JP5797437B2 - ストラットマウントの製造方法 - Google Patents
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Description
突起部は、傾斜面に連設される球面状の先端面を備え、先端面の曲率中心は突起部内に位置するので、傾斜面および先端面の表面積を大きくすることができる。その結果、初期通電時における突起部と第2部材との接触面積を広くすることができる。これにより、通電初期の接触抵抗のばらつきを小さくでき、溶接部の機械的強度のばらつきを抑制できる効果がある。
第1部材および第2部材は、第1部材および第2部材に貫通形成されると共に締結部材が挿通される貫通孔と、貫通孔の周囲に位置し締結部材の座面が係合される係合部を備え、係合部を板厚方向に投影した領域およびその領域の周囲の少なくとも一部にナゲットが形成される。また、第1部材の厚さをT(mm)とすると、突起部の直径D(mm)を1.5T 1/2 〜2.0T 1/2 に抑えることができるので、溶接部の機械的強度を確保しつつナゲットの直径を比較的小さくできる。貫通孔はナゲットを回避して形成されるので、ナゲットの直径を小さくできれば、貫通孔および係合部を形成できるスペースを広く確保できる。これにより、溶接部の機械的強度を確保できると共に、第1部材および第2部材の設計の自由度を向上できる効果がある。
<その他>
亜鉛系めっき鋼板は、亜鉛や亜鉛合金等で鋼板を被覆し、鋼板の耐食性を高めた部材である。この亜鉛系めっき鋼板を抵抗溶接により接合すると、亜鉛は蒸気圧が高いため、溶接時の受熱によりめっき層から揮散し易い。亜鉛の揮散によりめっき層は損傷し耐食性が低下する。その結果、溶接部周辺の耐食性が低下する。そこで、めっき層の損傷を少なくできる溶接方法として、プロジェクション溶接方法が採用されている。プロジェクション溶接方法は、一方の被溶接物に突起を設け、この突起を他方の被溶接物に接触させつつ被溶接物を重ね合わせ、電極で加圧しながら通電することにより接合する方法である(例えば特許文献1:特開2003−48074号公報)。
一方、亜鉛系めっき鋼板は、一次防錆(水酸化亜鉛(いわゆる白さび)の発生防止)の観点から、めっき層の表面に後処理被膜を形成したものも広く用いられている。プロジェクション溶接方法は、この後処理被膜を有する亜鉛系めっき鋼板にも適用される。
しかしながら、後処理被膜を有する亜鉛系めっき鋼板の接合にプロジェクション溶接方法を適用すると、後処理被膜の種類にもよるが、溶接部の機械的強度のばらつきが大きくなるという問題点があった。
本技術的思想は上述した問題点を解決するためになされたものであり、溶接部の機械的強度のばらつきを抑制できるプロジェクション溶接方法を提供することを目的としている。
<手段>
この目的を達成するために、技術的思想1のプロジェクション溶接方向は、後処理被膜により一次防錆性が付与された亜鉛系めっき鋼板で少なくとも一方が形成される第1部材と第2部材とを溶接するプロジェクション溶接方法であって、前記第1部材をプレス加工により塑性変形させ、プレス方向に平行な断面内において傾斜面により作られる頂角が50°〜80°の突起部を形成する突起部形成工程と、前記突起部形成工程により形成された突起部を前記第2部材に接触させ、前記第1部材と前記第2部材とを重ね合わせて加圧しながら通電し、前記第1部材と前記第2部材とが溶融凝固したナゲットを形成する溶接工程とを備えている。
技術的思想2のプロジェクション溶接方法は、技術的思想1のプロジェクション溶接方法において、前記突起部は、先端に向かうにつれ漸次縮径すると共に、先端が丸みを帯びる円錐台状に形成される。
技術的思想3のプロジェクション溶接方法は、技術的思想1又は2のプロジェクション溶接方法において、前記突起部は、前記傾斜面に連設される球面状の先端面を備え、前記先端面の曲率中心は、前記突起部内に位置する。
技術的思想4のプロジェクション溶接方法は、技術的思想1から3のいずれかのプロジェクション溶接方法において、前記第1部材および前記第2部材は、前記第1部材および前記第2部材に貫通形成されると共に締結部材が挿通される貫通孔と、前記貫通孔の周囲に位置し前記締結部材の座面が係合される係合部を備え、前記係合部を板厚方向に投影した領域および前記領域の周囲の少なくとも一部に前記ナゲットが形成されるものであり、前記突起部は、前記第1部材の厚さをT(mm)とすると、直径D(mm)が1.5T 1/2 〜2.0T 1/2 である。
<効果>
技術的思想1のプロジェクション溶接方法によれば、後処理被膜により一次防錆性が付与された亜鉛系めっき鋼板で少なくとも一方が形成される第1部材と第2部材とを溶接する方法であり、突起部形成工程により第1部材をプレス加工により塑性変形させ、プレス方向に平行な断面内において傾斜面により作られる頂角が50°〜80°の突起部が形成される。次いで、溶接工程により、第1部材と第2部材とが重ね合わされ突起部が第2部材に接触される。そして、重ね合わされた第1部材と第2部材とが加圧されながら通電されると、第1部材と第2部材とが溶融凝固したナゲットが形成される。以上のようにすることで、溶接部の機械的強度のばらつきを抑制できる効果がある。この理由は現在解析中であるが、突起部の頂角を50°〜80°とすることにより、通電初期の接触抵抗のばらつきを抑制できるものと推察している。
即ち、プロジェクション溶接は、突起部を第2部材に接触させた後、第1部材と第2部材とを加圧しながら通電することで、突起部と第2部材とをジュール熱によって発熱させ溶融させる方法である。発熱に寄与する抵抗には、材料(第1部材および第2部材)の固有抵抗と、突起部と第2部材との接触抵抗とがある。通電初期は接触抵抗により発熱し、次に固有抵抗により発熱が増大する。固有抵抗は温度上昇に伴い加速度的に増大するので、短時間のうちに材料の融点に到達する。これにより第1部材と第2部材とが接合される。
ここで、亜鉛系めっき鋼板が後処理被膜を有する場合には、後処理被膜が亜鉛系めっき鋼板の接触抵抗を上昇させる。そのため、突起部を第2部材に接触させた後、第1部材と第2部材とを加圧しても突起部と第2部材との接触抵抗が安定せず、接触抵抗にばらつきが生じる。そうすると通電初期の発熱速度にばらつきが生じ、その影響がその後の温度上昇による到達温度の差となる。所定の溶接時間が経過したときに到達温度に差があると、溶接部の機械的強度のばらつきとなって現れる。
これに対し、突起部の頂角を50°〜80°とすると、加圧力が突起部へ集中する効果が高まり、通電初期の接触抵抗のばらつきを抑制できるものと推察される。その結果、通電初期の発熱速度のばらつきが少なくなり、その後の温度上昇による到達温度の差を小さくできる。これにより溶接部の機械的強度のばらつきを抑制できるものと推察される。
技術的思想2のプロジェクション溶接方法によれば、突起部は、先端に向かうにつれ漸次縮径すると共に先端が丸みを帯びる円錐台状に形成されるので、突起部の先端に電流と加圧力とを集中させることができ、通電初期の接触抵抗のばらつきを抑制できる。これにより、技術的思想1の効果に加え、溶接部の機械的強度のばらつきを抑制できる効果がある。
また、突起部の形状を先端が丸みを帯びる円錐台状とすることにより、突起部形成工程におけるプレス加工による突起部の形成を容易にすることができ、技術的思想1の効果に加え、突起部の形成作業性を向上できる効果がある。
技術的思想3のプロジェクション溶接方法によれば、突起部は、傾斜面に連設される球面状の先端面を備え、先端面の曲率中心は突起部内に位置するので、傾斜面および先端面の表面積を大きくすることができる。その結果、初期通電時における突起部と第2部材との接触面積を広くすることができる。これにより、通電初期の接触抵抗のばらつきを小さくでき、技術的思想1又は2の効果に加え、溶接部の機械的強度のばらつきを抑制できる効果がある。
技術的思想4のプロジェクション溶接方法によれば、第1部材および第2部材は、第1部材および第2部材に貫通形成されると共に締結部材が挿通される貫通孔と、貫通孔の周囲に位置し締結部材の座面が係合される係合部を備え、係合部を板厚方向に投影した領域およびその領域の周囲の少なくとも一部にナゲットが形成される。また、第1部材の厚さをT(mm)とすると、突起部の直径D(mm)を1.5T 1/2 〜2.0T 1/2 に抑えることができるので、溶接部の機械的強度を確保しつつナゲットの直径を比較的小さくできる。貫通孔はナゲットを回避して形成されるので、ナゲットの直径を小さくできれば、貫通孔および係合部を形成できるスペースを広く確保できる。これにより、技術的思想1から3のいずれかの効果に加え、溶接部の機械的強度を確保できると共に、第1部材および第2部材の設計の自由度を向上できる効果がある。
12 ボルト(締結部材)
12a 座面
13 ナット(締結部材)
13a 座面
20a 貫通孔
21 第1内筒部材(第1部材)
21a 係合部
21c 表面
22 第2内筒部材(第2部材)
22a 係合部
23 凹部
24 突起部
24b 傾斜面
24c 先端面
51 第1部材
52 第2部材
C 曲率中心
N ナゲット
S 領域
θ 頂角
Claims (2)
- 後処理被膜により一次防錆性が付与された亜鉛系めっき鋼板で形成される碗状の第1部材と有底筒状の第2部材とを溶接するストラットマウントの製造方法であって、
前記第1部材をプレス加工により塑性変形させて底面に凹部を形成し、プレス方向に平行な断面内において傾斜面により作られる頂角が50°〜80°の突起部を前記底面の前記凹部の反対側に突出させる突起部形成工程と、
前記突起部形成工程により形成された突起部を前記第2部材の底面に接触させ、前記底面同士を突き合わせつつ前記第1部材と前記第2部材とを重ね合わせて加圧しながら通電し、前記第1部材と前記第2部材とが溶融凝固したナゲットを形成する溶接工程とを備え、
前記突起部は、前記傾斜面に連設される球面状の先端面を備え、前記先端面の曲率中心は前記突起部内に位置し、
前記第1部材および前記第2部材は、前記第1部材および前記第2部材の底面に貫通形成されると共に締結部材が挿通される貫通孔と、前記貫通孔の周囲に位置し前記締結部材の座面が係合される係合部を備え、
前記係合部を板厚方向に投影した領域および前記領域の周囲の少なくとも一部に前記ナゲットが形成されるものであり、
前記突起部は、前記第1部材の厚さをT(mm)とすると、直径D(mm)が1.5T 1/2 〜2.0T 1/2 であることを特徴とするストラットマウントの製造方法。 - 前記突起部は、先端に向かうにつれ漸次縮径すると共に、先端が丸みを帯びる円錐台状に形成されることを特徴とする請求項1記載のストラットマウントの製造方法。
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