JPH06504013A - 自動車におけるアルミニウム構材とこれに結合する部材との溶接結合、特に実質上互いに垂直な２本のアルミニウム押出し成形材間の溶接結合 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車におけるアルミニウム溝材とこれに結合する部材との溶接結合、特に実質 土工いに垂直な２本のアルミニウム押出し成形材間の溶接結合この発明は、請求 項１の前提部による、自動車におけるアルミニウム溝材とこれに結合する部材と の溶接結合、特に突貫土工いに垂直な２本のアルミニウム押出し成形材間の溶接 結合に関する。

鋳造部材としての節点要素により互いに結合されたアルミニウム押出し成形材か ら自動車ボディの支持構造を構成することは、既知である（ヨーロッパ特許出願 公開０１４６７１６号）。この場合、アルミニウム押出し成形材は状況に応じて 鋳造節点要素に挿入され、特殊な成形をした支持面に取り付けられるか、あるい はシェルに包まれて、溶接される。状況によっては、特に実質土工いに垂直に接 する２本のアルミニウム押出し成形材は、鋳造節点要素を用いることなく直接結 合するのも適切であり、価格の点で有利なことがある。

熱処理可能なアルミニウム合金の場合、熱溶接を行うことにより、溶接したアル ミニウム部材のいわゆる熱影響域に著しい強度低下を生じることは一般に知られ ている。特に、アルミニウム押出し成形材を横方向に開口する溶接結合は、これ が通過する横平面に弱化が生じるため非常に重大である。このような結合は、特 に事故の衝撃によって極度に高い負荷を生じる場合、著しい負荷を受ける結合箇 所にはがれを生じることがある。

両者ともアルミニウム押出し成形材である自動車の支柱Ｂと台部（シル）とを直 接結合することが、上記の文書から既知である。この場合、常法により行われる 周状の溶接シームは、強度減少をもたらすため好ましくない。なぜならこの結合 は側面衝突の場合に特に損傷を生じやすく、支柱Ｂと台部との結合部にはがれを 生じる危険性があるからである。この場合、車両内側にある領域は特に著しく高 い負荷を受けやすい。しかし、周状の溶接シームとそれによる周状の弱化を避け るために、剛性と疲労強度上の理由から車両内側の溶接シームが必須となる。

本発明の課題は、アルミニウム溝材とこれに結合する部材との間に、高負荷に耐 え得る溶接結合を作ることにある。

この課題は、請求項１の特徴部によって解決される。

請求項１によれば、アツベニウム横材は、部材の外側に横方向の溶接シームを有 することなく構造部材の上に取り付けられる。また、結合部材が用いられ、この 部材は一方では構造部材に接して設けられて、少なくとも１つの第１の溶接シー ムによってこの構造部材に結合され、また他方ではアルミニウム溝材に接して設 けられて、そこで、アルミニウム溝材の外側に縦方向に設けられた少なくとも１ つの第２の溶接シームによって結合される。溶接シームどうじの間に、少なくと も熱影響の著しい領域の幅に等しい間隔が保たれるのが好ましい。

これによって、アルミニウム溝材において溶接シームに起因して生じる弱化部は 直接には互いに隣接せず、特に、結合部には不利な周状の弱化部は存在しない。

アルミニウム溝材の縦方向に設けられる溶接シームは、強度の点で重大さがはる かに減じられる。

自動車のボディ構造に本発明の溶接結合を用いる場合、特に、衝突時に高負荷が 課せられると予想される結合箇所において、溶接結合の破損を生じることなく剛 性と強度を向上させることができる。

請求項２による好ましい態様では、結合部材はプレートとして作製されており、 このプレートは一方の側方端部で構造部材に接し、また部材の外側縦方向の別の 側方端部でアルミニウム溝材に接している。各溶接シームはこれらの端部に設け られる。この場合、これらの溶接シーム間に間隔を残し、溶接時の熱影響域が直 接には互いに隣接または重複しないようにするのが有利である。

このプレート状結合部材も、アルミニウム合金から製作することができる。

この結合部材の端部で溶接する代わりに、あるいはこのような端部溶接に加えて 、請求項３では、溶接シームを結合部材の縦スロット（細長い溝）に設けること が提案される。このような単数または複数の縦スロットは、上記の端部について 示した方向に従って設けられる。

請求項４によれば、状況に応じ、アルミニウム溝材を、結合部材に対向する側の より広範な溶接シームによって構造部材に結合することが適切であり、必要であ る。このような溶接シームはアルミニウム溝材の片側にのみ横方向であり、した がって全体として溝材構造に周状の弱化部を生じない。

請求項５の特徴部は、アルミニウム溝材と別の中空形材との結合、特にアルミニ ウム押出し成形材としての別のアルミニウム溝材との結合を具体的に示す。特に 固い結合のためにさらにポジティブな結合が提案され、この結合では、一方の部 材が他方の部材を貫通し、その下側において別の溶接結合により結合されている 。

別の結合部材を使用する本発明による結合は、台部と支柱Ｂとを結合するための ボディ構造の作製に特に適しており、請求項６によれば、支柱Ｂも台部もアルミ ニウム押出し成形材として構成される。

このため、請求項７によれば、プレート状の結合部材が、一方の端部が台部の縦 方向となるように配置され、そこで、台部の外側に縦方向に溶接結合される。

さらにこのプレート状の結合部材は、車両内側において支柱Ｂに接し、そこで支 柱Ｂの外側に少なくとも１つの縦方向溶接によって結合される。この結合部材の 場合、支柱Ｂは、支柱Ｂの外側縦方向に溶接される一方、横方向溶接によフてさ らに台部に結合されている。しか１７、この溶接は周状または側方領域全てを覆 うものではない。

請求項８によれば、この結合は、支柱Ｂが開口を通じて台部の内側に挿入され、 この支柱Ｂの端部がポジティブな結合を提供してそこで結合される場合、さらに 強度が加えられる。

図面を用いて、本発明の実施例をさらに詳細な説明、特徴および利点とともに説 明する。

図１は、技術の現況による周状の横方向溶接が行われた２本のアルミニウム構材 間の結合の遠近法図である。

図２は、本発明による溶接結合の遠近法図である。

図１には押出し成形材としての第１のアルミニウム溝材１が示されており、この 溝材１は車両の支柱Ｂの一部を表している。さらに、このアルミニウム溝材１に 横向きかつ水平に設けられた押出し成形材としての第２のアルミニウム溝材２が 示されており、このアルミニウム溝材２は車両台部の一部を構成している。

アルミニウム溝材１とアルミニウム溝材２との間の通常かつ公知の結合は、アル ミニウム溝材１が開口３を通じて、アルミニウム溝材２のこれより大きい部材に 挿入され、ポジティブな結合とされることによって作られる。アルミニウム溝材 １は、その端部で溶接シーム４によりアルミニウム溝材２の内側に結合されてい る。別の結合は横方向の溶接５によって作られ、この溶接５は開口３の周囲に、 アルミニウム溝材１の外側に横方向に設けられている。

この周状の横方向溶接により、溶接過程に起因する著しい強度低下による周状の 弱化箇所が生じる。

図２は本発明による溶接結合を示しており、この場合も車両の支柱Ｂとしての第 １のアルミニウム溝材１が、車両の台部としての第２のアルミニウム溝材２に結 合している。またアルミニウム溝材１はアルミニウム溝材２の開口に挿入されて ポジティブな結合を形成している。両部材は互いに貫入していて、アルミニウム 溝材１はその端部で溶接シーム４により結合されている。ここまでは、図２の溶 接結合も図１の配置に合致している。

しかし、開口３の領域には、横方向溶接としての周状の溶接シームはない。車両 の外側では、アルミニウム溝材１は、開口３の領域において溶接６により片側だ けでアルミニウム溝材２に結合されている。この溶接シーム６は必要に応じ（示 したように）、幾分かは側方領域の周囲および内部に支持されていてもよい。

プレート状の結合部材７が、一方の端部がアルミニウム溝材２または台部の縦方 向となるように配置され、そこで台部の進行方向に縦方向の溶接シーム８によっ て結合されている。この結合部材７は車両内側においてアルミニウム溝材１また は支柱Ｂに接している。支持端部である一方の端部はアルミニウム溝材１に対し て縦方向である。ここには、溶接シーム９が設けられている。また、溶接シーム １０が、結合部材７の縦スロットにより溶接シーム９に平行に設けられている。

溶接シーム６．８．９．１０はそれぞれ亙いに間隔を有しているため、溶接過程 に起因する熱影響の著しい領域と、これに伴う実買上の強度低下部ｌよ、隣接す ることも重複することもない。

したがって、本発明の溶接結合により、簡単でコストの有利な構成で、アルミニ ウム押出とこれに結合する構造部材との間の強固な溶接結合が得られる。

ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 自動車におけるアルミニウム構材とこれに結合する部材との溶接結合、特に実質 上互いに垂直な２本のアルミニウム押出し成形材間の溶接結合１．自動車におけ るアルミニウム構材（１）とこれに結合する構造部材（２）との溶接結合、特に 実質上互いに垂直な２本のアルミニウム押出し成形材間の溶接結合において、ア ルミニウム構材（１）が、この部材の外側に横方向周状溶接シーム（５）を有す ることなく構造部材（２）に取り付けられるとともに、結合部材（７）が用いら れ、この部材（７）は一方では構造部材（２）に接して設けられて少なくとも１ つの第１の溶接シーム（８）によってこの構造部材（２）に結合され、また他方 ではアルミニウム構材（１）に接して設けられて、そこでアルミニウム構材（１ ）の外側に縦方向に設けられた少なくとも１つの第２の溶接シーム（９，１０） によって結合されていることを特徴とする溶接結合。 ２．結合部材（７）がプレートとして作製されており、その一方の側方端部で構 造部材（２）に接し、また部材の外側縦方向の別の側方端部でアルミニウム構材 （１）に接していて、第１および第２の溶接シーム（８，９）がこれらの側方端 部に設けられて、これらの溶接シーム間に少なくとも熱影響の著しい領域の幅の 間隔が設けられていることを特徴とする請求項１記載の溶接結合。 ３．結合部材（７）に少なくとも１つの縦スロットが設けられており、このとき 結合部材（７）は構造部材（２）に接するかまたはこの部材の縦方向にアルミニ ウム横材（１）に接して設けられていて、第１および／または第２の溶接シーム （１０）がこの縦スロットに設けられていることを特徴とする請求項１または２ 記載の溶接結合。 ４．アルミニウム構材（１）が結合部材（７）に対向する側方で第３の溶接シー ム（６）により構造部材（２）に結合されていることを特徴とする請求項１から ３のいずれかの項に記載の溶接結合。 ５．アルミニウム構材（１）に結合される構造部材（２）も中空形材、特にアル ミニウム押出し成形材としての別のアルミニウム構材であり、アルミニウム構材 （１）が第２の構造部材（２）の開口（３）に挿入されてポジティブな結合を形 成し、アルミニウム構材（１）の端部がこの第２の構造部材（２）の中空形材の 内側に収容され、そこで第４の溶接シーム（４）により構造部材（２）に結合さ れていることを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載の溶接結合。 ６．アルミニウム構材（１）がアルミニウム押出し成形材としての車両の支柱Ｂ であり、この構材（１）に結合される構造部材（２）が別のアルミニウム押出し 成形材としての台部であることを特徴とする請求項１から５のいずれかの項に記 載の溶接結合。 ７．プレート状の結合部材（７）が、一方の端部が台部（２）の縦方向となるよ うに配置されて、台部（２）に第１の溶接シーム（８）によって台部の外側縦方 向に溶接結合されており、またこのプレート状の結合部材（７）が車両内側にお いて支柱Ｂ（１）に接して、そこで少なくとも１つの第２の溶接シーム（９，１ ０）によって支柱Ｂの外側に少なくとも１つの縦方向溶接で結合されており、支 柱Ｂ（１）が結合部材（７）とは反対側において支柱Ｂ（１）の外側横方向の溶 接、すなわち第３の溶接シーム（６）によって台部（２）に結合されていること を特徴とする請求項６に記載の溶接結合。 ８．支柱Ｂ（１）が台部（２）の内側に挿入されてポジティブな結合を形成して おり、支柱Ｂ（１）の端部は同様にポジティブな結合でそこに接するとともに、 第４の、場合により周状の溶接シーム（４）によって結合されていることを特徴 とする請求項７に記載の溶接結合。