JP7078515B2 - Dissimilar material joining method, dissimilar material joining joint, tubular member with auxiliary member for dissimilar material joining, and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、異材接合方法、異材接合継手、異材接合用補助部材付き管状部材及びその製造方法に関し、特に、自動車や鉄道車両等の輸送機器、建築物等の構造物に適用可能な異材接合方法、異材接合継手、異材接合用補助部材付き管状部材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a dissimilar material joining method, a dissimilar material joining joint, a tubular member with an auxiliary member for dissimilar material joining, and a method for manufacturing the same. , Dissimilar material joint joint, tubular member with auxiliary member for dissimilar material joint, and manufacturing method thereof.
例えば、自動車等の輸送機器の燃費の向上を図るため、車体重量の軽量化が進められている。軽量化としては、現在主要となっている鋼を、軽量素材であるアルミニウム合金、マグネシウム合金、炭素繊維などに置換する手段がある。しかし、全てをこれら軽量素材に置換するには、高コスト化や強度不足になる、といった課題があり、その解決策として、鋼と軽量素材を適材適所に組み合わせた、いわゆるマルチマテリアルと呼ばれる設計手法が注目を浴びている。 For example, in order to improve the fuel efficiency of transportation equipment such as automobiles, the weight of the vehicle body is being reduced. As for weight reduction, there is a means of replacing steel, which is currently the mainstream, with aluminum alloys, magnesium alloys, carbon fibers, etc., which are lightweight materials. However, in order to replace all of them with these lightweight materials, there are problems such as high cost and insufficient strength, and as a solution, a design method called multi-material that combines steel and lightweight materials in the right place. Is in the spotlight.
鋼と上記軽量素材を組み合わせるには、必然的にこれらを接合する箇所が出てくる。鋼同士やアルミニウム合金同士、マグネシウム合金同士では容易である溶接が、異材では極めて困難であることが知られている。この理由として、鋼とアルミニウムあるいはマグネシウムの溶融混合部には極めて脆い性質である金属間化合物(IMC)が生成し、引張や衝撃といった外部応力で溶融混合部が容易に破壊してしまうことにある。このため、抵抗スポット溶接法やアーク溶接法といった溶接法が異材接合には採用できず、他の接合法を用いるのが一般的である。鋼と炭素繊維の接合も、後者が金属ではないことから溶接を用いることができない。 In order to combine steel and the above lightweight materials, there will inevitably be places to join them. It is known that welding, which is easy between steels, aluminum alloys, and magnesium alloys, is extremely difficult with different materials. The reason for this is that an intermetallic compound (IMC), which is extremely brittle, is formed in the melt-mixed portion of steel and aluminum or magnesium, and the melt-mixed portion is easily broken by external stress such as tension or impact. .. For this reason, welding methods such as resistance spot welding and arc welding cannot be adopted for joining dissimilar materials, and other joining methods are generally used. Welding cannot also be used to join steel and carbon fiber because the latter is not a metal.
従来の異材接合技術の例としては、鋼素材と軽量素材の両方に貫通穴を設けてボルトとナットで上下から拘束する手段があげられる。また、他の例としては、かしめ部材を強力な圧力をかけて片側から挿入し、かしめ効果によって拘束する手段が知られている(例えば、特許文献1参照)。 An example of the conventional dissimilar material joining technique is a means of providing through holes in both a steel material and a lightweight material and restraining them from above and below with bolts and nuts. Further, as another example, a means of inserting a caulking member from one side by applying a strong pressure and restraining it by a caulking effect is known (see, for example, Patent Document 1).
また、鋼素材と軽量素材とを接合する部位としては、上記平板同士を接合する場合以外に、管状部材と平板とを接合する場合がある。 Further, as a portion for joining the steel material and the lightweight material, in addition to the case where the flat plates are joined together, the tubular member and the flat plate may be joined.
これに対し、特許文献2には、板状の鋼製部品の穴部にアルミパイプを挿通し、更にアルミパイプ内にゴムを挿入した状態で、ゴムの両端を圧縮してアルミパイプを拡大変形させ、鋼製部品にアルミパイプを接合する技術が開示されている。
また、特許文献3では、鋼製の壁の開口に筒状部材を挿入し、筒状部材の内部に配置された弾性体を軸方向に圧縮させて筒状部材を2段階で拡管して、筒状部材と壁とを接合している。
On the other hand, in
Further, in
ところで、特許文献2や3に記載の接合方法の場合、鋼板部品には開口をあらかじめ形成する必要が生じると共に、接合現場において、ゴムや弾性体を有する接合装置が必要となり、現場での接合作業が煩雑となる可能性がある。
By the way, in the case of the joining method described in
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、異なる金属材料からなる部材を、低コストで簡便に、かつ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる異材接合方法、異材接合継手、異材接合用補助部材付き管状部材及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above matters, and an object thereof is a dissimilar material joining method and a dissimilar material that can easily and surely join members made of different metal materials at low cost and can be applied to a wide range of fields. It is an object of the present invention to provide a joint, a tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials, and a method for manufacturing the same.
本発明の上記目的は、異材接合方法に係る下記(1)の構成によって達成される。
(1) 第1の金属材料からなる管状の第1の部材と、該第1の金属材料と異なる第2の金属材料からなる第2の部材とを接合してなる異材接合方法において、
前記第1の金属材料と異なる第3の金属材料からなる管状の補助部材と、前記第1の部材のいずれか一方の内側部材の周囲に、前記補助部材と前記第1の部材のいずれか他方の外側部材を配置する工程と、
前記内側部材を拡管加工することにより、その周壁の一部を径方向外側に膨出して、前記第1の部材と前記補助部材とをかしめ結合する工程と、
前記補助部材と前記第2の部材とを溶接することで、前記補助部材を介して前記第1の部材と前記第2の部材とを接合する工程と、
を有する異材接合方法。
The above object of the present invention is achieved by the configuration of the following (1) according to the method for joining dissimilar materials.
(1) In a dissimilar material joining method in which a tubular first member made of a first metal material and a second member made of a second metal material different from the first metal material are joined.
A tubular auxiliary member made of a third metal material different from the first metal material, and one of the auxiliary members and the first member around the inner member of any one of the first members. And the process of arranging the outer members of
A step of caulking and joining the first member and the auxiliary member by expanding a part of the peripheral wall of the inner member to the outside in the radial direction by expanding the tube.
A step of joining the first member and the second member via the auxiliary member by welding the auxiliary member and the second member.
Dissimilar material joining method having.
また、異材接合方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の(2)~(5)に関する。
(2) 前記拡管加工は、前記外側部材が配置されている前記内側部材の内部に弾性体を挿入し、前記弾性体を軸方向に圧縮することで、前記内側部材の周壁の一部を径方向外側に膨出させる、(1)に記載の異材接合方法。
(3) 前記外側部材には、円周方向に沿って複数の穴が設けられ、
前記拡管加工は、前記内側部材の内部に前記複数の穴に対応して複数の玉を配置し、前記複数の玉と当接する当接部を有し、該当接部が軸方向に沿って中心軸から徐々に離間する押出部材を軸方向に変位させることで、前記複数の玉を前記内側部材の径方向外側へ移動させ、前記複数の穴に臨む前記内側部材の周壁の一部を径方向外側に膨出させる、(1)に記載の異材接合方法。
(4) 前記内側部材が前記第1の部材で、前記外側部材が前記補助部材であり、
前記補助部材は、穴又は内向き溝が形成されているとともに、
前記かしめ結合は、前記第1の部材の周壁の一部を、前記穴又は内向き溝に対して嵌入させることにより行われる、(1)~(3)のいずれか1つに記載の異材接合方法。
(5) 前記第1の金属材料は、アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、鋼製とのいずれか一方であり、
前記第2及び第3の金属材料は、前記アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、前記鋼製とのいずれか他方である、(1)~(4)のいずれか1つに記載の異材接合方法。
Further, preferred embodiments of the present invention relating to a method for joining dissimilar materials relate to the following (2) to (5).
(2) In the tube expansion process, an elastic body is inserted inside the inner member in which the outer member is arranged, and the elastic body is compressed in the axial direction, thereby forming a part of the peripheral wall of the inner member in diameter. The dissimilar material joining method according to (1), which bulges outward in the direction.
(3) The outer member is provided with a plurality of holes along the circumferential direction.
In the tube expansion process, a plurality of balls are arranged inside the inner member corresponding to the plurality of holes, and the contact portion has a contact portion that abuts on the plurality of balls, and the corresponding contact portion is centered along the axial direction. By displacing the extruded member gradually separated from the shaft in the axial direction, the plurality of balls are moved radially outward of the inner member, and a part of the peripheral wall of the inner member facing the plurality of holes is radially displaced. The dissimilar material joining method according to (1), which bulges outward.
(4) The inner member is the first member, and the outer member is the auxiliary member.
The auxiliary member has a hole or an inward groove formed therein, and has a hole or an inward groove.
The dissimilar material joining according to any one of (1) to (3), wherein the caulking joint is performed by fitting a part of the peripheral wall of the first member into the hole or the inward groove. Method.
(5) The first metal material is either an aluminum alloy or a magnesium alloy, or a steel material.
The dissimilar material joining method according to any one of (1) to (4), wherein the second and third metal materials are made of either the aluminum alloy or the magnesium alloy and the steel, whichever is the other.
また、本発明の上記目的は、異材接合継手に係る下記(6)の構成によって達成される。
(6) 第1の金属材料からなる管状の第1の部材と、該第1の金属材料と異なる第2の金属材料からなり、前記第1の部材と接合される第2の部材と、を有する異材接合継手において、
前記第1の金属材料と異なる第3の金属材料からなる管状の補助部材を備え、
前記補助部材と前記第1の部材のいずれか一方である内側部材は、その周壁の一部が径方向外側に膨出する膨出部を有することで、前記補助部材と前記第1の部材のいずれか他方である外側部材とかしめ結合され、
前記補助部材と前記第2の部材とが溶接される異材接合継手。
Further, the above object of the present invention is achieved by the configuration of the following (6) relating to the dissimilar material joint.
(6) A tubular first member made of a first metal material and a second member made of a second metal material different from the first metal material and joined to the first member. In the dissimilar material joints that have
A tubular auxiliary member made of a third metal material different from the first metal material is provided.
The inner member, which is either one of the auxiliary member and the first member, has a bulging portion in which a part of the peripheral wall thereof bulges outward in the radial direction, so that the auxiliary member and the first member have a bulge. Caulked to one of the other outer members,
A dissimilar material joint in which the auxiliary member and the second member are welded.
また、異材接合継手に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の(7)~(9)に関する。
(7) 前記内側部材が前記第1の部材で、前記外側部材が前記補助部材であり、
前記補助部材は、穴又は内向き溝が形成されているとともに、
前記第1の部材の周壁の一部が、前記穴又は内向き溝に対して嵌入されてなる、(6)に記載の異材接合継手。
(8) 前記補助部材には、円周方向に沿って複数の前記穴が設けられ、
前記第1の部材は、前記複数の穴に嵌入される複数の前記膨出部を有する、(7)に記載の異材接合継手。
(9) 前記第1の金属材料は、アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、鋼製とのいずれか一方であり、
前記第2及び第3の金属材料は、前記アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、前記鋼製とのいずれか他方である、(6)~(8)のいずれか1つに記載の異材接合継手。
Further, a preferred embodiment of the present invention relating to a dissimilar material joint is related to the following (7) to (9).
(7) The inner member is the first member, and the outer member is the auxiliary member.
The auxiliary member has a hole or an inward groove formed therein, and has a hole or an inward groove.
The dissimilar material joint according to (6), wherein a part of the peripheral wall of the first member is fitted into the hole or the inward groove.
(8) The auxiliary member is provided with a plurality of holes along the circumferential direction.
The dissimilar material joint according to (7), wherein the first member has a plurality of the bulging portions fitted into the plurality of holes.
(9) The first metal material is either an aluminum alloy or a magnesium alloy, or a steel material.
The dissimilar material joint according to any one of (6) to (8), wherein the second and third metal materials are made of either the aluminum alloy or the magnesium alloy and the steel, whichever is the other.
また、本発明の上記目的は、異材接合用補助部材付き管状部材に係る下記(10)の構成によって達成される。
(10) 金属材料からなる管状部材と、該管状部材の金属材料と異なる金属材料からなり、前記管状部材と嵌合する管状の補助部材と、を備える異材接合用補助部材付き管状部材であって、
前記補助部材と前記管状部材のいずれか一方の内側部材は、その周壁の一部が径方向外側に膨出する膨出部を有することで、前記補助部材と前記管状部材のいずれか他方の外側部材とかしめ結合される異材接合用補助部材付き管状部材。
Further, the above object of the present invention is achieved by the configuration of the following (10) relating to a tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials.
(10) A tubular member with an auxiliary member for joining different materials, comprising a tubular member made of a metal material and a tubular auxiliary member made of a metal material different from the metal material of the tubular member and fitted with the tubular member. ,
The inner member of either the auxiliary member or the tubular member has a bulging portion in which a part of the peripheral wall thereof bulges outward in the radial direction, so that the auxiliary member and the tubular member are outside of the other. A tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials that is caulked to the member.
また、異材接合用補助部材付き管状部材に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の(11)~(13)に関する。
(11) 前記内側部材が前記管状部材で、前記外側部材が前記補助部材であり、
前記補助部材は、穴又は内向き溝が形成されているとともに、
前記管状部材の周壁の一部が、前記穴又は内向き溝に対して嵌入されてなる、(10)に記載の異材接合用補助部材付き管状部材。
(12) 前記補助部材には、前記穴を構成する複数の貫通穴が円周方向に沿って設けられ、
前記管状部材は、前記複数の貫通穴に嵌入される複数の前記膨出部を有し、
前記複数の膨出部の突出高さは、前記補助部材の肉厚以下である、(11)に記載の異材接合用補助部材付き管状部材。
(13) 前記管状部材の金属材料は、アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、鋼製とのいずれか一方であり、
前記補助部材の金属材料は、前記アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、前記鋼製とのいずれか他方である、(10)~(12)のいずれか1つに記載の異材接合用補助部材付き管状部材。
Further, preferred embodiments of the present invention relating to a tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials relate to the following (11) to (13).
(11) The inner member is the tubular member, and the outer member is the auxiliary member.
The auxiliary member has a hole or an inward groove formed therein, and has a hole or an inward groove.
The tubular member with an auxiliary member for joining different materials according to (10), wherein a part of the peripheral wall of the tubular member is fitted into the hole or the inward groove.
(12) The auxiliary member is provided with a plurality of through holes constituting the hole along the circumferential direction.
The tubular member has a plurality of the bulges that are fitted into the plurality of through holes.
The tubular member with an auxiliary member for joining different materials according to (11), wherein the protruding height of the plurality of bulging portions is equal to or less than the wall thickness of the auxiliary member.
(13) The metal material of the tubular member is either an aluminum alloy or a magnesium alloy, or a steel material.
The tubular with an auxiliary member for joining dissimilar materials according to any one of (10) to (12), wherein the metal material of the auxiliary member is one of the aluminum alloy or the magnesium alloy and the steel, whichever is the other. Element.
また、本発明の上記目的は、異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法に係る下記(14)の構成によって達成される。
(14) 金属材料からなる管状部材と、該管状部材の金属材料と異なる金属材料からなり、前記管状部材と嵌合する管状の補助部材と、を備える異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法であって、
前記補助部材と前記管状部材のいずれか一方の内側部材の周囲に、前記補助部材と前記管状部材のいずれか他方の外側部材を配置する工程と、
前記内側部材を拡管加工することにより、その周壁の一部を径方向外側に膨出して、前記管状部材と前記補助部材とをかしめ結合する工程と、を備える異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
Further, the above object of the present invention is achieved by the following configuration (14) relating to a method for manufacturing a tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials.
(14) A method for manufacturing a tubular member with an auxiliary member for joining different materials, comprising a tubular member made of a metal material and a tubular auxiliary member made of a metal material different from the metal material of the tubular member and fitted with the tubular member. And
A step of arranging the outer member of either the auxiliary member or the tubular member around the inner member of either the auxiliary member or the tubular member.
A tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials, which comprises a step of caulking and joining the tubular member and the auxiliary member by expanding a part of the peripheral wall thereof radially outward by expanding the inner member. Production method.
また、異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の(15)~(18)に関する。
(15) 前記拡管加工は、前記外側部材が配置されている前記内側部材の内部に弾性体を挿入し、前記弾性体を軸方向に圧縮することで、前記内側部材の周壁の一部を径方向外側に膨出させる、(14)に記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
(16) 前記外側部材には、円周方向に沿って複数の穴が設けられ、
前記拡管加工は、前記内側部材の内部に前記複数の穴に対応して複数の玉を配置し、前記複数の玉と当接する当接部を有し、該当接部が軸方向に沿って中心軸から徐々に離間する押出部材を軸方向に変位させることで、前記複数の玉を前記内側部材の径方向外側へ移動させ、前記複数の穴に臨む前記内側部材の周壁の一部を径方向外側に膨出させる、(14)に記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
(17) 前記内側部材が前記管状部材で、前記外側部材が前記補助部材であり、
前記補助部材は、穴又は内向き溝が形成されているとともに、
前記かしめ結合は、前記管状部材の周壁の一部を、前記穴又は内向き溝に対して嵌入させることにより行われる、(14)~(16)のいずれか1つに記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
(18) 前記管状部材の金属材料は、アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、鋼製とのいずれか一方であり、
前記補助部材の金属材料は、前記アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、前記鋼製とのいずれか他方である、(14)~(17)のいずれか1つに記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
Further, preferred embodiments of the present invention relating to a method for manufacturing a tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials relate to the following (15) to (18).
(15) In the tube expansion process, an elastic body is inserted inside the inner member in which the outer member is arranged, and the elastic body is compressed in the axial direction to form a part of the peripheral wall of the inner member in diameter. The method for manufacturing a tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials according to (14), which bulges outward in the direction.
(16) The outer member is provided with a plurality of holes along the circumferential direction.
In the tube expansion process, a plurality of balls are arranged inside the inner member corresponding to the plurality of holes, and the contact portion has a contact portion that abuts on the plurality of balls, and the corresponding contact portion is centered along the axial direction. By displacing the extruded member gradually separated from the shaft in the axial direction, the plurality of balls are moved radially outward of the inner member, and a part of the peripheral wall of the inner member facing the plurality of holes is radially displaced. The method for manufacturing a tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials according to (14), which bulges outward.
(17) The inner member is the tubular member, and the outer member is the auxiliary member.
The auxiliary member has a hole or an inward groove formed therein, and has a hole or an inward groove.
The assist for joining different materials according to any one of (14) to (16), wherein the caulking connection is performed by fitting a part of the peripheral wall of the tubular member into the hole or the inward groove. A method for manufacturing a tubular member with a member.
(18) The metal material of the tubular member is either an aluminum alloy or a magnesium alloy, or a steel material.
The tubular with auxiliary member for joining dissimilar materials according to any one of (14) to (17), wherein the metal material of the auxiliary member is one of the aluminum alloy or magnesium alloy and the steel. Manufacturing method of parts.
本発明の異材接合方法及び異材接合継手によれば、管状の補助部材が管状の第1の部材と強固に結合されると共に、該補助部材と第2の部材とが溶接により接合されるので、異なる金属材料からなる第1の部材と第2の部材とを、補助部材を介して間接的に接合することができる。
また、第1の部材に対する補助部材の取り付け位置に応じて、第1の部材の任意の位置に、第2の部材を接合することができる。
さらに、管状の第1の部材と補助部材とをあらかじめ結合しておけば、補助部材と第2の部材とを一般的な溶接方法で容易に接合することができる。
したがって、本発明は、異なる金属材料からなる部材を、低コストで簡便に、かつ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる。
According to the dissimilar material joining method and the dissimilar material joining joint of the present invention, the tubular auxiliary member is firmly bonded to the tubular first member, and the auxiliary member and the second member are joined by welding. A first member and a second member made of different metal materials can be indirectly joined via an auxiliary member.
Further, the second member can be joined to an arbitrary position of the first member according to the attachment position of the auxiliary member to the first member.
Further, if the tubular first member and the auxiliary member are connected in advance, the auxiliary member and the second member can be easily joined by a general welding method.
Therefore, the present invention can easily and reliably join members made of different metal materials at low cost, and can be applied to a wide range of fields.
また、本発明の異材接合用補助部材付き管状部材及びその製造方法によれば、管状の補助部材が管状部材と強固に結合されているので、管状部材と、該管状部材と異なる金属材料からなる部材とを、補助部材を介して間接的に接合することができる。
また、管状部材に対する補助部材の取り付け位置に応じて、管状部材の任意の位置に、管状部材と異なる金属材料からなる部材を接合することができる。
したがって、本発明は、異なる金属材料からなる部材を、低コストで簡便に、かつ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる。
Further, according to the tubular member with an auxiliary member for joining different materials of the present invention and the manufacturing method thereof, since the tubular auxiliary member is firmly bonded to the tubular member, the tubular member is made of a metal material different from the tubular member. The member can be indirectly joined via the auxiliary member.
Further, a member made of a metal material different from the tubular member can be joined to an arbitrary position of the tubular member according to the attachment position of the auxiliary member to the tubular member.
Therefore, the present invention can easily and reliably join members made of different metal materials at low cost, and can be applied to a wide range of fields.
以下、本発明の各実施形態に係る異材接合方法、異材接合継手、異材接合用補助部材付き管状部材及びその製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the dissimilar material joining method, the dissimilar material joining joint, the tubular member with the auxiliary member for dissimilar material joining, and the manufacturing method thereof according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
第1実施形態の異材接合方法は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金(第1の金属材料)からなる円管状のパイプ(第1の部材、管状部材)1と、鋼製(第2の金属材料)からなる平板状の板材(第2の部材)2とを、鋼製(第3の金属材料)からなる円管状の補助部材3を用いて間接的に接合し、図1に示すような異材接合継手10を得るものである。このため、異材接合継手10では、以下詳述するように、補助部材3がパイプ1と強固に結合されていると共に、補助部材3と板材2とがアーク溶接等により接合されている。
(First Embodiment)
The dissimilar material joining method of the first embodiment is from a circular tubular pipe (first member, tubular member) 1 made of an aluminum alloy or a magnesium alloy (first metal material) and steel (second metal material). The flat plate-shaped plate material (second member) 2 is indirectly joined to each other by using a circular tubular
補助部材3は、パイプ1の端部に外嵌して取り付けられている。このため、補助部材3の内径は、パイプ1の外径より僅かに大きく設計されている。また、補助部材3は、円周方向に所定の間隔で複数の貫通穴(本実施形態では、3つ)3aが形成されている。
The
パイプ1は、補助部材3の複数の貫通穴3aに臨む周壁の一部が径方向外側に膨出し、複数の貫通穴3aに対して嵌入される複数の膨出部1aを有し、これによって、補助部材3とかしめ結合されている。したがって、膨出部1aの基部は、補助部材3の内周面と貫通穴3aとの縁部全周に亘って接触しており、補助部材3は、パイプ1に対して軸方向に位置決めされると共に、回り止めされている。
The
そして、板材2と、該板材2の平面に載置された補助部材3の端部との隅部には、アーク溶接によって溶接金属Wが形成され、板材2と補助部材3が強固に接合されている。
Then, a weld metal W is formed by arc welding at the corners of the
このような異材接合継手10は、図2に示すように、まず、円筒状のパイプ1と、複数の貫通穴3aが形成された補助部材3と、を用意する。補助部材3の複数の貫通穴3aは、管状のブランク部材に対して図示しないパンチ等を用いて穿設される。なお、複数の貫通穴3aは、図1,2に示すような円形に限らず、多角形など他の形状であってもよい。
As shown in FIG. 2, for such a dissimilar material joint 10, first, a
そして、この補助部材3を、パイプ1の周囲に配置し、図3に示すように、ゴム21(弾性体)を用いたパイプ1の拡管加工により、複数の貫通穴3aに臨むパイプ1の周壁の一部を径方向外側に膨出させ、パイプ1と補助部材3とをかしめ結合する。
Then, the
このかしめ結合は、図3に示すように、受座20の上にパイプ1と、パイプ1の周囲に配置される補助部材3と、を載置する。受座20は、パイプ1及び補助部材3が載置される上面から突出する円柱状の突出部20aを有し、突出部20aの周囲にパイプ1が外嵌される。また、受座20に配置されたパイプ1の内部には、パイプ1の内径よりわずかに小さな外径をそれぞれ有するゴム21と押圧部材22とが配置される。ゴム21は、受座20の突出部20aの上に載置され、パイプ1の上下方向において、貫通穴3aの上方及び下方に延在して位置する。したがって、受座20の突出部20aは、補助部材3の端面から貫通穴3aまでの軸方向長さよりも短い。また、ゴム21は軸方向に圧縮後も貫通穴3aの上方及び下方に延在して位置する長さに設定される。押圧部材22は、ゴム21の上に載置されており、不図示のプレス装置などに連結され、下方に向かって強大な荷重を付与可能となっている。
In this caulking connection, as shown in FIG. 3, a
なお、ゴム21の材質としては、例えば、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、CNRゴム(クロロプレンゴム+ニトリルゴム)、又はシリコンゴムのいずれかを用いることが好ましい。また、これらのゴム21の硬度はショアAで30以上であることが好ましい。
As the material of the
次いで、押圧部材22によってゴム21の軸方向に強大な荷重を付与すると、ゴム21は全長が短くなる代わりに外径が増大するように弾性変形する。これにより、パイプ1の内周面が径方向外方へと押圧されるが、補助部材3の内周面が対向する周壁の部位では、パイプ1の拡径が拘束される一方、補助部材3の貫通穴3aが臨む周壁の部位は、弾性変形したゴム21により拡管して径方向外方に押し出され、貫通穴3a内に膨出してドーム状の膨出部1aをなし、貫通穴3a内に嵌入する。
Next, when a strong load is applied in the axial direction of the
そして、押圧部材22から荷重を除くことでゴム21が変形から復帰するが、塑性変形しているパイプ1の膨出部1aは複数の貫通穴3a内に残存した状態を維持するから、パイプ1と補助部材3とはかしめ接合されることとなる。その後、パイプ1内から押圧部材22、ゴム21を取り除き、更に受座20からパイプ1と補助部材3を取り外すことで、図3に示す接合体(異材接合用補助部材付き管状部材)4を得ることができる。
なお、一対の補助部材3をパイプ1の両端部にかしめ結合することで、図4に示すような接合体4を構成してもよい。
Then, the
The
その後、図2に戻って、接合体4の補助部材3と、板材2とがアーク溶接等により接合される。このアークによるすみ肉溶接は、鋼同士の溶接であるので、金属間化合物を生じることなく、強固に接合される。図2中、符号23は、溶接トーチを表している。
After that, returning to FIG. 2, the
なお、図5に示すように、補助部材3の肉厚tは、アーク溶接の際に溶接金属Wがアルミニウム合金又はマグネシウム合金からなるパイプ1に達しないように設定される。加えて、補助部材3の肉厚tは、上述したパイプ1を拡管加工する際に、補助部材3が変形しないように設定されている。
As shown in FIG. 5, the wall thickness t of the
また、本実施形態では、パイプ1をアルミニウム合金又はマグネシウム合金とし、板材2と補助部材3とを鋼製としているが、板材2と補助部材3の金属材料がパイプ1の金属材料と異なるものであればよく、各部材の金属材料はこれに限定されない。例えば、板材2と補助部材3の金属材料は、金属間化合物を生じることなく、融接を用いて互いに接合可能な材料であればよい。また、板材2と補助部材3の鋼製の組成は、互いに同一であっても異なるものであってもよい。
また、パイプ1が鋼製、板材2がアルミニウム合金又はマグネシウム合金である場合には、補助部材3は、パイプ1の金属材料と異なる金属材料であればよく、例えば、板材2と同じ金属材料であるアルミニウム合金又はマグネシウム合金としてもよい。
Further, in the present embodiment, the
When the
さらに、補助部材3には、複数の貫通穴3aが形成される代わりに、内周面に凹設される複数の有底穴や、周方向全周に亘って又は周方向に沿って断続的に形成される内向き溝であってもよい。すなわち、パイプ1の拡管加工により、穴や内向き溝内に膨出される膨出部1aによって補助部材3がパイプ1から抜けない構成であればよく、回り止めされるほうがより好ましい。
Further, instead of forming a plurality of through
また、パイプ1の断面形状は、円形に限らず、筒状であれば任意であり、他の例として、四角形、六角形、八角形などの多角形であってもよい。この場合、補助部材3の断面形状も、パイプ1の形状と対応するものであればよく、円形に限らず、四角形、六角形、八角形などの多角形であってもよい。なお、パイプ1の拡管加工に用いられるゴム21や押圧部材22もパイプ1の内形形状に対応するものを用意すればよい。
Further, the cross-sectional shape of the
例えば、図6Aに示すように、パイプ1は、断面形状が四角形である角管部材であってもよい。この場合、補助部材3もパイプ1の外面に沿った四角形であればよく、貫通穴3aは各側面にそれぞれ穿設されてもよい。
For example, as shown in FIG. 6A, the
また、補助部材3の断面形状は、貫通穴3aが形成される部分でパイプ1の外面に接触又は近接して、貫通穴3a内に膨出部1aが形成される形状であれば、パイプ1の形状と対応するものでもよいし、パイプ1の形状と異なる形状であってもよい。
Further, if the cross-sectional shape of the
例えば、図6Bでは、パイプ1は、断面形状が正八角形である角管部材とし、補助部材3も、断面形状が正八角形である角管部材としている。また、補助部材3には、貫通穴3aが1つおきの四辺に穿設されている。
For example, in FIG. 6B, the
図6Cでは、パイプ1は、断面形状が円形である円管部材とし、補助部材3は、断面形状が正方形である角管部材としている。また、補助部材3には、貫通穴3aが各辺に穿設されている。
In FIG. 6C, the
図6Dでは、パイプ1は、断面形状が円形である円管部材とし、補助部材3は、断面形状が正六角形である角管部材としている。また、補助部材3には、貫通穴3aが1つおきの三辺に穿設されている。
In FIG. 6D, the
上述した図6A~図6Dのいずれの変形例の場合も、パイプ1の拡管加工により補助部材3がパイプ1と強固に結合されていると共に、補助部材3と板材2とがアーク溶接等により接合される。
In any of the above-mentioned modified examples of FIGS. 6A to 6D, the
さらに、図7に示すように、接合体4の端面(パイプ1及び補助部材3の端面)は、パイプ1の軸線方向に対して傾斜していてもよく、接合体4の軸線方向が板材2の法線に対して傾斜して接合することもできる。この場合、パイプ1及び補助部材3の端面は、パイプ1の拡管加工の後に斜めに切断してもよいし、拡管加工の前にそれぞれ斜めに切断していてもよい。
Further, as shown in FIG. 7, the end surface of the joint body 4 (the end surface of the
また、パイプ1の膨出部1aは、補助部材3の貫通穴3aに確実にかしめ結合されるものであればよく、膨出部1aの突出高さhが補助部材3の肉厚tよりも高くてもよいし、図8に示すように、補助部材3の肉厚t以下であってもよい。なお、膨出部1aの大きさは、貫通穴3aの大きさや拡管加工時の押圧部材22の軸方向荷重等によって制御される。
Further, the bulging
さらに、このような突出高さhの場合、図9Aに示すように、膨出部1a及び貫通穴3aが補助部材3の軸方向両端側に位置するようにして、補助部材3をパイプ1の軸方向中間部に配置した接合体4を形成することで、開口が形成された板材2を補助部材3の回りに挿通することができる。これにより、図9Bに示すように、一対の補助部材3と、板材2との間の各隅部をアーク溶接などにより接合することで、板材2をパイプ1の軸方向中間部に接合することができる。
Further, in the case of such a protruding height h, as shown in FIG. 9A, the bulging
また、パイプ1と補助部材3とは、図5に示すように、互いの端面が面一となるように結合されてもよいが、図10に示すように、補助部材3の端面がパイプ1の端面よりも延出するように結合されてもよい。
これにより、図5に示す実施形態では、すみ肉溶接の際に、溶接金属がパイプ1に当たらないように留意する必要があったが、図10に示す変形例では、溶接金属がパイプ1に当たらないように留意する必要がない。
Further, the
As a result, in the embodiment shown in FIG. 5, it was necessary to be careful not to hit the weld metal with the
以上説明したように、本実施形態の異材接合方法によれば、管状のパイプ1をアルミニウム合金又はマグネシウム合金からなるとし、平板状の板材2を鋼製からなるとした場合、鋼製からなり、貫通穴3aが形成された管状の補助部材3を、パイプ1の周囲に配置する工程と、パイプ1を拡管加工することにより、その周壁の一部を径方向外側に膨出して貫通穴3aに対して嵌入させ、パイプ1と補助部材3とをかしめ結合する工程と、補助部材3と板材2とを溶接することで、補助部材3を介してパイプ1と板材2とを接合する工程と、を備える。
また、本実施形態の異材接合継手10によれば、アルミニウム合金又はマグネシウム合金からなる管状のパイプ1と、鋼製からなり、パイプ1と接合される平板状の板材2と、鋼製からなり、貫通穴3aが形成される管状の補助部材3と、を備え、パイプ1は、その周壁の一部が径方向外側に膨出して貫通穴3aに対して嵌入される膨出部1aを有することで、補助部材3とかしめ結合され、かつ、補助部材3と板材2とが溶接される。
これにより、管状の補助部材3が管状のパイプ1と強固に結合されると共に、該補助部材3と板材2とが溶接により接合されるので、異なる金属材料からなるパイプ1と板材2とを、補助部材3を介して間接的に接合することができる。
また、パイプ1に対する補助部材3の取り付け位置に応じて、パイプ1の任意の位置に、板材2を接合することができる。
さらに、管状のパイプ1と補助部材3とをあらかじめ結合しておけば、補助部材3と板材2とを一般的な溶接方法で容易に接合することができる。
したがって、本実施形態は、異なる金属材料からなるパイプ1と板材2とを、低コストで簡便に、かつ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる。
As described above, according to the dissimilar material joining method of the present embodiment, when the
Further, according to the dissimilar material joint 10 of the present embodiment, the
As a result, the tubular
Further, the
Further, if the
Therefore, this embodiment can easily and reliably join the
また、本実施形態の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法によれば、アルミニウム合金又はマグネシウム合金からなる管状のパイプ1と、鋼製からなり、パイプ1の周囲に配置される管状の補助部材3と、を備え、貫通穴3aが形成された管状の補助部材3を、パイプ1の周囲に配置する工程と、パイプ1を拡管加工することにより、その周壁の一部を径方向外側に膨出して貫通穴3aに対して嵌入させ、パイプ1と補助部材3とをかしめ結合する工程と、を備える。
また、本実施形態の異材接合用補助部材付き管状部材によれば、アルミニウム合金又はマグネシウム合金からなる管状部材と、鋼製からなり、パイプ1の周囲に配置される管状の補助部材3と、を備え、補助部材3には、貫通穴3aが形成され、パイプ1は、その周壁の一部が径方向外側に膨出して貫通穴3aに対して嵌入されてなる膨出部1aを有する。
これにより、管状の補助部材3がパイプ1と強固に結合されているので、パイプ1と、該パイプ1と異なる金属材料からなる板材2とを、補助部材3を介して間接的に接合することができる。
また、パイプ1に対する補助部材3の取り付け位置に応じて、パイプ1の任意の位置に、パイプ1と異なる金属材料からなる板材2を接合することができる。
したがって、本実施形態は、異なる金属材料からなるパイプ1と板材2とを、低コストで簡便に、かつ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる。
Further, according to the method for manufacturing a tubular member with an auxiliary member for joining different materials according to the present embodiment, a
Further, according to the tubular member with an auxiliary member for joining different materials of the present embodiment, the tubular member made of an aluminum alloy or a magnesium alloy and the tubular
As a result, the tubular
Further, a
Therefore, this embodiment can easily and reliably join the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法について説明する。本実施形態では、パイプ1の拡管加工において、第1実施形態のものと異なる。すなわち、第1実施形態では、パイプ1の拡管加工が、弾性体を軸方向に圧縮することで行われていたが、本実施形態では、図11~図13に示すように、複数(本実施形態では3つ)の金属球(玉)31を用いて行われる。
したがって、製造される異材接合継手10及び接合体(異材接合用補助部材付き管状部材)4は、第1実施形態のものと実質的に同じである。
(Second Embodiment)
Next, a method for joining different materials and a method for manufacturing a tubular member with an auxiliary member for joining different materials according to the second embodiment will be described. In the present embodiment, the pipe expansion processing of the
Therefore, the dissimilar material joining joint 10 and the joint body (tubular member with an auxiliary member for dissimilar material joining) 4 to be manufactured are substantially the same as those of the first embodiment.
図11及び図12に示すように、複数の金属球31は、樹脂又はゴム製の弾性変形可能な円管42を用いて保持される。具体的には、円管42の周壁には、複数(本実施形態では3つ)の穴42aが等間隔に設けられており、3つの金属球31は、3つの穴42aから部分的にそれぞれ突出した状態で、円管42内に保持されている。
As shown in FIGS. 11 and 12, the plurality of
また、図11に示すように、3つの金属球31及び円管42は、パイプ1内に収容される円管状の下部抑え管43によって支持される。このため、3つの金属球31は、パイプ1の周囲に配置された補助部材3の複数の貫通穴3aと同じ高さの位置に配置される。
Further, as shown in FIG. 11, the three
更に、パイプ1の上方より円管状の上部抑え管44を挿入して、その下面を円管42に当接させる。また、この状態で、3つの金属球31は、補助部材3の貫通穴3aに臨むように位相合わせして配置させている。
なお、補助部材3は、パイプ1に対して軸方向に位置決めされる必要があり、図示しない治具等を用いて補助部材3を所定の高さに保持する必要がある。
Further, a circular tubular
The
この状態から、図13に示すように、下部が円錐部40aである押出部材40を、パイプ1の上方より円管状の上部抑え管44の案内にしたがって挿入し、円錐部40aを3つの金属球31と当接させる。そして、押出部材40を強大な押圧力で軸方向に沿って下降させると、円錐部40aが下部抑え管43内に進入しながら3つの金属球31を押圧する。金属球31は下部抑え管43の上面により軸方向への移動が制限されているため、金属球31は、円管42を変形させつつ径方向外側へと互いに離間するように移動する。この金属球31の移動により、パイプ1の周壁の一部が補助部材3の貫通穴3aに嵌入することで膨出部1aが形成され、パイプ1と補助部材3とがかしめ結合されることとなる。その後、押出部材40を上方に退避させると金属球31が膨出部1aから抜け出し、パイプ1と補助部材3からなる接合体4を、下部抑え管43から抜き出すことができる。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
From this state, as shown in FIG. 13, the extruded
Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.
なお、押出部材40は、本実施形態のように円錐部40aに限定されるものでなく、複数の金属球31と当接する当接部を有し、該当接部が軸方向に沿って中心軸から徐々に離間するものであればよい。これにより、押出部材40が軸方向に変位することで、複数の金属球31をパイプ1の径方向外側へ移動させることができる。
The extruded
したがって、押出部材40の当接部は、上記実施形態のように、複数の金属球31と当接する円周方向3箇所を有する円錐部40aによって構成されてもよく、あるいは、図14に示す変形例のように、金属球31の半径rに応じた複数(3箇所)の凹面部40bが、軸方向に沿って中心軸から徐々に離間するように構成されたものでもよい。また、この場合、凹面部40bは、軸方向に沿って中心軸から徐々に離間するにつれて、円弧長さを長くしている。さらに、押出部材40は、3箇所の凹面部40bをそれぞれテーパ面で結ぶように構成される。
この変形例の場合、押出部材40が軸方向に変位することで、凹面部40bにより金属球31が円周方向にずれるのを防止できるので、確実に円管42の穴42aに向けて外側に金属球31を押し出すことができる。
Therefore, the contact portion of the extruded
In the case of this modification, since the extruded
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る異材接合方法について、図15~図23を参照して説明する。なお、第1実施形態及び第2実施形態と同一又は同等部分については、説明を省略あるいは簡略化する。
(Third Embodiment)
Next, the dissimilar material joining method according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 23. The description of the same or equivalent parts as those of the first embodiment and the second embodiment will be omitted or simplified.
第3実施形態では、補助部材3は、パイプ1の端部に内嵌して取り付けられている。このため、補助部材3の外径は、パイプ1の内径より僅かに小さく設計されている。また、図16に示すように、パイプ1には、円周方向に所定の間隔で複数の貫通穴(本実施形態では、3つ)1dが形成されている。一方、補助部材3は、パイプ1の複数の貫通穴1dに臨む周壁の一部が径方向内側に膨出し、複数の貫通穴1dに対して嵌入される複数の膨出部3dを有する。これによって、パイプ1と補助部材3とは、かしめ結合されている。膨出部3dの基部は、補助部材3の外周面と貫通穴1dとの縁部全周に亘って接触しており、補助部材3は、パイプ1に対して軸方向に位置決めされると共に、回り止めされている。また、パイプ1と補助部材3とは、互いにかしめ結合された状態において、補助部材3の軸方向端部3fがパイプ1の軸方向端部1fから延出している。
In the third embodiment, the
また、板材2と、該板材2の平面に載置された補助部材3の軸方向端部3fとの隅部には、アーク溶接によって溶接金属Wが形成され、板材2と補助部材3が強固に接合されている。なお、補助部材3の軸方向端部3fは、パイプ1の軸方向端部1fから延出しているので、板材2と容易に溶接することができる。
Further, a weld metal W is formed by arc welding at a corner between the
このような異材接合継手10は、図15~図20に示すように、まず、複数の貫通穴1dが形成された円管状のパイプ1と、円筒状の補助部材3と、を用意する。パイプ1の複数の貫通穴1dは、管状のブランク部材に対して図示しないパンチ等を用いて穿設される。なお、複数の貫通穴1dは、図16に示すような円形に限らず、多角形など他の形状であってもよい。
As shown in FIGS. 15 to 20, for such a dissimilar material joint 10, first, a circular
そして、この補助部材3を、パイプ1の内側に配置し、図17に示すように、複数(本実施形態では3つ)の金属球(玉)31と押出部材40とを用いた拡管加工により、複数の貫通穴1dに臨む補助部材3の周壁の一部を径方向外側に膨出させ、パイプ1と補助部材3とをかしめ結合する。
Then, the
ここで、上述したように、補助部材3がパイプ1の内側に配置され、かつ、補助部材3の軸方向端部3fが、パイプ1の軸方向端部1fから延出する。このため、拡管加工する際に使用される受座35では、補助部材3を支持する支持面34は、パイプ1を支持する支持面33の内側に設けられた環状溝38内に形成される。すなわち、支持軸部36に形成される環状溝38は、補助部材3の内周面に内嵌する筒状の軸部分と、パイプ1の支持面33を形成するリング部分との間に形成される。
Here, as described above, the
3つの金属球31は、支持軸部36の上面32a上に配置される。上面32aは、3つの金属球31が、補助部材3の周囲に配置されたパイプ1の複数の貫通穴1dと同じ高さとなるような高さを有する。なお、支持軸部36の上面32aの径方向の肉厚は、金属球31の半径よりも大きい方が金属球31を保持するために好ましい。また、支持軸部36の内径は、後述の押出部材40が挿入される際に、押出部材40と干渉しないように設計される。なお、金属球31の落下を防止するため、金属球31は、補助部材3を環状溝38内に配置した後に、上面32a上に載置される。
The three
押出部材40は、第1実施形態と同様に、3つの溝状の凹面40dを有する略三角錐状の当接部40cを有する。また、上述した受座35を用いる場合には、押出部材40を円周方向に回転させることで、金属球31の円周方向位置を変えることができる。このため、金属球31の円周方向位置を変えることでも、3つの金属球31がパイプ1の貫通穴1dに臨むように位相合わせすることができる。
The extruded
したがって、拡管加工では、まず、受座35の支持面33、34にパイプ1及び補助部材3がそれぞれ配置される。この際、パイプ1と金属球31とは、受座35の上面32a上の3つの金属球31が補助部材3の貫通穴3aに臨むように位相合わせされる。
Therefore, in the pipe expansion process, first, the
そして、押出部材40を、パイプ1の上方より挿入し、3つの凹面40dを3つの金属球31と当接させる。そして、押出部材40を強大な押圧力で軸方向に沿って下降させると、当接部40cが受座35の支持軸部36内に進入しながら3つの金属球31を押圧する。金属球31は3つの凹面40dによって径方向外側へと互いに離間するように支持軸部36の上面32a上を移動する。この金属球31の移動により、補助部材3の周壁の一部がパイプ1の貫通穴1dに嵌入することで膨出部3dが形成され、パイプ1と補助部材3とがかしめ結合されることとなる。その後、押出部材40を上方に退避させてパイプ1から抜き出し、さらに、パイプ1と補助部材3からなる接合体(異材接合用補助部材付き管状部材)4を、受座35から抜き出す。その際、金属球31が補助部材3の膨出部3dから抜け出される。
Then, the extruded
また、受座35に支持されたパイプ1と補助部材3とは、高さの異なる支持面33、34に支持されているので、補助部材3の軸方向端部3fがパイプ1の軸方向端部1fから延出するようにして、パイプ1と補助部材3とはかしめ結合される。
Further, since the
その後、図16に戻って、接合体4の補助部材3と、板材2とがアーク溶接等により接合される。このアークによるすみ肉溶接は、鋼同士の溶接であるので、金属間化合物を生じることなく、強固に接合される。
After that, returning to FIG. 16, the
なお、本実施形態では、パイプ1をアルミニウム合金又はマグネシウム合金とし、板材2と補助部材3とを鋼製としているが、板材2と補助部材3の金属材料がパイプ1の金属材料と異なるものであればよく、各部材の金属材料はこれに限定されない。例えば、板材2と補助部材3の金属材料は、金属間化合物を生じることなく、融接を用いて互いに接合可能な材料であればよい。また、板材2と補助部材3の鋼製の組成は、互いに同一であっても異なるものであってもよい。
また、パイプ1が鋼製、板材2がアルミニウム合金又はマグネシウム合金である場合には、補助部材3は、パイプ1の金属材料と異なる金属材料であればよく、例えば、板材2と同じ金属材料であるアルミニウム合金又はマグネシウム合金としてもよい。
In the present embodiment, the
When the
また、拡管加工は、図21~図23に示すように、金属球31を保持する穴32を持った支持軸部36を有する受座35を用いて行われてもよい。
Further, as shown in FIGS. 21 to 23, the tube expansion process may be performed using a receiving
以上説明したように、本実施形態の異材接合方法によれば、管状のパイプ1をアルミニウム合金又はマグネシウム合金からなるとし、平板状の板材2を鋼製からなるとした場合、鋼製からなる管状の補助部材3の周囲に、複数の貫通穴1dが形成されたパイプ1を配置する工程と、パイプ1に形成された複数の貫通穴1dに臨む補助部材3の周壁の一部を径方向外側に膨出して、パイプ1の貫通穴1d内に嵌入させ、パイプ1と補助部材3とをかしめ結合する工程と、補助部材3と板材2とを溶接することで、補助部材3を介してパイプ1と板材2とを接合する工程と、を有する。
As described above, according to the dissimilar material joining method of the present embodiment, when the
また、本実施形態の異材接合継手10によれば、アルミニウム合金又はマグネシウム合金からなる管状のパイプ1と、鋼製からなり、パイプ1と接合される平板状の板材2と、鋼製からなり、円周方向に複数の貫通穴3aが形成される管状の補助部材3と、を備え、補助部材3は、その周壁の一部が径方向外側に膨出してパイプ1の貫通穴1dに対して嵌入される複数の膨出部3dを有することで、補助部材3とかしめ結合され、かつ、補助部材3と板材2とが溶接される。
これにより、管状の補助部材3が管状のパイプ1と強固に結合されると共に、該補助部材3と板材2とが溶接により接合されるので、異なる金属材料からなるパイプ1と板材2とを、補助部材3を介して間接的に接合することができる。
Further, according to the dissimilar
As a result, the tubular
また、管状のパイプ1と補助部材3とをあらかじめ結合しておけば、補助部材3と板材2とを一般的な溶接方法で容易に接合することができる。
したがって、本実施形態は、異なる金属材料からなるパイプ1と板材2とを、低コストで簡便に、かつ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる。
Further, if the
Therefore, this embodiment can easily and reliably join the
また、本実施形態の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法によれば、アルミニウム合金又はマグネシウム合金からなる管状のパイプ1と、鋼製からなり、パイプ1と嵌合する管状の補助部材3と、を備え、管状の補助部材3の周囲に、複数の貫通穴1dが形成されたパイプ1を配置する工程と、パイプ1に形成された複数の貫通穴1dに臨む補助部材3の周壁の一部を径方向外側に膨出させて貫通穴1dに対して嵌入させ、パイプ1と補助部材3とをかしめ結合する工程と、を備える。
また、本実施形態の異材接合用補助部材付き管状部材によれば、アルミニウム合金又はマグネシウム合金からなる管状部材と、鋼製からなり、パイプ1の内側に配置される管状の補助部材3と、を備え、パイプ1には、複数の貫通穴1dが形成され、パイプ1は、その周壁の一部が径方向外側に膨出して複数の貫通穴1dに対して嵌入されてなる複数の膨出部3dを有することで、補助部材3とかしめ結合される。
これにより、管状の補助部材3がパイプ1と強固に結合されているので、パイプ1と、該パイプ1と異なる金属材料からなる板材2とを、補助部材3を介して間接的に接合することができる。
したがって、本実施形態は、異なる金属材料からなるパイプ1と板材2とを、低コストで簡便に、かつ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる。
Further, according to the method for manufacturing a tubular member with an auxiliary member for joining different materials according to the present embodiment, a tubular
Further, according to the tubular member with an auxiliary member for joining different materials of the present embodiment, the tubular member made of an aluminum alloy or a magnesium alloy and the tubular
As a result, the tubular
Therefore, this embodiment can easily and reliably join the
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、本発明のパイプ1の拡管工程は、上述した2つの実施形態に限定されるものでなく、例えば、電磁成形を用いてもよいし、ハイドロフォーミングを用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified, improved, and the like.
For example, the pipe expanding step of the
1 パイプ(第1の部材、管状部材)
1a 膨出部
1d 貫通穴
2 板材(第2の部材)
3 補助部材
3a 貫通穴(穴)
3d 膨出部
3f 軸方向端部
4 接合体
10 異材接合継手
20 受座
20a 突出部
21 ゴム
22 押圧部材
23 溶接トーチ
31 金属球(玉)
32 穴
32a 上面
33 支持面
34 支持面
38 環状溝
40 押出部材
40a 円錐部(当接部)
40b 凹面部(当接部)
40c 当接部
40d 凹面
42 円管
42a 穴
43 下部抑え管
44 上部抑え管
1 pipe (first member, tubular member)
3
32
40b concave part (contact part)
Claims (16)
前記第1の金属材料と異なる第3の金属材料からなる管状の補助部材と、前記第1の部材のいずれか一方の内側部材の周囲に、前記補助部材と前記第1の部材のいずれか他方の外側部材を配置する工程と、
前記内側部材を拡管加工することにより、その周壁の一部を径方向外側に膨出して、前記第1の部材と前記補助部材とをかしめ結合する工程と、
前記補助部材と前記第2の部材とを溶接することで、前記補助部材を介して前記第1の部材と前記第2の部材とを接合する工程と、
を有する異材接合方法。 In a dissimilar material joining method in which a tubular first member made of a first metal material and a second member made of a second metal material different from the first metal material are joined.
A tubular auxiliary member made of a third metal material different from the first metal material, and one of the auxiliary members and the first member around the inner member of any one of the first members. And the process of arranging the outer members of
A step of caulking and joining the first member and the auxiliary member by expanding a part of the peripheral wall of the inner member to the outside in the radial direction by expanding the tube.
A step of joining the first member and the second member via the auxiliary member by welding the auxiliary member and the second member.
Dissimilar material joining method having.
前記拡管加工は、前記内側部材の内部に前記複数の穴に対応して複数の玉を配置し、前記複数の玉と当接する当接部を有し、該当接部が軸方向に沿って中心軸から徐々に離間する押出部材を軸方向に変位させることで、前記複数の玉を前記内側部材の径方向外側へ移動させ、前記複数の穴に臨む前記内側部材の周壁の一部を径方向外側に膨出させる、請求項1に記載の異材接合方法。 The outer member is provided with a plurality of holes along the circumferential direction.
In the tube expansion process, a plurality of balls are arranged inside the inner member corresponding to the plurality of holes, and the contact portion has a contact portion that abuts on the plurality of balls, and the corresponding contact portion is centered along the axial direction. By displacing the extruded member gradually separated from the shaft in the axial direction, the plurality of balls are moved radially outward of the inner member, and a part of the peripheral wall of the inner member facing the plurality of holes is radially displaced. The dissimilar material joining method according to claim 1, wherein the material is bulged outward.
前記補助部材は、穴又は内向き溝が形成されているとともに、
前記かしめ結合は、前記第1の部材の周壁の一部を、前記穴又は内向き溝に対して嵌入させることにより行われる、請求項1~3のいずれか1項に記載の異材接合方法。 The inner member is the first member, the outer member is the auxiliary member, and the like.
The auxiliary member has a hole or an inward groove formed therein, and has a hole or an inward groove.
The dissimilar material joining method according to any one of claims 1 to 3, wherein the caulking joint is performed by fitting a part of the peripheral wall of the first member into the hole or the inward groove.
前記第2及び第3の金属材料は、前記アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、前記鋼製とのいずれか他方である、請求項1~4のいずれか1項に記載の異材接合方法。 The first metal material is either an aluminum alloy or a magnesium alloy, or a steel material.
The dissimilar material joining method according to any one of claims 1 to 4, wherein the second and third metal materials are made of either an aluminum alloy or a magnesium alloy and the steel, whichever is the other.
前記第1の金属材料と異なる第3の金属材料からなる管状の補助部材を備え、
前記補助部材と前記第1の部材のいずれか一方である内側部材は、その周壁の一部が径方向外側に膨出する膨出部を有することで、前記補助部材と前記第1の部材のいずれか他方である外側部材とかしめ結合され、
前記補助部材と前記第2の部材とが溶接される異材接合継手。 A dissimilar material joint having a tubular first member made of a first metal material and a second member made of a second metal material different from the first metal material and joined to the first member. In the joint
A tubular auxiliary member made of a third metal material different from the first metal material is provided.
The inner member, which is either one of the auxiliary member and the first member, has a bulging portion in which a part of the peripheral wall thereof bulges outward in the radial direction, so that the auxiliary member and the first member have a bulge. Caulked to one of the other outer members,
A dissimilar material joint in which the auxiliary member and the second member are welded.
前記補助部材は、穴又は内向き溝が形成されているとともに、
前記第1の部材の周壁の一部が、前記穴又は内向き溝に対して嵌入されてなる、請求項6に記載の異材接合継手。 The inner member is the first member, the outer member is the auxiliary member, and the like.
The auxiliary member has a hole or an inward groove formed therein, and has a hole or an inward groove.
The dissimilar material joint according to claim 6, wherein a part of the peripheral wall of the first member is fitted into the hole or the inward groove.
前記第1の部材は、前記複数の穴に嵌入される複数の前記膨出部を有する、請求項7に記載の異材接合継手。 The auxiliary member is provided with a plurality of the holes along the circumferential direction.
The dissimilar material joint according to claim 7, wherein the first member has a plurality of the bulging portions fitted into the plurality of holes.
前記第2及び第3の金属材料は、前記アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、前記鋼製とのいずれか他方である、請求項6~8のいずれか1項に記載の異材接合継手。 The first metal material is either an aluminum alloy or a magnesium alloy, or a steel material.
The dissimilar material joint according to any one of claims 6 to 8, wherein the second and third metal materials are made of either the aluminum alloy or the magnesium alloy and the steel, whichever is the other.
前記管状部材である内側部材は、その周壁の一部が径方向外側に膨出する膨出部を有することで、前記補助部材である外側部材とかしめ結合され、
前記補助部材は、穴又は内向き溝が形成されているとともに、
前記管状部材の周壁の一部が、前記穴又は内向き溝に対して嵌入されてなる異材接合用補助部材付き管状部材。 A tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials, comprising a tubular member made of a metal material and a tubular auxiliary member made of a metal material different from the metal material of the tubular member and fitted with the tubular member .
The inner member , which is the tubular member, is caulked and coupled to the outer member , which is the auxiliary member, by having a bulging portion in which a part of the peripheral wall thereof bulges outward in the radial direction .
The auxiliary member has a hole or an inward groove formed therein, and has a hole or an inward groove.
A tubular member with an auxiliary member for joining different materials , in which a part of the peripheral wall of the tubular member is fitted into the hole or the inward groove .
前記管状部材は、前記複数の貫通穴に嵌入される複数の前記膨出部を有し、
前記複数の膨出部の突出高さは、前記補助部材の肉厚以下である、請求項10に記載の異材接合用補助部材付き管状部材。 The auxiliary member is provided with a plurality of through holes constituting the hole along the circumferential direction.
The tubular member has a plurality of the bulges that are fitted into the plurality of through holes.
The tubular member with an auxiliary member for joining different materials according to claim 10 , wherein the protruding height of the plurality of bulging portions is equal to or less than the wall thickness of the auxiliary member.
前記補助部材の金属材料は、前記アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、前記鋼製とのいずれか他方である、請求項10又は11に記載の異材接合用補助部材付き管状部材。 The metal material of the tubular member is either an aluminum alloy or a magnesium alloy, or a steel material.
The tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials according to claim 10 or 11 , wherein the metal material of the auxiliary member is one of the aluminum alloy or magnesium alloy and the steel.
前記補助部材と前記管状部材のいずれか一方の内側部材の周囲に、前記補助部材と前記管状部材のいずれか他方の外側部材を配置する工程と、
前記内側部材を拡管加工することにより、その周壁の一部を径方向外側に膨出して、前記管状部材と前記補助部材とをかしめ結合する工程と、を備え、
前記拡管加工は、前記外側部材が配置されている前記内側部材の内部に弾性体を挿入し、前記弾性体を軸方向に圧縮することで、前記内側部材の周壁の一部を径方向外側に膨出させる異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。 A method for manufacturing a tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials, comprising a tubular member made of a metal material and a tubular auxiliary member made of a metal material different from the metal material of the tubular member and fitted with the tubular member. ,
A step of arranging the outer member of either the auxiliary member or the tubular member around the inner member of either the auxiliary member or the tubular member.
A step of caulking and joining the tubular member and the auxiliary member by expanding a part of the peripheral wall of the inner member by expanding the tube and bulging outward in the radial direction is provided .
In the tube expansion process, an elastic body is inserted inside the inner member in which the outer member is arranged, and the elastic body is compressed in the axial direction, so that a part of the peripheral wall of the inner member is radially outward. A method for manufacturing a tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials to be inflated.
前記拡管加工は、前記内側部材の内部に前記複数の穴に対応して複数の玉を配置し、前記複数の玉と当接する当接部を有し、該当接部が軸方向に沿って中心軸から徐々に離間する押出部材を軸方向に変位させることで、前記複数の玉を前記内側部材の径方向外側へ移動させ、前記複数の穴に臨む前記内側部材の周壁の一部を径方向外側に膨出させる、請求項13に記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。 The outer member is provided with a plurality of holes along the circumferential direction.
In the tube expansion process, a plurality of balls are arranged inside the inner member corresponding to the plurality of holes, and the contact portion has a contact portion that abuts on the plurality of balls, and the corresponding contact portion is centered along the axial direction. By displacing the extruded member gradually separated from the shaft in the axial direction, the plurality of balls are moved radially outward of the inner member, and a part of the peripheral wall of the inner member facing the plurality of holes is radially displaced. The method for manufacturing a tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials according to claim 13 , which bulges outward.
前記補助部材は、穴又は内向き溝が形成されているとともに、
前記かしめ結合は、前記管状部材の周壁の一部を、前記穴又は内向き溝に対して嵌入させることにより行われる、請求項13又は14に記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。 The inner member is the tubular member, the outer member is the auxiliary member, and the outer member is the auxiliary member.
The auxiliary member has a hole or an inward groove formed therein, and has a hole or an inward groove.
The method for manufacturing a tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials according to claim 13 , wherein the caulking connection is performed by fitting a part of the peripheral wall of the tubular member into the hole or the inward groove. ..
前記補助部材の金属材料は、前記アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、前記鋼製とのいずれか他方である、請求項13~15のいずれか1項に記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。 The metal material of the tubular member is either an aluminum alloy or a magnesium alloy, or a steel material.
The tubular member with an auxiliary member for joining dissimilar materials according to any one of claims 13 to 15 , wherein the metal material of the auxiliary member is one of the aluminum alloy or the magnesium alloy and the steel, whichever is the other. Production method.
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