JP2004160546A - 溶接ブラケット - Google Patents

Abstract

【課題】 従来技術の欠陥を克服する溶接固定用ブラケットを提供する。
【解決手段】 薄い板金材料に溶接するためのＬ形状の溶接固定用ブラケットが開示される。このブラケットは、板金材料の厚さの倍数となる深さを有する薄い板金材料と接合するように構成された面を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、板金材料のための溶接可能なブラケットに関し、より具体的には、非常に薄い板金材料に溶接するための薄いＬ形状のブラケットに関する。

（関連出願の相互関係)
本出願は、２００２年１０月１５日に出願された米国仮出願番号第６０／４１８，４６３号の特典を請求するものである。上の出願の開示は、引用によりここに組み入れられる。

運送業においては燃料経済性への要求が増加し、より軽い乗り物が必要とされている。したがって、乗り物の製造業者には、乗り物全体にわたって重量を減少させることが求められる。こうした重量の減少を達成する１つの方法は、乗り物の本体の外板及び内部を形成するのに用いられる板金材料の厚さを減少させることである。
板金材料パネルを乗り物のフレームの他の部分に結合させるために、一般的には、薄いフランジが該板金材料パネルに溶接される。さらに、フランジは、板金材料に溶接され、ワイヤ・ハーネスのような乗り物の部品のための電気的接地又は取付け場所として機能する。これらの溶接フランジは、該溶接フランジを板金材料に垂直に溶接するように、溶接ガンを用いて該板金材料に結合されることが多い。この点について、一般的に、溶接フランジは平坦であり、該フランジの幅及び厚さと等しい接触面を有する。

往々にして板金材料がフランジより薄い状況においては、基材の板金材料がフランジによって局所的に加熱されるので、溶接フランジの反対にある基材に傷がつく。さらに、非常に高い溶接電流に曝される場合には、基材の板金材料内に貫通孔を設けることができる。これは、板金材料が１．２ｍｍより薄いか又はこれと等しい厚さを有する際の板金材料構成において、特に言えることである。板金材料を破壊したり、これに傷をつけたりしないために、溶接部を形成する電流が減少された状況においては、該溶接部は、該板金材料を乗り物の構造体に取り付けるのに適切な強さをもたないものとなる。

したがって、本発明の目的は、従来技術の欠陥を克服する溶接固定用ブラケットを提供することである。具体的には、薄い板金材料に溶接するためのＬ形状の溶接固定用ブラケットが開示される。このブラケットは、Ｘから５×板金材料の基材材料の厚さまでの深さをもつ薄い板金材料と接合するように構成された面を有する。ここでＸは、ブラケットの厚さ＋基材材料の厚さと等しい。
本発明の別の実施形態によると、板金材料に対する溶接ブラケットの構成が提供される。板金材料は、第１の厚さを有する。フランジの深さは、第１の厚さの関数である。フランジと基材金属材料との間に、溶接部が設けられる。

本発明の別の実施形態によると、１．２ｍｍより薄い厚さを有する板金材料基材にブラケットを結合させる方法が提供される。この方法は、ブラケット上にフランジを形成することを含む。次に、板金材料に接触するようにフランジが配置される。ブラケットに電流がかけられ、該ブラケットは、該板金材料から遠ざかるように移動させられ、溶接アークを形成する。次に、ブラケットは、溶接材のプールに押し込まれる。
本発明の適用可能性の更なる範囲は、以下に与えられる詳細な説明から明らかになるであろう。本発明の好ましい実施形態を示しているが、詳細な説明及び特定の例は、例示のためだけであることが意図され、本発明の範囲を制限することが意図されるものではないことを理解すべきである。

本発明は、詳細な説明及び添付の図面から、より完全に理解されるであろう。
好ましい実施形態の以下の説明は、本質的に例示的なものにすぎなく、本発明、その用途、又は使用を制限するように意図されるものでは決してない。
図１は、基材板金材料部品１２に溶接された角のある溶接ブラケット１０を示す。この溶接ブラケット１０はＴ_brの厚さ１４を有し、一方、基材板金材料部品１２はＴ_bmの厚さ１６を有する。ブラケット１０は、通常、ブラケット本体２０に垂直なフランジ１８を有する。

フランジ１８は、深さＢ及び幅Ｃを有する。板金材料部品１２の厚さ１６がブラケットの厚さ１４より厚いか、又は該板金材料部品の厚さが１．２ｍｍより厚い状況においては、フランジ１８は必要とされず、平坦なブラケット本体２０を直接基材材料１２に溶接することができる。ブラケットの幅Ｃは、１．０ｍｍから約３０ｍｍまでであり、必要とされる強さによって決まる。
ブラケット材料の厚さ１４が、板金材料部品１２の厚さ１６より厚いか、或いは該板金材料部品１２の厚さが１．２ｍｍより薄いか又はこれと等しい状況のもとでは、基材のフランジの深さＢは、増倍率（Ｘ）×基材材料の厚さと等しい。この場合には、フランジの深さは、以下に説明される関数となる。
ｔ_BM＝板金材料の基材材料の厚さ
ｔ_BR＝ブラケット材料の厚さ
ｔ_BM＜ｔ_BR 又はｔ_BM＜１．２ｍｍ
Ｂ＝ｘｔ_BM
ｙ≦ｘ≦５
ｙ＝ｔ_BM＋ｔ_BR

増倍率（Ｘ）の下限は、ブラケット１０の厚さ１４＋基板材料の基材材料１２の厚さ１６に等しく、一方、増倍率の上限は５となる。２から３までの増倍率が好ましいことが見出された。これらの比は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の厚さ１４を有するブラケット１０に最もよく適用される。さらに、この比は、０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の厚さ１６を有する基材材料に最もよく適用することができる。
図２ａ及び図２ｂは、本発明の他の実施形態を表す。示されるように、ブラケットは、一対の三角形の側部支持部材２２を有する。このブラケットは、図１の実施形態について説明されるような寸法の要求条件に合致するフランジ２０を有する。フランジの溶接部面積を使用する際に、基材の板金材料の加熱は、従来技術とは対照的に大きな面積にわたって分散される。板金材料の表面への損傷が減少され、境界面に対する溶接部の強さが改善される。

図３ａは、本発明の第１の実施形態の教示による溶接構成を表す。溶接部２４によって基材１２に結合された溶接ブラケット１０が示される。見られるように、ブラケット１０は、板金材料の厚さ１６より厚い厚さ１４を有する。ブラケット１０は、溶融金属を用いてフランジ１８の大部分を濡らすことによって板金材料に結合されると考えられる。

同様に、図３ｂは、溶接部２４によって板金材料に結合された溶接ブラケット構成を表す。ブラケット２０は、描かれたアーク法を用いて板金材料に結合される。その際には、フランジ２０は、板金材料１２の表面に押し当てて配置される。溶接電流が、板金材料を通してブラケット１０又は２０にかけられる。このブラケット１０又は２０は、板金材料１２の表面からわずかに持ち上げられ、該板金材料１２との間に溶接アークを形成する。
溶融金属が、板金材料１２とフランジ１８との間に形成される。次に、ブラケット１０又は２０は、液体金属内に浸され、溶接電流が除去され、これにより該ブラケット１０又は２０が板金材料１２の表面に結合される。

本発明の説明は、本質的に例示的なものにすぎなく、したがって、変形物が、本発明の趣旨から逸脱せず、本発明の範囲内になるように意図される。こうした変形物は、本発明の精神及び範囲からの逸脱とみなすべきではない。例えば、基材の板金材料は、非導電性ポリマー層によって少なくとも部分的に分離された非常に薄いアルミニウム又は鋼の層で形成されたラミネート構成とし得ると考えられる。

本発明の教示によるブラケット及び基材材料の側面図である。 本発明の別の実施形態を表す。 本発明の別の実施形態を表す。 板金材料構造体に結合された、図１及び図２に示されるブラケットを表す。 板金材料構造体に結合された、図１及び図２に示されるブラケットを表す。

符号の説明

１０、２０：ブラケット
１２：基材板金材料部品
１４、１６：厚さ
１８：フランジ
２４：溶接部
Ｂ：深さ
Ｃ：幅

Claims (23)

1. １．２ｍｍより薄い第１の厚さを有する板金材料面に溶接されるように構成された溶接ブラケットであって、
   第２の厚さを有する本体部と、
   前記第１の厚さの倍数である深さを有し、前記本体部に垂直に結合されたフランジ部と、
   を備えることを特徴とする溶接ブラケット。
2. 前記倍数が、基材材料の厚さ＋ブラケット材料の厚さと等しいか又はこれより大きく、５より小さいか又はこれと等しいことを特徴とする請求項１に記載の溶接ブラケット。
3. 一対の三角形の側部支持部材をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の溶接ブラケット。
4. 前記第１の厚さが前記第２の厚さより薄いことを特徴とする請求項１に記載の溶接ブラケット。
5. 前記ブラケットが約１ｍｍから３０ｍｍまでの間の幅を有することを特徴とする請求項１に記載の溶接ブラケット。
6. 前記深さが、前記第１の厚さ＋前記第２の厚さ×該第１の厚さより大きいことを特徴とする請求項１に記載の溶接ブラケット。
7. 前記深さが、５×前記第１の厚さより小さいことを特徴とする請求項１に記載の溶接ブラケット。
8. 板金材料に対する溶接ブラケット構成であって、
   第１の厚さを有する板金材料基材と、
   第２の厚さと、前記第１の厚さの関数である深さをもつフランジ部とを備えた本体部を有する溶接ブラケットと、
   前記フランジと前記板金材料基材との間に配設された溶接部と、
   を備え、
   前記第２の厚さが前記第１の厚さより厚いことを特徴とする構成。
9. 前記第１の厚さが１．２ｍｍより薄いことを特徴とする請求項８に記載の構成。
10. 前記ブラケットが約１ｍｍから約３０ｍｍまでの間の幅を有することを特徴とする請求項８に記載の構成。
11. 前記深さが、前記第１の厚さ＋前記第２の厚さ×該第１の厚さより大きいことを特徴とする請求項８に記載の構成。
12. 前記深さが、５×前記第１の厚さより小さいか、又はこれと等しいことを特徴とする請求項８に記載の構成。
13. 前記フランジ部が前記本体部に垂直に結合され、該フランジ部が、前記基材材料の厚さ＋ブラケット材料の厚さと等しいか又はこれより大きく、５より小さいか又はこれと等しい深さを有することを特徴とする請求項８に記載の構成。
14. 溶接ブラケットを１．２ｍｍより薄い第１の厚さを有する板金材料部品に結合させる方法であって、
    前記第１の厚さより厚い第２の厚さを有するブラケットを準備し、
    前記溶接ブラケット上に前記フランジを形成し、
    前記フランジを前記金属材料部品に結合させ、
    前記フランジに電流を加え、
    前記溶接ブラケットを持ち上げて、前記フランジと前記基材材料との間にアークをもたらし、そこで液体溶接材料が生成され、
    前記溶接ブラケットを前記液体溶接部領域内に押し込み、
    電流を除去する、
    段階を含むことを特徴とする方法。
15. フランジ部の形成が、前記第１の厚さの倍数である深さを有するフランジの形成であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. フランジの形成が、前記基材材料の厚さ＋前記ブラケット材料の厚さ×該ブラケット材料の厚さより厚く、５×該基材材料の厚さより小さいか又はこれと等しい深さを有するフランジの形成であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
17. 前記ブラケットが１ｍｍから３０ｍｍまでの間の幅を有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
18. 前記深さが、前記第１の厚さ＋前記第２の厚さ×該第１の厚さより大きいことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
19. １．２ｍｍより薄いか又はこれと等しい第１の厚さを有する板金材料に溶接されるように構成された溶接ブラケットであって、
    前記第１の厚さの関数である深さを有し、第２の厚さを有する板金材料でできたブラケットを備えることを特徴とする溶接ブラケット。
20. 前記深さが、倍数×前記板金材料の厚さであり、前記倍数が、前記第１の厚さ＋前記第２の厚さから５までの間であることを特徴とする請求項１９に記載の溶接ブラケット。
21. 前記倍数が、約２から約３までの間であることを特徴とする請求項１９に記載の溶接ブラケット。
22. 前記第２の厚さが、０．５ｍｍから５ｍｍまでの間であることを特徴とする請求項１９に記載の溶接ブラケット。
23. 前記第１の厚さが、０．５ｍｍから約１．２ｍｍまでの間であることを特徴とする請求項１９に記載の溶接ブラケット。

Images