WO2020213493A1 - 接合構造 - Google Patents

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中川　龍幸
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Abstract

第２の部材（２０）は、第１の部材（１０）に対して溶接が困難な材料で構成されている。第１の部材（１０）には、第２の部材（２０）とは反対側の第１の部材（１０）の下面側が突出するように、プレス成形によって窪み部（１１）が形成されている。第３の部材（３０）は、第２の部材（２０）の貫通部（２１）を介して窪み部（１１）の少なくとも底部側に向かってアーク溶接される。第３の部材（３０）の凝固収縮によって第２の部材（２０）がフランジ部（３１）と第１の部材（１０）とで圧縮されることにより、第３の部材（３０）のフランジ部（３１）と第１の部材（１０）との間に第２の部材（２０）が固定される。

Description

接合構造
　本発明は、接合構造に関するものである。
　特許文献１には、第１の金属材と、第１の金属材に対して溶接が困難な異種材とを重ね合わせた状態にし、異種材の貫通部を介して溶加材（溶接ワイヤ）をアーク溶接するようにした接合構造が開示されている。
　このとき、溶融した溶加材によって、異種材の貫通部の上面側の外周部に覆い被さるようにつば部分を形成する。これにより、第１の金属材に対する溶加材の凝固収縮によるつば部分と第１の金属材との圧縮固定力によって、異種材と第１の金属材とを固定するようにしている。
国際公開第２０１８／０３０２７２号
　ところで、特許文献１の発明では、例えば、貫通部の孔径が小さい場合には、第１の金属材における溶加材の溶着面積も小さくなってしまい、接合強度が不足するおそれがある。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、溶加材の溶着面積を増やして接合強度を確保できるようにすることにある。
　本発明は、金属材で構成された第１の部材と、該第１の部材に対して溶接が困難な材料で構成された第２の部材と、該第１の部材に溶接された溶加材で構成された第３の部材とが互いに接合された接合構造を対象とし、次のような解決手段を講じた。
　すなわち、第１の発明は、前記第１の部材は、前記第２の部材とは反対側の前記第１の部材の下面側が突出するように、プレス成形によって形成された窪み部を有する。前記第２の部材は、前記窪み部に対応する位置に開口する貫通部を有する。前記第３の部材は、前記貫通部の周縁部を押さえるフランジ部を有するとともに、該貫通部を介して前記窪み部の少なくとも底部側に向かってアーク溶接されている。前記第３の部材の凝固収縮によって前記第２の部材が前記フランジ部と前記第１の部材とで圧縮されることにより、前記フランジ部と該第１の部材との間に前記第２の部材が固定されている。
　第１の発明では、第２の部材は、第１の部材に対して溶接が困難な材料で構成されている。第１の部材には、プレス成形によって窪み部が形成されている。第３の部材は、第２の部材の貫通部を介して窪み部に溶接される。第３の部材の凝固収縮によって、第３の部材のフランジ部と第１の部材との間に第２の部材が固定される。
　このように、プレス成形によって第１の部材に窪み部を設け、第３の部材を窪み部の少なくとも底部側に向かってアーク溶接することで、第１の部材の平坦面に溶接する場合に比べて、第３の部材の溶着面積を増やすことができる。これにより、第１の部材、第２の部材、及び第３の部材の接合強度を確保することができる。
　第２の発明は、第１の発明において、前記フランジ部は、前記第２の部材における前記第１の部材とは反対側の面において、該貫通部よりも径方向外方に張り出している。
　第２の発明では、フランジ部によって、第２の部材における第１の部材とは反対側の面を押さえ付けることで、フランジ部と第１の部材との間に第２の部材を固定することができる。
　第３の発明は、第１の発明において、前記貫通部は、前記周縁部により画定されている。前記周縁部は、前記第１の部材に向かって先細りとなるテーパー部を有する。前記フランジ部は、前記テーパー部を押さえている。
　第３の発明では、周縁部にテーパー部を設けることで、溶融した溶加材が窪み部に向かって流れ易くなる。また、テーパー部に沿った形状にフランジ部を形成することで、第２の部材から飛び出すフランジ部の厚みを抑えることができる。
　第４の発明は、第１乃至第３の発明のうち何れか１つにおいて、前記窪み部は、平坦状の底部と、該底部に向かって傾斜した傾斜部とを有する。
　第４の発明では、窪み部に傾斜部を設けることで、溶融した溶加材が窪み部の底部に向かって流れ易くなる。また、窪み部の底部を平坦状にすることで、第３の部材の溶着面積を増やして接合強度を確保することができる。
　第５の発明は、第１乃至第３の発明のうち何れか１つにおいて、前記窪み部は、該窪み部の底部に向かって先細りとなるテーパー状に形成されている。
　第５の発明では、窪み部を、底部に向かって先細りとなるテーパー状に形成することで、溶融した溶加材が窪み部の底部に向かって流れ易くなる。
　第６の発明は、第１乃至第３の発明のうち何れか１つにおいて、前記窪み部は、該窪み部の底部に向かって幅広となるテーパー状に形成されている。
　第６の発明では、窪み部を、底部に向かって幅広となるテーパー状に形成するようにしている。これにより、溶融した溶加材が窪み部の幅広部分で凝固すると、第３の部材が窪み部に食い込んだ状態となり、接合強度を高めることができる。
　第７の発明は、第１乃至第６の発明のうち何れか１つにおいて、前記窪み部は、前記窪み部よりも小さな複数の小窪み部を含む。
　第７の発明では、小窪み部を複数設けることで、溶融した溶加材を複数の小窪み部に分散させながら溶接することができる。また、複数の小窪み部に第３の部材が食い込んだ状態とすることで、複数の小窪み部においてくさび効果を得ることができ、接合安定性が向上する。
　第８の発明は、第１乃至第７の発明のうち何れか１つにおいて、前記第２の部材は、前記第１の部材とは反対側の面に開口する段差部をさらに有する。前記貫通部は、該段差部の底面に形成されている。
　第８の発明では、第２の部材の段差部の底面に貫通部が形成されている。これにより、第３の部材のフランジ部を段差部内に配置して、第２の部材からフランジ部が飛び出すのを抑えることができる。
　第９の発明は、第８の発明において、前記段差部の底面は、前記貫通部に向かって傾斜している。
　第９の発明では、段差部の底面を貫通部に向かって傾斜させることで、溶融した溶加材が貫通部に向かって流れ易くなる。
　第１０の発明は、第１乃至第９の発明のうち何れか１つにおいて、前記第３の部材は、前記第１の部材に溶接された第１接合部と、該第１接合部に溶接されて前記フランジ部を構成する第２接合部とを有する。
　第１０の発明では、第３の部材を、第１接合部と第２接合部とに分けて形成することで、第２の部材の材料特性を考慮した溶接法又は溶接条件の使い分けをすることができる。
　例えば、溶融した溶加材を、貫通部を介して第１の部材に溶接する際には、溶け込みに必要な入熱で、アークの広がりが小さい短絡溶接を行い、第１接合部を形成すればよい。その後、第２の部材を溶融しない程度の低入熱で、アークの広がりが大きい正極性や交流によるパルス溶接を行い、第２接合部を形成すればよい。これにより、第２の部材への入熱量を抑えながら、フランジ部を形成することができる。
　第１１の発明は、第１乃至第１０の発明のうち何れか１つにおいて、前記第２の部材は、前記第１の部材よりも融点が低く且つ該第１の部材よりも厚みが大きい。
　第１１の発明では、第１の部材よりも融点が低い第２の部材の厚みを、第１の部材よりも大きくすることで、相対的な熱容量を高めることができる。
　具体的に、第２の部材の厚みが小さいと熱容量が小さくなり、溶接時の熱の逃げ場が少なくなって熱がこもり易くなる。一方、第２の部材の厚みが大きいと熱容量が大きくなり、溶接時の熱の逃げ場が多くなって熱がこもり難くなる。このように、第２の部材の厚みを大きくすることで、第２の部材が溶け落ちし難くなる。
　第１２の発明は、第１の部材、第２の部材および第３の部材を含む接合構造に関する。第１の部材は、上面と、上面の反対の下面とを有する。第１の部材は、上面に形成された凹みおよび下面に形成された突出を含む窪み部を有する。第１の部材は、金属材で構成されている。第２の部材は、窪み部に対応する位置に開口する貫通部と、貫通部を画定する周縁部とを有する。第２の部材は、第１の部材に対して溶接が困難な材料で構成されている。第２の部材は、第１の部材の上面に配されている。第３の部材は、窪み部の内周面にアーク溶接された溶接部と、貫通部を介して溶接部につながり周縁部を覆うフランジ部とを有する。第３の部材は、第１の部材に溶接された溶加材で構成されている。第２の部材が、第３の部材の凝固圧縮によってフランジ部と第１の部材とで圧縮されることにより、フランジ部と第１の部材との間に固定されている。
　このように、第１の部材に窪み部を設け、第３の部材を窪み部の少なくとも底部側に向かってアーク溶接することで、第１の部材の平坦面に溶接する場合に比べて、第３の部材の溶着面積を増やすことができる。これにより、第１の部材、第２の部材、及び第３の部材の接合強度を確保することができる。
　第１３の発明は、第１の部材の準備、第２の部材の準備および第３の部材の形成を含む接合方法に関する。第１の部材は、上面と上面の反対の下面とを有する。第１の部材は、金属材で構成されている。第１の部材に、プレス成形により、上面に形成された凹みおよび下面に形成された突出を含む窪み部が形成される。第２の部材は、貫通部と貫通部を画定する周縁部とを有する。第２の部材は、第１の部材に対して溶接が困難な材料で構成されている。第２の部材は、貫通部が窪み部に対応して位置するように、第１の部材の上面に配置される。第３の部材は、貫通部を介して窪み部の少なくとも底部側に向かってアーク溶接することにより形成される。第３の部材は、第１の部材に溶接された溶加材で構成されている。第３の部材は、周縁部を押さえるフランジ部を有する。第３の部材の凝固収縮によって第２の部材がフランジ部と第１の部材とで圧縮されることにより、フランジ部と第１の部材との間に第２の部材が固定される。
　第１３の発明では、第２の部材は、第１の部材に対して溶接が困難な材料で構成されている。第１の部材には、プレス成形によって窪み部が形成されている。第３の部材は、第２の部材の貫通部を介して窪み部に溶接される。第３の部材の凝固収縮によって、第３の部材のフランジ部と第１の部材との間に第２の部材が固定される。
　このように、プレス成形によって第１の部材に窪み部を設け、第３の部材を窪み部の少なくとも底部側に向かってアーク溶接することで、第１の部材の平坦面に溶接する場合に比べて、第３の部材の溶着面積を増やすことができる。これにより、第１の部材、第２の部材、及び第３の部材の接合強度を確保することができる。
　本発明によれば、溶加材の溶着面積を増やして接合強度を確保することができる。
本実施形態１に係る接合構造を説明するための側面断面図である。 本実施形態２に係る接合構造を説明するための側面断面図である。 本実施形態３に係る接合構造を説明するための側面断面図である。 本実施形態４に係る接合構造を説明するための側面断面図である。 本実施形態５に係る接合構造を説明するための側面断面図である。 本実施形態６に係る接合構造を説明するための側面断面図である。 本実施形態７に係る接合構造を説明するための側面断面図である。 第１の部材に上型をプレスする前の状態を示す側面断面図である。 第１の部材に上型をプレスした後の状態を示す側面断面図である。 上型を左右方向に開いて窪み部を成形した状態を示す側面断面図である。 第１の部材の窪み部から上型を引き上げた状態を示す側面断面図である。 本実施形態８に係る接合構造を説明するための側面断面図である。 本実施形態９に係る接合構造を説明するための側面断面図である。 本実施形態１０に係る接合構造を説明するための側面断面図である。 本実施形態１１に係る接合構造を説明するための側面断面図である。 本実施形態１２に係る接合構造を説明するための側面断面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
　《実施形態１》
　図１は、金属材で構成された第１の部材１０と、第１の部材１０に対して溶接が困難な材料で構成された第２の部材２０と、溶加材で構成された第３の部材３０とを互いに接合するための接合構造を示している。
　第１の部材１０は、金属材で構成された板状の部材である。第１の部材１０は、プレス成形によって形成された窪み部１１を有する。図１に示す例では、窪み部１１は、下方に向かって湾曲状に窪んでいる。第１の部材１０は、上面１０ｂと、上面１０ｂとは反対の下面１０ｃとを有する。上面１０ｂは、第２の部材２０に面している。上面１０ｂが凹み、下面１０ｂが突出するように窪み部１１が形成されている。
　第２の部材２０は、第１の部材１０に対して溶接が困難な材料で構成された板状の部材である。第２の部材２０は、第１の部材１０の上側に重ね合わされている。第２の部材２０は、円形状の貫通部２１を有する。貫通部２１は、第１の部材１０の窪み部１１に対応する位置に開口している。第２の部材２０は、さらに、貫通部２１を画定する周縁部２３を有する。
　なお、本実施形態では、貫通部２１を円形状の貫通孔として説明するが、楕円状や長孔状の貫通孔であってもよい。貫通部２１は、貫通溝であってもよい。貫通溝は、第２の部材２０の厚み方向には上面から下面まで貫通する。貫通溝は、さらに、貫通溝の長さ方向の両端または一端では開放されている。この点で、貫通溝は、長孔状の貫通孔とは異なる。長孔状の貫通孔は、貫通孔の長さ方向の両端では閉じられている。例えば、貫通溝の長さ方向の両端で開放されている場合、第２の部材２０は、第１の部材１０上に配置された少なくとも２つの独立した板を含む。この２つの板は、互いに細長い隙間をあけて並べられている。この隙間が貫通部としての貫通溝を形成する。
　第２の部材２０が複数の独立した板を含んで複数の貫通溝を形成している場合、溶融した溶加材としての第３の部材３０を複数の貫通溝を介して第１の部材１０に溶接することで、第２の部材２０を第３の部材３０と第１の部材１０で挟み込んで、第２の部材２０を第１の部材１０に固定する。
　第３の部材３０は、第１の部材１０と同種系の金属材である溶加材で構成されている。ここで、同種系の金属材とは、互いに溶接可能な金属であり、同じ材質同士だけではなく、鉄系金属材同士、非鉄系金属材同士などの溶接接合性がよい金属材のことである。言い換えると、同種系の金属材とは、溶接の相性がよい同種系の材料のことである。
　具体的には、溶接時における第１の部材１０と第３の部材３０との組み合わせとしては、以下のものが挙げられる。例えば、鉄系金属材の組合せとしては、軟鋼と軟鋼、ステンレスとステンレス、軟鋼とハイテン（高張力鋼）、ハイテンとハイテン等がある。また、非鉄系金属材としては、アルミとアルミ、アルミとアルミ合金、アルミ合金とアルミ合金等がある。
　また、異種材としての第２の部材２０は、同種系の金属材としての第１の部材１０及び第３の部材３０とは、異なる材質の材料であり、第１の部材１０及び第３の部材３０に対して溶接が困難な材質である。
　例えば、同種系の金属材としての第１の部材１０及び第３の部材３０を鉄系金属材にした場合、異種材としての第２の部材２０は、銅材やアルミ材等の非鉄系金属材である。また、例えばＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics，炭素繊維強化プラスチック）、ＰＥＴ（PolyEthlen Terephthalate，ポリエチレンテレフタレート）等といった樹脂材も金属材に対する異種材として挙げられる。
　なお、以下の説明では、第１の部材１０として軟鋼材、第２の部材２０としてアルミ材、溶加材である第３の部材３０として軟鋼材を用いた場合について説明する。
　アーク溶接機１は、ノズル２と、チップ３とを備えている。ノズル２は、溶接対象物の溶接箇所にシールドガス等を供給する。チップ３は、第３の部材３０に対して溶接電流を供給する。
　アーク溶接機１は、貫通部２１を介して窪み部１１に第３の部材３０を送給しながら溶接電流を供給することで、アーク５を発生させる。アーク５は、第１の部材１０の窪み部１１の少なくとも底部側に向かって照射される。アーク５により溶融した第３の部材３０は、窪み部１１に溶融結合されるとともに、貫通部２１内に積層されていく。そして、溶融した第３の部材３０は、貫通部２１内を埋め尽くした後、貫通部２１の上面側の周縁部２３に流れ出し、フランジ状に広がる。
　溶融した第３の部材３０がビードとなる過程で、第３の部材３０には、貫通部２１の周縁部２３を押さえるフランジ部３１が設けられる。フランジ部３１は、第２の部材２０における第１の部材１０とは反対側の面（図１では上面）において、貫通部２１よりも径方向外方に張り出している。
　そして、第３の部材３０が凝固収縮することで、第２の部材２０がフランジ部３１と第１の部材１０とで圧縮される。この圧縮により、フランジ部３１と第１の部材１０との間に、異種材である第２の部材２０が固定される。
　以上のように、本実施形態に係る接合構造によれば、第２の部材２０とは反対側の第１の部材１０の裏面側（下面側）に突出するように、プレス成形によって第１の部材１０に窪み部１１を設け、第３の部材３０を第２の部材の貫通部２１を介して第１の部材１０の窪み部１１の全体に溶接する。このことで、第３の部材３０の溶着面積を増やすことができる。これにより、第１の部材１０、第２の部材２０、及び第３の部材３０の接合強度を確保することができる。またさらに、第１の部材１０の板厚が薄い場合であっても、第２の部材２０とは反対側の第１の部材１０の下面側（裏面側）に突出する窪み部１１の構造により機械強度が相対的に向上し、第１の部材１０の接合部の強度を向上させることが出来る。第３の部材３０を第２の部材の貫通部２１を介して第１の部材１０のこの窪み部１１に溶接することにより、第１の部材１０、第２の部材２０、及び第３の部材３０との間の接合強度を確保することができる。
　《実施形態２》
　以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
　図２に示すように、第１の部材１０は、プレス成形によって形成された窪み部１１を有する。窪み部１１は、下方に向かって湾曲状に窪んでいる。
　第２の部材２０は、第１の部材１０の窪み部１１に対応する位置に開口する貫通部２１を有する。貫通部２１は、周縁部２３により画定されている。周縁部２３は、第１の部材１０に向かって先細りとなるテーパー部２２を有する。
　第３の部材３０は、アーク５により溶融する。溶融した第３の部材３０は、貫通部２１のテーパー部２２に沿って窪み部１１に向かって流れ、窪み部１１に溶融結合される。
　そして、溶融した第３の部材３０は、貫通部２１内を埋め尽くすことで、テーパー部２２の上面にフランジ状に広がる。
　溶融した第３の部材３０がビードとなる過程で、第３の部材３０には、テーパー部２２を押さえるフランジ部３１が設けられる。
　そして、第３の部材３０が凝固収縮することで、第２の部材２０がフランジ部３１と第１の部材１０とで圧縮される。この圧縮により、フランジ部３１と第１の部材１０との間に、異種材である第２の部材２０が固定される。
　以上のように、本実施形態に係る接合構造によれば、周縁部２３にテーパー部２２を設けることで、溶融した第３の部材３０が窪み部１１に向かって流れ易くなる。また、テーパー部２２に沿った形状にフランジ部３１を形成することで、第２の部材２０から飛び出すフランジ部３１の厚みを抑えることができる。
　《実施形態３》
　図３に示すように、第１の部材１０は、プレス成形によって形成された窪み部１１を有する。窪み部１１は、平坦状の底部１２と、底部１２に向かって傾斜した傾斜部１３とを有する。
　第２の部材２０は、第１の部材１０の窪み部１１に対応する位置に開口する貫通部２１を有する。
　第３の部材３０は、アーク５により溶融する。溶融した第３の部材３０は、窪み部１１の傾斜部１３に沿って底部１２に向かって流れ、窪み部１１に溶融結合される。
　そして、溶融した第３の部材３０は、貫通部２１内を埋め尽くした後、第２の部材２０の上面側の周縁部２３に流れ出し、フランジ状に広がる。
　溶融した第３の部材３０がビードとなる過程で、第３の部材３０には、周縁部２３を押さえるフランジ部３１が設けられる。
　そして、第３の部材３０が凝固収縮することで、第２の部材２０がフランジ部３１と第１の部材１０とで圧縮される。この圧縮により、フランジ部３１と第１の部材１０との間に、異種材である第２の部材２０が固定される。
　以上のように、本実施形態に係る接合構造によれば、窪み部１１に傾斜部１３を設けることで、溶融した第３の部材３０が窪み部１１の底部１２に向かって流れ易くなる。また、窪み部１１の底部１２を平坦状にすることで、第３の部材３０の溶着面積を増やして接合強度を確保することができる。
　《実施形態４》
　図４に示すように、第１の部材１０は、プレス成形によって形成された窪み部１１を有する。窪み部１１は、平坦状の底部１２と、底部１２に向かって傾斜した傾斜部１３とを有する。
　第２の部材２０は、第１の部材１０の窪み部１１に対応する位置に開口する貫通部２１を有する。貫通部２１は、周縁部２３により画定されている。周縁部２３は、第１の部材１０に向かって先細りとなるテーパー部２２を有する。
　第３の部材３０は、アーク５により溶融する。溶融した第３の部材３０は、周縁部２３のテーパー部２２及び窪み部１１の傾斜部１３に沿って底部１２に向かって流れ、窪み部１１に溶融結合される。
　そして、溶融した第３の部材３０は、貫通部２１内を埋め尽くすことで、テーパー部２２の上面にフランジ状に広がる。
　溶融した第３の部材３０がビードとなる過程で、第３の部材３０には、テーパー部２２を押さえるフランジ部３１が設けられる。
　そして、第３の部材３０が凝固収縮することで、第２の部材２０がフランジ部３１と第１の部材１０とで圧縮される。この圧縮により、フランジ部３１と第１の部材１０との間に、異種材である第２の部材２０が固定される。
　以上のように、本実施形態に係る接合構造によれば、テーパー部２２に沿った形状にフランジ部３１を形成することで、第２の部材２０から飛び出すフランジ部３１の厚みを抑えることができる。
　また、窪み部１１に傾斜部１３を設けることで、溶融した第３の部材３０が窪み部１１の底部１２に向かって流れ易くなる。また、窪み部１１の底部１２を平坦状にすることで、第３の部材３０の溶着面積を増やして接合強度を確保することができる。
　《実施形態５》
　図５に示すように、第１の部材１０は、プレス成形によって形成された窪み部１１を有する。窪み部１１は、窪み部１１の底部に向かって先細りとなるテーパー状に形成されている。
　第２の部材２０は、第１の部材１０の窪み部１１に対応する位置に開口する貫通部２１を有する。
　第３の部材３０は、アーク５により溶融する。溶融した第３の部材３０は、窪み部１１のテーパー形状に沿って窪み部１１の底部に向かって流れ、窪み部１１に溶融結合される。
　そして、溶融した第３の部材３０は、貫通部２１内を埋め尽くした後、第２の部材２０の上面側の周縁部２３に流れ出し、フランジ状に広がる。
　溶融した第３の部材３０がビードとなる過程で、第３の部材３０には、周縁部２３を押さえるフランジ部３１が設けられる。
　そして、第３の部材３０が凝固収縮することで、第２の部材２０がフランジ部３１と第１の部材１０とで圧縮される。この圧縮により、フランジ部３１と第１の部材１０との間に、異種材である第２の部材２０が固定される。
　以上のように、本実施形態に係る接合構造によれば、窪み部１１を、底部に向かって先細りとなるテーパー状に形成することで、溶融した第３の部材３０が窪み部１１の底部に向かって流れ易くなる。
　《実施形態６》
　図６に示すように、窪み部１１は、複数の小窪み部１１ａを含んでいてもよい。第１の部材１０は、プレス成形によって形成された複数の小窪み部１１ａを有する。各小窪み部１１ａは、小窪み部１１ａの底部に向かって先細りとなるテーパー状に形成されている。
　第２の部材２０は、第１の部材１０の複数の小窪み部１１ａに対応する位置に開口する１つの貫通部２１を有する。
　第３の部材３０は、アーク５により溶融する。溶融した第３の部材３０は、小窪み部１１ａのテーパー形状に沿って小窪み部１１ａの底部に向かって流れ、複数の小窪み部１１ａに分散して各小窪み部１１ａに溶融結合される。
　そして、溶融した第３の部材３０は、貫通部２１内を埋め尽くした後、第２の部材２０の上面側の周縁部２３に流れ出し、フランジ状に広がる。
　溶融した第３の部材３０がビードとなる過程で、第３の部材３０には、周縁部２３を押さえるフランジ部３１が設けられる。
　そして、第３の部材３０が凝固収縮することで、第２の部材２０がフランジ部３１と第１の部材１０とで圧縮される。この圧縮により、フランジ部３１と第１の部材１０との間に、異種材である第２の部材２０が固定される。
　以上のように、本実施形態に係る接合構造によれば、複数の小窪み部１１を設けることで、溶融した第３の部材３０を複数の小窪み部１１に分散させながら溶接することができる。また、複数の小窪み部１１に第３の部材３０が食い込んだ状態とすることで、複数の小窪み部１１においてくさび効果を得ることができ、接合安定性が向上する。
　《実施形態７》
　図７に示すように、第１の部材１０は、プレス成形によって形成された窪み部１１を有する。窪み部１１は、窪み部１１の底部に向かって幅広となるテーパー状に形成されている。
　第２の部材２０は、第１の部材１０の窪み部１１に対応する位置に開口する貫通部２１を有する。
　第３の部材３０は、アーク５により溶融する。溶融した第３の部材３０は、窪み部１１に溶融結合される。
　そして、溶融した第３の部材３０は、貫通部２１内を埋め尽くした後、第２の部材２０の上面側の周縁部２３に流れ出し、フランジ状に広がる。
　溶融した第３の部材３０がビードとなる過程で、第３の部材３０には、周縁部２３を押さえるフランジ部３１が設けられる。
　そして、第３の部材３０が凝固収縮することで、第２の部材２０がフランジ部３１と第１の部材１０とで圧縮される。この圧縮により、フランジ部３１と第１の部材１０との間に、異種材である第２の部材２０が固定される。
　以上のように、本実施形態に係る接合構造によれば、窪み部１１を、底部に向かって幅広となるテーパー状に形成するようにしている。これにより、溶融した第３の部材３０が窪み部１１の幅広部分で凝固すると、第３の部材３０が窪み部１１に食い込んだ状態となり、接合強度を高めることができる。
　図８Ａ～図８Ｄは、図７に例示された第１の部材１０の窪み部１１をプレス成形によって形成する手順を示す図である。まず、図８Ａに示すように、平板状の第１の部材１０を下型５５にセットし、上型５０をプレスする。上型５０は、第１金型５１と第２金型５２とに分離可能に構成されている。上型５０の下端部は、下方に向かって幅広となるテーパー状に形成されている。下型５５には、窪み部１１に対応する抜き孔５６が形成されている。
　図８Ｂに示すように、上型５０を第１の部材１０にプレスすると、上型５０の形状に沿って第１の部材１０が窪むことで窪み部１１が形成される。
　図８Ｃに示すように、上型５０の第１金型５１及び第２金型５２を左右方向に開くことで、上型５０の下端部のテーパー形状に沿って第１の部材１０の窪み部１１の側壁面が変形する。これにより、窪み部１１は、窪み部１１の底部に向かって幅広となるテーパー状に形成される。
　図８Ｄに示すように、第１金型５１及び第２金型５２を閉じ、上型５０を窪み部１１から引き上げることで、プレス成形が終了する。
　《実施形態８》
　図９に示すように、第１の部材１０は、プレス成形によって形成された窪み部１１を有する。窪み部１１は、下方に向かって湾曲状に窪んでいる。
　第２の部材２０は、第１の部材１０の窪み部１１に対応する位置に開口する貫通部２１を有する。
　第３の部材３０は、アーク５により溶融する。溶融した第３の部材３０は、窪み部１１に溶融結合される。
　このとき、周縁部２３に沿ってアーク溶接機１のノズル２を旋回させることで、周縁部２３に対して、溶融した第３の部材３０を供給する。これにより、溶融した第３の部材３０は、貫通部２１内を埋め尽くすとともに、第２の部材２０の上面側の周縁部２３にフランジ状に広がる。
　溶融した第３の部材３０がビードとなる過程で、第３の部材３０には、周縁部２３を押さえるフランジ部３１が設けられる。
　そして、第３の部材３０が凝固収縮することで、第２の部材２０がフランジ部３１と第１の部材１０とで圧縮される。この圧縮により、フランジ部３１と第１の部材１０との間に、異種材である第２の部材２０が固定される。
　以上のように、本実施形態に係る接合構造によれば、アーク溶接機１のノズル２を旋回させ、貫通部２１の周縁部２３に対して、低入熱である交流溶接や短絡溶接によるスパイラル状の軌跡でアーク溶接することで、入熱を抑えながらのフランジ部３１を形成することができる。
　《実施形態９》
　図１０に示すように、第１の部材１０は、プレス成形によって形成された窪み部１１を有する。窪み部１１は、下方に向かって湾曲状に窪んでいる。
　第２の部材２０は、第１の部材１０とは反対側の面（図１０では上面）に開口する段差部２５と、段差部２５の底面に形成された貫通部２１とを有する。貫通部２１は、第１の部材１０の窪み部１１に対応する位置に開口している。
　第３の部材３０は、アーク５により溶融する。溶融した第３の部材３０は、窪み部１１に溶融結合される。
　そして、溶融した第３の部材３０は、貫通部２１内を埋め尽くした後、第２の部材２０の上面側の周縁部２３、つまり、段差部２５の底面に流れ出し、フランジ状に広がる。
　溶融した第３の部材３０がビードとなる過程で、第３の部材３０には、周縁部２３を押さえるフランジ部３１が設けられる。
　そして、第３の部材３０が凝固収縮することで、第２の部材２０がフランジ部３１と第１の部材１０とで圧縮される。この圧縮により、フランジ部３１と第１の部材１０との間に、異種材である第２の部材２０が固定される。
　以上のように、本実施形態に係る接合構造によれば、第３の部材３０のフランジ部３１を段差部２５内に配置して、第２の部材２０からフランジ部３１が飛び出すのを抑えることができる。
　《実施形態１０》
　図１１に示すように、第１の部材１０は、プレス成形によって形成された窪み部１１を有する。窪み部１１は、下方に向かって湾曲状に窪んでいる。
　第２の部材２０は、第１の部材１０とは反対側の面（図１１では上面）に開口する段差部２５と、段差部２５の底面に形成された貫通部２１とを有する。段差部２５の底面は、貫通部２１に向かって傾斜している。貫通部２１は、第１の部材１０の窪み部１１に対応する位置に開口している。
　第３の部材３０は、アーク５により溶融する。溶融した第３の部材３０は、段差部２５の傾斜面に沿って貫通部２１に向かって流れた後、窪み部１１に溶融結合される。
　そして、溶融した第３の部材３０は、貫通部２１内を埋め尽くした後、第２の部材２０の上面側の周縁部２３、つまり、段差部２５の底面に流れ出し、段差部２５の傾斜面にフランジ状に広がる。
　溶融した第３の部材３０がビードとなる過程で、第３の部材３０には、段差部２５の傾斜面を押さえるフランジ部３１が設けられる。
　そして、第３の部材３０が凝固収縮することで、第２の部材２０がフランジ部３１と第１の部材１０とで圧縮される。この圧縮により、フランジ部３１と第１の部材１０との間に、異種材である第２の部材２０が固定される。
　以上のように、本実施形態に係る接合構造によれば、段差部２５の底面を貫通部２１に向かって傾斜させることで、溶融した第３の部材３０が貫通部２１に向かって流れ易くなる。また、第３の部材３０のフランジ部３１を段差部２５内に配置して、第２の部材２０からフランジ部３１が飛び出すのを抑えることができる。
　《実施形態１１》
　図１２に示すように、第１の部材１０は、プレス成形によって形成された窪み部１１を有する。窪み部１１は、下方に向かって湾曲状に窪んでいる。
　第２の部材２０は、第１の部材１０の窪み部１１に対応する位置に開口する貫通部２１を有する。
　第３の部材３０は、アーク５により溶融する。第３の部材３０は、第１の部材１０に溶接された第１接合部３５と、第１接合部３５に溶接されてフランジ部３１を構成する第２接合部３６とを有する。
　具体的に、溶融した第３の部材３０を、貫通部２１を介して第１の部材１０に溶接する際には、溶け込みに必要な入熱で、アーク５の広がりが小さい短絡溶接を行い、上側中央部が凹んだ形状の第１接合部３５を形成する。その後、第２の部材２０を溶融しない程度の低入熱で、アーク５の広がりが大きい正極性や交流によるパルス溶接を行い、溶融した第３の部材３０が、第１接合部３５の上側中央部が凹んだ形状に沿って広がり、第２接合部３６を形成する。これにより、第２の部材２０への入熱量を抑えながら、フランジ部３１を形成することができる。
　溶融した第３の部材３０がビードとなる過程で、第３の部材３０には、第１接合部３５と、第２接合部３６とが設けられる。第１接合部３５は、第１の部材１０の窪み部１１に溶融結合している。第２接合部３６は、第１接合部３５に溶融結合して、周縁部２３を押さえるフランジ部３１を構成している。
　そして、第３の部材３０が凝固収縮することで、第２の部材２０がフランジ部３１と第１の部材１０とで圧縮される。この圧縮により、フランジ部３１と第１の部材１０との間に、異種材である第２の部材２０が固定される。
　以上のように、本実施形態に係る接合構造によれば、第３の部材３０を、第１接合部３５と第２接合部３６とに分けて形成することで、第２の部材２０の材料特性を考慮した溶接法又は溶接条件の使い分けをすることができる。
　《実施形態１２》
　図１３に示す例では、第１の部材１０として軟鋼材、第２の部材２０としてアルミ材、溶加材である第３の部材３０として軟鋼材を用いている。そのため、第２の部材２０は、第１の部材１０よりも融点が低くなっている。
　そこで、第２の部材２０の板厚ｔ２を、第１の部材１０の板厚ｔ１よりも大きくすることで、相対的な熱容量を高めるようにしている。
　具体的に、第２の部材２０の厚みが小さいと熱容量が小さくなり、溶接時の熱の逃げ場が少なくなって熱がこもり易くなる。一方、第２の部材２０の厚みが大きいと熱容量が大きくなり、溶接時の熱の逃げ場が多くなって熱がこもり難くなる。このように、第２の部材２０の厚みを大きくすることで、第２の部材２０が溶け落ちし難くなる。
　なお、第１の部材１０の板厚ｔ１と第２の部材２０の板厚ｔ２との比は、１：１以上、好ましくは、１：１．５以上に設定すればよい。これにより、第２の部材２０の溶け落ちを抑え、異材接合することができる。
　《その他の実施形態》
　前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
　本実施形態では、第１の部材１０の窪み部１１に対してアーク溶接を行うようにしたが、例えば、レーザフィラー溶接を行うようにしてもよい。
　また、本実施形態において説明した第１の部材１０の窪み部１１の形状と、第２の部材２０の貫通部２１の形状との組み合わせは、あくまでも一例であり、その他の組み合わせであってもよい。
　以上説明したように、本発明は、溶加材の溶着面積を増やして接合強度を確保することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
　１０　　第１の部材
　１１　　窪み部
　１２　　底部
　１３　　傾斜部
　２０　　第２の部材
　２１　　貫通部
　２２　　テーパー部
　２３　　周縁部
　２５　　段差部
　３０　　第３の部材
　３１　　フランジ部
　３５　　第１接合部
　３６　　第２接合部

Claims (13)

  1. 　金属材で構成された第１の部材と、該第１の部材に対して溶接が困難な材料で構成された第２の部材と、該第１の部材に溶接された溶加材で構成された第３の部材とが互いに接合された接合構造であって、
    　前記第１の部材は、前記第２の部材とは反対側の前記第１の部材の下面側が突出するように、プレス成形によって形成された窪み部を有し、
    　前記第２の部材は、前記窪み部に対応する位置に開口する貫通部を有し、
    　前記第３の部材は、前記貫通部の周縁部を押さえるフランジ部を有するとともに、該貫通部を介して前記窪み部の少なくとも底部側に向かってアーク溶接され、
    　前記第３の部材の凝固収縮によって前記第２の部材が前記フランジ部と前記第１の部材とで圧縮されることにより、前記フランジ部と該第１の部材との間に前記第２の部材が固定されている接合構造。
  2. 　請求項１において、
    　前記フランジ部は、前記第２の部材における前記第１の部材とは反対側の面において、該貫通部よりも径方向外方に張り出している接合構造。
  3. 　請求項１において、
    　前記貫通部は、前記周縁部により画定されており、前記周縁部は、前記第１の部材に向かって先細りとなるテーパー部を有し、
    　前記フランジ部は、前記テーパー部を押さえている接合構造。
  4. 　請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、
    　前記窪み部は、平坦状の底部と、該底部に向かって傾斜した傾斜部とを有する接合構造。
  5. 　請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、
    　前記窪み部は、該窪み部の底部に向かって先細りとなるテーパー状に形成されている接合構造。
  6. 　請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、
    　前記窪み部は、該窪み部の底部に向かって幅広となるテーパー状に形成されている接合構造。
  7. 　請求項１乃至６のうち何れか１つにおいて、
    　前記窪み部は、前記窪み部よりも小さな複数の小窪み部を含む接合構造。
  8. 　請求項１乃至７のうち何れか１つにおいて、
    　前記第２の部材は、前記第１の部材とは反対側の面に開口する段差部をさらに有し、前記貫通部は、該段差部の底面に形成された接合構造。
  9. 　請求項８において、
    　前記段差部の底面は、前記貫通部に向かって傾斜している接合構造。
  10. 　請求項１乃至９のうち何れか１つにおいて、
    　前記第３の部材は、前記第１の部材に溶接された第１接合部と、該第１接合部に溶接されて前記フランジ部を構成する第２接合部とを有する接合構造。
  11. 　請求項１乃至１０のうち何れか１つにおいて、
    　前記第２の部材は、前記第１の部材よりも融点が低く且つ該第１の部材よりも厚みが大きい接合構造。
  12. 　上面と、前記上面の反対の下面と、前記上面に形成された凹みおよび前記下面に形成された突出を含む窪み部とを有し、金属材で構成された第１の部材と、
    　前記窪み部に対応する位置に開口する貫通部と、前記貫通部を画定する周縁部とを有し、前記第１の部材に対して溶接が困難な材料で構成され、前記第１の部材の前記上面に配された第２の部材と、
    　前記窪み部の内周面にアーク溶接された溶接部と、前記貫通部を介して前記溶接部につながり前記周縁部を覆うフランジ部とを有し、前記第１の部材に溶接された溶加材で構成された第３の部材と、を備え、
    　前記第２の部材が、前記第３の部材の凝固圧縮によって前記フランジ部と前記第１の部材とで圧縮されることにより、前記フランジ部と前記第１の部材との間に固定されている接合構造。
  13. 　上面と前記上面の反対の下面とを有する、金属材で構成された第１の部材を準備し、
    　前記第１の部材に、プレス成形により、前記上面に形成された凹みおよび前記下面に形成された突出を含む窪み部を形成し、
    　貫通部と前記貫通部を画定する周縁部とを有し、前記第１の部材に対して溶接が困難な材料で構成された第２の部材を準備し、
    　前記貫通部が前記窪み部に対応して位置するように、前記第２の部材を前記第１の部材の前記上面に配置し、
    　前記貫通部を介して前記窪み部の少なくとも底部側に向かってアーク溶接することにより、前記第１の部材に溶接された溶加材で構成され、前記周縁部を押さえるフランジ部を有する第３の部材を形成し、
    　前記第３の部材の凝固収縮によって前記第２の部材が前記フランジ部と前記第１の部材とで圧縮されることにより、前記フランジ部と前記第１の部材との間に前記第２の部材が固定される、接合方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117457444B (zh) * 2023-12-25 2024-03-05 旭程电子(深圳)有限公司 一种新能源储能设备用的低压熔断器及其制造工艺

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07227670A (ja) * 1994-02-19 1995-08-29 Aioi Seiki Kk 板部材の栓溶接方法
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

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2790656A (en) * 1953-03-31 1957-04-30 Kaiser Aluminium Chem Corp Aluminum-dissimilar metal joint and method of making same
US3287540A (en) * 1964-05-19 1966-11-22 Allied Chem Method and composition for joining of aluminum and dissimilar metals
US3465420A (en) * 1965-06-09 1969-09-09 Edward J Mellen Jr Ceramic crack sealer
US4030849A (en) * 1976-10-18 1977-06-21 Fansteel Inc. Lined equipment and method of fabrication
JPS58110175A (ja) * 1981-12-24 1983-06-30 Toyota Motor Corp ア−クスポツト溶接法
JPS6146370A (ja) * 1984-08-11 1986-03-06 Toyota Motor Corp 自動車ボデ−の接合方法
JPS6254581A (ja) * 1985-09-03 1987-03-10 Amada Co Ltd 組付部材の組付方法及びその装置
US4939338A (en) * 1986-05-09 1990-07-03 Dresser Industries, Inc. Welded article and method of manufacture
JPH04172180A (ja) * 1990-11-02 1992-06-19 Honda Motor Co Ltd アルミニウム合金板製プレス成形部材の溶接法
JPH11320099A (ja) * 1998-05-15 1999-11-24 Honda Motor Co Ltd アルミ系ワークの重ね合わせアーク溶接方法
WO2000000344A1 (en) * 1998-06-30 2000-01-06 Trustees Of Tufts College Multiple-material prototyping by ultrasonic adhesion
JP3812789B2 (ja) 1999-03-15 2006-08-23 マツダ株式会社 金属溶接方法及び金属接合構造
JP2003025094A (ja) 2001-07-09 2003-01-28 Nippon Light Metal Co Ltd 押出形材の接合構造およびこれを用いたフレーム組立製品
CN100337781C (zh) * 2002-06-27 2007-09-19 住友金属工业株式会社 用于焊接的物料以及焊接物件
JP4397631B2 (ja) 2003-06-27 2010-01-13 株式会社オーハシテクニカ 圧入接合構造及びその接合部品
JP2006035244A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 冷間圧接方法及び金属接合体
CA2584851C (en) * 2004-11-04 2015-04-07 Microchips, Inc. Compression and cold weld sealing methods and devices
WO2007094203A1 (ja) * 2006-02-17 2007-08-23 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho 異材接合用フラックスコアードワイヤおよび異材接合方法
JP2009226446A (ja) 2008-03-24 2009-10-08 Mazda Motor Corp 異種板材のスポット溶接方法
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。
JP5275871B2 (ja) 2009-03-26 2013-08-28 オリジン電気株式会社 溶接方法
CN101780602A (zh) * 2010-01-22 2010-07-21 杭州钱江万胜电器制造有限公司 铜铁中频焊接法
AT509651B1 (de) * 2010-04-12 2012-09-15 Voestalpine Stahl Gmbh Verfahren zum stoffschlüssigen fügen
US9590463B2 (en) * 2011-09-22 2017-03-07 Minebea Co., Ltd. Vibration generator moving vibrator by magnetic field generated by coil and holder used in vibration-generator
JP5940311B2 (ja) 2012-01-24 2016-06-29 三菱重工業株式会社 接合方法および接合構造
JP5864456B2 (ja) * 2013-03-04 2016-02-17 本田技研工業株式会社 異材接合構造体
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
JP5847209B2 (ja) * 2014-01-21 2016-01-20 株式会社神戸製鋼所 異種金属接合体及び異種金属接合体の製造方法
US10500672B2 (en) * 2015-02-04 2019-12-10 Fisher Controls International Llc Methods and apparatus for welding work pieces having dissimilar compositions
CN105855706B (zh) * 2015-02-09 2018-02-13 司浦爱激光技术英国有限公司 激光焊缝
CN106563929B (zh) * 2015-10-08 2019-09-17 利宝地工程有限公司 修复和制造涡轮发动机部件的方法及涡轮发动机部件
JP6148385B2 (ja) * 2015-10-19 2017-06-14 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム構造部材
US10543570B2 (en) * 2016-02-22 2020-01-28 Bwxt Nuclear Operations Group, Inc. Metal carbide/nitride precipitation control in fusion welding
CN111545866B (zh) 2016-03-30 2022-02-11 松下知识产权经营株式会社 焊接方法
JP6461056B2 (ja) * 2016-08-29 2019-01-30 株式会社神戸製鋼所 異材接合用アークスポット溶接法、接合補助部材、及び、異材溶接継手
CN107150174B (zh) * 2017-06-09 2019-03-01 西安交通大学 提高机械结合型双金属复合管中覆层与基层结合强度的方法
US11760043B2 (en) * 2017-09-29 2023-09-19 Honda Motor Co., Ltd. High strength mechanical fastening inclusions for fiber reinforced polymer structures
US10870166B2 (en) * 2018-02-01 2020-12-22 Honda Motor Co., Ltd. UAM transition for fusion welding of dissimilar metal parts
JP6740287B2 (ja) * 2018-07-05 2020-08-12 ファナック株式会社 異種金属接合用ツール

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07227670A (ja) * 1994-02-19 1995-08-29 Aioi Seiki Kk 板部材の栓溶接方法
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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11839940B2 (en) 2023-12-12
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