JPH07284973A - レーザー熔接法及び熔接用端部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管理を容易にしつつ表側に歪みが生じないよ
うにする。 【構成】 第二の板材であるアウターパネル１１を折り
返して第一の板材であるインナーパネル１２の端部を巻
き込むにあたり、インナーパネル１２とアウターパネル
１１における端部でない側の面との間に熔融防止板２０
を挟持することにより、アウターパネル１１における端
部の側の面にレーザー光を照射して熔接する場合に、イ
ンナーパネル１２を角に熔融させてしまったとしても熔
融防止板２０を熔融させ、アウターパネル１１における
端部でない側の面が熔融してしまうのを防止している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザー熔接法に関
し、特に、袋状の端部を熔接するのに好適なレーザー熔
接法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のレーザー熔接法として、
図５および図６に示す方法が知られている。車両の外部
パネル１は、車両の外面に面するアウターパネル２とイ
ンナーパネル３とから構成されており、インナーパネル
３の端部をアウターパネル２の端部を折り返して巻き込
み、袋状の端部を形成している。そして、車両の内面側
の面、すなわち、アウターパネル２の端部の側の面にレ
ーザー照射装置４からレーザー光５を照射する。レーザ
ー光５は照射軌跡に沿ってアウターパネル２と熔融さ
せ、これに接するインナーパネル３を熔融させて熔接が
行なわれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のレーザ
ー熔接法においては、次のような課題があった。レーザ
ー光５の出力および照射時間によってアウターパネル２
が受ける熱量は変化する。アウターパネル２におけるレ
ーザー光を照射された面が熔融するときに、インナーパ
ネル３におけるこの面と接する面は熔融するが、アウタ
ーパネル２における表側の面と接する面は熔融しないよ
うに、レーザー光５の出力および照射時間を管理しなけ
ればならない。しかし、現実にはレーザー発振機の出力
安定性が正確でなく、また、照射面の表面状態によって
も受ける熱量が変化するので、上記管理は容易でなく、
熱量が多過ぎると図６に示す破線のようにアウターパネ
ル２とインナーパネル３が溶け過ぎてしまい、アウター
パネル２の表側に歪みが生じてしまうという課題があっ
た。

【０００４】本発明は、上記課題にかんがみてなされた
もので、管理を容易にしつつ表側に歪みが生じないよう
にすることが可能なレーザー熔接法及び熔接用端部構造
の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる発明は、第一の板材の縁部を第二
の板材の縁部にて巻き込み、当該第二の板材の端部側の
面を熔接するレーザー熔接法において、上記第一の板材
と上記第二の板材の端部でない側の面との間に溶融防止
板材を挟持してレーザー熔接を行なうことを特徴とす
る。また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の
レーザー熔接法において、上記第一の板材と上記熔融防
止板に互いに係合し合う凹凸係合機構を形成し、当該凹
凸係合機構にて上記熔融防止板を熔接位置に保持してお
いてレーザー熔接を行なうことを特徴とする。

【０００６】さらに、請求項３にかかる発明は、請求項
１または請求項２に記載のレーザー熔接法において、上
記第一の板材あるいは上記第二の板材と上記熔融防止板
とを接着し、当該熔融防止板を熔接位置に保持しておい
てレーザー熔接を行なうことを特徴とする。さらに、請
求項４にかかる発明は、請求項１〜請求項３に記載のレ
ーザー熔接法において、上記熔融防止板は熱良導部材に
て構成されていることを特徴とする。さらに、請求項５
にかかる発明は、請求項１〜請求項４に記載のレーザー
熔接法において、上記熔融防止板はレーザー光反射率の
良好な部材にて構成されていることを特徴とする。

【０００７】一方、請求項６にかかる発明は、第一の板
材の縁部を第二の板材の縁部にて巻き込むとともに、上
記第一の板材と上記第二の板材の端部でない側の面との
間に溶融防止板材を挟持した構成としてあり、上記第二
の板材の端部側の面をレーザー熔接する。

【０００８】

【作用】上記のように構成した請求項１にかかる発明に
おいては、第一の板材の端部は一面において第二の板材
の端部の側の面に接し、他面において熔融防止板を介し
て上記第二の板材の端部でない側の面に隣接している。
第二の板材の端部の側の面にレーザー光を照射したとき
に、その熱量が多過ぎたとしてもすぐに第二の板材の端
部でない側の面が熔融するのではなく、熔融防止板が熔
融する。従って、管理が正確でない場合でも、第二の板
材における端部でない側の面が熔融して歪みが生じてし
まうことはない。

【０００９】また、上記のように構成した請求項２にか
かる発明においては、凹凸係合機構によって熔融防止板
は第一の板材と係合し、熔接位置に保持されているた
め、レーザー熔接時に熔融防止板がレーザー照射軌跡か
らずれてしまい、第一の板材を通過したレーザー光が第
二の板材における端部でない側の面の裏面に照射されて
しまうことを防止する。さらに、上記のように構成した
請求項３にかかる発明においても、接着剤にて熔融防止
板は熔接位置に保持されているため、レーザー熔接時に
熔融防止板がレーザー照射軌跡からずれてしまうことを
防止する。さらに、上記のように構成した請求項４にか
かる発明においては、熔融防止板は熱良導部材で構成さ
れているため、第一の板材が熔融して熔融防止板が熔融
し始めても熱量がすばやく広がるため、第二の板材にお
ける端部でない側の面を熔融させてしまうほどの熱量が
伝わってしまうのを防止する。

【００１０】さらに、上記のように構成した請求項５に
かかる発明においては、熔融防止板はレーザー光の反射
率が良好な部材で構成されているため、第一の板材が熔
融して熔融防止板にレーザー光が照射された場合、レー
ザー光の大部分は反射されてしまうので、第二の板材に
おける端部でない側の面を熔融させてしまうほどの熱量
が熔融防止板に供給されてしまうのを防止する。一方、
上記のように構成した請求項６にかかる発明において
も、第一の板材の端部は一面において第二の板材の端部
の側の面に接し、他面において熔融防止板を介して上記
第二の板材の端部でない側の面に隣接している。従っ
て、第二の板材の端部の側の面にレーザー光を照射した
ときに、その熱量が多過ぎたとしてもすぐに第二の板材
の端部でない側の面が熔融するのではなく、熔融防止板
が熔融する。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、レーザー
光の管理が正確に行なえない場合でも第二の板材の端部
でない側の面が熔融してしまうことを防止し、表面に熔
融歪みが現われてしまうのを防ぐことが可能なレーザー
熔接法を提供することができる。また、請求項２及び請
求項３にかかる発明によれば、熔融防止板がレーザー軌
跡から外れてしまうことを防止し、確実に表面に熔融歪
みが現われてしまうのを防ぐことができる。さらに、請
求項４及び請求項５にかかる発明によれば、熔融防止板
の素材特性によってより第二の板材における端部でない
側の面が熔融しにくくすることができる。

【００１２】一方、請求項６にかかる発明によれば、レ
ーザー光の管理が正確に行なえない場合でも第二の板材
の端部でない側の面が熔融してしまうことを防止し、表
面に熔融歪みが現われてしまうのを防ぐことが可能な熔
接用端部構造を提供することができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面にもとづいて本発明の実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例にかかるレーザー熔
接法を説明するための平面図である。本実施例において
は、車両の外面パネルを製造する際に適用している。図
に示す外面パネル１０は、車両の外面に面する第二の板
材としてのアウターパネル１１と、外面には現われない
第一の板材としてのインナーパネル１２との接続部分で
ある。アウターパネル１１の端部は、図２に示すよう
に、Ｕ字形に折り返すように屈曲され、インナーパネル
１２の端部はこの折り返したＵ字形部分の内部に挿入さ
れている。インナーパネル１２の端部は、概ねアウター
パネル１１における端部でない側の面に接しているが、
熔接部分については、図３に示すように、アウターパネ
ル１１における端部の側の面に接するように段違い部１
２ａをプレス成型され、さらに、当該段違い部１２ａに
はアウターパネル１１における端部でない側の面に向か
って二つの突起１２ａ１，１２ａ１も形成されている。

【００１４】段違い部１２ａとアウターパネル１１にお
ける端部でない側の面との隙間には熔融防止板２０が挿
入されている。熔融防止板２０には上記突起１２ａ１，
１２ａ１に対応する位置に貫通孔２０ａ，２０ａを打ち
抜き形成してある。なお、本実施例の熔融防止板２０
は、熱電導性の高い銅板で形成してある。レーザー熔接
を行なうときは、図１に示すように、段違い部１２ａに
おける貫通孔２０ａ，２０ａを形成していない部分に沿
ってアウターパネル１１における端部の側の面にレーザ
ー光Ｌを照射する。レーザー光Ｌを照射すると、照射さ
れたアウターパネル１１における端部の側の面が熔融
し、その熱量は反対の面に伝わってインナーパネル１２
の表面を熔融する。熔融部分は図１〜図３においてクロ
スの斜線で示している。

【００１５】インナーパネル１２における片面だけが熔
融するのが最適であるが、レーザー光Ｌの出力が大きか
ったり、アウターパネル１１における照射面の表面の状
態が反射率の低い状況であると熱量が大きすぎ、インナ
ーパネル１２の裏面側まで熔融させてしまう。しかしな
がら、インナーパネル１２における段違い部１２ａの裏
面には熔融防止板２０が接しており、この熔融防止板２
０は熱電導性の高い銅で形成されているので、インナー
パネル１２から伝わる熱量はすばやく拡散する。する
と、熔融防止板２０は熔融するもののアウターパネル１
１における端部でない側の面を熔融させるほどの熱量が
反対の面に集中してしまわないので、アウターパネル１
１が熔融して歪みが現われてしまうことはない。

【００１６】このように、第二の板材であるアウターパ
ネル１１を折り返して第一の板材であるインナーパネル
１２の端部を巻き込むにあたり、インナーパネル１２と
アウターパネル１１における端部でない側の面との間に
熔融防止板２０を挟持することにより、アウターパネル
１１における端部の側の面にレーザー光を照射して熔接
する場合に、インナーパネル１２を角に熔融させてしま
ったとしても熔融防止板２０を熔融させ、アウターパネ
ル１１における端部でない側の面が熔融してしまうのを
防止している。なお、上述した実施例においては、熔融
防止板２０を熔接位置に保持するためにインナーパネル
１２に形成した突起１２ａ１と熔接防止板材２０に形成
した貫通孔２０ａとからなる凹凸係合機構によって係合
させているが、図４に示すように、予め接着剤Ｂでイン
ナーパネル１２をアウターパネル１１に接着しておくこ
ともできる。このようにしておくと、アウターパネル１
１にインナーパネル１２を仮組みするときに熔融防止板
２０が固定されているので、熔融防止板２０が位置ずれ
しない上、インナーパネル１２の位置合わせ自体も容易
にすることができる。

【００１７】また、上述した実施例においては、熔融防
止板２０を銅板で形成しているが、熱電導性の高い他の
素材で形成してもよい。さらに、熱電導性の観点からで
はなく、レーザー光の反射率の高い素材、金（Ａｕ）、
銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）で構成することもでき
る。反射率が高い場合、レーザー光Ｌが熔融防止板２０
に達したときに大部分が反射してしまうため、熔融防止
板２０に熱量が過度に供給されてしまうのを防止するこ
とができる。その結果、裏側の面に接しているアウター
パネル１２が熔融してしまうのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるレーザー熔接法を説
明するための車両の外面パネルの正面図である。

【図２】同II−II線断面図である。

【図３】同III−III線断面図である。

【図４】他の実施例にかかる断面図である。

【図５】従来のレーザー熔接法を説明するための車両の
外面パネルの断面図である。

【図６】同拡大断面図である。

【符号の説明】

１１…アウターパネル １２…インナーパネル １２ａ…段違い部 １２ａ１…突起 ２０…熔融防止板 ２０ａ…貫通孔 Ｂ…接着剤 Ｌ…レーザー光

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の板材の縁部を第二の板材の縁部に
   て巻き込み、当該第二の板材の端部側の面を熔接するレ
   ーザー熔接法において、 上記第一の板材と上記第二の板材の端部でない側の面と
   の間に溶融防止板材を挟持してレーザー熔接を行なうこ
   とを特徴とするレーザー熔接法。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載のレーザー熔接法に
   おいて、上記第一の板材と上記熔融防止板に互いに係合
   し合う凹凸係合機構を形成し、当該凹凸係合機構にて上
   記熔融防止板を熔接位置に保持しておいてレーザー熔接
   を行なうことを特徴とするレーザー熔接法。
3. 【請求項３】 上記請求項１または請求項２に記載のレ
   ーザー熔接法において、上記第一の板材あるいは上記第
   二の板材と上記熔融防止板とを接着し、当該熔融防止板
   を熔接位置に保持しておいてレーザー熔接を行なうこと
   を特徴とするレーザー熔接法。
4. 【請求項４】 上記請求項１〜請求項３に記載のレーザ
   ー熔接法において、上記熔融防止板は熱良導部材にて構
   成されていることを特徴とするレーザー熔接法。
5. 【請求項５】 上記請求項１〜請求項４に記載のレーザ
   ー熔接法において、上記熔融防止板はレーザー光反射率
   の良好な部材にて構成されていることを特徴とするレー
   ザー熔接法。
6. 【請求項６】 第一の板材の縁部を第二の板材の縁部に
   て巻き込むとともに、上記第一の板材と上記第二の板材
   の端部でない側の面との間に溶融防止板材を挟持し、上
   記第二の板材の端部側の面をレーザー熔接することを特
   徴とする熔接用端部構造。