溶接構造体及び溶接方法
【課題】連続的に形成された溶接線の端部への応力集中を抑制すること。
【解決手段】重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成することにより溶接された溶接構造体であって、複数の溶接線は、溶接線Ｗ１と、溶接線Ｗ１と重ならない溶接線Ｗ２とを有し、溶接線Ｗ１の端部が、溶接線Ｗ２の端点Ｗ２ａを囲むように曲折された曲折部Ｇ１を有することを特徴とする。
【解決手段】重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成することにより溶接された溶接構造体であって、複数の溶接線は、溶接線Ｗ１と、溶接線Ｗ１と重ならない溶接線Ｗ２とを有し、溶接線Ｗ１の端部が、溶接線Ｗ２の端点Ｗ２ａを囲むように曲折された曲折部Ｇ１を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の金属部品を溶接する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザのような高エネルギービームを照射することにより、金属部品を溶接する際に、溶接線を直線状に形成すると、端部に応力が集中してしまう。このため、部品間に大きな衝撃荷重が加わった際に、溶接部が端部から順次破断してしまう可能性がある。
【０００３】
この問題を解決するため、例えば、特許文献１乃至３では、溶接線の端部を屈曲して形成することにより、溶接線の端部への応力集中を抑制する技術が開示されている。また、特許文献４では、スポット溶接によって形成されたナゲット列の端部に位置するナゲットの周囲に、円弧状にナゲットを形成することにより、ナゲット列の端部に位置するナゲットへの応力集中を抑制する技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭５９−９２１８９号公報
【特許文献２】特開２００３−２９０９５１号公報
【特許文献３】特開２００８−７６４号公報
【特許文献４】特許２００１−６２５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、自動車のような種々の衝突形態が想定される溶接構造体においては、特許文献１乃至３で開示された技術では、溶接線を屈曲して形成しても、衝撃荷重の入力方向によっては、溶接線の端部に応力が集中してしまう可能性がある。また、特許文献４で開示された技術では、ナゲット列の端部に位置するナゲットの周囲を増し打ちされたナゲットで囲うことにより応力集中を抑制するため、連続的に形成する場合に比べて耐荷重が小さいという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、連続的に形成された溶接線の端部への応力集中を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明においては、重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成した溶接構造体であって、前記複数の溶接線は、第１溶接線と、前記第１溶接線と重ならない第２溶接線とを有し、前記第１溶接線の端部が、前記第２溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を有する溶接構造体が提供される。
【０００７】
本発明に係る溶接構造体によれば、前記第１溶接線の端部が、前記第２溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を有するため、前記第２溶接線の端点への応力集中を抑制することができる。これにより、前記第２溶接線が端点から破断することを抑制することができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記複数の溶接線は、前記第１及び第２溶接線と重ならない第３溶接線を更に有し、前記曲折部は、前記第２及び第３溶接線の端点を囲むように曲折した構成であってもよい。この構成によれば、前記第２及び第３溶接線の端点への応力集中を抑制することができる。また、前記複数の溶接線のいずれかに負荷された衝突荷重をより効果的に分散して伝達することができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記複数の金属部材は、第１部材と、前記第１部材に前記第１溶接線で接合された第２部材と、前記第１又は第２部材に前記第２溶接線で接合された第３部材とを有する構成であってもよい。この構成によれば、前記第１溶接線と前記第２溶接線との間で互いに生じる熱影響を抑制しながら、３つの金属部材を接合することができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記第１部材が車体底部を形成するフロアパネル、前記第２部材が前記フロアパネルの車両前後方向前方で車幅方向に延在するダッシュパネル、前記第３部材が前記ダッシュパネルの車両前後方向前方で車両前後方向に延在するフロントサイドフレームである構成であってもよい。この構成によれば、前記フロアパネル、前記ダッシュパネル及び前記フロントサイドフレームの間の衝突荷重の伝達を確実に行うことができる。
【００１１】
また、本発明においては、前記複数の溶接線は、前記曲折部に連続する非曲折部を更に有し、前記複数の金属部材の少なくとも１つが、前記非曲折部を形成可能な幅を有する第１溶接代と、前記曲折部を形成可能であって、前記第１溶接代よりも広い幅を有する第２溶接代と、を有する構成であってもよい。この構成によれば、前記非曲折部が形成される前記第１溶接代よりも、前記曲折部が形成される前記第２溶接代を広く確保するため、車体重量の軽量化を行うことができる。
【００１２】
また、本発明においては、重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない少なくとも３つの溶接線を形成することにより溶接された溶接構造体であって、各溶接線の各端部が、該各端部を曲折して形成され、前記複数の溶接線の全端点の周囲を囲む囲み領域を規定する規定部を有する溶接構造体が提供される。
【００１３】
本発明に係る溶接構造体によれば、各溶接線の各端部が、該各端部を曲折して形成され、前記複数の溶接線の全端点の周囲を囲む囲み領域を規定する規定部を有するため、前記各溶接線の端点への応力集中を抑制することができる。これにより、各溶接線の端点から破断することを抑制することができる。
【００１４】
また、本発明においては、重ね合わされた複数の金属部材を保持する保持工程と、前記保持工程で保持された前記複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成する溶接工程と、を有する溶接方法であって、前記複数の溶接線は、第１溶接線と、前記第１溶接線と重ならない第２溶接線とを有し、前記第１溶接線の端部が、前記第２溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を形成するように、前記溶接工程と同期して前記複数の金属部材を相対的に移動させる移動工程を有する溶接方法が提供される。
【００１５】
本発明に係る溶接方法によれば、前記第１溶接線の端部が、前記第２溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を形成するように前記複数の金属部材を相対的に移動させるため、前記第２溶接線の端点への応力集中を抑制することができる。これにより、前記第２溶接線が端点から破断することを抑制することができる。
【００１６】
また、本発明においては、前記複数の金属部材は、第１部材と、前記第１部材に前記第１溶接線で接合される第２部材と、前記第１部材に前記第２溶接線で接合される第３部材とを有し、前記溶接工程は、前記第１部材と前記第２部材とを前記第２部材側から溶接し、また、前記第１部材と前記第３部材とを前記第３部材側から溶接してもよい。本発明によれば、前記溶接工程は、前記第１溶接線と前記第２溶接線との間で互いに生じる熱影響を抑制しながら、３つの金属部材を接合することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、連続的に形成された溶接線の端部への応力集中を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で以下の実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係る溶接構造体を示す上面図である。図２において、（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図３は、図１のＸ部の拡大斜視図である。図４において、（ａ）乃至（ｃ）は溶接線の曲折部の一例を示す図である。
【００２０】
本発明に係る溶接構造体は、重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成した構造体である。複数の金属部材は、本実施形態では、フロアパネルＦＰ（第１部材）と、フロアパネルＦＰに溶接線Ｗ１、Ｗ３、Ｗ５で接合されたダッシュパネルＤＰ（第２部材）と、ダッシュパネルＤＰに溶接線Ｗ２、Ｗ４で接合されたフロントサイドフレームＳＦ（第３部材）とを有する。
【００２１】
フロアパネルＦＰは、車体底部を形成し、車室のフロア面となる。ダッシュパネルＤＰは、フロアパネルＦＰの車両前後方向前方で車幅方向に延在し、車室とエンジンルームとの隔壁となる。フロントサイドフレームＳＦは、ダッシュパネルＤＰの車両前後方向前方で車両前後方向に延在する。このフロントサイドフレームＳＦの車両前後方向後方には、フロアパネルＦＰの下面に沿って車両前後方向後方に延びるフロアフレームＦＦが一体的に連結されている。なお、図中の符号ＳＳは、サイドシルである。
【００２２】
各溶接線Ｗ１〜Ｗ５の端部は、他の溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ１〜Ｇ５を有する。
【００２３】
ここで、図４を用いて、曲折部が取り得る種々のパターンについて説明する。まず、図４（ａ）で示すように、溶接線Ｗ１０１の端部が曲折部Ｇ１０１、溶接線Ｗ１０２の端部が曲折部Ｇ１０２を有しており、曲折部Ｇ１０１が溶接線Ｗ１０２の端点Ｗ１０２ａを囲むように曲折されており、更に、曲折部Ｇ１０２が溶接線Ｗ１０１の端点Ｗ１０１ａを囲むように曲折されていてもよい。すなわち、互いの端点を囲み合うため、端点への応力集中を抑制することができる。
【００２４】
また、図４（ｂ）で示すように、曲折部が囲む溶接線の数は、１つに限られるものではなく、２以上の溶接線の端点を囲んでもよい。すなわち、溶接線Ｗ１０３の端部が曲折部Ｇ１０３、溶接線Ｗ１０４の端部が曲折部Ｇ１０４を有しており、曲折部Ｇ１０３が溶接線Ｗ１０４の端点Ｗ１０４ａ及び溶接線Ｗ１０５の端点Ｗ１０５ａを囲むように曲折されている。また、曲折部Ｇ１０４が溶接線Ｗ１０３の端点Ｗ１０３ａを囲むように曲折されている。なお、溶接線Ｗ１０５のように、曲折部が形成されていない溶接線の端部も囲むことができる。
【００２５】
更に、図４（ｃ）で示すように、溶接線Ｗ１０６が曲折部Ｇ１０６、溶接線Ｗ１０７が曲折部Ｇ１０７、溶接線Ｗ１０８が曲折部Ｇ１０８、溶接線Ｗ１０９が曲折部Ｇ１０９を有している。この場合に、曲折部Ｇ１０６が溶接線Ｗ１０９の端点Ｗ１０９ａを囲むように曲折され、曲折部Ｇ１０７が溶接線Ｗ１０６の端点Ｗ１０６ａを囲むように曲折され、曲折部Ｇ１０８が溶接線Ｗ１０７の端点Ｗ１０７ａを囲むように曲折され、曲折部Ｇ１０９が溶接線Ｗ１０８の端点Ｗ１０８ａを囲むように曲折された構成であってもよい。この構成によれば、複数の溶接線が集中する位置において、全ての溶接線の端点を互いの溶接線が囲い込むため、端点への応力集中を抑制することができる。
【００２６】
このような、曲折部のパターンを車体の溶接構造体に適用した例について具体的に説明する。図１及び３で示すように、本実施形態では、溶接線Ｗ１の一方端部は、溶接線Ｗ２の端点Ｗ２ａを囲むように曲折された曲折部Ｇ１を有する。この場合には、溶接線Ｗ１が第１溶接線であり、溶接線Ｗ２が第２溶接線となる。また、溶接線Ｗ２の端部は、溶接線Ｗ１の端点Ｗ１ａ及び溶接線Ｗ３の端点Ｗ３ａを囲むように曲折された曲折部Ｇ２を有する。この場合には、溶接線Ｗ２が第１溶接線、溶接線Ｗ１が第２溶接線、溶接線Ｗ３が第３溶接線となる。
【００２７】
また、溶接線Ｗ３の端部は、溶接線Ｗ５の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ３を有する。この場合には、溶接線Ｗ３が第１溶接線であり、溶接線Ｗ５が第２溶接線となる。更に、溶接線Ｗ４の端部は、溶接線Ｗ３の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ４を有する。この場合には、溶接線Ｗ４が第１溶接線であり、溶接線Ｗ３が第２溶接線となる。溶接線Ｗ５の端部は、溶接線Ｗ４の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ５を有する。この場合には、溶接線Ｗ５が第１溶接線であり、溶接線Ｗ４が第２溶接線である。
【００２８】
ここで、フロアパネルＦＰ、ダッシュパネルＤＰ及びフロアフレームＦＦ（フロントサイドフレームＳＦ）が一体的に溶接されているが、フロアパネルＦＰとダッシュパネルＤＰとを溶接している溶接線Ｗ１の曲折部Ｇ１は、フロアフレームＦＦのフランジよりも車幅方向にはみ出す大きさに形成されている。しかしながら、溶接線Ｗ１は、フロアフレームＦＦを溶接する溶接線ではないため、フロアフレームＦＦのフランジの縁に対して熱影響部や溶接不良を生じることなく、曲折部を十分に広く取ることができ、容易に溶接線Ｗ２の端点Ｗ２ａを囲うことができる。また、溶接線Ｗ２は、ダッシュパネルＤＰとフロントフロアフレームＦＦのフランジとを溶接し、フロアパネルＦＰを溶接するものではないため、曲折部Ｇ２も同様に、フロアパネルＦＰの前縁に対して車両前後方向前方にはみ出す大きさに形成されている。なお、溶接線Ｗ３は、曲折部は有さないものの、溶接線Ｗ１と同様に、その端点Ｗ３ａ付近が、フロアフレームＦＦのフランジ形状に関係なく曲線を形成しており、端点Ｗ３ａを容易に溶接線Ｗ２の端部Ｇ２に囲われる位置に配設できるようになっている。
【００２９】
なお、曲折部は、本実施形態では、図４（ｂ）及び（ｃ）で示すように、略円弧状に形成されていてもよいし、図４（ａ）で示すように直線状に形成されていてもよい。すなわち、曲折部は、他の溶接線の端点がその円弧内に位置していれば任意の形状に形成することができる。なお、曲折部は、鈍角又は曲線で形成すると、応力集中をより効果的に防止することができる。
【００３０】
また、それぞれの曲折部には、本実施形態では、略直線状である非曲折部が連続的に形成されている。例えば、図３で示すように、曲折部Ｇ１には、非曲折部Ｎが連続的に形成されている。なお、非曲折部は、本実施形態では、略直線状に形成されるものとするが、パネル形状に応じて曲折していても構わないし、所定周期の波形等の種々の形状に形成されたものであっても構わない。
【００３１】
［溶接装置及び溶接方法について］
図５は、本発明の一実施形態に係る溶接装置ＷＭを示す図である。図６は、溶接装置ＷＭの動作手順を示す図である。
【００３２】
溶接装置ＷＭは、重ね合わされた複数の金属部材を保持するクランプ部材ＣＰと、クランプ部材ＣＰによって保持された複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成する照射部ＬＵと、溶接線の端部が、他の溶接線の端点を囲むように、照射部ＬＵによる照射処理と同期して複数の金属部材を相対的に移動させるロボットアームＲＡとを備える。
【００３３】
クランプ部材ＣＰは、複数の金属部材を上下方向上方から押し付けるクランプ部材ＣＰ１と、複数の金属部材を上下方向下方から押し付けるクランプ部材ＣＰ２とを有する。これにより、複数の金属部材を重ね合わせた状態で保持可能としている。なお、クランプ部材ＣＰ１とクランプ部材ＣＰ２との間を調整することにより、板厚や材質等に応じた隙間を設けて保持することも可能である。
【００３４】
照射部ＬＵには、高エネルギービームを発生させる光源Ｌが光ファイバＬＦを介して接続されている。ロボットアームＲＡは、予め設定されたコンピュータプログラムに従って照射部ＬＵの照射口ＬＵ１の位置を任意に移動させることができる。
【００３５】
次に、上述の溶接装置を用いて溶接構造体を製造する手順について説明する。まず、クランプ部材ＣＰが重ね合わされた複数の金属部材を保持する（保持工程）。次に、照射部ＬＵが、クランプ部材ＣＰが保持した複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない溶接線Ｗを形成する（溶接工程）。そして、溶接線Ｗの端部が、他の溶接線Ｗの端点を囲むように曲折された曲折部を形成するように、照射部ＬＵによる照射処理と同期してロボットアームＲＡが照射部ＬＵを移動させる（移動工程）。なお、クランプ部材ＬＵ１を同様のロボットアーム等を用いて可動構造とすれば、照射部ＬＵを動かさなくてもクランプ部材ＣＰを動かすことにより、複数の金属部材側を移動させればよい。すなわち、複数の金属部材を照射部ＬＵに対して相対的に移動させればよい。
【００３６】
溶接工程では、第１部材と第２部材とを第２部材側から溶接し、また、第１部材と第３部材とを第３部材側から溶接する。例えば、図６で示すように、フロアパネルＦＰとクロスメンバパネルＣＭとをクロスメンバパネルＣＭ側（すなわち、上下方向上方側）から溶接し、また、フロアパネルＦＰとフロアフレームＦＦとをフロアフレームＦＦ側（すなわち、上下方向下方側）から溶接する。
【００３７】
以上述べた通り、本実施形態によれば、溶接線の端部が、他の溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を有するため、他の溶接線の端点への応力集中を抑制することができる。これにより、他の溶接線が端点から破断することを抑制することができる。
【００３８】
［第１の実施形態の変形例］
本実施形態では、溶接構造体が、フロアパネルＦＰ、ダッシュパネルＤＰ及びフロントサイドフレームＳＦを溶接した構造体であるものとしたが、本変形例のように、溶接構造体が、他の複数の金属部品を溶接した構造体であるものとしてもよい。
【００３９】
複数の金属部材は、本実施形態では、図１で示したように、フロアパネルＦＰ（第１部材）と、フロアパネルＦＰに溶接線Ｗ９〜Ｗ１１及びＷ１４〜Ｗ１６で接合されたクロスメンバパネルＣＭ（第２部材）と、フロアパネルＦＰに溶接線Ｗ６、Ｗ７、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１８、Ｗ１９で接合されたフロアフレームＦＦ（第３部材）とを有する。
【００４０】
フロアパネルＦＰは、車体底部を形成し、車室のフロア面となる。クロスメンバパネルＣＭは、フロアパネルＦＰの上下方向上方で車幅方向に延在する。フロアフレームＦＦは、フロアパネルＦＰの上下方向下方でクロスメンバパネルＣＭと交差するように車両前後方向に延在する。また、フロアフレームＦＦは、その車両前後方向前端部がフロントサイドフレームＳＦの車両前後方向後端部と接合されている。
【００４１】
各溶接線Ｗ１〜Ｗ５の端部は、他の溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ１〜Ｇ５を有する。曲折部Ｇ１〜Ｇ５が囲む溶接線の数は、１つに限られるものではなく、２以上の溶接線の端点を囲んでもよい。
【００４２】
具体的には、本実施形態では、溶接線Ｗ９の端部は、溶接線Ｗ１２の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ９を有する。この場合には、溶接線Ｗ９が第１溶接線であり、溶接線Ｗ１２が第２溶接線となる。
【００４３】
また、溶接線Ｗ１０の一方端部は、溶接線Ｗ９及びＷ１２の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ１０ａを有する。この場合には、溶接線Ｗ１０が第１溶接線、溶接線Ｗ９が第２溶接線、溶接線Ｗ１２が第３溶接線となる。また、溶接線Ｗ１０の他方端部は、溶接線Ｗ１１の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ１０ｂを有する。この場合には、溶接線Ｗ１０が第１溶接線であり、溶接線Ｗ１２が第２溶接線となる。その他の溶接線については説明を省略する。
【００４４】
曲折部は、本実施形態では、略円弧状に形成されており、溶接線の端点がその円弧内に位置している。なお、曲折部は、略円弧状に形成されていなくても、図４で示すように、溶接線の端点をその内部に位置させるように形成されていればよい。
【００４５】
このように、複数の金属部材を溶接した構造体であれば、本発明を適用することができる。なお、本実施形態では、３つの金属部材を溶接した構造体について説明したが、４つ以上の金属部材を溶接した金属部材にも本発明を適用することができる。例えば、本実施形態で示したフロアパネルＦＰと、ダッシュパネルＤＰと、フロントサブフレームＳＦからなる溶接構造体に、更に本変形例で示したクロスメンバパネルＣＭと、フロアフレームＦＦとを追加した溶接構造体であっても構わない。
【００４６】
＜第２の実施形態＞
上述の第１の実施形態では、溶接構造体が３つの金属部材を溶接した構造体であるものとしたが、本実施形態のように、溶接構造体が２つの金属部材だけを溶接した構造体であってもよい。
【００４７】
図７は、第２の実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。複数の金属部材は、本実施形態では、クラッシュカンを形成する２つの部材ＣＣ１、ＣＣ２を有する。部材ＣＣ１、ＣＣ２は、車両前後方向に延びる２つの溶接線Ｗ５１〜Ｗ５６によって接合されて溶接構造体を形成する。溶接線Ｗ５１〜Ｗ５３は、クラッシュカンの上面に形成され、溶接線Ｗ５４〜Ｗ５６は、クラッシュカンの下面に形成される。
【００４８】
各溶接線Ｗ５１〜Ｗ５６の端部Ｐは、他の溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇを有する。曲折部Ｇが囲む溶接線の数は、１つに限られるものではなく、２以上の溶接線の端点を囲んでもよい。
【００４９】
具体的には、本実施形態では、溶接線Ｗ５１の端部は、溶接線Ｗ５２の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ５１を有する。この場合には、溶接線Ｗ５１が第１溶接線であり、溶接線Ｗ５２が第２溶接線である。
【００５０】
また、溶接線Ｗ５２の一方端部は、溶接線Ｗ５１の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ５２ａを有する。この場合には、溶接線Ｗ５２が第１溶接線であり、溶接線Ｗ５１が第２溶接線である。一方、溶接線Ｗ５２の他方端部は、溶接線Ｗ５３の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ５２ｂを有する。この場合には、溶接線Ｗ５２が第１溶接線であり、溶接線Ｗ５３が第２溶接線である。
【００５１】
更に、溶接Ｗ５３の端部は、溶接線Ｗ５２の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ５３を有する。この場合には、溶接線Ｗ５３が第１溶接線であり、溶接線Ｗ５２が第２溶接線である。
【００５２】
部材ＣＣ１は、非曲折部Ｎ（すなわち、直線部分）を形成可能な幅を有する溶接代ｄ１（第１溶接代）と、曲折部Ｇ５１及びＧ５２ａ、又はＧ５２ｂ及びＧ５３を形成可能であって、溶接代ｄ１よりも広い幅を有する溶接代ｄ２（第２溶接代）とを有する。この構成によれば、溶接代ｄ１を溶接代ｄ２よりも小さくした分だけ車体重量の軽量化を図ることができる。なお、溶接線Ｗ５４〜Ｗ５６については、同様の構成であるため、説明を省略する。
【００５３】
このように、２つの金属部材を溶接した構造体であれば、本発明を適用することができる。
【００５４】
＜第３の実施形態＞
上述の第１及び第２の実施形態では、１つの溶接線の端部が他の溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を備えた構成であった。一方、本実施形態のように、１つの溶接線では、他の溶接線の端点を囲むことにはならないが、複数の溶接線の端部が集合することによって、それぞれの溶接線の端点を囲む領域を規定することもできる。
【００５５】
図８は、第３の実施形態に係る囲み領域Ｓを示す図である。本発明に係る溶接構造体は、重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない４つの溶接線を形成した構造体である。適用する複数の金属部材は、任意に選択可能であるが、例えば、上述の実施形態の部材を用いることができる。
【００５６】
各溶接線Ｗ６１〜Ｗ６４の各端部は、各端部を曲折して形成され、各溶接線Ｗ６１〜Ｗ６４の全端点Ｗ６１ａ〜Ｗ６４ａの周囲を囲む囲み領域Ｓを規定する規定部Ｒ６１〜Ｒ６４を有する。
【００５７】
以上述べた通り、本実施形態によれば、各溶接線Ｗ６１〜Ｗ６４の各端部が、各端部を曲折して形成され、溶接線の全端点Ｗ６１ａ〜Ｗ６４ａの周囲を囲む囲み領域Ｓを規定する規定部Ｒ６１〜Ｒ６４を有するため、各溶接線Ｗ６１〜Ｗ６４の端点Ｗ６１ａ〜Ｗ６４ａへの応力集中を抑制することができる。これにより、各溶接線Ｗ６１〜Ｗ６４が各端点Ｗ６１ａ〜Ｗ６４ａから破断することを抑制することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、溶接構造体が４つの溶接線の各端部に形成された規定部によって囲み領域を規定することとしたが、３つ以上の溶接線があれば囲み領域を規定することができるため、溶接線の数が４つに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る溶接構造体を示す上面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＸ部の拡大斜視図である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は溶接線の曲折部の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る溶接装置ＷＭを示す図である。
【図６】溶接装置ＷＭの動作手順を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。
【図８】第３の実施形態に係る囲み領域Ｓを示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｗ１、Ｗ２ 溶接線
Ｗ１ａ、Ｗ２ａ 端点
Ｇ１ 曲折部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の金属部品を溶接する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザのような高エネルギービームを照射することにより、金属部品を溶接する際に、溶接線を直線状に形成すると、端部に応力が集中してしまう。このため、部品間に大きな衝撃荷重が加わった際に、溶接部が端部から順次破断してしまう可能性がある。
【０００３】
この問題を解決するため、例えば、特許文献１乃至３では、溶接線の端部を屈曲して形成することにより、溶接線の端部への応力集中を抑制する技術が開示されている。また、特許文献４では、スポット溶接によって形成されたナゲット列の端部に位置するナゲットの周囲に、円弧状にナゲットを形成することにより、ナゲット列の端部に位置するナゲットへの応力集中を抑制する技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭５９−９２１８９号公報
【特許文献２】特開２００３−２９０９５１号公報
【特許文献３】特開２００８−７６４号公報
【特許文献４】特許２００１−６２５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、自動車のような種々の衝突形態が想定される溶接構造体においては、特許文献１乃至３で開示された技術では、溶接線を屈曲して形成しても、衝撃荷重の入力方向によっては、溶接線の端部に応力が集中してしまう可能性がある。また、特許文献４で開示された技術では、ナゲット列の端部に位置するナゲットの周囲を増し打ちされたナゲットで囲うことにより応力集中を抑制するため、連続的に形成する場合に比べて耐荷重が小さいという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、連続的に形成された溶接線の端部への応力集中を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明においては、重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成した溶接構造体であって、前記複数の溶接線は、第１溶接線と、前記第１溶接線と重ならない第２溶接線とを有し、前記第１溶接線の端部が、前記第２溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を有する溶接構造体が提供される。
【０００７】
本発明に係る溶接構造体によれば、前記第１溶接線の端部が、前記第２溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を有するため、前記第２溶接線の端点への応力集中を抑制することができる。これにより、前記第２溶接線が端点から破断することを抑制することができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記複数の溶接線は、前記第１及び第２溶接線と重ならない第３溶接線を更に有し、前記曲折部は、前記第２及び第３溶接線の端点を囲むように曲折した構成であってもよい。この構成によれば、前記第２及び第３溶接線の端点への応力集中を抑制することができる。また、前記複数の溶接線のいずれかに負荷された衝突荷重をより効果的に分散して伝達することができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記複数の金属部材は、第１部材と、前記第１部材に前記第１溶接線で接合された第２部材と、前記第１又は第２部材に前記第２溶接線で接合された第３部材とを有する構成であってもよい。この構成によれば、前記第１溶接線と前記第２溶接線との間で互いに生じる熱影響を抑制しながら、３つの金属部材を接合することができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記第１部材が車体底部を形成するフロアパネル、前記第２部材が前記フロアパネルの車両前後方向前方で車幅方向に延在するダッシュパネル、前記第３部材が前記ダッシュパネルの車両前後方向前方で車両前後方向に延在するフロントサイドフレームである構成であってもよい。この構成によれば、前記フロアパネル、前記ダッシュパネル及び前記フロントサイドフレームの間の衝突荷重の伝達を確実に行うことができる。
【００１１】
また、本発明においては、前記複数の溶接線は、前記曲折部に連続する非曲折部を更に有し、前記複数の金属部材の少なくとも１つが、前記非曲折部を形成可能な幅を有する第１溶接代と、前記曲折部を形成可能であって、前記第１溶接代よりも広い幅を有する第２溶接代と、を有する構成であってもよい。この構成によれば、前記非曲折部が形成される前記第１溶接代よりも、前記曲折部が形成される前記第２溶接代を広く確保するため、車体重量の軽量化を行うことができる。
【００１２】
また、本発明においては、重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない少なくとも３つの溶接線を形成することにより溶接された溶接構造体であって、各溶接線の各端部が、該各端部を曲折して形成され、前記複数の溶接線の全端点の周囲を囲む囲み領域を規定する規定部を有する溶接構造体が提供される。
【００１３】
本発明に係る溶接構造体によれば、各溶接線の各端部が、該各端部を曲折して形成され、前記複数の溶接線の全端点の周囲を囲む囲み領域を規定する規定部を有するため、前記各溶接線の端点への応力集中を抑制することができる。これにより、各溶接線の端点から破断することを抑制することができる。
【００１４】
また、本発明においては、重ね合わされた複数の金属部材を保持する保持工程と、前記保持工程で保持された前記複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成する溶接工程と、を有する溶接方法であって、前記複数の溶接線は、第１溶接線と、前記第１溶接線と重ならない第２溶接線とを有し、前記第１溶接線の端部が、前記第２溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を形成するように、前記溶接工程と同期して前記複数の金属部材を相対的に移動させる移動工程を有する溶接方法が提供される。
【００１５】
本発明に係る溶接方法によれば、前記第１溶接線の端部が、前記第２溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を形成するように前記複数の金属部材を相対的に移動させるため、前記第２溶接線の端点への応力集中を抑制することができる。これにより、前記第２溶接線が端点から破断することを抑制することができる。
【００１６】
また、本発明においては、前記複数の金属部材は、第１部材と、前記第１部材に前記第１溶接線で接合される第２部材と、前記第１部材に前記第２溶接線で接合される第３部材とを有し、前記溶接工程は、前記第１部材と前記第２部材とを前記第２部材側から溶接し、また、前記第１部材と前記第３部材とを前記第３部材側から溶接してもよい。本発明によれば、前記溶接工程は、前記第１溶接線と前記第２溶接線との間で互いに生じる熱影響を抑制しながら、３つの金属部材を接合することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、連続的に形成された溶接線の端部への応力集中を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で以下の実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係る溶接構造体を示す上面図である。図２において、（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図３は、図１のＸ部の拡大斜視図である。図４において、（ａ）乃至（ｃ）は溶接線の曲折部の一例を示す図である。
【００２０】
本発明に係る溶接構造体は、重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成した構造体である。複数の金属部材は、本実施形態では、フロアパネルＦＰ（第１部材）と、フロアパネルＦＰに溶接線Ｗ１、Ｗ３、Ｗ５で接合されたダッシュパネルＤＰ（第２部材）と、ダッシュパネルＤＰに溶接線Ｗ２、Ｗ４で接合されたフロントサイドフレームＳＦ（第３部材）とを有する。
【００２１】
フロアパネルＦＰは、車体底部を形成し、車室のフロア面となる。ダッシュパネルＤＰは、フロアパネルＦＰの車両前後方向前方で車幅方向に延在し、車室とエンジンルームとの隔壁となる。フロントサイドフレームＳＦは、ダッシュパネルＤＰの車両前後方向前方で車両前後方向に延在する。このフロントサイドフレームＳＦの車両前後方向後方には、フロアパネルＦＰの下面に沿って車両前後方向後方に延びるフロアフレームＦＦが一体的に連結されている。なお、図中の符号ＳＳは、サイドシルである。
【００２２】
各溶接線Ｗ１〜Ｗ５の端部は、他の溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ１〜Ｇ５を有する。
【００２３】
ここで、図４を用いて、曲折部が取り得る種々のパターンについて説明する。まず、図４（ａ）で示すように、溶接線Ｗ１０１の端部が曲折部Ｇ１０１、溶接線Ｗ１０２の端部が曲折部Ｇ１０２を有しており、曲折部Ｇ１０１が溶接線Ｗ１０２の端点Ｗ１０２ａを囲むように曲折されており、更に、曲折部Ｇ１０２が溶接線Ｗ１０１の端点Ｗ１０１ａを囲むように曲折されていてもよい。すなわち、互いの端点を囲み合うため、端点への応力集中を抑制することができる。
【００２４】
また、図４（ｂ）で示すように、曲折部が囲む溶接線の数は、１つに限られるものではなく、２以上の溶接線の端点を囲んでもよい。すなわち、溶接線Ｗ１０３の端部が曲折部Ｇ１０３、溶接線Ｗ１０４の端部が曲折部Ｇ１０４を有しており、曲折部Ｇ１０３が溶接線Ｗ１０４の端点Ｗ１０４ａ及び溶接線Ｗ１０５の端点Ｗ１０５ａを囲むように曲折されている。また、曲折部Ｇ１０４が溶接線Ｗ１０３の端点Ｗ１０３ａを囲むように曲折されている。なお、溶接線Ｗ１０５のように、曲折部が形成されていない溶接線の端部も囲むことができる。
【００２５】
更に、図４（ｃ）で示すように、溶接線Ｗ１０６が曲折部Ｇ１０６、溶接線Ｗ１０７が曲折部Ｇ１０７、溶接線Ｗ１０８が曲折部Ｇ１０８、溶接線Ｗ１０９が曲折部Ｇ１０９を有している。この場合に、曲折部Ｇ１０６が溶接線Ｗ１０９の端点Ｗ１０９ａを囲むように曲折され、曲折部Ｇ１０７が溶接線Ｗ１０６の端点Ｗ１０６ａを囲むように曲折され、曲折部Ｇ１０８が溶接線Ｗ１０７の端点Ｗ１０７ａを囲むように曲折され、曲折部Ｇ１０９が溶接線Ｗ１０８の端点Ｗ１０８ａを囲むように曲折された構成であってもよい。この構成によれば、複数の溶接線が集中する位置において、全ての溶接線の端点を互いの溶接線が囲い込むため、端点への応力集中を抑制することができる。
【００２６】
このような、曲折部のパターンを車体の溶接構造体に適用した例について具体的に説明する。図１及び３で示すように、本実施形態では、溶接線Ｗ１の一方端部は、溶接線Ｗ２の端点Ｗ２ａを囲むように曲折された曲折部Ｇ１を有する。この場合には、溶接線Ｗ１が第１溶接線であり、溶接線Ｗ２が第２溶接線となる。また、溶接線Ｗ２の端部は、溶接線Ｗ１の端点Ｗ１ａ及び溶接線Ｗ３の端点Ｗ３ａを囲むように曲折された曲折部Ｇ２を有する。この場合には、溶接線Ｗ２が第１溶接線、溶接線Ｗ１が第２溶接線、溶接線Ｗ３が第３溶接線となる。
【００２７】
また、溶接線Ｗ３の端部は、溶接線Ｗ５の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ３を有する。この場合には、溶接線Ｗ３が第１溶接線であり、溶接線Ｗ５が第２溶接線となる。更に、溶接線Ｗ４の端部は、溶接線Ｗ３の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ４を有する。この場合には、溶接線Ｗ４が第１溶接線であり、溶接線Ｗ３が第２溶接線となる。溶接線Ｗ５の端部は、溶接線Ｗ４の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ５を有する。この場合には、溶接線Ｗ５が第１溶接線であり、溶接線Ｗ４が第２溶接線である。
【００２８】
ここで、フロアパネルＦＰ、ダッシュパネルＤＰ及びフロアフレームＦＦ（フロントサイドフレームＳＦ）が一体的に溶接されているが、フロアパネルＦＰとダッシュパネルＤＰとを溶接している溶接線Ｗ１の曲折部Ｇ１は、フロアフレームＦＦのフランジよりも車幅方向にはみ出す大きさに形成されている。しかしながら、溶接線Ｗ１は、フロアフレームＦＦを溶接する溶接線ではないため、フロアフレームＦＦのフランジの縁に対して熱影響部や溶接不良を生じることなく、曲折部を十分に広く取ることができ、容易に溶接線Ｗ２の端点Ｗ２ａを囲うことができる。また、溶接線Ｗ２は、ダッシュパネルＤＰとフロントフロアフレームＦＦのフランジとを溶接し、フロアパネルＦＰを溶接するものではないため、曲折部Ｇ２も同様に、フロアパネルＦＰの前縁に対して車両前後方向前方にはみ出す大きさに形成されている。なお、溶接線Ｗ３は、曲折部は有さないものの、溶接線Ｗ１と同様に、その端点Ｗ３ａ付近が、フロアフレームＦＦのフランジ形状に関係なく曲線を形成しており、端点Ｗ３ａを容易に溶接線Ｗ２の端部Ｇ２に囲われる位置に配設できるようになっている。
【００２９】
なお、曲折部は、本実施形態では、図４（ｂ）及び（ｃ）で示すように、略円弧状に形成されていてもよいし、図４（ａ）で示すように直線状に形成されていてもよい。すなわち、曲折部は、他の溶接線の端点がその円弧内に位置していれば任意の形状に形成することができる。なお、曲折部は、鈍角又は曲線で形成すると、応力集中をより効果的に防止することができる。
【００３０】
また、それぞれの曲折部には、本実施形態では、略直線状である非曲折部が連続的に形成されている。例えば、図３で示すように、曲折部Ｇ１には、非曲折部Ｎが連続的に形成されている。なお、非曲折部は、本実施形態では、略直線状に形成されるものとするが、パネル形状に応じて曲折していても構わないし、所定周期の波形等の種々の形状に形成されたものであっても構わない。
【００３１】
［溶接装置及び溶接方法について］
図５は、本発明の一実施形態に係る溶接装置ＷＭを示す図である。図６は、溶接装置ＷＭの動作手順を示す図である。
【００３２】
溶接装置ＷＭは、重ね合わされた複数の金属部材を保持するクランプ部材ＣＰと、クランプ部材ＣＰによって保持された複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成する照射部ＬＵと、溶接線の端部が、他の溶接線の端点を囲むように、照射部ＬＵによる照射処理と同期して複数の金属部材を相対的に移動させるロボットアームＲＡとを備える。
【００３３】
クランプ部材ＣＰは、複数の金属部材を上下方向上方から押し付けるクランプ部材ＣＰ１と、複数の金属部材を上下方向下方から押し付けるクランプ部材ＣＰ２とを有する。これにより、複数の金属部材を重ね合わせた状態で保持可能としている。なお、クランプ部材ＣＰ１とクランプ部材ＣＰ２との間を調整することにより、板厚や材質等に応じた隙間を設けて保持することも可能である。
【００３４】
照射部ＬＵには、高エネルギービームを発生させる光源Ｌが光ファイバＬＦを介して接続されている。ロボットアームＲＡは、予め設定されたコンピュータプログラムに従って照射部ＬＵの照射口ＬＵ１の位置を任意に移動させることができる。
【００３５】
次に、上述の溶接装置を用いて溶接構造体を製造する手順について説明する。まず、クランプ部材ＣＰが重ね合わされた複数の金属部材を保持する（保持工程）。次に、照射部ＬＵが、クランプ部材ＣＰが保持した複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない溶接線Ｗを形成する（溶接工程）。そして、溶接線Ｗの端部が、他の溶接線Ｗの端点を囲むように曲折された曲折部を形成するように、照射部ＬＵによる照射処理と同期してロボットアームＲＡが照射部ＬＵを移動させる（移動工程）。なお、クランプ部材ＬＵ１を同様のロボットアーム等を用いて可動構造とすれば、照射部ＬＵを動かさなくてもクランプ部材ＣＰを動かすことにより、複数の金属部材側を移動させればよい。すなわち、複数の金属部材を照射部ＬＵに対して相対的に移動させればよい。
【００３６】
溶接工程では、第１部材と第２部材とを第２部材側から溶接し、また、第１部材と第３部材とを第３部材側から溶接する。例えば、図６で示すように、フロアパネルＦＰとクロスメンバパネルＣＭとをクロスメンバパネルＣＭ側（すなわち、上下方向上方側）から溶接し、また、フロアパネルＦＰとフロアフレームＦＦとをフロアフレームＦＦ側（すなわち、上下方向下方側）から溶接する。
【００３７】
以上述べた通り、本実施形態によれば、溶接線の端部が、他の溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を有するため、他の溶接線の端点への応力集中を抑制することができる。これにより、他の溶接線が端点から破断することを抑制することができる。
【００３８】
［第１の実施形態の変形例］
本実施形態では、溶接構造体が、フロアパネルＦＰ、ダッシュパネルＤＰ及びフロントサイドフレームＳＦを溶接した構造体であるものとしたが、本変形例のように、溶接構造体が、他の複数の金属部品を溶接した構造体であるものとしてもよい。
【００３９】
複数の金属部材は、本実施形態では、図１で示したように、フロアパネルＦＰ（第１部材）と、フロアパネルＦＰに溶接線Ｗ９〜Ｗ１１及びＷ１４〜Ｗ１６で接合されたクロスメンバパネルＣＭ（第２部材）と、フロアパネルＦＰに溶接線Ｗ６、Ｗ７、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１８、Ｗ１９で接合されたフロアフレームＦＦ（第３部材）とを有する。
【００４０】
フロアパネルＦＰは、車体底部を形成し、車室のフロア面となる。クロスメンバパネルＣＭは、フロアパネルＦＰの上下方向上方で車幅方向に延在する。フロアフレームＦＦは、フロアパネルＦＰの上下方向下方でクロスメンバパネルＣＭと交差するように車両前後方向に延在する。また、フロアフレームＦＦは、その車両前後方向前端部がフロントサイドフレームＳＦの車両前後方向後端部と接合されている。
【００４１】
各溶接線Ｗ１〜Ｗ５の端部は、他の溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ１〜Ｇ５を有する。曲折部Ｇ１〜Ｇ５が囲む溶接線の数は、１つに限られるものではなく、２以上の溶接線の端点を囲んでもよい。
【００４２】
具体的には、本実施形態では、溶接線Ｗ９の端部は、溶接線Ｗ１２の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ９を有する。この場合には、溶接線Ｗ９が第１溶接線であり、溶接線Ｗ１２が第２溶接線となる。
【００４３】
また、溶接線Ｗ１０の一方端部は、溶接線Ｗ９及びＷ１２の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ１０ａを有する。この場合には、溶接線Ｗ１０が第１溶接線、溶接線Ｗ９が第２溶接線、溶接線Ｗ１２が第３溶接線となる。また、溶接線Ｗ１０の他方端部は、溶接線Ｗ１１の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ１０ｂを有する。この場合には、溶接線Ｗ１０が第１溶接線であり、溶接線Ｗ１２が第２溶接線となる。その他の溶接線については説明を省略する。
【００４４】
曲折部は、本実施形態では、略円弧状に形成されており、溶接線の端点がその円弧内に位置している。なお、曲折部は、略円弧状に形成されていなくても、図４で示すように、溶接線の端点をその内部に位置させるように形成されていればよい。
【００４５】
このように、複数の金属部材を溶接した構造体であれば、本発明を適用することができる。なお、本実施形態では、３つの金属部材を溶接した構造体について説明したが、４つ以上の金属部材を溶接した金属部材にも本発明を適用することができる。例えば、本実施形態で示したフロアパネルＦＰと、ダッシュパネルＤＰと、フロントサブフレームＳＦからなる溶接構造体に、更に本変形例で示したクロスメンバパネルＣＭと、フロアフレームＦＦとを追加した溶接構造体であっても構わない。
【００４６】
＜第２の実施形態＞
上述の第１の実施形態では、溶接構造体が３つの金属部材を溶接した構造体であるものとしたが、本実施形態のように、溶接構造体が２つの金属部材だけを溶接した構造体であってもよい。
【００４７】
図７は、第２の実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。複数の金属部材は、本実施形態では、クラッシュカンを形成する２つの部材ＣＣ１、ＣＣ２を有する。部材ＣＣ１、ＣＣ２は、車両前後方向に延びる２つの溶接線Ｗ５１〜Ｗ５６によって接合されて溶接構造体を形成する。溶接線Ｗ５１〜Ｗ５３は、クラッシュカンの上面に形成され、溶接線Ｗ５４〜Ｗ５６は、クラッシュカンの下面に形成される。
【００４８】
各溶接線Ｗ５１〜Ｗ５６の端部Ｐは、他の溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇを有する。曲折部Ｇが囲む溶接線の数は、１つに限られるものではなく、２以上の溶接線の端点を囲んでもよい。
【００４９】
具体的には、本実施形態では、溶接線Ｗ５１の端部は、溶接線Ｗ５２の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ５１を有する。この場合には、溶接線Ｗ５１が第１溶接線であり、溶接線Ｗ５２が第２溶接線である。
【００５０】
また、溶接線Ｗ５２の一方端部は、溶接線Ｗ５１の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ５２ａを有する。この場合には、溶接線Ｗ５２が第１溶接線であり、溶接線Ｗ５１が第２溶接線である。一方、溶接線Ｗ５２の他方端部は、溶接線Ｗ５３の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ５２ｂを有する。この場合には、溶接線Ｗ５２が第１溶接線であり、溶接線Ｗ５３が第２溶接線である。
【００５１】
更に、溶接Ｗ５３の端部は、溶接線Ｗ５２の端点を囲むように曲折された曲折部Ｇ５３を有する。この場合には、溶接線Ｗ５３が第１溶接線であり、溶接線Ｗ５２が第２溶接線である。
【００５２】
部材ＣＣ１は、非曲折部Ｎ（すなわち、直線部分）を形成可能な幅を有する溶接代ｄ１（第１溶接代）と、曲折部Ｇ５１及びＧ５２ａ、又はＧ５２ｂ及びＧ５３を形成可能であって、溶接代ｄ１よりも広い幅を有する溶接代ｄ２（第２溶接代）とを有する。この構成によれば、溶接代ｄ１を溶接代ｄ２よりも小さくした分だけ車体重量の軽量化を図ることができる。なお、溶接線Ｗ５４〜Ｗ５６については、同様の構成であるため、説明を省略する。
【００５３】
このように、２つの金属部材を溶接した構造体であれば、本発明を適用することができる。
【００５４】
＜第３の実施形態＞
上述の第１及び第２の実施形態では、１つの溶接線の端部が他の溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を備えた構成であった。一方、本実施形態のように、１つの溶接線では、他の溶接線の端点を囲むことにはならないが、複数の溶接線の端部が集合することによって、それぞれの溶接線の端点を囲む領域を規定することもできる。
【００５５】
図８は、第３の実施形態に係る囲み領域Ｓを示す図である。本発明に係る溶接構造体は、重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない４つの溶接線を形成した構造体である。適用する複数の金属部材は、任意に選択可能であるが、例えば、上述の実施形態の部材を用いることができる。
【００５６】
各溶接線Ｗ６１〜Ｗ６４の各端部は、各端部を曲折して形成され、各溶接線Ｗ６１〜Ｗ６４の全端点Ｗ６１ａ〜Ｗ６４ａの周囲を囲む囲み領域Ｓを規定する規定部Ｒ６１〜Ｒ６４を有する。
【００５７】
以上述べた通り、本実施形態によれば、各溶接線Ｗ６１〜Ｗ６４の各端部が、各端部を曲折して形成され、溶接線の全端点Ｗ６１ａ〜Ｗ６４ａの周囲を囲む囲み領域Ｓを規定する規定部Ｒ６１〜Ｒ６４を有するため、各溶接線Ｗ６１〜Ｗ６４の端点Ｗ６１ａ〜Ｗ６４ａへの応力集中を抑制することができる。これにより、各溶接線Ｗ６１〜Ｗ６４が各端点Ｗ６１ａ〜Ｗ６４ａから破断することを抑制することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、溶接構造体が４つの溶接線の各端部に形成された規定部によって囲み領域を規定することとしたが、３つ以上の溶接線があれば囲み領域を規定することができるため、溶接線の数が４つに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る溶接構造体を示す上面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＸ部の拡大斜視図である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は溶接線の曲折部の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る溶接装置ＷＭを示す図である。
【図６】溶接装置ＷＭの動作手順を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る溶接構造体を示す斜視図である。
【図８】第３の実施形態に係る囲み領域Ｓを示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｗ１、Ｗ２ 溶接線
Ｗ１ａ、Ｗ２ａ 端点
Ｇ１ 曲折部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成した溶接構造体であって、
前記複数の溶接線は、第１溶接線と、前記第１溶接線と重ならない第２溶接線とを有し、
前記第１溶接線の端部が、前記第２溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を有することを特徴とする溶接構造体。
【請求項２】
前記複数の溶接線は、前記第１及び第２溶接線と重ならない第３溶接線を更に有し、
前記曲折部は、前記第２及び第３溶接線の端点を囲むように曲折したことを特徴とする請求項１に記載の溶接構造体。
【請求項３】
前記複数の金属部材は、第１部材と、前記第１部材に前記第１溶接線で接合された第２部材と、前記第１又は第２部材に前記第２溶接線で接合された第３部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の溶接構造体。
【請求項４】
前記第１部材が車体底部を形成するフロアパネル、前記第２部材が前記フロアパネルの車両前後方向前方で車幅方向に延在するダッシュパネル、前記第３部材が前記ダッシュパネルの車両前後方向前方で車両前後方向に延在するフロントサイドフレームであることを特徴とする請求項３に記載の溶接構造体。
【請求項５】
前記複数の溶接線は、前記曲折部に連続する非曲折部を更に有し、
前記複数の金属部材の少なくとも１つが、
前記非曲折部を形成可能な幅を有する第１溶接代と、
前記曲折部を形成可能であって、前記第１溶接代よりも広い幅を有する第２溶接代と、
を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶接構造体。
【請求項６】
重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない少なくとも３つの溶接線を形成することにより溶接された溶接構造体であって、
各溶接線の各端部が、
該各端部を曲折して形成され、前記溶接線の全端点の周囲を囲む囲み領域を規定する規定部を有することを特徴とする溶接構造体。
【請求項７】
重ね合わされた複数の金属部材を保持する保持工程と、
前記保持工程で保持された前記複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成する溶接工程と、
を有する溶接方法であって、
前記複数の溶接線は、第１溶接線と、前記第１溶接線と重ならない第２溶接線とを有し、
前記第１溶接線の端部が、前記第２溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を形成するように、前記溶接工程と同期して前記複数の金属部材を相対的に移動させる移動工程を有することを特徴とする溶接方法。
【請求項８】
前記複数の金属部材は、第１部材と、前記第１部材に前記第１溶接線で接合される第２部材と、前記第１部材に前記第２溶接線で接合される第３部材と、を有し、
前記溶接工程は、前記第１部材と前記第２部材とを前記第２部材側から溶接し、また、前記第１部材と前記第３部材とを前記第３部材側から溶接することを特徴とする請求項７に記載の溶接方法。
【請求項１】
重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成した溶接構造体であって、
前記複数の溶接線は、第１溶接線と、前記第１溶接線と重ならない第２溶接線とを有し、
前記第１溶接線の端部が、前記第２溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を有することを特徴とする溶接構造体。
【請求項２】
前記複数の溶接線は、前記第１及び第２溶接線と重ならない第３溶接線を更に有し、
前記曲折部は、前記第２及び第３溶接線の端点を囲むように曲折したことを特徴とする請求項１に記載の溶接構造体。
【請求項３】
前記複数の金属部材は、第１部材と、前記第１部材に前記第１溶接線で接合された第２部材と、前記第１又は第２部材に前記第２溶接線で接合された第３部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の溶接構造体。
【請求項４】
前記第１部材が車体底部を形成するフロアパネル、前記第２部材が前記フロアパネルの車両前後方向前方で車幅方向に延在するダッシュパネル、前記第３部材が前記ダッシュパネルの車両前後方向前方で車両前後方向に延在するフロントサイドフレームであることを特徴とする請求項３に記載の溶接構造体。
【請求項５】
前記複数の溶接線は、前記曲折部に連続する非曲折部を更に有し、
前記複数の金属部材の少なくとも１つが、
前記非曲折部を形成可能な幅を有する第１溶接代と、
前記曲折部を形成可能であって、前記第１溶接代よりも広い幅を有する第２溶接代と、
を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の溶接構造体。
【請求項６】
重ね合わされた複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない少なくとも３つの溶接線を形成することにより溶接された溶接構造体であって、
各溶接線の各端部が、
該各端部を曲折して形成され、前記溶接線の全端点の周囲を囲む囲み領域を規定する規定部を有することを特徴とする溶接構造体。
【請求項７】
重ね合わされた複数の金属部材を保持する保持工程と、
前記保持工程で保持された前記複数の金属部材に高エネルギービームを連続的に照射して互いに重ならない複数の溶接線を形成する溶接工程と、
を有する溶接方法であって、
前記複数の溶接線は、第１溶接線と、前記第１溶接線と重ならない第２溶接線とを有し、
前記第１溶接線の端部が、前記第２溶接線の端点を囲むように曲折された曲折部を形成するように、前記溶接工程と同期して前記複数の金属部材を相対的に移動させる移動工程を有することを特徴とする溶接方法。
【請求項８】
前記複数の金属部材は、第１部材と、前記第１部材に前記第１溶接線で接合される第２部材と、前記第１部材に前記第２溶接線で接合される第３部材と、を有し、
前記溶接工程は、前記第１部材と前記第２部材とを前記第２部材側から溶接し、また、前記第１部材と前記第３部材とを前記第３部材側から溶接することを特徴とする請求項７に記載の溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−８２６５６（Ｐ２０１０−８２６５６Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５４４４３（Ｐ２００８−２５４４４３）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]