(57)【要約】【課題】溶接工程において、ワークに対するＴナットの位置調整を可能にすると共に、Ｔナットのワークへの溶接品質を確保するＴナット溶接方法を提供する。【解決手段】ワーク（フロントクロスメンバ）２０の各ワーク孔２１ａ、２２ａをＴナット１の軸部２よりも大径に形成すると共に、Ｔナット１の軸部２と略同径のプレート孔８を有したプレート５を、プレート５とＴナット１との間にワーク２０を挟むように配設し、次に、Ｔナット１の軸部２を各ワーク孔２１ａ、２２ａ及びプレート孔８に挿通した後、ワーク２０とＴナット１とを、また、ワーク２０とプレート５とを、さらに、Ｔナット１とプレート５とを、それぞれ溶接する。これにより、溶接工程において、Ｔナット１のワーク２０に対する位置調整が可能となり、各溶接部位での溶接ビードの溶け込み量が満足され、所望の溶接品質が確保される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに設けられたワーク孔にＴナットを挿入して、該Ｔナットを前記ワークに溶接するＴナット溶接方法において、
前記ワーク孔を前記Ｔナットの軸部よりも大径に形成し、前記Ｔナットの軸部と略同径のプレート孔を形成したプレートを、該プレートと前記Ｔナットとの間に前記ワークを挟むように配設し、次に、前記Ｔナットの軸部を、前記ワーク孔及び前記プレート孔に挿入した後、前記ワークと前記Ｔナットとを、また、前記ワークと前記プレートとを、さらに、前記Ｔナットと前記プレートとを、それぞれ溶接することを特徴とするＴナット溶接方法。
【請求項２】
前記Ｔナットのフランジ部と前記ワークとの当接幅の、前記ワークの溶接部位の厚みに対する比が１．５以下に設定されることを特徴とする請求項１に記載のＴナット溶接方法。
【請求項３】
前記プレートは、略中心に前記プレート孔を有し、前記ワーク孔よりも大径の円板状平面部と、該円板状平面部の周端部から立設された筒状立設部とから形成され、前記筒状立設部の板厚の、前記ワークの溶接部位の厚みに対する比が１．５以下に設定されることを特徴とする請求項１または２に記載のＴナット溶接方法。
【請求項４】
前記Ｔナットの軸部の周壁厚の、前記プレートの前記円板状平面部の板厚に対する比が１．５以下に設定されることを特徴とする請求項３に記載のＴナット溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車の車体を構成するフロントクロスメンバ（ワーク）に設けられた各ワーク孔にステアリングギヤボックス取付用のＴナットを挿入して、Ｔナットをフロントクロスメンバに溶接するＴナット溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ステアリングギヤボックスは、車体のフロントサブフレームで、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバを連絡するフロントクロスメンバに固定されている。
そして、ステアリングギヤボックスのフロントクロスメンバへの固定手段は、フロントクロスメンバに予めＴナットが溶接されており、ステアリングギヤボックスの取付孔をこのＴナットの軸部のねじ孔に合わせて、固定ボルトをステアリングギヤボックスの取付孔に挿通させると共に、Ｔナットの軸部のねじ孔に螺合することで、ステアリングギヤボックスをフロントクロスメンバに固定している。
【０００３】
そこで、従来、Ｔナット５０をフロントクロスメンバ２０へ溶接する方法を図３〜図６に基いて説明する。
図３に示すように、フロントクロスメンバ２０には、Ｔナット５０の軸部５１と略同一径のワーク孔２１ａ、２２ａがプレス加工にて形成されている。なお、フロントクロスメンバ２０は、閉断面構造であるために、対向する壁部２１、２２のそれぞれにＴナット５０の軸部５１と略同一径のワーク孔２１ａ、２２ａが形成される。また、Ｔナット５０の軸部５１は、フロントクロスメンバ２０を貫通できる程度の長さを有しており、軸部５１と連設されるフランジ部５２は、円板状に形成され、その外周面の全周に亘って段差部５２ａが形成されている。
【０００４】
そして、Ｔナット５０をフロントクロスメンバ２０に溶接する際には、Ｔナット５０の軸部５１をフロントクロスメンバ２０の対向する壁部２１、２２のそれぞれのワーク孔２１ａ、２２ａに挿入して、Ｔナット５０のフランジ部５２をフロントクロスメンバ２０の一方の壁部２１の外面に当接させると共に、Ｔナット５０の軸部５１の先端部をフロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２から突出させる。
続いて、フロントクロスメンバ２０の一方の壁部２１の外面と、Ｔナット５０のフランジ部５２の段差部５２ａから連続する大径フランジ部５２ｂの外周面とを、また、フロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２のワーク孔２２ａ周辺の外面と、Ｔナット５０の軸部５１の外周面とを、それぞれ環状に溶接する。
【０００５】
しかしながら、上述した従来のＴナットの溶接方法では、以下の問題点が発生していた。
まず、第１の問題点として、溶接工程において、Ｔナット５０の位置調整が必要になった場合、その都度フロントクロスメンバ２０の各ワーク孔２１ａ、２２ａの位置をプレス工程で修正しなければならず、時間とコストが無駄であった。
すなわち、フロントクロスメンバ２０の各ワーク孔２１ａ、２２ａの径と、Ｔナット５０の軸部５１の外径とが略同一に形成されているため、Ｔナット５０のフロントクロスメンバ２０への位置が既に決まっており、溶接工程において、Ｔナット５０の位置調整が必要になった場合にすぐに対応することができない。そこで、図４に示すように、フロントクロスメンバ２０の各ワーク孔２１ａ、２２ａの径を予めＴナット５０の軸部５１の外径よりも大きく形成しておき、溶接工程におけるＴナット５０の位置調整ができるようにすると、今度は、フロントクロスメンバ２０に設けた各ワーク孔２１ａ、２２ａと、Ｔナット５０の軸部５１との間に隙間が生じ、フロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２のワーク孔２２ａと、Ｔナット５０の軸部５１との間で溶接ができなくなってしまう。
【０００６】
また、第２の問題点として、溶接箇所での溶接ビードの溶け込み量が不足する。
すなわち、図３及び図５に示すように、フロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２のワーク孔２２ａ周辺の外面と、Ｔナット５０の軸部５１の外周面とを溶接する場合、Ｔナット５０の軸部５１の周壁厚ｔ４と、フロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２の壁厚ｔ１との差が所定値以上になっているため、熱容量の大きい厚壁側（軸部５１の周壁側）に溶接ビード（図５の斜線部）が溶け込みにくく、所望の溶接品質を確保することができない。
【０００７】
さらに、第３の問題点として、溶接時、溶接ビードの芯ズレが判断できない。
すなわち、図３及び図６に示すように、フロントクロスメンバ２０の一方の壁部２１の外面と、Ｔナット５０の大径フランジ部５２ｂの外周面とを溶接する時、溶接ビード（図６の斜線部）がＴナット５０の大径フランジ部５２ｂと重なってしまうために、溶接ビードの芯ズレを判断することができない。
【０００８】
そこで、特許文献１には、ステアリングギヤボックスの位置調整構造が開示されている。
すなわち、この特許文献１の発明に係るステアリングギヤボックスの位置調整構造は、フロントサブフレームのサイドレールに配置されたブラケットに、溶接前に車体上下方向のみにスライド可能なカラーが配置されており、カラーをブラケット内で車体上下方向に位置調整した後にそれぞれを溶接し、ステアリングギヤボックスをカラーを介してサイドレールに固定することで、ステアリングギヤボックスの車体上下方向の位置調整を可能にしている。
【特許文献１】特開平６−８８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１の発明では、ステアリングギヤボックスを支持するブラケットに、溶接前に車体上下方向のスライドが可能なカラーが配置されているが、カラーのスライド可能な方向は車体上下方向のみであり、他方向への位置調整が必要な場合には対処することができない。しかも、この特許文献１の発明では、溶接ビードの溶け込み量等の問題も解決することができず、上述した第１〜第３の問題点を全て解決することは到底できない。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、溶接工程において、ワークに対するＴナットの位置調整を可能にすると共に、Ｔナットのワークへの溶接品質を確保するＴナット溶接方法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】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載したＴナット溶接方法の発明は、ワークに設けられたワーク孔にＴナットを挿入して、該Ｔナットを前記ワークに溶接するＴナット溶接方法において、前記ワーク孔を前記Ｔナットの軸部よりも大径に形成し、前記Ｔナットの軸部と略同径のプレート孔を形成したプレートを、該プレートと前記Ｔナットとの間に前記ワークを挟むように配設し、次に、前記Ｔナットの軸部を、前記ワーク孔及び前記プレート孔に挿入した後、前記ワークと前記Ｔナットとを、また、前記ワークと前記プレートとを、さらに、前記Ｔナットと前記プレートとを、それぞれ溶接することを特徴とするものである。
請求項２に記載したＴナット溶接方法の発明は、請求項１に記載した発明において、前記Ｔナットのフランジ部と前記ワークとの当接幅の、前記ワークの溶接部位の厚みに対する比が１．５以下に設定されることを特徴とするものである。
請求項３に記載したＴナット溶接方法の発明は、請求項１または２に記載した発明において、前記プレートは、略中心に前記プレート孔を有し、前記ワーク孔よりも大径の円板状平面部と、該円板状平面部の周端部から立設された筒状立設部とから形成され、前記筒状立設部の板厚の、前記ワークの溶接部位の厚みに対する比が１．５以下に設定されることを特徴とするものである。
請求項４に記載したＴナット溶接方法の発明は、請求項３に記載した発明において、前記Ｔナットの軸部の周壁厚の、前記プレートの前記円板状平面部の板厚に対する比が１．５以下に設定されることを特徴とするものである。
【００１２】
従って、請求項１に記載したＴナット溶接方法の発明では、ワーク孔をＴナットの軸部よりも大径に形成して、Ｔナットの軸部と略同径のプレート孔を有するプレートとＴナットとの間にワークを挟むように配設して、Ｔナットの軸部をワーク孔及びプレート孔に挿通し、ワークとＴナットとを、また、ワークとプレートとを、さらに、Ｔナットとプレートとを溶接するので、溶接工程において、ワークに対するＴナットの位置調整が可能になり、また、ワークとＴナット及びプレートとの溶接部位において、溶接される各部位の壁厚差を所望の範囲内に設定することができ、所望の溶接品質が確保される。
請求項２に記載したＴナット溶接方法の発明では、Ｔナットのフランジ部の外周面と、ワークの一方の外面とが溶接される際、各部材の溶接部位での溶接ビードの溶け込み量が満足される。
請求項３に記載したＴナット溶接方法の発明では、プレートの筒状立設部の外周面と、ワークの他方の外面とが溶接される際、各部材の溶接部位での溶接ビードの溶け込み量が満足される。
請求項４に記載したＴナット溶接方法の発明では、プレートの円板状平面部の孔周辺の外面と、Ｔナットの軸部の外周面とが溶接される際、各部材の溶接部位での溶接ビードの溶け込み量が満足される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、溶接工程において、ワークに対するＴナットの位置調整を可能にすると共に、Ｔナットのワークへの溶接品質を確保するＴナット溶接方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１及び図２に基いて詳細に説明する。なお、従来例と同一部材及び相当する部材には、同一符号を使用して説明する。
一般に、ステアリングギヤボックス（図示略）は、固定ボルト（図示略）がステアリングギヤボックスに設けられた取付孔に挿通されると共に、図１に示す、フロントクロスメンバ（ワーク）２０に溶接されたＴナット１のねじ孔３に螺合されて、フロントクロスメンバ２０に固定される。
フロントクロスメンバ２０は、図１に示すように、車体のフロントサブフレームで、一対のサイドメンバ（図示略）を連絡する部材であり、閉断面構造に形成されている。また、フロントクロスメンバ２０には、対向する壁部２１、２２に、Ｔナット１の軸部２が挿通される各ワーク孔２１ａ、２２ａがそれぞれプレス加工で形成されている。これらの各ワーク孔２１ａ、２２ａは、Ｔナット１の軸部２よりも大径に形成されている
【００１５】
Ｔナット１は、図１に示すように、ねじ孔３を有する円筒状の軸部２と、該軸部２の端部に連設されるフランジ部４とからなる。Ｔナット１の軸部２の外径は、フロントクロスメンバ２０の各ワーク孔２１ａ、２２ａよりも小径である。また、Ｔナット１の軸部２の長さは、フロントクロスメンバ２０の対向する壁部２１、２２間の距離よりも長く、Ｔナット１の軸部２をフロントクロスメンバ２０の各ワーク孔２１ａ、２２ａに挿通すると、軸部２の先端部がフロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２の外面から突出する状態に設定されている。
【００１６】
また、Ｔナット１のフランジ部４は円環状に形成されている。このフランジ部４の外周面４ａは、従来のような段差部５２ａ（図３参照）は形成されておらず、同一直線状に延びている。Ｔナット１の軸部２とフランジ部４との連設部分には、フランジ部４がフロントクロスメンバ２０の一方の壁部２１の外面と当接される当接幅ｔ６が、該当接幅ｔ６の、フロントクロスメンバ２０の一方の壁部２１の壁厚ｔ５に対する比ｔ６／ｔ５が１．５以下になるように、軸部２からフランジ部４側にかけて環状凹部１０が設けられている。
【００１７】
プレート５は、図１に示すように、円板状平面部６と、該円板状平面部６の周端部から円筒状に立設された筒状立設部７とからなる略皿状に形成されている。
円板状平面部６は、フロントクロスメンバ２０の各ワーク孔２１ａ、２２ａの径よりも大径の円形状に形成され、その略中心にＴナット１の軸部２と略同径のプレート孔８が形成されている。この円板状平面部６の板厚ｔ３は、Ｔナット１の軸部２の周壁厚ｔ４の、円板状平面部６の板厚ｔ３に対する比ｔ４／ｔ３が１．５以下になるように設定される。
また、筒状立設部７の板厚ｔ２は、該板厚ｔ２の、フロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２の壁厚ｔ１に対する比ｔ２／ｔ１が１．５以下になるように設定される。
【００１８】
次に、Ｔナット１をフロントクロスメンバ２０へ溶接する方法を説明する。
まず、プレート５とＴナット１との間にフロントクロスメンバ２０を挟むように配設する。
続いて、Ｔナット１の軸部２をフロントクロスメンバ２０の各壁部２１、２２に設けた各ワーク孔２１ａ、２２ａのそれぞれに挿通し、Ｔナット１のフランジ部４をフロントクロスメンバ２０の一方の壁部２１の外面に当接させると共に、プレート５の円板状平面部６の略中央に設けたプレート孔８に、フロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２から突出されたＴナット１の軸部２を挿通して、プレート５の筒状立設部７の周端面をフロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２の外面に当接させる。
この時、図１から解るように、Ｔナット１の軸部２は、フロントクロスメンバ２０の各ワーク孔２１ａ、２２ａ内に遊びを有した状態で挿通されており、必要であれば、フロントクロスメンバ２０に対するＴナット１の位置を調整することが可能となる。
【００１９】
そして、Ｔナット１の位置が調整された後、次の３箇所を溶接する。すなわち、Ｔナット１のフランジ部４の外周面と、フロントクロスメンバ２０の一方の壁部２１の外面とを、また、プレート５の筒状立設部７の外周面と、フロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２の外面とを、さらに、プレート５の円板状平面部６のプレート孔８周辺の外面と、Ｔナット１の軸部２の外周面とをそれぞれ環状に溶接し、所定範囲に溶接ビードＷ１〜Ｗ３が形成されて、Ｔナット１のフロントクロスメンバ２０への溶接が完了する。
【００２０】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係るＴナット溶接方法では、まず、プレート５とＴナット１との間にフロントクロスメンバ２０を挟むように配設して、Ｔナット１の軸部２を、フロントクロスメンバ２０の各ワーク孔２１ａ、２２ａ及びプレート５のプレート孔８のそれぞれに挿通すると共に、フロントクロスメンバ２０の一方の壁部２１ａの外面にＴナット１のフランジ部４を、また、フロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２ａの外面にプレート５の筒状立設部７を当接させる。
そして、フロントクロスメンバ２０の一方の壁部２１とＴナット１のフランジ部４とを、また、フロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２とプレート５の筒状立設部７とを、さらに、Ｔナット１の軸部２とプレート５の円板状平面部６とを溶接している。
【００２１】
さらに、３箇所の溶接箇所（溶接ビードＷ１〜Ｗ３）においては、Ｔナット１のフランジ部４とフロントクロスメンバ２０の一方の壁部２１の外面との当接幅ｔ６の、フロントクロスメンバ２０の一方の壁部２１の壁厚ｔ５に対する比ｔ６／ｔ５、プレート５の筒状立設部７の板厚ｔ２の、フロントクロスメンバ２０の他方の壁部２２の壁厚ｔ１に対する比ｔ２／ｔ１及びＴナット１の軸部２の周壁厚ｔ４の、プレート５の円板状平面部６の板厚ｔ３に対する比ｔ４／ｔ３が全て１．５以下に設定されている。
【００２２】
これにより、溶接工程において、Ｔナット１の位置調整が必要になった場合、フロントクロスメンバ２０の各ワーク孔２１ａ、２２ａを修正することなく、Ｔナット１の位置を調整することが可能になった。また、３箇所の溶接箇所において、溶接される各壁部の壁厚等が上述した範囲を満足するように設定されるので、溶接される各壁部への溶接ビードＷ１〜Ｗ３の溶け込み量が満足され、所望の溶接品質が確保される。
さらに、プレート５の筒状立設部７の外周面及びフランジ部４の外周面４ａは、従来のような段差部５２ａ（図３参照）は形成されておらず、同一直線状に延びているので、溶接する際の溶接ビードＷ１、Ｗ２の芯ズレを判断することができ、溶接ビードＷ１、Ｗ２の形成範囲を最小限に抑え、図２に示すように、隣接する部材、例えば、アクティブスタビライザー取付用ボルト３０等への干渉を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るＴナット溶接方法にて、Ｔナットがフロントクロスメンバに溶接された状態を示す断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ方向から見た図である。
【図３】図３は、従来のＴナット溶接方法にて、Ｔナットがフロントクロスメンバに溶接された状態を示す断面図である。
【図４】図４は、フロントクロスメンバの各ワーク孔の径をＴナットの軸部よりも大きく形成した場合を想定した断面図である。
【図５】図５は、図３のＢ部を拡大した図である。
【図６】図６は、図３のＣ部を拡大した図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  Ｔナット，２  軸部，４  フランジ部，５  プレート，６  円板状平面部，７  筒状立設部，８  プレート孔，２０  フロントクロスメンバ（ワーク），２１、２２  壁部，２１ａ、２２ａ  ワーク孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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