JP7020321B2

JP7020321B2 - 板材同士の接合構造

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Publication number: JP7020321B2
Application number: JP2018128427A
Authority: JP
Inventors: 茂稲森
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-07-05
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2022-02-16
Anticipated expiration: 2038-07-05
Also published as: US11015634B2; DE102019113978A1; JP2020008053A; CN110685981B; US20200011361A1; CN110685981A

Description

本発明は、板材同士の接合構造に関する。

下記特許文献１には、ＦＤＳ（ＦｌｏｗＤｒｉｌｌｉｎｇＳｃｒｅｗ）工法を用いた接合方法が開示されている。具体的には、金属製の板材を上下に重ね合わせた接合部にスクリューを高速で回転させながら圧入（螺入）する。そして、スクリューとの摩擦熱によって接合部が溶着されると共に、スクリューの先端側にはスクリューによって押し出された余肉が発生する。この余肉が所謂ウェルドナットとして機能し、板材同士が接合される。

ところで、スクリューを螺入する際に、スクリューに押し出された余肉が板材の間に入り込む場合がある。この場合、板材間に隙間が生じるため、スクリューによる接合部の剛性及び板材同士の接合精度の点で問題が生じる。

この点、上記先行技術では、下方側に配置された板材の下面に凹部を設けて板厚を減らし、スクリューに押し出される余肉の量を低減させることにより上記隙間が生じることを抑制している。

米国特許９４８８２１０号公報

しかしながら、上記先行技術では、接合部において下方側に配置された板材の板厚が減るため、スクリューと板材との接触面積、言い換えれば、接合による接合面積が減る。このため、接合強度が低下する。また、単純に接合部の板厚を減らす構成とすると、接合部の剛性が低下することとなる。

本発明は、上記事実を考慮し、下板と上板とを重ね合わせ、スクリューを螺入することにより接合する構造において、板材間に隙間が生じることを抑制し、かつ、接合部の接合強度及び剛性を向上させることができる板材同士の接合構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係る板材同士の接合構造は、上面に被嵌合部が形成された金属製の下板と、前記下板の上面に重ね合わされ、前記被嵌合部に嵌合されると共に下面と該被嵌合部における該下面との対向面との間に第１の隙間を形成する嵌合部を備えた金属製の上板と、前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合された状態で、該嵌合部及び該被嵌合部に対して螺入されて該嵌合部と該被嵌合部とを板厚方向に接合するスクリューと、前記スクリューの螺入時に前記スクリューとの摩擦熱により溶融し、前記第１の隙間に押し出されて前記下板と前記上板とを接合する余肉と、を含んで構成されている。

請求項１に記載の本発明に係る板材同士の接合構造では、下板の上面に被嵌合部が形成され、この被嵌合部に対して、上板の下面に形成された嵌合部が嵌合されている。そして、嵌合部及び被嵌合部には、スクリューが螺入される。この際、スクリューとの摩擦熱により接触部位が溶着する。また、この接触部位において、スクリューの先端側に押し出された余肉が所謂ウェルドナットとして機能する。これにより、嵌合部と被嵌合部とが、スクリューと余肉によって板厚方向に接合されている。

ここで、本発明では、嵌合部の下面と被嵌合部における該下面との対向面との間に第１の隙間が形成されている。このため、スクリューによって被嵌合部と嵌合部との間に押し出された余肉が第１の隙間に収容される。これにより、下板及び上板の他の部位において、下板と上板との間に不要な隙間が生じることが抑制される。

また、第１の隙間に収容された余肉の分だけ、スクリューと下板及び上板との接触面積、言い換えれば、接合による接合面積が増えるため、接合部の接合強度が向上される。

さらに、本発明では、上板と下板との接合部において、上板に形成された嵌合部が下板に形成された被嵌合部に嵌合する構成とされている。このため、平板状の板材を重ね合わせて接合する場合と比べて、接合部の剛性が向上される。

請求項２記載の本発明に係る板材同士の接合構造は、前記被嵌合部は、前記下板の上面に形成された第１凹部であり、前記嵌合部は、前記上板の下面に形成された第１凸部として構成されている。

請求項２記載の本発明に係る板材同士の接合構造では、下板の上面に第１凹部を設け、上板の下面に第１凸部を設けることにより、上板の嵌合部を下板の被嵌合部に嵌合させることができる。これにより、下板と上板との嵌合状態が、簡易な構成で得られる。

請求項３記載の本発明に係る板材同士の接合構造は、請求項２に記載の板材同士の接合構造において、前記第１凹部は逆円錐台形状に形成され、前記第１凸部は逆円錐台形状に形成されている。

請求項３記載の本発明に係る板材同士の接合構造では、下板の上面に逆円錐台形状の第１凹部が形成されており、この第１凹部に上板の下面に形成された逆円錐台形状の第１凸部が嵌合される構成とされている。つまり、上記第１凹部の内側面は第１凹部の底面から板厚方向上方側へ向かうにつれて徐々に拡径しており、上記第１凹部と第１凸部は接合部の板厚方向に対して傾斜した面で嵌合する。このため、例えば第１凹部と第１凸部が板厚方向に沿った側面で嵌合する場合に比して第１凹部と第１凸部の製造時のバラつきを吸収しながら嵌め合わせることが可能となる。これにより、接合工程の作業性が良好となり、生産性が向上される。

請求項４記載の本発明に係る板材同士の接合構造は、請求項２又は請求項３に記載の板材同士の接合構造において、前記上板の上面には、平面視で前記第１凸部と重なる位置に第２凹部が形成され、該第２凹部に前記スクリューが螺入された状態で、前記スクリューの頭部が前記上板の上面における該第２凹部の周縁部に当接すると共に前記スクリューの前記頭部と前記第２凹部の底面との間に第２の隙間が形成されている。

請求項４記載の本発明に係る板材同士の接合構造では、上板の上面に第２凹部が形成されている。この第２凹部は、平面視で上板の上面に形成された第１凸部と重なる位置に形成されているため、下板と上板が接合された状態では、第２凹部にスクリューが螺入された状態となる。

ここで、本発明では、スクリューの頭部が上板の上面における第２凹部の周縁部に当接すると共にスクリューの頭部と第２凹部の底面との間に第２の隙間が形成されている。このため、上板にスクリューを螺入する際に、上板の上面に押し出された余肉が第２の隙間に収容される。これにより、スクリューの頭部と上板の他の部位において、該頭部と上板との間に不要な隙間が生じることが抑制される。これにより、上板の板厚に応じて余肉の量が増減してもスクリューの頭部と上板の上面との接触面が安定的に確保される。

また、上板の上記第２凹部と第１凸部は平面視で重なる位置に形成されている。このため、当該第２凹部及び第１凸部は、所定のプレス型を用いた絞り加工等により形成することができる。このため、少ない工程で上板に第２凹部及び第１凸部を形成することができるため、生産性が向上される。

請求項５記載の本発明に係る板材同士の接合構造は、請求項２～請求項４の何れか１項に記載の板材同士の接合構造において、前記下板の下面には、平面視で前記下板の上面に形成された前記第１凹部と重なる位置に第２凸部が形成されている。

請求項５記載の本発明に係る板材同士の接合構造では、下板の下面に第２凸部が形成されている。この第２凸部は、平面視で下板の上面に形成された第１凹部と重なる位置に形成されているため、下板と上板が接合された状態では、第２凸部にスクリューが螺入された状態となる。このため、下板の下面を平らに形成する場合と比較して、下板とスクリューの接触範囲がスクリューの軸方向に拡大される。これにより、下板と上板によるスクリューの支持剛性が高くなり、ひいては接合部の接合強度の向上に寄与する。

また、下板の上記第１凹部と第２凸部は平面視で重なる位置に形成されているため、所定のプレス型を用いた絞り加工等により容易に成形することができる。

請求項１に記載の本発明に係る板材同士の接合構造は、下板と上板とを重ね合わせ、スクリューを螺入することにより接合する構造において、板材間に隙間が生じることを抑制し、かつ、接合部の接合強度及び剛性を向上させることができるという優れた効果を奏する。

請求項２に記載の本発明に係る板材同士の接合構造は、下板と上板との嵌合状態が簡易な構成で得られるという優れた効果を奏する。

請求項３に記載の本発明に係る板材同士の接合構造は、下板と上板の接合工程の作業性が良好となり、生産性を向上することができるという優れた効果を奏する。

請求項４に記載の本発明に係る板材同士の接合構造は、上板の板厚に応じて余肉の量が増減してもスクリューの頭部と上板との接触面が安定的に確保されると共に、上板の生産性が向上されるという優れた効果を奏する。

請求項５に記載の本発明に係る板材同士の接合構造は、下板の下面を平らに形成する場合と比較して、下板によるスクリューの支持剛性が高まり、ひいては接合部の強度向上に寄与するという優れた効果を奏する。

本実施形態に係る下板と上板の接合前の状態を示す板厚側から見た側面図である。本実施形態に係る板材同士の接合構造を示す板厚方向に切った縦断面図である。図２に示される接合構造の概略平面図である。対比例に係る板材同士の接合構造を示す板厚方向に切った縦断面図である。（Ａ）は下板の変形例を示す図２に対応する縦断面図であり、（Ｂ）は上板の変形例を示す図２に対応する縦断面図であり、（Ｃ）は下板上面に形成された被嵌合部と上板の下面に形成された嵌合部の変形例を示す図２に対応する縦断面図である。

以下、図１～図４を用いて、本発明の一実施形態に係る板材同士の接合構造について説明する。これらの図に示されるように、本実施形態の板材同士の接合構造では、下板１０の端部に上板１２の端部が重ね合わされ、当該重ね合わされた端部にスクリュー４４が螺入されている。そして、このスクリュー４４が螺入された部位が、下板１０と上板１２の接合部１４とされている。

まず、下板１０及び上板１２の概要を説明する。図１に示されるように、下板１０は、一定の板厚により平板状に形成されている。この下板１０は、一例として、アルミニウム合金製とされている。但し、下板１０は、金属製であればよく、鋼板や鉄板等であってもよい。

下板１０の上面１０Ａには、第１凹部１８が形成されている。第１凹部１８は、平面視で円形状の底面２０と、底面２０の外周縁から上方側へ向けて徐々に拡径されるように立設された側面２２とによって逆円錐台形状に形成されている。つまり、下板１０の板厚方向に沿った断面では、第１凹部１８は逆台形状に形成されている。また、側面２２の上端部は大径部２２Ａとされている。

この第１凹部１８は、図示しないプレス型を用いて下板１０の上面１０Ａに絞り加工を施すことにより形成されている。このため、下板１０の下面１０Ｂには第１凹部１８に対応する逆円錐台形状の第２凸部２４が形成されている。換言すると、下板１０の下面１０Ｂには、平面視で第１凹部１８と重なる位置に第２凸部２４が形成されている。なお、この第１凹部１８と第２凸部２４は下板１０を鋳造することにより形成してもよい。

一方、上板１２は、一定の板厚により平板状に形成されている。この上板１２は、一例として、アルミニウム合金製とされている。但し、上板１２は、金属製であればよく、鋼板や鉄板等であってもよい。

上板１２の上面１２Ａには、第２凹部３４が形成されている。第２凹部３４は、平面視で円形状の底面３６と、底面３６の外周縁から上方側へ向けて徐々に拡径されるように延出された側面３８とによって逆円錐台形状に形成されている。つまり、上板１２の板厚方向に沿った断面では、第２凹部３４は逆台形状に形成されている。また、側面３８の上端部は大径部３８Ａとされている。

この第２凹部３４は、図示しないプレス型を用いて上板１２に絞り加工を施すことにより形成されている。このため、上板１２の下面１２Ｂには第２凹部３４に対応する逆円錐台形状の第１凸部４０が形成されている。換言すると、上板１２の下面１２Ｂには、平面視で第２凹部３４と重なる位置に第１凸部４０が形成されている。なお、この第１凸部４０と第２凹部３４は上板１２を鋳造することにより形成してもよい。

図２及び図３に示されるように、上板１２の上面１２Ａに形成された第２凹部３４の大径部３８Ａの内径寸法ｔ１は、下板１０の上面１０Ａに形成された第１凹部１８の大径部２２Ａの内径寸法ｔ２よりも小さく設定されている。このため、平面視で上板１２の第２凹部３４の大径部３８Ａは下板１０の第１凹部１８の大径部２２Ａの内側に配置されている。つまり、上板１２の第２凹部３４は、平面視で下板１０の第１凹部１８の内側に配置されている。

一方、上板１２の下面１２Ｂに形成された第１凸部４０の外周面４０Ａは、下板１０の上面１０Ａに形成された第１凹部１８の内周面（側面２２）に沿った形状とされている。このため、下板１０の第１凹部１８に上板１２の第１凸部４０を上方側から重ね合わせた状態では、第１凸部４０の外周面４０Ａが第１凹部１８の側面２２に当接している。これにより、上板１２の下面１２Ｂに形成された第１凸部４０が下板１０の上面１０Ａに形成された第１凹部１８に嵌合する構成とされている。

また、この第１凸部４０の板厚方向の高さ寸法ｈ１は、下板１０の第１凹部１８の板厚方向の高さ寸法ｈ２よりも小さく設定されている。このため、第１凸部４０が第１凹部１８に嵌合した状態では、当該第１凸部４０の下面４０Ｂと、下面４０Ｂと対向して配置された第１凹部１８の底面２０との間に第１の隙間４２が形成されている。

この第１の隙間４２は、第１凸部４０と第１凹部１８との間に形成された逆円錐台形状の空間部とされている。つまり、下板１０及び上板１２の板厚方向に沿った断面では、第１の隙間４２は逆台形状とされている。なお、下板１０に形成された第１凹部１８が本発明における「被嵌合部」に相当し、上板１２に形成された第１凸部４０が「嵌合部」に相当する。

上記した下板１０と上板１２との接合部１４は、スクリュー４４を用いたＦＤＳ（ＦｌｏｗＤｒｉｌｌｉｎｇＳｃｒｅｗ）工法によって機械的に接合されている。なお、「ＦＤＳ」は、ＥＪＯＴＧｍｂｈ＆Ｃｏ．ＫＧの登録商標である。スクリュー４４は、円盤状の頭部４６と、頭部４６の下面４６Ａから円柱状に延出され、先端部が尖鋭に形成された軸部４８とを備えている。

図２に示されるように、スクリュー４４の頭部４６の外径寸法ｔ３は、上記した上板１２に形成された第２凹部３４の内径寸法ｔ１及び下板１０に形成された第１凹部１８の内径寸法ｔ２よりも大きく設定されている。さらに、頭部４６の下面４６Ａには、軸部４８の外周縁に隣接して円環状の凹部５０が形成されている。以下、下板１０と上板１２の接合方法について具体的に説明する。

先ず、下板１０の上面１０Ａに形成された第１凹部１８上に上板１２の下面１２Ｂに形成された第１凸部４０を重ね合わせる。次いで、スクリュー４４を、上板１２側から、下板１０側へと板厚方向へ螺入する。これにより、スクリュー４４の軸部４８は、上板１２の上面１２Ａの第２凹部３４と下面１２Ｂの第１凸部４０を貫通し、さらに、下板１０の上面１０Ａの第１凹部１８と下面１０Ｂの第２凸部２４を貫通する。これにより、下板１０と上板１２の接合が完了し、接合部１４が形成されている。

図３に示されるように、接合部１４では、平面視でスクリュー４４の頭部４６が上板１２の上面１２Ａに形成された第２凹部３４を覆うように配置されている。これにより、頭部４６の下面４６Ａが第２凹部３４の周縁部（大径部３８Ａ）に当接されている。また、頭部４６と第２凹部３４の底面３６との間に第２の隙間５２が形成されている。この第２の隙間５２には、スクリュー４４によって上板１２の上面１２Ａ側に押し出された（削り出された）余肉５４が収容されている。

さらに、スクリュー４４によって、上板１２の第１凸部４０と下板１０の第１凹部１８との間に押し出された余肉５４が第１の隙間４２に収容されている。

そして、スクリュー４４によって下板１０の下面１０Ｂに形成された第２凸部２４の下方側に押し出された余肉５４が、スクリュー４４の軸部４８の先端側に接合している。

上記した各余肉５４は、スクリュー４４との摩擦熱により溶融しながら第１の隙間４２、第２の隙間５２、並びに下板１０の下面１０Ｂ側に押し出され、スクリュー４４の軸部４８と接合する。このため、余肉５４が所謂ウェルドナットとして機能し、スクリュー４４が所定の位置で固定される。これにより、スクリュー４４によって下板１０と上板１２が接合されている。

次に、本実施形態に係る車両後部構造の作用並びに効果について説明する。

図４には、比較例としての板材同士の接合構造が図示されている。この比較例の接合構造では、上記実施形態と同様に、下板７０の端部に上板７２の端部が重ね合わされ、当該重ね合わされた端部にスクリュー４４が螺入されて接合部７４が形成されている。下板７０は、一定の板厚により平板状に形成されており、下板７０の上面７０Ａはフラットに形成され、本実施形態における第１凹部１８が形成されていない。一方、上板７２も、一定の板厚により平板状に形成されており、上板７２の下面７２Ｂはフラットに形成され、本実施形態における第１凸部４０が形成されていない。

上記板材同士の接合構造では、スクリュー４４を螺入する際に、スクリュー４４によって下板７０と上板７２との間に余肉７６が押し出されている。このため、下板７０と上板７２との間に隙間７８が生じ、接合部７４の剛性及び接合精度が低下する。

これに対して、本実施形態では、下板１０の上面１０Ａに第１凹部１８が形成され、この第１凹部１８に対して、上板１２の下面１２Ｂに形成された第１凸部４０が嵌め合わされている。この第１凹部１８及び第１凸部４０には、スクリュー４４が螺入される。この際、スクリュー４４と下板１０及び上板１２との接触部位が、摩擦熱により溶着する。また、この接触部位の内、スクリュー４４の先端側に押し出された余肉５４が所謂ウェルドナットとして機能する。これにより、第１凹部１８と第１凸部４０とが、スクリュー４４によって板厚方向に接合されている。

ここで、本実施形態では、第１凹部１８の底面２０と、底面２０に対向して配置された第１凸部４０の下面４０Ｂとの間に第１の隙間４２が形成されている。このため、スクリュー４４によって第１凹部１８と第１凸部４０の間に押し出された余肉５４が第１の隙間４２に収容される（図２参照）。これにより、下板１０及び上板１２の他の部位において、下板１０と上板１２との間に不要な隙間が生じることを抑制することができる。

また、第１の隙間４２に収容された余肉５４の分だけ、スクリュー４４の軸部４８と下板１０及び上板１２との接触面積、言い換えれば、接合による接合面積が増えるため、接合強度が向上される。

さらに、本実施形態では、接合部１４において、上板１２の下面１２Ｂに形成された第１凸部４０が下板１０の上面１０Ａに形成された第１凹部１８に嵌合する構成とされている。このため、平板状の板材を重ね合わせて接合する場合と比べて、接合部１４の剛性を向上させることができる。

さらに言えば、上記構成の接合部１４では、例えば、図２に示されるように、下板１０に対して面方向に沿った荷重Ｆが入力されると、スクリュー４４と下板１０との接触部位を介してスクリュー４４に荷重が伝達される他、嵌合状態の第１凹部１８と第１凸部４０を介して上板１２に荷重が伝達される（図２に示す矢印ｆ参照）。これにより、接合部１４に作用する荷重を分散させることができ、接合部１４の変形を抑制することができる。

また、本実施形態では、下板１０の上面１０Ａに第１凹部１８を設け、上板１２の下面１２Ｂに第１凸部４０を設け、当該第１凸部４０を第１凹部１８に嵌め合わせる構成とされている。これにより、下板１０と上板１２との嵌合状態が、簡易な構成で得られる。

また、本実施形態では、上記第１凹部１８が逆円錐台形状に形成されており、この第１凹部１８に上板１２の下面１２Ｂに形成された逆円錐台形状の第１凸部４０が嵌め合わされる構成とされている。つまり、上記第１凹部１８の内側面（側面２２）は第１凹部１８の底面２０から板厚方向上方側へ向かうにつれて徐々に拡径しており、上記第１凹部１８と第１凸部４０は、接合部１４の板厚方向に対して傾斜した面で嵌合する。このため、例えば凹部と凸部が円柱状に形成され、凹部と凸部が板厚方向に沿った側面で嵌合する構造に比して第１凹部１８と第１凸部４０の製造時のバラつきを吸収しながら嵌め合わせることが可能となる。これにより、接合工程の作業性が良好となり、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態では、上板１２の上面１２Ａに第２凹部３４が形成されており、この第２凹部３４は、平面視で上板１２の下面１２Ｂに形成された第１凸部４０と重なる位置に形成されている。このため、下板１０と上板１２が接合された状態では、この上板１２の第２凹部３４にスクリュー４４が螺入された状態となる。

ここで、本実施形態では、スクリュー４４の頭部４６が上板１２の上面１２Ａに形成された第２凹部３４の周縁部（大径部２２Ａ）に当接すると共に、スクリュー４４の頭部４６と第２凹部３４の底面３６との間に第２の隙間５２が形成されている。このため、上板１２にスクリュー４４を螺入する際に、上板１２の上面１２Ａ側に押し出された余肉５４が第２の隙間５２に収容されている（図２参照）。これにより、スクリュー４４の頭部４６と上板１２の他の部位において、該頭部４６と上板１２との間に不要な隙間が生じることを抑制することができる。

すなわち、上板１２の板厚に比例して上板１２の上面１２Ａ側に押し出される余肉５４の量は増加する。この場合、上板１２の上面１２Ａに第２凹部３４を形成しない構成とすると、上面１２Ａ側に押し出された余肉５４はスクリュー４４の頭部４６の下面４６Ａに形成された凹部５０に収容される。しかし、余肉５４が凹部５０に収まりきらない場合は、スクリュー４４の頭部４６と上板１２との間に隙間が生じ、当該頭部４６と上板１２との接触面が不安定になる。

これに対し、本実施形態では、上記した第２の隙間５２に余肉５４を収容することができる。つまり、上板１２の板厚に応じて余肉５４の量が増減してもスクリュー４４の頭部４６と上板１２との接触面が安定的に確保される。その結果、下板１０と上板１２の接合強度を安定的に確保することができる。

また、上板１２の上面１２Ａに形成された第２凹部３４と下面１２Ｂに形成された第１凸部４０は、図示しないプレス型を用いた絞り加工によって一工程で形成されている。このため、少ない工程で上板１２を加工することができ、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態では、下板１０の下面１０Ｂに第２凸部２４が形成されており、この第２凸部２４は、平面視で下板１０の上面１０Ａに形成された第１凹部１８と重なる位置に形成されている。このため、下板１０と上板１２が接合された状態では、下板１０の第２凸部２４にスクリュー４４が螺入された状態となる。その結果、下板１０の下面１０Ｂをフラットに形成する場合と比較して、下板１０とスクリュー４４の軸部４８との接触範囲をスクリューの軸方向に拡大することができる。つまり、下板１０と上板１２によって支持されるスクリュー４４の軸部４８の軸方向に沿ったピッチを増加することができる。これにより、下板１０と上板１２によるスクリュー４４の支持剛性が高まり、ひいては接合部１４の接合強度の向上に寄与することができる。

また、下板１０の上面１０Ａに形成された第１凹部１８と下面１０Ｂに形成された第２凸部２４は、図示しないプレス型を用いた絞り加工によって一工程で形成されている。このため、少ない工程で下板１０を加工することができ、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態の板材同士の接合構造では、下板１０の上面１０Ａと上板１２の上面１２Ａに絞り加工を施して逆円錐台形状の凹面を形成することにより構成されている。このため、板材の板厚を増加させることなく接合部の断面剛性を高められている。さらに、下板１０と上板１２によって支持されるスクリュー４４の軸部４８の軸方向に沿ったピッチを増加させることができる。つまり、比較的板厚の薄い板材同士の接合においても接合部の剛性を確保することができるため、接合部の軽量化と剛性の確保とを両立することが可能となる。

〔上述した実施形態の補足説明〕
上述した実施形態では、下板１０の下面１０Ｂに第２凸部２４を設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、図５（Ａ）に示される下板８０のように、下板８０の下面８０Ｂに凸部を設けない構成としてもよい。つまり、下面８０Ｂをフラットに形成してもよい。この場合、下板８０の上面８０Ａに形成された第１凹部１８は、上面８０Ａに切削加工を施すことにより形成される。又は、下板８０を鋳造によって製造することにより上面８０Ａに第１凹部１８を形成する構成としてもよい。

また、上述した実施形態では、上板１２の上面１２Ａに第２凹部３４を設ける構成としたが、本発明はこれに限らず、図５（Ｂ）に示される上板９０のように、上板９０の上面９０Ａに凹部を設けない構成としてもよい。つまり、上面９０Ａをフラットに形成してもよい。この場合、上板９０は、鋳造によって製造される。

また、上述した実施形態では、下板１０の上面１０Ａ及び上板１２の上面１２Ａに形成される第１凹部１８、３４を逆円錐台形状としたが、本発明はこれに限らない。例えば、円柱状や、角柱状や、半球状の凹部を形成してもよい。また、これに対応して、下板の下面及び上板の下面に形成される凸部を円柱状や角柱状、半球状に形成してもよい。

また、上述した実施形態では、下板１０の上面１０Ａに第１凹部１８を形成し、上板１２の下面１２Ｂに凸部を形成する構成としたが、本発明はこれに限らない。例えば、図５（Ｃ）に示される接合構造のように、下板１０の上面１０Ａに凸部９４を形成し、上板１２の下面１２Ｂに凹部９６を形成してもよい。この凸部９４は、下板１０の上面１０Ａから板厚方向上方側へむけて徐々に縮径された円錐台形状をなしている。また、凹部９６は、上板１２の下面１２Ｂから板厚方向上方側へ向けて徐々に縮径された円錐台形状をなしている。但し、凸部９４を円柱状や角柱状、半球状としてもよく、これに対応して凹部９６を円柱状や角柱状、半球状としてもよい。

１０下板
１２上板
１８第１凹部（被嵌合部）
２４第２凸部
３４第２凹部
４０第１凸部（嵌合部）
４２第１の隙間
４４スクリュー
４６頭部
５２第２の隙間
８０下板
９０上板
９４凸部（被嵌合部）
９６凹部（嵌合部）

Claims

上面に被嵌合部が形成された金属製の下板と、
前記下板の上面に重ね合わされ、前記被嵌合部に嵌合されると共に下面と該被嵌合部における該下面との対向面との間に第１の隙間を形成する嵌合部を備えた金属製の上板と、
前記嵌合部が前記被嵌合部に嵌合された状態で、該嵌合部及び該被嵌合部に対して螺入されて該嵌合部と該被嵌合部とを板厚方向に接合するスクリューと、
前記スクリューの螺入時に前記スクリューとの摩擦熱により溶融し、前記第１の隙間に押し出されて前記下板と前記上板とを接合する余肉と、
を含んで構成された板材同士の接合構造。
前記被嵌合部は、前記下板の上面に形成された第１凹部であり、
前記嵌合部は、前記上板の下面に形成された第１凸部である請求項１に記載の板材同士の接合構造。
前記第１凹部は逆円錐台形状に形成され、
前記第１凸部は逆円錐台形状に形成されている請求項２に記載の板材同士の接合構造。
前記上板の上面には、平面視で前記第１凸部と重なる位置に第２凹部が形成され、該第２凹部に前記スクリューが螺入された状態で、前記スクリューの頭部が前記上板の上面における該第２凹部の周縁部に当接すると共に前記スクリューの前記頭部と前記第２凹部の底面との間に第２の隙間が形成されている、請求項２又は請求項３に記載の板材同士の接合構造。
前記下板の下面には、平面視で前記下板の上面に形成された前記第１凹部と重なる位置に第２凸部が形成されている、請求項２～請求項４の何れか１項に記載の板材同士の接合構造。