JPS6368278A - 積層鋼板の接合方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二枚の表皮鋼板の間に樹脂層を挟んで積層し
た積層鋼板の接合方法に関し、特に抵抗溶接により接合
する積層鋼板の接合方法に係わる。

〔従来の技術〕

近年、自動車においては、車両の振動を抑え、騒音を低
減する、あるいは、車両重量を下げることを目的として
、二枚の表皮鋼板の間に樹脂層を挟んで積層した積層鋼
板が、使われるようになって来ている。

この積層調板は、二枚の表皮鋼板の間に絶縁体である樹
脂層が介在しているので、そのままでは、自動車の生産
において最も生産体の高い抵抗溶接による接合が、行え
ない。

この積層鋼板を抵抗溶接により接合するには、何らかの
方法で、接合部位の樹脂層を排除して、表・裏の表皮鋼
板の電気的導通をとる必要がある。

その方法として、特開昭６０−６８１８０号公報に開示
されているように、溶接電極に加熱用のヒータを取りつ
けて、このヒータにより、予め、接合部位を加熱して、
この接合部位の樹脂層を溶かし、溶接電極の加圧力によ
り、この溶けた樹脂層を排除して、接合部位の表・裏の
表皮鋼板の導通をとる方法がある。

そして、表・裏の表皮鋼板の導通がとれた段階で、上下
の溶接電極に通電することにより、通常の抵抗溶接を行
う。

さらに、特開昭５７−５１４５２号公報に開示されてい
るように、積層鋼板の接合部位に、機械加工、塑性加工
、折り曲げ加工等を施して、予め接合部位の両表皮鋼板
間の電気的導通をとった後、通常の抵抗溶接を行う方法
がある。

この他に、本出願人が考案して出願した抵抗溶接による
接合方法として、溶接電極を２分割して、間に絶縁体を
挟んで互いに電気的に絶縁し、この２分割された溶接電
極間で通電して、表皮鋼板自身に発生するジュール熱に
より、その部位の樹脂層を溶かして排除した後、前記２
分割された溶接電極を電気的に接続して、この溶接電極
と積層鋼板の他の側の溶接電極との間で通電して、接合
する方法（実願昭５９−１９７０９８号）、あるいは、
溶接電極に鋼板間を短絡する補助電極を設けて、溶接の
ための通電初期に、この補助電極を介して積層鋼板の表
皮鋼板自身に流れる電流により、表皮鋼板自身を発熱さ
せ、この表皮鋼板自身の発熱により、その部位の樹脂層
を溶かして排除して、両表皮鋼板間の導通がとれた後は
、通常の抵抗溶接が行われる接合方法（実願昭５９−１
９３９５３号）がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記従来の抵抗溶接による接合方法の内、特開
昭６０−６８１８０号公報に開示されている°ように、
溶接電極に加熱用のヒータを取りつけて、このヒータの
熱により、両表皮鋼板間の導通をとる方法は、溶接電極
に直接ヒータを取りつけるため、溶接電極、あるいは、
溶接ガンの構造が大きくなり、また、このヒータは全て
の溶接電極に取りつける必要があって、費用が高くつく
、及び、溶接電極の保守管理が複雑になると云う問題が
ある。

そして、自動車のボデーに、この接合方法を適用する場
合、ヒータとして大容量のものが必要となり、コスト高
となる。

また、前記従来の抵抗溶接による接合方法の内、特開昭
５７−５１４５２号公報に開示されているように、積層
鋼板の接合部位に、予め、加工を施して、両表皮鋼板間
の導通をとる方法は、接合すべき部品の形状、及び、接
合部位に応じて、導通をとるための加工装置が設定され
ているため、接合すべき部品の形状、及び、接合部位の
変更に容易に対応出来ないと云う問題がある。

さらに、前記従来の抵抗溶接による接合方法の内、本出
願人が考案した分割した溶接電極で通電して、表皮鋼板
自身の発熱により、この表皮鋼板間の導通をとる方法（
実願昭５９−１９７０９８号）は、前記特開昭６０−６
８１８０号公報に開示された接合方法と同じように、全
ての溶接電極に、そのための細工が必要であり、費用が
高くつく、及び、溶接電極の保守管理が複雑になると云
う問題がある。

また、前記従来の抵抗溶接による接合方法の内、本出願
人が考案した溶接電極に短絡用の補助電極を設けて、導
通をとる方法（実願昭５９−１９３９５３号〉は、短絡
用のケーブルを長く出来ないため、溶接ガンのふところ
寸法の短くて済むフランジ部にしか溶接が適用できない
と云う問題がある。

したがって、本発明の目的は、積層鋼板の抵抗溶接方法
において、簡単な装置で、接合部位の制約を受けずに、
抵抗溶接が行えるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明は、摩擦発熱手段によって、表皮鋼板間
の樹脂層を排除した後、通常の抵抗溶接により、接合す
ることを特徴とする。

具体的には、二枚の表皮鋼板の間に樹脂層を挟んで積層
してなる積層鋼板どうし、又は該積層鋼板と普通鋼板と
を重ね合わせて溶接電極で加圧通電して接合する抵抗溶
接による積層鋼板の接合方法であって、摩擦発熱手段で
積層鋼板の接合部位を押圧し、この摩擦発熱手段の先端
を前記積層鋼板の表皮鋼板に対して相対移動させ、この
積層鋼板の表皮鋼板に摩擦熱を生じさせ、この表皮鋼板
での摩擦熱により表皮鋼板間の樹脂層を溶融排除してこ
の表皮鋼板間の電気的導通をとった後、溶接電極で積層
鋼板の電気的導通がとれた部位を加圧して通電すること
を特徴とする。

〔作用〕

かかる本発明の構成によれば、摩擦発熱手段により積層
鋼板の表皮鋼板に摩擦熱を生じさせ、この表皮鋼板での
摩擦熱により表皮鋼板間の樹脂層を溶融排除して、この
表皮鋼板間の電気的導通をとるようにしているので、構
成が筒車であり、接合部位の制約を受けることが無い。

〔実施例〕

次に、本発明の第一、及び、第二の実施例に係わる積層
鋼板の接合方法を、図面を参照しながら説明する。

（第一の実施例） 第１図は第一の実施例に係わる積層鋼板の接合方法を行
うための溶接装置の正面図を示し、第２図は第１図の接
合部位周りの拡大図でありエアーサンダーで加圧した状
態を示し、第３図は第１図の接合部位周りの拡大図であ
りエアーサンダーにより積層鋼板の表皮調板間の導通を
とった状態を示し、第４図は第１図の接合部位周りの拡
大図であり溶接された状態を示す。

本実施例は、積層鋼板と晋通泪板とを抵抗溶接の代表的
なものであるスポット溶接により接合する方法である。

第１図において、符号１は被溶接物の一方である積層鋼
板であり、二枚の表皮鋼板ＩＡ、ＩＣの間に、樹脂層Ｉ
Ｂを挟んで積層している。

符号２は、この積層鋼板１に接合する普１１１１鋼板で
ある。

符号３は、摩擦発熱手段であるエアーサンダーであり、
加圧エアにより高回転で回転する回転軸３人の先端に、
耐摩耗性、耐熱性に優れた接触子３Ｂを固定している。

この接触子３Ｂは、前記積層鋼板１に押圧され、この積
層鋼板１との摩擦により高温にさらされるので、耐摩耗
性、耐熱性に優れた超硬鋼、または、セラミックス製で
、先端を、角張らずに滑らかな形状に加工しである。

符号４は、このエアーサンダー３を積層鋼板１へ押圧す
る加圧装置であり、溶接装置本体に固定された移動装置
５に支持されて、図中左右方向に移動する。

符号６Ａは、溶接電極の一方である上部電極であり、溶
接ガン７の先端に取りつけられている。

この溶接ガン７は、前記エアーサンダー３用の加圧装置
４とともに、溶接装置本体に固定された移動装置５に支
持されて、図中左右方向に移動する。

符号６Ｂは、溶接電極の他方である下部電極であり、溶
接装置本体の下部ベースに固定されている。

符号８は、溶接電源トランスであり、その出力は、前記
上部電極６Ａ、及び、下部電極６Ｂに接続されている。

符号９は、この溶接電源トランス８を介して、前記上部
電極６Ａ、及び、下部電極６Ｂへ、溶接電流を供給する
溶接電源である。

次に、本実施例の作用について説明する。

本実施例に係わる積層鋼板の接合方法は、以下のように
して行う。

スポット溶接装置にセットされた被溶接部材である積層
鋼板１と普通調板２に対して、まず、その接合部位に、
エアーサンダー３を位置させ、その位置で、このエアー
サンダー３用の加圧装置４を作動させて、このエアーサ
ンダー３の先端の接触子３Ｂを、前記積層鋼板１の表皮
鋼板ＩＡに押しつける。

次に、このエアーサンダー３に加圧エアを供給して、そ
の先端の接触子３Ｂを、高速で所定時間回転させて、積
層鋼板１の表皮鋼板ＩＡとの接触面に摩擦熱を発生させ
る。

この時の摩擦熱により、この部位の樹脂層ＩＢが溶けて
、エアーサンダー３の先端の接触子３Ｂに押されて、周
囲に押し出され、第３図に示すように、この部位の表皮
鋼板ＩＡが凹んで、上下の両表皮鋼板ＩＡ、ＩＣが電気
的に導通する。

前記所定時間経過後、エアーサンダー３用の加圧装置４
を作動させて、このエアーサンダー３を上昇させ、その
後、移動装置５を作動させて、上部電極６Ａを、第１図
において左方向に動かして、前記接合部位の真上まで移
動させる。

この上部電極６Ａが、前記接合部位の真上まで移動した
後、溶接ガン７により、その先端の上部電極６Ａを下降
させて、もう一方の溶接電極である下部電極６Ｂとで、
積層鋼板１と普通鋼板２とを加圧する。

そして、溶接電源９より溶接電源トランス８を介して、
前記上部電極６Ａと下部電極６Ｂ間に通電して溶接する
。

そうすると、第４図に示すように、積Ｎ綱板１と普通鋼
板２とに、良好なナゲツト１０が形成され、その結果、
安定した溶接品質が確保出来る。

積層鋼板ｌとして、板厚０．２７ｎ＋のＳＰＢブリキ原
板製の表皮鋼板ＩＡ、ＩＣの間に、厚さ０・２６１層の
ポリプロピレン樹脂を挟み込んだもの、及び、板厚０．
５ｍの５ＵＳ４３０製の表皮鋼板ＩＡ、ＩＣの間に、厚
さ０・５鶴のポリプロピレン樹脂を挟み込んだものを使
って、先端径５■、超硬鋼製の接触子３Ｂを、前記櫃層
ｆｉ仮１に、２０〜３０ｋｇｆの加圧力で押しつけて、
回転させた結果、３〜５秒で、容易に表皮綱板ＩＡ、Ｉ
Ｃの間の電気的導通が得られた。

本実施例では、エアーサンダー３と溶接電極の一方であ
る上部電極６Ａとを一組にしてセントし、同一の工程で
、積層鋼キ反１０表皮′ＢＩ板ＩＡ、ＩＣの導通とその
後の溶接を行うようにしたが、前記エアーサンダー３を
、溶接電極の一方である上部電極６Ａとは切り離して、
別のロボット等に取りつけて、溶接工程の前工程で一括
して複数の接合部位の導通をとるようにすれば、さらに
、生産性を向上することが出来る。

（第二の実施例） 次に、本発明の第二の実施例に係わる積層鋼板の接合方
法について説明する。

本実施例は、被溶接部材として、積層鋼板同士を、抵抗
スポット溶接により接合する方法である。

ここで、第５図は本実施例に係わる積ＮＰ４板の接合方
法を行うための溶接装置の正面図を示し、第６図は第５
図の接合部位周りの拡大図でありエアーサンダーで加圧
した状態を示し、第７図は第５図の接合部位周りの拡大
図でありエアーサンダーにより積層鋼板の表皮鋼板間の
導通をとった状態を示し、第８図は第５図の接合部位周
りの拡大図であり溶接された状態を示す。

第５図において、第１図に記載の符号と同一の符号のも
のは、同一の部材を示す。

第５図において、符号２は被溶接部材の他方である積層
鋼板であり、前記積層鋼板１と同じように、二枚の表皮
鋼板２Ａ、２Ｃの間に、樹脂層２Ｂを挟んで積層してい
る。

符号４は、前記エアーサンダー３と同じように、回転軸
４Ａの先端に接触子４Ｂを固定している。

この接触子４Ｂも、前記接触子３Ｂと同じように、超硬
Ｅ！、または、セラミックス製で、先端を角張らずに滑
らかな形状に加工している。

前記エアーサンダー３．４は、図示してないロボットに
支持されている。

符号６Ａ、６Ｂは、溶接電極である上部電極、及び、下
部電極であり、これも、図示してない溶接ロボットに支
持されている。

次に、本実施例の作用について説明する。

本実施例に係わる積層鋼板どうしの接合は、以下のよう
にして行う。

スポット溶接装置にセットされた積層鋼板２．３に対し
て、第６図に示すように、まず、接合部位にエアーサン
ダー３．４を移動させ、その位置で接合部位をこのエア
ーサンダー３．４で加圧して、その先端の接触子３Ｂ、
４Ｂを高速で所定時間回転させる。

この時に、積層鋼板１の表皮鋼板ＩＡ、及び、積層鋼板
２の表皮鋼板２Ｃとの接触面に発生ずる摩擦熱により、
この部位の樹脂層ＩＢ、及び、２Ｂが溶けて押し出され
て、第７図に示すように、この部位の表皮綱板ＩＡ、及
び、２ｃが凹んで、それぞれの上下の表皮鋼板ＩＡ、１
ｃ、及び、２Ａ、２Ｃが電気的に導通する。

この後、エアーサンダー３．４を、積層鋼板１、２より
離脱させて、前記接合部位に、溶接電極である上部電極
６Ａ、及び、下部電極６Ｂを移動させて積層鋼板１．２
を加圧する。

そして、溶接電源９より溶接電源トランス８を介して、
前記上部電極６Ａと下部電極６Ｂ間に通電して溶接する
。

そうすると、第８図に示すように、積Ｎ綱板１．２に、
良好なナゲツト１０が形成され、その結果、安定した溶
接品質が確保出来る。

本実施例では、抵抗スポット溶接による接合方法につい
て説明したが、溶接線倣い装置に、エアーサンダー３．
４を取りつけて、このエアーサンダー３．４で先行して
接合部位の導通をとりながら、抵抗シーム溶接を行うこ
とも可能である。

〔発明の効果〕

以上、述べたように、かかる本発明によれば、摩擦発熱
手段と云う機械的な手段により、積層鋼板の表皮調板間
の導通をとるようにしているので、積層鋼板の表皮鋼板
間の導通をとるための装置が簡単になると云う優れた効
果を奏する。

また、摩擦発熱手段と云う機械的な手段により、積層鋼
板の表皮鋼板間の導通をとるようにしているので、従来
の通電による積層鋼板の表皮口板自身の発熱を利用する
方法の場合のように短絡径路の分流による影響がないの
で、安定した溶接品質が得られると云う優れた効果を奏
する。

さらに、従来の通電による積層柵板の表皮鋼板自身の発
熱を利用する方法の場合のように、上下の表皮鋼板の短
絡用の短絡線が必要無いので、接合部位の制約を受けず
に済むと云う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一の実施例に係わる積層鋼板の接合方法を行
うための溶接装置の正面図を示し、第２図は第１図の接
合部位周りの拡大図でありエアーサンダーで加圧した状
態を示し、第３図は第１図の接合部位周りの拡大図であ
りエアーサンダーにより積層鋼板の表皮鋼板間の導通を
とった状態を示し、第４図は第１図の接合部位周りの拡
大図であり溶接された状態を示し、第５図は第二の実施
例に係わる積層鋼板の接合方法を行うための溶接装置の
正面図を示し、第６図は第５図の接合部位周りの拡大図
でありエアーサンダーで加圧した状態を示し、第７図は
第５図の接合部位周りの拡大図でありエアーサンダーに
より積層鋼板の表皮鋼板間の導通をとった状態を示し、
第８図は第５図の接合部位周りの拡大図であり溶接され
た状態を示す。 １　・・・・積層鋼板 ＩＡ、ＩＣ・・・・表皮銅板 １Ｂ・・・・樹脂層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）二枚の表皮鋼板の間に樹脂層を挟んで積層してな
   る積層鋼板どうし、または該積層鋼板と普通鋼板とを重
   ね合わせて抵抗溶接により接合する積層鋼板の接合方法
   であって、摩擦発熱手段で積層鋼板の接合部位を押圧し
   、該摩擦発熱手段の先端を前記積層鋼板の表皮鋼板に対
   して相対移動させ、該積層鋼板の表皮鋼板に摩擦熱を生
   じさせ、この表皮鋼板での摩擦熱により表皮鋼板間の樹
   脂層を溶融排除してこの表皮鋼板間の電気的導通をとっ
   た後、溶接電極で積層鋼板の電気的導通がとれた部位を
   加圧して通電することを特徴とする積層鋼板の接合方法
   。