JPH10251743A - Method for strengthening bolt or rivet hole of steel plate - Google Patents

Method for strengthening bolt or rivet hole of steel plate

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JPH10251743A
JPH10251743A JP10234797A JP10234797A JPH10251743A JP H10251743 A JPH10251743 A JP H10251743A JP 10234797 A JP10234797 A JP 10234797A JP 10234797 A JP10234797 A JP 10234797A JP H10251743 A JPH10251743 A JP H10251743A
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JP
Japan
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bolt
steel plate
hole
rivet hole
rivet
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Application number
JP10234797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taro Tatsumi
太郎 辰巳
Toshiji Matsui
利治 松井
Mikikazu Kobayashi
幹和 小林
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively improve fatigue strength of a structural material by executing the irradiation of laser beam on the surface of a steel plate on the outer periphery of opening end part of a bolt or rivet hole bored in the steel plate and forming the annular quenched part. SOLUTION: The steel plate 10 is fastened with the other parts with the bolt 14. The bolt hole 12 or the rivet hole is formed with ordinarily punching work or by machining with a drill but the crack is easily developed from the opening hole edge of the bolt hole 12 on the surface of the steel plate 10 caused by stress concentration with burr or sharp edge. The annular quenching part on the outer peripheral point containing the opening hole edge of the bolt hole 12 is formed with the irradiation of the laser beam. This quenching part is desirable to form continuously over the whole periphery in the circular direction. The development of the crack on the opening hole end edge of the bolt hole 12 is prevented by this quenching part and also, the fatigue strength can be improved by developing the compressive residual stress on the quenched part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板材におけるボ
ルト又はリベット穴強化方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for reinforcing a bolt or rivet hole in a steel sheet.

【0002】[0002]

【従来の技術】トラック等の車台フレームは、車両前後
方向に延在し断面形状がコ字状をなす左右一対のサイド
レールと、車幅方向に延在して配置され夫々の両端をボ
ルト又はリベットによって上記サイドレールに固着され
た複数のクロスメンバとから構成され、上記サイドレー
ル及びクロスメンバは、通常鋼板材によって作られてい
る。
2. Description of the Related Art A chassis frame of a truck or the like has a pair of left and right side rails extending in the front-rear direction of the vehicle and having a U-shaped cross section, and is disposed so as to extend in the vehicle width direction and each end is provided with a bolt or a bolt. A plurality of cross members are fixed to the side rails by rivets, and the side rails and the cross members are usually made of a steel plate.

【0003】上記車台フレームにおいて、サイドレール
及びクロスメンバ、並びに補強用のガセット、スティフ
ナ等の補強用付属部品には、上記ボルト又はリベットを
挿入するためのボルト穴又はリベット穴が穿設されてお
り、これらボルト穴又はリベット穴は、パンチとダイに
よる打抜き加工又はドリルによる旋削 加工によって穿
設される。
In the underframe, bolt holes or rivet holes for inserting the bolts or rivets are formed in side rails, cross members, and reinforcing accessories such as reinforcing gussets and stiffeners. These bolt holes or rivet holes are formed by punching using a punch and a die or turning using a drill.

【0004】上記ボルト穴又はリベット穴の加工に際し
て、穴の開口端に生じるバリ、シャープエッジ、及びボ
ルトの強大な締付け軸力に起因するボルト頭部に当接す
る鋼板面のフレッチング等により、上記ボルト穴又はリ
ベット穴が車台フレームの強度上の弱点部となり易く、
車台フレームの疲労強度を低下させる重要な要因の一つ
となっている。
[0004] When the above-mentioned bolt hole or rivet hole is machined, the above-mentioned bolt is formed by burrs and sharp edges generated at the opening end of the hole and fretting of the steel plate surface which comes into contact with the bolt head due to a strong tightening axial force of the bolt. Holes or rivet holes tend to be weak points on the strength of the chassis frame,
This is one of the important factors that reduce the fatigue strength of the chassis frame.

【0005】上記車台フレームの疲労強度を増大して耐
久性を向上する手法として、サイドレール、クロスメン
バ等の構成部品を高張力鋼板材によって製造する方法、
又は従来通りの鋼板材を使用するがその板厚を増大する
方法等が考慮されるが、高張力鋼板材の採用は、材料そ
れ自体が高価であり、またプレス成形性が悪化し、さら
に一旦亀裂が発生すると、その進展速度が速く、忽ち破
壊に到る等の不具合があり、一方、従来通りの鋼板材の
板厚を増大することは、当然重量の増大を招き、車両の
燃費や走行性能等に悪影響を及ぼす欠点がある。
As a method of increasing the fatigue strength of the chassis frame to improve the durability, a method of manufacturing components such as side rails and cross members from a high-strength steel plate material,
Alternatively, a conventional steel plate is used, but a method of increasing the thickness of the steel plate is considered.However, the use of a high-tensile steel plate is expensive because the material itself is expensive, and the press formability deteriorates. When a crack occurs, it has a problem that the speed of its growth is high and it can be destroyed immediately.On the other hand, increasing the thickness of a conventional steel sheet naturally leads to an increase in weight, which leads to an increase in fuel efficiency and running of the vehicle. There is a drawback that adversely affects performance and the like.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み創案されたもので、トラックの車台フレーム等、鋼
板材によって構成されかつボルト又はリベットにより構
成部品を締結結合するようにした構造物の疲労強度を、
プレス成形性の悪化や重量の増大、材料コストの大巾な
増大等の不具合を伴なうことなく、効果的に向上して、
耐久性及び信頼性を改善することができる安価な方法を
提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a structure, such as a truck underframe, made of a steel plate material and having components connected by bolts or rivets. The fatigue strength of
It is effectively improved without problems such as deterioration of press formability, increase in weight, and large increase in material cost,
It is an object of the present invention to provide an inexpensive method that can improve durability and reliability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、鋼板材に穿設されたボルト又はリベット
穴のボルト又はリベット頭部側開口端外周の鋼板材表面
にレーザ照射を行ない環状の焼入れ部を形成することを
特徴とする鋼板材のボルト又はリベット穴部強化方法を
提案するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a method of irradiating a laser beam to a bolt formed in a steel plate, a bolt in a rivet hole, or a steel plate surface around an opening end on a rivet head side. The present invention proposes a method for strengthening a bolt or rivet hole of a steel plate material, wherein an annular quenched portion is formed.

【0008】上記方法により、ボルト又はリベット頭部
が当接するボルト又はリベット穴の開口端外周部分に、
急熱急冷効果が著しいレーザ焼入れを行ない局部的な焼
入れ部を形成させることによって、硬度を増大させると
共に圧縮残留応力を生起させることができるので、従来
強度上の弱点部を形成していたボルト又はリベット穴部
を有効に強化することができる。なお、上記環状の焼入
れ部は、上記ボルト又はリベット穴の開口端外周に、円
周方向全周にわたり連続して形成された焼入れ部は勿
論、円周方向に適宜の間隔を存して同心円上に点状又は
弧状の焼入れ部を形成し、全体として環状に形成された
焼入れ部を意味するものである。
According to the above method, the bolt or the rivet head is brought into contact with the outer periphery of the open end of the bolt or rivet hole.
By forming a local quenched portion by performing laser quenching with a remarkable rapid quenching effect, it is possible to increase the hardness and generate a compressive residual stress, so that a bolt or a bolt which conventionally formed a weak point portion on strength The rivet hole can be effectively strengthened. The annular quenched portion is formed on the outer periphery of the opening end of the bolt or the rivet hole. The quenched portion is formed continuously over the entire circumference in the circumferential direction. A quenched portion having a point-like or arc-shaped quenched portion is formed in the shape of a ring.

【0009】また、本発明方法において、上記鋼板材に
穿設されたボルト又はリベット穴の表裏両面における開
口端の外周部分にレーザ照射を行ない環状の焼入れ部を
夫々形成することが好ましい。この方法によれば、鋼板
材を他の鋼板材等にボルト等により締結した場合、ボル
ト穴等のボルト頭部等が当接する側の開口端外周部分だ
けでなく、上記他の鋼板材等に当接する側のボルト穴等
の開口端外周部分にも焼入れ硬化層が形成されるので、
一層の耐久性向上が達成される。
In the method of the present invention, it is preferable to form a ring-shaped quenched portion by irradiating a laser on the outer peripheral portion of the opening end on both the front and back surfaces of the bolt or rivet hole formed in the steel plate. According to this method, when the steel plate is fastened to another steel plate by bolts or the like, not only the outer peripheral portion of the opening end on the side where the bolt head or the like abuts the bolt hole or the like, but also to the other steel plate or the like. Since a hardened hardened layer is also formed on the outer peripheral portion of the opening end such as the bolt hole on the contact side,
Further improvement in durability is achieved.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を、図1な
いし図10を参照して説明する。先ず、図1及び図2に
示した第1の実施形態において、符号10は、トラック
における車台フレームの任意の部品、例えばクロスメン
バを形成する鋼板材(その一部のみが抽出して示されて
いる)であって、同鋼板材10にはボルト穴12が穿設
されている。鋼板材10は、図2の断面図に一点鋭線で
示されているボルト14によって、車台フレームの他の
部品、例えばサイドレールを形成する鋼板材(図示せ
ず)に締結される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, reference numeral 10 denotes an arbitrary part of a chassis frame in a truck, for example, a steel plate material forming a cross member (only a part of which is extracted and shown). The steel plate 10 is provided with a bolt hole 12. The steel sheet 10 is fastened to another part of the chassis frame, for example, a steel sheet (not shown) forming a side rail, by a bolt 14 shown by a one-point acute line in the cross-sectional view of FIG.

【0011】上記ボルト穴12は、通常、パンチとダイ
とを用いた打抜き加工、又はドリルによる旋削加工によ
って形成されるが、バリやシャープエッジによる応力集
中のために、ボルト穴12の鋼板材10表面における開
口縁から亀裂が発生し易い。そこで、ボルト穴12の開
口縁を含みその外周部分に環状の焼入れ部16がレーザ
照射によって形成される。上記環状の焼入れ部16は、
図1に示されているように、円周方向全周にわたり連続
して形成されることが最も好ましいが、円周方向に適宜
の間隔を存して同心円上に点状又は弧状の焼入れ部を形
成し、全体として環状をなす焼入れ部16を設けても良
い。上記焼入れ部16を設けたことによりボルト穴12
の開口端縁の亀裂発生が効果的に防止されると共に、焼
入れ部16に圧縮残留応力が発生することによって、疲
労強度が向上する。
The bolt hole 12 is usually formed by punching using a punch and a die or turning by a drill. However, due to stress concentration due to burrs and sharp edges, the steel plate 10 of the bolt hole 12 is formed. Cracks are easily generated from the opening edge on the surface. Therefore, an annular quenched portion 16 is formed on the outer peripheral portion including the opening edge of the bolt hole 12 by laser irradiation. The annular quenching part 16 includes:
As shown in FIG. 1, it is most preferably formed continuously over the entire circumference in the circumferential direction. However, a point-shaped or arc-shaped quenched portion is formed on concentric circles at appropriate intervals in the circumferential direction. The quenching part 16 which is formed and has an annular shape as a whole may be provided. The provision of the quenched portion 16 allows the bolt holes 12
Cracking at the opening edge of the opening is effectively prevented, and the compressive residual stress is generated in the quenched portion 16, whereby the fatigue strength is improved.

【0012】次に、図3及び図4に示した第2の実施形
態は、上記と同様の鋼板材10に穿設されたボルト穴1
2の開口端の外周部分において、フランジボルト14の
頭部14aに一体的に形成されているフランジ部14b
の外周部分が当接する表面及びその隣接部分に、レーザ
照射によって環状の焼入れ部16が形成されている。
Next, in a second embodiment shown in FIGS. 3 and 4, a bolt hole 1 formed in a steel plate material 10 similar to that described above is used.
A flange portion 14b formed integrally with the head portion 14a of the flange bolt 14 at an outer peripheral portion of the opening end
An annular quenched portion 16 is formed by laser irradiation on the surface where the outer peripheral portion abuts and the adjacent portion thereof.

【0013】フランジボルト14を用いて鋼板材10を
他の鋼板材等に締付けた場合、ボルト軸力に基づきフラ
ンジ部14bの外周部分付近に大きな圧縮力が作用し、
フレッチングによる破損が生じ易いので、この部分に上
記環状の焼入れ部16を設けて、フレッチングに起因す
る破損を防止すると共に、焼入れ部16の圧縮残留応力
に基づき疲労強度の向上を達成することができる。
When the steel plate 10 is fastened to another steel plate or the like using the flange bolt 14, a large compressive force acts near the outer peripheral portion of the flange portion 14b based on the axial force of the bolt.
Since breakage due to fretting is likely to occur, the annular quenched portion 16 is provided in this portion to prevent breakage due to fretting and to improve fatigue strength based on the compressive residual stress of the quenched portion 16. .

【0014】また、図5及び図6に示した第3の実施形
態では、鋼板材10に穿設されたボルト穴12の開口端
縁から半径方向外方に延びフランジボルト14の頭部1
4aに設けられたフランジ部14bの外周部分を越える
隣接部分までの広い範囲に、レーザ照射によって環状の
焼入れ部16が形成されている。この構成によれば、フ
ランジボルト14により鋼板材10を他の鋼板材等に緊
締した構造物において、通常、亀裂等の欠陥が発生し易
いボルト穴12の開口端縁、及びボルト14のフランジ
部14bが当接しボルトの締付け軸力が作用するためフ
レッチングに基づく欠陥が発生し易い座面の破損を同時
に防止することができ、また焼入れ部16に発生する圧
縮残留応力により疲労強度の向上が達成される。
In the third embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the head 1 of the flange bolt 14 extends radially outward from the opening edge of the bolt hole 12 formed in the steel plate 10.
An annular quenched portion 16 is formed by laser irradiation in a wide range up to an adjacent portion beyond the outer peripheral portion of the flange portion 14b provided in 4a. According to this configuration, in a structure in which the steel plate 10 is tightened to another steel plate or the like by the flange bolt 14, usually, the opening edge of the bolt hole 12 where defects such as cracks easily occur, and the flange portion of the bolt 14. 14b is in contact with the bolt and the tightening axial force of the bolt acts, so that it is possible to simultaneously prevent breakage of the seat surface where defects due to fretting are likely to occur, and to achieve improvement in fatigue strength due to compressive residual stress generated in the quenched portion 16. Is done.

【0015】さらに、図7及び図8に示した第4の実施
形態は、ボルト穴12を穿設した鋼板材10と、上記ボ
ルト穴12と整合する実質的に同一直径のボルト穴1
2′を穿設した他の鋼板材10′とを、フランジボルト
14及び同ボルトに螺合されたナット18により緊締す
る場合、鋼板材10及び10′が相互に当接する当接面
においても、ボルト穴12及び12′の開口端外周部分
に、ボルト14の締付け軸力が作用するので、ボルト穴
12,12′の開口端縁及びその外周部分に、環状の焼
入れ部20及び20′が追加して設けられている。一
方、各鋼板材10及び10′のボルト頭部14a及びナ
ット18が当接する側の面には、上記図5及び図6に示
した第3実施形態と実質的に同様の環状焼入れ部16及
び16′が形成されている。
Further, in the fourth embodiment shown in FIGS. 7 and 8, a steel plate 10 having a bolt hole 12 formed therein and a bolt hole 1 having substantially the same diameter as the bolt hole 12 are formed.
When tightening the other steel plate material 10 ′ in which the 2 ′ is drilled by the flange bolt 14 and the nut 18 screwed to the bolt, even at the contact surface where the steel plate materials 10 and 10 ′ abut each other, Since the tightening axial force of the bolt 14 acts on the outer peripheral portions of the open ends of the bolt holes 12 and 12 ′, annular hardened portions 20 and 20 ′ are added to the open edges of the bolt holes 12 and 12 ′ and the outer peripheral portions thereof. It is provided. On the other hand, on the surface of the steel plates 10 and 10 'on the side where the bolt head 14a and the nut 18 are in contact, the annular quenched portion 16 and the annular hardened portion 16 substantially similar to the third embodiment shown in FIGS. 16 'is formed.

【0016】この構成によれば、鋼板材10及び10′
のボルト頭部14a及びナット18に当接する側の面、
及び鋼板材10,10′相互の当接面におけるボルト穴
12及び12′の開口端外周部分の欠陥及び破損発生が
夫々効果的に防止され、また各焼入れ部16,16′,
20及び20′に発生する圧縮残留応力に基づき疲労強
度が向上する。
According to this configuration, the steel plates 10 and 10 '
Surface of the side which comes into contact with the bolt head 14a and the nut 18;
In addition, defects and breakage of the outer peripheral portions of the opening ends of the bolt holes 12 and 12 ′ in the contact surfaces of the steel plates 10 and 10 ′ are effectively prevented, and the hardened portions 16, 16 ′ and
The fatigue strength is improved based on the compressive residual stress generated at 20 and 20 '.

【0017】上記第1ないし第4実施形態のすべてにお
いて、鋼板材10及び10′に穿設されたボルト穴12
及び12′の開口端外周部分に形成される環状の焼入れ
部16,16′,20及び20′は、図9に概念的構成
を示したレーザ照射装置によって形成される。同図にお
いて、符号22はレーザ発振器、24は上記レーザ発振
器22で生成したレーザ光線を、必要に応じレーザミラ
ー(図示せず)を介し方向変換しながら、加工ヘッド2
6に導くレーザ通路である。上記レーザ発振器22に
は、金属の溶接、焼入れ等、大きな熱エネルギを必要と
する場合に広く使用されている自体周知のCOレーザ
発振器を有利に採用することができる。
In all of the first to fourth embodiments, the bolt holes 12 formed in the steel plates 10 and 10 'are formed.
Annular hardened portions 16, 16 ', 20 and 20' formed on the outer peripheral portions of the open ends of the opening portions 12 and 12 'are formed by a laser irradiation apparatus whose conceptual configuration is shown in FIG. In the figure, reference numeral 22 denotes a laser oscillator, and 24 denotes a processing head 2 while changing the direction of a laser beam generated by the laser oscillator 22 through a laser mirror (not shown) as necessary.
6 is a laser path leading to 6. As the laser oscillator 22, a CO 2 laser oscillator which is widely used when large heat energy is required, such as welding or quenching of a metal, can be advantageously used.

【0018】上記加工ヘッド26は、ロボットその他に
広く使用されている図示しない3次元加工機又は作業機
の出力端に取付けられ、図示のように、ワークとしての
鋼板材10,10′に穿設されたボルト穴12,12′
の開口端外周部分の所望の半径方向位置Rに変化したの
ち、上記ボルト穴12,12′の中心線O−Oの回りを
回転(通常は1回転)して所望の焼入れを行なったの
ち、他のボルト穴12,12′の外周部分に順次移動す
るか、又は次の作業のための待機位置に復帰することが
できるように設けられている。
The processing head 26 is attached to an output end of a three-dimensional processing machine or a working machine (not shown) widely used for robots and the like, and is drilled in steel plates 10 and 10 'as works as shown. Bolt holes 12, 12 '
After changing to the desired radial position R on the outer peripheral portion of the opening end of the above, the desired hardening is performed by rotating around the center line OO of the bolt holes 12, 12 '(usually one rotation), It is provided so that it can sequentially move to the outer peripheral portion of the other bolt holes 12, 12 ', or return to the standby position for the next operation.

【0019】また、上記加工ヘッド26内には、集光用
レンズ28が設けられ、さらにノズル状をなす先細の開
口30からアシストガスを流出させるためのアシストガ
ス供給通路32が接続されている。同アシストガス供給
通路32には、ガス源34からアシストガスが供給され
る。アシストガスには、高温の焼入れ部を外気から遮蔽
するのに適したアルゴン、窒素ガス等が適宜採用され
る。
A focusing lens 28 is provided in the processing head 26, and an assist gas supply passage 32 for allowing the assist gas to flow out from a tapered opening 30 having a nozzle shape is connected. An assist gas is supplied from a gas source 34 to the assist gas supply passage 32. As the assist gas, argon, nitrogen gas, or the like suitable for shielding the high-temperature quenched portion from the outside air is appropriately used.

【0020】図9では、レーザ平行光線が集光レンズ2
8によって、丁度鋼板材10,10′の表面に焦点を結
ぶように集光されており、従ってレーザ光線のエネルギ
が鋼板材10,10′の表面の狭い範囲に集中する位置
に加工ヘッド26が配置されているが、必要に応じ、同
加工ヘッド26を図示位置より上方又は下方に変位させ
ることにより、焦点の位置を鋼板材10,10′の表面
から上方又は下方に離隔させることによって、レーザ光
線が所望の広い範囲を照射するように調整することがで
きる。
In FIG. 9, the laser parallel beam is
8, the processing head 26 is focused so as to be focused on the surface of the steel plate 10, 10 ', so that the energy of the laser beam is concentrated in a narrow area of the surface of the steel plate 10, 10'. Although it is arranged, if necessary, the processing head 26 is displaced upward or downward from the position shown in the drawing to separate the focal position upward or downward from the surfaces of the steel plates 10 and 10 ′. The light beam can be adjusted to illuminate a desired wide range.

【0021】上記各実施形態の効果を検証するために、
従来トラックの車台フレーム等に使用される自動車構造
用熱間圧延鋼板SAPH440を用いて厚さ5mmの試
験片を作成し、その上に種々異なる条件でレーザ照射し
た試験結果を以下に記述する。レーザの照射条件をレー
ザ出力2kW、アシストガスであるアルゴンの流量を2
0L/minとし、レーザ照射装置の送り速度を0.
5、2.0、5.0(m/min)の3種類で行い、各
々焼き入れ部を形成した。その焼き入れ部の硬度を計測
した結果を図10に示す。同図10から明らかなように
母材の硬度がHVで150〜160程度であるのに対
し、焼き入れ部の表面部では、送り速度5.0m/mi
nにおけるHV≒300から、送り速度0.5m/mi
n及び2.0m/minにおけるHV≒450まで、大
幅に増大することが確認された。
In order to verify the effects of the above embodiments,
A test piece having a thickness of 5 mm was prepared using a hot-rolled steel plate for automobile structure SAPH440 used for a chassis frame of a conventional truck and the like, and a test result obtained by irradiating a laser beam under various conditions on the test piece is described below. Laser irradiation conditions were 2 kW laser output, and the flow rate of argon as an assist gas was 2
0 L / min.
5, 2.0, and 5.0 (m / min) were performed, and quenched portions were respectively formed. FIG. 10 shows the result of measuring the hardness of the quenched portion. As is clear from FIG. 10, the hardness of the base material is about 150 to 160 in HV, whereas the feed speed is 5.0 m / mi on the surface of the quenched part.
HV at 300 n, feed rate 0.5 m / mi
It was confirmed that HV at n and 2.0 m / min was significantly increased up to 450.

【0022】上記試験結果により確認されたレーザ照射
による局部的な急熱急冷に基づく焼入れ部の硬度の増
大、及び十分な圧縮残留応力の発生は、前記第1ないし
第4実施形態の焼入れ部16及び16′にも略同様に生
起されるものであり、各実施形態について既に説明した
ように、ボルト穴12及び12′の開口端縁及びボルト
14の頭部14bが当接する座面周辺部分の欠陥の発生
を防止すると共に、フレッチングに基づく破損を効果的
に防止して、疲労強度を向上することができ、従って耐
久性及び信頼性の向上を達成し得ることが明らかであ
る。
The increase in hardness of the quenched portion and the generation of a sufficient compressive residual stress based on local rapid heating and quenching by laser irradiation confirmed from the above test results are due to the quenched portion 16 of the first to fourth embodiments. And 16 'occur substantially in the same manner, and as already described for each embodiment, the opening edges of the bolt holes 12 and 12' and the seat surface peripheral portion where the head 14b of the bolt 14 abuts. Obviously, it is possible to prevent the occurrence of defects and effectively prevent breakage due to fretting, thereby improving the fatigue strength, and thus achieving the improvement in durability and reliability.

【0023】なお、本発明は、鋼板材を他の鋼板材等に
緊締する部材として大きな軸力が作用するボルト締結に
ついて説明したが、リベットによる締結構造にも適用す
ることができる。さらに、ボルト又はリベット穴の開口
端外周部分に照射されるレーザの出力、照射速度即ちエ
ネルギ密度は、鋼板材の種類、板厚、焼入れ部のパター
ン(幅及び深さ)等によって適宜に選択されるものであ
り、また、実用上COレーザが最も好適ではあるが、
他のガスレーザ、固体レーザを使用することもできる。
なおまた、本発明は、トラック等の車台フレームやキャ
ブフレーム等に限定されるものではなく、ボルト又はリ
ベットにより締結される鋼板材構造物に広く適用し得る
ものであり、またボルトはフランジボルト以外の通常の
6角頭ボルトでも良い。
Although the present invention has been described with respect to bolt fastening in which a large axial force acts as a member for fastening a steel plate to another steel plate or the like, the present invention can also be applied to a fastening structure using rivets. Further, the output and the irradiation speed, that is, the energy density of the laser applied to the outer peripheral portion of the opening end of the bolt or the rivet hole are appropriately selected depending on the type of the steel sheet, the thickness, the pattern (width and depth) of the quenched portion, and the like. And a CO 2 laser is most suitable for practical use,
Other gas lasers and solid state lasers can also be used.
Further, the present invention is not limited to a chassis frame or a cab frame of a truck or the like, but can be widely applied to a steel plate structure fastened by bolts or rivets. Ordinary hexagon head bolts may be used.

【0024】[0024]

【発明の効果】叙上のように、本発明に係る鋼板材のボ
ルト穴又はリベット穴部強化方法は、鋼板材に穿設され
たボルト又はリベット穴のボルト又はリベット頭部側開
口端外周の鋼板材表面にレーザ照射を行ない環状の焼入
れ部を形成することを特徴とし、鋼板材構造物の疲労強
度を、プレス成形性の悪化や重量の増大、材料コストの
大巾の増大等の不具合を伴なうことなく、効果的に向上
して、耐久性及び信頼性を改善することができる安価な
方法を提供し得る利点がある。
As described above, the method for strengthening a bolt hole or a rivet hole of a steel sheet according to the present invention is directed to a bolt or a rivet hole of a steel sheet or an outer periphery of a rivet head side opening end. Laser irradiation is performed on the steel sheet surface to form an annular quenched part, which reduces the fatigue strength of the steel sheet structure, such as deterioration of press formability, increase in weight, and large increase in material cost. There is an advantage that it is possible to provide an inexpensive method that can be effectively improved without accompanying problems and improve durability and reliability.

【0025】また、上記発明において、上記鋼板材に穿
設されたボルト又はリベット穴の表裏両面における開口
端の外周部分にレーザ照射を行ない環状の焼入れ部を夫
々形成することにより、鋼板が締結される相手部品との
当接部分におけるボルト又はリベット穴外周部分の欠陥
又は破損を効果的に防止することができるので、鋼板材
構造物の耐久性及び信頼性をさらに一層向上し得る利点
がある。
In the above invention, the steel plate is fastened by irradiating a laser to the outer peripheral portions of the open ends on both the front and back surfaces of the bolt or rivet hole formed in the steel plate material to form annular hardened portions. Therefore, it is possible to effectively prevent the defect or breakage of the bolt or rivet hole outer peripheral portion at the contact portion with the mating part, and thus there is an advantage that the durability and reliability of the steel plate structure can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明方法の第1の実施形態を示す部分的平面
図である。
FIG. 1 is a partial plan view showing a first embodiment of the method of the present invention.

【図2】図1のボルト穴中心線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along a center line of a bolt hole in FIG. 1;

【図3】本発明方法の第2の実施形態を示す部分的平面
図である。
FIG. 3 is a partial plan view showing a second embodiment of the method of the present invention.

【図4】図3のボルト穴中心線に沿う断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along a center line of a bolt hole in FIG. 3;

【図5】本発明方法の第3の実施形態を示す部分的平面
図である。
FIG. 5 is a partial plan view showing a third embodiment of the method of the present invention.

【図6】図5のボルト穴中心線に沿う断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along the center line of the bolt hole in FIG. 5;

【図7】本発明方法の第4の実施形態を示す部分的平面
図である。
FIG. 7 is a partial plan view showing a fourth embodiment of the method of the present invention.

【図8】図7のボルト穴中心線に沿う断面図である。FIG. 8 is a sectional view taken along the center line of the bolt hole in FIG. 7;

【図9】本発明方法の実施に使用するレーザ照射装置の
概念的構成図である。
FIG. 9 is a conceptual configuration diagram of a laser irradiation device used for carrying out the method of the present invention.

【図10】SAPH440鋼板材製の試験片にレーザ照
射により形成した焼入れ部に対し直角方向の表面硬度を
計測した線図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a surface hardness measured in a direction perpendicular to a quenched portion formed by laser irradiation on a test piece made of a SAPH440 steel plate material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10及び10′…鋼板材、12及び12′…ボルト穴、
14…ボルト、14a…ボルト頭部、14b…フランジ
部、16及び16′…焼入れ部、18…ナット、20及
び20′…焼入れ部、22…レーザ発振器、26…加工
ヘッド。
10 and 10 ': steel plate material, 12 and 12': bolt hole,
14 bolt, 14a bolt head, 14b flange part, 16 and 16 'hardened part, 18 nut, 20 and 20' hardened part, 22 laser oscillator, 26 processing head.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋼板材に穿設されたボルト又はリベット
穴のボルト又はリベット頭部側開口端外周の鋼板材表面
にレーザ照射を行ない環状の焼入れ部を形成することを
特徴とする鋼板材のボルト又はリベット穴部強化方法。
An annular quenched portion is formed by irradiating a laser on a surface of a bolt or a rivet hole bolt or a rivet head side opening end outer periphery of a steel plate material. Bolt or rivet hole reinforcement method.
【請求項2】 上記鋼板材に穿設されたボルト又はリベ
ット穴の表裏両面における開口端の外周部分にレーザ照
射を行ない環状の焼入れ部を夫々形成することを特徴と
する請求項1記載の鋼板材のボルト又はリベット穴部強
化方法。
2. The steel sheet according to claim 1, wherein an annular quenched portion is formed by irradiating a laser beam on the outer peripheral portion of the opening end on both the front and back surfaces of the bolt or rivet hole formed in the steel sheet material. Bolt or rivet hole reinforcement method of material.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104959792A (en) * 2015-07-28 2015-10-07 河海大学常州校区 Machining method for integral structure of rivet-pulling nut-sheet metal part
CN105486598A (en) * 2015-11-26 2016-04-13 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 Aluminum-lithium alloy surface residual stress analysis method
JP2016194115A (en) * 2015-03-31 2016-11-17 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Manufacturing method of ring gear and ring gear
CN107214481A (en) * 2017-07-21 2017-09-29 山东大学 The laser impact forming and synchronous riveting method and device of a kind of semitubular rivet
JP2019100510A (en) * 2017-12-07 2019-06-24 株式会社小松製作所 Machine component
JP2020159488A (en) * 2019-03-27 2020-10-01 日本製鉄株式会社 Stacked-joint structure and automobile frame component

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016194115A (en) * 2015-03-31 2016-11-17 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Manufacturing method of ring gear and ring gear
CN104959792A (en) * 2015-07-28 2015-10-07 河海大学常州校区 Machining method for integral structure of rivet-pulling nut-sheet metal part
CN105486598A (en) * 2015-11-26 2016-04-13 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 Aluminum-lithium alloy surface residual stress analysis method
CN107214481A (en) * 2017-07-21 2017-09-29 山东大学 The laser impact forming and synchronous riveting method and device of a kind of semitubular rivet
CN107214481B (en) * 2017-07-21 2018-11-27 山东大学 A kind of laser impact forming and synchronous riveting method and device of semitubular rivet
JP2019100510A (en) * 2017-12-07 2019-06-24 株式会社小松製作所 Machine component
JP2020159488A (en) * 2019-03-27 2020-10-01 日本製鉄株式会社 Stacked-joint structure and automobile frame component

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