JP5815021B2 - 二つの車両構造部品もしくは車両構造部品以外の二つの構造部品を接合する方法 - Google Patents
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Description
車両ボディの大量生産ラインでは、多数の個々のボディ部品とならび、例えば留め具やブラケット等の付属品が、大幅に自動化されたプロセスで組み付けられるようになっている。接合工程においては、二つもしくはそれ以上のボディ部品が、最初にそれらの相対的な位置決めを行った後、続いて例えば溶接、クリンチング、またはその他の接合方案により互いに接合されることになる。前もって定められている接合部の隙間を守るためには、接合対象であるそれぞれの構造部品について個別に構想し調整をはかることが要求される、工数のかかるコスト高な挟持固定技法が必要である。挟持技法により、接合対象である構造部品は冷間状態で固定される。引き続いて構造部品を互いに溶接する場合は、溶接時に生じる熱膨張により構造部品に相対変位を来すことがある。その際に多くは接合部の隙間が変化することになるが、これは溶接部の強度に不利に作用する。
本発明の基本原理は、互いに接合ないしは溶接されることになる二つの車両構造部品もしくは車両構造部品以外の二つの構造部品を、差し込み式もしくは挟持式の接合部により仮位置決めを行って、取り外すことが可能であるように仮固定することにある。その後には引き続いて仮固定された構造部品を、特に材料同士の融合により「永久固定式」に互いに接合できるようになっている。両方の車両構造部品もしくは車両構造部品以外の構造部品は、例えば溶接、ロウ接、ボルト締結、またはその他の接合技術により「永久固定式」に互いに接合されるとよい。もっとも「永久固定式」とは、これとの関連では、必ずしも「取り外すことが不可能である」ことを意味するものではない。それよりもむしろ仮固定後の構造部品が、さらにそれに追加して一つまたは複数の接合部を介して互いに接合されることもこれには含意されており、その結果、本発明にしたがった接合要素だけによる場合と比べ、全体として一段と高い接合強度に達することになる。
・「白物」部門、すなわち、例えば冷蔵庫、冷凍庫、オーブンレンジ、洗濯機、食洗機、衣類乾燥機等の家電製品の製造、特に家電製品用として定められた(薄板製)ケーシング構成部品の接合
‐それぞれのケーシング部材は、仮固定の目的のためだけに互いにはめ合わせることができる以外にも、例えば「球」などは、むしろ後々の分解を可能とする接合要素として、狙いを定めて導入できるようになっている。
‐例えば絶縁材料、トリム部材、エレクトロニクス/制御装置、ケーブル等の各種部品を組み付けるための標準化要素としての球
‐例えば本発明にしたがった構造部品接合部は、冷蔵庫または乾燥機においては、熱交換器またはその類を取り付けるための浮動式留め具として導入することができる。
・家具の製造、特に個々の家具部材の接合。本発明は例えば次のものを製造する際に導入することができる。
・球を利用して複数の家具部材の幾何学的位置合わせを行うため(第1のコンポーネント/家具が「球」の表面に沿って「滑動」して、第2のコンポーネント/家具に対して適正な相対位置をとる)
・建築業、特に例えば外装用パネルの接合など家屋の個々のコンポーネントの接合。例えば屋根構造など、建造物の構造部門の固定・係留システム。見本市の解体式ブース。
・飛行装置機体構造、特に航空機機体構造、特に飛行装置の各構造部品の接合
・玩具部門、特に個々の玩具部材の接合
以下では主として「車両構造部品」との関係で説明を行うにもかかわらず、ここに明言しておくが、本発明の部分的な局面は全て「車両構造部品以外の構造部品」にも適用できるものである。特に特許請求の範囲に記載される、車両構造部品を接合する方法に関する本発明の部分的な局面は、「車両構造部品以外の構造部品」に関する方法にも導入できるものである。
以下では本発明を図面に関連付けて詳しく説明する。
図2、3には、一つの貫通穴4が打抜き加工されている第2の薄板3が示されているが、この貫通穴4は、クランプカラーとして機能する曲げ加工されたカラー5を有している。貫通穴4ならびにクランプカラー5は、球2よりもごく僅かだけ小さい直径を有している。しかしクランプカラーは十分な弾性を有しているために、貫通穴4の内部には、もしくは貫通穴4に通して、球を差し込めるようになっている。
2 球
2a 球
2b 球
3 第2薄板
4 貫通穴
4a 貫通穴
4b 長穴
5 クランプカラー
5a クランプカラー要素
5b クランプカラー要素
7 第1構造部品接合部
8 第2構造部品接合部
9 矢印
10 レーザ溶接装置
11 集光レンズ
12 溶接シーム
Claims (26)
- 第1の車両構造部品(1)を第2の車両構造部品(3)と接合する方法であって、
‐前記第1と第2の車両構造部品(1,3)両方を並べて置いて仮固定する工程、および
‐前記仮固定した各車両構造部品(1,3)を溶接により固定接合する工程、
を備えて成り、前記仮固定する工程にて、前記第1と第2の両車両構造部品(1,3)を、少なくとも一つの第1の接合地点で第1の取り外すことが可能な構造部品接合部(7)を用いて互いにはめ合わせて、変位不能であるように互いに接合するとともに、前記第1と第2の両車両構造部品(1,3)を、少なくとも一つの第2の接合地点で第2の取り外すことが可能な構造部品接合部(8)を用いて互いにはめ合わせて、1つの変位方向(9)で相対変位可能であるように互いに接合する、方法において、
前記第1と第2の構造部品接合部(7,8)の内の少なくともいずれか一方が、
‐前記第1と第2の車両構造部品の内の一方(1)から突出している雄型固定要素(2a,2b)であって、一部または全体に一つの球の形状、または一部または全体に球状の形状を有している、雄型固定要素(2a,2b)、および、
‐他方の車両構造部品(3)に設けられる雌型固定要素(4a,4b)であって、前記雄型固定要素(4a,4b)を受け入れるように構成された雌型固定要素(4a,4b)、により作製され、その際に、
前記雄型固定要素(2a,2b)を挿入方向(6)にて前記雌型固定要素(4a,45b)の内部に挿入することによって、前記両固定要素(2a,4a;2b,4b)の挟持式接続部が作製されること、及び
前記溶接工程が収束レーザビームを用いて行われること
を特徴する方法。 - 前記固定接合工程にて生じる熱膨張が変位方向(9)に展開できるように前記第2の構造部品接合部(8)が構成されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記溶接工程にて、前記変位方向(9)に対して実質的に平行である縦長の溶接シーム(12)が作製されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 前記溶接工程にて、前記変位方向(9)と共軸である、縦長の溶接シーム(12)が作製されることを特徴とする、1または2に記載の方法。
- 前記雄型固定要素(2)が、前記挿入方向(6)に対して実質的に横向きに、前記雌型固定要素(4,5)に対して或るオーバーサイズを有することによって、前記第1と第2の車両構造部品(1,3)が前記各固定要素(2,4,5)のところで相接して挟持し合うことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 雌型固定要素(4,5)が、前記第2の車両構造部品(3)に設けられた貫通穴(4)により形成されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記貫通穴(4)が、円形以外の形状を有することを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記貫通穴(4)の形状が、多角形であることを特徴とする、請求項6または7に記載の方法。
- 前記貫通穴(4)の形状が、三角形、長方形もしくは正方形に類するものであることを特徴とする、請求項6または7に記載の方法。
- 前記第1と第2の車両構造部品(1,3)が、前記各固定要素(2,4,5)の領域にて、前記挿入方向(6)に対して横向きである方向での相対変位を不可能として互いに固定されていることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記雌型固定要素(4b)が、スリットないしは縦長の貫通穴により形成されており、これと組み合される雄型固定要素(2b)が、前記スリットないしは前記縦長の貫通穴(4b)の内部でその長手方向に変位可能であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記貫通穴(4,4a,4b)の縁部のところに、前記第2の車両構造部品(3)から突出し、曲げ弾性を有する少なくとも一つの挟持要素(5,5a,5b,5c)が備えられ、前記挟持要素が外側から前記挿入方向(6)に対して実質的に横向きに作用する挟持力を前記雄型固定要素(2,2a,2b)の外側に加えることを特徴とする、請求項6〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記挟持要素(5,5a,5b,5c)が、これと組み合される雄型固定要素(2,2a,2b)を、形状同士を係合させて後方から把持することを特徴とする、請求項12に記載の方法。
- 前記挟持要素(5)が、前記貫通穴(4)の全周に沿って延びるクランプカラー(5)であることを特徴とする、請求項12または13に記載の方法。
- 前記貫通穴(5)の周縁部に沿って、円周方向に互いに離間して配置される複数のクランプカラー(5a,5b,6c)が備えられ、これらが、円周上の部分で、前記雄型固定要素(2,2a,2b)に外側から接触することを特徴とする、請求項12または13に記載の方法。
- 前記クランプカラー(5,5a,5b,5c)が、挿入方向(6)もしくは前記挿入方向(6)とは逆向きに前記第2の車両構造部品(3)から突出していることを特徴とする、請求項14または15に記載の方法。
- 前記第1および/または第2の車両構造部品が、薄板構造部品であることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1および/または第2の車両構造部品が、鋼製またはアルミニウム製の構造部品であることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1および/または第2の車両構造部品が、ボディ構成部品であることを特徴とする、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記貫通穴(4,4a,4b)を、前記第2の車両構造部品(3)から打抜き加工することを特徴とする、請求項6〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記クランプカラー(5,5a,5b,5c)の少なくとも一つが、前記第2の車両構造部品(3)の曲げ加工された部分であることを特徴とする、請求項14〜20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記雄型固定要素(2a,2b)が、完全に金属製の要素であることを特徴とする、請求項1〜21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記雄型固定要素(2a,2b)が、鋼またはアルミニウム製の要素であることを特徴とする、請求項1〜21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記雄型固定要素(2,2a,2b)が、前記第1の車両構造部品(1)と材料同士の融合により接合されていることを特徴とする、請求項1〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 前記雄型固定要素(2,2a,2b)が、前記第1の車両構造部品(1)に溶接されていることを特徴とする、請求項1〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 第1の車両構造部品以外の構造部品(1)を、第2の車両構造部品以外の構造部品(3)に接合する方法であって、
‐前記両車両構造部品以外の構造部品(1,3)を並べて置いて仮固定する工程を備え、前記第1と第2の車両構造部品以外の構造部品(1,3)を、少なくとも一つの第1の接合地点で、第1の取り外すことが可能な構造部品接合部(7)を用いて互いにはめ合わせて、変位不能であるように互いに接合するとともに、前記第1と第2の車両構造部品以外の両構造部品(1,3)を、少なくとも一つの第2の接合地点で、第2の取り外すことが可能な構造部品接合部(8)を用いて互いにはめ合わせて、1つの変位方向(9)で相対変位可能であるように互いに接合する、方法において
前記第1と第2の構造部品接合部(7,8)の内の少なくともいずれか一方が、
‐前記第1と第2の車両構造部品以外の車両構造部品の内の一方(1)から突出している雄型固定要素(2a,2b)であって、一部または全体に一つの球の形状、または一部または全体に球状の形状を有している、雄型固定要素(2a,2b)、および、
‐他方の車両構造部品以外の車両構造部品(3)に設けられる雌型固定要素(4a,4b)であって、前記雄型固定要素(4a,4b)を受け入れるように構成された雌型固定要素(4a,4b)、により作製され、その際に、
前記雄型固定要素(2a,2b)を挿入方向(6)にて前記雌型固定要素(4a,45b)の内部に挿入することによって、前記両固定要素(2a,4a;2b,4b)の挟持式接続部が作製されること、及び
前記第1と第2の車両構造部品以外の構造部品(1,3)を収束レーザビームを用いた溶接により互いに固定接合することを特徴する方法。
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