(57)【要約】【課題】チタン又はチタン合金或いはアルミニウム又はアルミニウム合金ような軽量高強度の金属薄板を用いて容易に所望の薄板溶接構造体が製造できる。【解決手段】引張強度のすぐれた多数の金属薄板を突当て接合し、金属薄板と直角方向の強度を保持するために縦骨を設ける薄板溶接構造体であって、金属薄板の端部同志を突当て溶接で接合する当て板を用い、接合する金属薄板に当てて、先ず内側の当て板端部から溶接し、その後に外側からの突当て部分の溶接を行うことにより接合溶接を行い、且つ、予め当て板に直角に補強縦骨を突当て接合溶接した当て板をもって、前記接合溶接を行うことにより、製造されたことを特徴とする薄板溶接構造体である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強度のすぐれた多数の金属薄板を突当て溶接接合し、金属薄板と直角方向の強度を保持するために薄板に直角に立てた縦骨材を設ける薄板溶接構造体であって、金属薄板の端部同志を突当て溶接で接合するために当て板を用い、接合する同志の金属薄板の端平面部に各々当てて、先ず内側の当て板端部から溶接し、その後に外側からの突当て部分の溶接を行うことにより接合溶接された構造であり、且つ、予め当て板面中央部に沿って板面に直角に補強縦骨材を突当て接合溶接した当て板をもって接合溶接した構造であることを特徴とする金属薄板溶接構造体。
【請求項２】
突当て接合する同志の金属薄板間に厚差がある箇所で突き当て溶接する場合には、段違い面を有する当て板を用いて、接合溶接することにより、金属薄板溶接構造体の所望場所に所望の厚さを持たせることができることを特徴とする請求項１記載の金属薄板溶接構造体。
【請求項３】
金属薄板と当て板は、チタン又はチタン合金或いはアルミニウム又はアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１或いは２記載の金属薄板溶接構造体。
【請求項４】
引張強度のすぐれた多数の金属薄板を突当て溶接接合し、且つ金属薄板と直角方向の強度を保持するために縦骨材を設けた金属薄板溶接構造体の製造法において、
(ａ)金属薄板の端部同志を突当て溶接で接合するために当て板を用い、
(ｂ)当て板を、接合する同志の金属薄板の溶接接合部分に内側表面から当てて、そして、当て板に直角に補強縦骨材を突当てておき、
(ｃ)先ず、内側から直角に立てた補強縦骨材と当て板を溶接接合し、且つ当て板と各々の金属薄板を溶接接合し、
(ｄ)その後に外側からの金属薄板の突当て部分において、各々の金属薄板とを溶接接合することにより、製造することを特徴とする金属薄板溶接構造体の製造法。
【請求項５】
突当て接合する同志の金属薄板間に厚差がある箇所では、段違いの当て板を用いて、接合溶接することにより、金属薄板溶接構造体の所望場所に所望の厚さを持たせることができることを特徴とする金属薄板溶接構造体の製造法。
【請求項６】
金属薄板と当て板は、チタン又はチタン合金或いはアルミニウム又はアルミニウム合金からなるものを用いることを特徴とする金属薄板溶接構造体の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チタンやアルミニウムのような引張強度の高い金属薄板で且つ厚さの同じあるいは異なるものを溶接して構成する箱体或いは船体にすることのできる構造体及びその製法に関する。特に、使用強度を保持すると同時に、船体のように、場所により厚さを変えて構成できる薄板溶接構造体の構造及びその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
船体のように、特定の曲面を有し、場所により厚さを変えて構成しなければならない軽量で強度の高い構造体を作製する場合には、各々異なる厚さの部分品を予め作製しておき、それらを組立てることにより、製造されていた。そのために、強度が不十分であったり、人手とコストがかかり、製造コスト高にもなった。
【０００３】
従来の薄板溶接構造体は、外側の薄板材などの骨材即ち、フレーム等を接合するに当り、ＦＢ、アングル、Ｌ型材などを使用して、リベット、ボルト、溶接、接着などを用いて（特許文献１，２の一般記述部分参照）、厚さの異なる外板を中接、接合する場合、外板が薄い部材であるために、溶接接合を行う際に、熱収縮の発生し、所定の寸法にできない。即ち、精度よく製造できない。
【０００４】
また、アルミニウムなどの金属薄板を組み合わせて、トラック等の車体を構成するには、薄板の接合溶接で行い、特別の構造や形状の部分を組立てていた（特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開平１０−８０７９３号
【特許文献２】特開平１１−２７７２６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、チタン又はチタン合金或いはアルミニウム又はアルミニウム合金で組立てることにより、軽量で高張強度で且つ特別の曲面を有するようにできる金属薄板溶接構造体を提供することを目的とする。また、金属薄板を溶接した構造体で、場所により金属薄板の厚さを変えても製造できる薄板溶接構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記のような課題を解決すべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、次のような手段により、それを解決したものである。
(１)  引張強度のすぐれた多数の金属薄板を突当て溶接接合し、金属薄板と直角
方向の強度を保持するために薄板に直角に立てた縦骨材を設ける薄板溶接構造体であって、金属薄板の端部同志を突当て溶接で接合するために当て板を用い、接合する同志の金属薄板の端平面部に各々当てて、先ず内側の当て板端部から溶接し、その後に外側からの突当て部分の溶接を行うことにより接合溶接された構造であり、且つ、予め当て板面中央部に沿って直角に補強縦骨材を突当て接合溶接した当て板をもって接合溶接した構造であることを特徴とする金属薄板溶接構造体である。
【０００７】
(２)突当て接合する同志の金属薄板間に厚さ差がある箇所では、段違い面を有する当て板を用いて、接合溶接することにより、薄板溶接構造体の所望場所に所望の厚さを持たせる。
(３)金属薄板と当て板は、チタン又はチタン合金或いはアルミニウム又はアルミニウム合金からなる薄板溶接構造体。
【０００８】
(４)引張強度のすぐれた多数の金属薄板を突当て溶接接合し、且つ金属薄板と直角方向の強度を保持するために縦骨材を設けた金属薄板溶接構造体の製造法において、
(ａ)金属薄板の端部同志を突当て溶接で接合する当て板を用い、
(ｂ)当て板を、接合する同志の金属薄板の溶接接合部分に当てて、そして、当て板に直角に補強縦骨材を突当てておき、
(ｃ)先ず、内側から直角に立てた補強縦骨材と当て板を溶接接合し、当て板と各々の金属薄板を溶接接合し、ここで、補強縦骨材と当て板の溶接接合および当て板と各々の金属薄板の溶接接合は、同時に行うこともできる。
(ｄ)その後に外側からの金属薄板の突当て部分において、各々の金属薄板とを溶接接合することにより、製造することを特徴とする金属薄板溶接構造体の製造法である。
【０００９】
(５)(４)記載の金属薄板溶接構造体の製造法において、突当て溶接接合する同志の金属薄板間に厚差がある箇所では、段違い面を有する当て板を用いて、接合溶接することにより、金属薄板溶接構造体の所望場所に所望の厚さを持たせることができる。
(６)(４)記載の金属薄板溶接構造体の製造法において、金属薄板と当て板は、チタン又はチタン合金或いはアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。
【００１０】
本発明は、ヨットやパワーボートの船体を軽量で高強度の金属薄板で溶接接合して作製するための技術である。すなわち、チタン又はチタン合金或いはアルミニウム又はアルミニウム合金のような引張強度のすぐれた多数の金属薄板を組立てて作製することにより、多数の金属薄板を突当て接合すると同時に高い縦方向強度を保持することと同時に可能にした。即ち、その薄板溶接構造体には、金属薄板と直角方向の強度を保持するために、溶接接合に用いる当て板に同時に縦骨材を設けたものである。
【００１１】
単に、金属薄板の端部同志を突当て溶接接合すると、溶接の際の熱収縮により、構造体が、歪んでしまい、実用に適さないものとなる。即ち、アーク溶接やビーム溶接により突き合わせ容積すると、溶接間の部材の突き合わせ精度が大きく品質に影響し、部材間にギャップが生じることが多く、溶接品質が著しく低下する。また、治具を用いて部材を押さえて組立てても、コスト上昇し、また、部材自体の高精度の機械加工が必要となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の薄板溶接構造体は、以上のような構成により、次のごとき技術的効果があった。
第１に、金属薄板の溶接接合処理における熱収縮のために生じる歪みを回避できる構造体を提供した。
第２に、金属薄板の溶接接合処理だけで、船体用やトラック車体用の構造体を製造でき、製造コストを低くでき且つ軽量の薄板溶接構造体を提供できる。
第３に、本発明は、特別の曲面を有する薄板溶接構造体、特に、チタン又はチタン合金或いはアルミニウム又はアルミニウム合金の薄板で組立てた、金属性ヨットやパワーボートが、軽量で持ち運びも容易であり、高い強度を持って製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の薄板溶接構造体は、引張強度のすぐれた金属薄板(１)(２)を互いに突当て溶接接合し、順次に多数の金属薄板を並べて溶接接合したものであり、同時に、その溶接接合の際には、当て板、即ち、フェースプレート(３)を用いて、先ず、内側から先に溶接接合した後、外側から突当て端部を後に溶接接合する。このことにより、熱収縮が起きても、組み立て構造は、ほぼ固定されているので、歪みが生じなく、精度よく、多数の金属薄板を突当て溶接接合できる。また、同時に、用いた当て板(３)、即ち、フェースプレートの上に直角に、補強の機能を果たすように、縦骨材(４)を立てて固定することにより、構造体の直角方向の強度を保持することができる。
【００１４】
即ち、本発明によると、多数の金属薄板の端部同志を突当て溶接で接合するために当て板を用い、溶接接合すると同時に、その当て板を用いて、その上に縦骨材を直角に立てて固定することにより、縦方向の強度を補強する機能を付け加えることができる。そして、同時に、当て板を用いて、金属薄板同志を溶接接合する。その溶接接合は、先ず内側から溶接し、その後に外側からの溶接を行うことにより、当て板に固定された金属薄板に熱収縮（同時に熱膨張も）が生じることなく、溶接接合を行うことができる。
【００１５】
本発明では、用いる金属薄板と当て板は、チタン又はチタン合金或いはアルミニウム又はアルミニウム合金が好適であるが、それにより限定を受けるものではない。
【００１６】
同時に、以下に説明するように、金属薄板は、場所により厚さを任意に変えていくこともできるものである。即ち、厚さが異なる金属薄板同志も溶接接合していくことができるものである。それにより、以下説明するように、船体のように、構造体の厚さを場所により変えていかなければならない場合には、特に有用であり、有利な技術である。
【００１７】
図１は、本発明をヨット船体に適用した例での、船体の断面を示す断面図である。それを参照して、本発明を説明する。曲線をとる部分が本発明の薄板溶接構造体５である。これが、金属性ヨットの船体外形をなし、船底をなす部分８には、キール７が設置される。６はピラーである。Ｙ部分の拡大図が図２であり、Ｘ部分の拡大図が図３である。船体は、底部付近即ち、８に近い部分は、金属薄板がすこし厚くされ、そこから離れに従って、厚さは薄くされ、そして、甲板近い部分では、また厚くされる。
【００１８】
即ち、本発明によると、薄板溶接構造体４は、その上に補強のための縦骨板４を直角に立てた当て板３を添えた溶接接合により軽量高張力の金属薄板を多数組立てた構造体であり、当て板３は、２つの機能を有する即ち、１．補強縦骨板４の台板となること、２．突当て溶接接合のための補助板になることである。以下、この機能を説明する。また、この補強縦骨板４は、図１の断面図に示されるように、溶接接合部だけでなく、その間隔にも台板即ち、当て板３の上に直角に立てられて、薄板構造体の直角方向の強度を補充し強めるために、適宜設けられる。
【００１９】
本発明による薄板溶接構造体における金属薄板を溶接接合する方法の１つを図２の断面図で説明する。船底に近い部分の金属薄板１は、次の金属薄板２よりも、図示のように、厚い。図示のような、厚さの差だけの高さの段差を付けた当て板３を用いて、内側から金属薄板１と金属薄板２の間に当てて、その厚差を解消した内側平面を有するように設けて、先ず、縦骨板４を内側平面の上に直角に立てて、当て板３と縦骨板４の間を溶接金属Ｂで図示するように溶接する。そして、当て板３と金属薄板１および当て板３と金属薄板２は、Ａで示す溶接により、接合する。その後に、反対側即ち、外側から、金属薄板１と金属薄板２の突当て端部の間を、Ｃで示す溶接により接合する。
【００２０】
すると、内側から溶接接合した後に外側から溶接するために、内側溶接により強固に接合固定した後に、外側から溶接される。そのために、溶接の熱収縮は、内側溶接での強固な接合で固定固着されて、生じない。従って、溶接処理での歪みが発生することなく、溶接接合を行うことができる。
【００２１】
従って、この場合、例えば、チタン金属薄板１が厚３mmで、チタン金属薄板２が厚２mmであるような場合、厚差が１mmであるので、当て板３の段差を１mmにする。この段差は通常当て板３の中央に設け、同等に金属薄板１、２に、当て板３の面が当るようにする。しかる後に、直角に立てた縦骨板４をＢで溶接接合し、その後に、各金属薄板１、２と当て板３をＢで溶接接合する。その後に、反対側即ち、外側から、金属薄板１と２をその突き当て端面に沿って、溶接物Ｃで溶接接合する。
【００２２】
以上は、溶接接合する金属薄板同志で厚さが異なる場合での、突当て溶接接合の例を説明したが、次の図３は、同じ厚同志の金属薄板を溶接接合する断面を示すものである。これは、前記で説明した厚の異なる金属薄板同志を突当て溶接接合する場合よりも簡単なことであり、両面ともに平面を有する当て板３を裏側面より、接合すべき金属薄板同志の突き当て付近の平らな面に図示のように当てておいて、A’、B’、C’の溶接物により溶接接合する。詳細な説明は略するが、図２での金属薄板同志での厚さが同じものであるから、溶接処理は、より簡単に理解でき、実施できる。
【００２３】
このように、本発明の薄板溶接構造体は、金属薄板同志を突当て溶接接合するときに、当て板即ち、フェースプレートを用いることと、その当て板を利用して縦方向の補強のための縦骨材を設けることとの組合せであり、それとまた、所望の場所では、厚さの異なるパターンで、多数の金属薄板同志を突当て溶接接合して、多数の金属薄板を並べて溶接し、所望の形状に製作することができる技術である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による船体形状の薄板溶接構造体の断面図である。
【図２】本発明による薄板溶接構造体の溶接部分を特に示す断面図である。
【図３】本発明による薄板溶接構造体（厚さの異なる薄板の接合）の溶接部分を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１、１’、２、２’  金属薄板（厚さが異なることもある）
３  金属当て板
４  補強縦骨体
５  本発明の薄板溶接構造体
Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’、Ｃ、Ｃ’      溶接金属
【図１】
2005279670.tif 000003
【図２】
2005279670.tif 000004
【図３】
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