JP4987583B2 - 重ね合わせ板材クランプ方法および板材の重ね合わせ構造 - Google Patents

Description

本発明は、重ね合わせ板材クランプ方法および板材の重ね合わせ構造に関し、特に、自動車の車体組み立てなどで用いられる重ね合わせ板材クランプ方法および板材の重ね合わせ構造に関する。

自動車の車体を構成する各種パネル、スチフナ等の板材は、それらの外周縁部に形成されたフランジ部を互いに重ね合わされ、この重ね合わせ部をスポット溶接することにより、互いに接合され、箱形断面の構造体をなす（例えば、特許文献１）。

このような板材の重ね合わせ部のスポット溶接は、板材の重ね合わせ部のうち、スポット溶接部以外の部位を、対をなすクランプジョーによって両側より挟み込んでクランプし、板材同士がずれ動かないクランプ状態で行われる。
特許第３０７４６４３号公報

自動車の車体では、車種等によって使用する板材の板厚が相違し、このことにより、クランプする複数枚の板材の組み合わせの合計の板厚が車種等の仕様によって異なることがある。

このことに対して回転式クランプ装置のように、クランプ状態でのジョー間クリアランスが、対向するジョー先端面による二面で、固定的に決まるような場合、クランプ部の合計板厚が仕様により異なる多種生産では、各合計板厚のもの毎に、所要のジョー間クリアランスを有する回転式クランプ装置を用意する必要がある。

このため、多種多様な仕様の自動車の車体組み立ライン等においては、数多くの溶接専用治具（クランプ装置）、治具交換が必要になり、作業効率を低下させることになる。

本発明が解決しようとする課題は、合計板厚が異なっていても、クランプ状態でのジョー間クリアランスが固定設定の一つのクランプ装置で、重ね合わせ板材をクランプし、クランプ治具の削減化、併せて作業効率の向上を図ることにある。

本発明による重ね合わせ板材クランプ方法は、互いに重ね合わせた複数枚の板材の重ね合わせ部を、対をなすクランプジョーによって両側より挟み込んでクランプする重ね合わせ板材クランプ方法であって、クランプする複数枚の板材の組み合わせの合計の板厚が異なる場合、クランプ状態での前記クランプジョーのジョー間クリアランスを、最大の合計板厚（最大値）相当に設定し、前記合計の板厚が前記最大値より小さい組み合わせになるものは、前記クランプジョーによる重ね合わせ板材のクランプ部に突部を形成して当該クランプ部における重ね合わせ板材のクランプクリアランスを前記最大値に合わせ、クランプ状態でのジョー間クリアランスを最大の合計板厚相当に設定した前記クランプジョーによって、前記合計の板厚が前記最大値以下の組み合わせになるものもクランプする。

本発明による板材の重ね合わせ構造は、複数枚の板材の重ね合わせ部がスポット溶接され、前記重ね合わせ部のスポット溶接部以外の部位に、挟み込みクランプのクランプクリアランスを調整するための突起を有する。

本発明によれば、想定される板材の組み合わせのうち、合計の板厚が前記最大値以下の組み合わせになるものについては、クランプジョーによる重ね合わせ板材のクランプ部に形成された突部によって、当該クランプ部における重ね合わせ板材のクランプクリアランスが、想定される板材の組み合わせのうちの最大の合計板厚（最大値）相当になり、クランプ状態でのジョー間クリアランスを最大の合計板厚相当に設定したクランプジョーによって、合計の板厚が前記最大値以下の組み合わせになるものも、的確にクランプできる。

これにより、合計板厚が異なっていても、クランプ状態でのジョー間クリアランスが固定設定の一つのクランプ装置で、重ね合わせ板材をクランプでき、クランプ治具の削減化、作業効率の向上を図ることができる。

以下に、本発明による重ね合わせ板材クランプ方法、板材の重ね合わせ構造の一つの実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。

図１は、本発明による重ね合わせ板材クランプ方法が適用される自動車の車体の一例を示している。重ね合わせ板材のクランプは、フロントピラー（Ａピラー）１１のスポット溶接による接合工程に用いられる。

フロントピラー（Ａピラー）１１は、図２に示されているように、アウトサイドパネル１２と、フロントピラースチフナ１３と、フロントピラーインナメンバ１４とにより構成されている。

アウトサイドパネル１２とフロントピラースチフナ１３とフロントピラーインナメンバ１４は、全て鋼板によるプレス成形品であり、各々両側に接合代（溶接代）をなすフランジ部１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ、１４Ａ、１４Ｂを有する。フランジ部１２Ａと１３Ａと１４Ａとが、互いに重ね合わせられた複数枚の板材の一つの重ね合わせ部２１をなし、フランジ部１２Ｂと１３Ｂと１４Ｂとが、互いに重ね合わせられた複数枚の板材のもう一つの重ね合わせ部２２をなしている。

重ね合わせ部２１、２２は、各々、指定された打点位置をスポット溶接される。このスポット溶接時には、重ね合わせ部２１は、第１回転式クランプ部材３１のクランプジョー３２と第２回転式クランプ部材４１のクランプジョー４２によって、両側より挟み込まれた態様でクランプされる。また、もう一つの重ね合わせ部２２は、固定クランプ部材５１のクランプジョー５２と第２回転式クランプ部材４１のクランプジョー４３によって、両側より挟み込まれた態様でクランプされる。

第１回転式クランプ部材３１は、軸線Ａ周りに回転（回動）可能で、図示されているクランプ位置と、前記クランプ位置より軸線Ａ周りに所定の観点角度、回転した安クランプ位置との間に回動する。また、第２回転式クランプ部材４１は、軸線Ｂ周りに回転（回動）可能で、図示されているクランプ位置と、前記クランプ位置より軸線Ａ周りに所定の観点角度、回転した安クランプ位置との間に回動する。

また、固定配置の位置決め治具５５、固定位置決めジョー５６、第１回転式クランプ部材３１に取り付けられた可動位置決めジョー３５、第２回転式クランプ部材４１に取り付けられた可動位置決めジョー４７により、アウトサイドパネル１２とフロントピラースチフナ１３とフロントピラーインナメンバ１４との組み合わせ体が取り囲まれる構造になっている。

互いに対向して対をなすクランプジョー３２と４２とのクランプ状態でのジョー間クリアランスは、クランプジョー３２の取付部のシム３３、３４、クランプジョー４２の取付部のシム４４、４５により調整されて固定的に決まる。また、互いに対向して対をなすクランプジョー５２と４３とのクランプ状態でのジョー間クリアランスは、クランプジョー４３の取付部のシム４６により調整されて固定的に決まる。

クランプジョー３２と４２とのクランプ状態でのジョー間クリアランス、およびクランプジョー５２と４３とのクランプ状態でのジョー間クリアランスは、各々、想定される板材の組み合わせのうち、最大の合計板厚（最大値）相当に設定されている。ここで云う最大の合計板厚（最大値）相当とは、合計板厚に等しいか、それより少し小さいことを云う。

例えば、図３（ａ）は、アウトサイドパネル１２とフロントピラースチフナ１３とフロントピラーインナメンバ１４のフランジ部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａの重ね合わせ部２１の合計板厚Ｔａが、想定される板材（アウトサイドパネル１２、フロントピラースチフナ１３、フロントピラーインナメンバ１４）の組み合わせのうち、最大値である場合を示している。これにより、クランプジョー３２と４２とのクランプ状態でのジョー間クリアランスは、この最大値である合計板厚Ｔａに相当に設定されている。なお、重ね合わせ部２２のクランプジョー５２と４３についても、同じであるので、それの図示説明は省略する。

図３（ｂ）は、アウトサイドパネル１２とフロントピラースチフナ１３とフロントピラーインナメンバ１４のフランジ部１２Ａ、１３Ａ、１４Ａの重ね合わせ部２１の合計板厚Ｔｃが最大合計板厚Ｔａより小さい場合を示している。

この場合には、フロントピラーインナメンバ１４のフランジ部１４Ａに、外側に突出したジョックル２５がプレス成形されている。このジョックル２５の段差寸法は、（最大合計板厚Ｔａ−合計板厚Ｔｃ）になっており、ジョックル２５を含む部分の重ね合わせ部２１のクランプクリアランスＴｂは、合計板厚Ｔｃ＋（最大合計板厚Ｔａ−合計板厚Ｔｃ）で、最大合計板厚Ｔａに等しい値になっている。

このように、この板材の重ね合わせ構造では、重ね合わせ部のスポット溶接部以外の部位に、挟み込みクランプのクランプクリアランスを調整するためのジョックル２５、つまり突起を有する。

これにより、合計の板厚Ｔｃが最大合計板厚Ｔａより小さい組み合わせになるものも、クランプ状態でのジョー間クリアランスを最大の合計板厚Ｔａ相当に設定したクランプジョー３２、４２によって、的確にクランプできる。

つまり、クランプジョー３２、４２によるクランプ部に形成されたジョックル２５によって、当該クランプ部における重ね合わせ板材のクランプクリアランスＴｂが、想定される板材の組み合わせのうちの最大の合計板厚（最大値）Ｔａ相当になり、クランプ状態でのジョー間クリアランスを最大の合計板厚Ｔａ相当に設定したクランプジョーによって、合計の板厚が最大値Ｔａ以下の組み合わせになるものも、的確にクランプできる。

これにより、合計板厚が異なっていても、クランプ状態でのジョー間クリアランスが固定設定の一つのクランプ装置で、重ね合わせ板材をクランプでき、クランプ治具の削減化が図られる。また、クランプ治具の交換時間を削減でき、作業効率の向上も図られる。

なお、ジョックル２５の段差寸法は、（最大合計板厚Ｔａ−合計板厚Ｔｃ）＋αであってもよい。この場合には、挟み込みクランプ時に、クランプ圧によってジョックル２５が撓み、それによる反発力によって反力が発生し、良好なクランプ力が得られる。

なお、クランプクリアランス調整の突部は、ジョックルに限られることはなく、エンボス加工やルーバ加工によるものであってもよく、フロントピラーインナメンバ１４の主体のプレス成形と同時加工により得られるが、工程増加を回避する上で、好ましい。

本発明による重ね合わせ板材クランプ方法が適用される自動車の車体の一例を示す図である。 クランプ状態の図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った拡大断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明による重ね合わせ板材クランプ方法および板材重ね合わせ構造の実施の形態を示す説明図である。

符号の説明

１１ フロントピラー
１２ アウトサイドパネル
１３ フロントピラースチフナ
１４ フロントピラーインナメンバ
２１、２２ 重ね合わせ部
２５ ジョックル
３１ 第１回転式クランプ部材
３２ クランプジョー
３３、３４ シム
３５ 可動位置決めジョー
４１ 第２回転式クランプ部材
４２、４３ クランプジョー
４４、４５、４６ シム
５１ 固定クランプ部材
５２ クランプジョー
５５ 位置決め治具
５６ 固定位置決めジョー

Claims (2)

1. 互いに重ね合わせた複数枚の板材の重ね合わせ部を、対をなすクランプジョーによって両側より挟み込んでクランプする重ね合わせ板材クランプ方法であって、
   クランプする複数枚の板材の組み合わせの合計の板厚が異なる場合、クランプ状態での前記クランプジョーのジョー間クリアランスを、最大の合計板厚（最大値）相当に設定し、前記合計の板厚が前記最大値より小さい組み合わせになるものは、前記クランプジョーによる重ね合わせ板材のクランプ部に突部を形成して当該クランプ部における重ね合わせ板材のクランプクリアランスを前記最大値に合わせ、
   クランプ状態でのジョー間クリアランスを最大の合計板厚相当に設定した前記クランプジョーによって、前記合計の板厚が前記最大値以下の組み合わせになるものもクランプする、重ね合わせ板材クランプ方法。
2. 複数枚の板材の重ね合わせ部がスポット溶接され、前記重ね合わせ部のスポット溶接部以外の部位に、挟み込みクランプのクランプクリアランスを調整するための突起を有する板材の重ね合わせ構造。

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