CN103237713B - 副框架结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种副框架结构体，其包括沿着车辆前后方向分割的钢铁制的前部副框架(12)、铝合金等轻金属制的后部副框架(14)，前部副框架(12)由通过冲压成形而成形的冲压成形体构成，后部副框架(14)由通过压铸成形而成形的压铸成形体构成，在前部副框架(12)的薄板部(26)的上表面重合有后部副框架(14)的左右后侧部(36a、36b)的状态下通过摩擦搅拌焊接进行接合。

Description

副框架结构体
技术领域
本发明涉及装入到机动车等车辆的前部的副框架结构体。
背景技术
在机动车等车辆中使用副框架结构体，该副框架结构体固定在作为车身构件的前侧框架上，用于供例如悬臂或稳定器等悬架构成构件安装并对所述悬架构成构件进行支承的副框架结构体。
作为这种副框架结构体，例如像专利文献1所公开的那样，具备供悬架构成构件安装的轻金属制的后梁、与所述后梁的两个侧边部各自的前端部接合并朝向车辆前方延伸的两个钢铁制的侧梁、将所述两个侧梁彼此在车宽方向上连结的横向构件。
另外，在专利文献2中公开了一种将井字形状的压铸制副框架二分割地构成，从而能够提高该分割接合部位处的形状的自由度的车辆的副框架。
而且，在专利文献3中公开了有关中柱的机动车用结构体的接合结构，其中，对铝合金制的箱型结构构件的开口侧端缘的凸缘与锌钢板制的平板状的罩进行摩擦搅拌焊接。
另外，在专利文献4中记载有异种金属的接合方法，该接合方法为：在将由异种金属构成的两材料隔着密封材料重合后，通过例如加热来减少变形阻力而将夹在接合部处的密封材料从接合界面排出，在使两材料直接接触的状态下通过电阻焊或激光的照射将两材料接合。另外，在专利文献5中记载了异种金属间的摩擦接合方法。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-302147号公报
专利文献2：日本特开2006-347464号公报
专利文献3：日本特开2009-126472号公报
专利文献4：日本特开2008-23583号公报
专利文献5：日本专利4134837号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在车辆的前部配设的副框架结构体为了安装悬架构成构件，而需要确保安装部处的所期望的刚性。另外，由于副框架结构体配置在车辆前部，因此需要吸收车辆冲撞时的冲击，从而避免冲击向客室内传递的情况。而且，从节能等观点出发，需要实现车辆整体的轻量化。
另外，考虑有例如适用专利文献3所公开的接合方法来将专利文献1所公开的异种金属制构件彼此一体地结合的方案。即，考虑如下方案：在轻金属制的后梁的侧边部的端面设置凸缘，另外，在钢铁制的侧梁的端面设置凸缘，将后梁侧的凸缘与侧梁侧的凸缘相互摩擦搅拌焊接，从而构筑出副框架结构体。然而，在对专利文献1的结构适用专利文献3的接合方法而得到的副框架结构体中，存在如下问题：无法将接合部位处的闭合截面设定得较大，且难以确保所期望的刚性/强度来支承悬架构成构件。
而且，在对专利文献1的结构适用了专利文献3的接合方法的异种金属制构件彼此的接合中，存在摩擦搅拌焊接部位处的温度上升，难以将电沉积涂敷在摩擦搅拌焊接部位的背面(与异种金属彼此的接合面相反侧的面)上的电沉积涂敷膜剥离这样的问题。
另外，在对前部副框架和后部副框架不进行涂敷，而将前部副框架和后部副框架熔融焊接来构成副框架结构体之后，对一体化的前部副框架及后部副框架进行涂敷这样的情况下，由于一体化的前部副框架及后部副框架的结构变得复杂，因此难以进行接合界面处的电沉积涂敷。
本发明的一般目的在于提供一种能够确保所期望的刚性/强度，提高冲击吸收性能且实现轻量化的副框架结构体。
本发明的主要目的在于提供一种能够将接合部位处的闭合截面设定得较大，且确保所期望的刚性/强度的副框架结构体。
本发明的另一目的在于提供一种即使在对异种金属彼此进行摩擦搅拌焊接时，也能够防止接合部位的背面上的电沉积涂敷膜的剥离的副框架结构体。
本发明的又一目的在于提供一种能够在接合界面处进行涂敷的副框架结构体。
用于解决课题的手段
为了达成所述的目的，本发明涉及的副框架结构体是配置在车辆的前部，固定于车身构件，或者被所述车身构件支承为能够浮动的车辆用的副框架结构体，其特征在于，包括沿着车辆前后方向分割开的钢铁制的前部副框架和轻金属制的后部副框架，在所述前部副框架上重合有所述后部副框架的状态下，通过摩擦搅拌焊接来接合所述前部副框架和所述后部副框架。
根据本发明，将前部副框架通过钢铁制形成，将后部副框架通过轻金属制形成，并将两者摩擦搅拌焊接，由此能够在悬臂等悬架构成构件的安装等中确保所期望的刚性/强度，且能够提高冲撞时的冲击吸收性能。
另外，根据本发明，由于后部副框架例如由铝合金等铝压铸成形体形成，因此能够实现副框架结构体整体的轻量化。而且，在本发明中，将目前由上梁和下梁这两个构件构成的后梁一体化，并将在中空的后梁内设置的各种增强部件通过压铸成形而一体成形，由此能够削减部件件数，从而实现进一步轻量化。
而且，根据本发明，通过在钢铁制的前部副框架上形成的延出部的上表面重合例如铝合金等轻金属制的后部副框架的左右后侧部，并将凸缘部彼此接合，由此能够在悬臂等悬架构成构件的安装等确保所期望的刚性/强度，且能够提高冲撞时的冲击吸收性能。
而且，根据本发明，具有一对左右后侧部及后横向部的后部副框架由例如铝合金等轻金属制材料形成，由此与现有技术相比，能够实现轻量化。
而且，根据本发明，贯通闭合截面的螺栓的紧固部位位于前部副框架和后部副框架没有被接合的非接合部位，能够通过螺栓紧固对无法进行焊接的非接合部位进行增强。通过将前部副框架和后部副框架的重叠部位处的各凸缘部接合而牢固地固定，且利用螺栓在未进行接合的非焊接部位处将前部副框架和后部副框架进行紧固，由此能够进一步增大副框架结构体整体的刚性/强度。其结果是，即使在将钢铁制的前部副框架和轻金属制的后部副框架这样的异种金属彼此相互接合的情况下，也能够将接合部位处的闭合截面设定得较大，还能够通过与非接合部位即螺栓紧固部位的协同作用来确保所期望的刚性/强度。
而且，根据本发明，能够避免进行摩擦搅拌焊接时产生的摩擦热到达在层叠着的下层侧的薄板的下表面形成的电沉积涂敷膜的情况，从而抑制在下层侧的薄板的下表面形成的电沉积涂敷膜部位的背面的温度，由此防止在摩擦搅拌焊接部位的背面形成的电沉积涂敷膜的剥离，从而保护所述电沉积涂敷膜。
而且，根据本发明，前部副框架的左右侧梁通过将钢铁制的两片以上的薄板彼此接合，而在所述接合的钢铁制的薄板彼此之间形成闭合截面，由此能够进一步增大刚性/强度。
发明效果
在本发明中，能够获得可确保所期望的刚性/强度，提高冲击吸收性能，且实现轻量化的副框架结构体。
另外，在本发明中，能够获得可将接合部位处的闭合截面设定得较大，且确保所期望的刚性/强度的副框架结构体。
而且，在本发明中，能够获得即使在将异种金属彼此进行摩擦搅拌焊接的情况下，也可防止接合部位的背面上的电沉积涂敷膜的剥离的副框架结构体。
而且，在本发明中，能够获得可进行涂敷直至接合界面的附近的副框架结构体。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式涉及的副框架结构体装入到机动车的前部的状态的简要立体图。
图2是第一实施方式涉及的副框架结构体的分解立体图。
图3(a)是第一实施方式涉及的副框架结构体的俯视图，(b)是从所述副框架结构体拆下后部副框架后的前部副框架的局部俯视图。
图4是沿着图3(a)的A-A线的纵剖视图。
图5是沿着图3(a)的B-B线的纵剖视图。
图6(a)是表示使用接合工具来进行摩擦搅拌焊接的状态的立体图，(b)是表示摩擦搅拌焊接状态的纵剖视图。
图7(a)～(c)是表示密封材料积存在凹部内的状态的说明图。
图8是表示本发明的第二实施方式涉及的副框架结构体装入到机动车的前部的状态的简要立体图。
图9是第二实施方式涉及的副框架结构体的分解立体图。
图10(a)是第二实施方式涉及的副框架结构体的俯视图，(b)是从所述副框架结构体拆下后部副框架后的前部副框架的局部俯视图。
图11是沿着图10(a)的C-C线的纵剖视图。
图12是沿着图10(a)的D-D线的纵剖视图。
图13是表示本发明的第三实施方式涉及的副框架结构体装入到机动车的前部的状态的简要立体图。
图14是第三实施方式涉及的副框架结构体的分解立体图。
图15(a)是第三实施方式涉及的副框架结构体的俯视图，(b)是从所述副框架结构体拆下后部副框架后的前部副框架的局部俯视图。
图16是沿着图15(a)的E-E线的纵剖视图。
图17是沿着图15(a)的F-F线的纵剖视图。
图18(a)是表示在第三实施方式涉及的副框架结构体中，将前部副框架及后部副框架的各凸缘部进行摩擦搅拌焊接的状态的纵剖视图，(b)是测定了摩擦搅拌焊接部位的背面的温度而得到的特性图，(c)是表示摩擦搅拌焊接后的状态的纵剖视图。
图19是第四实施方式涉及的副框架结构体的俯视图。
图20是表示将构成第一实施方式的副框架结构体的前部副框架和后部副框架进行摩擦搅拌焊接的工序的流程的图。
图21是表示将第一实施方式的前部副框架和后部副框架进行摩擦搅拌焊接的工序的图，(a)是表示工件安置工序的图，(b)是表示密封材料涂敷工序的图，(c)是表示工件重叠工序的图。
图22(a)～(c)是示意性地表示将前部副框架和后部副框架进行摩擦搅拌焊接时的接合界面的详情的剖视图。
图23是表示使用接合工具来进行摩擦搅拌焊接的状态的立体图。
图24是表示前部副框架的凸缘部与后部副框架的凸缘部的接合部的横剖视图。
图25(a)是表示在第三实施方式涉及的副框架结构体中，将前部副框架及后部副框架的各凸缘部进行摩擦搅拌焊接的状态的具体例的剖视图，(b)是测定了摩擦搅拌焊接部位的背面的温度而得到的特性图，(c)是表示摩擦搅拌焊接后的状态的剖视图。
图26是第五实施方式涉及的副框架结构体的俯视图。
图27是表示第五实施方式涉及的副框架结构体的摩擦搅拌焊接的工序的图，(a)是表示开始摩擦搅拌焊接的部位的起点部的状态的剖视图，(b)是表示结束摩擦搅拌焊接的部位的终点部的摩擦搅拌焊接前的状态的剖视图，(c)是表示结束摩擦搅拌焊接的部位的终点部的摩擦搅拌焊接后的状态的剖视图。
具体实施方式
接着，参照适当附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是表示本发明的第一实施方式涉及的副框架结构体装入到机动车的前部的状态的简要立体图，图2是第一实施方式涉及的副框架结构体的分解立体图，图3(a)是第一实施方式涉及的副框架结构体的俯视图，图3(b)是从所述副框架结构体拆下后部副框架后的前部副框架的局部俯视图，图4是沿着图3(a)的A-A线的纵剖视图，图5是沿着图3(a)的B-B线的纵剖视图。
如图1所示，本发明的第一实施方式涉及的副框架结构体10配置在车身前部，且相对于未图示的车身构件(骨架构件)固定设置，或者由未图示的浮动机构支承为能够浮动。在副框架结构体10由未图示的浮动机构支承的情况下，具有能够适当地吸收从车身构件传递来的振动这样的优点。
如图1至图3(a)、(b)所示，副框架结构体10在车辆前后方向分割成两部分，包括钢铁制的前部副框架12和轻金属制的后部副框架14。前部副框架12例如由通过对未图示的钢板材进行冲压成形而形成的冲压成形体构成，后部副框架14例如由通过在未图示的模具(压铸机)的型腔内使熔融的铝合金(铝)固化的压铸成形而形成的压铸成形体构成。
需要说明的是，在各图中，“前”、“后”分别表示车辆前后方向上的车辆11(参照图1)的前侧及后侧，“左”、“右”分别表示车宽方向上的车辆11的左侧及右侧。
如图2所示，前部副框架12具有：经由安装在安装部(台座)16上的未图示的前发动机安装件对发动机18(参照图1)的车辆前侧进行支承，且沿着车宽方向延伸的前横梁20；与所述前横梁20的沿着轴向的两端部结合，从所述前横梁20朝向车辆后方大致平行地延伸的一对左右侧梁22a、22b。
需要说明的是，可以将前横梁20和一对左右侧梁22a、22b例如通过铸造成形或锻造成形等来一体成形，或者也可以在前横梁20的沿着轴向的两端部利用焊接接合一对左右侧梁22a、22b的前端部。
前横梁20通过由钢铁制材料构成的中空构件来形成。另外，一对左右侧梁22a、22b的比沿着轴向的中央部(中间部)24b靠前侧的前方部24a通过由钢铁制材料构成的中空构件形成。而且，在一对左右侧梁22a、22b的沿着轴向的中央部24b及比所述中央部24b靠后侧的后方部24c形成与前方部24a相比薄壁地形成的薄板部26。
这种情况下，一对左右侧梁22a、22b的薄板部26与现有的左右侧梁相比，作为朝向后方侧延伸出(伸长)规定长度的延出部而形成。另外，如图4所示，一对左右侧梁22a、22b的中央部24b及薄板部26通过一片薄板形成为纵剖面大致帽状，在左右侧梁22a、22b(其中，图4中省略了右侧梁22b的图示)的左右两侧形成沿着轴向延伸的凸缘部28。
在一对左右侧梁22a、22b的沿着轴向的中央部24b形成供螺栓30穿过的螺栓穿过孔32。这种情况下，如图4所示，能够使一对螺栓30沿着左右侧梁22a、22b的螺栓穿过孔32从下侧贯通，而将所述螺栓30的螺纹部30a紧固到在后部副框架14的前端部设置的有底的螺纹孔34。其结果是，前部副框架12和后部副框架14在沿着车宽方向的左右两侧的位置处通过一对螺栓30来固定。
后部副框架14由沿着车宽方向延伸的后梁构成，并经由未图示的后发动机安装件对发动机18的车辆后方侧进行支承。所述后梁包括：分别覆盖在左右侧梁22a、22b的中央部24b及比所述中央部24b靠后侧的薄板部26的上表面，而覆盖所述左右侧梁22a、22b的上表面的一部分(与所述左右侧梁22a、22b的上表面的一部分重叠)的一对左右后侧部36a、36b；连结所述一对左右后侧部36a、36b的后横向部38。所述后梁例如通过由铝、镁或它们的合金等构成的轻金属制材料来形成。
在左右后侧部36a、36b的两侧部设有凸缘部40，所述凸缘部40形成为从左右后侧部36a、36b的沿着轴向的一端部延伸至另一端部。这种情况下，左右后侧部36a、36b的凸缘部40的侧缘部40a与左右侧梁22a、22b的凸缘部28相比，朝向沿着车宽方向的左右两侧稍微突出地形成(参照图5)。在该突出的左右后侧部36a、36b的凸缘部40的侧缘部40a设有朝向上侧凹陷形成的具有顶面42a(参照图7)的凹部42，所述凹部42沿着左右后侧部36a、36b的轴向延伸。
换言之，通过使左右后侧部36a、36b(后部副框架14)的凸缘部40的侧缘部40a与左右侧梁22a、22b(前部副框架12)的凸缘部28相比沿着车宽方向朝向左右两侧稍微突出，并使该突出的部分朝向铅垂下方垂下，由此在左右后侧部36a、36b的凸缘部40的侧缘部40a与左右侧梁22a、22b的凸缘部28的侧端面28a之间形成具有顶面42a的凹部42。
需要说明的是，朝向铅垂下方垂下的左右后侧部36a、36b的凸缘部40的侧缘部40a的下表面可以设定为与左右侧梁22a、22b的凸缘部28的下表面沿着水平方向相同或大致相同(参照图7(c))。
这种情况下，分别在左右侧梁22a、22b的左右两侧设置的凸缘部28位于下侧，分别在左右后侧部36a、36b的左右两侧设置的凸缘部40位于上侧，将凸缘部28和凸缘部40在分别重叠的状态下通过摩擦搅拌焊接而一体地接合，由此形成闭合截面44(参照图4及图5)。
另外，通过将穿过设置于中央部的螺栓穿过孔32后的螺栓30螺入在所述左右后侧部36a、36b侧设置的螺纹孔34，从而贯通闭合截面44而将左右侧梁22a、22b和后梁的左右后侧部36a、36b紧固起来。
在所述闭合截面44内设有轴环构件46，该轴环构件46由包围螺栓30的外周面的圆筒体构成，在紧固螺栓30时对左右侧梁22a、22b与左右后侧部36a、36b的接合强度进行增强。螺栓紧固部位位于前部副框架12和后部副框架14未通过后述的摩擦搅拌焊接而被接合的非接合部位，能够将无法进行焊接的非接合部位通过螺栓紧固来增强。其结果是，在将钢铁制的前部副框架12与轻金属制的后部副框架14相互进行摩擦搅拌焊接的情况下，还能够通过与作为非接合部位的螺栓紧固部位的协同作用来确保所期望的刚性/强度。
因而，利用摩擦搅拌焊接将前部副框架12和后部副框架14的重叠部位处的各凸缘部28、40牢固地固定(接合)，且利用螺栓30在未进行摩擦搅拌焊接的非焊接部位处将前部副框架12和后部副框架14紧固，由此在副框架结构体10的整体中，能够进一步增大刚性/强度。需要说明的是，在左右后侧部36a、36b中的比所述螺栓30的紧固部位靠后方的位置分别形成有内螺纹的螺纹孔(未图示)，通过从左右侧梁22a、22b的后方部24c的下方分别将未图示的增强用螺栓插入穿过孔而紧固到所述内螺纹的螺纹孔中，由此能够进一步增大刚性/强度。
第一实施方式涉及的副框架结构体10基本上如上那样构成，接下来，对其作用效果进行说明。图6(a)是表示使用接合工具来进行摩擦搅拌焊接的状态的立体图，图6(b)是表示摩擦搅拌焊接状态的纵剖视图。
首先，对将由钢铁制材料形成的前部副框架12侧的凸缘部28与由铝合金制材料形成的后部副框架14侧的凸缘部40的重叠部位通过摩擦搅拌焊接一体地接合的工序进行说明。
如图6(a)、(b)所示，摩擦搅拌焊接所使用的接合工具50具有：由未图示的电动机等旋转驱动源驱动而绕旋转轴旋转的圆柱状的旋转件(Stir Rod)52；从所述旋转件52的底部中心沿着轴向突出的接合销(Probe)54。接合销54的直径设定为比旋转件52的直径小，在接合销54与旋转件52的环状的高低差部分形成肩部56。
接着，对前部副框架12与后部副框架14的接合工序进行说明。需要说明的是，前部副框架12由预先对钢板材进行冲压成形而得到的冲压成形体构成，另一方面，后部副框架14由预先使用铝合金进行压铸成形而得到的压铸成形体构成。
首先，将前部副框架12安置在未图示的夹紧台上后，通过未图示的密封材料涂敷机构在前部副框架12的上表面涂敷密封材料58(例如常干型密封材料)。在将后部副框架14覆盖到涂敷有密封材料58的前部副框架12的上表面(比中央部24b靠后侧的薄板部26)后，使用未图示的夹紧机构将在上下方向重叠的前部副框架12及后部副框架14夹紧。
接着，使用所述的接合工具50将前部副框架12的凸缘部28与后部副框架14的凸缘部40进行摩擦搅拌焊接。需要说明的是，在前部副框架12及后部副框架14的各凸缘部28、40的下侧设有用于对由接合工具50施加在各凸缘部28、40上的加压力进行增强的夹具60。
其次，摩擦搅拌焊接工序基本上如下所述。需要说明的是，摩擦搅拌焊接工序的详情在后说明。
在使用未图示的旋转驱动源使旋转件52及接合销54一体地旋转的状态下，使旋转件52及接合销54逐渐接近由铝合金等轻金属制材料形成的后部副框架14的上表面，通过加压力(压入力)使接合销54的前端部与后部副框架14的上表面抵接(接触)并旋转进入，由此在后部副框架14生成塑性流动区域。
而且，使旋转件52及接合销54在一体地旋转的同时加压进入，将接合销54朝向铅垂下方插入直至旋转件52的肩部56与后部副框架14的上表面滑动接触为止。此时，施加加压力直至接合销54的前端部与由钢铁材料形成的前部副框架12的上表面抵接为止。
通过使接合销54旋转进入直至与前部副框架12的上表面抵接为止，由此使在轻金属制材料的后部副框架14生成的塑性流动区域塑性流动，使由钢铁材料构成的前部副框架12的钢板新生面露出而与后部副框架14固相接合。
这样，使旋转件52及接合销54旋转进入并保持接合销54的前端部与前部副框架12的上表面抵接的状态，同时使旋转件52及接合销54沿着重叠的凸缘部28、40的轴向位移，由此形成摩擦搅拌焊接部位62(参照图3(a)中的网状部分)。需要说明的是，在摩擦搅拌焊接部位62处，在上侧的后部副框架14(铝合金等的轻金属材料)与下侧的前部副框架12(钢铁材料)之间的接合界面上生成金属间化合物。该金属间化合物没有形成为在接合界面整个区域中连续的层状形态，而以粒状形态或断裂的层状形态在接合界面内分散地生成。
在第一实施方式中，通过将前部副框架12由钢铁制的冲压成形体形成，且将后部副框架14由轻金属制的压铸成形体形成，由此能够在未图示的悬臂等悬架构成构件的安装等中确保所期望的刚性/强度，且能够提高冲撞时的冲击吸收性能。
另外，在第一实施方式中，由于后部副框架14例如由铝合金等的铝压铸成形体形成，因此能够实现副框架结构体10整体的轻量化。而且，在第一实施方式中，通过将目前由上构件和下构件这两个构件构成的后梁一体化，且将在中空的后梁内设置的各种增强部件利用压铸成形而一体成形，由此能够削减部件件数，从而进一步实现轻量化。
而且，在第一实施方式中，通过在钢铁制的前部副框架12上形成的纵剖面大致帽状的薄板部(延出部)26的上表面重合例如铝合金等轻金属制的后部副框架14的左右后侧部36a、36b，并将凸缘部28、40彼此接合，由此能够在未图示的悬臂等悬架构成构件的安装等中确保所期望的刚性/强度，且能够提高冲撞时的冲击吸收性能。
而且，在第一实施方式中，具有一对左右后侧部36a、36b及后横向部38的后部副框架14例如由铝合金等的轻金属制材料形成，由此与现有技术相比能够实现轻量化。
图7(a)～(c)是表示密封材料积存在凹部内的状态的说明图。
以下，参照图7对夹在前部副框架12与后部副框架14之间的密封材料58从左右两侧挤出而积存在凹部42内的密封积存结构进行说明。
在相对于上表面涂敷有密封材料58的前部副框架12重叠后部副框架14后(参照图7(a))，利用未图示的夹紧机构进行夹紧，由此密封材料58稍微从前部副框架12及后部副框架14的左右两侧挤出(参照图7(b))。
从重叠着的前部副框架12及后部副框架14的左右两侧挤出的密封材料58积存在具有顶面42a的凹部42内。而且，通过在前部副框架12及后部副框架14夹紧的状态下进行摩擦搅拌焊接，由此密封材料58进一步从左右两侧挤出，从而使足够必要量的密封材料58保持在凹部42内(参照图7(c))。
保持在该凹部42内的密封材料58例如由常干型密封材料构成，由此经过规定时间后固化而对前部副框架12及后部副框架14的左右两侧的间隙进行密封。其结果是，在本实施方式中，能够防止从摩擦搅拌焊接的前部副框架12及后部副框架14的左右两侧挤出的密封材料58逸散，同时避免水从前部副框架12及后部副框架14的左右两侧的间隙浸入，从而确保高防锈性能。
另外，由于作业者能够从外部确认凹部42内的密封材料58的积存程度(积存量)，因此能够确认密封材料58的涂敷量来判断密封材料58是否可靠地夹在前部副框架12与后部副框架14之间。
而且，凸缘部28、40彼此被摩擦搅拌焊接，而在前部副框架12与后部副框架14之间形成闭合截面44，在形成有该闭合截面44的凸缘部28、40的内侧，还能够使密封材料58挤出而固化，从而发挥密封功能(参照图6(b))。因此，能够形成为即使在例如水滴(水)顺着后部副框架14的内壁面流下的情况下，也使所述水滴不积存在各凸缘部28、40间的间隙中的防滞水结构。
进而，在将由钢铁制构件构成的前部副框架12和由铝制构件构成的后部副框架14这样的异种材料彼此摩擦搅拌焊接的情况下，因各金属的离子化倾向的不同而在各金属间产生电位差，流过腐蚀电流，由此异种金属彼此接触而可能产生腐蚀。然而，在本实施方式中，通过从摩擦搅拌焊接的凸缘部28、40挤出的密封材料58发生固化，由此能够避免流过腐蚀电流。其结果是，在本实施方式中，能够提高耐受因异种金属间的接触引起的腐蚀的性质(耐腐蚀性)。
接着，对本发明的第二实施方式涉及的副框架结构体100进行说明。需要说明的是，在以下所示的实施方式中，对与图1所示的第一实施方式涉及的副框架结构体10相同的结构要素标注同一参照符号，而省略其详细说明。
图8是表示本发明的第二实施方式涉及的副框架结构体装入到机动车的前部的状态的简要立体图，图9是第二实施方式涉及的副框架结构体的分解立体图，图10(a)是第二实施方式涉及的副框架结构体的俯视图，图10(b)是从所述副框架结构体拆下后部副框架后的前部副框架的局部俯视图，图11是沿着图10(a)的C-C线的纵剖视图，图12是沿着图10(a)的D-D线的纵剖视图。
在该第二实施方式涉及的副框架结构体100中，如图11所示，前部副框架12的左右侧梁22a、22b的中央部24b处的螺栓紧固部位具有通过将两片钢铁料构成的薄板102a、102b接合而形成的闭合截面44。因而，第二实施方式涉及的副框架结构体100与左右侧梁22a、22b的螺栓紧固部位由一片钢铁板构成且在前部副框架12与后部副框架14之间形成有闭合截面44(参照图4)的第一实施方式涉及的副框架结构体10不同。
这种情况下，在构成左右侧梁22a、22b的两片薄板102a、102b分别形成供螺栓30穿过的螺栓穿过孔32、32，通过将沿着所述螺栓穿过孔32、32穿过的螺栓30的螺纹部30a螺入后部副框架14的螺纹孔34中，由此将螺栓30贯通由两片薄板102a、102b形成的闭合截面44设置。
需要说明的是，在闭合截面44中设有轴环构件104，该轴环构件104由包围螺栓30的外周面的圆筒体构成，沿着轴向的一端部与一方的薄板102a连结，沿着轴向的另一端部与另一方的薄板102b连结。设置该轴环构件104用于避免紧固螺栓30时的薄板102a、102b彼此的变形，从而增强螺栓紧固部位处的接合强度。这种情况下，可以将所述轴环构件104与下侧的薄板102b一体成形，或者在薄板102b的上表面预先焊接固定轴环构件104。另外，在对贯通由两片薄板102a、102b形成的闭合截面44的螺栓30进行紧固时，可以对由铝合金制材料形成的后部副框架14和由钢铁制材料形成的上侧的薄板102a层叠的螺栓紧固周边部位进行焊接(参照图11)。
在第二实施方式中，通过将构成左右侧梁22a、22b的两片钢铁材料制的薄板102a、102b接合来形成闭合截面44，由此具有能够将闭合截面积设定得大这样的优点。其结果是，能够进一步增大刚性/强度。
接着，对本发明的第三实施方式涉及的副框架结构体200进行说明。
图13是表示本发明的第三实施方式涉及的副框架结构体装入到机动车的前部的状态的简要立体图，图14是第三实施方式涉及的副框架结构体的分解立体图，图15(a)是第三实施方式涉及的副框架结构体的俯视图，图15(b)是从所述副框架结构体拆下后部副框架后的前部副框架的局部俯视图，图16是沿着图15(a)的E-E线的纵剖视图，图17是沿着图15(a)的F-F线的纵剖视图，图18(a)是表示在第三实施方式涉及的副框架结构体中，将前部副框架及后部副框架的各凸缘部进行摩擦搅拌焊接的状态的纵剖视图，图18(b)是测定摩擦搅拌焊接部位的背面的温度而得到的特性图，图18(c)是表示摩擦搅拌焊接后的状态的纵剖视图。
在第三实施方式涉及的副框架结构体200中，如图14所示，将构成前部副框架12的左右侧梁22a、22b的从中央部24b至后方的延出部202(包括凸缘部204a、204b在内)的部位通过层叠钢铁材料制的两片薄板206a、206b而薄壁地形成，将包括所述延出部202在内的左右侧梁22a、22b整体由两片薄板206a、206b构成，在这点上与第一实施方式及第二实施方式的副框架结构体10、100不同。
这种情况下，在前部副框架12与后部副框架14的摩擦搅拌焊接前，在左右侧梁22a、22b的凸缘部204a、204b的表背两面及表背两面间的结合面(层叠面)上分别通过电沉积涂敷处理而预先形成电沉积涂敷膜208a～208c(参照图18(a))。
这样，使用接合工具50将层叠有两片薄板206a、206b的左右侧梁22a、22b的凸缘部204a、204b和后部副框架14的左右侧部36a、36b进行摩擦搅拌焊接。此时，接合工具50的接合销54旋转进入左右侧部36a、36b直至与左右侧梁22a、22b的凸缘部204a、204b抵接，而对左右侧部36a、36b赋予摩擦热，但由于摩擦搅拌焊接部位的背面210通过层叠两片钢铁制的薄板206a、206b而构成，因此不会到达使电沉积涂敷膜208c能够分解的规定温度(阈值温度)(图参照18(b))，从而能够避免电沉积涂敷膜208c的剥离(参照图18(c))。
换言之，在进行摩擦搅拌焊接时由朝向被接合物侧旋转进入的接合销54产生摩擦热，该摩擦热可能会使在层叠着的两片钢铁制的薄板206a、206b中下层侧的薄板206b的下表面上形成的电沉积涂敷膜208c剥离。在该第三实施方式中，将构成前部副框架12的左右侧梁22a、22b的从中央部24b至后方的延出部202的部位通过层叠钢铁材料制的两片薄板206a、206b而薄壁地形成，能够避免所述摩擦热到达在下层侧的薄板206b的下表面形成的电沉积涂敷膜208c，从而抑制在下层侧的薄板206b的下表面形成的电沉积涂敷膜部位的温度，由此保护在摩擦搅拌焊接部位的背面210形成的电沉积涂敷膜208c。
图18(b)是使用未图示的温度传感器对摩擦搅拌焊接部位的背面210(层叠着的两片钢铁制的薄板206a、206b中下层侧的薄板206b的下表面)的温度进行测定而得到的特性图。这种情况下，虽然因摩擦搅拌焊接而使下层侧的薄板206b的下表面的温度稍微上升，但由于没有达到使在下层侧的薄板206b的下表面形成的电沉积涂敷膜208c分解的规定温度(阈值温度)，因此能够阻止电沉积涂敷膜208c的剥离，从而能够稳定地保护所述电沉积涂敷膜208c。
需要说明的是，在前部副框架12及后部副框架14的接合面上，通过摩擦搅拌焊接能够使在层叠着的两片钢铁制的薄板206a、206b中上层侧的薄板206a与铝合金等轻金属制的后部副框架14之间形成的电沉积涂敷膜208a可靠地向所述接合面的外方挤出。
另外，在第三实施方式中，例示了将构成前部副框架12的左右侧梁22a、22b的从中央部24b至后方的延出部202(包括凸缘部204a、204b在内)的部位通过层叠由钢铁材料构成的两片薄板206a、206b而成的结构，但并不局限于此，薄板层叠数目可以为两片以上。
图19是第四实施方式涉及的副框架结构体的俯视图。
该第四实施方式涉及的副框架结构体300的特征在于，使由铝合金制材料形成的左右后侧部36a、36b的前端部302的形状以相对于后横向部38的轴线G交差的方式倾斜。这样，通过将前端部302形成为倾斜的形状，由此具有能够增减摩擦搅拌焊接部位62的长度或截面积而自如地调整这样的优点。需要说明的是，前端部302的倾斜形状可以为各后侧部36a、36b的内侧比外侧朝向前方伸长的形状、或者外侧比内侧朝向前方伸长的形状中的任一种。
接着，对各实施方式中的接合方法详细进行说明。
图20是表示在第一实施方式中，将构成副框架结构体10的前部副框架12和后部副框架14进行摩擦搅拌焊接的工序的流程的图。
首先，参照图20对通过摩擦搅拌焊接将由钢铁制材料形成的前部副框架12侧的凸缘部28和由铝合金等轻金属材料形成的后部副框架14侧的凸缘部40的重叠部位一体地接合的工序进行说明。
图21是表示将前部副框架12和后部副框架14进行摩擦搅拌焊接的工序的图，图21(a)是表示工件安置工序(图20的S1)的图，图21(b)是表示密封材料涂敷工序(图20的S2)的图，图21(c)是表示工件重叠工序(图20的S3)的图。图22(a)～(c)是示意性地表示将前部副框架12和后部副框架14进行摩擦搅拌焊接时的接合界面的详细情况的剖视图。
首先，对由钢铁制材料冲压成形为前部副框架12的形状的成形品12′(参照图22(a))实施合金锌镀敷12m后，进行阳离子电沉积涂敷12d，如图22(a)所示，将进行合金锌镀敷12m、阳离子电沉积涂敷12d后的工件的前部副框架12安置到夹紧台等夹具60上(图20的S1)。
接着，如图21(b)所示，通过未图示的密封材料涂敷机构在前部副框架12的凸缘部28的上表面涂敷密封材料58、例如常干型密封材料(参照图22(a))(图20的S2)。
并且，如图21(c)所示，在前部副框架12中的在上表面涂敷有密封材料58的凸缘部28上重叠压铸成型得到的铝合金材料等轻金属制的工件的后部副框架14的凸缘部40，并使用未图示的夹紧机构来进行夹紧(图20的S3)。此时，如图22(b)所示，密封材料58在前部副框架12的凸缘部28与后部副框架14的凸缘部40之间扩展。
接着，图20的S4的前部副框架12与后部副框架14的接合工序(摩擦搅拌焊接和密封材料58的挤出的工序)如下这样进行。
使用接合工具50将前部副框架12的凸缘部28与后部副框架14的凸缘部40进行摩擦搅拌焊接。需要说明的是，如上所述，在前部副框架12及后部副框架14的各凸缘部28、40的下侧设有用于承受由接合工具50施加在各凸缘部28、40上的加压力的夹具60。
如图21(c)所示，在使用未图示的旋转驱动源使旋转件52及接合销54一体地旋转的状态下，使旋转件52及接合销54逐渐接近由铝合金等轻金属制材料形成的后部副框架14的凸缘部40的上表面，通过加压力(压入力)使接合销54的前端部与后部副框架14的凸缘部40的上表面抵接(接触)并旋转进入，由此在后部副框架14的凸缘部40上生成塑性流动区域sr(参照图22(c))。通过塑性流动，形成轻金属(例如铝)和铁的化合物即金属间化合物kc。
图23是表示使用接合工具来进行摩擦搅拌焊接的状态的立体图。
而且，使旋转件52及接合销54在一体地旋转的同时加压进入到后部副框架14的凸缘部40中，如图23所示，将接合销54朝向铅垂下方插入直至旋转件52的肩部56与后部副框架14的凸缘部40的上表面滑动接触为止。
此时，如图22(c)所示，接合销54的前端部被施加加压力，在贯通后部副框架14的凸缘部40后，穿过涂敷的密封材料58的层、阳离子电沉积涂敷12d的层、及在前部副框架12的凸缘部28的上表面形成的合金锌镀敷12m的层，将密封材料58的层、阳离子电沉积涂敷12d的层、合金锌镀敷12m的层向凸缘部40、28间的接合面的周围压出，直至与前部副框架12的凸缘部28的上表面直接抵接为止。
这样，通过使接合销54旋转进入直至与前部副框架12的上表面抵接为止，由此使在轻金属制材料的后部副框架14的凸缘部40生成的塑性流动区域sr塑性流动，在将密封材料58的层、阳离子电沉积涂敷12d的层、合金锌镀敷12m的层向外侧压出后，使由钢铁材料构成的前部副框架12的钢板新生面露出，从而形成金属间化合物kc，使得前部副框架12与后部副框架14固相接合。
即，由于在将合金锌镀敷12m等镀敷的氧化防止剂、阳离子电沉积涂敷12d的涂膜和密封材料58向接合面的周围压出并混合而形成壁的同时，将轻金属制材料的后部副框架14和前部副框架12的凸缘部28固接，因此涂料等不会发生剥离。另外，在凸缘部40和凸缘部28的接合面上不存在密封材料58、阳离子电沉积涂敷12d的层、合金锌镀敷12m的层。需要说明的是，如上所述，在接合销54的周围的合金锌镀敷12m的层、阳离子电沉积涂敷12d的层及密封材料58的部分它们的混合物m以壁的方式形成。
这样，通过使旋转件52及接合销54从后部副框架14的凸缘部40旋转进入，并保持接合销54的前端部与前部副框架12的凸缘部28的上表面抵接的状态，同时使旋转件52及接合销54沿着重叠的凸缘部28、40的延伸方向位移，由此形成摩擦搅拌焊接部位62(参照图3(a)中的网状部分)。
需要说明的是，如图22(c)所示，在摩擦搅拌焊接部位62处，在上侧的后部副框架14(铝合金等轻金属材料)与下侧的前部副框架12(钢铁材料)之间的接合界面上生成金属间化合物kc。该金属间化合物kc没有形成为在接合界面整个区域上连续的层状形态，而以粒状形态或断裂的层状形态在接合界面内分散地生成。
图24是表示前部副框架12的凸缘部28与后部副框架14的凸缘部40的接合部的横剖视图。
保持在该凹部42内的密封材料58例如由常干型密封材料构成，在经过规定时间后发生固化，而如图24所示那样，将前部副框架12及后部副框架14的左右两侧的凸缘部28、40间的间隙可靠地密封。
其结果是，在本实施方式中，通过使从摩擦搅拌焊接的前部副框架12及后部副框架14的左右两侧挤出的密封材料58积存在凹部42内来防止该密封材料58的逸散，从而能够实现密封材料58的填充的可靠性。
另外，能够抑制水等腐蚀因素从前部副框架12及后部副框架14的左右两侧的间隙浸入，从而确保高防锈性能。
另外，由于作业者能够从外部确认凹部42内的密封材料58的积存程度(积存量)，因此能够确认密封材料58的涂敷量来判断密封材料58是否可靠地夹在前部副框架12与后部副框架14之间。
而且，凸缘部28、40彼此被摩擦搅拌焊接，在前部副框架12与后部副框架14之间形成具有闭合截面44的密闭空间，在形成具有该闭合截面44的密闭空间的凸缘部28、40的内侧，还能够使密封材料58挤出而固化，从而发挥密封功能。因此，能够形成为如下述的防滞水结构，该防滞水结构即使在例如水滴(水)像图24的箭头α1那样顺着上侧的后部副框架14的内壁面流下的情况下，也使流下的水滴在各凸缘部28、40间挤出的密封材料58上流动而不会积存在凸缘部28、40间的间隙中。
另外，在将由钢铁制构件构成的前部副框架12和由铝等轻金属制构件构成的后部副框架14这样的异种材料的金属彼此进行摩擦搅拌焊接的情况下，因各金属的离子化倾向的不同而在各金属间产生电位差，流过腐蚀电流，由此异种金属彼此接触而可能发生腐蚀。然而，在本实施方式中，通过使从摩擦搅拌焊接的凸缘部28、40挤出的密封材料58固化，由此能够避免流过腐蚀电流。由此，能够提高耐受因异种金属间的接触引起的腐蚀的性质(耐腐蚀性)。
并且，由于前部副框架12能够在单体时进行涂敷，因此涂敷容易且大幅节省有关涂敷的时间和劳力。另外，不会发生前部副框架12的涂坏。
接着，对第三实施方式中的接合方法详细进行说明。
如图25(a)所示，使用接合工具50，将层叠有两片薄板206a、206b的左·右侧梁22a、22b的凸缘部204a、204b和后部副框架14的左·右侧部36a、36b的凸缘部40、40进行摩擦搅拌焊接。此时，接合工具50的接合销54旋转进入左·右侧部36a、36b的凸缘部40、40而生成塑性流动区域sr，并将左·右侧梁22a、22b的电沉积涂敷膜208a及密封材料258向凸缘部204a、204b与凸缘部40、40的各接合面的周围压出而形成电沉积涂敷膜208a与密封材料258的混合物m的壁，同时接合销54抵接并接触到凸缘部204a、204b。
此时，在将电沉积涂敷膜208a及密封材料258向接合面的周围压出而形成混合物m的壁的同时，在左·右侧部36a、36b的凸缘部40、40和左·右侧梁22a、22b的凸缘部204a、204b通过塑性流动形成轻金属(例如铝)和铁的化合物即金属间化合物kc，从而将凸缘部40、40与凸缘部204a、204b固接，因此电沉积涂敷膜208a不会发生剥离。另外，在凸缘部40、40和薄板206a、206b的各接合面上不存在电沉积涂敷膜208a、密封材料258。
另外，虽然对左·右侧部36a、36b的凸缘部40、40施加摩擦热，但由于摩擦搅拌焊接部位的背面210(凸缘部204a、204b的背面)通过层叠两片钢铁制的薄板206a、206b而构成，因此热传递率降低。因此，不会到达使凸缘部204a、204b的背面的电沉积涂敷膜208c能够分解的规定温度(阈值温度)(参照图25(b))，从而能够避免电沉积涂敷膜208c从凸缘部204a、204b的背面的剥离(参照图25(c))。
换言之，在进行摩擦搅拌焊接时由朝向被接合物侧旋转进入的接合销54产生摩擦热，该摩擦热可能会使在层叠着的钢铁制的薄板的下表面形成的电沉积涂敷膜剥离。
因此，在第三实施方式中，如图25所示，构成前部副框架12的左·右侧梁22a、22b的从中央部24b至后方的延出部202为止的部位通过层叠由钢铁材料构成的两片薄板206a、206b而薄壁地形成，由此形成空气层，使热传递率降低。
由此，通过抑制因接合销54的旋转进入引起的摩擦热到达在下层侧的薄板206b的下表面形成的电沉积涂敷膜208c为止的现象，能够保护在摩擦搅拌焊接部位的背面210(凸缘部204a、204b的背面)形成的电沉积涂敷膜208c。
需要说明的是，在第三实施方式中，例示了在各左·右侧梁22a、22b的凸缘部204a、204b的表背两面及表背两面间的结合面(层叠面)上分别通过电沉积涂敷处理预先形成有电沉积涂敷膜208a～208c的情况，但也可以在凸缘部204a、204b的表背两面及表背两面间的结合面(层叠面)上分别实施合金锌镀敷等镀敷后通过电沉积涂敷处理来形成电沉积涂敷膜208a～208c。
这种情况下，将电沉积涂敷膜208a、合金锌镀敷等镀敷和密封材料258混合并向左·右侧部36a、36b的凸缘部40、40与左·右侧梁22a、22b的凸缘部204a、204b的各接合面的周围压出，从而形成由电沉积涂敷膜208a、合金锌镀敷等镀敷和密封材料258的混合物m构成的壁。在形成该壁的同时，在左·右侧部36a、36b的凸缘部40、40和左·右侧梁22a、22b的凸缘部204a、204b通过塑性流动形成轻金属和铁的化合物即金属间化合物，从而将凸缘部40、40和凸缘部204a、204b固接(固相接合)。因此，电沉积涂敷膜208a、合金锌镀敷等镀敷不会发生剥离。另外，在凸缘部40、40和薄板206a、206b的各接合面上不存在电沉积涂敷膜208a、合金锌镀敷等镀敷、密封材料258。需要说明的是，在第三实施方式中，可以不使用密封材料258，但由于密封材料258具有防锈性，因此优选使用密封材料258。
图26是第五实施方式涉及的副框架结构体的俯视图。需要说明的是，图26中的参照符号62s(起点部)表示开始摩擦搅拌焊接的部位，参照符号62e(终点部)表示结束摩擦搅拌焊接的部位，另外，参照符号62s、62e间的空心箭头表示摩擦搅拌焊接的工序的作业的进行。
图27是表示第五实施方式涉及的副框架结构体的摩擦搅拌焊接的工序的图，图27(a)是表示开始摩擦搅拌焊接的部位的起点部的状态的剖视图，图27(b)是表示结束摩擦搅拌焊接的部位的终点部的摩擦搅拌焊接前的状态的剖视图，图27(c)是表示结束摩擦搅拌焊接的部位的终点部的摩擦搅拌焊接后的状态的剖视图。
第五实施方式的副框架结构体400与第三实施方式的副框架结构体200相比，在进行图25所示的摩擦搅拌焊接时，开始摩擦搅拌焊接的起点部62s的形状和终点部62e的形状发生了变更。
如图27(a)所示，在起点部62s的铝等轻金属制的左·右侧部36a、36b的凸缘部40、40形成有供向旋转件52的底部中心下方突出的接合销54的前端部进入这样的比接合销54的前端部大或相等的尺寸的凹形状的凹部40b。
根据该结构，在因接合销54的旋转进入而开始摩擦搅拌焊接时，能够抑制凸缘部40的切屑(飞边)的产生，提高接合销54的插入性。因而，能够顺利地开始摩擦搅拌焊接的工序，使开始摩擦搅拌焊接的起点部62s的加工质量良好。
并且，从起点部62s开始，使接合销54旋转，将电沉积涂敷膜208a向凸缘部40与薄板206a的接合面的周围压出而形成壁，同时使接合销54直接与薄板206a接触并旋转，由此继续凸缘部40与薄板206a、206b的摩擦搅拌焊接，直至到达图27(c)所示的结束摩擦搅拌焊接的终点部62e为止。此时，由于在将电沉积涂敷膜208a向凸缘部40与薄板206a的接合面的周围压出而形成壁的同时，将左·右侧部36a、36b的凸缘部40与薄板206a、206b进行固接，因此电沉积涂敷膜208a不会发生剥离。另外，在凸缘部40和薄板206a的接合面上不存在电沉积涂敷膜208a。
接着，对图27(b)、图27(c)所示的作为凸缘部40与薄板206a、206b的摩擦搅拌焊接的结束点的终点部62e的结构进行说明。
首先，在图26所示的前部副框架12的左·右侧梁22a、22b的从中央部24b至后方的延出部202为止的薄板206a、206b中的结束摩擦搅拌焊接的终点部62e的上部，如图27(b)所示，预先形成有比接合销54的前端部大尺寸的凹形状的凹部202h。同时，在从上方与终点部62e的薄板206a、206b重叠的铝等轻金属制的左·右侧部36a、36b的凸缘部40、40上分别预先形成有嵌入到薄板206a、206b的凹部202h中的凸形状的凸部40c。
在进行摩擦搅拌焊接前，如图27(b)所示，以将凸缘部40、40的凸部40c、40c分别嵌入薄板206a的凹部202h中的方式，将铝等轻金属制的左·右侧部36a、36b的凸缘部40、40重叠在前部副框架12的左·右侧梁22a、22b的薄板206a、206b上。
然后，使向旋转件52的底部中心下方突出的接合销54旋转而进入到上侧的凸缘部40中，由此如图27(c)所示，将后部副框架14的左·右侧部36a、36b的凸缘部40、40与前部副框架12的左·右侧梁22a、22b的薄板206a、206b进行摩擦搅拌焊接。
如图27(b)所示，通过在前部副框架12的左·右侧梁22a、22b的薄板206a、206b中的结束摩擦搅拌焊接的终点部62e的上部形成有比接合销54大尺寸的凹部202h，且在从上方与终点部62e的薄板206a、206b重叠的铝等轻金属制的左·右侧部36a、36b的凸缘部40、40分别形成有嵌入到薄板206a、206b的凹部202h中的凸部40c，由此能够防止终点部62e的薄板206a在摩擦搅拌焊接后露出的情况。
另外，由于在薄板206a、206b的凹部202h中填充有凸缘部40的铝等轻金属，因此能够抑制终点部62e的薄板206a、206b的电腐蚀的产生。
需要说明的是，与第三实施方式同样，可以在各薄板206a、206b的两面上实施合金锌镀敷等镀敷后，在薄板206a、206b上形成电沉积涂敷膜208a、208b、208c。
这种情况下，使接合销54旋转，而将电沉积涂敷膜208a、合金锌镀敷等镀敷(氧化防止剂)混合并向接合销54与薄板206a的接合面的周围压出，从而制作壁，同时使接合销54与薄板206a接触并旋转，来对凸缘部40和薄板206a、206b进行摩擦搅拌焊接。此时，由于在将电沉积涂敷膜208a、合金锌镀敷等镀敷向接合面的周围压出而形成壁的同时，在左·右侧部36a、36b的凸缘部40和薄板206a上形成金属间化合物，而将凸缘部40和薄板206a固接，因此电沉积涂敷膜208a、合金锌镀敷等镀敷不会发生剥离。另外，在凸缘部40和薄板206a的接合面上不存在电沉积涂敷膜208a、合金锌镀敷等镀敷。
需要说明的是，如图27(c)所示，优选在薄板206a上涂敷有密封材料58(双点划线)的情况下重叠凸缘部40。这种情况下，在将密封材料58、电沉积涂敷膜208a、合金锌镀敷等镀敷向接合面的周围压出而形成壁的同时，使接合销54与薄板206a接触并旋转，而将左·右侧部36a、36b的凸缘部40与薄板206a固接。因此，在凸缘部40和薄板206a的接合面上不存在密封材料58、电沉积涂敷膜208a、合金锌镀敷等镀敷。
另外，第五实施方式中的摩擦搅拌焊接的工序的起点部62s和终点部62e的结构可以适用于第一～第四实施方式。
根据第一～第五实施方式的结构，由于在进行了阳离子(ED)电沉积涂敷等电沉积涂敷的状态下实施摩擦搅拌焊接，因此能够确保所期望的接合强度。
在将铝构件等轻金属件与铁构件接合时，在铁构件上预先实施有电沉积涂敷的基础上将轻金属件与铁构件进行摩擦搅拌焊接，由此不会像熔融焊接那样使涂膜熔出，能够省去有关涂敷的时间和劳力，能够先进行涂敷直至细微部分。另外，通过将涂膜向外压出，由此能够将轻金属件与铁构件接合。
需要说明的是，在所述实施方式中，例示了阳离子电沉积涂敷作为电沉积涂敷来进行说明，但也可以适用阳离子电沉积涂敷以外的电沉积涂敷。
需要说明的是，在所述实施方式中，作为将后部副框架14由轻金属制作的例子，例示了铝合金(铝)，但当然可以使用铝合金(铝)以外的轻金属。
另外，在第一～第五实施方式中，说明了各种各样的结构，但可以适当将所说明的各结构任意地组合来构成。
需要说明的是，在所述实施方式中，例示了合金锌镀敷，也可以是纯锌镀敷。然而，合金锌镀敷在成形性、防腐蚀性上优越，因此更为优选。需要说明的是，后述的“锌镀敷”包括合金锌镀敷、纯锌镀敷这两者。
接着，通过使用上述那样的接合方法，由此能够获得如下所示的优点及效果。
在将钢制构件和轻金属件重合，在非熔融的状态下通过摩擦来搅拌而将钢制构件和轻金属件接合的接合方法中，可以包括：对所述钢制构件实施涂敷的涂敷工序；使旋转工具旋转并压入所述轻金属件和所述钢制构件的接合部，并利用此时产生的摩擦热使所述轻金属件的接合部软化并塑性流动，由此将所述钢制构件与所述轻金属件接合的接合工序。
根据该接合方法，不会像熔融焊接那样使涂膜熔出，能够先容易地进行涂敷直至细微部分。另外，由于能够将涂膜向外压出，因此能够先进行涂敷。另外，通过塑性流动而形成金属间化合物。
另外，可以是，所述涂敷为电沉积涂敷，通过将所述涂敷的涂膜向所述接合部的所述轻金属件和所述钢制构件的接合面的周围压出，由此在该接合面不存在所述涂膜。根据该接合方法，通过将涂膜向接合面外压出，由此能够进行轻金属件与钢制构件的接合。
而且，可以是，对所述钢制构件实施锌镀敷加工，将所述锌镀敷层与所述电沉积涂敷的涂膜一起向所述接合面的周围压出。根据该接合方法，通过将锌镀敷层压出，由此能够进行轻金属件与钢制构件的接合。
而且，可以是，在所述钢制构件与所述轻金属件之间设有密封构件，将所述密封构件与所述锌镀敷层、所述电沉积涂敷的涂膜一起向所述接合面的周围压出。根据该接合方法，密封构件与涂膜、钢制构件的锌镀敷的氧化防止剂一起混合，从而能够发挥防锈效果。另外，虽然密封构件与其它物质发生了混合，但通过将它们向接合界面外压出，而能够进行钢制构件与轻金属件的接合。
而且，可以是，将所述旋转工具的前端部压入直至与所述钢制构件接触为止。根据该接合方法，能够可靠地搅拌轻金属件，在对钢制构件实施有锌镀敷层、涂膜等的情况，能够将锌镀敷层、涂膜等压出。
而且，可以是，所述接合部中的所述钢制构件通过重合多片而构成。根据该接合方法，在钢制构件与轻金属件的接合工序中，能够抑制钢制构件的下表面的温度上升。
而且，可以是，在开始所述接合工序的起点部处的所述轻金属件的供所述旋转工具的前端部压入的部位，形成有比所述旋转工具的前端部大或相等的尺寸的凹形状的第一凹部。根据该接合方法，能够提高旋转工具的前端部向钢制构件的插入性，抑制切屑的产生。
而且，在结束所述接合工序的结束部处的所述钢制构件的供所述旋转工具的前端部压入的部位形成有比所述旋转工具的前端部大尺寸的凹形状的第二凹部，且在所述轻金属件形成有向所述钢制构件的第二凹部内收容的凸形状的凸部。根据该接合方法，能够防止钢制构件在结束接合工序的结束部露出，且能够将结束部的钢制构件用轻金属件覆盖，从而抑制电腐蚀的产生。
符号说明
10、100、200、300、400  副框架结构体
11  车辆
12  前部副框架(钢铁制构件、钢制构件)
14  后部副框架(铝构件、轻金属件)
20  前横梁
22a、22b  左右侧梁
26  薄板部(延出部)
28  凸缘部(钢制构件)
30  螺栓
32  螺栓穿过孔
36a、36b  左右后侧部
38  后横向部
40  凸缘部(轻金属件)
40b  凹部(第一凹部)
40c  凸部
44  闭合截面
54  接合销(摩擦搅拌焊接用旋转工具、旋转工具)
58、258  密封材料(密封构件)
62s  起点部
62e  终点部
102a、102b  薄板
202h  凹部(第二凹部)
204a、204b  凸缘部
206a、206b  钢铁制的薄板(重叠有多片的钢制构件)
208a～208c  电沉积涂敷膜
210  背面
S1  工件SET(涂敷工序)
S4  摩擦搅拌焊接和密封材料挤出(接合工序)

Claims (6)

1.一种副框架结构体，其是配置在车辆的前部，固定于车身构件，或者被所述车身构件支承为能够浮动的车辆用的副框架结构体，其特征在于，
包括沿着车辆前后方向分割开的钢铁制的前部副框架和轻金属制的后部副框架，
所述前部副框架具有朝向车辆后方大致平行地延伸的一对的左右侧梁，
所述后部副框架具有一对左右后侧部和连结所述一对左右后侧部的后横向部，
在所述前部副框架的左右侧梁上设有向车辆后方侧延伸出的延出部，
在所述前部副框架的延出部和所述后部副框架的左右后侧部上形成有在车宽方向内侧及车宽方向外侧分别沿着车辆前后方向延伸的内侧凸缘部及外侧凸缘部，
在所述前部副框架的延出部的上表面上重合有所述后部副框架的左右后侧部的状态下，通过将所述内侧凸缘部彼此及外侧凸缘部彼此从所述后部副框架侧摩擦搅拌焊接，来接合所述前部副框架的延出部和所述后部副框架的左右后侧部，
通过所述前部副框架的延出部和所述后部副框架的左右后侧部来形成闭合截面，
在所述一对左右后侧部与所述后横向部的连结部的车辆前侧及车辆后侧的所述内侧凸缘部及所述外侧凸缘部上分别设有以对置的方式进行摩擦搅拌焊接而成的接合部位。
2.根据权利要求1所述的副框架结构体，其特征在于，
所述前部副框架由通过冲压成形法而成形的冲压成形体构成，
所述后部副框架由通过压铸成形法而成形的压铸成形体构成，
在所述前部副框架上重合有所述后部副框架的状态下，通过摩擦搅拌焊接来接合所述前部副框架和所述后部副框架。
3.根据权利要求1所述的副框架结构体，其特征在于，
所述前部副框架具有将所述一对的左右侧梁连结且沿着车宽方向延伸的前横梁。
4.根据权利要求3所述的副框架结构体，其特征在于，
在所述前部副框架的左右侧梁侧形成有螺栓穿过孔，通过贯通所述闭合截面的螺栓对所述前部副框架的左右侧梁和所述后部副框架的左右后侧部进行紧固。
5.根据权利要求3所述的副框架结构体，其特征在于，
所述前部副框架的延出部由薄板状的钢铁制构件构成，
通过对所述前部副框架的延出部在与薄板状的铝制构件接合之前实施电沉积涂敷，由此在所述前部副框架的延出部的、与所述铝制构件接合的接合面、所述薄板彼此的层叠面以及与所述铝制构件接合的接合面的相反侧的所述薄板的背面分别形成电沉积涂敷膜，
将所述钢铁制构件与所述铝制构件重合，在与所述重合面垂直的方向上从所述铝制构件侧朝向所述钢铁制构件侧旋转插入摩擦搅拌焊接用旋转工具，从而将所述内侧凸缘部彼此及所述外侧凸缘部彼此接合。
6.根据权利要求3所述的副框架结构体，其特征在于，
所述前部副框架的左右侧梁通过将钢铁制的两片以上的薄板彼此接合，而在所述接合的钢铁制的薄板彼此之间形成闭合截面。
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