パネル構造体の接合方法
【課題】第１の中空パネルと第２の中空パネルとを中空パネルの片面側から両面を片面から、容易に、簡単に接合することにある。
【解決手段】第１のパネル、第２のパネルの第２の板は上面側の第１の板よりも相手側のパネル側に突出している。まず、第２の板同士の突き合わせ部を溶接または摩擦攪拌接合で接合する。溶接の器具、または摩擦攪拌接合回転工具５０は上面側の板同士の間の隙間から挿入する。次に、接続材３０を第２の板に重ね、溶接または、摩擦攪拌接合する。接続材３０はリール３００に巻かれており、回転しつつ、繰り出される。接続材３０が第１のパネル，第２のパネルに接合されることによって、接続材３０がリール３００から繰り出される。これによって、中空パネルの両面を上方の面側から接合できる。
【解決手段】第１のパネル、第２のパネルの第２の板は上面側の第１の板よりも相手側のパネル側に突出している。まず、第２の板同士の突き合わせ部を溶接または摩擦攪拌接合で接合する。溶接の器具、または摩擦攪拌接合回転工具５０は上面側の板同士の間の隙間から挿入する。次に、接続材３０を第２の板に重ね、溶接または、摩擦攪拌接合する。接続材３０はリール３００に巻かれており、回転しつつ、繰り出される。接続材３０が第１のパネル，第２のパネルに接合されることによって、接続材３０がリール３００から繰り出される。これによって、中空パネルの両面を上方の面側から接合できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中空状のパネル（たとえば、中空形材，中空形材を複数の部材から構成したもの（たとえば、ステンレスダブルスキンパネル））と中空状のパネルとを一方の面側から２面を接合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空状のパネルは上面と、下面との２面を有する。このため、この中空パネル同士を接続する場合には、上下の２面を接続することが必要である。
【０００３】
このため、中空上のパネルを台座の上に設置し、上方から下面を接合し、この接合したパネルを上下反転させ、上面であった板材を下面にし、下面であった板材を上面にする。
【０００４】
次に、上面になった板材を上方から接合する。
【０００５】
このように、上下反転作業が必要であり、簡単，容易に中空パネルの両面接合はできなかった。
【０００６】
これを解決するために、特許文献１，特許文献２，特許文献３が提示されている。
【０００７】
特許文献１は、中空パネルとして、押し出し成型した形材のパネルである。以下、押し出し形材という。
【０００８】
押し出し形材の下面側となる第１の板の幅方向の端部は、上面側となる第２の板よりも突出している。この中空形材を突き合わせる。下面側の第１の板同士は突き合わせられるが、上面側の第２の板同士の間には隙間が生じる。
【０００９】
このため、第１の板同士は前記隙間から、すなわち上方から前記板同士を溶接できる。
【００１０】
次に、上面側の第２の板同士の間に、接続材を配置し、上方から板と第２の板とを溶接する。
【００１１】
特許文献２は溶接に変えて、摩擦攪拌接合で接合するようにしている。
【００１２】
特許文献３は溶接として、スポット溶接にしたものである。
【００１３】
また、材質はステンレス板を用い、下面の接合は重なり部を設け、これをスポット溶接している。
【００１４】
【特許文献１】特開平０９−２２１０２４号公報
【特許文献２】特許第０３１４６５４号公報（ＵＳＰ６５５８１８１９， ＥＰＰ００７９７０４３）
【特許文献３】特許第３０１５０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
これらにおいて、中空パネル同士を接続する接続材は中空パネルの上下の板と同様に薄い板であり、接続材は、板厚側に曲がりやすく、接続材の搬送を考えると、接続材は長くできない。中空パネルを鉄道車両に用いる場合、その長さは約２０ｍあり、接続材の長さを約１ｍごとにすることが実際的である。
【００１６】
本発明の目的は、中空パネルの両面を片面側から容易に接合することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的は、
第１のパネルと第２のパネルとを接続材を介して接合する方法において、
前記第１のパネルは、第１の板と、この第１の板に実質的に平行な第２の板と、前記第１の板の幅方向の端部と前記第２の板とを接続する第３の板と、からなり、
前記第２のパネルは、第１の板と、この第１の板に実質的に平行な第２の板と、前記第１の板と前記第２の板とを接続する第３の板とからなり、
前記第１のパネルの前記第１の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの第１の板の幅方向の端部とを前記第２の板側から接合し、
次に、前記接続材を前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部とに配置し、
前記接続材は、リール状に巻かれており、
該リールから繰り出ししつつ、前記接続材を前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部とに配置し、
次に、前記配置した接続材と、前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部とを前記第１のパネル、前記第２のパネルの外側から接合すること、
によって、達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図１によって説明する。
【００１９】
図１のパネル１０，２０は、アルミ押し出し形材で構成されている。
【００２０】
パネル１０は第１の板１１と、これに実質的に平行な第２の板１３と、第１の板１１の幅方向の端部と第２の板１３とを接続する第３の板１５と、からなる。第３の板１５は第１の板１１，第２の板１３に実質的に直行している。１７は第１の板１１と第２の板１３とを接続する第４の板である。第４の板１７はトラス状に配置している。
【００２１】
パネル２０は第１の板２１と、これに実質的に平行な第２の板２３と、第１の板２１の幅方向の端部と第２の板２２とを接続する第３の板２５と、第１の板２１と第２の板とをトラス状に接続する第４の板２７と、からなる。つまり、第２のパネルは第１のパネルと実質的に同様である。
【００２２】
かかるパネル１０，２０を接合するには、まず、第１の板１１，２１とを突き合わせ、この突き合わせ部を上方から溶接、または摩擦攪拌接合する。突き合わせ部の上方には第１の板１１，２１がないので、上方から接合できる。第１の板１１，２１の間の隙間から溶接器具，攪拌接合用回転工具を挿入できる。
【００２３】
次に、前記突き合わせ部の上方に接続材３０を配置する。接続材３０は、第１の板１１，２１の端部の突片１９，２９に載せる。載せることによって、接続材３０の端部は第２の板１１，２１に突き合わせられる。
【００２４】
この突き合わせ部を上方から、溶接、または摩擦攪拌接合する。
【００２５】
図１の下向きの矢印は接合箇所を示す。
【００２６】
前記したように、接続材３０は薄く、搬送が困難で、長くできないので、接続が困難である。
【００２７】
そこで、接続材３０はリール状に巻いている。リール状に巻いたものをリール３００という。
【００２８】
リール３００は、溶接器具、または摩擦攪拌接合用回転工具５０を設置している部材
５００に設置されている。
【００２９】
リール３００から、接続材３０を繰り出ししつつ突片１９，２９に載せ、溶接、または摩擦攪拌接合する。
【００３０】
溶接器具，摩擦攪拌接合工具５０は、パネル１０，２０に対して、接合速度で移動する。溶接、または摩擦攪拌接合を総称して接合という。
【００３１】
リール３００と接合の間には繰り出した接続材３０を下方に向けて所定圧で押さえるシリンダ装置３１０がある。シリンダ装置３１０の先端（接続材３０との接触面）にはローラ３２０がある。シリンダ装置３１０は所定空気圧以上の反力が接続材３０側からかかるとそれを開放する。
【００３２】
シリンダ装置３１０は部材５００に設置されている。部材５００は、リール３００，シリンダ装置３１０，摩擦攪拌接合工具５０を備える。部材５００は、第１のパネル１０，第２のパネルが移動しないとすれば、右に向けて走行する。
【００３３】
リール３００には、回転させる動力装置はない。接続材３０が中空パネルに接続されることによって引っ張られるので、リール３００が回転し、接続材３０が繰り出される。
【００３４】
摩擦攪拌接合工具５０側が重量大になるので、部材５００の転倒防止に、部材の上方に水平に設けたレール６１０を上下からローラ６２０，６３０で挟んでいる。６４０はローラ６２０，６３０を支持するポストである。
【００３５】
図１において、第３の板１５，２５が第１の板１１，２１及び第２の板１３，２３に直交しているのは、接続材３０を摩擦攪拌接合する際に、接合荷重を支えるためである。接続材３０と第１の板１１，２１との突き合わせ部は第３の板厚１５，２５の厚さの範囲に内ある。
【００３６】
上記実施例では、パネル１０，２０は押し出し形材であったが、押し出し形材に限定されるものではなく、特許文献３のように、ステンレス製の中空材でもよい。また、突き合わせ部の接合の他に重ね接合でもよい。
【００３７】
また、第２の板１３，２３の突き合わせ部に、接合する側すなわち、第１の板１１，
２１側に突出する凸部があってもよい。同様に、接続材３０と第１の板１１，２１との突き合わせ部においても上方側に突出する凸部があってもよい。
【００３８】
ステンレスを接合する場合は、スポット溶接が好ましい。
【００３９】
接続材３０を接合後、リール３００に巻いた接続材３０を切断する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例の接合部の縦断面図。
【図２】本発明の一実施例の接合装置の斜視図。
【符号の説明】
【００４１】
１０，２０…パネル（中空形材）、１１，２１…第１の板、１３，２３…第２の板、
１５…第１のパネルの第３の板、３０…接続材、５０…摩擦攪拌接合用回転工具、３００…リール、３１０…シリンダ装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中空状のパネル（たとえば、中空形材，中空形材を複数の部材から構成したもの（たとえば、ステンレスダブルスキンパネル））と中空状のパネルとを一方の面側から２面を接合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空状のパネルは上面と、下面との２面を有する。このため、この中空パネル同士を接続する場合には、上下の２面を接続することが必要である。
【０００３】
このため、中空上のパネルを台座の上に設置し、上方から下面を接合し、この接合したパネルを上下反転させ、上面であった板材を下面にし、下面であった板材を上面にする。
【０００４】
次に、上面になった板材を上方から接合する。
【０００５】
このように、上下反転作業が必要であり、簡単，容易に中空パネルの両面接合はできなかった。
【０００６】
これを解決するために、特許文献１，特許文献２，特許文献３が提示されている。
【０００７】
特許文献１は、中空パネルとして、押し出し成型した形材のパネルである。以下、押し出し形材という。
【０００８】
押し出し形材の下面側となる第１の板の幅方向の端部は、上面側となる第２の板よりも突出している。この中空形材を突き合わせる。下面側の第１の板同士は突き合わせられるが、上面側の第２の板同士の間には隙間が生じる。
【０００９】
このため、第１の板同士は前記隙間から、すなわち上方から前記板同士を溶接できる。
【００１０】
次に、上面側の第２の板同士の間に、接続材を配置し、上方から板と第２の板とを溶接する。
【００１１】
特許文献２は溶接に変えて、摩擦攪拌接合で接合するようにしている。
【００１２】
特許文献３は溶接として、スポット溶接にしたものである。
【００１３】
また、材質はステンレス板を用い、下面の接合は重なり部を設け、これをスポット溶接している。
【００１４】
【特許文献１】特開平０９−２２１０２４号公報
【特許文献２】特許第０３１４６５４号公報（ＵＳＰ６５５８１８１９， ＥＰＰ００７９７０４３）
【特許文献３】特許第３０１５０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
これらにおいて、中空パネル同士を接続する接続材は中空パネルの上下の板と同様に薄い板であり、接続材は、板厚側に曲がりやすく、接続材の搬送を考えると、接続材は長くできない。中空パネルを鉄道車両に用いる場合、その長さは約２０ｍあり、接続材の長さを約１ｍごとにすることが実際的である。
【００１６】
本発明の目的は、中空パネルの両面を片面側から容易に接合することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的は、
第１のパネルと第２のパネルとを接続材を介して接合する方法において、
前記第１のパネルは、第１の板と、この第１の板に実質的に平行な第２の板と、前記第１の板の幅方向の端部と前記第２の板とを接続する第３の板と、からなり、
前記第２のパネルは、第１の板と、この第１の板に実質的に平行な第２の板と、前記第１の板と前記第２の板とを接続する第３の板とからなり、
前記第１のパネルの前記第１の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの第１の板の幅方向の端部とを前記第２の板側から接合し、
次に、前記接続材を前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部とに配置し、
前記接続材は、リール状に巻かれており、
該リールから繰り出ししつつ、前記接続材を前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部とに配置し、
次に、前記配置した接続材と、前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部とを前記第１のパネル、前記第２のパネルの外側から接合すること、
によって、達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図１によって説明する。
【００１９】
図１のパネル１０，２０は、アルミ押し出し形材で構成されている。
【００２０】
パネル１０は第１の板１１と、これに実質的に平行な第２の板１３と、第１の板１１の幅方向の端部と第２の板１３とを接続する第３の板１５と、からなる。第３の板１５は第１の板１１，第２の板１３に実質的に直行している。１７は第１の板１１と第２の板１３とを接続する第４の板である。第４の板１７はトラス状に配置している。
【００２１】
パネル２０は第１の板２１と、これに実質的に平行な第２の板２３と、第１の板２１の幅方向の端部と第２の板２２とを接続する第３の板２５と、第１の板２１と第２の板とをトラス状に接続する第４の板２７と、からなる。つまり、第２のパネルは第１のパネルと実質的に同様である。
【００２２】
かかるパネル１０，２０を接合するには、まず、第１の板１１，２１とを突き合わせ、この突き合わせ部を上方から溶接、または摩擦攪拌接合する。突き合わせ部の上方には第１の板１１，２１がないので、上方から接合できる。第１の板１１，２１の間の隙間から溶接器具，攪拌接合用回転工具を挿入できる。
【００２３】
次に、前記突き合わせ部の上方に接続材３０を配置する。接続材３０は、第１の板１１，２１の端部の突片１９，２９に載せる。載せることによって、接続材３０の端部は第２の板１１，２１に突き合わせられる。
【００２４】
この突き合わせ部を上方から、溶接、または摩擦攪拌接合する。
【００２５】
図１の下向きの矢印は接合箇所を示す。
【００２６】
前記したように、接続材３０は薄く、搬送が困難で、長くできないので、接続が困難である。
【００２７】
そこで、接続材３０はリール状に巻いている。リール状に巻いたものをリール３００という。
【００２８】
リール３００は、溶接器具、または摩擦攪拌接合用回転工具５０を設置している部材
５００に設置されている。
【００２９】
リール３００から、接続材３０を繰り出ししつつ突片１９，２９に載せ、溶接、または摩擦攪拌接合する。
【００３０】
溶接器具，摩擦攪拌接合工具５０は、パネル１０，２０に対して、接合速度で移動する。溶接、または摩擦攪拌接合を総称して接合という。
【００３１】
リール３００と接合の間には繰り出した接続材３０を下方に向けて所定圧で押さえるシリンダ装置３１０がある。シリンダ装置３１０の先端（接続材３０との接触面）にはローラ３２０がある。シリンダ装置３１０は所定空気圧以上の反力が接続材３０側からかかるとそれを開放する。
【００３２】
シリンダ装置３１０は部材５００に設置されている。部材５００は、リール３００，シリンダ装置３１０，摩擦攪拌接合工具５０を備える。部材５００は、第１のパネル１０，第２のパネルが移動しないとすれば、右に向けて走行する。
【００３３】
リール３００には、回転させる動力装置はない。接続材３０が中空パネルに接続されることによって引っ張られるので、リール３００が回転し、接続材３０が繰り出される。
【００３４】
摩擦攪拌接合工具５０側が重量大になるので、部材５００の転倒防止に、部材の上方に水平に設けたレール６１０を上下からローラ６２０，６３０で挟んでいる。６４０はローラ６２０，６３０を支持するポストである。
【００３５】
図１において、第３の板１５，２５が第１の板１１，２１及び第２の板１３，２３に直交しているのは、接続材３０を摩擦攪拌接合する際に、接合荷重を支えるためである。接続材３０と第１の板１１，２１との突き合わせ部は第３の板厚１５，２５の厚さの範囲に内ある。
【００３６】
上記実施例では、パネル１０，２０は押し出し形材であったが、押し出し形材に限定されるものではなく、特許文献３のように、ステンレス製の中空材でもよい。また、突き合わせ部の接合の他に重ね接合でもよい。
【００３７】
また、第２の板１３，２３の突き合わせ部に、接合する側すなわち、第１の板１１，
２１側に突出する凸部があってもよい。同様に、接続材３０と第１の板１１，２１との突き合わせ部においても上方側に突出する凸部があってもよい。
【００３８】
ステンレスを接合する場合は、スポット溶接が好ましい。
【００３９】
接続材３０を接合後、リール３００に巻いた接続材３０を切断する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例の接合部の縦断面図。
【図２】本発明の一実施例の接合装置の斜視図。
【符号の説明】
【００４１】
１０，２０…パネル（中空形材）、１１，２１…第１の板、１３，２３…第２の板、
１５…第１のパネルの第３の板、３０…接続材、５０…摩擦攪拌接合用回転工具、３００…リール、３１０…シリンダ装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のパネルと第２のパネルとを接続材を介して接合する方法において、
前記第１のパネルは、第１の板と、この第１の板に実質的に平行な第２の板と、前記第１の板の幅方向の端部と前記第２の板とを接続する第３の板と、からなり、
前記第２のパネルは、第１の板と、この第１の板に実質的に平行な第２の板と、前記第１の板と前記第２の板とを接続する第３の板とからなり、
前記第１のパネルの前記第１の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの第１の板の幅方向の端部とを前記第２の板側から接合し、
次に、前記接続材を前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部とに配置し、
前記接続材は、リール状に巻かれており、
該リールから繰り出ししつつ、前記接続材を前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部とに配置し、
次に、前記配置した接続材と、前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部とを前記第１のパネル、前記第２のパネルの外側から接合すること、
を特徴とするパネル構造体の製作方法。
【請求項２】
請求項１記載のパネル構造体の製作方法において、
前記リールは、前記接合手段と一緒に前記第１のパネル、前記第２のパネルに対して移動すること、
を特徴とするパネル構造体の製作方法。
【請求項３】
請求項２記載のパネル構造体の製作方法において、
前記リールと前記接合部との間に、前記接合部に向けて抑える押さえ装置があること、
を特徴とするパネル構造体の製作方法。
【請求項４】
請求項１記載のパネル構造体の製作方法において、
前記第１のパネルの前記第１の板と前記第２のパネルの前記第１の板との接合は、スポット溶接であり、
前記接続材と、前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部との接合はスポット溶接であること、
を特徴とするパネル構造体の製作方法。
【請求項５】
請求項１記載のパネル構造体の製作方法において、
前記第１のパネルの前記第１の板と前記第２のパネルの前記第１の板との接合は、アーク溶接であり、
前記接続材と、前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部との接合はアーク溶接であること、
を特徴とするパネル構造体の製作方法。
【請求項６】
請求項１記載のパネル構造体の製作方法において、
前記第１のパネルの前記第１の板と前記第２のパネルの前記第１の板との接合は、摩擦攪拌接合であり、
前記接続材と、前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部との接合は摩擦攪拌接合であること、
を特徴とするパネル構造体の製作方法。
【請求項１】
第１のパネルと第２のパネルとを接続材を介して接合する方法において、
前記第１のパネルは、第１の板と、この第１の板に実質的に平行な第２の板と、前記第１の板の幅方向の端部と前記第２の板とを接続する第３の板と、からなり、
前記第２のパネルは、第１の板と、この第１の板に実質的に平行な第２の板と、前記第１の板と前記第２の板とを接続する第３の板とからなり、
前記第１のパネルの前記第１の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの第１の板の幅方向の端部とを前記第２の板側から接合し、
次に、前記接続材を前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部とに配置し、
前記接続材は、リール状に巻かれており、
該リールから繰り出ししつつ、前記接続材を前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部とに配置し、
次に、前記配置した接続材と、前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部とを前記第１のパネル、前記第２のパネルの外側から接合すること、
を特徴とするパネル構造体の製作方法。
【請求項２】
請求項１記載のパネル構造体の製作方法において、
前記リールは、前記接合手段と一緒に前記第１のパネル、前記第２のパネルに対して移動すること、
を特徴とするパネル構造体の製作方法。
【請求項３】
請求項２記載のパネル構造体の製作方法において、
前記リールと前記接合部との間に、前記接合部に向けて抑える押さえ装置があること、
を特徴とするパネル構造体の製作方法。
【請求項４】
請求項１記載のパネル構造体の製作方法において、
前記第１のパネルの前記第１の板と前記第２のパネルの前記第１の板との接合は、スポット溶接であり、
前記接続材と、前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部との接合はスポット溶接であること、
を特徴とするパネル構造体の製作方法。
【請求項５】
請求項１記載のパネル構造体の製作方法において、
前記第１のパネルの前記第１の板と前記第２のパネルの前記第１の板との接合は、アーク溶接であり、
前記接続材と、前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部との接合はアーク溶接であること、
を特徴とするパネル構造体の製作方法。
【請求項６】
請求項１記載のパネル構造体の製作方法において、
前記第１のパネルの前記第１の板と前記第２のパネルの前記第１の板との接合は、摩擦攪拌接合であり、
前記接続材と、前記第１のパネルの前記第２の板の幅方向の端部と前記第２のパネルの前記第２の板の幅方向の端部との接合は摩擦攪拌接合であること、
を特徴とするパネル構造体の製作方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−２８３３７４（Ｐ２００７−２８３３７４Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１５１３７（Ｐ２００６−１１５１３７）
【出願日】平成１８年４月１９日（２００６．４．１９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１９日（２００６．４．１９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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