CN113613821A - 接头构造、汽车部件及接头构造的制造方法 - Google Patents

接头构造、汽车部件及接头构造的制造方法 Download PDF

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Abstract

接头构造具备：第1板状部件；第2板状部件，与第1板状部件在板厚方向重叠；第3板状部件，在板厚方向重叠在第2板状部件的重叠着第1板状部件的一侧的相反侧；以及多个接合部，形成在第1板状部件、第2板状部件及第3板状部件被重叠的部分上，将第1板状部件、第2板状部件及第3板状部件相互接合；多个接合部沿着第1板状部件及第2板状部件的端部隔开间隔地形成；第3板状部件具有折回部，该折回部至少在多个接合部之间在第1板状部件及第2板状部件的端部被折回，被配置在第1板状部件的重叠着第2板状部件的一侧的相反侧。

Description

接头构造、汽车部件及接头构造的制造方法
技术领域
本发明涉及接头构造、汽车部件及接头构造的制造方法。
背景技术
在近年来的汽车产业中，以车体的轻量化带来的燃耗改善为目的，推进了高强度钢板向车体的应用。提高构成车体的钢板的强度，由此能够用板厚薄的钢板来实现需要的特性，能够达成车体的轻量化。
但是，在将高强度钢板用于车体的情况下，难以确保钢板彼此的接合部的强度。例如，作为用于车体的高强度钢板的接合方法，目前广泛使用的是点焊接。在图1中概略地表示了钢板的抗拉强度与钢板的点焊接部的十字抗拉强度(CTS：Cross Tension Strength)的关系。随着提高钢板的抗拉强度，点焊接部的十字抗拉强度也增大。但是，如果钢板的抗拉强度超过约780MPa，则发生十字抗拉强度下降的趋向。考虑这是因为，点焊接部的焊接金属越硬则熔核越脆。
作为确保高强度钢板的接合部的强度的手段，在专利文献1中公开了以下这样的点焊接用钢板：抗拉强度是400～700MPa，母材的成分组成中的C的含有量是0.05～0.12质量％的范围，由下式{Ceqt＝C+Si/30+Mn/20+2P+4S}表示的碳当量Ceqt是0.18质量％以上且0.22质量％以下的范围，并且由下式{Ceqh＝C+Si/40+Cr/20}表示的碳当量Ceqh是0.08质量％以上，进而，在距该钢板的表面3μm以内的范围的深度，通过马库斯型高频辉光放电发光表面分析法(GDS：Glow Discharge optical emission Spectrometry)测量的平均氧浓度OC(％)是由下式{OC≤0.5}表示的范围。
在专利文献2中，公开了一种电阻点焊接方法，是将叠合了两枚以上的钢板的板组用一对焊接电极夹持、一边加压一边使电流流过而进行焊接的电阻点焊接方法，其特征在于，至少由两个工序构成；具有：正式通电工序，通过通电形成规定直径的熔核；以及后热通电工序，在用与正式通电工序相同的加压力夹入的状态下，由1周期以上且20周期以下的休止和短时间的通电构成。
在专利文献1所记载的技术中，通过钢板的成分等的控制，实现了点焊接部的强度的改善。专利文献2所记载的技术，通过后热通电工序实现了点焊接部的强度的改善。但是，根据专利文献1的技术，钢板的点焊接部以外的部位的成分设计的自由度被妨碍。专利文献2的技术，仅着眼于点焊接部自身的强度提高，而关于包括点焊接部在内的接头构造整体的强度提高方法没有进行任何研究。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－102370号公报
专利文献2：日本特开2010－115706号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的是提供一种在接合部不易断裂的接头构造。
用来解决课题的手段
本发明的主旨如以下所述。
(1)有关本发明的第一方式的接头构造，其特征在于，具备：第1板状部件；第2板状部件，与上述第1板状部件在板厚方向上重叠；第3板状部件，在上述板厚方向上重叠在上述第2板状部件的重叠着上述第1板状部件的一侧的相反侧；以及多个接合部，形成在上述第1板状部件、上述第2板状部件及上述第3板状部件重叠的部分上，将上述第1板状部件、上述第2板状部件及上述第3板状部件相互接合；上述多个接合部沿着上述第1板状部件及上述第2板状部件的端部而隔开间隔地形成；上述第3板状部件至少在上述多个接合部之间具有折回部，该折回部在上述第1板状部件及上述第2板状部件的上述端部被折回，被配置在上述第1板状部件的重叠着上述第2板状部件的一侧的相反侧。
(2)有关本发明的第二方式的接头构造的制造方法，其特征在于，在板厚方向上将第1板状部件和第2板状部件重叠，并且在板厚方向上将第3板状部件重叠在上述第2板状部件的重叠着上述第1板状部件的一侧的相反侧；在上述第1板状部件、上述第2板状部件及上述第3板状部件重叠的部分上，沿着上述第1板状部件及上述第2板状部件的端部而隔开间隔地形成多个接合部，将上述第1板状部件、上述第2板状部件及上述第3板状部件相互接合，并且在上述第3板状部件上，至少在上述多个接合部之间形成折回部，该折回部在上述第1板状部件及上述第2板状部件的上述端部被折回，被配置在上述第1板状部件的重叠着上述第2板状部件的一侧的相反侧。
发明效果
根据本发明，能够提供在接合部不易断裂的接头构造。
附图说明
图1是概略地表示钢板的抗拉强度与钢板的点焊接部的十字抗拉强度的关系的曲线图。
图2是表示对于将多个板状部件点焊接而制造的箱形截面部件施加了3点弯曲应力时的断裂形态的照片。
图3A是有关本发明的一实施方式的接头构造的一例的剖视图。
图3B是图3A的接头构造的立体图。
图3C是有关本发明的一实施方式的接头构造的另一例的立体图。
图4是具有图3A的结构的接头构造的截面照片。
图5A是有关本发明的另一实施方式的接头构造的一例的剖视图。
图5B是图5A的接头构造的立体图。
图6是具有图5A的结构的接头构造的截面照片。
图7是表示有关本发明的一实施方式的接头构造的制造方法的一例的概略图。
图8是表示有关本发明的一实施方式的接头构造的制造方法的另一例的概略图。
图9是表示在多个接合部之间具有多个缺口部的接头构造的立体图。
图10是在与多个接合部重叠的位置具有多个缺口部的接头构造的立体图。
图11是表示在与多个接合部中的一部分的接合部重叠的位置具有多个缺口部的接头构造的立体图。
图12是第1板状部件及第2板状部件的端部的一部分位于多个折回片之间的接头构造的立体图。
图13是接合部为线状的激光焊接部的接头构造的剖视图。
图14是接合部为断续的线状的激光焊接部的接头构造的平面图。
图15是接合部为连续的线状的激光焊接部的接头构造的平面图。
图16是接合部为锯齿形的线状的激光焊接部的接头构造的平面图。
图17是接合部为线状的激光焊接部的接头构造的剖视图。
图18是接合部为圆状的激光焊接部的接头构造的剖视图。
图19是接合部为圆状的激光焊接部的接头构造的平面图。
图20是接合部为圆周状或圆弧状的激光焊接部的接头构造的剖视图。
图21是接合部为圆弧状的激光焊接部的接头构造的平面图。
图22是接合部为圆周状的激光焊接部的接头构造的平面图。
图23是将激光接合部与粘接剂组合得到的接头构造的剖视图。
图24是第3板状部件的对置部与第2板状部件之间、以及折回部与第1板状部件之间被粘接剂粘接的接头构造的剖视图。
图25是第1板状部件与第2板状部件之间被粘接剂粘接的接头构造的剖视图。
图26是折回部的弯曲部具有隆起的接头构造的剖视图。
图27A是具有将对置部、第2板状部件和折回部接合、不将第1板状部件和第2板状部件接合的追加接合部的接头构造的立体图。
图27B是图27A的接头构造的XXVIIB－XXVIIB剖视图。
图27C是图27A的接头构造的XXVIIC－XXVIIC剖视图。
图28A是具有将对置部、第1板状部件和折回部接合、不将第1板状部件和第2板状部件接合的追加接合部的接头构造的立体图。
图28B是图28A的接头构造的XXVIIIB－XXVIIIB剖视图。
图28C是图28A的接头构造的XXVIIIC－XXVIIIC剖视图。
图29是还具备第4板状部件的接头构造的剖视图。
图30A是具备多个汽车部件的车体的立体图。
图30B是图30A的汽车部件的XXXB－XXXB剖视图。
图30C是图30A的汽车部件的XXXC－XXXC剖视图。
图30D是图30A的汽车部件的XXXD－XXXD剖视图。
图30E是图30A的汽车部件的XXXE－XXXE剖视图。
图30F是图30A的汽车部件的XXXF－XXXF剖视图。
图30G是图30A的汽车部件的XXXG－XXXG剖视图。
图31是表示现有技术的箱形构造部件的解析模型的图。
图32是表示本发明例的箱形构造部件的解析模型的图。
图33是说明箱形构造部件的3点弯曲的方法的图。
图34是表示比较例(现有技术)的箱形构造部件的3点弯曲后的状态的基于FEM仿真的解析结果的图。
图35是表示本发明例1的箱形构造部件的3点弯曲后的状态的基于FEM仿真的解析结果的图。
图36是表示本发明例2的箱形构造部件的3点弯曲后的状态的基于FEM仿真的解析结果的图。
图37是表示本发明例3的箱形构造部件的3点弯曲后的状态的基于FEM仿真的解析结果的图。
图38是表示比较例(现有技术)的表示锻锤(impactor)位移量与在锻锤中发生的载荷的关系的、基于FEM仿真的解析结果的曲线图(位移－载荷曲线图)。
图39是本发明例1的位移－载荷曲线图。
图40是本发明例2的位移－载荷曲线图。
图41是本发明例3的位移－载荷曲线图。
图42是表示将现有技术和本发明例的箱形构造部件的构造比较而表示的图。
图43是说明箱形构造部件的3点弯曲的方法的图。
图44是表示比较例(现有技术)的箱形构造部件的3点弯曲后的状态的图。
图45是表示本发明例的箱形构造部件的3点弯曲后的状态的图。
图46是将比较例(现有技术)与本发明例的锻锤位移量与在锻锤中发生的载荷的关系比较而表示的曲线图(位移－载荷曲线图)。
具体实施方式
(关于发明人得到的见解)
本发明的发明人着眼于多个板状部件的接合部断裂时的多个板状部件的形状变形。在对于由多个板状部件的接头构造构成的构造部件施加了应力的情况下，在接合部的断裂之前，发生多个板状部件的变形。此时，有在构成接头构造的多个板状部件彼此之间发生开口的情况。本发明的发明人着眼于，接合部的断裂优先地发生在该开口的附近。考虑这是因为，在开口的附近在接合部作用剥离方向的力。
这里，本发明的发明人考虑，对于接头构造导入防止开口发生的构造，从而能够防止在接合部作用剥离方向的力，抑制接合部的断裂，提高构造部件的最大载荷等的性能。
作为容易发生开口的接头构造的例子，可以举出箱形截面部件。所述的箱形截面部件，是将帽形截面件与平板或帽形截面件与其他帽形截面件在其端部断续地接合而制造的部件。
图2是表示在将帽形截面件31和平板32、33点焊接而制造的箱形截面部件5上施加了3点弯曲应力时的断裂形态的图。如图2所示，在箱形截面部件5的帽形截面件31及平板32、33中，在被施加了弯曲应力时发生不同的形状变形。因此，如果在箱形截面部件5被施加弯曲应力，则在作为断续地形成的点焊接部的多个接合部35之间的非接合部发生开口36。在该开口36的两端，发生使接合部35剥离的方向的应力，在接合部35发生断裂。
本发明的发明人考虑，如果对接头构造导入防止在非接合部发生开口36的构造，则能够减轻作用于接合部35的剥离方向的力，抑制接合部35的断裂，从而箱形截面部件5的弯曲强度有可能被提高。
本发明的发明人对于防止在接头构造的非接合部发生开口36的手段进一步反复进行了研究。并且，本发明的发明人发现，通过对第3板状部件13(参照图3A)追加用来防止开口36的构造，能够有效地防止开口36的发生。
具体而言，例如如图3A所示，本发明的发明人想到，将构成接头构造1的第1板状部件11及第2板状部件12的端部容纳到折回的第3板状部件13的折回构造130之间，从而能够抑制非接合部处的开口36(参照图2)的发生，抑制在接合部15作用剥离方向的力，由此减轻接头构造1的断裂。
第3板状部件13的折回构造130由折回部131、其对置部133和将它们连结的连结部135构成。折回部131在第1板状部件11及第2板状部件12的端部被折回，是被配置在与第1板状部件11中的叠合着第2板状部件12的一侧相反侧的部分。对置部133是隔着第1板状部件11及第2板状部件12的端部与折回部131在箭头Z方向上对置的部分。连结部135是在箭头Z方向上连结折回部131与对置部133的部分。
这里应注意的点是，在第3板状部件13的折回构造130自身大致不存在使第1板状部件11及第2板状部件12彼此的接合强度提高的效果。即使将第1板状部件11及第2板状部件12简单地收纳到第3板状部件13的折回构造130之间，也仅能得到稍稍的接合强度。在第3板状部件13的折回构造130，在接头构造1的变形的初期阶段有防止第1板状部件11及第2板状部件12彼此的开口的效果，但是如果作用于接头构造1的应力较大，则折回构造130容易断裂。
但是，通过组合折回构造130与将第1板状部件11及第2板状部件12接合的例如点焊接那样的接合部15，能够抑制在头接构造1的变形的初期阶段在接合部15作用剥离方向的力，最大限度地发挥接合部15的阻力。
即，有关本实施方式的接头构造1通过第1板状部件11及第2板状部件12的接合部15与第3板状部件13的折回构造130的叠加效果来减轻接合部15的断裂。
以下对根据上述认识做出的有关本实施方式的接头构造的具体的形态进行说明。
(关于接头构造的具体的形态)
图3A、图3B所示的有关本发明的一实施方式的接头构造1具备第1板状部件11、第2板状部件12、第3板状部件13和多个接合部15。第2板状部件12在第2板状部件12的板厚方向上与第1板状部件11重叠。第3板状部件13在第2板状部件12的板厚方向上重叠在第2板状部件12的重叠着第1板状部件11的一侧的相反侧。
箭头X方向、箭头Y方向及箭头Z方向是相互正交的方向。箭头Z方向相当于第2板状部件12的板厚方向。
多个接合部15形成在第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13重叠的部分，将第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13相互接合。多个接合部15沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部隔开间隔而形成。箭头X方向相当于沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部的方向、即多个接合部15隔开间隔而排列的方向。
第3板状部件13具有折回部131。折回部131至少在多个接合部15之间在第1板状部件11及第2板状部件12的端部被折回，被配置在第1板状部件11的重叠着第2板状部件12的一侧的相反侧。折回部131至少在多个接合部15之间在第1板状部件11及第2板状部件12的端部被折回，由此至少具有位于箭头X方向上的多个接合部15之间的范围L内的部分。以下说明的折回部131至少具有位于箭头X方向上的多个接合部15之间的范围L内的部分。优选的是，多个接合部15的间隔(L的长度)的下限为10mm，上限为150mm。如果比下限小，则由于接合部15的增加而造成成本增加，如果比上限大，则部件的碰撞特性的下降变大。更优选的是，也可以将下限设为15mm或20mm，将上限设为120mmm或100mm。
另外，显然不需要有关本实施方式的接头构造1所具备的多个板状部件中的任一个以上的板状部件的端部的全部具有上述的结构。以下，除非特别说明，“端部”这一用语就是指与基于接合部15及折回部131的一方或双方的接合构造有关的端部(接合端部)。
但是，并不妨碍有关本实施方式的接头构造1所具备的多个板状部件中的某1个以上的板状部件具有与接合构造无关的端部(非接合端部)。
此外，也不妨碍接头构造1还具备具有上述以外的形态的接合部。即，在其一部分或全部具有有关本实施方式的接头构造1的结构的接头构造被判断为相当于有关本实施方式的接头构造1。
第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13的材料没有特别被限定。作为第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13，例如可以举出金属板，特别是钢板、铝板、钛板等，但是也可以使用木板及树脂板等。
第1板状部件11及第2板状部件12确保接头构造1的强度。因此，优选的是，第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13中的1个以上是钢板，更优选的是第1板状部件11及第2板状部件12的一方或双方是高强度钢板。通常，在点焊接部当高强度钢板的抗拉强度是780MPa以上的情况下有发生脆化的问题的情况。
然而，在有关本实施方式的接头构造1中，由于如后述那样通过第3板状部件13的折回部131抑制对于多个接合部15的剥离方向的力，所以能够消除点焊接部的断裂的问题。因而，通过使第1板状部件11及第2板状部件12的一方或双方为抗拉强度780MPa以上，发挥相对于现有的接头构造的进一步的优越性。
接头构造1还具有被重叠于第1板状部件11及第2板状部件12上的第3板状部件13。由于将第1板状部件11和第2板状部件12在本实施方式中等同而处理，所以以下为了方便而设第3板状部件13被重叠于第2板状部件12的重叠着第1板状部件11的一侧的相反侧来进行说明。该第3板状部件13具备折回构造130。折回构造130由折回部131、其对置部133和将它们连结的连结部135构成。折回部131在第1板状部件11及第2板状部件12的端部被折回，是配置在第1板状部件11的重叠着第2板状部件12的一侧的相反侧的部分。对置部133是隔着第1板状部件11及第2板状部件12的端部与折回部131在箭头Z方向上对置的部分。连结部135是在箭头Z方向上连结折回部131与对置部133的部分。
在折回构造130的内部、即折回部131与对置部133之间，收纳着第1板状部件11及第2板状部件12的端部。也可以是，第1板状部件11及第2板状部件12通过折回部131和对置部133被压接。通过折回部131，能够防止在第1板状部件11及第2板状部件12之间发生开口，防止接合部15的剥离断裂。
从容易形成折回部131的观点看，第3板状部件13的材质可以考虑不使用高强度材料而优选为抗拉强度比较低的材料。优选的是，第3板状部件13是抗拉强度小于590MPa、更优选的是抗拉强度为270MPa以上且小于390MPa的钢板。
抗拉强度为270MPa的钢板不被称作“普通钢板”，而根据日本出版的“第5版钢铁便览第3卷材料的组织和特性”(The 3rd Volume“Microstructure and Properties ofMaterials”，Handbook of Iron and Steel 5th edition)，第102页，图9·3，是IF(Interstitial Free、无间隙原子钢)钢板，是被分类为“软质钢板”的钢板。
另外，第3板状部件13也可以是铝板。
如上述那样，第3板状部件13的折回部131不是直接提高接头构造1的接合强度，而是用来防止在接头构造1的变形中发生开口。因此，第3板状部件13的强度只要是能够防止开口的发生的程度就足够。此外，如果折回部131的宽度过短，则抑制开口的发生的效果较小，如果宽度过大，则带来重量的增加。
折回部131的宽度，是从箭头Z方向观察，在与沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部的方向(箭头X方向)正交的方向(箭头Y方向)上的宽度。折回部131的宽度优选的是3mm以上且25mm以下。更优选的是，折回部131的宽度为5mm以上且20mm以下。
另外，折回部131通过使用了模具的压力方式或使用了机器人的辊卷边方式来形成。辊卷边方式，如图3A所示，使安装在机器人前端的辊140沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部(沿着箭头X方向)移动，一边通过该辊140加压一边形成折回部131。在辊卷边方式下，能够匹配于第1板状部件11及第2板状部件12的端部的形状而将折回部131依次加工，加工自由度高。因而，与压力方式相比更优选的是辊卷边方式。
在折回加工中，如果钢板的抗拉强度较大，则回弹量变大，难以将钢板折回而使其接近。此外，如果板厚较厚则难以折回。因此，在折回中使用的第3板状部件13优选的是抗拉强度为270MPa以上且小于390MPa的钢板。此外，第1板状部件11及第2板状部件12的抗拉强度优选的是440MPa以上且小于2700MPa。如果小于440MPa，则难以得到作为构造物的强度，如果是2700MPa以上则板材的母材脆性地断裂。下限优选的是590MPa以上，更优选的是780MPa以上。上限优选的是小于2200MPa。
特别是，近年来的汽车的车体的轻量化和碰撞安全提高的要求，由此要求构造部件的高强度化，在汽车中使用的钢板的强度逐年提高。例如，关于具有箱形截面(闭截面构造)的侧边梁(side sill)，也在加强件中通常使用至少590MPa级以上的钢板，使一方超高强度化，从而即使是对在加强件的内侧和外侧使用的钢板赋予强度差的情况，从侧碰撞性能的观点考虑也能够使用最低为440MPa级(400MPa至520MPa)以上的钢板。
此外，第1板状部件11及第2板状部件12的板厚优选的是1.0mm以上且3.6mm以下。如果小于1.0mm，则难以得到应用了接头构造1的构造物的强度，如果是3.6mm以上，则应用了接头构造1的构造物变重。第1板状部件11及第2板状部件12的板厚的优选的下限是1.2mm，优选的上限是2.9mm。
第3板状部件13的板厚优选的是0.5mm以上且1.4mm以下。如果第3板状部件13的板厚比0.5mm薄，则防止接合部15的断裂的效果变小，如果比1.4mm厚，则折回加工变难。第3板状部件13的板厚优选的是0.55mm以上，更优选的是0.60mm以上。第3板状部件13的板厚优选的是1.3mm以下，更优选的是1.2mm以下。
进而，第3板状部件13的板厚优选的是比第1板状部件11的板厚及第2板状部件12的板厚薄。如果使第3板状部件13的板厚比第1板状部件11的板厚及第2板状部件12的板厚薄，则与第3板状部件13的板厚为第1板状部件11的板厚及第2板状部件12的板厚以上的情况相比，更容易形成折回131。从容易将折回部131成形的观点看，优选的是，第3板状部件13是比第1板状部件11的板厚及第2板状部件12的任一板厚都薄0.2mm以上，更优选的是0.4mm以上。
接头构造1具有多个接合部15。多个接合部15被形成在第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13被重叠的部分，将它们接合。接合部15的形成手段没有被特别限定，可以是点焊接、缝焊接及激光焊接等的焊接。
此外，也可以组合使用从这些焊接手段所构成的组中选择的一种以上的焊接手段。此外，接合部15可以为非熔融接合手段(例如机械接合手段或摩擦搅拌点接合手段)等的任意的手段。作为机械接合手段的例子，可以举出埋头铆接、自冲铆接(自穿孔铆接，SPR)、中空铆接、平铆接、钻削螺纹、螺栓、电阻元件焊接、元件电弧焊接、EJOWELD(注册商标)及FDS(注册商标)等。
摩擦搅拌点接合手段(FSSW：Friction Stir Spot Welding)，是一边使与母材相比相对较硬的旋转工具旋转一边向母材压入，不使母材熔融而接合的固相接合的一种。
在接头构造1设置多个接合部15，也不妨碍将由焊接部构成的接合部15及通过非熔融接合手段构成的接合部15的两种以上组合在一个接头构造1中。
此外，多个接合部15也可以是从由机械接合手段、摩擦搅拌点接合手段、点焊接部、缝焊接部及激光焊接部构成的组中选择的一种以上。
这样，在将第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13相互接合的多个接合部15为从由机械接合手段、摩擦搅拌点接合手段、点焊接部、缝焊接部及激光焊接部构成的组中选择的一种以上的情况下，将第1板状部件11与第2板状部件12接合的接合部、以及将第1板状部件11及第2板状部件12与第3板状部件13粘接的粘接部所构成的粘接部不对应于接合部15。
此外，多个接合部15沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部隔开间隔而形成。作为这样的多个接合部15的例子，可以举出点焊接部。例如，在多个接合部15通过电阻点焊接(点焊接)而断续地被形成的情况下，由于能够将形成多个接合部15的工序在短期间中完成，所以是优选的。
在现有的接头构造中，在多个接合部15被断续地设置的情况下，当对接头构造施加了弯曲应力时，在多个接合部15之间的非接合部，在第1板状部件11与第2板状部件12之间容易发生开口，促进接合部15的剥离断裂。
但是，在有关本实施方式的接头构造1中，由于设置有抑制开口的发生的折回部131，所以能够抑制接合部15的剥离断裂。因而，通过断续地设置多个接合部15，发挥相对于现有的接头构造的进一步的优越性。
另外，如在后述的图27A、图28A中例示那样，有第1板状部件11或第2板状部件12的端部不是直线状的情况，但在此情况下，只要沿着折回部131的折痕部分设置多个接合部15就可以。折回部131的折痕部分可以视为与第1板状部件11及第2板状部件12的端部实质上相同。
上述的折回部131被设置在至少多个接合部15之间。由此，能够有效地防止在多个接合部15之间容易发生的开口。
但是，不需要在全部的多个接合部15之间设置折回部131。也可以如后述的图12所例示的接头构造1那样，在多个接合部15中的一部分的接合部15之间不设置折回部131。在接头构造1中，可以在容易发生变形而想要重点防止断裂的部位形成折回部131，在不易发生变形的部位将折回部131省略。
此外，显然将折回部131设置于在从箭头Z方向观察接头构造1的情况下与接合部15重叠的部分也无妨。由此，能得到后述的防止焊接时的熔融金属的散落物飞散效果。
如图3A、图3B及图4所示，多个接合部15也可以配置在从箭头Z方向观察时从与折回部131重叠的区域偏离的位置。
在图3A、图3B及图4所示的例子中，从箭头Z方向观察时多个接合部15被配置在相对于折回部131在箭头Y方向上偏移的位置。即，多个接合部15也可以被配置在折回部131的宽度的范围W的外侧。
另一方面，如图3C、图5A、图5B及图6所示的例子那样，也可以是从箭头Z方向观察时多个接合部15与折回部131重叠。即，也可以将多个接合部15分别配置在折回部131的宽度的范围W的内侧。
如果这样以使多个接合部15分别包含在折回部131的宽度的范围W的内侧的方式设定折回部131的宽度，则能够通过折回部131来防止在第1板状部件11及第2板状部件12之间发生开口，能够提高妨碍多个接合部15的剥离断裂的效果。
此外，在从箭头Z方向观察时多个接合部15与折回部131重叠的情况下，多个接合部15既可以接合折回部131，也可以不接合。例如，在图5A、图5B及图6中，多个接合部15与折回部131重叠，并且将折回部131与第1板状部件11接合。
另一方面，在图3C中，从箭头Z方向观察时多个接合部15虽然与折回部131重叠，但是也可以不将折回部131与第1板状部件11接合。在哪种情况下，折回部131都能够防止在第1板状部件11及第2板状部件12之间发生开口，能够妨碍多个接合部15的剥离断裂。
如果从箭头Z方向观察时多个接合部15与折回部131重叠、而且还将折回部131与第1板状部件11接合，则多个接合部15的接合强度更好。
另一方面，如果以使在从箭头Z方向观察时多个接合部15相对于折回部131被配置在从箭头Y方向上偏离的位置的方式来设定折回部131的宽度，则能够进一步减小折回部131的宽度，所以以轻量化及材料成本的削减的观点看是有利的。
另外，在图3A的剖视图等，第1板状部件11及第2板状部件12的端部被对齐，但也可以如图4及图6的截面照片所示那样第1板状部件11及第2板状部件12的端部不被对齐。这是因为，即使是存在端部的偏离的情况，折回部131也能够妨碍接合部15的剥离断裂。例如，也可以使第1板状部件11及第2板状部件12的端部的偏离为5mm以下、3mm以下或2mm以下。
此外，在图3A的剖视图等，在第1板状部件11及第2板状部件12的端部与折回部131及对置部133之间不存在间隙，但也可以如图4及图6的截面照片所示，在第1板状部件11及第2板状部件12的端部附近存在间隙。即使在存在端部的间隙的情况下，折回部131也能够妨碍接合部15的剥离断裂。
进而，在图3A的剖视图等，在折回部131与第1板状部件11之间不存在间隙，但也可以如图4及图6的截面照片所示那样，在折回部131与第1板状部件11之间存在稍稍的间隙。例如，有由于回弹现象(被弯曲加工的部位变形而稍稍复原的现象)而在折回部131的前端与第1板状部件11之间形成稍稍的间隙的情况，但该情况是被容许的。在折回部131中，关于没有接合部15的部位，根据场所而间隙不同，但在截面上间隙最小的部分的上限优选的是1.0mm，上限更优选的是0.5mm，上限最优选的是0.3mm。
(关于接头构造的制造方法)
上述的接头构造1的制造方法没有被特别限定。优选的接头构造1的制造方法的一例如图7所示，具备：
(1)将第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13重叠的工序(重叠工序)；
(2)将第3板状部件13折回而形成折回部131的工序(折回工序)；以及
(3)将第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13接合的工序(接合工序)。
在折回工序中，也可以如关于图3A说明那样，使辊140沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部移动，一边用辊140加压一边形成折回部131。
此外，在图7所示的接合工序中，从箭头Z方向观察时点焊接用的电极3被配置在与折回部131重叠的位置，但也可以是从箭头Z方向观察时电极3被配置在相对于折回部131在箭头Y方向上偏离的位置。
在从箭头Z方向观察时电极3被配置在与折回部131重叠的位置的情况下，在接合工序中，折回部131与第1板状部件11、第2板状部件12及对置部133接合，得到图5A、图5B及图6所示的接合部15。
另一方面，在从箭头Z方向观察时电极3被配置在相对于折回部131在箭头Y方向上偏离的位置的情况下，折回部131不与第1板状部件11、第2板状部件12及对置部133接合，得到图3A、图3B及图4所示的接合部15。
在接头构造1的制造方法的另一例中，如图8所示，在(1)重叠工序与(2)折回工序之间进行(3)接合工序。在此情况下，如图3C所示，接合部15将第1板状部件11、第2板状部件12及对置部133接合，不将第1板状部件11与折回部131接合。
(关于其他形态的制造方法)
接合部15的结构是以上例示的形态的任一种都可以。进而，也可以将多个种类的接合工序适当组合从而在1个接头构造1中形成多个种类的形态的接合部15。即，能够将在接头构造1中包含的多个接合部15的一部分或全部做成上述的形态。将第1板状部件11、第2板状部件12、折回部131及对置部133接合，从接头构造1的断裂防止的观点看是最有利的。但是，根据制造设备，如图8所示，容许不将第1板状部件11与折回部131接合。
另外，如图7所示，如果将折回部131在进行(3)接合工序之前形成，则折回部131还具有在点焊接时防止熔融金属的散落物的飞散的效果。
在通常的高强度钢板的点焊接中，有容易发生熔融金属的散落的问题。如果熔融金属的散落物附着于构造物的外表面，则会发生涂敷不良或外观不良等。此外，如果在构造物的制造方法中设置将熔融金属的散落物除去的工序，则发生构造物的制造工数的增大。
但是，在有关本实施方式的接头构造1中，将第1板状部件11及第2板状部件12的端部覆盖的折回部131防止了焊接时的熔融金属的散落物的飞散。
进而，在第1板状部件11是热冲压钢板等硬质的钢板的情况下，如果在不经由折回部131的状态下进行直流点焊接，则硬质的第1板状部件11与点焊接的电极直接接触。此时，接触面的电流密度变高，存在从接触面的表面发生焊接时的熔融金属的散落物的情况。
但是，如果以在作为软质的钢板的第3板状部件13上形成的折回部131与电极接触的方式而配置，则电极咬入到作为软质的钢板的折回部131中，折回部131与电极的接触面积变大，接触面的电流密度下降，从而能够抑制从接触面的表面发生熔融金属的散落。
第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13通过多个接合手段的组合而接合也无妨。例如，也可以是第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13通过与接合部15的接合手段(例如点焊接、激光焊接、缝焊接等)不同的接合手段(例如粘接剂)而另外粘接。
在图24所例示的接头构造1中，将第3板状部件13的对置部133与第2板状部件12之间、以及折回部131与第1板状部件11之间通过作为与接合部15不同的接合手段的粘接剂17另外粘接。在多个接合部15之间进行由这样的粘接剂17的粘接的情况下，尤其起到显著的开口防止效果。
但是，在将基于焊接的接合与基于粘接剂的接合进行组合的情况下，优选的是第1板状部件11与第2板状部件12之间不使用粘接剂来粘接。即，在图25中例示的、除了第3板状部件13的对置部133与第2板状部件12之间、以及折回部131与第1板状部件11之间以外，第1板状部件11与第2板状部件12之间也通过作为与接合部15不同的接合手段的粘接剂17来粘接的结构中，接合部15不应做成焊接部。这样是为了抑制在焊接中发生爆飞的可能性。
所述的爆飞，通常可以理解为在重叠电阻焊接中由于过分的焊接条件而焊接部被过热而爆发性地飞散、在焊接部开出孔的现象。
但是，在焊接部位配置有粘接剂的情况下，由于在焊接中粘接剂瞬间地蒸发，即使焊接条件不过分，焊接部也爆发性地飞散，有在焊接部上开出孔的情况。此外，由于第1板状部件11与第2板状部件12的界面位于焊接金属的中央部或其附近，所以配置在该界面处的粘接剂发生爆飞的可能性较高。
因而，优选的是将粘接剂在第1板状部件11与第2板状部件12之间至少与焊接部隔开而涂布，更优选的是第1板状部件11与第2板状部件12之间不使用粘接剂粘接。由此，能够使焊接品质更稳定化。
另一方面，在第2板状部件12与第3板状部件13的对置部133的界面、以及第1板状部件11与折回部131的界面中，也可以不使焊接部与粘接剂隔开。这些界面由于界面距点焊接的电极的距离较近，通过电极的加压容易将粘接剂排除，所以即使在这些界面处配置粘接剂，发生爆飞的可能性也比较小。
因而，在图24所例示的接头构造1中，可以想到即使将接合部15做成点焊接部通常也不发生问题。
但是，在需要以电流密度高的焊接条件制造接头构造1的情况下，可以考虑有在第2板状部件12与第3板状部件13的对置部133的界面、以及第1板状部件11与折回部131的界面中也最好使点焊接部与粘接剂隔开的情况。
此外，在接合部15是机械接合手段或摩擦搅拌点接合手段等的非熔融接合手段的情况下，由于不需要考虑爆飞的问题，所以不需要限制粘接剂的使用。在图25所例示的接头构造1中，优选的是将接合部15设为非熔融接合手段。
在折回部131适当设置缺口部132也是有效的。作为利用缺口部132的结构的一例，也可以如图9所示，多个接合部15在沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部的方向(箭头X方向)上隔开间隔地形成，并且从箭头Z方向观察时，折回部131的端部在多个接合部15之间具有多个缺口部132。
换言之，折回部131也可以在箭头Y方向上宽度较大地延伸、并在多个接合部15之间在箭头Y方向上较窄地延伸，以在各接合部15的位置与各接合部15在箭头Z方向上重叠。
由此，能够在进一步提高多个接合部15的抗剥离的强度的同时，实现接头构造1的轻量化及材料成本的削减。
在图9所示的例子中，在折回部131，沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部隔开间隔地形成有多个缺口部132，但也可以在折回部131形成一个缺口部132。
另一方面，作为利用缺口部132的结构的另一例，也可以如图10所示，将多个接合部15在沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部的方向(箭头X方向)上隔开间隔地形成，并且从箭头Z方向观察时折回部131的端部在与多个接合部15重叠的位置具有多个缺口部132。
换言之，折回部131也可以在多个接合部15之间在箭头Y方向上宽度较大地延伸、在多个接合部15之间以与各接合部15在箭头Z方向上不重叠的方式(在箭头Y方向上偏离的方式)较窄地延伸。在这样的结构中，从箭头Z方向观察配置在缺口部132的内侧的接合部15不将第1板状部件11与折回部131接合。
由此，能够抑制多个接合部15之间的非接合部处的开口发生，并且实现接头构造1的轻量化。
在图10所示的例子中，在折回部131，沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部隔开间隔地形成有多个缺口部132，但也可以在折回部131形成一个缺口部132。
进而，也可以将图9的结构与图10的结构组合。即，也可以如在图11中例示那样，在从箭头Z方向观察时，第3板状部件13的折回部131的端部在与多个接合部15中的一部分的接合部15重叠的位置具有沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部隔开间隔而形成的多个缺口部132。根据这样的结构，能够实现抑制多个接合部15之间的非接合部处发生开口，以及实现接头构造1的轻量化。
进而，上述的结构当制造在折回部131延伸的方向(箭头Y方向)上具有曲率的接头构造1时能够容易地应用。在图11所示的例子中，在折回部131，沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部隔开间隔地形成多个缺口部132，但也可以在折回部131形成一个缺口部132。
另外，在图11中，多个接合部15隔开间隔而形成在第1板状部件11及第2板状部件12的端部，但在接头构造1中，也可以使用通过缝焊接等连续地形成的接合部15。在这样形成有连续的接合部15的情况下，也可以通过在折回部131设置缺口部132，由此该连续的接合部15以在有缺口部132的位置不将折回部131与第1板状部件11接合的方式将第1板状部件11、第2板状部件12和第3板状部件13接合，在没有缺口部132的位置将折回部131、第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13接合。此外，如果将接合部15形成为锯齿形状，则即使不使用缺口部132，也能够制作兼备不将折回部131与第1板状部件11接合的接合部15的接头构造1。
如上述那样，从箭头Z方向观察时，接头构造1的第1板状部件11及第2板状部件12的端部不需要跨箭头X方向的全长与折回部131重叠。例如也可以如图12所示那样，折回部131具有沿着第1板状部件11及第2板状部件12的端部隔开间隔地形成的多个折回片131A。
即，第1板状部件11的端部及第2板状部件12的端部的一部分位于多个折回片131A之间，因此，也可以是第1板状部件11及第2板状部件12的端部的一部分从多个折回片131A之间开放(露出)。
由此，能够在接头构造1中的不需要提高针对弯曲变形的强度的部位削减第3板状部件13的使用量，实现接头构造1的轻量化。此外，在第1板状部件11及第2板状部件12的端部延伸的方向(箭头Y方向)上有曲率的情况下，根据图12的构造，能够与其曲率匹配地形成折回部131。
如上述那样，用来形成接合部15的手段没有被特别限定。例如也可以将接合部15做成激光焊接部。通过激光焊接，能够形成多种的形状的接合部15。
例如，也可以如图13的剖视图及图14～图16的平面图所示那样，将作为1个接合部15的激光焊接部形成为线状。
线状包括例如图14所示那样的断续的直线状、图15所示那样的连续的直线状、及图16所示那样的锯齿形的曲线状或波状，但并不限定于此。也可以如图17所示那样，将作为接合部15的激光焊接部以平面视时的形状为线状的方式形成在从第1板状部件11及第2板状部件12的端部稍稍离开的、且处于折回部131的端部侧的部位。
如图18及图19所示，也可以使作为接合部15的激光焊接部的平面视时的形状为圆状(圆盘状)。也可以如图20～图22所示那样，使作为1个接合部15的激光焊接部的平面视时的形状为圆状(圆盘状)、圆周状、或圆周中的一部分缺掉的形状(所谓的圆弧状或C字状)。
在1个接头构造1中，既可以仅使用这些形状中的一种，也可以组合使用两种以上。此外，在1个接头构造1中，也可以组合激光焊接和点焊接。但是，如图23所示，将激光焊接和粘接剂组合，由于有可能导致上述的爆飞，所以并不优选。
构成有关本实施方式的接头构造1的板状部件的枚数并不限定于3枚。例如也可以如图29所示那样，接头构造1还具备与第1板状部件11、第2板状部件12及第3板状部件13的某个在箭头Z方向上重叠的第4板状部件14。在图29所示的例子中，作为一例，第4板状部件14被重叠在第1板状部件11的重叠着第2板状部件12的一侧的相反侧。这里，也可以将多个接合部15形成在第1板状部件11、第2板状部件12、第3板状部件13及第4板状部件14重叠的部分上，将它们相互接合。
将板状部件的枚数设为5枚以上也无妨。有关本实施方式的接头构造1所具有的折回部131的效果与板状部件的枚数无关。
如上述那样，不需要将第3板状部件13的折回部131和其对置部133与第1板状部件11及第2板状部件12无间隙地重叠。因而，例如也可以如图26所示，折回部131的弯曲部134向箭头Z方向具有隆起。
曲部134向箭头Z方向具有隆起，从而弯曲部134作为在箭头X方向上延伸的加强筋(bead)发挥功能，所以能够提高折回部131的刚性，更牢固地防止接合部15的剥离断裂。
进而，通过在折回部131的弯曲部134上有隆起，即使第3板状部件13是铝板、高强度钢板等局部延展性较差的材质，也能够抑制弯曲部134处的破裂。
弯曲部134的隆起的大小没有特别限定，例如，沿着箭头Z方向的弯曲部134的内部的大小是第1板状部件11及第2板状部件12的合计板厚的1.2倍以上、1.5倍以上或2.0倍以上，从刚性强化的观点来看更有利。
此外，弯曲部134的隆起的形状也没有特别限定，在从箭头X方向观察的截面中弯曲部134是大致圆弧形状，由于能够抑制局部性的应力的集中，所以从刚性强化的观点来看更加有利。
在具有隆起的弯曲部134的制造时，例如在基于压力方式的卷边加工中，只要在将弯曲部134预弯曲时以较大的弯曲曲率进行加工，在之后的正式弯曲工序中加工以不将该弯曲部134压溃而使其保留即可。
如图27A～图28C所示，接头构造1也可以还具备追加接合部16。图27A及作为其XXVIIB－XXVIIB剖视图的图27B所示的追加接合部16将对置部133、第2板状部件12、折回部131接合，不将第1板状部件11和第2板状部件12。如作为图27A的XXVIIC－XXVIIC剖视图的图27C所示，也可以在接头构造1中通常的接合部15和追加接合部16混合存在。
图28A及作为其XXVIIIB－XXVIIIB剖视图的图28B所示的追加接合部16将对置部133、第1板状部件11、折回部131接合，不将第1板状部件11和第2板状部件12接合。如作为图28A的XXVIIIC－XXVIIIC剖视图的图28C所示，也可以是在接头构造1中混合存在通常的接合部15和追加接合部16。也可以是，第1板状部件11及第2板状部件12中的没有被追加接合部16接合的是在追加接合部16的位置具有缺口部18。
该追加接合部16不拥有将第1板状部件11与第2板状部件12接合的功能，但将对置部133及折回部131与第1板状部件11或第2板状部件12接合。该追加接合部16是用来使折回部131和其对置部133的接合强度稳定化的。第1板状部件11或第2板状部件12的缺口部18是不将第1板状部件11与第2板状部件12接合的非接合部，所以是容易发生开口的部位。
这里，不仅利用折回部131，还通过追加接合部16将对置部133与第2板状部件12或第1板状部件11接合，从而能够更牢固地防止弯曲变形发生时非接合部处发生开口。此外，根据这样的具有缺口部18的接头构造1，相应于具有缺口部18，能够削减第1板状部件11或第2板状部件12的使用量，达成接头构造1的轻量化及材料成本的削减。
有关本实施方式的接头构造1的用途没有被特别限定。在图2中，为了说明有关本实施方式的接头构造1的技术思想，方便性地例示了箱形截面部件，但在对其以外的形状的部件应用接头构造1的情况下，也能够得到良好的接合强度提高效果。
作为有关本实施方式的接头构造1的用途的优选的一例，有具备接头构造1的汽车部件。作为该汽车部件，可以举出汽车的柱、侧边梁、保险杠、前纵梁及车顶纵梁。汽车的柱及车顶纵梁有包括构成用来确保汽车的强度的第1骨架部件及第2骨架部件的两枚高强度钢板、以及配置在第1骨架部件及第2骨架部件的外侧的外面板的情况。
这里，可以将第1骨架部件及第2骨架部件用的高强度钢板作为有关本实施方式的接头构造1的第1板状部件11及第2板状部件12，将外面板作为第3板状部件13。
即，对于图30A所示的车体4的各部位，应用图30B～图30G所示那样的汽车部件2。这样的汽车部件2具备第1骨架部件21、第2骨架部件22、外面板23和多个接合部25。第1骨架部件21、第2骨架部件22、外面板23及多个接合部25相当于上述的接头构造1中的第1板状部件11、第2板状部件12、第3板状部件13及多个接合部15。
第2骨架部件22在第2骨架部件22的板厚方向上与第1骨架部件21重叠。外面板23在第2骨架部件22的板厚方向上重叠在第2骨架部件22的重叠着第1骨架部件21的一侧的相反侧。箭头X方向、箭头Y方向及箭头Z方向是相互正交的方向。箭头Z方向相当于第2骨架部件22的板厚方向。
多个接合部25形成在第1骨架部件21、第2骨架部件22及外面板23重叠的部分，将第1骨架部件21、第2骨架部件22及外面板23相互接合。多个接合部25沿着第1骨架部件21及第2骨架部件22的端部隔开间隔地形成。箭头X方向相当于沿着第1骨架部件21及第2骨架部件22的端部的方向，即多个接合部25隔开间隔地排列的方向。
外面板23具有折回部231。折回部231至少在多个接合部25之间在第1骨架部件21及第2骨架部件22的端部被折回，被配置在第1骨架部件21的重叠着第2骨架部件22的一侧的相反侧。
由此，能够不使汽车的部件件数增大而使柱及车顶纵梁等的汽车部件2的弯曲强度提高，使汽车的碰撞安全性提高。具体而言，通过将有关本实施方式的汽车部件2应用于B柱(图30C)，能够减轻侧面碰撞时的接合部25的断裂，通过对车顶纵梁(图30D)应用，能够减轻杆柱侧面碰撞时的接合部25的断裂，通过对侧边梁(图30B)或A柱的下部(图30E)应用，能够减轻小面积重叠碰撞试验中的接合部25的断裂。
此外，通过将有关本实施方式的汽车部件2对保险杠(图30F)或前纵梁(图30G)应用，能够减轻前面碰撞或后面碰撞时的接合部25的断裂。
另外，通过将汽车部件做成有关本实施方式的接头构造1，部件的刚性也附带性地提高，所以也贡献于车体的刚性及NVH(噪声、振动、粗糙度)的提高。当然，汽车部件2也可以具有上述的接头构造1的各特征。
例如，接合部25既可以是焊接部(点焊接部、缝焊接部及激光焊接部等)，也可以是关于上述的接合部15所例示的各种机械的接合手段及摩擦搅拌点接合手段等的非熔融接合手段。关于接合部25的位置、接合部25作为接合对象的部件、缺口部的有无及位置、粘接剂的有无、弯曲部的隆起的有无、以及追加接合部的有无等，也能够如上述的接头构造1那样适当变形。
此外，在具备接头构造1的汽车部件2中，外面板23也可以是构成汽车的外装件的外装面板(外表面面板)。
实施例
(第一实施例)
在第一实施例中，为了确认本发明效果，通过FEM仿真，对本发明例的接头构造和现有技术的接头构造中针对弯曲变形的阻力进行了解析。
在第一实施例中，制作了图31所示的具备现有技术的接头构造41的箱形构造部件42和图32所示的具备本发明例(本实施方式)的接头构造1的箱形构造部件52的解析模型。
这些箱形构造部件42、52为将平板61、第1帽形截面件62及第2帽形截面件63在其端部通过作为点焊接部的多个接合部15而断续地接合的结构。平板61相当于第1板状部件，第1帽形截面件62相当于第2板状部件，第2帽形截面件63相当于第3板状部件。
第1帽形截面件62的抗拉强度设定为270MPa(板厚：0.75mm)，第2帽形截面件63及平板61的抗拉强度设定为1800MPa(板厚：1.6mm)。多个接合部15设定为以50mm间距形成。将作为点焊接部的接合部15的熔核径在第1帽形截面件62与平板61之间以及第1帽形截面件62与第2帽形截面件63之间设为4.3mm、在第1帽形截面件62与第2帽形截面件63之间设为6.3mm。
在图32所示的本发明例的箱形构造部件52中，设定为第2帽形截面件63的端部具有折回部131(宽度15mm)，在图31所示的现有技术的箱形构造部件42中，设定为第2帽形截面件63的端部不具有折回部131。
另外，在图32的FEM仿真中，设想了将折回部131通过接合部15与平板61接合的解析模型、以及不将折回部131通过接合部15与平板61接合的解析模型的两者。
本发明例1是折回部131与接合部15重叠、但不将折回部131通过接合部15与平板61接合的解析模型，即通过接合部15将平板61、第1帽形截面件62及第2帽形截面件63接合的解析模型(3枚重叠焊接)。
本发明例2是折回部131与接合部15重叠、并且将折回部131通过接合部15与平板61接合的解析模型，即通过接合部15将折回部131、平板61、第1帽形截面件62及第2帽形截面件63接合的解析模型(4枚重叠焊接)。
本发明例3是通过接合部15将折回部131、平板61、第1帽形截面件62及第2帽形截面件63接合的解析模型(4枚重叠焊接)，且还是在折回部131设有位于多个接合部15之间的缺口部132(参照图9)的解析模型。
接着，对于这些箱形构造部件42、52，仿真了图33所示的使用一对支承部71和锻锤(impactor)72施加了3点弯曲的情况下的变形的状况。钢板强度与上述相同。图34～图37是计算施加了相同的锻锤72的位移量(100mm)的3点弯曲后的本发明例的箱形构造部件52和比较例(现有技术)的箱形构造部件41的图。图34表示比较例(现有技术)，图35～图37分别表示本发明例1～3。
图38～图41是计算锻锤位移与锻锤引起的载荷的关系的曲线图(位移－载荷曲线图)。图38表示比较例(现有技术)，图39～图41分别表示本发明例1～3。
另外，若将本发明例1～3及比较例(现有技术)的结构及计算结果汇总，则如以下的表1所示。
[表1]
Figure BDA0003274381540000251
如图34所示，比较例(现有技术)的箱形构造部件42，计算为在接合部15之间发生开口46，在该开口46的附近接合部15断裂。如图35～图37所示，本发明例1～3的箱形构造部件52，计算为在接合部15之间开口减轻，接合部15的断裂被减轻。
如图38所示，在关于比较例(现有技术)的箱形构造部件的位移－载荷曲线图中，在锻锤的位移的增大的过程中，可以看到多个载荷暂时性减小的部位。
具体而言，是锻锤位移为约7mm、约20mm及约40mm的部位等。这些部位表示作为点焊接部的接合部的断裂的发生。在现有技术的箱形构造部件中，计算为在锻锤位移达到约7mm的阶段中发生接合部的最初的断裂。此外，在比较例(现有技术)中，计算为箱形构造部件的最大载荷是72kN左右。
另一方面，如图39所示，在本发明例1中，虽然在锻锤位移9mm左右，接合部暂且断裂，但之后的接合部的断裂被减轻，结果计算为箱形构造部件的最大载荷被改善到78kN左右。
如图40所示，在本发明例2中，计算为在锻锤位移达到30mm之前不发生接合部的断裂。预想箱形构造部件的最大载荷是88kN左右。
如图41所示，在本发明例3中，预想锻锤位移达到35mm之前不发生接合部的断裂。计算为箱形构造部件的最大载荷是90kN左右。
因而，在本发明(本发明例1～3)中，计算为接合部的断裂被抑制，箱形构造部件的最大载荷提高。
另外，计算为，在比较例(现有技术)的箱形构造部件上发生最初的点焊接部的断裂之前，比较例(现有技术)与本发明例之间，在位移－载荷曲线图中没有实质性的差异。
(第二实施例)
在上述的第一实施例中，制作将第1帽形截面件、第2帽形截面件及平板的端部叠合并用多个点焊接部断续地接合的箱形构造部件的解析模型，通过FEM仿真解析该解析模型，而在第二实施例中，如图42所示，制作了将第1帽形截面件81及第2帽形截面件82的端部以及第3部件83叠合并用多个接合部15断续地接合的箱形构造部件的实物模型。箱形构造部件42基于比较例(现有技术)，箱形构造部件52基于本发明例。
如图42所示，在比较例(现有技术)的箱形构造部件42中，将第3部件83做成平板状。即，在比较例(现有技术)的箱形构造部件42中，第3部件83不具有折回部。另一方面，在本发明例的箱形构造部件52中，将第3部件83做成了具有折回构造130的结构。折回构造130由折回部131和其对置部133以及将它们连结的连结部135构成。另外，第3部件83本来设想了外面板，如图30B的外面板23那样设想了将汽车部件2的单侧(外侧)覆盖的构造，但在本实验中，为了构造的简略化，如图42所示那样仅设定在第1帽形截面件81及第2帽形截面件82的端部(凸缘部)。
第1帽形截面件81及第2帽形截面件82的抗拉强度设为2GPa级热冲压钢板(板厚：1.6mm)。第3部件83的抗拉强度设为270MPa级GA镀层(板厚：0.7mm)。多个接合部15是点焊接部，以50mm间距形成。
在第3部件83与第1帽形截面件81之间、以及第3部件83与第2帽形截面件82之间的熔核径为4√t(t：0.7mm)＝3.3mm以上的条件下将接合部15通过点焊接形成。此时，第1帽形截面件81及第2帽形截面件82之间的熔核径为4.5√t(t：1.6mm)＝5.7mm以上。
本发明例的箱形构造部件52是第1帽形截面件81的端部、第2帽形截面件82的端部、折回部131及对置部133被点焊接的4枚重叠焊接，比较例的箱形构造部件42是第1帽形截面件81的端部、第2帽形截面件82的端部及平板状的第3部件83被点焊接的3枚重叠焊接。
接着，对于这些箱形构造部件42、52，进行了使用图43所示的一对支承部71和锻锤72施加3点弯曲的实验。图44、图45是施加了相同的锻锤位移量(100mm)的3点弯曲后的本发明例的箱形构造部件52和比较例(现有技术)的箱形构造部件42的照片。图44表示比较例(现有技术)，图45表示本发明例。
图46是测量锻锤位移与锻锤引起的载荷的关系的曲线图(位移－载荷曲线图)。曲线图G1表示比较例(现有技术)，曲线图G2表示本发明例。
如图44所示，在比较例(现有技术)的箱形构造部件42中，接合部15断裂，在第1帽形截面件81与第2帽形截面件82之间发生开口46，在该开口46的附近接合部15断裂。另一方面，如图45所示，本发明例的箱形构造部件52，在第1帽形截面件81与第2帽形截面件82之间开口被抑制，接合部15(参照图42)的断裂被抑制。
如图46的曲线图G1所示，在关于比较例(现有技术)的箱形构造部件的位移－载荷中，在锻锤的位移为约50mm的阶段，载荷急剧地减小。这是因为，在锻锤的位移为约50mm的阶段，在第1帽形截面件81与第2帽形截面件82之间发生开口，在该开口的附近接合部15(参照图42)断裂。
另一方面，如曲线图G2所示，在本发明例中，在锻锤的位移为约50mm～约80mm的阶段中，能够维持较高的载荷。此外，在本发明例中，与比较例(现有技术)相比能够提高最大载荷。推测这是因为，在锻锤的位移为约50mm～约80mm的阶段中，在第1帽形截面件81与第2帽形截面件82之间开口被抑制，接合部15(参照图42)的断裂被抑制。这样，在本发明例中，由于接合部15的断裂被抑制，所以能够维持载荷较高的状态，并且能够提高最大载荷。
另外，该第二实施例，在比较例(现有技术)的箱形构造部件42中发生最初的接合部15的断裂之前，比较例(现有技术)与本发明例之间，在位移－载荷曲线图中没有实质性的差异。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供接合部不易断裂的接头构造。尤其是，本发明通过抑制有因焊接而韧性下降的情况的高强度钢板所构成的接头构造的断裂，能够提高部件性能。因而，本发明具有较高的产业上的可利用性。
标号说明
1接头构造；2汽车部件；3电极；4车体；11第1板状部件；12第2板状部件；13第3板状部件；14第4板状部件；15接合部；16追加接合部；17粘接剂；18缺口部；21第1骨架部件(第1板状部件的一例)；22第2骨架部件(第2板状部件的一例)；23外面板(第3板状部件的一例)；25接合部；52箱形构造部件；61平板(第1板状部件的一例)；62第1帽形截面件(第2板状部件的一例)；63第2帽形截面件(第3板状部件的一例)；81第1帽形截面件；82第2帽形截面件；83第3部件；131折回部；131A 折回片；132缺口部；133对置部；135连结部；140辊；231折回部。

Claims (20)

1.一种接头构造，其特征在于，
具备：
第1板状部件；
第2板状部件，与上述第1板状部件在板厚方向重叠；
第3板状部件，在上述板厚方向重叠在上述第2板状部件的重叠着上述第1板状部件的一侧的相反侧；以及
多个接合部，形成在上述第1板状部件、上述第2板状部件及上述第3板状部件被重叠的部分上，将上述第1板状部件、上述第2板状部件及上述第3板状部件相互接合，
上述多个接合部沿着上述第1板状部件及上述第2板状部件的端部隔开间隔地形成，
上述第3板状部件至少在上述多个接合部之间具有折回部，该折回部在上述第1板状部件及上述第2板状部件的上述端部被折回，被配置在上述第1板状部件的重叠着上述第2板状部件的一侧的相反侧。
2.如权利要求1所述的接头构造，其特征在于，
上述第3板状部件的板厚比上述第1板状部件的板厚及上述第2板状部件的板厚薄。
3.如权利要求1或2所述的接头构造，其特征在于，
在上述板厚方向观察时上述多个接合部与上述折回部重叠。
4.如权利要求3所述的接头构造，其特征在于，
上述多个接合部将上述第3板状部件的上述折回部与上述第1板状部件接合。
5.如权利要求1或2所述的接头构造，其特征在于，
在上述板厚方向观察时上述多个接合部被配置在从与上述折回部重叠的区域偏离的位置。
6.如权利要求1～5中任一项所述的接头构造，其特征在于，
在上述板厚方向观察时上述折回部在上述多个接合部之间具有缺口部。
7.如权利要求1～5中任一项所述的接头构造，其特征在于，
在上述板厚方向观察时上述折回部在与上述多个接合部重叠的位置具有多个缺口部。
8.如权利要求1～5中任一项所述的接头构造，其特征在于，
在上述板厚方向观察时，上述折回部在与上述多个接合部中的一部分的接合部重叠的位置，具有沿着上述第1板状部件及上述第2板状部件的上述端部隔开间隔地形成的多个缺口部。
9.如权利要求1～8中任一项所述的接头构造，其特征在于，
上述折回部具有沿着上述第1板状部件及上述第2板状部件的端部而隔开间隔地形成的多个折回片，
上述第1板状部件的上述端部及上述第2板状部件的上述端部各自的一部分位于上述多个折回片之间。
10.如权利要求1～9中任一项所述的接头构造，其特征在于，
上述多个接合部是从由机械接合手段、摩擦搅拌点接合手段、点焊接部、缝焊接部、及激光焊接部构成的组中选择的一种以上。
11.如权利要求1～10中任一项所述的接头构造，其特征在于，
上述第1板状部件、上述第2板状部件及上述第3板状部件中的1个以上是钢板。
12.如权利要求1～11中任一项所述的接头构造，其特征在于，
上述第1板状部件及上述第2板状部件的一方或双方是抗拉强度为780MPa以上的钢板。
13.如权利要求1～12中任一项所述的接头构造，其特征在于，
上述第3板状部件是抗拉强度为270MPa以上且小于390MPa的钢板或铝板。
14.如权利要求1～13中任一项所述的接头构造，其特征在于，
上述接头构造还具备追加接合部，
上述第3板状部件具有隔着上述第1板状部件及第2板状部件与上述折回部对置的对置部，
上述追加接合部将上述对置部、上述第2板状部件、上述折回部接合而不将上述第1板状部件和上述第2板状部件接合，或者，将上述对置部、上述第1板状部件、上述折回部接合而不将上述第1板状部件和上述第2板状部件接合。
15.如权利要求1～14中任一项所述的接头构造，其特征在于，
上述接头构造还具备与上述第1板状部件、上述第2板状部件及上述第3板状部件的任一个在上述板厚方向重叠的第4板状部件，
上述多个接合部被形成在上述第1板状部件、上述第2板状部件、上述第3板状部件及上述第4板状部件被重叠的部分上，将上述第1板状部件、上述第2板状部件、上述第3板状部件及上述第4板状部件相互接合。
16.一种汽车部件，其特征在于，
具备权利要求1～15中任一项所述的接头构造，
上述第1板状部件是第1骨架部件，
上述第2板状部件是与上述第1骨架部件在上述板厚方向重叠的第2骨架部件，
上述第3板状部件是在上述板厚方向重叠在上述第2骨架部件的重叠着上述第1骨架部件的一侧的相反侧的外面板。
17.如权利要求16所述的汽车部件，其特征在于，
上述外面板是构成汽车的外装件的外装面板。
18.如权利要求16所述的汽车部件，其特征在于，
上述汽车部件是A柱、B柱、侧边梁、保险杠、前纵梁或车顶纵梁。
19.一种接头构造的制造方法，其特征在于，
在板厚方向将第1板状部件和第2板状部件重叠，并且在板厚方向将第3板状部件重叠在上述第2板状部件的重叠着上述第1板状部件的一侧的相反侧，
在上述第1板状部件、上述第2板状部件及上述第3板状部件被重叠的部分上，沿着上述第1板状部件及上述第2板状部件的端部隔开间隔地形成多个接合部，将上述第1板状部件、上述第2板状部件及上述第3板状部件相互接合，并且在上述第3板状部件，至少在上述多个接合部之间形成折回部，该折回部在上述第1板状部件及上述第2板状部件的上述端部被折回，被配置在上述第1板状部件的重叠着上述第2板状部件的一侧的相反侧。
20.如权利要求19所述的接头构造的制造方法，其特征在于，
使辊沿着上述第1板状部件及上述第2板状部件的端部移动，一边通过上述辊加压一边形成上述折回部。
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