JPWO2017170213A1 - 接合構造 - Google Patents
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Abstract
Description
実施の形態の説明に先立ち、本開示に至った経緯を簡単に説明する。
本実施の形態について、図1から図9を用いて説明する。図1は、接合部材であって、本開示に係る第1の同種系金属材である第1の材料1と本開示に係る第2の同種系金属材である第3の材料3と、異種材の第2の材料2との接合構造を示している。ここで、図4は、上板としての第1の材料1が円形状である構造のものを説明するための図である。図5は、上板としての第1の材料1が角形状である構造のものを説明するための図である。そして、図4および図5に示すI−I断面が、図1の断面位置に対応する。
次に、本実施の形態2について、図2を用いて説明する。実施の形態1と重複する部分は説明を省略する。実施の形態1と異なる点は、第1の材料1には第1の突起部4が有るが、第3の材料3の形状に第2の突起部5が無い点である。第3の材料3に第2の突起部5の加工が無いことで材料の加工費用の削減が可能であり、第1の材料1と第2の材料2と位置が第3の材料3の位置ズレに影響されない利点がある。この場合も、実施の形態1と同様に、第1の貫通穴11の板厚方向の第1の材料と第3の材料との隙間である第2のギャップ8を設けてアーク溶接することで、溶接部16の凝固収縮が圧縮力18となり、第1の材料1と第3の材料3との間に挟まれた第2の材料2を圧縮固定する。
次に、本実施の形態3について、図10〜図12を用いて説明する。実施の形態1や2と重複する部分は説明を省略する。実施の形態1と異なる点は、板厚方向からアーク溶接される第1の突起部4および第2の突起部5に対する溶接領域において、例えば、アーク15が照射される側の第1の材料1の第1の突起部4の中央の一部分に、アーク15が照射される溶接領域より小さい第2の貫通穴6(本開示に係る第2の貫通部の一例)を設け、第1の突起部4の形状を中央部の一部に穴が開いた鍔状とした点である。この第2の貫通穴6により、上板である第1の材料1をアーク熱で穴開きを作り、第3の材料3と溶融接合させる必要がなく、溶接ワイヤの溶融金属で第1の材料1と第3の材料3との溶融を促進させて、第1の突起部4および第2の突起部5の対向面を互いに強固に溶融接合させることができるものである。
次に、本実施の形態4について、図13を用いて説明する。実施の形態1と重複する部分は説明を省略する。実施の形態1と異なる点は、第1の材料1の第1の突起部4や第3の材料3の第2の突起部5に接し合う箇所より板厚方向に直交する方向の外側または、異種材の第1の貫通穴11より板厚方向に直交する方向の外側で、同種系金属材の板厚方向に貫通するに複数個の排出穴17または排出溝を設けたことである。排出穴17および排出溝は、本開示に係る排出部の一例である。
従来の異材接合用部材としてのリベットは、かしめ加工時およびスポット溶接時に異種材料の一部が変形して移動するスペースの確保及びスポット溶接時の電極の位置ズレ等による異種材の陥没等を防いで締結力低下の抑制を可能とするために、R形状の面取りや環状溝等の複雑なリベット形状が必要であった。
2 第2の材料(異種材)
3 第3の材料(第2の同種系金属材)
4 第1の突起部
5 第2の突起部
6 第2の貫通穴(第2の貫通部)
7 第1のギャップ
8 第2のギャップ
9 第2の貫通穴径
10 突起内縁部
11 第1の貫通穴(第1の貫通部)
12 ノズル
13 チップ
14 溶接ワイヤ
15 アーク
16,16a 溶接部
17 排出穴(排出部)
18 圧縮力
19 突起外縁部
実施の形態の説明に先立ち、本開示に至った経緯を簡単に説明する。
本実施の形態について、図1から図9を用いて説明する。図1は、接合部材であって、本開示に係る第1の同種系金属材である第1の材料1と本開示に係る第2の同種系金属材である第3の材料3と、異種材の第2の材料2との接合構造を示している。ここで、図4は、上板としての第1の材料1が円形状である構造のものを説明するための図である。図5は、上板としての第1の材料1が角形状である構造のものを説明するための図である。そして、図4および図5に示すI−I断面が、図1の断面位置に対応する。
次に、本実施の形態2について、図2を用いて説明する。実施の形態1と重複する部分は説明を省略する。実施の形態1と異なる点は、第1の材料1には第1の突起部4が有るが、第3の材料3の形状に第2の突起部5が無い点である。第3の材料3に第2の突起部5の加工が無いことで材料の加工費用の削減が可能であり、第1の材料1と第2の材料2と位置が第3の材料3の位置ズレに影響されない利点がある。この場合も、実施の形態1と同様に、第1の貫通穴11の板厚方向の第1の材料と第3の材料との隙間である第2のギャップ8を設けてアーク溶接することで、溶接部16の凝固収縮が圧縮力18となり、第1の材料1と第3の材料3との間に挟まれた第2の材料2を圧縮固定する。
次に、本実施の形態3について、図10〜図12を用いて説明する。実施の形態1や2と重複する部分は説明を省略する。実施の形態1と異なる点は、板厚方向からアーク溶接される第1の突起部4および第2の突起部5に対する溶接領域において、例えば、アーク15が照射される側の第1の材料1の第1の突起部4の中央の一部分に、アーク15が照射される溶接領域より小さい第2の貫通穴6(本開示に係る第2の貫通部の一例)を設け、第1の突起部4の形状を中央部の一部に穴が開いた鍔状とした点である。この第2の貫通穴6により、上板である第1の材料1をアーク熱で穴開きを作り、第3の材料3と溶融接合させる必要がなく、溶接ワイヤの溶融金属で第1の材料1と第3の材料3との溶融を促進させて、第1の突起部4および第2の突起部5の対向面を互いに強固に溶融接合させることができるものである。
次に、本実施の形態4について、図13を用いて説明する。実施の形態1と重複する部分は説明を省略する。実施の形態1と異なる点は、第1の材料1の第1の突起部4や第3の材料3の第2の突起部5に接し合う箇所より板厚方向に直交する方向の外側または、異種材の第1の貫通穴11より板厚方向に直交する方向の外側で、同種系金属材の板厚方向に貫通するに複数個の排出穴17または排出溝を設けたことである。排出穴17および排出溝は、本開示に係る排出部の一例である。
従来の異材接合用部材としてのリベットは、かしめ加工時およびスポット溶接時に異種材料の一部が変形して移動するスペースの確保及びスポット溶接時の電極の位置ズレ等による異種材の陥没等を防いで締結力低下の抑制を可能とするために、R形状の面取りや環状溝等の複雑なリベット形状が必要であった。
2 第2の材料(異種材)
3 第3の材料(第2の同種系金属材)
4 第1の突起部
5 第2の突起部
6 第2の貫通穴(第2の貫通部)
7 第1のギャップ
8 第2のギャップ
9 第2の貫通穴径
10 突起内縁部
11 第1の貫通穴(第1の貫通部)
12 ノズル
13 チップ
14 溶接ワイヤ
15 アーク
16,16a 溶接部
17 排出穴(排出部)
18 圧縮力
19 突起外縁部
Claims (8)
- 第1の突起部を有する第1の同種系金属材と、
前記第1の同種系金属材と互いに溶接可能な第2の同種系金属材と、
第1の貫通部が設けられ、前記第1の同種系金属材と前記第2の同種系金属材との間に挟まれ、前記第1の同種系金属材および前記第2の同種系金属材と溶接困難な異種材と、を備え、
前記第1の突起部は、前記第1の貫通部に対して、前記第1の貫通部の径または幅より小さく、径方向または幅方向の第1のギャップを有し、
前記第1の突起部が前記第1の貫通部に挿入され、前記第1の貫通部の板厚方向の隙間である第2のギャップを有し、
前記第1の同種系金属材の前記第1の突起部に対して、前記板厚方向からアーク溶接され、前記板厚方向の隙間である前記第2のギャップの量は、前記アーク溶接のアークが照射される側の前記第1の同種系金属材の前記第1の突起部の板厚に対する所定量であり、
前記第1の同種系金属材と前記第2の同種系金属材とが前記第1の貫通部を介して互いに溶融結合して前記異種材が圧縮固定されることにより、前記異種材と前記第1の同種系金属材および前記第2の同種系金属材とが固定されている接合構造。 - 前記異種材の前記第1の貫通部を介して前記異種材を挟み込む前記第1の同種系金属材の前記第2の同種系金属材と対向する面に、前記第1の突起部が形成されている請求項1に記載の接合構造。
- 前記第2の同種系金属材は第2の突起部を有し、
前記異種材の前記第1の貫通部を介して前記異種材を挟み込む前記第2の同種系金属材の前記第1の同種系金属材と対向する面に、前記第2の突起部が形成されている請求項2に記載の接合構造。 - 前記異種材の前記第1の貫通部は、溶融し、前記第1の突起部の外周側に密着固定可能に流動する請求項1から3のいずれか1項に記載の接合構造。
- 前記板厚方向からアーク溶接される前記第1の突起部に対する溶接領域は前記第1の突起部の径または幅に対して所定の距離を有して小さい請求項1から4のいずれか1項に記載の接合構造。
- 前記板厚方向からアーク溶接される前記第1の突起部の溶接領域の一部に第2の貫通部を設けて、前記第1の突起部の形状を中央部の一部に穴が開いた鍔状とする請求項1から5のいずれか1項に記載の接合構造。
- 前記異種材の第1の貫通部より外側に対応する位置に、前記板厚方向に貫通する排出部が、前記異種材を挟む前記第1の同種系金属材および前記第2の同種系金属材の少なくとも一方に設けられている請求項1から6のいずれか1項に記載の接合構造。
- 前記アーク溶接は消耗電極を用いるアーク溶接、あるいは、非消耗電極を用いるTIG溶接またはプラズマ溶接である請求項1から7のいずれか1項に記載の接合構造。
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