JP2020032426A - Junction structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接合構造に関し、特に、第1接合面を含む第1金属部材と、第1接合面に対向する第2接合面を含む第2金属部材とを備える接合構造に関する。 The present invention relates to a bonding structure, and more particularly to a bonding structure including a first metal member including a first bonding surface and a second metal member including a second bonding surface facing the first bonding surface.
従来、第1接合面を含む第1金属部材と、第1接合面に対向する第2接合面を含む第2金属部材とを備える接合構造が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a joint structure including a first metal member including a first joint surface and a second metal member including a second joint surface facing the first joint surface is known (for example, see Patent Document 1).
上記特許文献1には、端面(以下、第1端面)を含む板材(以下、第1板材)と、端面(以下、第2端面)を含む板材(以下、第2板材)とを備える接合構造が開示されている。ここで、上記接合構造では、回転工具(接合工具)を用いて、第1端面と第2端面とを突き合わせた状態の突き合わせ面が摩擦撹拌接合される。接合工具は、突き合わせ面に上方から下方に挿入される小径部と、小径部を回転させる大径部とを含んでいる。
上記特許文献1の接合構造では、第1板材の第1端面と第2板材の第2端面とを突き合わせた状態で、第1板材および第2板材がベッドに固定される。この接合構造では、接合工具の小径部を第1端面と第2端面との突き合わせ面に挿入される。そして、接合構造では、水平方向に沿って接合工具が移動される。この際、第1板材および第2板材がベッドに接合しないように、接合工具は、小径部の下端部を突き合わせ面の下端部よりも上方に配置させた状態で、水平方向に沿って移動される。
In the joining structure of
これにより、上記特許文献1の接合構造では、第1板材と第2板材との突き合わせ面において、突き合わせ面の下端部よりもわずかに上方の部分までが未接合部となり、未接合部の上端部よりも上方の部分が接合部となる。ここで、未接合部は、接合部から下方に延びる切欠形状を有している。
Thus, in the joint structure of
しかしながら、上記特許文献1の接合構造では、接合部に荷重がかけられた場合、切欠形状の未接合部に応力集中が生じる。このため、突き合わせ面を含む第1板材と第2板材との接合部が、未接合部に生じた応力集中に起因して分離する場合があるという問題点がある。
However, in the joining structure of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、接合部が応力集中に起因して分離することを抑制することが可能な接合構造を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a bonding structure capable of suppressing separation of a bonding portion due to stress concentration. To provide.
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における接合構造は、第1接合面を含む第1金属部材と、第1接合面に第1方向において対向する第2接合面を含む第2金属部材と、第1接合面と第2接合面とが摩擦撹拌接合された接合部と、接合部の端部に形成される未接合部とを備え、未接合部には、応力逃がし用凹部が設けられている。 In order to achieve the above object, a bonding structure according to one aspect of the present invention includes a first metal member including a first bonding surface and a second metal member including a second bonding surface opposed to the first bonding surface in a first direction. A metal member, a joining portion in which the first joining surface and the second joining surface are friction stir joined, and an unjoined portion formed at an end of the joined portion, wherein the unjoined portion has a stress relief recess. Is provided.
この発明の一の局面による接合構造は、上記のように、未接合部には、応力逃がし用凹部が設けられている。これにより、未接合部が切欠形状の場合よりも、未接合部に生じる応力の急激な増加を緩和させることができるので、接合構造に荷重がかけられた際の未接合部に生じる応力集中を抑制することができる。この結果、第1金属部材と第2金属部材との接合部が、未接合部に生じた応力集中に起因して分離することを抑制することができる。 In the joint structure according to one aspect of the present invention, as described above, the non-joined portion is provided with the stress relief concave portion. This makes it possible to alleviate a sudden increase in stress occurring in the unjoined portion, as compared with the case where the unjoined portion has a notched shape, thereby reducing the stress concentration occurring in the unjoined portion when a load is applied to the joined structure. Can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the joint between the first metal member and the second metal member from being separated due to the concentration of stress generated in the unjoined portion.
上記一の局面による接合構造において、好ましくは、応力逃がし用凹部は、上記第1方向と、接合部と未接合部とが互いに隣接する方向である第2方向とに直交する第3方向に延びる溝状に形成されている。 In the joint structure according to the one aspect, preferably, the stress relief recess extends in a third direction orthogonal to the first direction and a second direction in which the joined portion and the unjoined portion are adjacent to each other. It is formed in a groove shape.
このように構成すれば、未接合部に第3方向に延びる溝状の応力逃がし用凹部を設けることにより、接合構造に荷重がかけられた際の未接合部に生じる応力集中をより広範囲にわたって抑制することができる。この結果、第1金属部材と第2金属部材との接合部が、未接合部に生じた応力集中に起因して分離することをより確実に抑制することができる。 With this configuration, by providing the groove-shaped stress relief recess extending in the third direction in the unjoined portion, the concentration of stress generated in the unjoined portion when a load is applied to the joined structure is suppressed over a wider range. can do. As a result, it is possible to more reliably prevent the joint between the first metal member and the second metal member from being separated due to the concentration of stress generated in the unjoined portion.
上記一の局面による接合構造において、好ましくは、応力逃がし用凹部の内底部の角部は、丸みを帯びた形状に形成されている。 In the bonding structure according to the one aspect, the corner of the inner bottom of the stress relief concave portion is preferably formed in a rounded shape.
このように構成すれば、応力逃がし用凹部の内底部の丸みを帯びた角部により、第1金属部材および第2金属部材に荷重がかけられた際、未接合部にかかる応力の急激な増加をより緩和することができる。これにより、未接合部に生じる応力集中をより抑制することができる。 According to this structure, when a load is applied to the first metal member and the second metal member due to the rounded corners of the inner bottom of the stress relief recess, a sharp increase in stress applied to the unjoined portion is achieved. Can be further alleviated. Thereby, the concentration of stress generated in the unjoined portion can be further suppressed.
上記一の局面による接合構造において、好ましくは、応力逃がし用凹部は、第1接合面と第2接合面との境界面よりも第1方向にずれた位置に配置されている。 In the bonding structure according to the one aspect, the stress relief concave portion is preferably disposed at a position shifted in a first direction from a boundary surface between the first bonding surface and the second bonding surface.
このように構成すれば、応力逃がし用凹部を第1方向にずらすことにより、応力逃がし用凹部を境界面上に配置した場合よりも、応力逃がし用凹部がずれた方向に応力集中が生じる箇所をずらすことができる。これにより、第1金属部材および第2金属部材に荷重がかけられた際、接合部において境界面に沿って亀裂が生じたとしても、境界面に沿って応力集中が生じないので、境界面に沿った亀裂を接合部以外の部分に進行させにくくすることができる。 According to this structure, by shifting the stress relief recesses in the first direction, a portion where stress concentration occurs in the direction in which the stress relief recesses are displaced is smaller than when the stress relief recesses are arranged on the boundary surface. Can be shifted. Accordingly, when a load is applied to the first metal member and the second metal member, even if a crack occurs along the boundary surface at the joint, no stress concentration occurs along the boundary surface. It is possible to make it difficult for the along crack to progress to a portion other than the joint.
上記一の局面による接合構造において、好ましくは、応力逃がし用凹部は、箱状の接合構造物の内側面に設けられている。 In the joint structure according to the one aspect, the stress relief concave portion is preferably provided on an inner surface of the box-shaped joint structure.
このように構成すれば、応力逃がし用凹部が設けられる箱状の接合構造物の内側面とは反対側の接合構造物の外側面に対して、摩擦撹拌接合を行うだけで箱状の接合構造を形成することができるので、箱状の接合構造物を容易に形成することができる。 According to this structure, the box-shaped joint structure is formed by simply performing friction stir welding on the outer surface of the joint structure opposite to the inner surface of the box-shaped joint structure provided with the stress relief concave portion. Can be formed, so that a box-shaped joint structure can be easily formed.
なお、本出願では、上記一の局面による接合構造において、以下の構成も考えられる。 In the present application, the following configuration is also conceivable in the joint structure according to the above aspect.
(付記項1)
すなわち、上記一の局面による接合構造において、未接合部は、第1接合面の端部から第1方向の一方側に窪むように設けられた凹状段差部と、第2接合面の端部から第1方向の一方側に突出するように設けられた凸状段差部とを含み、応力逃がし用凹部は、凹状段差部と凸状段差部との間に形成されている。
(Appendix 1)
That is, in the bonding structure according to the above one aspect, the unbonded portion is provided with a concave stepped portion provided so as to be depressed to one side in the first direction from the end of the first bonding surface, and the unbonded portion is formed from the end of the second bonding surface. A convex relief portion provided so as to protrude to one side in one direction, and the stress relief concave portion is formed between the concave convex portion and the convex convex portion.
このように構成すれば、凹状段差部に凸状段差部を合わせるだけで、第1金属部材と第2金属部材との位置合わせを行うことができるので、接合構造の組み立てを容易にすることができる。 According to this structure, since the first metal member and the second metal member can be aligned only by adjusting the convex step to the concave step, the assembly of the joint structure can be facilitated. it can.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
まず、図1〜図6を参照して、第1実施形態による接合構造1の構成について説明する。接合構造1は、図1に示すように、金属部材を突き合わせた部位を、摩擦撹拌接合により接合するように構成されている。
[First Embodiment]
First, the configuration of the
具体的には、接合構造1は、第1接合面2dを含む第1金属部材2と、第1接合面2dにX方向(特許請求の範囲の「第1方向」の一例)において対向する第2接合面3dを含む第2金属部材3とを備えている。第1金属部材2と第2金属部材3とは、回転ツール4を用いて接合されている。接合構造1は、第1接合面2dと第2接合面3dとが摩擦撹拌接合された接合部5と、接合部5の端部に形成される未接合部6とを備えている。接合部5および未接合部6では、回転ツール4を用いた接合により形成されている。
Specifically, the
なお、上記したように第1接合面2dと第2接合面3dとが対向する方向をX方向とし、接合部5と未接合部6とが互いに隣接する方向をY方向(特許請求の範囲の「第2方向」の一例)とし、X方向およびY方向に直交する方向をZ方向(特許請求の範囲の「第3方向」の一例)とする。また、X方向の一方側をX1方向、他方側をX2方向とする。同様に、Y方向の一方側をY1方向、他方側をY2方向とする。Z方向の一方側をZ1方向、他方側をZ2方向とする。
As described above, the direction in which the
図2に示す第1金属部材2は、アルミニウム、銅またはチタンなどの金属部材により形成されている。また、第1金属部材2は、多面体(長方体)に凹部を形成した立体形状により形成されている。つまり、第1金属部材2は、第1部材本体2aと、第1部材本体2aのX1方向側の平面(以下、第1平面2b)をX1方向側に窪ませた第1凹部2cとを含んでいる。ここで、第1平面2bにおける第1凹部2c以外の部分は、上記した第1接合面2dである。
The
第1凹部2cは、溝部21と、段部22とを有している。第1凹部2cは、溝部21と段部22とにより階段形状に形成されている。段部22は、溝部21のX2方向側の端部から連続して形成されている。
The
溝部21は、第1平面2bを第1所定距離D1の分だけX1方向に窪ませている。つまり、溝部21は、X1方向側に窪む凹形状に形成されている。溝部21は、Z1方向側から視て矩形形状に形成されている。
The
段部22は、X2方向側から視てC字形状に形成されている。段部22は、第1平面2bを第2所定距離D2の分だけX1方向に窪ませている。つまり、段部22は、X1方向側に窪む凹形状に形成されている。また、X方向に直交する方向の一方側を長手方向とし、他方側を短手方向とする。長手方向において、段部22は、第3所定距離D3を有している。短手方向において、段部22の内側面23は、溝部21の内側面24よりも第4所定距離D4ずれた位置に配置されている。以下に、段部22についてより詳細に説明する。
The
段部22は、溝部21のY1方向側の内側面24aに形成される第1段状部22aと、溝部21のY2方向側の内側面24bに形成される第2段状部22bと、溝部21のZ2方向側の内側面24cに形成される第3段状部22cとを有している。第1段状部22a、第2段状部22bおよび第3段状部22cは、それぞれ、略同一形状に形成されている。
The
詳細には、第1段状部22aは、X方向に第2所定距離D2を有し、Z方向(長手方向)に第3所定距離D3を有し、Y方向(短手方向)に第4所定距離D4を有している。第2段状部22bは、X方向に第2所定距離D2の長さを有し、Z方向(長手方向)に第3所定距離D3を有し、Y方向(短手方向)に第4所定距離D4を有している。第3段状部22cは、X方向に第2所定距離D2の長さを有し、Y方向(長手方向)に第3所定距離D3を有し、Z方向(短手方向)に第4所定距離D4を有している。
Specifically, the first stepped
図3に示す第2金属部材3は、アルミニウム、銅またはチタンなどの金属部材により形成されている。また、第2金属部材3は、多面体(長方体)に凹部を形成した立体形状により形成されている。つまり、第2金属部材3は、第2部材本体3aと、第2部材本体3aのX1方向側の平面(以下、第2平面3b)をX2方向側に窪ませた第2凹部3cとを含んでいる。ここで、第2平面3bにおける第2凹部3c以外の部分は、上記した第2接合面3dである。
The
第2凹部3cは、溝部31と、段部32とを有している。すなわち、第2凹部3cは、溝部31と段部32とにより階段形状に形成されている。段部32は、溝部31のX1方向側の端部から連続して形成されている。
The
溝部31は、第2平面3bを第1所定距離D1の分だけX2方向に窪ませている。つまり、溝部31は、X2方向側に窪む凹形状に形成されている。溝部31は、Z1方向側から視て矩形形状に形成されている。
The
段部32は、X1方向側から視てC字形状に形成されている。段部32は、第2平面3bを第2所定距離D2の分だけX2方向に窪ませている。つまり、段部32は、X2方向側に窪む凹形状に形成されている。また、X方向に直交する方向の一方側を長手方向とし、他方側を短手方向とする。長手方向において、段部32は、第3所定距離D3を有している。短手方向において、段部32の内側面33は、溝部31の内側面34よりも第4所定距離D4ずれた位置に配置されている。以下に、段部32についてより詳細に説明する。
The
段部32は、溝部31のY1方向側の内側面34aに形成される第4段状部32aと、溝部31のY2方向側の内側面34bに形成される第5段状部32bと、溝部31のZ2方向側の内側面34cに形成される第6段状部32cとを有している。第4段状部32a、第5段状部32bおよび第6段状部32cは、それぞれ、略同一形状に形成されている。
The
詳細には、第4段状部32aは、X方向に第2所定距離D2を有し、Z方向(長手方向)に第3所定距離D3を有し、Y方向(短手方向)に第4所定距離D4を有している。第5段状部32bは、X方向に第2所定距離D2の長さを有し、Z方向(長手方向)に第3所定距離D3を有し、Y方向(短手方向)に第4所定距離D4を有している。第6段状部32cは、X方向に第2所定距離D2の長さを有し、Y方向(長手方向)に第3所定距離D3を有し、Z方向(短手方向)に第4所定距離D4を有している。
Specifically, the fourth stepped
なお、第1金属部材2および第2金属部材3は、互いに、同種の金属であってもよいし、異種の金属であってもよい。
Note that the
次に、図1を参照して、回転ツール4について説明する。図1では、回転ツール4を用いて、第1金属部材2の第1接合面2dと、第2金属部材3の第2接合面3dとを摩擦撹拌接合している状態が示されている。
Next, the
回転ツール4は、第1金属部材2の第1接合面2dと第2金属部材3の第2接合面3dとを突き合わせた突き合わせ部分Pに摩擦熱を供給することにより、第1金属部材2および第2金属部材3を軟化させて接合させるように構成されている。具体的には、回転ツール4は、ツール本体41と、ロータリモータ駆動部42と、加圧機構部(図示せず)と、プローブ43とを含んでいる。ここで、ツール本体41の一方側には、ロータリモータ駆動部42が設けられている。ツール本体41の他方側には、プローブ43が設けられている。
The
ツール本体41は、円柱形状に形成されている。ロータリモータ駆動部42は、ツール本体41およびプローブ43を一体的に回転させるように構成されている。加圧機構部は、ロータリモータ駆動部42によりツール本体41およびプローブ43を一体的に回転させながら、突き合わせ部分Pに向かってロータリモータ駆動部42、ツール本体41およびプローブ43を移動させるように構成されている。
The tool
プローブ43は、ツール本体41の一端からツール本体41の同軸心線上に配置されている。プローブ43は、ツール本体41からロータリモータ駆動部42とは反対側に突出している。プローブ43は、ツール本体41よりも小径に形成されている。プローブ43は、ロータリモータ駆動部42により、ツール本体41とともに一体的に回転可能なように構成されている。
The
(第1金属部材と第2金属部材との接合方法)
ここで、図4を参照して、第1金属部材2と第2金属部材3との回転ツール4を用いた接合方法について説明する。なお、図4は、第1金属部材2の第1接合面2dと第2金属部材3の第2接合面3dとを、X方向において重ねた状態における突き合わせ部分P(図1参照)の模式的な断面図である。
(Method of joining first metal member and second metal member)
Here, a method of joining the
接合構造1では、回転ツール4を移動方向に沿って移動させることにより、第1金属部材2の第1接合面2dと第2金属部材3の第2接合面3dとを突き合わせた突き合わせ部分Pが接合される。ここで、回転ツール4は、プローブ43の回転中心軸線を、第1接合面2dと第2接合面3dとの突き合わせ面に沿わせた軌跡上を移動する。
In the joining
詳細には、接合構造1では、回転ツール4により、Y1方向側の突き合わせ部分Pが接合される。すなわち、接合構造1では、バックアップ板9をY1方向側の突き合わせ部のY2方向側の端部に当てた状態で、Y1方向側の突き合わせ部分Pに回転ツール4のプローブ43が挿入される。そして、接合構造1では、プローブ43を回転させながら第1接合方向(Z2方向)に回転ツール4を移動させることにより、Y1方向側のZ方向に延びる突き合わせ部分Pが接合される。ここで、Y1方向側の突き合わせ部分Pを接合した部分を第1接合部分7aとする。
Specifically, in the joining
次に、接合構造1では、Y1方向側の突き合わせ部分Pの接合の後にZ2方向側の突き合わせ部分Pが接合される。すなわち、接合構造1では、バックアップ板9をZ2方向側の突き合わせ部分PのZ1方向側の端部に当てた状態で、Z2方向側の突き合わせ部分Pに回転ツール4のプローブ43が挿入される。そして、接合構造1では、プローブ43を回転させながら第2接合方向(Y2方向)に回転ツール4を移動させることにより、Z2方向側のY方向に延びる突き合わせ部分Pが接合される。ここで、Z2方向側の突き合わせ部分Pを接合した部分を第2接合部分7bとする。
Next, in the
次に、接合構造1では、Z2方向側の突き合わせ部分Pの接合の後にY2方向側の突き合わせ部分Pが接合される。すなわち、接合構造1では、バックアップ板9をY2方向側の突き合わせ部分PのY1方向側の端部に当てた状態で、Y2方向側の突き合わせ部分Pに回転ツール4のプローブ43が挿入される。そして、接合構造1では、プローブ43を回転させながら第3接合方向(Z1方向)に回転ツール4を移動させることにより、Y2方向側のZ方向に延びる突き合わせ部分Pが接合される。ここで、Y2方向側の突き合わせ部分Pを接合した部分を第3接合部分7cとする。
Next, in the joining
(接合構造物)
このようにして、図5に示すように、第1金属部材2と第2金属部材3とを摩擦撹拌接合した箱状の接合構造物7が形成される。すなわち、接合構造物7は、X方向における略中央部分に配置された接合構造1により形成されている。以下では、接合構造物7における第1接合部分7a、第2接合部分7bおよび第3接合部分7cを含む接合構造1について説明する。なお、第1接合部分7a、第2接合部分7bおよび第3接合部分7cは、互いに同様の構成を有しているので、第1接合部分7aについてのみ説明する。
(Joint structure)
In this way, as shown in FIG. 5, a box-shaped joining
〈接合部〉
接合部5は、上記したように、第1接合面2d(図2参照)と第2接合面3d(図3参照)とが摩擦撹拌接合された部分である。接合部5は、図5および図6に示すように、Z1方向から視て、プローブ43の側面視の形状に近似した略台形形状に形成されている。接合部5は、Y方向にプローブ43の高さと略同じ長さを有するとともに、X方向にプローブ43の幅と略同じ長さを有している。また、接合部5のZ方向の長さは、第1金属部材2および第2金属部材3のそれぞれのZ方向の長さと略同じ長さである。
<Joint>
As described above, the joining
〈応力逃がし用凹部〉
図5および図6に示すように、第1実施形態の未接合部6には、応力逃がし用凹部8が設けられている。応力逃がし用凹部8は、未接合部6(図6のD部分)において、接合構造物7に荷重がかかる(たとえば、物が当たる、圧縮力がかかる、収縮力がかかる)ことに起因する応力集中の発生を抑制するように構成されている。具体的には、応力逃がし用凹部8は、接合部5にY方向において隣接して形成されている。ここで、応力逃がし用凹部8のX方向の中央位置は、接合部5のX方向の中央位置と略同じ位置に配置されている。つまり、応力逃がし用凹部8のX方向の中央位置は、第1接合面2dと第2接合面3dとの境界面BとX方向において略同じ位置に配置されている。
<Stress relief recess>
As shown in FIGS. 5 and 6, the
応力逃がし用凹部8は、図6に示すように、Z1方向から視てC字形状に形成されている。すなわち、応力逃がし用凹部8のZ1方向から視た際の形状は、上記した第1段状部22a(図2参照)および第4段状部32a(図3参照)を合わせることにより形成されている。これにより、応力逃がし用凹部8のX方向に延びる所定の幅A1は、第1段状部22aの第2所定距離D2と第4段状部32aの第2所定距離D2とを足し合わせた長さである。また、応力逃がし用凹部8のY方向に延びる所定の深さA2は、第1段状部22aの第4所定距離D4および第2段状部22bのそれぞれの第4所定距離D4と略同じ長さである。
As shown in FIG. 6, the
ここで、応力逃がし用凹部8の所定の幅A1は、Y1方向側に向かうにしたがい長さを大きくしてもよい。また、応力逃がし用凹部8の所定の幅A1は、所定の深さA2の約1/2以上接合部5のX方向の最大幅以下であることが好ましい。応力逃がし用凹部8の所定の深さA2は、回転ツール4による摩擦撹拌接合の際に、第1金属部材2または第2金属部材3にバックアップ板9を接合させないための必要な深さである。また、応力逃がし用凹部8の所定の深さA2は、たとえば、接合部5のY方向の長さの約1/8以下であることが好ましい。
Here, the predetermined width A1 of the stress relief
応力逃がし用凹部8は、図5に示すように、Z方向に延びる溝状に形成されている。応力逃がし用凹部8のZ方向に延びる溝形状は、上記した第1段状部22a(図2参照)および第4段状部32a(図3参照)を合わせることにより形成されている。応力逃がし用凹部8のZ方向に延びる所定の溝長さA3は、第1段状部22aの第3所定距離D3および第2段状部22bの第3所定距離D3のそれぞれと略同じ長さである。
As shown in FIG. 5, the stress relief
ここで、応力逃がし用凹部8の所定の溝長さA3は、第1金属部材2および第2金属部材3のそれぞれのZ方向の長さよりも小さい。すなわち、応力逃がし用凹部8の所定の溝長さA3は、第1金属部材2および第2金属部材3のそれぞれのZ1方向側の端部から、第1金属部材2および第2金属部材3のそれぞれのZ2方向側の端部よりもZ1方向側の部分までの長さである。
Here, the predetermined groove length A3 of the
図5に示すように、このような応力逃がし用凹部8が、箱状の接合構造物7のX方向に直交する方向に配置された複数(3個)の内側面71に形成されている。複数の内側面71のそれぞれに形成された複数(3個)の応力逃がし用凹部8は、それぞれ、X方向において略同じ位置に配置されている。
As shown in FIG. 5, such
〈収納空間〉
接合構造物7は、図5に示すように、車両に用いられる構成品を収納する収納空間72を内部に有している。収納空間72は、第1金属部材2と第2金属部材3とを接合させた際に、第1凹部2c(図2参照)と第2凹部3c(図3参照)とを合わせることにより形成されている。収納空間72は、X方向に第1金属部材2の溝部21の第1所定距離D1と第2金属部材3の溝部31の第1所定距離D1とを足した長さを有している。収納空間72のY方向の長さは、第1金属部材2のY方向の長さから接合部5のY方向の長さを引いた長さに略等しい。収納空間72のZ方向の長さは、応力逃がし用凹部8のZ方向の長さと略等しい。
<Storage space>
As shown in FIG. 5, the
(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of First Embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
第1実施形態では、上記のように、未接合部6には、応力逃がし用凹部8が設けられている。これにより、未接合部6が切欠形状の場合よりも、未接合部6に生じる応力の急激な増加を緩和させることができるので、接合構造1に荷重がかけられた際の未接合部6に生じる応力集中を抑制することができる。この結果、第1金属部材2と第2金属部材3との接合部5が、未接合部6に生じた応力集中に起因して分離することを抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、応力逃がし用凹部8は、Z方向に延びる溝状に形成されている。これにより、未接合部6にZ方向に延びる溝状の応力逃がし用凹部8を設けることにより、接合構造1に荷重がかけられた際の未接合部6に生じる応力集中をより広範囲にわたって抑制することができる。この結果、第1金属部材2と第2金属部材3との接合部5が、未接合部6に生じた応力集中に起因して分離することをより確実に抑制することができる。
Further, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、応力逃がし用凹部8は、箱状の接合構造物7の内側面71に設けられている。これにより、応力逃がし用凹部8が設けられる箱状の接合構造物7の内側面71とは反対側の接合構造物7の外側面に対して、摩擦撹拌接合を行うだけで箱状の接合構造1を形成することができるので、箱状の接合構造物7を容易に形成することができる。
In the first embodiment, the
[第2実施形態]
図5および図7を参照して、第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、上記第1実施形態とは、応力逃がし用凹部208のZ1方向から視た形状が異なる例について説明する。なお、図中において上記第1実施形態と同様の構成には同じ符号を付して図示する。
[Second embodiment]
The second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, an example will be described in which the shape of the
〈応力逃がし用凹部〉
以下では、接合構造物7における第1接合部分207a、第2接合部分207bおよび第3接合部分207cを含む接合構造1について説明する。なお、第1接合部分207a、第2接合部分207bおよび第3接合部分207cは、互いに同様の構成を有しているので、第1接合部分207aについてのみ説明する。
<Stress relief recess>
Hereinafter, the
図7に示すように、第2実施形態の応力逃がし用凹部208は、Y1方向に向かうにしたがいX方向の中央部分に向かって湾曲するように構成されている。具体的には、応力逃がし用凹部208の内底部273の角部は、丸みを帯びた形状に形成されている。すなわち、応力逃がし用凹部208は、Z1方向から視て略U字形状に形成されている。なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
As shown in FIG. 7, the
(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of Second Embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.
第2実施形態では、上記のように、応力逃がし用凹部208の内底部273の角部は、丸みを帯びた形状に形成されている。これにより、応力逃がし用凹部208の内底部273の丸みを帯びた角部により、第1金属部材2および第2金属部材3に荷重がかけられた際、未接合部6にかかる応力の急激な増加を緩和することができる。この結果、未接合部6に生じる応力集中をより抑制することができる。なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
In the second embodiment, as described above, the corner of the
[変形例]
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更(変形例)が含まれる。
[Modification]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description of the embodiments, and further includes all modifications (modifications) within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
たとえば、上記第1および第2実施形態では、第1金属部材2と第2金属部材3とは、略同じ形状である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1金属部材と第2金属部材とは互いに異なる形状であってもよい。
For example, in the first and second embodiments, the example in which the
また、上記第1および第2実施形態では、接合構造物7における複数(3個)の応力逃がし用凹部8(208)は、X方向において略同じ位置に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接合構造物における複数(3個)の応力逃がし用凹部は、X方向において異なる位置(ずれた位置)に配置されていてもよい。
In the first and second embodiments, the example in which the plurality (three) of the stress relief concave portions 8 (208) in the
また、上記第1および第2実施形態では、応力逃がし用凹部8(208)は、Z1方向から視てC字形状またはU字形状である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、応力逃がし用凹部は、Z1方向から視て円弧形状などであってもよい。 In the first and second embodiments, the stress relief recess 8 (208) has a C-shape or a U-shape when viewed from the Z1 direction. However, the present invention is not limited to this. . In the present invention, the stress relief concave portion may have an arc shape when viewed from the Z1 direction.
また、上記第1および第2実施形態では、応力逃がし用凹部8(208)は、第1接合面2dと第2接合面3dとの境界面BとX方向において略同じ位置に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図8に示す第1変形例のように、応力逃がし用凹部308は、第1接合面2dと第2接合面3dとの境界面BよりもX方向においてずれた位置に配置されていてもよい。具体的には、未接合部6は、第1接合面2dのY2方向側の端部からX1方向側に窪むように設けられた凹状段差部381と、第2接合面3dのY2方向側の端部からX1方向側に突出するように設けられた凸状段差部382とを含んでいる。応力逃がし用凹部308は、凹状段差部381と凸状段差部382との間に形成されている。これにより、応力逃がし用凹部308をX方向にずらすことにより、応力逃がし用凹部308を境界面B上に配置した場合よりも、応力逃がし用凹部308がずれた方向に応力集中が生じる箇所をずらすことができる。これにより、第1金属部材2および第2金属部材3に荷重がかけられた際、接合部5において境界面Bに沿って亀裂が生じたとしても、境界面Bに沿って応力集中が生じないので、境界面Bに沿った亀裂を接合部5以外の部分に進行させにくくすることができる。また、凹状段差部381に凸状段差部382を合わせるだけで、第1金属部材2と第2金属部材3との位置合わせを行うことができるので、接合構造1の組み立てを容易にすることができる。
In the first and second embodiments, the stress relief recess 8 (208) is disposed at substantially the same position in the X direction as the boundary surface B between the first
また、上記第1および第2実施形態では、接合構造物7は、X方向における略中央部分に配置された接合構造1により形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図9に示す第2変形例のように、接合構造物407は、X方向におけるX1方向側(X2方向側)の端部に配置された接合構造401により形成されてもよい。
Further, in the first and second embodiments, the example in which the
また、第1および第2実施形態では、接合構造物7は、内部に車両に用いられる構成品を収納する収納空間72を有している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接合構造物は、内部に車両に用いられる構成品以外の構成品を収納する収納空間を有していてもよい。
Further, in the first and second embodiments, the example in which the
1、401 接合構造
2 第1金属部材
2d 第1接合面
3 第2金属部材
3d 第2接合面
5 接合部
6 未接合部
7、407 接合構造物
8、208、308 応力逃がし用凹部
71 内側面
273 内底部
B 境界面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,401 Joining
Claims (5)
前記第1接合面に第1方向において対向する第2接合面を含む第2金属部材と、
前記第1接合面と前記第2接合面とが摩擦撹拌接合された接合部と、
前記接合部の端部に形成される未接合部とを備え、
前記未接合部には、応力逃がし用凹部が設けられている、接合構造。 A first metal member including a first joint surface;
A second metal member including a second bonding surface facing the first bonding surface in a first direction;
A joint in which the first joint surface and the second joint surface are friction stir welded,
And an unjoined portion formed at an end of the joined portion,
A joining structure, wherein a stress relief recess is provided in the unjoined portion.
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