JP2010214454A - 異材継手構造及び異材継手構造の製造方法 - Google Patents
異材継手構造及び異材継手構造の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】鉄部材23を軽合金により鋳包む異材継手構造40において、鉄部材23にアンカ孔41を設け、このアンカ孔41をバーリング孔に形成し、バーリング孔(アンカ孔)41を、千鳥状に配置する。
【選択図】図5
Description
この種の異材継手構造は、異種金属同士で形成された部品同士の接合強度を向上させるものであった。このような、異材継手構造として、アルミニウムダイキャスト部品の成形時にスチール製の継手部品を一体的に形成するものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
なお、複数のアンカ孔111は単純孔(ピアス)である。
そこで、アンカ部112の径を大きく設定する場合にも、「アンカ孔111のアンカ孔間破断A5」の破断荷重の低下を防止できることが好ましい。
請求項1に係る発明では、鉄部材を軽合金により鋳包む。鉄部材にアンカ孔を設け、このアンカ孔をバーリング孔に形成したので、鉄部材(スチール)側の隣接するアンカ孔間の断面積が増加することにより引張り強さを増大することができる。さらに、鉄部材(スチール)の応力集中を防止し、鉄部材側における最も弱いと予想されるアンカ孔の廻りを補強することができる。これにより、鉄部材の破断予想箇所を強化することができる。
この結果、アンカ孔に形成されるアルミニウム等の軽合金のアンカ部の径を大きく設定する場合にも、アンカ孔のアンカ孔間破断の破断荷重の低下を防止することができ、総合的に、鉄部材を鋳包む軽合金のダイキャスト部品と鉄部材(継手部品)との強度のバランスを確保することができる。
鉄部材103側のアンカ孔111は、径dの単純孔(ピアス)で形成されている。比較例の鉄部材103では、単純孔(ピアス)111の抜き方向の高さはh1である。
単純孔内壁間の断面積S1はLxh1にて表され、バーリング孔内壁間の断面積S2はLxh1+2h1(h2−h1)に近似される。h2>h1なので、バーリング孔41,41の内壁間の断面積S2は、単純孔111,111の内壁間の断面積S1よりも大きい(S2>S1)。
なお、上記に説明した「鉄部材23の隣接するバーリング孔41,41の内壁間の断面積の増加(S2−S1)による引張り強さの増加」を第1の効果と記す。
比較例の異材継手構造100では、単純孔111の抜き方向に直交する方向にダイキャスト部材(母材)101及び鉄部材103に引張り荷重を作用させたときに、ダイキャスト部品101のアンカ部112の上面ではせん断荷重f1が発生し、ダイキャスト部品101のアンカ部112の下面ではせん断荷重f1に等しいせん断荷重f2が発生し、せん断荷重f1,f2の逆方向に、せん断荷重f1+f2につり合う反力f3が発生する。
アンカ部112でのせん断破断A2での引張り強さa2、鉄部材103の端部破断A4での引張り強さa4、アンカ孔111のアンカ孔間破断A5での引張り強さa5で表される。
アンカ部42でのせん断破断B2での引張り強さb2、鉄部材23の端部破断B4での引張り強さb4、アンカ孔41のアンカ孔間破断B5での引張り強さb5で表される。なお、破断B2,B4,B5は、図15(a)に示される破断A2,A4,A5と同様の破断形態(破断位置も含む)である。
図10(b)に示されたように、実施例の異材継手構造40(図5参照)では、引張り強さb2はa2+α2で表され、アンカ部112でのせん断破断A2(図10a参照)に対して引っ張り強さα2だけ向上する。
引張り強さb4はa4+α4で表され、鉄部材103の端部破断A4(図10a参照)に対して引っ張り強さα4だけ向上する。
引張り強さb5はa5+α5で表され、アンカ孔111のアンカ孔間破断A5(図10(a)参照)に対して引っ張り強さα5だけ向上する。
アンカ部62でのせん断破断C2での引張り強さc2、アンカ孔(バーリング孔)61のアンカ孔間破断C5での引張り強さc5で表される。なお、破断C2,C5は、図15(a)に示される破断A2,A5と同様の破断形態(破断位置も含む)である。
実施例2の異材継手構造50では、異材継手構造40のバーリング孔41の径dから径d2に縮小した(d2<d)。
ところで、実施例2の異材継手構造50では、バーリング孔61を径d2に縮小した。従って、バーリング孔61を径d2に縮小したので、アンカ部62のせん断破断C2の引張り強さc2は、実施例の異材継手構造40のアンカ部42でのせん断破断B2での引張り強さb2よりも低下する。
なお、図12において、縦軸は引張り強さである。また、鉄部材53の端部破断C4は、図15(a)に示される破断A4と同様の破断形態(破断位置も含む)である。
また、ダイキャスト部品21に鋳包まれる側の部材は、鉄部材に限らず、アルミニウム等の他の金属であってもよい。
Claims (4)
- 鉄部材を軽合金により鋳包む異材継手構造において、
前記鉄部材にアンカ孔を設け、このアンカ孔をバーリング孔に形成することを特徴とする異材継手構造。 - 前記バーリング孔を、千鳥状に配置することを特徴とする請求項1記載の異材継手構造。
- 前記バーリング孔を、複数列整列して配置することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の異材継手構造。
- 鉄部材を軽合金により鋳包む異材継手構造の製造方法であり、
前記鉄部材にアンカ孔を設け、このアンカ孔をバーリング孔に形成するときに、このバーリング孔の径を、前記アンカ孔の前記軽合金の注入部分の引張り強さが単純孔の場合と略同一引張り強さになるまで小さく設定することを特徴とする異材継手構造の製造方法。
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