JP2016120500A - 車体の溶接方法及び車体の溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも３枚の鋼板が重なり合い、そのうちの２枚の鋼板の間に隙間が存在する箇所をスポット溶接できるようにする。
【解決手段】３枚の鋼板１２２、１２８及び１２４Ｂが重なり合い、そのうちの２枚の鋼板１２２及び１２８の間に隙間１３０が存在するＢ部をスポット溶接するときに、隙間１３０に金属製の第１の板材２１０を挿入し、３枚の鋼板１２２、１２８及び１２４Ｂの両側からスポット溶接し、隙間１３０から第１の板材２１０を引き抜く。また、３枚の鋼板１２２、１２４Ａ及び１２４Ｂが重なり合い、そのうちの２枚の鋼板１２２及び１２４Ａの間に隙間１３２が存在するＣ部をスポット溶接するときに、隙間１３２に金属製の第２の板材２２０を挿入し、３枚の鋼板１２２、１２４Ａ及び１２４Ｂの両側からスポット溶接し、隙間１３２から第２の板材２２０を引き抜く。
【選択図】図６

Description

本発明は、車体の溶接方法及び車体の溶接装置に関する。

自動車のホワイトボディ（車体）は、特開平７−１０１３６７号公報（特許文献１）に記載されるように、スポット溶接、レーザ溶接などで複数の鋼板を溶接集成することで組み立てられている。

特開平７−１０１３６７号公報

ところで、自動車のホワイトボディにおいては、車種が同一であっても、仕様違いによって、例えば、レインフォースメントなどの鋼板からなる補強材が取り付けられていたり省略されていたりする。ホワイトボディに補強材が取り付けられる場合、鋼板の接合箇所に間隔を隔てて補強材が配置されることがあり、鋼板と補強材との間に溶接ガンを挿入できないことから、そのままスポット溶接を行うことができない。この場合、鋼板の溶接工程と補強材の溶接工程とを分けることで対応可能であるが、近接箇所を２工程で溶接することから、例えば、ホワイトボディの組立効率が低下してしまう。

そこで、本発明は、少なくとも３枚の鋼板が重なり合い、そのうちの２枚の鋼板の間に隙間が存在する箇所をスポット溶接可能とした、車体の溶接方法及び車体の溶接装置を提供することを目的とする。

このため、本発明では、少なくとも３枚の鋼板が重なり合い、そのうちの２枚の鋼板の間に隙間が存在する箇所をスポット溶接するとき、隙間に金属製の板材を挿入し、板材を挿入した少なくとも３枚の鋼板の両面から溶接機でスポット溶接し、隙間から板材を引き抜く。

本発明によれば、少なくとも３枚の鋼板が重なり合い、そのうちの２枚の鋼板の間に隙間が存在する箇所をスポット溶接することができる。

キャブのホワイトボディの一例を示す斜視図である。 キャブの溶接個所の一例を示す斜視図である。 図２におけるＡ部の断面図である。 治具の一例を示す斜視図である。 溶接箇所に板材を挿入する工程の説明図である。 溶接箇所をスポット溶接する工程の説明図である。 溶接箇所から板材を引き抜く工程の説明図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、キャブのホワイトボディの一例を示す。

トラックなどのキャブ１００は、フロントボディ１２０、アンダーボディ１４０、リヤボディ１６０及びルーフパネル１８０の各サブアッセンブリを溶接集成し、次にこれらのサブアッセンブリを溶接集成して組み立てられる。ここで、キャブ１００が、車体の一例として挙げられる。

フロントボディ１２０は、キャブ１００の前部を構成するサブアッセンブリであって、例えば、フロントアウタパネル（図示せず）と、フロントインナパネル１２２と、左右のフロントピラー１２４と、インストルメントパネル（図示せず）と、を含んでいる。フロントアウタパネル、フロントインナパネル１２２、フロントピラー１２４及びインストルメントパネルは、例えば、薄板鋼板をプレス成形することで製造され、これらをスポット溶接などで溶接集成することで、フロントボディ１２０が組み立てられる。なお、フロントピラー１２４は、車体の強度を確保する重要部材であるため、後述するように、インナパネル１２４Ａとアウタパネル１２４Ｂとを接合した閉塞断面を有している。また、フロントインナパネル１２２は、ファイアウォールパネルとも称される。

アンダーボディ１４０は、キャブ１００の下部（底部）を構成するサブアッセンブリであって、例えば、フロアボード１４２と、左右のサイドメンバ（図示せず）と、前後のクロスメンバ（図示せず）と、左右のサイドシル１４４と、を含んでいる。フロアボード１４２、サイドメンバ、クロスメンバ及びサイドシル１４４は、例えば、薄板鋼板をプレス成形することで製造され、これらをスポット溶接などで溶接集成することで、アンダーボディ１４０が組み立てられる。なお、サイドシル１４４は、車体の強度を確保する重要部材であるため、インナパネルとアウタパネルとを接合した閉塞断面を有している。

リヤボディ１６０は、キャブ１００の後部を構成するサブアッセンブリであって、例えば、左右のセンタピラー１６２と、左右のリヤコーナパネル１６４と、バックパネル１６６と、左右のルーフレール１６８と、を含んでいる。センタピラー１６２、リヤコーナパネル１６４、バックパネル１６６及びルーフレール１６８は、例えば、薄板鋼板をプレス成形することで製造され、これらをスポット溶接などで溶接集成することで、リヤボディ１６０が組み立てられる。

ルーフパネル１８０は、キャブ１００の上部（天井）を構成するサブアッセンブリであって、例えば、薄板鋼板をプレス成形することで製造される。

そして、フロントボディ１２０、アンダーボディ１４０、リヤボディ１６０及びルーフパネル１８０が、スポット溶接などで相互に溶接集成され、キャブ１００が組み立てられる。その後、キャブ１００の左右の開口に、予め別工程で組み立てられたドアパネル（図示せず）を組み付け、塗装前のホワイトボディが完成する。なお、キャブ１００のフロントボディ１２０、アンダーボディ１４０、リヤボディ１６０及びルーフパネル１８０には、所要の強度を確保するために、図示しないレインフォースメント、ガセットなどの補強材が適宜取り付けられている。また、キャブ１００のフロントボディ１２０、アンダーボディ１４０、リヤボディ１６０及びルーフパネル１８０には、各種の車載機器などを取り付けるためのブラケット（図示せず）も適宜取り付けられている。

キャブ１００において、例えば、仕様違いなどによって、少なくとも３枚の鋼板が重なり合い、そのうちの２枚の鋼板の間に隙間ができてしまうことがある。その一例を挙げると、図２に示すように、フロントボディ１２０において、フロントガラス（図示せず）の左右の下方に位置する箇所（Ａ部）が考えられる。Ａ部では、図３に示すように、フロントピラー１２４のインナパネル１２４Ａとアウタパネル１２５Ｂとの間に、ドアパネルを組み付けるドアヒンジの取付強度を高めるヒンジレインフォースメント１２６が介在し、インナパネル１２４Ａの後面にフロントインナパネル１２２の左右端部が接合される。そして、車種違いなどによって、フロントインナパネル１２２の前面にフロントレインフォースメント１２８が取り付けられる場合、その左右端部がフロントピラー１２４のアウタパネル１２４Ｂの一端部に接合される必要があるため、図中のＢ部及びＣ部に、隙間１３０及び１３２が夫々できてしまう。

図中のＢ部は、車体の前方から後方にかけて、フロントピラー１２４のアウタパネル１２４Ｂ、フロントレインフォースメント１２８及びフロントインナパネル１２２がこの順番で重なり合い、そのうちのフロントレインフォースメント１２８とフロントインナパネル１２２との間に隙間１３０ができた様子を示している。また、図中のＣ部は、車体の前方から後方にかけて、フロントピラー１２４のアウタパネル１２４Ｂ、そのインナパネル１２４Ａ及びフロントインナパネル１２２がこの順番で重なり合い、そのうちのフロントピラー１２４のインナパネル１２４Ａとフロントインナパネル１２２との間に隙間１３２ができた様子を示している。

なお、２枚の鋼板の間に隙間ができる理由は、仕様違いなどに限らず、例えば、干渉を防ぐなど、他の理由も挙げられる。また、２枚の鋼板の間に隙間ができる箇所は、キャブ１００のフロントボディ１２０に限らず、例えば、キャブ１００のアンダーボディ１４０及びリヤボディ１６０、キャブ１００以外の箇所など、他の箇所も挙げられる。

そこで、少なくとも３枚の鋼板が重なり合い、そのうちの２枚の鋼板の間に隙間が存在する箇所をスポット溶接するときには、２枚の鋼板の隙間に金属製の板材を挿入し、板材を挿入した少なくとも３枚の鋼板の両面から溶接機でスポット溶接し、その後、鋼板の隙間から板材を引き抜く。

かかる溶接方法を実現するため、車体の溶接装置は、溶接ガン及び溶接電源を備えた溶接機と、鋼板の隙間に挿入する金属製の板材を備えた治具２００と、を有している。
治具２００は、図４に示すように、金属製の第１の板材２１０と、金属製の第２の板材２２０と、第１の板材２１０及び第２の板材２２０の基端部を連結する連結材２３０と、連結材２３０に対して第１の板材２１０及び第２の板材２２０の基端部を着脱可能に固定するボルトなどの固定具２４０と、を含んでいる。

第１の板材２１０は、フロントレインフォースメント１２８とフロントインナパネル１２２との間に位置する隙間１３０に着脱可能に挿入され、スポット溶接時に、フロントレインフォースメント１２８とフロントインナパネル１２２との間に溶接電流が流れるようにする。第２の板材２２０は、フロントピラー１２４のインナパネル１２４Ａとフロントインナパネル１２２との間に位置する隙間１３２に着脱可能に挿入され、スポット溶接時に、インナパネル１２４Ａとフロントインナパネル１２２との間に溶接電流が流れるようにする。このため、第１の板材２１０及び第２の板材２２０は、スポット溶接時に熱が発生しないようにすべく、例えば、電気電導率が良好な銅又は銅合金から形成されている。また、第１の板材２１０の両面は、スポット溶接箇所における、フロントレインフォースメント１２８及びフロントインナパネル１２２の内面に倣った形状を有し、電気抵抗の増大による溶接熱の発生を抑制している。第２の板材２２０の両面は、スポット溶接箇所における、フロントピラー１２４のインナパネル１２４Ａ及びフロントインナパネル１２２の内面に倣った形状を有し、電気抵抗の増大による溶接熱の発生を抑制している。

連結材２３０は、スポット溶接時に、第１の板材２１０の溶接電流が第２の板材２２０に流れないようにすべく、例えば、絶縁体の一例として挙げられるセラミックスなどで形成されている。なお、連結材２３０の形状、連結材２３０に対する第１の板材２１０及び第２の板材２２０の取付間隔などは、溶接箇所に応じて適宜変更することができる。

第１の板材２１０及び第２の板材２２０は、連結材２３０によって連結されていなくてもよい。この場合には、作業者などは、隙間１３０に第１の板材２１０を挿入すると共に、隙間１３２に第２の板材２２０を挿入すればよい。ここで、第１の板材２１０及び第２の板材２２０の少なくとも一方が、金属製の板材の一例として挙げられる。

そして、図３のＢ部及びＣ部を溶接するとき、作業者などは、図５に示すように、フロントレインフォースメント１２８とフロントインナパネル１２２との間に位置する隙間１３０、フロントピラー１２４のインナパネル１２４Ａとフロントインナパネル１２２との間に位置する隙間１３２に、治具２００の第１の板材２１０及び第２の板材２２０を挿入する。このとき、治具２００の第１の板材２１０及び第２の板材２２０は、連結材２３０を介して連結されているので、作業者などは、１回の作業で２箇所に第１の板材２１０及び第２の板材２２０を挿入することができ、例えば、作業時間を短縮することができる。

次に、作業者などは、図６において実線で示すように、フロントピラー１２４のアウタパネル１２４Ｂの前面とフロントインナパネル１２２の後面とを溶接ガン３００で挟み込み、溶接機を作動させてスポット溶接を行う。このとき、フロントピラー１２４のアウタパネル１２４Ｂとフロントレインフォースメント１２８との接触点は、電気抵抗が大きくなっていることから、溶接電流によって発熱して接合される。一方、フロントレインフォースメント１２８とフロントインナパネル１２２とは、金属製の第１の板材２１０を介して電気的に接続されているので、溶接電流が流れても発熱せず接合されない。従って、フロントピラー１２４のアウタパネル１２４Ｂ、フロントレインフォースメント１２８及びフロントインナパネル１２２が重なり合い、そのうちのフロントレインフォースメント１２８及びフロントインナパネル１２２の間に隙間１３０が存在する箇所をスポット溶接することができる。

続いて、作業者などは、図６において破線で示すように、フロントピラー１２４のアウタパネル１２４Ｂの前面とフロントインナパネル１２２の後面とを溶接ガン３００で挟み込み、溶接機を作動させてスポット溶接を行う。このとき、フロントピラー１２４のアウタパネル１２４Ｂとインナパネル１２４Ａとの接触点は、電気抵抗が大きくなっていることから、溶接電流によって発熱して接合される。一方、フロントピラー１２４のインナパネル１２４Ａとフロントインナパネル１２２とは、金属製の第２の板材２２０を介して電気的に接続されているので、溶接電流が流れても発熱せず接合されない。従って、フロントピラー１２４のアウタパネル１２４Ｂ、そのインナパネル１２４Ａ及びフロントインナパネル１２２が重なり合い、そのうちのインナパネル１２４Ａ及びフロントインナパネル１２２の間に隙間１３２が存在する箇所をスポット溶接することができる。

その後、作業者などは、図７に示すように、Ｂ部の隙間１３０及びＣ部の隙間１３２から治具２００を引き抜き、溶接作業を終了させる。このとき、治具２００の第１の板材２１０及び第２の板材２２０は、連結材２３０を介して連結されているので、作業者などは、１回の作業で２箇所の隙間１３０及び１３２から第１の板材２１０及び第２の板材２２０を引き抜くことができ、例えば、作業時間を短縮することができる。

第１の板材２１０及び第２の板材２２０の挿入及び引き抜き、並びに、溶接箇所のスポット溶接は、作業者などによらず、例えば、自動化された溶接ラインにおいてロボットなどが自動的に行うこともできる。また、溶接箇所は、３枚の鋼板が重なっている箇所に限らず、４枚以上の鋼板が重なっている箇所とすることもできる。

１００ キャブ（車体）
１２２ フロントインナパネル
１２４ フロントピラー
１２４Ａ インナパネル
１２４Ｂ アウタパネル
１２８ フロントレインフォースメント
１３０ 隙間
１３２ 隙間
２１０ 第１の板材
２２０ 第２の板材
３００ 溶接ガン（溶接機）

Claims (4)

1. 少なくとも３枚の鋼板が重なり合い、そのうちの２枚の鋼板の間に隙間が存在する箇所をスポット溶接する車体の溶接方法であって、
   前記隙間に金属製の板材を挿入し、
   前記板材を挿入した少なくとも３枚の鋼板の両面からスポット溶接し、
   前記隙間から前記板材を引き抜く、
   ことを特徴とする車体の溶接方法。
2. 前記板材の両面は、前記隙間を形成する鋼板の内面に倣った形状をなしている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車体の溶接方法。
3. 前記板材は、銅又は銅合金からなる、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体の溶接方法。
4. 少なくとも３枚の鋼板が重なり合い、そのうちの２枚の鋼板の間に隙間が存在する箇所をスポット溶接する車体の溶接装置であって、
   前記隙間に対して着脱可能に挿入される金属製の板材と、
   前記板材を挿入した少なくとも３枚の鋼板の両面からスポット溶接する溶接機と、
   を有することを特徴とする車体の溶接装置。