JPS588959B2 - スキン溶接ジヨイント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属スキン（薄板）を金属フレーム部材また
は柱状体に連結する形態の溶接ジョイントに関する。

薄肉または軽量金属スキンあるいはシートを、従来利用
されている通常の溶接方法で金属フレーム部材または柱
状体に溶接することによっては、たとえば鉄道旅客車輛
の外部スキンのような少なくともある種の適用例に対し
ては、満足できる結果が得られなかった。

このような車輌および特に高速輸送システムの乗用車輛
に対しては、外観を最良にすることが望ましい。

従来の溶接方法および溶接ジョイントによる場合、たと
えば５ｍｍあるいはそれ以下の薄肉金属スキンの局部変
形および／または変色が生じる。

したがって、このような溶接スキンの外観は、スキンの
反射光により容易に暴露される局部変形および／または
変色により損なわれてしまう。

米国特許第３１１５５７２号明細書において、前述の変
形を避ける方法が提案されている。

しかし、この方法は、スキンに形成された厚肉部または
ストリップに沿って溶接するように、外部リブを備えた
特別のスキンを利用することを包含している。

この特許明細書に記載の方法によると、望ましくない不
均一な外力が生じることになる。

この発明の目的は、薄肉金属スキンをフレーム部材に取
付ける際に特に適し、かつ前述の欠点を実質的に避ける
溶接ジョイントを提供することである。

この発明の別の目的は、金属スキンがスキンの変形を避
ける方法で金属フレーム部材に溶接される、スキン溶接
ジョイントを提供することである。

この発明のさらに別の目的は、金属フレ−ム部材をスキ
ンに溶接する場合に、スキンでなくて変形可能なフラン
ジが変形を吸収するように、容易に変形可能なフランジ
を設けられた金属フレーム部材を利用するスキン溶接ジ
ョイントを提供することである。

この発明のさらに別の目的は、金属スキンが容易に変形
できるフランジを備えた金属フレーム部材に溶接される
と共に、溶接部の間のスキンがフレーム部材の強度を補
う強化フランジとして作用して、最小重量設計を可能に
するようなスキン溶接ジョイントを提供することである
。

この発明の前述ならびに別の目的および利点は、例とし
て図示したこの発明の好ましい実施例に関する以下の詳
細な説明から明らかになるであろう。

第２図に示すスキン（板体）溶接ジョイント（溶接部）
は、アルミニウムのような薄肉金属スキン１からなり、
その一面に対して好ましくは押出成形されたアルミニウ
ムからなる、長尺金属フレーム部材２が溶接されるよう
になっている。

スキン１は数ｍｍの肉厚しかなく、フレーム部材２の反
対側の外面はゆがみがなく一様で、全体にわたり均一な
肉厚を有することが望まれる。

これはたとえば新世代の高速輸送システムの鉄道旅客車
輛のスキン（外板）として望ましく、またバス等の他の
乗用車輛にも適用できる。

長尺金属フレーム部材２は総体的にチャンネル部材の形
状を有しており、これは一対の平行フランジ３，４と、
連結ウエブ５とを備えている。

フランジ３は主本体部を構成しており、金属フレーム部
材２はさらに、好ましくは一体に押出成形されたリブ部
６と、フランジ部７とを包含している。

リブ部６とフランジ部７とはフランジ３の外面８から所
定距離だけ突出し、かつ長尺フレーム部材２に対して長
手方向に平行に延びている。

各フランジ部７は長手力向外端部９を包含し、これはス
キン１の内面に接触しており、その面にはリブ部６も接
触している。

各フランジ部７も長手力向内端部１０を包含し、これは
対応する長手方向外端部とフランジ３の間に横方向に延
びている。

各長手力向内端部１０はスキンの内面から隔置されると
共に、７ランジ３より小さい肉厚を有し、したがってス
キン１より、溶接の熱により容易に変形できるようにな
っている。

したがって、溶接の熱により生じた変形は、このような
スキン溶接ジョイントを形成する溶接テストから明らか
なように、スキン１よりもフランジ部７にむしろ吸収さ
れることになる。

リブ部６はフランジ３の両横端部に沿って長手方向に延
び、フランジ部７は同一の両横端部から外方で、リブ部
に対して横方向に延びている。

長手方向外端部９は、好ましくは鎖千鳥溶接により、ス
キン１にアーク溶接される。

スキン１の内面と外面８および内部分１０の間に画定さ
れた前述の空間は、２〜２．５ｍｍのスキンに対しては
１ｍｍのオーダーで、３〜５ｍｍのスキンに対しては１
５ｍｍにされる。

こうして溶接されたスキン１は、得られたジョイントの
フランジとして作用する部分を、溶接部の間にそれに近
接して有することになり、その最初の硬化を絶滅させる
ことはできない。

第４図に示す実施例のスキン溶接ジョイントは一対の金
属シート１１，１２で形成されたスキンに適用でき、前
記シー｝１１，１２は相互にバット（突合わせ）ジョイ
ント状態に配置されて、シーム間隔または長手方向間隙
」３だけ相互に端部方向に分離されている。

この実施例において、スキン溶接ジョイントは長尺フレ
ーム部材１４を包含し、これはフレーム部材２と同様に
押出成形されたアルミニウムで形成するのが好ましい。

シー卜１１，１２もアルミニウム製で、全体的に一様な
肉厚にするのが好ましい。

長尺金属フレーム部材１４も総体的にチャンネル部材の
形状を有するが、追加のフランジ１５を備えており、一
対の平行フランジ１６，１７と連結ウエブ１８によりチ
ャンネル形状が画定されている。

フランジ１５．１６は共平面をなし、ウエブ１８の両側
へそれぞれ突出している。

フレーム部材１４は第１，２図に示す第１実施例におけ
るのと同様に、一対のリブ部６と一対のフランジ部７を
包含している。

しかし、この第２実施例においてはリブ部６とフランジ
部７は、第２図におけるように基部フランジ３の両横端
部からではなく、前記対のフランジ１５，１６の自由外
端から突出している。

フレーム部材１４も長手方向隆起部１９を包含しており
、これはフランジ１５，１６で画定される外面から横方
向に突出し、その外側ヘッド部２０は金属シー｝１１，
１２により形成された薄肉金属スキンの外面のシーム空
間を隠すようになっている。

長手方向隆起部１９はＨ形横断面形状を有し、かつフラ
ンジ１５，１６に対して平らに延びる内面２１と、前記
外側ヘッド部２０を画定すると共に、金属シート１１，
１２の隣接端部にバットジョイント部で重なる外面、お
よび前記隣接端部間でシ一ム空間を通って延びる相互連
結部を画定している。

フレーム部材の輪郭または形状をこの発明の範囲内で変
更できることは容易に理解できるであろう。

たとえば、フレーム部材はポストまたはビームのような
長尺部材にする必要はなく、もし長尺部材の場合は、ア
ングルまたはＨ形のような任意の横断面形状の主本体部
を包含することができる。

前述の長手方向内端部１０の小さい肉厚は、一様な肉厚
、またはその長手方向の一本またはそれ以上の溝を有す
る部分により形成できることは注目すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるスキン溶接ジョイン
トの一部を形成するための、金属フレーム部材の下端の
斜視図、第２図はこの発明の第１実施例によるスキン溶
接ジョイントを共働して形成すると共に、金属スキンの
一面に溶接される第１図のフレーム部材の端面図、第３
図はこの発明の第２実施例によるスキン溶接ジョイント
の一部を形成する、金属フレーム部材の一端の斜視図、
第４図はこの発明の第２実施例によるスキン溶接ジョイ
ントを共働して形成すると共に、金属スキンの一面に溶
接される第３図のフレーム部材の端面図である。 １……薄肉金属スキン、２……金属フレーム部材、３…
…主本体部、６……リブ部、７……フランジ部、９……
フランジ外端部、１０……フランジ内側部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 薄肉金属スキンと、前記薄肉金属スキンの一面に接
   触固定可能であると共に、主本体部と、少なくとも一つ
   のリブ部と、少なくとも一つのフランジ部を包含する金
   属フレーム部材であって、前記リブ部が前記主本体部の
   一面から突出すると共に、前記薄肉金属スキンの一面に
   接触するようになっており、また前記フランジ部が、前
   記薄肉金属スキンの前記一面に接触して、そこに溶接さ
   れる外端部と、前記外端部および前記リブ部の中間に延
   びると共に、前記金属スキンの前記一面から隔置されて
   おり、さらに前記主本体部より薄肉で、溶接熱により容
   易に変形できるようにされた内側部分とを包含している
   前記金属フレーム部材とからなるスキン溶接ジョイント
   。 ２ 前記主本体部が長尺フレーム部材の一つのフランジ
   からなり、前記主本体部の前記一面が前記一つのフラン
   ジの外面からなり、前記一つのリブ部および前記一つの
   フランジ部が、前記一つの外面から所定距離だけ突出し
   ている、特許請求の範囲第１項に記載のスキン溶接ジョ
   イント。 ３ 前記金属フレーム部材が前記主本体部の前記一面か
   ら突出すると共に、薄肉金属スキンの前記一面に接触す
   る他のリブ部を包含する特許請求の範囲第１項に記載の
   スキン溶接ジョイント。 ４ 前記金属フレーム部材が前記一つのフランジの前記
   外端部から突出する他のリブ部を包含し、前記リブ部が
   前記外端部の対向側端部にそれぞれ沿って長手方向に延
   びており、かつ前記フランジ部が前記リブ部に対して外
   方へ延びている、特許請求の範囲第２項に記載のスキン
   溶接ジョイント。 ５ 前記金属フレーム部材が、前記リブ部に対して外方
   に延びると共に、前記一つのリブ部に対して前記リブ部
   の反対側に設けられた別のフランジ部を包含し、前記別
   のフランジ部が、前記薄肉金属スキンの前記一面に接触
   すると共に、そこに溶接される外端部と、対応外端部と
   前記リブ部の一つとの間に延びると共に、前記金属スキ
   ンの前記一面から隔置され、さらに前記フランジ部より
   薄肉で、溶接熱により容易に変形できる内端部とを包含
   している、特許請求の範囲第４項に記載のスキン溶接ジ
   ョイント。 ６ 前記フランジ部の両者が前記フランジの外方に横方
   向に、かつ横反対方向に突出している、特許請求の範囲
   第５項に記載のスキン溶接ジョイント。 ７ 前記金属フレーム部材が、前記一つのフランジと、
   前記リブ部と、前記フランジ部を一体に形成する長尺押
   出成形フレーム部材からなる、特許請求の範囲第６項に
   記載のスキン溶接ジョイント。 ８ 前記薄肉金属スキンが一対の金属シートを包含し、
   前記一対の金属シートは相互にバット溶接状態で配置さ
   れると共に、相互にシーム間隔だけ端部方向に分離され
   ており、前記長尺フレーム部材が一つの隆起部を包含し
   、前記隆起部が前記フレーム部材の長手力向に延びると
   共に前記シーム間隔へ突出し、さらに前記薄肉金属スキ
   ンの他面において前記シーム間隔を隠す外側ヘッド部を
   有している、特許請求の範囲第７項に記載のスキン溶接
   ジョイント。 ９ 前記隆起部がＨ形横断面形状を有すると共に，前記
   一つのフランジに対して平らに延びる内面と前記外側ヘ
   ッド部を画定すると共に、前記バットジョイント部にお
   いて前記金属シートの隣接端部に重なる外面を画定して
   いる特許請求の範囲第８項に記載のスキン溶接ジョイン
   ト。 １０ 前記金属フレーム部材が、前記主本体部と、前記
   一つのリブ部と、前記一つのフランジ部とからなる一つ
   のフランジを一体形成する、押出成形された長尺フレー
   ム部材からなる、特許請求の範囲第１項に記載のスキン
   溶接ジョイント。