RU2644827C2 - Сборная конструкция из разнородных материалов и способ изготовления сборного корпуса из разнородных материалов - Google Patents

Сборная конструкция из разнородных материалов и способ изготовления сборного корпуса из разнородных материалов Download PDF

Info

Publication number
RU2644827C2
RU2644827C2 RU2016129981A RU2016129981A RU2644827C2 RU 2644827 C2 RU2644827 C2 RU 2644827C2 RU 2016129981 A RU2016129981 A RU 2016129981A RU 2016129981 A RU2016129981 A RU 2016129981A RU 2644827 C2 RU2644827 C2 RU 2644827C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diameter
rod
hole
attachable
rivet
Prior art date
Application number
RU2016129981A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016129981A (ru
Inventor
Цуёси ИДЗУХАРА
Original Assignee
Тойота Дзидося Кабусики Кайся
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тойота Дзидося Кабусики Кайся filed Critical Тойота Дзидося Кабусики Кайся
Publication of RU2016129981A publication Critical patent/RU2016129981A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2644827C2 publication Critical patent/RU2644827C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/56—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
    • B29C65/60—Riveting or staking
    • B29C65/601—Riveting or staking using extra riveting elements, i.e. the rivets being non-integral with the parts to be joined
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/06—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11—Spot welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/16—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
    • B23K11/20—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded of different metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/56—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using mechanical means or mechanical connections, e.g. form-fits
    • B29C65/64—Joining a non-plastics element to a plastics element, e.g. by force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • B29C66/431—Joining the articles to themselves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/74—Joining plastics material to non-plastics material
    • B29C66/742—Joining plastics material to non-plastics material to metals or their alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B15/00—Nails; Staples
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/08—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of welds or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2007/00—Flat articles, e.g. films or sheets
    • B29L2007/002—Panels; Plates; Sheets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
    • F16B2200/97—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass having differing thermal expansion coefficients
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • F16B5/0241—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread with the possibility for the connection to absorb deformation, e.g. thermal or vibrational
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/04—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of riveting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Abstract

Изобретение относится к сборному корпусу из разнородных материалов. Корпус содержит первый присоединяемый элемент в форме пластины с отверстием, изготовленный из полимера, второй присоединяемый элемент в форме пластины с участком, обращенным к отверстию, изготовленный из металла, и заклепку, содержащую участок в форме стержня, размещенный внутри отверстия, изготовленную из металла. Участок в форме стержня имеет головку, размещенную снаружи отверстия. Участок в форме стержня содержит участок с увеличенным диаметром и пробивочный участок, присоединенный ко второму присоединяемому элементу посредством привариваемого участка. Отверстие содержит участок малого диаметра и участок большого диаметра. Участок отверстия большого диаметра имеет размер внутреннего диаметра больший, чем размер диаметра упомянутого участка с увеличенным диаметром. В результате улучшается соединение присоединяемых элементов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к сборной конструкции из разнородных материалов и способу изготовления сборного корпуса из разнородных материалов.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Известны способы соединения разнородных материалов друг с другом (см. публикацию японской патентной заявки №2013-22622, публикацию японской патентной заявки №2013-133044 и публикацию японской патентной заявки заявка №2005-308116). Например, в следующей публикации JP 2013-22622 A раскрыта технология соединения стального элемента и элемента из алюминиевого сплава с использованием стального прокалывающего металлического элемента. Более конкретно, этот прокалывающий металлический элемент включает в себя, как единое целое, стержень в виде столбика и головку в форме диска, имеющую больший диаметр, чем таковой у стержня на первом конце в продольном направлении стержня. Стержень этого прокалывающего металлического элемента забивается в элемент из алюминиевого сплава таким образом, что стержень формирует сквозное отверстие в элементе из алюминиевого сплава, и головка входит в контакт с поверхностью элемента из алюминиевого сплава. После зажатия прокалывающего металлического элемента, забитого таким образом, передний конец стержня прокалывающего металлического элемента и стальной элемент соединяют вместе с помощью точечной сварки, тем самым соединяя стальной элемент и элемент из алюминиевого сплава друг с другом с помощью прокалывающего металлического элемента.
[0003] В предшествующем уровне техники, элемент из алюминиевого сплава пробивается стержнем в виде столбика прокалывающего металлического элемента в процессе вышеуказанного изготовления, что создает конструкцию, в которой наружная цилиндрическая поверхность стержня прокалывающего металлического элемента находится в контакте с внутренней цилиндрической поверхностью сквозного отверстия в элементе из алюминиевого сплава. Таким образом, например, при нагревании в процессе сушки покрытия и т.п., если возникает разница в удлинении между стальным элементом и элементом из алюминиевого сплава вследствие разницы в линейном расширении между ними, к стержню прокалывающего металлического элемента и сквозному отверстию элемента из алюминиевого сплава прикладывается нагрузка. Однако разность в линейном расширении между стальным элементом и элементом из алюминиевого сплава при нагревании сравнительно небольшая, так что при этом поддерживается удовлетворительное состояние соединения между стальным элементом и элементом из алюминиевого сплава.
[0004] Оба присоединяемых объекта в предшествующем уровне техники, описанные в вышеуказанной публикации JP 2013-22622 A, являются металлическими элементами, однако для соединения металлических элементов и полимерных элементов имеются определенные требования с учетом снижения веса. При этом разность в линейном расширении между металлическими элементами и полимерными элементами во время нагревания зачастую больше, чем разность в линейном расширении во время нагревания между разнородными металлическими элементами. Таким образом, в конструкции для соединения металлического элемента и полимерного элемента с использованием прокалывающего металлического элемента (заклепки) такой формы, как описано в вышеупомянутом предшествующем уровне техники, имеется резерв для совершенствования в поддержании удовлетворительного состояния соединения между металлическим элементом и полимерным элементом во время нагревания.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Настоящим изобретением предложена сборная конструкция из разнородных материалов и способ изготовления сборного корпуса из разнородных материалов, способных поддерживать желательное состояние соединения между металлическим присоединяемым элементом и полимерным присоединяемым элементом во время нагревания в случае присоединения металлического присоединяемого элемента и полимерного присоединяемого элемента с использованием заклепки.
[0006] Сборная конструкция из разнородных материалов согласно первому объекту изобретения содержит: первый присоединяемый элемент в форме пластины, изготовленный из полимера, при этом первый присоединяемый элемент содержит отверстие, пролегающее через первый присоединяемый элемент; второй присоединяемый элемент в форме пластины, изготовленный из металла, причем второй присоединяемый элемент содержит участок, который обращен к отверстию и внешнему контуру отверстия; а также заклепку, содержащую: участок в форме стержня, размещенный внутри отверстия, притом участок в форме стержня имеет продольное направление в направлении толщины платины первого присоединяемого элемента; а также головку, выполненную как одно целое с первым концом в продольном направлении участка в форме стержня, при этом головка размещена снаружи отверстия. Заклепка изготовлена из металла, и заклепка выполнена таким образом, что окантовочный участок, формирующий часть головки, находится в соприкосновении с поверхностью первого присоединяемого элемента, при этом торец второй концевой стороны в продольном направлении участка в форме стержня присоединен ко второму присоединяемому элементу посредством привариваемого участка, и окантовочный участок зажимает первый присоединяемый элемент между окантовочным участком и вторым присоединяемым элементом. Участок в форме стержня содержит: стержень в форме короткого столбика, простирающийся из центра головки; участок с увеличенным диаметром, выполненный как продолжение этого стержня и имеющий размер диаметра, заданный большим, чем размер диаметра стержня; и пробивочный участок, присоединенный ко второму присоединяемому элементу посредством привариваемого участка. Отверстие содержит: участок отверстия малого диаметра, выполненный рядом с внешним контуром стержня, причем участок отверстия малого диаметра имеет размер внутреннего диаметра, равный размеру диаметра участка с увеличенным диаметром; и участок отверстия большого диаметра, выполненный рядом с внешним контуром пробивочного участка, притом участок отверстия большого диаметра имеет размер внутреннего диаметра больший, чем размер диаметра участка с увеличенным диаметром. В радиальном направлении участка в форме стержня по всему контуру между внутренней цилиндрической поверхностью отверстия и наружной цилиндрической поверхностью участка в форме стержня установлен зазор.
[0007] Согласно вышеуказанному объекту, окантовочный участок металлической заклепки вступает в соприкосновение с поверхностью первого присоединяемого элемента, изготовленного из полимера, при этом участок заклепки в форме стержня размещен в отверстии первого присоединяемого элемента, пробивочный участок участка в форме стержня присоединен ко второму присоединяемому элементу, изготовленному из металла, через привариваемый участок, и окантовочный участок зажимает первый присоединяемый элемент между окантовочным участком и вторым присоединяемым элементом.
[0008] Пробивочный участок участка в форме стержня выполнен как продолжение стержня (части участка в форме стержня), простирающегося от головки заклепки, и имеет участок с увеличенным диаметром, имеющим размер диаметра больше, чем размер диаметра этого стержня, а для участка отверстия малого диаметра, представляющего собой часть отверстия и расположенного по внешнему контуру стержня, установлен размер внутреннего диаметра, равный размеру диаметра участка с увеличенным диаметром. Более конкретно, размер внутреннего диаметра участка отверстия малого диаметра установлен большим, чем размер диаметра стержня. Участок отверстия большого диаметра, который является другой частью отверстия, и расположен по внешнему контуру пробивочного участка, имеет размер внутреннего диаметра больше, чем размер диаметра участка с увеличенным диаметром. В радиальном направлении участка в форме стержня по всему контуру между внутренней цилиндрической поверхностью отверстия и наружной цилиндрической поверхностью участка в форме стержня предусмотрен зазор; поэтому даже если разница в удлинении в радиальном направлении участка в форме стержня возникает между первым присоединяемым элементом, изготовленным из полимера, и вторым присоединяемым элементом, изготовленным из металла, из-за разницы в линейном расширении между первым присоединяемым элементом и вторым присоединяемым элементом во время нагревания, разница в удлинении компенсируется зазором. Соответственно, можно предотвратить или устранить нагрузку, приложенную к участку в форме стержня и отверстию из-за разницы в удлинении.
[0009] Согласно первому объекту, первый присоединяемый элемент может представлять собой армированный волокном элемент из полимера. Первый присоединяемый элемент может содержать основную часть; и выступающую часть, выполненную выступающей из основной части в направлении второго присоединяемого элемента. Выступающая часть может содержать участок, на котором сформирован участок с отверстием большого диаметра; а также посадочную поверхность, сформированную по всему внешнему контуру края выреза на участке с отверстием большого диаметра, которая обращена ко второму присоединяемому элементу, при этом посадочная поверхность входит в поверхностный контакт со вторым присоединяемым элементом, и окантовочный участок, который выполнен так, чтобы перекрываться со всей посадочной поверхностью, если смотреть в продольном направлении участка в форме стержня.
[0010] Согласно вышеуказанному объекту, поскольку первый присоединяемый элемент выполнен из армированного волокном полимера, из-за анизотропии армирующих волокон возникает перекос. Однако в первом присоединяемом элементе выполнена выступающая часть, выступающая из основной части в направлении второго присоединяемого элемента, и выступающая часть снабжена посадочной поверхностью, входящей в контакт со вторым присоединяемым элементом; таким образом, можно устранить влияние перекоса по сравнению с конструкцией, в которой не сформирована выступающая часть, и можно с высокой точностью привести первый присоединяемый элемент в поверхностный контакт со вторым присоединяемым элементом.
[0011] С другой стороны, поскольку участок отверстия большого диаметра, имеющий размер внутреннего диаметра, больший, чем таковой у участка отверстия малого диаметра, сформирован в выступающей части, посадочная поверхность установлена в местоположение, более удаленное от осевой линии (центральной оси) заклепки, по сравнению с противопоставляемой конструкцией, не имеющей, к примеру, участка отверстия большого диаметра. Чтобы выйти из этого положения, окантовочный участок заклепки выполнен так, чтобы его перекрывала вся посадочная поверхность первого присоединяемого элемента, если смотреть в продольном направлении участка в форме стержня; поэтому даже если посадочная поверхность установлена в положении, удаленном от осевой линии заклепки, можно приложить усилие зажима в продольном направлении участка в форме стержня к первому присоединяемому элементу между окантовочным участком и вторым присоединяемым элементом по всему внешнему контуру участка заклепки в форме стержня.
[0012] Способ изготовления сборного корпуса из разнородных материалов согласно второму объекту изобретения представляет собой способ изготовления для соединения первого присоединяемого элемента и второго присоединяемого элемента с использованием заклепки. Заклепка содержит: стержень в форме короткого столбика; головку, выполненную как единое целое с первым концом в продольном направлении стержня, притом головка имеет размер диаметра, больший, чем размер диаметра стержня; а также пробивочный участок, выполненный как единое целое со вторым концом в продольном направлении стержня, при этом пробивочный участок имеет участок с увеличенным диаметром, размер диаметра которого больше, чем размер диаметра стержня, и меньше, чем размер диаметра головки. Первый присоединяемый элемент в форме пластины изготовлен из полимера. Первый присоединяемый элемент содержит глухое отверстие. Глухое отверстие имеет размер внутреннего диаметра больший, чем размер диаметра участка с увеличенным диаметром, и меньший, чем размер диаметра головки. Второй присоединяемый элемент в форме пластины изготовлен из металла. Способ изготовления содержит первый этап прокалывания внутренней центральной зоны глухого отверстия с помощью пробивочного участка от поверхности, противоположной поверхности, образующей глухое отверстие первого присоединяемого элемента, с тем, чтобы привести окантовочный участок, образующий часть головки, в соприкосновение с поверхностью первого присоединяемого элемента; и второй этап размещения второго присоединяемого элемента таким образом, чтобы он был обращен к поверхности, образующей глухое отверстие первого присоединяемого элемента, после первого этапа, с тем, чтобы приварить торец пробивочного участка заклепки ко второму присоединяемому элементу, при этом первый присоединяемый элемент зажимается между окантовочным участком заклепки и вторым присоединяемым элементом.
[0013] Согласно вышеуказанному объекту, на первом этапе пробивочный участок применяется для прокалывания внутренней центральной зоны глухого отверстия первого присоединяемого элемента от поверхности первого присоединяемого элемента, противоположной поверхности, образующей глухое отверстие, что приводит окантовочный участок, образующий часть головки заклепки, в соприкосновение с поверхностью первого присоединяемого элемента. В этом случае заклепка выполнена таким образом, что пробивочный участок и головка соединены через стержень, и на пробивочном участке участок с увеличенным диаметром имеет больший размер диаметра, чем размер диаметра стержня в форме короткого столбика; таким образом, формируется зазор по всему внешнему контуру стержня между внутренней цилиндрической поверхностью отверстия первого присоединяемого элемента, проколотым пробивочным участком, и стержнем заклепки. Размер внутреннего диаметра глухого отверстия установлен большим, чем размер диаметра участка с увеличенным диаметром заклепки; поэтому зазор формируется по всему внешнему контуру пробивочного участка заклепки.
[0014] На втором этапе после первого этапа второй присоединяемый элемент размещают таким образом, чтобы быть обращенным к поверхности, образующей глухое отверстие первого присоединяемого элемента, и в то время как первый присоединяемый элемент зажимается между окантовочным участком заклепки и вторым присоединяемым элементом, торец пробивочного участка заклепки приваривают ко второму присоединяемому элементу. При этом размер диаметра головки, включающий окантовочный участок, установлен большим, чем размер диаметра участка с увеличенным диаметром пробивочного участка, и размер внутреннего диаметра глухого отверстия; поэтому усилие зажима в продольном направлении заклепки можно применить к первому присоединяемому элементу между окантовочным участком и вторым присоединяемым элементом по всему внешнему контуру стержня заклепки и пробивочным участком. Таким образом, первый присоединяемый элемент и второй присоединяемый элемент могут быть присоединены друг к другу с использованием заклепки.
[0015] Если изготовленный сборный корпус из разнородных материалов нагревается, даже если разница в удлинении в радиальном направлении возникает между первым присоединяемым элементом, изготовленным из полимера, и вторым присоединяемым элементом, изготовленным из металла, из-за разницы в линейном расширении между ними, разница в удлинении компенсируется зазором. Таким образом, можно ограничить или устранить нагрузку, прикладываемую к стержню, пробивочному участку, и сквозному отверстию, размещенному на их наружных окружностях из-за вышеуказанной разницы в удлинении.
[0016] Согласно второму объекту, на втором этапе пара электродов может быть размещена так, чтобы удерживать центр головки заклепки, участок в форме стержня, включающий в себя стержень и пробивочный участок, и второй присоединяемый элемент между электродами, и на пару электродов может быть подан ток для приваривания торца пробивочного участка заклепки ко второму присоединяемому элементу.
[0017] Согласно вышеупомянутому варианту осуществления, можно достичь высокого результата по поддержанию предпочтительного состояния соединения между металлическим присоединяемым элементом и полимерным присоединяемым элементом во время нагревания в случае соединения металлического присоединяемого элемента и полимерного присоединяемого элемента с использованием заклепки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0018] Особенности, преимущества, а также техническое и промышленное значение типовых вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых идентичными ссылочными позициями обозначены идентичные элементы, и на которых:
Фиг. 1 представляет собой вид в разрезе, изображающий сборную конструкцию из разнородных материалов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2A представляет собой вид в разрезе, показывающий процесс способа изготовления сборного корпуса из разнородных материалов, содержащего сборную конструкцию из разнородных материалов с фиг. 1, и показывающий положение, в котором пробивочный участок упирается в поверхность, противоположную поверхности, образующей глухое отверстие первого присоединяемого элемента на первом этапе;
Фиг. 2B представляет собой вид в разрезе, показывающий процесс способа изготовления сборного корпуса из разнородных материалов, содержащего сборную конструкцию из разнородных материалов с фиг. 1, и показывающий положение, в котором пробивочный участок приводится в действие для прокалывания внутренней центральной зоны глухого отверстия первого присоединяемого элемента, с тем, чтобы привести окантовочный участок в контакт с поверхностью первого присоединяемого элемента на первом этапе;
Фиг. 2C представляет собой вид в разрезе, показывающий процесс способа изготовления сборного корпуса из разнородных материалов, содержащего сборную конструкцию из разнородных материалов с фиг. 1, и показывающий положение, в котором торец пробивочного участка заклепки приварен точечной сваркой ко второму присоединяемому элементу на втором этапе;
Фиг. 3 представляет собой объемный вид, показывающий заклепку и первый присоединяемый элемент в положении с фиг. 2A, если смотреть под углом снизу; и
Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе, показывающий положение, в котором сборный корпус из разнородных материалов, содержащий сборную конструкцию из разнородных материалов с фиг. 1, подвергнут нагреву.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0019] Сборная конструкция из разнородных материалов и способ изготовления сборного корпуса из разнородных материалов согласно варианту осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на фиг. 1-4. На фиг. 1 показан вид в разрезе в положении, в котором сборная конструкция 10 из разнородных материалов согласно настоящему варианту осуществления взята вдоль осевой линии CL заклепки 16 (позже описана подробно).
[0020] Конфигурация варианта осуществления
Как показано на фиг. 1, в сборной конструкции 10 из разнородных материалов, первый присоединяемый элемент 12 (верхняя пластина) в форме пластины, изготовленный из полимера, и второй присоединяемый элемент 14 (нижняя пластина) в форме пластины, изготовленный из металла, и содержащий участок, обращенный к первому присоединяемому элементу 12, присоединены друг к другу посредством заклепки 16, изготовленной из металла. Сборная конструкция 10 из разнородных материалов применима к различным конструктивным компонентам при соединении полимерных панельных элементов и металлических панельных элементов. В качестве примера сборная конструкция 10 из разнородных материалов применима к конструктивному компоненту транспортного средства, и например, сборная конструкция 10 из разнородных материалов 10 применима к конструктивному компоненту при соединении полимерной панели пола и металлической внутренней панели локера, конструктивному компоненту при соединении полимерной панели пола и металлической приборной панели (передней стенки внутренней части кузова транспортного средства), и т.п.
[0021] В настоящем варианте осуществления, в качестве примера, первый присоединяемый элемент 12 выполнен как армированный волокном полимерный элемент. Армированный волокном полимерный материал, формирующий первый присоединяемый элемент 12, представляет собой композитный материал, образованный упрочняющими волокнами (армирующими волокнами) с полимером (армированный углеродным волокном полимер (CFRP), как пример в настоящем варианте осуществления). Этот первый присоединяемый элемент 12 применим, например, для панели пола транспортного средства.
[0022] Первый присоединяемый элемент 12 снабжен отверстием 24, проходящим через первый присоединяемый элемент 12 в направлении толщины его пластины. Первый присоединяемый элемент 12 имеет, в общем, форму, образованную путем вращения образующей, как показано на фиг. 1, вокруг центральной осевой линии (осевой линии, соответствующей осевой линии CL заклепки 16 в настоящем варианте осуществления) отверстия 24. Более конкретно, первый присоединяемый элемент 12 содержит основную часть 20, имеющую заранее определенную толщину пластины, и выступающую часть 22, выступающую от основной части 20 в направлении второго присоединяемого элемента 14. Отверстие 24, выполненное в первом присоединяемом элементе 12, содержит участок 26 отверстия малого диаметра, выполненный в основной части 20, и участок 28 отверстия большого диаметра, выполненный в выступающей части 22. Участку 26 отверстия малого диаметра и участку 28 отверстия большого диаметра установлены заданные соответствующие постоянные размеры внутреннего диаметра, и размер внутреннего диаметра участка 28 отверстия большого диаметра должен быть больше, чем размер внутреннего диаметра участка 26 отверстия малого диаметра. Внутренняя цилиндрическая поверхность участка 26 отверстия малого диаметра и внутренняя цилиндрическая поверхность участка 28 отверстия большого диаметра соединены соединяющей поверхностью 27, перпендикулярной относительно направления, в котором отверстие 24 проходит через первый присоединяемый элемент 12.
[0023] Выступающая часть 22 снабжена посадочной поверхностью 22A по всему внешнему контуру края 28A выреза участка 28 отверстия большого диаметра, которая обращена ко второму присоединяемому элементу 14, и, как показано на фиг.3, посадочная поверхность 22A выполнена в форме кольца для контакта поверхностей со вторым присоединяемым элементом 14. Наружный размер диаметра выступающей части 22 установлен с постепенным уменьшением от основной части 20 ко второму присоединяемому элементу 14.
[0024] В настоящем варианте осуществления, в качестве примера, второй присоединяемый элемент 14 выполнен как элемент из алюминиевого сплава. Второй присоединяемый элемент 14 содержит участок, обращенный к отверстию 24 первого присоединяемого элемента 12 и соответствующему внешнему контуру. Второй присоединяемый элемент 14 применим, например, к внутренней панели локера, или приборной панели транспортного средства.
[0025] При этом заклепка 16 выполнена из материала, привариваемого ко второму присоединяемому элементу 14. Заклепка 16 имеет, в общем, форму, образованную путем вращения образующей, как показано на фиг. 1, вокруг ее осевой линии CL (см. фиг. 3), и содержит участок 30 в форме стержня и головку 36. Участок 30 в форме стержня размещен в отверстии 24 первого присоединяемого элемента 12 и имеет ее продольное направление в направлении толщины пластины первого присоединяемого элемента 12. Продольное направление заклепки 16 совпадает с продольным направлением участка 30 в форме стержня. Головка 36 выполнена как единое целое с участком 30 в форме стержня, на первом конце (верхнем конце на чертеже) в продольном направлении участка 30 в форме стержня и размещена снаружи отверстия 24. Указанная головка 36 сформирована как часть в виде диска и содержит середину 36A, продолжающуюся до участка 30 в форме стержня, а также окантовочный участок 36B, пролегающий в форме окантовки к середине 36A.
[0026] Окантовочный участок 36B заклепки 16, образующий часть головки 36, входит в поверхностный контакт с поверхностью 12X первого присоединяемого элемента 12, при этом торец со стороны второго конца (нижний конец на чертеже) в продольном направлении участка 30 в форме стержня присоединен ко второму присоединяемому элементу 14 посредством участка точечной сварки 18 (участок сварки обозначен «X»), тем самым зажимая первый присоединяемый элемент 12 между окантовочным участком 36B и вторым присоединяемым элементом 14. Окантовочный участок 36B размещен так, чтобы быть перекрытым всей посадочной поверхностью 22A первого присоединяемого элемента 12, если смотреть в продольном направлении участка 30 в форме стержня. В настоящем варианте осуществления, в качестве примера, размер диаметра головки 36 установлен равным размеру диаметра окружности внешнего контура торца посадочной поверхности 22A.
[0027] Участок 30 в форме стержня заклепки 16 включает в себя стержень 32 и пробивочный участок 34. Стержень 32 имеет форму короткого столбика, пролегающую в продольном направлении участка 30 в форме стержня от центра 36A головки 36 заклепки 16. Размер диаметра стержня 32 должен быть меньше, чем размер диаметра головки 36. Пробивочный участок 34, выполненный как единое целое, чтобы продолжить противоположную от головки 36 сторону стержня 32.
[0028] Указанный пробивочный участок 34 содержит участок 34A с увеличенным диаметром и конусный участок 34B. Участок 34A с увеличенным диаметром выполнен продолжающимся до стержня 32 и должен иметь постоянный размер диаметра, который больше, чем размер диаметра стержня 32, и меньше, чем размер диаметра головки 36. Конусный участок 34B выполнен на противоположной стороне от стержня 32 таким образом, чтобы продолжаться до участка 34A с увеличенным диаметром, и имеет диаметр, постепенно уменьшающийся в противоположную сторону от участка 34A с увеличенным диаметром. Передняя концевая поверхность конусного участка 34B определена в форме круга как поверхность 34C для присоединения, и поверхность 34C для присоединения присоединена ко второму присоединяемому элементу 14 посредством участка 18 точечной сварки. В настоящем варианте осуществления, размер диаметра поверхности 34C для присоединения на пробивочном участке 34 должен быть несколько меньше, чем размер диаметра стержня 32.
[0029] Далее, помимо прочего, будет описана взаимосвязь между вышеупомянутым отверстием 24 первого присоединяемого элемента 12 и участком 30 в форме стержня заклепки 16. Участок 26 отверстия малого диаметра, образующий часть отверстия 24, установлен рядом с внешним контуром стержня 32, и имеет размер внутреннего диаметра, равный размеру диаметра участка 34A с увеличенным диаметром. Участок 28 отверстия большого диаметра, образующий часть отверстия 24, установлен рядом с внешним контуром пробивочного участка 34 и имеет размер внутреннего диаметра больше, чем размер диаметра участка 34A с увеличенным диаметром, и меньше, чем размер диаметра головки 36. Зазор 38 сформирован в радиальном направлении на участке 30 в форме стержня по всей окружности между внутренней цилиндрической поверхностью отверстия 24 и наружной цилиндрической поверхностью участка 30 в форме стержня. В настоящем варианте осуществления, размер радиального зазора на участке 30 в форме стержня между стержнем 32 и участком 26 отверстия малого диаметра установлен равным размеру радиального зазора на участке 30 в форме стержня между участком 34A с увеличенным диаметром и участком 28 отверстия большого диаметра.
[0030] Кольцеобразная посадочная поверхность 22A, которой оснащена выступающая часть 22, выполнена таким образом, что размер Y от внутренней радиальной кромки до наружной радиальной кромки посадочной поверхности 22A установлен большим, чем минимальное значение размера радиального зазора на участке 30 в форме стержня между отверстием 24 и участком 30 в форме стержня.
[0031] Способ изготовления сборного корпуса из разнородных материалов, его функционирование и результат
Будет описан способ изготовления сборного корпуса 10A из разнородных материалов, который представляет собой конструктивный элемент, включающий в себя вышеупомянутую сборную конструкцию 10 из разнородных материалов, после чего будет описано его функционирование и результат вышеупомянутого варианта осуществления.
[0032] На фиг. 2A и фиг. 2B показан первый этап способа производства сборного корпуса из разнородных материалов 10A (см. фиг. 2C), а на фиг. 3 показан объемный вид заклепки 16 и первого присоединяемого элемента 12 в положении с фиг. 2A, если смотреть под углом снизу. На фиг. 2C показан второй этап способа изготовления сборного корпуса из разнородных материалов 10A.
[0033] Как показано на фиг. 2A и фиг. 3, первый присоединяемый элемент 12 в положении до того, как первый присоединяемый элемент 12 и второй присоединяемый элемент 14 (см. фиг. 2C) присоединяются друг к другу, не имеет участка 26 отверстия малого диаметра, как показано на фиг. 1. В последующем описании и чертежах ссылочная позиция 12 также применена к первому присоединяемому элементу в состоянии, в котором нет участка 26 отверстия малого диаметра, образованном в первом присоединяемом элементе 12. На фиг. 3 запланированное местоположение 26P, на котором должен быть образован участок 26 отверстия малого диаметра (см. фиг. 1), обозначено штрихпунктирной с двумя точками линией. Как показано на фиг. 2A и фиг. 3, в первом присоединяемом элементе 12, до соединения со вторым присоединяемым элементом 14 (см. фиг. 2C), в выступающей части 22 формируется глухое отверстие 40. Глухое отверстие 40 сформировано в местоположении, где выполняется вышеупомянутый участок 28 отверстия большого диаметра (см. фиг. 1). Размер внутреннего диаметра глухого отверстия 40 устанавливается большим, чем размер диаметра участка 34A с увеличенным диаметром заклепки 16, и меньше, чем размер диаметра головки 36 заклепки 16.
[0034] Как показано на фиг. 2A, на первом этапе посадочная поверхность 22A первого присоединяемого элемента 12 поддерживается опорным основанием 42 цилиндрической формы. Заклепка 16 размещена с верхней стороны первого присоединяемого элемента 12 таким образом, чтобы пробивочный участок 34 был помещен непосредственно над внутренней центральной зоной (непосредственно над положением крепления) глухого отверстия 40 первого присоединяемого элемента 12, и заклепка 16 сверху прижимается пробойником 44 (см. стрелку f). В частности, на первом этапе пробивочный участок 34 приводится в действие для прокалывания внутренней центральной части глухого отверстия 40 первого присоединяемого элемента 12 от поверхности 12X первого присоединяемого элемента 12, противоположной образующей поверхности 12Y глухого отверстия 40, как показано на фиг. 2B, тем самым формируя участок 26 отверстия малого диаметра в первом присоединяемом элементе 12, и приводя окантовочный участок 36B заклепки 16 в поверхностный контакт с поверхностью 12X первого присоединяемого элемента 12. На фиг. 2B, участок, вырубленный из первого присоединяемого элемента 12 пробивочным участком 34 заклепки 16, обозначен ссылочной позицией 12A.
[0035] На данном первом этапе нет необходимости предварительно формировать сквозное отверстие для размещения в нем заклепки 16, и заклепка 16 предварительно поддерживается поверхностью 12X первого присоединяемого элемента 12. В ходе первого этапа, зазор формируется по всему внешнему контуру стержня 32 между внутренней цилиндрической поверхностью участка 26 отверстия малого диаметра первого присоединяемого элемента 12, проколотого пробивочным участком 34 на первом этапе, и стержнем 32 заклепки 16. Размер внутреннего диаметра глухого отверстия 40 установлен большим, чем размер диаметра участка 34A с увеличенным диаметром заклепки 16; поэтому зазор формируется по всему внешнему контуру пробивочного участка 34 заклепки 16.
[0036] Далее, на втором этапе, следующем за первым этапом, опорное основание 42 отводится в направлении отдаления от первого присоединяемого элемента 12, а пробойник 44 отводится в направлении отдаления от заклепки 16, и после этого, как показано на фиг. 2C, второй присоединяемый элемент 14 располагают так, чтобы он был обращен к первому присоединяемому элементу 12 рядом с образующей поверхностью 12Y глухого отверстия 40. На втором этапе пару электродов 46 и 48 размещают так, чтобы зажимать центральную часть 36A головки 36 и участок 30 в форме стержня заклепки 16, и второй присоединяемый элемент 14 между ними, и в то время, как первый присоединяемый элемент 12 зажат между окантовочным участком 36B заклепки 16 и вторым присоединяемым элементом 14, через пару электродов 46 и 48 подается ток, приваривая точечной сваркой торец пробивочного участка 34 заклепки 16 ко второму присоединяемому элементу 14.
[0037] При этом размер диаметра головки 36, включающий в себя окантовочный участок 36B, установлен большим, чем оба размера - размер диаметра участка 34A с увеличенным диаметром пробивочного участка 34, и размер внутреннего диаметра глухого отверстия 40. Таким образом, усилие зажима в продольном направлении заклепки 16 может быть приложено к первому присоединяемому элементу 12 между окантовочным участком 36B и вторым присоединяемым элементом 14 по всему внешнему контуру стержня 32 заклепки 16 и пробивочного участка 34. После второго этапа, электрод 46 отводится в направлении отдаления от заклепки 16, а электрод 48 отводится в направлении отдаления от второго присоединяемого элемента 14.
[0038] Как упомянуто выше, первый присоединяемый элемент 12, изготовленный из полимера, и второй присоединяемый элемент 14, изготовленный из металла, могут быть присоединены друг к другу с использованием заклепки 16. Другими словами, получают сборный корпус 10A из разнородных материалов согласно настоящему варианту осуществления.
[0039] В сборном корпусе 10A из разнородных материалов, содержащем сборную конструкцию 10 из разнородных материалов, изготовленную вышеупомянутым способом изготовления, как показано на фиг. 1, в радиальном направлении участка 30 в форме стержня сформирован зазор 38 по всему контуру между внутренней цилиндрической поверхностью отверстия 24 первого присоединяемого элемента 12 и наружной цилиндрической поверхностью участка 30 в форме стержня заклепки 16. Таким образом, во время нагревания, например, в процессе сушки покрытия транспортного средства, и т.п., даже если в радиальном направлении участка 30 в форме стержня разница в удлинении возникает между первым присоединяемым элементом 12 и вторым присоединяемым элементом 14 из-за разницы в линейном расширении между ними, разница в удлинении компенсируется зазором 38, как показано на фиг. 4. Соответственно, можно предотвратить или устранить нагрузку, приложенную к участку 30 в форме стержня и отверстию 24 из-за вышеупомянутой разницы в удлинении.
[0040] Для дополнительного пояснения фиг. 4, второй присоединяемый элемент 14, изготовленный из металла, сравнительно удлинен влево на чертеже относительно первого присоединяемого элемента 12, изготовленного из армированного волокном полимера, благодаря нагреванию; таким образом, заклепка 16, соединенная со вторым присоединяемым элементом 14, относительно смещается влево на чертеже относительно первого присоединяемого элемента 12. Однако, если величина относительного смещения участка 30 в форме стержня заклепки 16 относительно внутренней цилиндрической поверхности отверстия 24 первого присоединяемого элемента 12 меньше, чем минимальная протяженность (в правом и левом направлении на чертеже) зазора 38 до нагревания, можно предотвратить от вступления в соприкосновение участка 30 в форме стержня заклепки 16 с внутренней цилиндрической поверхностью отверстия 24, тем самым предотвращая приложение нагрузки к участку 30 в форме стержня и отверстию 24. Если величина относительного смещения участка 30 в форме стержня заклепки 16 относительно внутренней цилиндрической поверхности отверстия 24 первого присоединяемого элемента 12 равна минимальной протяженности (в правом и левом направлении на чертеже) зазора 38 до нагревания, участок 30 в форме стержня заклепки 16 вступает в соприкосновение с внутренней цилиндрической поверхностью отверстия 24, однако нагрузка, приложенная к участку 30 в форме стержня и отверстию 24, устраняется.
[0041] При этом в сборном корпусе 10A из разнородных материалов, включающем в себя сборную конструкцию 10 из разнородных материалов, как показано на фиг. 1, поскольку первый присоединяемый элемент 12 изготовлен из армированного волокном полимера, из-за анизотропии армированных волокон возникает перекос. Однако в первом присоединяемом элементе 12, формируется выступающая часть 22, выступающая из основной части 20 в направлении второго присоединяемого элемента 14, и в выступающей части 22 формируется посадочная поверхность 22A, вступающая в поверхностный контакт со вторым присоединяемым элементом 14; поэтому можно устранить влияние перекоса по сравнению с конструкцией, не образующей выступающей части 22, и можно привести первый присоединяемый элемент 12 в поверхностное соприкосновение со вторым присоединяемым элементом 14 с высокой точностью.
[0042] С другой стороны, поскольку участок 28 отверстия большого диаметра, имеющий размер внутреннего диаметра больший, чем таковой у участка 26 отверстия малого диаметра, сформирован в выступающей части 22, посадочная поверхность 22A установлена в местоположение, более удаленное от осевой линии CL заклепки 16, по сравнению с противопоставляемой конструкцией, не имеющей, например, участка 28 отверстия большого диаметра. Чтобы решить эту задачу, в настоящем варианте осуществления, окантовочный участок 36В заклепки 16 должен быть перекрыт со всей посадочной поверхностью 22A первого присоединяемого элемента 12, если смотреть в продольном направлении участка 30 в форме стержня; поэтому даже если посадочная поверхность 22A установлена в местоположение, удаленное от осевой линии CL заклепки 16, можно приложить желательное усилие зажима в продольном направлении участка 30 в форме стержня к первому присоединяемому элементу 12 между окантовочным участком 36B и вторым присоединяемым элементом 14 по всему внешнему контуру участка 30 в форме стержня заклепки 16.
[0043] В настоящем варианте осуществления, если смотреть в продольном направлении участка 30 в форме стержня, окантовочный участок 36B заклепки 16 должен перекрываться со всей посадочной поверхностью 22A первого присоединяемого элемента 12, и кольцевая посадочная поверхность 22A, сформированная на выступающей части 22, должна быть выполнена так, чтобы размер Y от радиальной внутренней кромки до радиальной наружной кромки был бы больше, чем минимальное значение размера зазора в радиальном направлении участка 30 в форме стержня между отверстием 24 и участком 30 в форме стержня. Если между первым присоединяемым элементом 12 и вторым присоединяемым элементом 14 во время нагревания возникает разница в удлинении в радиальном направлении участка 30 в форме стержня, относительное смещение в радиальном направлении участка 30 в форме стержня возникает между окантовочным участком 36B и первым присоединяемым элементом 12, как показано на фиг. 4. В этом случае, даже в состоянии, при котором наружная цилиндрическая поверхность участка 30 в форме стержня и внутренняя цилиндрическая поверхность отверстия 24 вступают в соприкосновение друг с другом (не показано на чертеже), можно приложить усилие зажима в продольном направлении участка 30 в форме стержня к первому присоединяемому элементу 12 между окантовочным участком 36B и вторым присоединяемым элементом 14 по всему внешнему контуру участка 30 в форме стержня заклепки 16.
[0044] Как упомянуто выше, согласно настоящему варианту осуществления, можно поддерживать предпочтительное состояние соединения между первым присоединяемым элементом 12, изготовленным из полимера, и вторым присоединяемым элементом 14, изготовленным из металла, во время нагревания, даже если первый присоединяемый элемент 12, изготовленный из полимера, и второй присоединяемый элемент 14, изготовленный из металла, присоединены друг к другу с использованием заклепки 16.
[0045] В настоящем варианте осуществления, можно соединить второй присоединяемый элемент 14 и заклепку 16 друг с другом, используя существующее средство для сварки. Таким образом, поскольку нет необходимости дополнительно обеспечивать средство для присоединения второго присоединяемого элемента 14 и заклепки 16, можно дополнительно сократить расходы путем устранения нового технического средства, по сравнению со случаем обеспечения такого нового технического средства.
[0046] Дополнительное пояснение варианта осуществления В вышеупомянутом варианте осуществления, первый присоединяемый элемент 12 выполнен из армированного углеродным волокном полимера, однако может также быть изготовлен из другого полимера, армированного волокнами, например, армированного стекловолокном полимера, или выполнен из полимера, не содержащего армированных волокон. В настоящем варианте осуществления, второй присоединяемый элемент 14 изготовлен из алюминиевого сплава, однако второй присоединяемый элемент 14 может также быть выполнен из другого металла, например, стали.
[0047] В настоящем варианте осуществления, выступающая часть 22 выполнена на первом присоединяемом элементе 12, однако он может быть выполнен так, что отсутствует часть, соответствующая выступающей части 22 вышеупомянутого варианта осуществления, однако участок отверстия большого диаметра формируется в части, соответствующей, например, основной части 20 вышеупомянутого варианта осуществления.
[0048] В вышеупомянутом варианте осуществления, наружный размер диаметра выступающей части 22 установлен постепенно уменьшающимся от основной части 20 ко второму присоединяемому элементу 14, однако наружный размер диаметра выступающей части 22 может быть постоянным по всей длине в направлении выступа выступающей части 22.
[0049] В вышеупомянутом варианте осуществления, пробивочный участок 34 заклепки 16 присоединен ко второму присоединяемому элементу 14 посредством участка 18 точечной сварки, однако пробивочный участок заклепки может быть присоединен ко второму присоединяемому элементу посредством привариваемого участка, отличного от участка точечной сварки.
[0050] В качестве варианта вышеупомянутого варианта осуществления, размер диаметра поверхности 34C для присоединения на пробивочном участке 34 может быть установлен так, чтобы он был равным размеру диаметра стержня 32, либо может быть больше размера диаметра стержня 32.
[0051] В вышеупомянутом варианте осуществления, размер диаметра головки 36 заклепки 16 установлен равным размеру диаметра круглой формы, выполненной на внешнем концевом контуре посадочной поверхности 22A первого присоединяемого элемента 12, однако он может быть выполнен так, что размер диаметра головки заклепки будет больше, чем размер диаметра круглой формы, выполненной на внешнем концевом контуре посадочной поверхности первого присоединяемого элемента. В такой конфигурации, например, радиальный размер головки заклепки может быть установлен так, чтобы он был не меньше размера, полученного путем сложения радиального размера круглой формы, выполненной на внешнем концевом контуре посадочной поверхности первого присоединяемого элемента, и минимального значения размера зазора в радиальном направлении участка в форме стержня между отверстием и участком в форме стержня. В этой конфигурации, даже если наружная цилиндрическая поверхность участка в форме стержня вступает в соприкосновение с внутренней цилиндрической поверхностью отверстия из-за разницы в удлинении в радиальном направлении участка в форме стержня между первым присоединяемым элементом и вторым присоединяемым элементом во время нагревания, можно сохранить степень наложения между окантовочным участком заклепки и посадочной поверхностью первого присоединяемого элемента, если смотреть в продольном направлении участка в форме стержня.
[0052] Описания «зазор установлен» и «окантовочный участок установлен, чтобы перекрываться со всей посадочной поверхностью, если смотреть в продольном направлении участка в форме стержня» определяют конфигурацию в обычное время (во время отсутствия нагревания), как в вышеупомянутом варианте осуществления.
[0053] Вышеупомянутый вариант осуществления и множественные вариации могут быть реализованы при их надлежащем сочетании.
[0054] Как упомянуто выше, был описан один из примеров настоящего изобретения, однако настоящее изобретение не ограничивается этими описаниями, и очевидно, что многочисленные модификации помимо этих описаний могут быть выполнены в пределах технического объема и концепции изобретения.

Claims (30)

1. Сборный корпус из разнородных материалов, содержащий
первый присоединяемый элемент в форме пластины, изготовленный из полимера, при этом первый присоединяемый элемент содержит отверстие, пролегающее через первый присоединяемый элемент;
второй присоединяемый элемент в форме пластины, изготовленный из металла, причем второй присоединяемый элемент содержит участок, который обращен к отверстию и внешнему контуру отверстия; и
заклепку, содержащую участок в форме стержня, размещенный внутри отверстия, при этом участок в форме стержня имеет продольное направление в направлении толщины пластины первого присоединяемого элемента; а также головку, выполненную, как единое целое с первым концом в продольном направлении участка в форме стержня, при этом головка размещена снаружи отверстия,
при этом
заклепка изготовлена из металла и выполнена таким образом, что окантовочный участок, формирующий часть головки, находится в соприкосновении с поверхностью первого присоединяемого элемента, при этом торец второй концевой стороны в продольном направлении участка в форме стержня присоединен ко второму присоединяемому элементу посредством привариваемого участка, и окантовочный участок зажимает первый присоединяемый элемент между окантовочным участком и вторым присоединяемым элементом,
участок в форме стержня содержит стержень в форме короткого столбика, простирающийся от центра головки; участок с увеличенным диаметром, выполненный как продолжение этого стержня и имеющий размер диаметра, заданный большим, чем размер диаметра стержня; и пробивочный участок, присоединенный ко второму присоединяемому элементу посредством привариваемого участка,
отверстие содержит участок отверстия малого диаметра, выполненный рядом с внешним контуром стержня, причем участок отверстия малого диаметра имеет размер внутреннего диаметра, равный размеру диаметра упомянутого участка с увеличенным диаметром; и участок отверстия большого диаметра, выполненный рядом с внешним контуром пробивочного участка, притом участок отверстия большого диаметра имеет размер внутреннего диаметра больший, чем размер диаметра упомянутого участка с увеличенным диаметром,
причем
имеется радиальный зазор по всему контуру между внутренней цилиндрической поверхностью отверстия и наружной цилиндрической поверхностью участка в форме стержня.
2. Сборный корпус из разнородных материалов по п. 1, в котором
первый присоединяемый элемент выполнен как армированный волокном элемент из полимера и содержит
основную часть и
выступающую часть, выполненную выступающей из основной части в направлении второго присоединяемого элемента, при этом выступающая часть содержит: участок, на котором сформирован участок с отверстием большого диаметра; и посадочную поверхность, сформированную по всей внешней кромке отверстия на этом участке отверстия большого диаметра, которая обращена ко второму присоединяемому элементу, причем посадочная поверхность входит в поверхностный контакт со вторым присоединяемым элементом,
при этом
окантовочный участок выполнен так, чтобы перекрываться со всей посадочной поверхностью в продольном направлении участка в форме стержня.
3. Способ изготовления сборного корпуса из разнородных материалов с использованием заклепки,
причем заклепка содержит
стержень в форме короткого столбика;
головку, выполненную как единое целое с первым концом в продольном направлении стержня, при этом головка имеет размер диаметра, больший, чем размер диаметра стержня; и
пробивочный участок, выполненный как единое целое со вторым концом в продольном направлении стержня, при этом пробивочный участок имеет участок с увеличенным диаметром, размер диаметра которого больше, чем размер диаметра стержня, и меньше, чем размер диаметра головки,
первый присоединяемый элемент в форме пластины, изготовленный из полимера, причем первый присоединяемый элемент содержит выемку, при этом выемка имеет размер внутреннего диаметра, больший, чем размер диаметра участка с увеличенным диаметром, и меньший, чем размер диаметра головки,
и
второй присоединяемый элемент в форме пластины, изготовленный из металла,
при этом способ включает
первый этап прокалывания пробивочным участком внутренней центральной зоны выемки от поверхности, противоположной поверхности, образующей выемку первого присоединяемого элемента, с тем, чтобы привести окантовочный участок, образующий часть головки, в соприкосновение с поверхностью первого присоединяемого элемента; и
второй этап размещения второго присоединяемого элемента таким образом, чтобы быть обращенным к поверхности, образующей выемку первого присоединяемого элемента, после первого этапа, с тем, чтобы приварить торец пробивочного участка заклепки ко второму присоединяемому элементу, при этом первый присоединяемый элемент зажимается между окантовочным участком заклепки и вторым присоединяемым элементом.
4. Способ изготовления по п. 3, в котором
на втором этапе пару электродов располагают так, чтобы зажимать середину головки заклепки, участок в форме стержня, который включает в себя стержень и пробивочный участок, и второй присоединяемый элемент между электродами, при этом
на пару электродов подают ток с тем, чтобы приварить торец пробивочного участка заклепки ко второму присоединяемому элементу.
RU2016129981A 2015-07-24 2016-07-21 Сборная конструкция из разнородных материалов и способ изготовления сборного корпуса из разнородных материалов RU2644827C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015146628A JP6260592B2 (ja) 2015-07-24 2015-07-24 異種材接合構造及び異種材接合体の製造方法
JP2015-146628 2015-07-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016129981A RU2016129981A (ru) 2018-01-25
RU2644827C2 true RU2644827C2 (ru) 2018-02-14

Family

ID=56842591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016129981A RU2644827C2 (ru) 2015-07-24 2016-07-21 Сборная конструкция из разнородных материалов и способ изготовления сборного корпуса из разнородных материалов

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10364834B2 (ru)
EP (1) EP3121457B1 (ru)
JP (1) JP6260592B2 (ru)
KR (1) KR101882393B1 (ru)
CN (1) CN106363917B (ru)
AU (1) AU2016204780B2 (ru)
BR (1) BR102016015939B1 (ru)
RU (1) RU2644827C2 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2829291T3 (es) 2013-06-26 2021-05-31 Howmet Aerospace Inc Sujetador de soldadura por resistencia, aparato y métodos
WO2015117059A1 (en) 2014-02-03 2015-08-06 Alcoa Inc. Resistance welding fastener, apparatus and methods
JP6646679B2 (ja) 2014-12-15 2020-02-14 アーコニック インコーポレイテッドＡｒｃｏｎｉｃ Ｉｎｃ． 同種材料及び異種材料を接合するための抵抗溶接ファスナ、装置及び方法
US10132342B2 (en) * 2015-01-22 2018-11-20 Nissan Motor Co., Ltd. Fastening structure for carbon fiber-reinforced resin material
US10035216B2 (en) * 2015-08-27 2018-07-31 GM Global Technology Operations LLC Method of joining multiple components and an assembly thereof
BR112017024180B1 (pt) 2015-09-16 2023-03-28 Howmet Aerospace Inc Aparelho de alimentação de prendedores
US10593034B2 (en) 2016-03-25 2020-03-17 Arconic Inc. Resistance welding fasteners, apparatus and methods for joining dissimilar materials and assessing joints made thereby
WO2018030272A1 (ja) * 2016-08-09 2018-02-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 接合構造
JP6998513B2 (ja) * 2017-01-31 2022-01-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 接合構造
US10337543B2 (en) * 2017-04-04 2019-07-02 Multimaterial-Welding Ag Securing a second object to a first object
DE102017115529A1 (de) 2017-07-11 2019-01-17 Böllhoff Verbindungstechnik GmbH Schweißhilfsfügeteil
DE102018221157A1 (de) * 2018-12-06 2020-06-10 Mahle International Gmbh Fügevorrichtung und Fügeverfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen Bauteilen
JP7214601B2 (ja) * 2019-09-18 2023-01-30 株式会社神戸製鋼所 接合方法及び接合体
JP7390144B2 (ja) * 2019-09-24 2023-12-01 三菱重工業株式会社 複合材の継手部材及び継手構造体

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2392505C2 (ru) * 2005-04-15 2010-06-20 Снекма Способ соединения двух деталей, из которых, по меньшей мере, одна выполнена из композитного материала, вставка для выполнения соединения
RU2470196C2 (ru) * 2007-07-03 2012-12-20 Эйот Гмбх Энд Ко. Кг Сборочный узел из нескольких плит, наложенных друг на друга, выполненный сваркой трением
JP2013022622A (ja) * 2011-07-21 2013-02-04 Kobe Steel Ltd 異材接合用アルミニウム合金部材および異材接合部材、異材接合方法
DE102011055044A1 (de) * 2011-11-04 2013-05-08 Newfrey Llc Befestigungselement zum Anschweißen, Fügeverfahren und Fügeverbindung

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4106180A (en) * 1976-04-20 1978-08-15 Furma Manufacturing Co. Pty. Ltd. Method and apparatus for riveting
JPS5926087Y2 (ja) * 1976-09-08 1984-07-30 株式会社東芝 標示用合成樹脂板の取付装置
JPS6032408Y2 (ja) * 1980-06-12 1985-09-27 富士重工業株式会社 プラスチツク部品の取付構造
JPS57205116A (en) * 1981-06-11 1982-12-16 Takiron Co Ltd Attaching method of synthetic resin plate to metal plate
GB9501849D0 (en) * 1995-01-31 1995-03-22 Avdel Systems Ltd Method of fastening members of an assembly
DE69637674D1 (de) * 1995-09-18 2008-10-23 Honda Motor Co Ltd Verfahren zum verbinden von sich überlappenden rändern zweier metallischer gegenstände mit unterschiedlichen schmelztemperaturen
JP2000304015A (ja) * 1999-04-21 2000-10-31 Araco Corp 表裏両樹脂製部材の結合構造
US6836948B2 (en) * 2003-02-05 2005-01-04 General Motors Corporation Method of joining a sheet metal part to a metal tube
US7347641B2 (en) * 2004-03-31 2008-03-25 The Boeing Company Methods and systems for joining structures
JP2005308116A (ja) 2004-04-22 2005-11-04 Toyota Motor Corp 車両用部材の締結構造
DE102005006253B4 (de) 2005-02-11 2007-03-08 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum unlösbaren Befestigen
DE102008017650A1 (de) * 2008-04-04 2009-11-12 Airbus Deutschland Gmbh Vollniet zum Fügen von Composit-Bauteilen
DE102008031121A1 (de) * 2008-05-06 2009-11-12 Daimler Ag Schweißnietverbindung
JP2009285678A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Kobe Steel Ltd 鋼材と軽合金材との異材接合方法および異材接合体、鋼材との異材接合用軽合金材、鋼材と軽合金材との異材接合用リベット。
US8544715B2 (en) * 2009-01-06 2013-10-01 GM Global Technology Operations LLC Repairing a friction stir welded assembly
DE102010006670B4 (de) * 2010-02-03 2020-12-31 Daimler Ag Warmnietverbindung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102010047032A1 (de) * 2010-09-30 2012-04-05 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Verbinden zweier metallischer Elemente und Verbindungswerkzeug
WO2012117737A1 (ja) * 2011-03-02 2012-09-07 学校法人日本大学 リベットによる板材の接合方法，接合構造
JP5552109B2 (ja) 2011-12-27 2014-07-16 株式会社神戸製鋼所 車載用バッテリートレイおよび車載用バッテリーフレーム
DE102012104364A1 (de) * 2012-05-21 2013-11-21 Benteler Automobiltechnik Gmbh Schweißniet sowie Verbindung unter Verwendung eines Schweißniets
DE102012013325A1 (de) * 2012-07-06 2014-10-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Fügen von Bauelementen aus unterschiedlichen Werkstoffen mittels eines Fügehilfsmittels
JP5722479B2 (ja) * 2013-07-22 2015-05-20 株式会社神戸製鋼所 異材接合用リベット、異材接合用部材、異材接合体の製造方法及び異材接合体
JP5729429B2 (ja) * 2013-07-29 2015-06-03 トヨタ自動車株式会社 接合構造、及び接合構造の製造方法
JP6252747B2 (ja) * 2013-11-22 2017-12-27 ポップリベット・ファスナー株式会社 接合装置及び接合方法
MX2016010064A (es) * 2014-02-04 2017-05-08 Woodwelding Ag Conector y metodo para utilizar el mismo.
JP6646679B2 (ja) * 2014-12-15 2020-02-14 アーコニック インコーポレイテッドＡｒｃｏｎｉｃ Ｉｎｃ． 同種材料及び異種材料を接合するための抵抗溶接ファスナ、装置及び方法
JP6009004B2 (ja) * 2015-01-20 2016-10-19 株式会社神戸製鋼所 異材接合用鍛造リベット及び異材接合方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2392505C2 (ru) * 2005-04-15 2010-06-20 Снекма Способ соединения двух деталей, из которых, по меньшей мере, одна выполнена из композитного материала, вставка для выполнения соединения
RU2470196C2 (ru) * 2007-07-03 2012-12-20 Эйот Гмбх Энд Ко. Кг Сборочный узел из нескольких плит, наложенных друг на друга, выполненный сваркой трением
JP2013022622A (ja) * 2011-07-21 2013-02-04 Kobe Steel Ltd 異材接合用アルミニウム合金部材および異材接合部材、異材接合方法
DE102011055044A1 (de) * 2011-11-04 2013-05-08 Newfrey Llc Befestigungselement zum Anschweißen, Fügeverfahren und Fügeverbindung

Also Published As

Publication number Publication date
BR102016015939A2 (pt) 2017-01-31
BR102016015939B1 (pt) 2022-01-11
CN106363917B (zh) 2018-09-14
KR20170012092A (ko) 2017-02-02
US10364834B2 (en) 2019-07-30
JP6260592B2 (ja) 2018-01-17
US20170023038A1 (en) 2017-01-26
JP2017026079A (ja) 2017-02-02
KR101882393B1 (ko) 2018-07-26
AU2016204780A1 (en) 2017-02-09
CN106363917A (zh) 2017-02-01
RU2016129981A (ru) 2018-01-25
AU2016204780B2 (en) 2018-02-22
EP3121457A1 (en) 2017-01-25
EP3121457B1 (en) 2018-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2644827C2 (ru) Сборная конструкция из разнородных материалов и способ изготовления сборного корпуса из разнородных материалов
JP5729429B2 (ja) 接合構造、及び接合構造の製造方法
US9000323B2 (en) Method for connecting a shaft and a hub and shaft-hub arrangement
KR20080026494A (ko) 평탄한 알루미늄 부재에 대한 강재 체결 요소의 연결
RU2626846C1 (ru) Соединительный элемент для разнородных материалов, сборная конструкция из разнородных материалов, способ изготовления сборного корпуса из разнородных материалов
JP7019792B2 (ja) 溶接補助ジョイント部品及び要素複合体の製造方法
CN107849842B (zh) 锚栓轨道的制造方法以及锚栓轨道
KR20230028276A (ko) 이재 접합 구조 및 이재 접합 방법
JP6606110B2 (ja) パイプの接合方法
US11498466B2 (en) Joined body and automobile seat frame
JP2018089657A (ja) 異種部材接合方法
CN110582650B (zh) 接合体、汽车用座椅框架以及接合方法
WO2018193839A1 (ja) 接合体、自動車用シートフレームおよび接合方法
KR101689579B1 (ko) 복수패널상의 너트용접방법
JP5013255B2 (ja) シリンダ装置およびその製造方法
JP4373754B2 (ja) ネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法及び同方法に用いるアークシールド体
US20190264718A1 (en) Joint structure
JP5028303B2 (ja) 部材接合構造
KR20160076941A (ko) 복수패널상의 너트용접방법