JP2002070431A - 鋼製ドア及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鋼製ドアの製造において溶接方法を用いなが
ら、歪み発生の極小化、作業工数の低減による作業時間
の短縮化を図る。 【解決手段】骨材２１０等の一方面を予め表面材２にレ
ーザービーム溶接により溶着させるとともに、裏面材３
を骨材２１０の他方面に敷設した後、表面材２と裏面材
３との周縁小口部をレーザービーム溶接を行ない、表面
材２、裏面材３及び骨材２１０等を一体構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製ドア及びそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から鋼製ドアの製造及び製造方法に
おいては、例えば特開昭６０−２４２２８５号公報に知
られるようにアーク溶接が一般に使用されていた。かか
る従来例にあっては、ドア表面材のいずれか一方の板材
に、各補強部材の一面側をアーク溶接し、次に各補強部
材の他面側に、他方の板材を重ね合わせて表裏両板材間
をアーク溶接用ホルダーを用いて各補強部材の他面側と
これに対向する板材とを溶着することにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがかかる溶接方
法による場合、補強材を表面材に溶接する際に、溶接
の痕跡が表面材の表面に現れてしまい、この部分を研磨
しさらにパテ補修を行なわなければならなかった。ま
た、補強材を固着した表面材は、作業者の熟練度に左
右され、捻じれ等の大きな歪みが発生する場合がある。
そのための矯正も必要であり手間を要していた。さらに
裏面材を組み付けして一体化したドアは、通常ドア見
込み面である小口部をスポット溶接するが、小口見えが
かり部分に溶接の肉盛りができるため、研磨等の仕上げ
を要し、作業工数が増加していた。また、薄板加工部
材同士や薄板と厚板を重ねたり突き合わせしてアーク溶
接する場合には、薄板を貫通してしまう事態も発生し、
特に化粧シートなどを貼付けした金属板を用いてドアを
製造する場合、化粧シート表面にアーク溶接による溶接
跡が表れるといった問題が生じ、化粧シート表面の美感
を損なう等の支障が生じていた。そこでかかる問題を解
消する策として、特開平８−４４３５号記載の発明のよ
うに溶接方法によらず、接着方法にを採用した技術が創
案されるに至った。

【０００４】しかしながら、かかる接着方法による鋼製
ドアの場合、火災時にドア内部に充填する発泡材等の接
着剤が燃焼し有害物質を周囲に拡散する等の新たな問題
が生じた。

【０００５】本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて
発明したものであって、その目的とするところは、鋼製
ドアの製造において溶接方法を用いながら、歪み発生の
極小化、作業工数の低減による作業時間の短縮化を図ら
んとするものである。

【課題を解決するための手段】上記した従来例の問題点
を一掃して本発明の目的を達成するために、骨材の一面
側を予め表面材にレーザービーム溶接により溶着させる
とともに、裏面材を骨材の他面側に被装した後、表面材
と裏面材との周縁小口部をレーザービーム溶接を行な
い、表面材、裏面材及び骨材を一体構造としたことを特
徴とするものである。また、本発明の鋼製ドアの製造方
法は、骨材の一面側を予め表面材にレーザービーム溶接
により溶着させるとともに、裏面材を骨材の他面側に被
装した後、表面材と裏面材との周縁小口部をレーザービ
ーム溶接を行ない、表面材、裏面材及び骨材を一体構造
としたことを特徴とするものである。かくて、本発明に
よれば、レーザービーム溶接をドア組立ての第一段階で
ある表面材と骨材との溶着、第二段階としての裏面材の
表面材への組み付けに用いつつ、溶接による痕跡の発現
を解消し得るとともに、ドア歪みを可及的に極小とし、
作業者の熟練度には無関係に従来技術に比較し、作業工
数を削減したドアを容易に提供することができるもので
ある。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第一の実施の形態
について、図１〜図５の図面に基づいて説明する。図１
は、本発明の鋼製ドア１の斜視図である。１ａ、１ｂ、
１ｃ、ｄをそれぞれドア上端部、錠前側端部である右端
部、丁番側である左端部、下端部という。鋼製ドア１
は、鋼製面材として表面材２（以下、表面側を２ａ、背
面側を２ｂという。）および表面材３（以下、表面側を
３ａ、背面側を３ｂという。）により構成する。表面材
２は、図２に示すように表面材２の背面である背面部２
ａ側の左右両端部および上端部に折り曲げ加工を行ない
突き合わせ片２０１、２０２及び２０３が形成されてい
る。突き合わせ片２０１、２０２及び２０３の高さは同
一寸法である。また背面部２ａの下端部２０４は、切り
放しの状態とする。２１０、２２０、２３０、２４０は
各突き合わせ片２０１、２０２、２０３及び下端部２０
４に沿って設けるコ型鋼からなる力骨である。２５０
は、力骨２３０、２４０の間に懸架状に設けたコ型鋼か
らなる中骨であって、背面部２ａの上下方向に１又は2
以上配設する。各突き合わせ片２０１、２０２、２０３
及び中骨２４０のフランジ部の高さは同一とし、突き合
わせ片２０１等の高さの2倍弱の寸法である。Ｃ部は切
り欠き部であって、切り欠き部Ｃに力骨２１０に予め互
いに臨ませるように突出成形したベロ板２０１ａ、２０
１ｂを取り付け部とする図示しない錠前のベースを螺子
等で装着させるスペースとなっている。

【０００７】図３は、裏面材３を表わし、表面材２の突
き合わせ片２０１、２０２及び２０３にそれぞれ対応さ
せるべく背面部３ａに突き合わせ片３０１、３０２及び
３０３を形成している。なお、裏面材３の縦横寸法は表
面材２と同一であり、突き合わせ片３０１、３０２及び
３０３の高さは同一、かつ突き合わせ片２０１等とも同
一となっている。

【０００８】以上の鋼製ドアの構造を組立て工程とその
後の塗装工程を含め図４及び図５に基づいて説明する。
表面材２および表面材３の切断と各突き合わせ部の曲げ
加工ならびに各力骨、中骨の切断と折り曲げ加工は従来
技術と同様であって特記すべき点はない。なお、図中Ｗ
は、レーザービームによる溶接部位を示す。

【０００９】組立て工程： 工程１：表面材２の突き合わせ片２０１、２０２及び２
０３に対応させて力骨２１０、２２０、２３０を、また
表面材２の下端部２０４に沿って力骨２４０を間欠的な
レーザービーム溶接により固着する。この場合、力骨２
１０、２２０、２３０はコ字状の上下ウェブ端面がそれ
ぞれ背面部２ｂを臨むようにしフランジ外面を突き合わ
せ片２０１、２０２及び２０３の背面部２ａ側に突き合
わせて突き合わせ片２０１、２０２及び２０３の突き合
わせ先端部２０１ａ、２０２ｂ及び２０３ｃと溶接す
る。また、力骨２４０はコ字状の上下ウェブ端面が表面
材２の下端部２０４を臨むようにし、背面部２ｂ側ウェ
ブ端面を下端部２０４とレーザービーム溶接により固着
する。 工程２：背面部２ｂ側の上下方向に一定間隔で中骨２５
０を間欠的なレーザービーム溶接により固着する。 工程３：中骨２５０の見え掛かりのウェブ表面２５０ａ
に両面テープを貼布する。 工程４：裏面材３の背面部３ｂの突き合わせ片３０１、
３０２及び３０３を表面材２の突き合わせ片２０１、２
０２及び２０３に位置合わせして被装し、クランプ等で
仮止めする。 工程５：表面材３の下端部３０４と力骨２４０のリブ端
部とを間欠的にレーザービーム溶接により固着する。 工程６：突き合わせした突き合わせ片２０１、３０１、
突き合わせ片２０２、３０２、突き合わせ片２０３、３
０３の突き合わせ部をレーザービームの連続溶接により
固着する。 工程７：錠前、ドアクローザー等取付け用のタップ加工
を所定位置に加工する。 工程８：丁番の取付けを行なう。

【００１０】塗装工程：工程９：丁番のマスキングを行
なう。 工程１０：塗装面の清掃を行なう。 工程１１：防錆塗装を行ない乾燥させる。

【００１１】以下、本発明の第一の実施の形態に基づく
供試体とその測定結果について説明する。

【００１２】供試体の製作 供試体１−１：供試体１−１とは、レーザービーム溶接
による上記工程２完了時の表面材２に各力骨、中骨を固
着したものである。表面材２は１．６ｍｍ厚の鉄板と
し、縦横寸法は５２０×５２０ｍｍ、各突き合わせ片２
０１、２０２、２０３、３０１，３０２，３０２の高さ
は２０ｍｍとする。また、各力骨、中骨の板厚は２．３
ｍｍ、フランジ高さは３６．８ｍｍ、上下リブの幅は15
ｍｍとする。ただし、中骨２５０は、１本設けるものと
する。また各力骨、中骨間は若干（５ｍｍ内外）の隙間
を設けてあり、各力骨、中骨間には相互の溶接個所はな
い。間欠的な溶接のビード長さは１０ｍｍないし1５ｍ
ｍ程度とし、溶接ピッチは８０ｍｍ内外とする。

【００１３】ここでレーザービーム溶接にあたっては、
既製のレーザートーチをロボットによって自動動作さ
せ、出力は約２．５ｋＷ、連続パルス波による走行速度
を約３ｍ／分に設定した。この設定条件による溶け込み
は、３．３ｍｍは確保出来たと推定されるから、１．６
ｍｍ厚の表面材２に対する２．３ｍｍ厚の各力骨、中骨
からレーザービーム溶接すると表面材２の表面部２ａの
０．６ｍｍ前まで溶け込むことになるから、表面部２ａ
への溶接痕は現れない。また、本溶接作業を手作業で行
なうことも出来、この場合の出力は２５〜３００Ｗ、パ
ルスは６０〜１００が最適値である。なお、レーザート
ーチを含む付属のレーザー発振装置、コントロール装置
等については市販のものであって特に固有の特徴はない
ため図示しない。

【００１４】供試体１−２：供試体１−２とは、従来技
術であるアーク溶接による上記工程２完了時の表面材２
に各力骨、中骨を固着したものである。表面材２、各力
骨、中骨の板厚、各断面寸法、配置等の仕様は供試体１
−１と同一である。各突き合わせ片２０１、２０２、２
０３の高さは２０ｍｍとする。表面材２と各力骨、中骨
間の溶接はスポット溶接とし、供試体１−１と同一作業
者が溶接にあたった。

【００１５】供試体２−１：供試体２−１とは、溶接工
程６完了時である表面材２と表面材３との小口をレーザ
ービーム溶接にて一体組立て構造としたドアである。突
き合わせ片２０１、３０１、突き合わせ片２０２、３０
２、突き合わせ片２０３、３０３の突き合わせ部はレー
ザービームによる連続溶接により固着する。なお、各突
き合わせ片３０１、３０２、３０３の高さは２０ｍｍと
する。

【００１６】供試体２−２：供試体２−２とは、溶接工
程６完了時である表面材２と表面材３とをアーク溶接に
て一体組立て構造としたドアである。突き合わせ片２０
１、３０１、突き合わせ片２０２、３０２、突き合わせ
片２０３、３０３の突き合わせ部はアーク溶接によるス
ポット溶接により固着する。各突き合わせ片３０１、３
０２、３０３の高さは２０ｍｍとする。なお、各突き合
わせ部をスポット溶接としたのは、連続溶接では相当の
歪みが発生したためである。スポット溶接のピッチは１
３０ｍｍ前後とした。

【００１７】試験方法 供試体１−１、１−２、２−１，２−２の４体をフラッ
トなテーブルに置き表面材２が上側なるようにした。

【００１８】供試体１−１、１−２、２−１，２−２の
４体の測定結果を図６に示す。

【００１９】図６において、測定値を得るにあたり工程
２完了時の供試体１−１、１−２、工程６完了時の供試
体２−１，２−２とも表面材２の表面側について、図７
に示すように供試体の中央縦方向（Ｘ〜Ｘ）、横方向
（Ｙ〜Ｙ）、対角方向（Ｒ〜Ｒ、Ｌ〜Ｌ）にスケールを
当てすきまゲージにより、最もすきまの生じている部位
の値を記録した。各供試体とも表面材２の表面側を測定
対象としたのは、表面材２が各力骨等との溶接を行なっ
ており、表面材３側に比し溶接による歪み発生が顕著に
生ずると考えられるからである。

【００２０】次に本発明の他の実施の形態について図８
ないし図１１に基づいて説明する。これらの図はいずれ
も鋼製ドアの見込み面である小口面に係るものである。
図８は第2の実施の形態で、一方の表面材２の突き合わ
せ部２０１の先端２０１ｃを若干（略板厚分）表面材内
側に段落ち成形させ、他方の表面材３の突き合わせ部３
０１の先端部を突き合わせ部２０１の先端２０１ｃに被
せるようにしたものである。この場合Ｗ部に沿ってレー
ザービームによる連続溶接を行なう。

【００２１】図９は第３の実施の形態で、表面材２，３
とも表裏対象形とし、先端部２ｃ、３ｃを略板厚分段落
ち成形させ小口カバー４を包履嵌合状に冠したものであ
る。この場合Ｗ部分に沿ってレーザービームによる連続
溶接を行なう。

【００２２】図１０は第４の実施の形態で、表面材２の
先端部を折り返していわゆるつぶし部２ｄを形成するよ
うにし、表面材３の突き合わせ部３０１の先端を更に表
面材３側に折り返し部３０１ｂを設けるようにしたもの
である。この場合Ｗ部分に沿ってレーザービームによる
連続溶接を行なう。

【００２３】図１１は小口面の第５の実施の形態で、表
面材２，３の突き合わせ部２０１ｄ、３０１ｃの先端を
折り返していわゆるつぶし部２０１ｅ、３０１ｄを形成
したものである。この場合突き合わせとなるＷ部分に沿
ってレーザービームによる連続溶接を行なう。

【００２４】以上の実施の形態では、従来のＷ部分に対
する連続的なアーク溶接では、歪みが異常に生ずること
になってしまいドア製品としては不適挌になるが、レー
ザービームによる連続溶接を行なっても、溶接面が一筋
状になるだけで、肉盛り部の発生は生ぜず、歪みもほと
んど発生しない外観的にもそのままで製品とすることが
できるドアとなすことができる。

【００２５】次に本発明の第６の実施の形態について、
図１２（Ａ）（Ｂ）に基づいて説明する。５はドア１の
表面材２の下方に装着したキックプレートである。キッ
クプレート５は、通常ステンレス製であるが、ドア製作
工程において、表面材２の裏側２ｂのＷ部分にレーザー
ビームによる溶接を行なうことによって、キックプレー
ト５の表面には溶接痕を全く残さず容易に固着すること
ができる。

【００２６】本発明の第７の実施の形態について、図１
３（Ａ）（Ｂ）に基づいて説明する。図１３（Ａ）は、
鋼製ドア１の正面図で、表面材２が周辺部表面材２Ａに
対し段落ちさせた段落ち表面材２Ｂを有するようにした
ものである。図１３（Ｂ）は当該ドアの断面図であっ
て、Ｗ部位を表面材２の裏面側２ｂからレーザービーム
による溶接を行なうものである。なお、周辺部表面材２
Ａ、段落ち表面部２Ｂの面板はともに薄手厚（例えば
０．６ｍｍ、０．８ｍｍ）の鋼板でもよく、また、段落
ち表面部２Ｂの面板のみを周辺部表面材２Ａの面板より
厚く（例えば１．６ｍｍ、２．３ｍｍ）してもよく、さ
らに周辺部表面材２Ａ、段落ち表面部２Ｂとも表面が樹
脂加工された化粧鋼板として選択しても外観上良好な結
果を得ることができる。

【００２７】さらに本発明の第８の実施の形態につい
て、図１４（Ａ）（Ｂ）に基づいて説明する。両図とも
鋼製ドア１の断面図である。図１４（Ａ）において、小
口面を相対応する突き合わせ部２０１ｆ、３０１ｅを重
合状にしたものである。Ｗ部位をレーザービームによる
連続的な溶接を行なう。このようにすることによって、
小口部の強度が向上することから、小口部内部の力骨を
設けることを省略することができる。また、両開き鋼製
ドアにあっては、召しあわせ部６について、Ｗ部位をレ
ーザービームによる溶接を行なうものである。図１４
（Ｂ）についても同様Ｗ部位をレーザービームによる溶
接を行なう。

【００２８】以上本発明の実施の形態として、専らドア
を中心に詳説したが、これに限定されるものではなく、
例えば、図示しないガラリの羽根とガラリ框との溶接や
留め形状のドア枠の留め部の溶接等作業時間を短縮で
き、溶接歪みを可及的に少なくする手段として幅広く利
用することができる。

【００２９】

【発明の効果】図６の測定結果から、従来の溶接工法に
よる鋼製ドアの製造に比較し、本発明に係るレーザービ
ーム溶接による鋼製ドアの歪み数値は、一段と改善され
た。薄板同士、薄板と厚板の組み合わせ、厚板同士等の
板厚間の溶接が自由かつ熟練を要せず行なうことができ
る。スチール鋼板とステンレス鋼板の組み合わせによる
鋼製ドアの製造も容易である。前記組立て溶接工程にお
いて、従来溶接では、小口面等の見えがかり部は必ず溶
接後サンダーによる研磨が必要であったが、レーザービ
ーム溶接ではその必要性がなく、かかる工程の省略に伴
う加工時間の短縮ガ可能となる。特に力骨等の補助材を
表面材の裏から溶接する場合、レーザービーム溶接では
その溶接痕を表面部に残さないため、ドア表面部のパテ
仕上げ等を行なう必要もない。したがって、溶接加工
後、何ら養生を施すことなく、直ちにドア表面の塗装に
かかることができ、加工、塗装のトータル時間の短縮化
が可能となる。亜鉛等のめっきを施した鋼板において
も、めっき層を最小限の局部的範囲で溶解するだけで溶
接することができるため、溶接加工後のめっき養生も従
来に比べ極めて小範囲ですむ。本発明によるレーザービ
ーム溶接にあたっては、ロボットによる自動溶接の場合
は、出力を約２・５ｋＷとしたときには、連続波による
走行速度を約３ｍ／分に設定したときが、表面材２と骨
材２１０等との溶接として最適値である。また、パルス
波による場合は、出力は２５〜３００Ｗ、パルス６０〜
１００が最適値である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のドア斜視図

【図２】同上の表面材２と骨材等との組立て斜視図

【図３】同上の表面材３の斜視図

【図４】同上の表面材２，３の離間状態のドア断面図

【図５】同上の表面材２，３の結合状態のドア断面図

【図６】測定結果図

【図７】測定部位図

【図８】第２実施形態のドア小口面断面図

【図９】第３実施形態のドア小口面断面図

【図１０】第４実施形態のドア小口面断面図

【図１１】第５実施形態のドア小口面断面図

【図１２】（Ａ）第６実施形態のドア正面図 （Ｂ）同上のドア断面図

【図１３】（Ａ）第７実施形態のドア正面図 （Ｂ）同上のドア断面図

【図１４】（Ａ）第７実施形態のドア断面図 （Ｂ）同上のドア召しあわせ部断面図

【符号の説明】

１ 鋼製ドア ２ 表面材 ２ａ 表面材の表面部 ２ｂ 表面材の背面部 ２０１ 表面材の錠前側の突き合わせ片 ２０２ 表面材の丁番側の突き合わせ片 ２０３ 表面材の上側の突き合わせ片 ２１０ 力骨 ２２０ 力骨 ２３０ 力骨 ２４０ 力骨 ２５０ 中骨 ３ 裏面材 ３ａ 裏面材の表面部 ３ｂ 裏面材の背面部 ３０１ 裏面材の錠前側の突き合わせ片 ３０２ 裏面材の丁番側の突き合わせ片 ３０３ 裏面材の上側の突き合わせ片 ４ 小口カバー ５ キックプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 泰邦 東京都新宿区西新宿２丁目１番１号 三和 シヤッター工業株式会社内 (72)発明者 久保田 恵 東京都新宿区西新宿２丁目１番１号 三和 シヤッター工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2E016 HA06 HA09 JA01 JA11 KA01 LA01 LB03 LC02 LD01 MA11 NA01 QA14 QA16 RA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】骨材の一面側を予め表面材にレーザービー
   ム溶接により溶着させるとともに、裏面材を骨材の他面
   側に被装した後、表面材と裏面材との周縁小口部をレー
   ザービーム溶接を行ない、表面材、裏面材及び骨材を一
   体構造としたことを特徴とする鋼製ドア。
2. 【請求項２】骨材の一面側を予め表面材にレーザービー
   ム溶接により溶着させるとともに、裏面材を骨材の他面
   側に被装した後、表面材と裏面材との周縁小口部をレー
   ザービーム溶接を行ない、表面材、裏面材及び骨材を一
   体構造としたことを特徴とする鋼製ドアの製造方法。