JPH076536B2

JPH076536B2 - パネルの組付方法

Info

Publication number: JPH076536B2
Application number: JP30061486A
Authority: JP
Inventors: 圭三難波; 啓路佐野; 義雄竹島; 幸司飛田; 寿広原; 一基藤瀬
Original assignee: Mazda Motor Corp; Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp; Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1986-12-17
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPS63152707A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明はパネルの組付方法に係り、特にパネルを所定の
取付部材に対して、溶接にて接合し、組み付けるに際し
て、接合強度の高い接合部を安定して得ることのできる
パネルの組付方法に関するものである。

（従来技術とその問題点）従来から、純アルミニウムに対して所定の合金元素を添
加せしめることによって機械的強度の向上が図られたア
ルミニウム合金材は、優れた耐食性、加工性、導電性な
どの特性を有していることから、航空機や車両等の機
器、或いは建築物などの構造材として広く用いられてい
る。

ところで、このようなアルミニウム合金製の構造材をは
じめ、各種の金属からなる構造材、或いはハニカムサン
ドイッチパネル等の、例えばその接合面がアルミニウム
合金部分とされたパネル形態を呈する中空状の構造材な
どのパネル部材を、その端縁部において、所定の取付部
材に対して溶接にて接合することにより、それら両部材
の組付けを行なう場合にあっては、通常、その接合部の
強度向上を図るべく、取付部材側に略パネル部材の肉厚
に相当する距離を隔てて対向する取付フランジ部を一体
的に設け、該取付フランジ部間に対してパネル部材を装
入して、それら取付フランジ部にてパネル部材の接合端
縁部を挟持させるようにした、建具の切込・嵌合構造の
如き構造が採用されている。

そして、このように取付部材の取付フランジ部間にパネ
ル部材の接合端縁部が装入された状態下において、両取
付フランジ部の先端縁部とパネル部材とを溶接せしめる
ことにより、それら両部材の接合が行なわれることとな
るのである。

ところで、このような手法にて接合を行なう場合にあっ
ては、パネル部材の取付フランジ部間への嵌め込み作業
性を確保するために、製造上の誤差を考慮して、取付フ
ランジ部の内側面と、そこに装入されるパネル部材のパ
ネル面との間に、微小な隙間が設定されることとなる。

ところが、それら取付部材とパネル部材とは、前述の如
く、取付フランジ部の先端部においてのみ溶接せしめら
れるところから、その接合状態においても、取付フラン
ジ部の内面とパネル部材のパネル面との間に、微小な隙
間が介在することとなるのであり、それ故両部材の組付
後、それら両部材巻に荷重が作用せしめられた際に、溶
接金属のうちかかる微小な隙間に面する部位において応
力の集中が惹起され、その結果該溶接金属に割れ等が発
生し易く、接合強度上の問題点を有していたのである。

また、このようなパネル部材と取付フランジ部がアルミ
ニウム合金の場合の溶接手法としては、接合部位の酸化
膜に対するクリーニング作用を得るために、通常、交流
（AC）によるTIG（Tungsten Inert Gas Arc）溶接乃至
は直流棒プラス（DCRP）によるMIG（Metal Inert Gas A
rc）溶接が採用されることとなるが、上述の如き従来の
接合手法による場合、パネル部材とフランジ部との間隙
奥方においては、そのクリーニング効果が有効に発揮さ
れ得ず、そのために溶接金属のフランジ部基部側部分に
おける母材の融合が妨げられて、良好なる溶接部を得る
ことができないといった問題点を有していたのである。

さらに、その溶接手法として、MIG溶接を採用する場合
にあっては、溶落ち状態となって、溶融金属が取付フラ
ンジ部とパネル部材との間に存在する前記隙間内に侵入
してしまい、良好な接合部を安定して得ることが出来な
かったのである。そして、それ故溶接金毒の溶け込みが
不均一である場合には、接合部において部分的な強弱が
発生することとなり、そのために溶接条件の選定が困難
であると共に、作業に際して高度の熟練を要するといっ
た問題点をも有していたのである。

（解決手段）ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として
為されたものであって、その要旨とするところは、パネ
ルの端部を、取付部材に設けた二つの対向する取付フラ
ンジ部間に装入して、それらフランジ部とパネルとを接
合せしめることにより、該パネルと該取付部材との組付
けを行なうに際して、該パネルの両側において、該パネル面と前記フランジ部
との間に所定の間隙がそれぞれ形成されるように、該パ
ネルの端部に沿って延びる支持部を、少なくとも該フラ
ンジ部の基部側に位置させて、フランジ部側及び／又は
パネル側に一体的に設け、該支持部によって該パネルを
両側から挟持した状態で前記二つのフランジ部間に支持
せしめるようにすると共に、該フランジ部の先端部と該
パネルとを、溶接金属のフランジ部基部側の端部が前記
間隙内に位置するようにして、溶接せしめ、前記パネル
とフランジ部との接合を図ったことを特徴とするパネル
の組付方法にある。

（実施例）以下、本発明を、更に具体的に明らかにするために、本
発明の実施例について、図面を参照しつつ説明すること
とする。

先ず、第１図（ａ）において、10は、アルミニウム合金
製のパネルであり、その端部の接合部分が或る程度の長
さで紙面に垂直に延びる平板状形態をもって形成されて
いる。

また、12は、該パネル10が接合され、組み付けられるア
ルミニウム合金製の取付部材である。この取付部材12に
は、パネル10が接合される部位において、二つの対向す
る板状のフランジ部14、14が、パネル10の肉厚よりも所
定寸法大きな距離を隔てて、該パネル10の接合方向（図
中、紙面に垂直な方向）に沿って平行に立設されてい
る。

また、それぞれのフランジ部14の対向面16上には、その
基部側端部において、第一の支持部18が、更にその先端
部近傍において、第二の支持部20が、それぞれ、所定高
さで内方に突出する状態で、該フランジ部14の接合方向
の全長に亘って平行に且つ一体的に設けられている。こ
れら第一および第二の支持部18、20の突出先端面は、そ
れぞれ、或る程度の幅をもって、平行に対向する挟持面
22、24とされており、それら挟持面22、22間および24、
24間の距離が、パネル10の肉厚と略同一に設定されてい
る。なお、第二の支持部20の形成位置は、特に限定され
るものではないが、通常、フランジ部14先端面からの距
離:d₁が、0.5〜50mm程度となるように設定されることと
なる。

そして、このような構造とされた取付部材12に対して、
パネル10を溶接によって接合し、両部材の組付けを行な
う場合にあっては、先ず、第１図（ｂ）に示されている
ように、取付部材12のフランジ部14、14間に対して、前
記パネル10が、その接合部分において嵌め込まれる。

すなわち、このようにパネル10が取付部材12のフランジ
部14、14間に装入されることによって、図示されている
如く、該パネル10は、その両側のパネル面26、26におい
て、フランジ部14に設けられた第一および第二の支持部
18、20の挟持面22、24によって挟持される。また、該パ
ネル10の両側のパネル面26とフランジ部14内面との間に
は、第一の支持部18と第二の支持部20との間において、
閉状空間28が、更に第一の支持部18よりもフランジ部14
先端側部分には、該フランジ部14の先端部分において開
口する所定厚さの間隙30が、それぞれ、接合方向の全長
に亘って形成されることとなる。

なお、この間隙30の厚さ、即ち第１図（ｂ）中のｈの大
きさは、パネル10の大きさや肉厚などに応じて決定され
るものであるが、通常、0.1〜2mm程度に、望ましくは0.
3〜0.8mmに設定されることとなる。けだし、後述するよ
うに、フランジ部14の先端部において、パネル10を溶接
接合せしめた際に、0.1mm未満では、該間隙30による効
果が充分に発揮され難く、一方2mmを越えると、溶接作
業が難しくなるからである。

そして、次に、上述の如く、パネル10が取付部材12のフ
ランジ部14、14間に装入された状態下において、第１図
（ｃ）に示されている如く、両フランジ部14、14の先端
部とパネル10とを溶接せしめることにより、それら両部
材の接合が行なわれるのである。

ここにおいて、これら溶接されるパネル10とフランジ部
14とは、前述の如く、所定厚さの間隙30を介して対向さ
せられており、そしてかかる間隙30内に、溶接金属32に
おけるフランジ部14基部側の端部が位置するように、即
ちこの間隙30のフランジ部14先端部における開口を溶接
金属32によって覆蓋せしめるように、溶接が施されるこ
ととなる。

従って、上述の如き手法に従って、パネル10と取付部材
12との組付けを行なう場合には、溶接金属32によって接
合されるパネル10とフランジ部14の両接合部間に所定厚
さの間隙30が形成されていることから、両部材の接合面
の奥方に至るまで、クリーニング作用が有効に発揮され
得、健全なる接合部が得られることとなるのである。

また、溶接金属32によって接合される両部材間には、そ
の接合後においても間隙30が存在することとなり、該間
隙30内に溶接金属32のフランジ部基部側端部が位置せし
められるところから、その接合後、両部材間に荷重が作
用せしめられた場合の溶接金属32における応力の集中が
良好に回避され得て、割れ等の発生が効果的に防止され
るのであり、その結果接合強度の向上が有効に図られ得
ることとなるのである。

さらに、溶接手法として、MIG溶接を採用した場合にあ
っても、第２の支持部20が裏当て材として有効に作用
し、パネル10と取付フランジ部12との間に形成された間
隙30によって、溶接金属32のパネル10と取付フランジ部
14間への侵入が有効に防止され得ることとなるのであ
り、従ってその溶接条件の適切な設定範囲が広くされ得
て、良好なる溶接状態を有する接合部を容易に且つ安定
して得ることができるのである。そして、それ故溶接に
際して、TIG溶接乃至はMIG溶接を、何れも区別すること
なく採用することが可能となり、その溶接効率が効果的
に向上せしめられ得るのである。

更にまた、本実施例にあっては、フランジ部14の第一の
支持部18と第二の支持部20との間において、閉状空間28
が設けられていることから、その接合に際し、該閉状空
間28に連通する貫通孔をフランジ部14に適数個設けて、
それらの貫通孔を通じて閉状空間28内に接着剤を充填せ
しめるようにすることも可能であり、それによって両部
材の接合強度がより一層高められることとなる。

因みに、パネル10として、BA21PCの材質で、厚さ:200μ
ｍ、セルサイズ:3/4″のハニカム構造とされたコアの両
側面に、BA21PCの材質で、厚さ:1mmの面板をろう付にて
固着せしめた構造のハニカムサンドイッチパネルを用
い、一方取付部材として、A6N01−T5の材質のアルミ合
金製押出形材を用いて、本実施例に従う手法にて接合試
験を行なった。かかる接合試験に際しては、直流棒プラ
ス（DCRP）によるMIG溶接を採用し、電極ワイヤとして
直径が1.2mmφのＥ−5356を用いて、溶接電流:160A、ア
ーク電圧:18V、溶接速度:60cpmの溶接条件下において行
なった。なお、かかる接合試験に用いられた部材の寸法
は、第２図に示されている（図中、寸法単位はmmであ
る）。

また、比較例として、第３図に示されているように、同
様なアルミニウム合金製パネル34と取付部材36を用い
て、それら両部材を従来の手法にて接合した場合につい
ても、同様に試験を行なった。この比較例に用いられる
パネル34、取付部材36の材質、および溶接手法とその溶
接条件としては、上述の本実施例手法に従うものと同一
に設定した。また、この比較例としての接合試験に用い
られた部材の寸法は、第３図に示されている。

そして、このように、それぞれ本実施例手法および従来
手法に従って接合を施した後、パネルを取付部材から離
隔せしめる方向（第２図および第３図において左右方
向）に引張った時の強度を測定した結果、本実施例に従
う手法にて接合されたものにあっては、3500kgf/70mmの
接合強度が測定され、また紙面に直角な方向における単
位長さ当りでは50kgf/mmの値が得られ、その接合状態が
極めて良好であることが確認された。

一方、従来法にて接合された比較例にあっては、1610kg
f/70mmの接合強度しか得られず、また紙面に直角な方向
における単位長さ当りでも23kgf/mmしか得られず、溶接
金属中に割れや融合不良が認められた。

ところで、本発明は、上述の如き形態における実施の他
にも、各種の形態での実施が可能であり、例えば第４図
には、本発明に従う組付手法の他の形態が示されてい
る。なお、この図においては、アルミニウム合金製パネ
ルを取付部材に対して装入し、それら両部材を溶接にて
接合せしめた、前記実施例中、第１図（ｃ）に対応する
状態が示されており、その接合工程は、前記実施例のも
のと同様であるために、本実施例においては説明を省略
することとし、また前記実施例と同様の部材について
も、前記実施例と同一の符号を付することにより、その
詳細な説明は省略することとする。

すなわち、本実施例における取付部材12にあっては、第
二の支持部20が、フランジ部14の先端側端部に設けられ
ており、フランジ部14の基部側端部に設けられた第一の
支持部18との間に、間隙40が、閉塞状空間として形成さ
れている。なお、かかる第二の支持部20の幅:d₂として
は、特に限定されるものではないが、通常、0.5〜30mm
程度に設定される。また、間隙40の厚さ:hは、前記第一
の実施例における間隙30の厚さに準じて、通常、0.1〜2
mm程度に、好ましくは0.3〜0.8mm程度に設定される。

そして、本実施例にあっては、このような形状のフラン
ジ部14、14間に、パネル10を装入せしめた状態下におい
て、フランジ部14の先端部とパネル10とを、第二の支持
部20を溶融せしめて溶接することにより、その接合が行
なわれるのであり、それによって溶接金属42のフランジ
部14の基部側端部が、前記間隙40内に位置せしめられる
こととなる。

従って、上述の如き本実施例における手法にあっても、
前記第一の実施例と同様の効果を有効に奏し得るもので
あり、優れた接合強度を安定して得ることができると共
に、その溶接手法としてTIG溶接乃至はMIG溶接を、区別
なく採用することが可能となるのである。

さらに、前記二つの実施例において、取付部材12のフラ
ンジ部14に設けられる第一および第二の支持部18、20
は、上述の説明から明らかなように、それら両部材間に
おいて所定厚さの間隙30、或いはそれに加えて閉状空間
28を形成すると共に、パネル10を取付部材12にて強固に
支持せしめるべく設けられるものであり、それ故、例え
ば第５図に示されているように、それら第一および第二
の支持部18、20を、パネル10の両側パネル面26、26上に
おいて一体的に設けることも、更にはパネル10およびフ
ランジ部14の双方に設けることも可能であり、そのよう
な形態のものにあっても、前述の如き本発明の効果が、
何れも有効に達成され得るものである。

そして、前記第一の実施例において、第一の支持部18と
第二の支持部20との間に閉状空間28を設けることは必ず
しも必要ではなく、第６図に示されているように、それ
ら第一および第二の支持部が連続せしめられた形態の支
持部44を設けて、該支持部44にて、パネル10の接合端縁
部を挟持せしめるようにすることも可能である。

なお、第５図および第６図においては、前記第一の実施
例の部材に対して、同一の符号を付することにより、詳
細の説明は省略することとする。

以上、本発明の幾つかの実施例について、詳述してきた
が、これらは文字通りの例示であって、本発明は、これ
らの具体例にのみ限定して解釈されるものではない。

例えば、前記実施例においては、パネル10が、平板形状
の接合部を有していたが、その接合部が屈曲した形状と
されたものについても、本発明は適用され得るものであ
る。尤も、パネル10の接合部が屈曲されている場合に
は、その屈曲形状に応じて、取付部材12のフランジ部14
の対向面も、屈曲した形状をもって形成されることとな
る。

また、前記実施例にあっては、支持部（22、24、44）
が、パネル34乃至はフランジ部14に対して同一部材とし
て形成されていたが、かかる支持部を別部材として形成
せしめ、パネル34乃至はフランジ部14に対して、接着せ
しめることにより一体的に設けるようにすることも可能
である。

更にまた、前記実施例では、アルミニウム合金製パネル
の端部とアルミニウム合金製の取付部材との組付けに、
本発明を適用した場合の具体例を挙げたが、本発明は、
アルミニウム合金以外の各種の金属からなるパネルと取
付部材との組付けに際しても、いずれも、同様に適用可
能である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は当業者の知識に
基づいて種々なる変更、改良、修正などを加えた態様に
おいて実施され得るものであり、またそのような実施態
様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れ
も、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言う
までもないところである。

（発明の効果）従って、本発明方法によれば、パネルと取付フランジ部
とを接合せしめる溶接金属のフランジ部基部側の端部
が、それらパネルと取付フランジ部との間に形成された
所定厚さの間隙内に位置せしめられることとなるところ
から、それら両部材間に荷重が作用せしめられた際に
も、かかる溶接金属における応力の集中が良好に回避さ
れ得て、割れ等の発生が効果的に防止されるのであり、
その結果接合強度の向上が有効に図られ得ることとなる
のである。

また、パネルと取付フランジ部との間に形成された間隙
によって、ACによるTIG或いはDCRPによるMIG溶接を行な
う場合のクリーニング作用が、両部材の接合面において
孔に発揮され得ることとなるのであり、それ故健全なる
溶接部が得られることとなるのである。

さらに、かかる間隙によって、接合される両部材間奥方
への溶接金属の侵入が有効に防止され得るところから、
その溶接手法としてTIG溶接とMIG溶接とを区別なく採用
することができ、MIG溶接を行なう場合においても、高
度の熟練を要することなく、均一で且つ強度的に優れた
接合部を安定して得ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明に従うパネルの組付方法
の一例を示す工程図であり、第２図はかかる手法にて接
合した場合の接合強度の測定に用いられる試験材の部材
寸法を示す説明図であり、第３図は第２図に示されてい
る如き接合強度の測定に対する比較試験として行なわれ
る、従来手法に従う接合に用いられる試験材の部材寸法
を示す説明図である。また、第４図乃至第６図は、それ
ぞれ、本発明に従うパネルの組付方法の他の実施例を示
す、第１図（ｃ）に対応する一工程図である。 10:パネル、12:取付部材 14:フランジ部、16:対向面 18:第一の支持部、20:第二の支持部 22、24:挟持面、26:パネル面 28:閉状空間、30、40:間隙 32、42:溶接金属 44:支持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹島義雄愛知県名古屋市港区千年３丁目１番12号住友軽金属工業株式会社技術研究所内 (72)発明者飛田幸司広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者原寿広広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者藤瀬一基広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パネルの端部を、取付部材に設けた二つの
対向する取付フランジ部間に装入して、それらフランジ
部とパネルとを接合せしめることにより、該パネルと該
取付部材との組付けを行なうに際して、該パネルの両側において、該パネル面と前記フランジ部
との間に所定の間隙がそれぞれ形成されるように、該パ
ネルの端部に沿って延びる支持部を、少なくとも該フラ
ンジ部の基部側に位置させて、フランジ部側及び／又は
パネル側に一体的に設け、該支持部によって該パネルを
両側から挟持した状態で前記二つのフランジ部間に支持
せしめるようにすると共に、該フランジ部の先端部と該
パネルとを、溶接金属のフランジ部基部側の端部が前記
間隙内に位置するようにして、溶接せしめ、前記パネル
とフランジ部との接合を図ったことを特徴とするパネル
の組付方法。