JP4693928B2

JP4693928B2 - 板金絞り方法

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Publication number: JP4693928B2
Application number: JP2009241673A
Authority: JP
Inventors: 通貴阪野
Original assignee: 通貴阪野; 内村恵一
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2029-10-20
Also published as: JP2011088164A

Description

本発明は、自動車のボディ外板等の板金の凹みを補修する際等に生じる板金の延びを絞る板金絞り方法に関する。

自動車のボディ外板等の板金に生じた凹みを補修する際、まず、凹みを引出工具による引出しや、ハンマーによるたたき出しによって、およその元の形状に修復する粗出し工程がなされる（特許文献１参照）。

ここで、板金は凹んだ時点で既に面方向に延びている。そして、粗出し工程の引出し作業等によって繰り返し変形させられることで、板金の面積はさらに広がり、粗出し工程後の板金は、延びによりぶよぶよとした状態、すなわち、張りのない状態になる。

このため、板金を張りのある状態に戻すために、延びた板金を絞る絞り工程が必要となる。従来、絞り工程として、バーナー等を用いて板金の延びた部分を赤くなるまで熱した後に急冷するものがある。

ところで、近年の自動車のボディ外板には、薄くて強度の高い高張力鋼板が用いられている。この高張力鋼板は熱によって強度が低下してしまう性質がある。
このため、従来の絞り工程は、熱の影響が広範囲に及ぶので、薄い高張力鋼板に施すと、著しい強度の低下を招く。そして、厚さも薄いので、急冷する際にクラックが生じるという問題がある。すなわち、近年の自動車のボディ外板の凹みの補修の際に延びた板金を絞るのには、従来の絞り工程を用いることができない。

そこで、延びた板金を強度の低下を防ぎつつ絞る方法がないため、近年の自動車のボディ外板の凹みを補修する方法として、凹んだ箇所にパテを盛って補修する方法が用いられているが（特許文献２参照）、この方法はパテの割れの問題がある。また、凹みが大きい場合は部品を交換する（例えば、ドアが凹んだらドアごと交換する）という方法もあるが、部品交換はコストがかかるという問題がある。

特開２００７−３１３５５６号公報特開２００８−１００１５３号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、高張力鋼板等の熱に弱い板金の補修の際に、延びた板金を絞る方法を提供することにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の板金絞り方法は、凹みや曲げや繰り返し変形によって延ばされた板金を絞る板金絞り方法であって、板金の延びた部分に、アーク溶接により溶接ワイヤから溶解した溶滴を溶着し、溶滴近傍の板金を加熱する加熱工程と、溶滴および溶滴近傍の板金を冷却する冷却工程とを有し、溶滴が冷却によって収縮する際に板金を引っ張りながら収縮することにより、延ばされた板金を絞ることを特徴とする。

これによれば、加熱工程において、溶滴の近傍の板金が加熱されて熱膨張し、冷却工程において、溶滴の熱収縮と板金の熱収縮が生じる。このとき、溶滴は熱収縮する際に、板金を引っ張りながら収縮する。このため、板金は自身の熱収縮に加えて、溶滴の熱収縮による収縮力の作用を受けて、面方向に収縮するので、板金は張りのある状態に戻る。

また、この方法では、アーク溶接により溶滴を板金に溶着させることで加熱しているため、バーナー等により板金を赤くなるまで熱する従来の板金絞り方法に比べて、熱の影響が板金の広範囲に及ばず、溶滴の近傍にとどめることができる。このため、薄い高張力鋼板に用いても、熱による著しい強度低下を招くことがない。従って、近年の自動車のボディ外板の凹みを補修する方法にもこの絞り方法を採用することができる。

なお、溶滴は、板金の表面がわずかに融解することで溶着されているため、冷却工程の後に、固まった溶滴を削って取り除くことができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の板金絞り方法によれば、溶接ワイヤは、軟鋼と銅とを含んで形成されている。
冷却工程の後に固まった溶滴を削って取り除く作業をする際、例えば、高張力鋼板を板金とする場合、溶滴が軟鋼だけで形成されていると、板金の色と溶滴の色とが同じであるので、どこまで削ったらいいのかを目視で判別しにくい。しかし、溶滴に銅が含まれていると、溶滴は褐色となるので、板金の色と溶滴の色とが異なり、どこまで削ったらいいのかを目視で判別しやすくなる。つまり、板金を余分に削り過ぎてしまう恐れがなく、溶滴のみを確実に削ることができる。
また、軟鋼だけでは切削温度が高くなるので、板金に与える熱の影響を少なくする観点からも、溶滴に銅を含んでいることが好ましい。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の板金絞り方法によれば、延びた板金を絞る量に応じて、熱収縮率の異なる溶滴を溶着させる。

上述のように、この絞り方法では、板金の熱収縮に加えて、溶滴の熱収縮による収縮力を利用して板金を絞る。
このため、多く絞りたい部分には熱収縮率の大きい溶滴を、少なく絞りたい部分には熱収縮率の小さい溶滴を用いて、絞り作業の効率化を図るとともに、絞る量を任意に細かく設定することができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の板金絞り方法によれば、アーク溶接は、ＴＩＧ溶接である。

〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の板金絞り方法によれば、板金は、自動車のボディ外板である。

ボディ外板（ドア）に板金絞り方法を施している様子を示す図である（実施例１）。（ａ）〜（ｅ）は、ボディ外板の補修方法の流れとともに、ボディ外板の延び状態を示す図である（実施例１）。（ａ）〜（ｃ）は、図２（ｃ）の１つの溶滴近傍を拡大したものであり、板金絞り方法のメカニズムを説明する図である（実施例１）。

本発明を実施するための形態１の板金絞り方法は、凹みや曲げや繰り返し変形によって延ばされた板金を絞る板金絞り方法であって、板金の延びた部分に、アーク溶接により溶接ワイヤから溶解した溶滴を溶着し、溶滴近傍の板金を加熱する加熱工程と、溶滴および溶滴近傍の板金を冷却する冷却工程とを有し、溶滴が冷却によって収縮する際に板金を引っ張りながら収縮することにより、延ばされた板金を絞ることを特徴とする。

また、溶接ワイヤは、軟鋼と銅とを含んで形成されている。
そして、延びた板金を絞る量に応じて、熱収縮率の異なる溶滴を溶着させる。
また、アーク溶接はＴＩＧ溶接であり、板金は自動車のボディ外板である。

〔実施例１の構成〕
実施例１の板金絞り方法を、図１〜３を用いて説明する。
本実施例では、板金は自動車のボディ外板（以下、外板１と呼ぶ）であり、外板１は、厚さ０．３〜１ｍｍ程度の高張力鋼板である。この外板１が外力によって変形し凹んだ場合の補修方法について説明する。

図２（ａ）は、補修前の凹んだ状態の外板１の断面図である。このときの外板１は、凹む前の状態に比べて、面積が広がっており、延ばされた状態となっている。

凹んだ外板１の補修方法として、まず、外板１をおよその元の形状に修復する粗出し工程がなされる。粗出し工程は、塗装を剥がした外板１の表面に引出工具を溶着させて引出す方法や、外板１の裏からハンマー等でたたき出す方法により行われる。
すなわち、外板１には、凹んだ状態からの形状修復のために、さらに外力による変形が加えられる。

例えば、引出す方法による粗出し工程では、形状を修復するまでに、溶着して引出す作業を、凹んだ範囲内で場所を変えながら複数回行わなければならない。
このため、溶着して引出す作業をした周辺が特に変形を受けるので、粗出し後の外板１は、複数の引出した痕跡がのこり、波打った状態となる（図２（ｂ）参照）。すなわち、粗出し工程後の外板１は面方向にさらに延ばされた状態となり、外板１はぶよぶよとした状態、つまり、張りのない状態となる。なお、たたき出す方法による粗出し工程でも同様の現象が生じる。

次に、外板１を張りのある状態に戻すために、絞り工程を行う（図２（ｃ）、図３）。絞り工程で用いる板金絞り方法について、以下に詳述する。

〔板金絞り方法の説明〕
粗出し工程後の外板１上に、ＴＩＧ溶接機（図示せず）を用いて溶接ワイヤ（図示せず）から溶解した溶滴２を溶着させ（加熱工程）、その後、自然空冷する（冷却工程）。

溶滴２は、直径５ｍｍ、厚さ２〜３ｍｍ程度の大きさであり、外板１の表面がわずかに融解することで溶着される。すなわち、外板１に深く溶け込まない程度に溶滴２を溶着するようにＴＩＧ溶接機の設定や、溶滴２の大きさを調整する。

溶滴２が外板１に溶着されると、溶滴２の近傍の外板１は熱により膨張する（図３（ｂ）参照）。その後、溶滴２および外板１は冷やされることによって、熱収縮する（図３（ｃ）参照）。ここで、溶滴２は外板１に溶着されているので、溶滴２は熱収縮する際、外板１を収縮方向に引っ張りながら収縮する。
つまり、外板１は、自身の熱収縮に加えて、溶滴２の熱収縮の収縮力により引っ張られることで、絞り工程後の外板１（図３（ｃ）参照）は、図３（ａ）の状態よりも面方向に収縮し、面方向に絞られる。

このように、この方法では、溶滴２を中心に外板１を少しずつ収縮して絞るため、外板１の延び具合や箇所に応じて、所望の箇所に溶滴２を溶着させて冷却する作業を繰り返す（図１、図２（ｃ）参照）ことにより、延びた外板１を複数箇所で少しずつ絞られることで、最終的に、張りのある状態に回復させる（図２（ｄ）参照）。

なお、本実施例で用いる溶接ワイヤは、軟鋼と銅とから形成されて、その割合を異ならせた小ワイヤ、中ワイヤ、大ワイヤの３種類である。
中ワイヤは、軟鋼とほぼ同量の銅とを混ぜて形成されている（軟鋼：銅＝５０：５０）。小ワイヤは、中ワイヤよりも銅の割合が多く（例えば、軟鋼：銅＝４０：６０）、大ワイヤは、中ワイヤよりも銅の割合が少ない（例えば、軟鋼：銅＝６０：４０）。

軟鋼の熱収縮率は、銅よりも大きいため、各溶接ワイヤからの溶滴２の熱収縮率は、熱収縮率の大きい軟鋼を多めに含む大ワイヤが最も大きく、熱収縮率の小さい銅を多めに含む小ワイヤが最も小さく、中ワイヤは、大ワイヤと小ワイヤの中間程度である。
そして、大きく延びているために多く絞りたい箇所には、大ワイヤを用いて溶滴２を溶着し、少しだけ絞りたい箇所には、小ワイヤを用いて溶滴２を溶着する。また、中程度に絞りたい箇所には、中ワイヤを用いて溶滴２を溶着する。

以上のように、溶滴２の溶着と冷却を繰り返し、外板１が張りのある状態に戻ったら、固まった溶滴２をグラインダー等により削る。
本実施例の溶滴２には銅が含まれているので、外板１（高張力鋼板）とは色が異なるので、銅の褐色がなくなるまで削れば、外板１の元の表面が現れる（図３（ｅ）参照）。この後、外板１の表面処理を行い、塗装作業をすれば外板１の補修が完了する。

〔実施例１の効果〕
本実施例の板金絞り方法は、外板１の延びた部分に、ＴＩＧ溶接により溶接ワイヤから溶解した溶滴２を溶着し、溶滴近傍の外板１を加熱する加熱工程と、溶滴２および溶滴２近傍の外板１を冷却する冷却工程とを有する。

これによれば、加熱工程において、溶滴２の近傍の外板１が加熱されて熱膨張し、冷却工程において、溶滴２の熱収縮と外板１の熱収縮が生じる。このとき、溶滴２は熱収縮する際、外板１を引っ張りながら収縮する。つまり、外板１は、自身の熱収縮に加えて、溶滴２の熱収縮による収縮力の作用を受けて、面方向に絞られ、延びた外板１は張りのある状態に戻る。

また、本実施例では、アーク溶接の一形態であるＴＩＧ溶接により溶滴２を外板１に溶着させることで加熱しているため、バーナー等により外板１を赤くなるまで熱する従来の板金絞り方法に比べて、熱の影響が外板１の広範囲に及ばず、熱の影響を溶滴２の近傍という最小限にとどめることができる。このため、薄い高張力鋼板を用いた外板１に対しても、熱による著しい強度低下を招くことがなく、絞り効果を発揮することができる。

また、本実施例の冷却工程は、自然空冷で急冷ではないので、薄い高張力鋼板を用いた外板１に適用してもクラックは生じない。

また、本実施例の板金絞り方法では、溶接ワイヤが軟鋼と銅とを含んで形成されている。
溶滴２に銅が含まれていると、溶滴２は褐色となるので、冷却工程の後に、固まった溶滴２を削って取り除く作業をする際、高張力鋼板製の外板１の色と溶滴２の色とが異なり、溶滴２のみを目視で正確に削ることができる。すなわち、外板１を余分に削りすぎてしまうことを防止することができる。
また、軟鋼だけでは切削温度が高くなるので、外板１に与える熱の影響を少なくする観点からも、溶滴２に銅を含んでいることが好ましい。

また、本実施例の板金絞り方法では、溶滴２の熱収縮率の異なる３種の溶接ワイヤ（小ワイヤ、中ワイヤ、大ワイヤ）を用意し、延びた板金を絞る量に応じて、３種の溶接ワイヤを使い分ける。
これによれば、多く絞りたい部分には熱収縮率の大きい溶滴２を、少なく絞りたい部分には熱収縮率の小さい溶滴２を用いて、絞り作業の効率化を図るとともに、絞る量を任意に細かく設定することができる。

〔変形例〕
実施例１では、板金を外板１としたが、これに限らず、薄い板金を用いたその他の工業製品（例えば看板等）の板金を絞るのにも本発明の板金絞り方法は適用できる。
また、実施例１では外板１を高張力鋼板としたが、本発明の板金絞り方法を、高張力鋼板に限らず、高張力鋼板よりもさらに引張強度の大きい板金（超高張力鋼板など）や、アルミ合金やステンレスの薄い板金に適用してもよい。

また、実施例１では、作業者が手作業で溶接ワイヤを選択して送り出し、ＴＩＧ溶接機によって溶滴２を溶着することを前提としているが、ＴＩＧ溶接機と溶接ワイヤを送り出す機構、溶接ワイヤの種類によるＴＩＧ溶接機の電流や電圧を可変する制御装置を一体化して板金絞り装置とし、その板金絞り装置を用いて行ってもよい。

具体的には、ＴＩＧ溶接機本体と、溶接トーチと、溶接トーチに３種の溶接ワイヤ（小ワイヤ、中ワイヤ、大ワイヤ）をそれぞれ供給する３つのワイヤ送給機と、３種の溶接ワイヤから所望の溶接ワイヤを選択する選択手段と、選択された溶接ワイヤの種類に応じて、駆動するワイヤ送給機を選択し、アーク溶接機の設定を可変する制御装置とを一体化して板金絞り装置とすることができる。
すなわち、作業者が、絞りたい量に応じて選択手段（例えば、「小」か「中」か「大」かを選択できる入力装置）で所望の溶接ワイヤを選択すると、制御装置がその選択された溶接ワイヤを供給するワイヤ送給機を駆動し、選択された溶接ワイヤに応じてアーク溶接機の電流や電圧を調節するよう自動化した板金絞り装置である。

実施例１では、溶接ワイヤは３種類であったが、３種類に限らず、さらに細かく複数種用意してもよい。また、実施例１では、溶接ワイヤは、軟鋼と銅とからなっていたが、これに限らず、例えば軟鋼のみであってもよい。

１外板（板金）
２溶滴

Claims

凹みや曲げや繰り返し変形によって延ばされた板金を絞る板金絞り方法であって、
前記板金の延びた部分に、アーク溶接により溶接ワイヤから溶解した溶滴を溶着し、前記溶滴近傍の板金を加熱する加熱工程と、
前記溶滴および前記溶滴近傍の板金を冷却する冷却工程とを有し、前記溶滴が冷却によって収縮する際に前記板金を引っ張りながら収縮することにより、前記延ばされた板金を絞ることを特徴とする板金絞り方法。
請求項１に記載の板金絞り方法において、
前記溶接ワイヤは、軟鋼と銅とを含んで形成されていることを特徴とする板金絞り方法。
請求項１または２に記載の板金絞り方法において、
前記延びた板金を絞る量に応じて、熱収縮率の異なる前記溶滴を溶着させることを特徴とする板金絞り方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の板金絞り方法において、
前記アーク溶接は、ＴＩＧ溶接であることを特徴とする板金絞り方法。
請求項１〜４のいずれかに記載の板金絞り方法において、
前記板金は、自動車のボディ外板であることを特徴とする板金絞り方法。