JP2003001456A - 亜鉛鋼板の溶着体およびその溶着方法 - Google Patents

亜鉛鋼板の溶着体およびその溶着方法

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JP2003001456A JP2001188346A JP2001188346A JP2003001456A JP 2003001456 A JP2003001456 A JP 2003001456A JP 2001188346 A JP2001188346 A JP 2001188346A JP 2001188346 A JP2001188346 A JP 2001188346A JP 2003001456 A JP2003001456 A JP 2003001456A
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俊彦 塚山
Ryoji Tomiyama
良司 冨山
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明邦 内田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 亜鉛鋼板をレーザービームにより溶着体とす
るにあたり、フィラー等を用いることなく溶着部にピッ
トが形成されないようにする。 【解決手段】 亜鉛鋼板を適宜切断、折曲加工した表裏
面板３、４同志を溶着して親、子扉１、２を形成するに
あたり、溶着部は、例えば表面板３の右片部３ｂの切断
面である先端面（本発明の板端面に相当する）３ｄを裏
面板４の左右方向右端縁の表側面（板面）に対して突当
てるというように、一方の面板の板面に対し、他方の面
板の板端面を突当てるようにし、該突当て部をヤグレー
ザにより溶接する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄板状の鋼板表面
に亜鉛をメッキ加工した亜鉛鋼板の溶着体およびその溶
着方法の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、建築用材料として金属材を用い
ることで、強度や耐久性を高めるようにすることが知ら
れており、このような金属材として、薄板状の鋼板表面
に亜鉛メッキを施した亜鉛鋼板があり、該亜鉛鋼板を用
いることにより、板材表面の防錆性や耐腐食性を高める
ことができる。ところで、亜鉛鋼板を用いて例えば建築
用の建具、具体的に開口部に建付けられるドアを構成す
る場合、板材を適宜寸法に切断して表裏一対の面板と
し、これら各面板を適宜折曲加工し、その後、必要な箇
所を溶着することにより表裏面板間に所定の扉厚を存し
たドアが形成されるようになっている。そして、前記溶
着する手段としては、従来アーク溶接することが一般で
あるが、該アーク溶接による溶接方法は、金属材の互い
の接合部を高温状態として溶融して接合するものである
ため、どうしても接合部近傍の板面に歪みや捻れが生じ
てしまうという問題があり、そこで、近年レーザービー
ムによる溶着手段が提唱されている。このレーザービー
ムによる溶接は、溶接部位の周辺が高温にならないう
え、レーザービームの放射範囲が小さいため、スパッタ
が飛散することがなく、ビードの発生も殆どなくすこと
ができるという利点があるうえ、異種材料間、例えば鋼
材とステンレスとの溶接が可能であるという利点があ
り、このため、溶接に伴う歪みや捻れのを低減や、溶接
後の研磨作業やパテ補修作業等の後処理の簡略化等を計
れるようになった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記レーザ
ービームによる溶着により、前述したような亜鉛鋼板を
溶着するにあたり、例えば図９に示すように、一方の亜
鉛鋼板１７に折返し状に折曲した折曲片１７ａを形成
し、該折曲片１７ａに対し、他方の亜鉛鋼板１８にＬ字
形に折曲形成した折曲片１８ａを当接させ、該折曲片１
７ａ、１８ａ同志の当接部位を溶着するようにした場
合、溶着の過程でブローホールができ溶着表面にピット
（窪み）が形成されてしまい（図１０に示す写真図参
照）、溶着部が弱くなるうえ、外観が損なわれるという
問題がある。これは、融点の低い亜鉛（融点：約４２０
℃、沸点：約９２０℃）が融点の高い鉄（融点：約１５
８０℃）に先行して溶融することになるが、レーザービ
ームによる溶接の場合、鋼が溶融するまでの時間が瞬時
であるが故に、亜鉛が気化する以前の段階で鋼が既に溶
融し、このため亜鉛の気化と鋼の溶融とが同時進行状態
で発生することとなって、溶着表面に気泡が残るものと
想定される。とくにこの現象は、前述したように面同志
のあいだを溶着するもののように当接面積が大きく、気
化した亜鉛の逃げ場がない場合に顕著であることが知ら
れている。そこで、これに対処するには、溶着表面に融
点の高い例えば銅線（融点：約１１００℃）によるフィ
ラーを添加し、先行して溶融する亜鉛部分の温度低下を
計り、ブローホールをできにくくするとともに、ゆっく
りと高温化するあいだに亜鉛を気化させてブローホール
をなくすようにすることが考えられ、実際にピットをな
くすことができることが実証されている（図１１に示す
写真図参照）。しかしながら、このようにフィラーを添
加するのは、コスト高になるだけでなく、作業性に劣
り、しかも美しい仕上げにならないという問題があり、
ここに本発明が解決しようとする課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、亜鉛鋼板同志を溶着して構成し
た溶着体であって、該溶着体は、一方の面板の板面に対
して他方の面板の板端面が突当てられ、該突当て部位が
レーザービーム溶接により溶着されているものである。
そして、このようにすることにより、亜鉛鋼板をレーザ
ビームを用いて溶着するものでありながら、ピットのな
い確りとした溶着を行うことができる。このものにおい
て、本発明の溶着体は、表裏一対の亜鉛鋼板を用いて構
成した鋼製ドアであるものとすることができる。さらに
このものにおいて、本発明の鋼製ドアを構成する表裏面
板のうち、一方の面板の側部を折曲し、該折曲した面板
の板面に他方の面板の板端面を突当てて溶着されている
ものとすることができる。また、本発明は、亜鉛鋼板同
志を溶着するにあたり、一方の面板の板面に対して他方
の面板の板端面を突当て、該突当て部位をレーザービー
ム溶接により全長に亘って溶着するものである。このよ
うにすることによって、溶着部にピットが形成されない
確りとしたものにすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第一の実施の形態
を図１〜図７の図面に基づいて説明する。図面におい
て、１は建築物の開口部に取付けられる鋼製ドアで構成
される親扉であって、該親扉１は右側端面に止着された
蝶番１ａを介して開閉揺動自在に設けられている。そし
て親扉１の左側には、同じく鋼製ドアで構成される子扉
２が隣接する状態で設けられており、これら一対の親扉
１、子扉２とで開口部を仕切るように構成されている。
尚、子扉２は左側端面に蝶番２ａが介装されており、親
扉１とともに観音開き状に開閉揺動することで、広い開
口部を提供できるように設定されている。
【０００６】前記親扉１は、上下方向見付け寸法Ｈ、左
右方向見付け寸法Ｗ、そして見込寸法（ドア厚）Ｄの仕
上りとなっており、親扉1を構成する表裏一対の面板
３、４は、表面が亜鉛メッキされた亜鉛鋼板がそれぞれ
用いられている。前記各表裏面板３、４は適宜切断、折
曲、溶着することで構成されるが、表面板３は、上縁部
に上側面の表側半部を形成するための上片部３ａが折曲
形成され、右側縁部に右側の側面を形成するための右片
部３ｂが折曲形成され、左側縁部に子扉２の右側縁部を
覆蓋するべく目板３ｃが折返し折曲形成されている。一
方、裏面板４は、上縁部に上側面の裏側半部を形成する
ための上片部４ａが折曲形成され、左側縁部に左側の側
面を形成するための左片部４ｂが折曲形成されている
が、該左片部４ｂは、前記ドア厚寸法Ｄよりも目板３ｃ
の見込み寸法Ｔ分だけ短く寸法設定されている。
【０００７】そして、表裏面板３、４を、予め裏面板４
の上端部と下端部に骨材５の一片を固着するとともに、
裏面板４の右縁部に骨材５の一方の脚片５ａを固着す
る。ここで、前記固着は、レーザービーム（本実施の形
態ではヤグレーザ）による溶着であり、一方の骨材脚片
５ａの内側面からヤグレーザを照射することで溶接作業
がなされている。また、この場合に、骨材５の裏面板４
への溶接はスポット的な溶接になっているが、このもの
では、溶着がヤグレーザによるものであるため、骨材５
を全長に亘って何れの面板３、４に溶着したとしても、
面板３、４に歪み、捻れが生じることがなく、面板３、
４の露出面（外側面）に溶接痕が残ることはなく、この
ようにすることも可能である。尚、表面板３と骨材５の
他方の脚片５ｂとの固着は、両面テープ等、ヤグレーザ
によらない固着で充分であり、本実施の形態ではテープ
による固着がなされている。
【０００８】続いて、両面板３、４を互いに突き合せる
が、裏面板４の左右方向右端縁の表側面（板面）に対
し、表面板３の右片部３ｂの切断面である先端面（本発
明の板端面に相当する）３ｄを突当て（図４（Ａ）参
照）、骨材５と右片部３ｂとのあいだにスペーサ６を介
装する一方、上片部３ａの切断面である先端面３ｅを裏
面板４の上片部４ａの切断面である先端面４ｃに対して
突当て、さらに、目板３ｃを構成する折曲げ片の裏側面
に対して裏面板４の左片部４ｂの切断面である先端面４
ｄを突当てる（図４（Ｂ）参照）。そして、これら各突
当て部を順次ヤグレーザにより全長に亘って溶接するこ
とにより、それぞれの部位を一体的に固着するように構
成されるが、これら溶着部はピットのない美しい溶着部
となっており、外部に露出させても意匠的に損なわれる
ことがない外観となっている（図５、図６の写真図参
照）。尚、７は、表裏面板３、４とのあいだに介装され
るコア材、８は開閉用の把手、９は錠装置取付け部位で
ある。
【０００９】一方、子扉２は次のようにして形成されて
いる。前記子扉２は、上下方向見付け寸法Ｈ、左右方向
見付け寸法Ｗ１、そして見込寸法（ドア厚）Ｄの仕上り
となっており、子扉２についても前記親扉１と同様に、
各表裏面板１０、１１は表面が亜鉛メッキされた亜鉛鋼
板がそれぞれ用いられ、これら表裏一対の面板１０、１
１を適宜切断、折曲、溶着することで構成されている。
前記表面板１０は、上縁部に上側面の表側半部を形成す
るための上片部（図示せず）が折曲形成され、左側縁部
に左側の側面を形成するための左片部１０ａが折曲形成
されたものに形成され、さらに、右側縁部は親扉1側の
目板３ｃを受けるべく、左右方向見付け寸法Ｗ１よりも
幅狭に形成され、その先端部に、裏面側に折曲する第一
折曲片１０ｂが折曲形成されている。一方、裏面板１１
は、上縁部に上側面の裏側半部を形成するための上片部
（図示せず）が折曲形成され、右側縁部に右側の側面を
形成するための右片部１１ａが折曲形成されるが、該右
片部１１ａは、前記ドア厚寸法Ｄから前記第一折曲片１
０ｂの表裏方向長さを差し引いた長さに寸法設定され、
該右片部１１ａの先端部に左側に向けて折曲された第二
折曲片１１ｂが形成され、該第二折曲片１１ｂに、前記
第一折曲片１０ｂの切断面である先端面１０ｃに対向す
るように設定されている。
【００１０】そして、表裏面板１０、１１を、予め裏面
板１０の上端部と下端部に骨材５の一片を固着するとと
もに、裏面板１１の左縁部に骨材５の一方の脚片５ａ
を、前記親扉１と同様にヤグレーザを用いて固着する
が、表面板１０と骨材５の他方の脚片５ｂとの固着は両
面テープによる固着になっている。続いて、両面板１
０、１１を互いに突き合せるが、裏面板１１の左右方向
左端の表側面に対し、表面板１０の左片部１０ａの切断
面である先端面１０ｃを突当てる（図４（Ａ）参照）と
ともに、表裏面板１０、１１の上片部の切断面である先
端面同志を突当て、さらに、目板３ｃと対向する部位に
おいて、第二折曲片１１ｂの左側の表側面に対して、表
面板１０の第一折曲片１１ｂの切断面である先端面１１
ｃを突当てる（図４（Ｃ）参照）。そして、これら各突
当て部を順次ヤグレーザにより全長に亘って溶接するこ
とで、それぞれの部位が一体的に固着されるが、この場
合でも各溶着部はピットのない美しい溶着部となってお
り、外部に露出させても意匠的に損なわれることがない
ように溶接されている（図５、図７の写真図参照）。
【００１１】このように、親、子扉１、２は、溶着部に
ピットのない美しい仕上げとなっているが、各扉１、２
の上部については、亜鉛鋼板の板端面同志を突当て、該
突当て面に対し、ヤグレーザのトーチを略直角状に当て
て溶着をしている。このため、亜鉛鋼板は板厚分だけが
当接していて当接面積が小さく、気化した亜鉛がトーチ
が当てられるのとは反対側の板面側から逃げることがで
き、ブローホールが形成されず、ピットのない溶着がで
きるものと推測される。また、図４、５、６、７に示す
ように、亜鉛鋼板の板面に対し、板端面を略９０度の角
度を存して突当て、該突当て部を溶着する場合、ヤグレ
ーザのトーチは各板面に対して４５度の角度を存する状
態で当てがって溶着されている。このため、亜鉛鋼板は
板厚分のみが当接していて当接面積が小さく、亜鉛の気
泡は、トーチが当てられるのとは反対側の隙間から逃げ
ることができ、溶着部にピットが形成されることのない
美しい溶着ができるものと推測される。尚、１２は、
親、子扉１、２のあいだを施錠するための施錠具である
【００１２】叙述の如く構成された本発明の実施の形態
において、鋼製ドアである親、子各扉１は、それぞれ亜
鉛鋼板を適宜寸法に切断した表裏面板３、４、１０、１
１を折曲加工するとともに、これら面板３と４、１０と
１１同志を突合せて溶着することで形成されるが、この
場合に、各溶着部は板面に対し、切断面である板端面を
当接せしめ、該当接部をヤグレーザにより溶着する構成
となっているので、溶着時に発生するブローホールの逃
げが確保されてピットの形成がなくなり、フィラーを用
いることなく確りと一体化された溶着部を形成できて、
溶着部の外観を美しく意匠性の優れたものにすることが
できる。しかも、折曲げ部同志を溶着するもののよう
に、溶着用の折曲代が必要になることがなく、この分、
軽量化を果すことが可能であるうえ、コスト低下を計る
こともできる。
【００１３】このように、本発明が実施された形態にお
いては、亜鉛鋼板に対してヤグレーザによる溶接を行う
ものであるが、板面同志は、面と面との当接部位を溶着
させて一体化するのではなく、板面に対して板面の切断
面である板端面を突当てて溶着する構成であるので、鋼
が溶融するのと亜鉛が気化するのとが略同時的になって
も、当接面積が小さいが故に気泡は裏面側に逃出すこと
になって溶着部にピットが生じることがない。
【００１４】ところで、ヤグレーザを用いて表裏面板を
溶着する場合、溶着による寸法誤差が殆ど生じることが
ない。このため、ヤグレーザによる溶着手段を用いる場
合、切断時や折曲加工時における高い寸法精度を要求さ
れる。そこで、本実施の形態のものにおいて、親扉１の
場合では、表面板３に折返し形成された目板３ｃの裏面
に、裏面板４の左片部４ｂの先端面４ｄを突当てること
で目板３ｃを形成する構成として、目板３ｃへの左片部
４ｂの突当て位置を調整することにより寸法誤差の吸収
を行うようにしている。また、子扉２の場合では、目板
３ｃを受ける部位である左片部１１ａに形成された第二
折曲片１１ｂを、第一折曲片１０ｂの切断面である先端
面１０ｃを突当てる構成とし、該第一折曲片１０ｂの第
二折曲片１１ｂに対する突当て位置を調整することによ
り寸法誤差の吸収を行うようにしている。この結果、必
要以上の高い寸法精度が要求されることがないものであ
りながら、高品質なドアを提供できる。
【００１５】尚、本発明は前記実施の形態に限定されな
いことは勿論であって、図８に示す第二の実施の形態の
ようにすることもできる。このものは、一枚状の鋼製ド
ア１３であるが、該鋼製ドア１３を構成する表裏面板１
４、１５は中骨１６ａを含む骨材１６を介して一体化さ
れる構成であり、表面板１４側に折曲形成された左片部
１４ａの切断面である先端面１４ｂを裏面板１５の表側
面左縁部に突当てる一方、裏面板１５側に折曲形成され
た右片部１５ａの先端面１５ｂを表面板１４の裏側面右
縁部に突当て、これら部位をヤグレーザを用いて溶着す
ることで構成されている。そしてこの場合でも、溶接部
として突当てられる面積が板厚分の薄いものとなってい
て、ピットのない確りとした溶着となっているうえ、溶
着部の外観も美しいものになっている。また、このもの
では、中骨１６ａは、側部に配される骨材１６と同様に
予め裏面板１５に対してヤグレーザによりスポット溶着
されており、表面板１４に対しては貼着等の固定手段に
より固着されたものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドアの正面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ断面図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ要部の
断面図である。
【図５】図４（Ａ）の断面図に相当する溶着部の一部を
撮影した写真図である。
【図６】図４（Ｂ）の断面図に相当する溶着部の一部を
撮影した写真図である。
【図７】図４（Ｃ）の断面図に相当する溶着部の一部を
撮影した写真図である。
【図８】第二の実施の形態を示すドアの横断面図であ
る。
【図９】従来例における要部の断面図である。
【図１０】従来例の断面図に相当する溶着部の一部を撮
影した写真図である。
【図１１】他の従来例の断面図に相当する溶着部の一部
を撮影した写真図である。
【符号の説明】
１ 親扉 ２ 子扉 ３ 表面板 ３ｃ 目板 ３ｄ 右片部先端面 ４ 裏面板 ５ 骨材 ６ スペーサ ７ コア材 ８ 把手 １０ 表面板 １１ 裏面板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 明邦 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 Ｆターム(参考） 2E016 HA06 JA01 JA11 KA01 KA05 LA01 LB01 LC01 MA13 4E068 BD00 DB01 DB15

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 亜鉛鋼板同志を溶着して構成した溶着体
    であって、該溶着体は、一方の面板の板面に対して他方
    の面板の板端面が突当てられ、該突当て部位がレーザー
    ビーム溶接により溶着されている亜鉛鋼板の溶着体。
  2. 【請求項２】 請求項１において、溶着体は、表裏一対
    の亜鉛鋼板を用いて構成した鋼製ドアである亜鉛鋼板の
    溶着体。
  3. 【請求項３】 請求項２において、鋼製ドアを構成する
    表裏面板のうち、一方の面板の側部を折曲し、該折曲し
    た面板の板面に他方の面板の板端面を突当てて溶着され
    ている亜鉛鋼板の溶着体。
  4. 【請求項４】 亜鉛鋼板同志を溶着するにあたり、一方
    の面板の板面に対して他方の面板の板端面を突当て、該
    突当て部位をレーザービーム溶接により全長に亘って溶
    着する亜鉛鋼板の溶着方法。
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