Ｗを水平基準面Ｘ上に配置するか、もしくは水平基準面Ｘより長さＬｘだけ上方に位置するようにオフセットし、前記アウターシェルの中心軸Ｏを含む垂直な平面を垂直基準面Ｙとし、溶接点Ｗを垂直基準面Ｙより長さＬｙだけオフセットし、垂直方向のオフセット量Ｌｘが水平方向のオフセット量Ｌｙより小さくなるように溶接点Ｗを配置し、前記トーチが前記水平基準面Ｘに対して上方に傾斜する角度をトーチ角度θｘとし、前記トーチ角度θｘを０〜３０°の範囲に設定することによりスパッタ降下量が急増することを抑えながらアーク力が溶融金属を押すように働く構成とした溶接方法によって形成されることを特徴とするアウターシェルユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両を懸架するアウターシェルユニットおよびその溶接方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ストラット式ショックアブソーバは、本来の減衰力発生機能の他、サスペンションメンバの一部として車輪の位置決めを行う構造部材としての役割をする。
【０００３】
図８、図９はストラット式ショックアブソーバ１を構成するアウターシェルユニット１０として、筒状のアウターシェル３にスプリングガイド６およびナックルブラケット７を溶接する従来の工法を示している。
【０００４】
図８の（ａ）、（ｂ）図に示すように、ナックルブラケット７の上端７ｅをアウターシェル３に溶接するのにあたっては、アウターシェル３を略垂直に配置された中心軸Ｏまわりに回転させるとともに、アーク溶接機のトーチ６１をアウターシェル３の外周面３ａとナックルブラケット７の上端７ｅとの間の隅部に下方に向けた、いわゆる下向き溶接法によって溶接される。この溶接部の形状は一部スミ肉を有する重ね形状である。
【０００５】
図９の（ａ）、（ｂ）図に示すように、ナックルブラケット７の下端７ｆおよびロアキャップ１７をアウターシェル３の全周に渡って溶接するのにあたっては、アウターシェル３を水平面に対して６０°傾斜した中心軸Ｏまわりに回転させるとともに、アーク溶接機のトーチ６１をアウターシェル３の下端３ｂとナックルブラケット７の下端７ｆおよびロアキャップ１７の間の隅部に下方に向けた、いわゆる下向き溶接法によって溶接される。この溶接部の形状は一部スミ肉、重ね、フレアの特徴を備えた特殊形状であり、高度な溶接技術と長い溶接時間を要する。
【０００６】
図９の（ｂ）、（ｃ）図に示すように、スプリングガイド６の下端６ａをアウターシェル３の外周面３ａに３箇所に渡って溶接する。この溶接部の形状は重ね形状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のアウターシェルユニットの溶接方法にあっては、溶接ラインにおけるナックルブラケット７およびスプリングガイド６をアウターシェル３に溶接するのに高度な溶接技術が必要となり、溶接時間が長くなるという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、生産性の高いアウターシェルユニットの溶接方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、減衰力発生機構を内蔵する筒状のアウターシェルと、アウターシェルに溶接される懸架部品とを備えるアウターシェルユニットの溶接方法に適用する。
【００１０】
そして、アーク溶接機のトーチをアウターシェルの側部と懸架部品との溶接部位に近接配置し、トーチに対峙する溶接部位が上昇するようにアウターシェルユニットを回転させてアウターシェルに懸架部品を溶接し、アウターシェルの中心軸Ｏを含む水平な平面を水平基準面Ｘとし、トーチの延長線がアウターシェルユニットと交わる点を溶接点Ｗとし、溶接点Ｗを水平基準面Ｘ上に配置するか、もしくは水平基準面Ｘより長さＬｘだけ上方に位置するようにオフセットし、アウターシェルの中心軸Ｏを含む垂直な平面を垂直基準面Ｙとし、溶接点Ｗを垂直基準面Ｙより長さＬｙだけオフセットし、垂直方向のオフセット量Ｌｘが水平方向のオフセット量Ｌｙより小さくなるように溶接点Ｗを配置し、トーチが水平基準面Ｘに対して上方に傾斜する角度をトーチ角度θｘとし、トーチ角度θｘを０〜３０°の範囲に設定することによりスパッタ降下量が急増することを抑えながらアーク力が溶融金属を押すように働く構成としたことを特徴とするものとした。
【００１４】
第２の発明は、減衰力発生機構を内蔵する筒状のアウターシェルと、アウターシェルに溶接される懸架部品とを備えるアウターシェルユニットに適用する。
【００１５】
そして、アーク溶接機のトーチを前記アウターシェルの側部と懸架部品との溶接部位に近接配置し、トーチに対峙する溶接部位が上昇するようにアウターシェルユニットを回転させることによってアウターシェルに懸架部品が溶接され、アウターシェルの中心軸Ｏを含む水平な平面を水平基準面Ｘとし、トーチの延長線がアウターシェルユニットと交わる点を溶接点Ｗとし、溶接点Ｗを水平基準面Ｘ上に配置するか、もしくは水平基準面Ｘより長さＬｘだけ上方に位置するようにオフセットし、アウターシェルの中心軸Ｏを含む垂直な平面を垂直基準面Ｙとし、溶接点Ｗを垂直基準面Ｙより長さＬｙだけオフセットし、垂直方向のオフセット量Ｌｘが水平方向のオフセット量Ｌｙより小さくなるように溶接点Ｗを配置し、トーチが水平基準面Ｘに対して上方に傾斜する角度をトーチ角度θｘとし、トーチ角度θｘを０〜３０°の範囲に設定することによりスパッタ降下量が急増することを抑えながらアーク力が溶融金属を押すように働く構成とした溶接方法によって形成されることを特徴とするものとした。
【００１６】
【発明の作用および効果】
第１、第２の発明によると、溶接速度と溶融金属の垂れ落ちる速度のバランスをとることにより、従来用の下向き溶接法によって得られる溶接機の能力以上の溶接速度が得られ、アウターシェルユニットの生産性を高められる。
【００１７】
そして、溶接点Ｗを水平基準面Ｘ上、もしくは水平基準面Ｘより上方に配置することにより、重力が溶融金属をアウターシェルに付着する方向に働くため、良好なビード形状が得られる。
【００１８】
そして、オフセット量Ｌｘが小さくすることにより、溶融金属の垂れ落ちる速度が速くなって溶接速度を速められるとともに、ビードの幅を大きくできる。
【００１９】
そして、トーチ角度θｘは０〜３０°の範囲に設定することにより、スパッタ降下量を抑えるとともに、溶け込み不足や融合不良を有効に抑えられる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１に示すように、ストラット式ショックアブソーバ１は、車体側に連結されるロッド２と、車軸を支持するナックル（図示せず）に連結されるアウターシェル３と、アウターシェル３にロッド２を摺動可能に支持するロッドガイド９と、アウターシェル３の内側に一部にガスを封入した油溜室１８を画成するインナーチューブ４と、ロッド２の先端に連結されインナーチューブ４の内部を上油室１６と下油室１９に仕切るピストン５と、伸び行程で減衰力を発生するピストンバルブ１１と、縮み行程で減衰力を発生するベースバルブ１２とを備え、アウターシェル３の内側に車輪の振動を減衰する減衰力発生機構を構成している。
【００２２】
ロッド２が上方に動く伸び行程で、上油室１６は加圧され、作動油はピストンバルブ１１を通って下油室１９へと流入し、減衰力が発生する。このとき、ロッド２の退出分に相当する作動油が油溜室１８からベースバルブ１２を開いてほとんど抵抗無く下油室１９へと流入する。
【００２３】
ロッド２が下方に動く縮み行程で、下油室１９の作動油はピストンバルブ１１を開いてほとんど抵抗無く上油室１６へと流入する。このとき、ロッド２の侵入分に相当する作動油が下油室１９からベースバルブ１２を通って油溜室１８へと流入し、減衰力が発生する。
【００２４】
ストラット式ショックアブソーバ１は、懸架部品として懸架スプリングの下端を受けるスプリングガイド６と、ナックルが連結されるナックルブラケット７を備え、サスペンションメンバの一部として車輪の位置決めを行う機能を果たす。
【００２５】
アウターシェル３の途中には環状の段付き部３５がバルジ加工により突出形成される。スプリングガイド６は段付き部３５に圧入して固着される。これにより、スプリングガイド６をアウターシェル３の外周面３ａに溶接する必要がない。
【００２６】
スプリングガイド６はアウターシェル３に嵌合する嵌合部６ａと、懸架スプリングの下端を受けるシート部６ｂを有し、プレス加工によって一体形成される。
【００２７】
アウターシェル３は円筒状の本体３０と、この本体３０の下端を塞ぐ底部３１を有する。アウターシェル３の底部３１はクロージング加工と呼ばれる塑性加工によりアウターシェル３の本体３０に一体形成される。
【００２８】
アウターシェル３の底部３１がクロージング加工により密封性が確保されているため、溶接によって底部３１を密封する必要がなく、後述するように立向下進溶接法によって高速溶接することが可能となる。
【００２９】
底部３１は中心軸Ｏに直交する面に対して角度αをもって傾斜し、この角度αは例えば３０°（π／６ｒａｄ）に設定される。底部３１からアウターシェル３の外周の内側に突出する凸部３４がクロージング加工によって形成され、底部３１を確実に閉塞している。
【００３０】
一方、ナックルブラケット７はアウターシェル３に嵌合する嵌合部７ａと、ナックルを挟持する一対のフランジ部７ｂと、切り起こしホースブラケット７ｇを有する。各フランジ部７ｂにボルト穴７ｃ、７ｄが形成され、各ボルト穴７ｃ、７ｄを挿通する２本のボルトを介してナックルブラケット７にナックルが締結される。各ボルト穴７ｃ、７ｄはナックルブラケット７がアウターシェル３に溶接によって固着された後にドリル加工され、寸法精度を確保するようになっている。このナックルブラケット７は、各フランジ部７ｂの間に補強部材が設けられない、１枚板タイプと呼ばれるものである。
【００３１】
ナックルブラケット７はアウターシェル３に圧入された後、溶接により固着される。アウターシェル３はその下端部がクロージング加工により先細に絞られており、アウターシェル３を円滑に圧入することができる。
【００３２】
１枚板タイプのナックルブラケット７はその上下端７ｅ、７ｆが溶接部２１、２２によってそれぞれアウターシェル３に固着される。
【００３３】
図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）図に示すように、上側ブラケット溶接部２１を形成するのにあたって、アーク溶接機のトーチ６１はアウターシェル３の外周面３ａとナックルブラケット７の上端７ｅとの間の隅部、すなわち本発明の溶接部位に向けられ、立向下進溶接法によって溶接される。立向下進溶接法は、アウターシェル３を略水平に配置された中心軸Ｏまわりに回転させ、アーク溶接機のトーチ６１をアウターシェル３の側部に向ける。アウターシェル３の回転方向は図２の（ａ）図に矢印で示すようにアウターシェル３のトーチ６１に対峙する部位が上昇する向きに設定される。
【００３４】
アウターシェル３の中心軸Ｏを含む水平な平面を水平基準面Ｘとする。アウターシェル３の中心軸Ｏを含む垂直な平面を垂直基準面Ｙとする。アーク溶接機のトーチ６１の延長線がアウターシェル３の外周面３ａと交わる点を溶接点Ｗとする。
【００３５】
溶接点Ｗは水平基準面Ｘ上に配置するか、もしくは水平基準面Ｘより上方に所定の長さＬｘだけ上方に位置するようにオフセットする。本実施の形態では、アウターシェル３の外径が４５ｍｍ程度であり、オフセット量Ｌｘを０〜１０ｍｍの範囲に設定する。
【００３６】
溶接点Ｗは垂直基準面Ｙより所定の長さＬｙだけオフセットされる。立向下進溶接法の条件として、垂直方向のオフセット量Ｌｘが水平方向のオフセット量Ｌｙより小さくなるように溶接点Ｗが配置される。
【００３７】
トーチ６１が水平基準面Ｘに対して上方に傾斜するトーチ角度θｘは、垂直基準面Ｙに対して傾斜するトーチ角度θｙより小さくなるように設定される。本実施の形態では、トーチ角度θｘは０〜３０°（０〜π／６ｒａｄ）の範囲に設定される。
【００３８】
図３の（ａ）、（ｂ）図に示すように、下側ブラケット溶接部２１を形成するのにあたって、アーク溶接機のトーチ６１はアウターシェル３の下端３ｂとナックルブラケット７の下端７ｆの間の隅部に向けられ、立向下進溶接法によって溶接される。立向下進溶接法は、アウターシェル３を略水平に配置された中心軸Ｏまわりに回転させる。アウターシェル３の回転方向は図３の（ａ）図に矢印で示すようにアウターシェル３のトーチ６１に対峙する部位が上昇する向きに設定される。
【００３９】
溶接点Ｗは水平基準面Ｘ上に配置するか、もしくは水平基準面Ｘより上方に所定の長さＬｘだけ上方に位置するようにオフセットする。本実施の形態では、アウターシェル３の外径が４５ｍｍ程度であり、オフセット量Ｌｘを０〜１０ｍｍの範囲に設定する。
【００４０】
トーチ６１が水平基準面Ｘに対して上方に傾斜するトーチ角度θｘは、トーチ角度θｘは０〜１５°（０〜π／１２ｒａｄ）の範囲に設定される。
【００４１】
立向下進溶接法は、アウターシェル３の外径に応じてトーチ６１の電流、電圧、アウターシェル３の回転速度と共にトーチ角度θｘ、オフセット量Ｌｘを任意に設定し、溶接速度と溶融金属の垂れ落ちる速度のバランスをとることにより、従来用いられていた下向き溶接法によって得られる溶接機の能力以上の溶接速度が得られる。
【００４２】
図４にトーチ角度θｘとスパッタ降下量の関係を示しており、溶融金属に対して図中矢印で示すようにアーク力が働き、溶融金属が前方に押される。このため、トーチ角度θｘを３０°を超えて大きく設定すると、スパッタ降下量が急増する。
【００４３】
トーチ角度θｘを大きくすると、ビード幅が広くなり、外観は良好となるが、溶け込み不足や融合不良を生じやすくなり、凹ビード形状となって強度不足を招く可能性がある。この溶け込み不足は溶融金属の先行が過剰となって、溶融金属の上にアークが発生して起こる。
【００４４】
したがって、トーチ角度θｘは０〜３０°の範囲に設定することにより、スパッタ降下量を抑えるとともに、溶け込み不足や融合不良を有効に抑えられる。
【００４５】
溶接点Ｗを水平基準面Ｘより下方に配置し、オフセット量Ｌｘを負の値に設定した場合、重力が溶融金属をアウターシェル３から離す方向に働くため、ビード形状が悪化する。溶接点Ｗを水平基準面Ｘより上方に配置することにより、良好なビード形状が得られる。
【００４６】
図５は溶接点Ｗのオフセット量Ｌｘ、Ｌｙとビード形状の一般的な関係を示している。オフセット量Ｌｘが小さくなる程、溶融金属の垂れ落ちる速度が高くなり、ビードの幅が大きくなる。逆に、オフセット量Ｌｘが大きくなる程、溶融金属の垂れ落ちる速度が小さくなって、ビードの幅が狭くなる。このとき、アウターシェル３の回転速度を速くすると、溶融金属の垂れ落ちる速度とのバランスがくずれ、溶接不良を来す。
【００４７】
アウターシェル３にナックルブラケット７を溶接する場合、アウターシェル３の外径が大きい程、溶接点Ｗの水平基準面Ｘに対するオフセット量Ｌｘは大きく設定する。本実施の形態では、アウターシェル３の外径が４５ｍｍ程度であり、オフセット量Ｌｘを０〜１０ｍｍの範囲に設定することにより、溶融金属の垂れ落ちる速度が適正になり、良好なビード形状が得られる。
【００４８】
他の実施の形態として、図６の（ａ）、（ｂ）図に示すように、ナックルブラケット７は、各フランジ部７ｂの間に補強部材１５が設けられ筒状をした２枚板タイプのものを用いてもよい。補強部材１５は各フランジ部７ｂの間に固着され、ナックルブラケット７の剛性を高める。
【００４９】
このナックルブラケット７はアウターシェル３に圧入された後、その下端７ｆのみが溶接によってそれぞれアウターシェル３に固着される。ナックルブラケット７の上端７ｅを溶接によってアウターシェル３に固着する必要がない。
【００５０】
図６の（ａ）、（ｂ）図に示すように、アーク溶接機のトーチ６１はアウターシェル３の下端３ｂとナックルブラケット７の下端７ｆとの間の隅部、すなわち本発明の溶接部位に向けられ、立向下進溶接法によって溶接される。立向下進溶接法は、アウターシェル３を略水平に配置された中心軸Ｏまわりに回転させる。アウターシェル３の回転方向は図６の（ａ）図に矢印で示すようにアウターシェル３のトーチ６１に対峙する部位が上昇する向きに設定される。
【００５１】
溶接点Ｗは水平基準面Ｘ上に配置するか、もしくは水平基準面Ｘより上方に所定の長さＬｘだけ上方に位置するようにオフセットする。本実施の形態では、アウターシェル３の外径が４５ｍｍ程度であり、オフセット量Ｌｘを０〜１０ｍｍの範囲に設定する。
【００５２】
トーチ６１が水平基準面Ｘに対して上方に傾斜するトーチ角度θｘは、トーチ角度θｘは０〜３０°（０〜π／６ｒａｄ）の範囲に設定される。
【００５３】
この場合、筒状をした２枚板タイプのナックルブラケット７を用いることにより、ナックルブラケット７の上端７ｅを溶接によってアウターシェル３に固着する必要がなく、溶接に要する作業時間を短縮できる。
【００５４】
他の実施の形態として、図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）図に示すように、アウターシェル３にバルジ加工によって形成される段付き部３５を廃止し、スプリングガイド６をアウターシェル３の外周面３ａに溶接により固着してもよい。
【００５５】
スプリングガイド６はアウターシェル３に圧入された後、その下端６ｃが溶接によってそれぞれアウターシェル３の外周面３ａに固着される。
【００５６】
スプリングガイド６とアウターシェル３間の溶接は、アーク溶接機のトーチ６１をスプリングガイド６の下端６ｃとアウターシェル３の外周面３ａとの間の隅部に向け、アウターシェル３を略水平に配置された中心軸Ｏまわりに回転させてる行われ。アウターシェル３の回転方向は図７の（ａ）図に矢印で示すようにアウターシェル３のトーチ６１に対峙する部位が上昇する向きに設定される。
【００５７】
溶接点Ｗは水平基準面Ｘ上に配置するか、もしくは水平基準面Ｘより上方に所定の長さＬｘだけ上方に位置するようにオフセットする。本実施の形態では、アウターシェル３の外径が４５ｍｍ程度であり、オフセット量Ｌｘを０〜１０ｍｍの範囲に設定する。
【００５８】
トーチ６１が水平基準面Ｘに対して上方に傾斜するトーチ角度θｘは、トーチ角度θｘは０〜１５°（０〜π／１２ｒａｄ）の範囲に設定される。
【００５９】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すショックアブソーバの断面図。
【図２】同じくナックルブラケットの上端をアウターシェルに高速溶接する工法を示す図。
【図３】同じくナックルブラケットの下端をアウターシェルに高速溶接する工法を示す図。
【図４】同じくトーチ角度θｘとスパッタ降下量の関係を示す図。
【図５】同じく溶接点Ｗのオフセット量Ｌｘ、Ｌｙとビード形状の関係を示す図。
【図６】他の実施の形態にてナックルブラケットの下端をアウターシェルに高速溶接する工法を示す図。
【図７】さらに他の実施の形態にてナックルブラケットの下端およびスプリングカイドをアウターシェルに高速溶接する工法を示す図。
【図８】従来例においてナックルブラケットの上端をアウターシェルに高速溶接する工法を示す図。
【図９】同じくナックルブラケットの下端およびスプリングカイドをアウターシェルに高速溶接する工法を示す図。
【符号の説明】
１  ショックアブソーバ
３  アウターシェル
６  スプリングガイド（懸架部品）
７  ナックルブラケット（懸架部品）
１０  アウターシェルユニット
６１  トーチ
【図１】
0004740463.tif 000002
【図２】
0004740463.tif 000003
【図３】
0004740463.tif 000004
【図４】
0004740463.tif 000005
【図５】
0004740463.tif 000006
【図６】
0004740463.tif 000007
【図７】
0004740463.tif 000008
【図８】
0004740463.tif 000009
【図９】
0004740463.tif 000010