WO2021044973A1 - 接合構造及び接合方法 - Google Patents

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WO2021044973A1
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recessed
welded
sealing material
injection hole
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潤司 藤原
中川　龍幸
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • B23K9/232—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded of different metals

Definitions

  • the present invention relates to a joining structure and a joining method.
  • Patent Document 1 a first metal material and a dissimilar material that is difficult to weld to the first metal material are superposed, and a filler metal (welding wire) is provided through a penetrating portion of the dissimilar material. Is disclosed as a joint structure in which the metal is arc-welded.
  • the molten filler material forms a brim portion so as to cover the outer peripheral portion on the upper surface side of the penetrating portion of the dissimilar material.
  • the dissimilar material and the first metal material are fixed by the compressive fixing force between the brim portion and the first metal material due to the solidification and shrinkage of the filler material with respect to the first metal material.
  • the present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to suppress galvanic corrosion at a portion where a metal material and a dissimilar material overlap.
  • a first member made of a metal material, a second member made of a material difficult to weld to the first member, and the first member are welded to each other.
  • the following solutions were taken for the joint structure in which the third member made of the filler metal was joined to each other.
  • the second member is formed with a penetrating portion penetrating toward the first member.
  • the third member is welded to the first member via the penetrating portion.
  • At least one of the overlapping surfaces of the first member and the second member is formed in a space separate from the penetrating portion, and is provided with a recessed portion that is recessed over the entire circumference so as to surround the penetrating portion.
  • the recessed portion is formed in a space different from the welded portion where the first member and the third member are welded, and is recessed over the entire circumference so as to surround the welded portion.
  • At least one of the first member and the second member is provided with an injection hole communicating with the recessed portion.
  • the recess is provided with a sealing material that is injected from the injection hole to close the gap between the overlapping surfaces of the first member and the second member.
  • a recess is provided on at least one of the overlapping surfaces of the first member and the second member.
  • the recessed portion is formed in a space separate from the penetrating portion, and is recessed over the entire circumference so as to surround the penetrating portion of the second member. Further, the recessed portion is formed in a space different from the welded portion where the first member and the third member are welded, and is recessed over the entire circumference so as to surround the welded portion.
  • the recess communicates with the injection hole.
  • a sealing material injected from the injection hole is provided in the recessed portion.
  • the second aspect is, in the first aspect, A plurality of injection holes are provided along the recessed portion.
  • the sealing material can be spread over the entire circumference of the recessed portion, and the sealing property is improved. Further, by injecting the sealing material from a plurality of injection holes at the same time, the sealing material can be injected in a short time.
  • the third aspect is, in the first or second aspect, The width of the recess is larger than the diameter of the injection hole.
  • the sealing material injected from the injection hole spreads in the width direction inside the recessed portion.
  • the installation area of the sealing material inside the recessed portion can be increased, and the sealing property is improved.
  • the fourth aspect is, in any one of the first to third aspects,
  • the recessed portion is formed by being plastically deformed into a three-dimensional shape on the side of the first member, which is thinner than the second member.
  • the first member made of a metal material, the second member made of a material difficult to weld to the first member, and the first member are welded to each other.
  • the subject is a joining method for joining a third member made of a filler material to each other.
  • the second member is formed with a penetrating portion penetrating toward the first member. At least one of the overlapping surfaces of the first member and the second member is formed in a space separate from the penetrating portion, and is provided with a recessed portion that is recessed over the entire circumference so as to surround the penetrating portion.
  • the recessed portion is formed in a space different from the welded portion where the first member and the third member are welded, and is recessed over the entire circumference so as to surround the welded portion. At least one of the first member and the second member is provided with an injection hole communicating with the recessed portion. A step of superimposing the second member on the first member and welding the third member to the first member via the penetration portion. A step of injecting a sealing material from the injection hole into the recessed portion and closing the gap between the overlapping surfaces of the first member and the second member with the sealing material is provided.
  • the sealing material is injected from the injection hole into the recessed portion.
  • the recessed portion is formed in a space separate from the penetrating portion, and is formed in a space different from the welded portion, which is a welding portion where the first member and the third member are welded.
  • the recessed portion is recessed over the entire circumference so as to surround the welded portion and the penetrating portion.
  • the sealing material may be deformed by the heat during welding, or one of the sealing materials.
  • the part does not evaporate and gas is not generated.
  • the sealing material can be spread over the entire circumference of the recessed portion, and the sealing property is improved.
  • the sixth aspect is, in the fifth aspect, The recessed portion is formed by being plastically deformed into a three-dimensional shape on the side of the first member, which is thinner than the second member.
  • FIG. 1 is a side sectional view for explaining the joint structure according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 3 is a side sectional view for explaining the joint structure according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 5 is a side sectional view for explaining the joint structure according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a side sectional view for explaining the joint structure according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 shows a first member 10 made of a metal material, a second member 20 made of a material that is difficult to weld to the first member 10, and a third member made of a filler metal.
  • the joining structure for joining the members 30 to each other is shown.
  • the first member 10 is a plate-shaped member made of a metal material.
  • the second member 20 is a plate-shaped member made of a material that is difficult to weld to the first member 10.
  • the second member 20 is superposed on the upper side of the first member 10.
  • the second member 20 has a circular penetrating portion 21 penetrating toward the first member 10.
  • the through portion 21 is described as a circular through hole in the present embodiment, it may be an elliptical or oblong hole.
  • the second member 20 is provided with a recess 41.
  • the recessed portion 41 is provided on the overlapping surface of the second member 20 with the first member 10.
  • the recessed portion 41 is formed in a space separate from the penetrating portion 21, and is recessed over the entire circumference so as to surround the penetrating portion 21. Further, the recessed portion 41 is formed in a space different from the welded portion where the first member 10 and the third member 30 are welded, and is recessed over the entire circumference so as to surround the welded portion.
  • the first member 10 is arranged so as to close the lower opening of the recessed portion 41.
  • the second member 20 is provided with an injection hole 42.
  • the injection hole 42 communicates with the recess 41.
  • a plurality of injection holes 42 are provided along the recessed portion 41 (four in the example shown in FIG. 2).
  • a sealing material 40 is provided in the recessed portion 41.
  • the sealing material 40 is, for example, a resin material or an adhesive, and is injected into the recessed portion 41 through the injection hole 42 by using the dispenser 6.
  • the sealing material 40 is hardened after being injected into the recessed portion 41 to close the gap between the overlapping surfaces of the first member 10 and the second member 20.
  • the recessed portion 41 is formed in a rectangular frame shape in a plan view.
  • the injection holes 42 are formed at the center positions of the four sides of the recessed portion 41, respectively.
  • the hole diameter of the injection hole 42 is formed to be substantially the same as the width of the recessed portion 41.
  • the number, position, and size of the injection holes 42 may be arbitrarily set.
  • the third member 30 is composed of a filler material which is a metal material of the same type as the first member 10.
  • the same type of metal material is a metal that can be welded to each other, and is not only the same material but also a metal material having good weld bondability such as iron-based metal materials and non-ferrous metal materials. ..
  • a similar metal material is a similar material that is compatible with welding.
  • the combinations of the first member 10 and the third member 30 at the time of welding include the following.
  • iron-based metal materials there are mild steel and mild steel, stainless steel and stainless steel, mild steel and high-tensile steel (high-strength steel), high-tensile steel and high-tensile steel, and the like.
  • non-ferrous metal materials include aluminum and aluminum, aluminum and aluminum alloys, and aluminum alloys and aluminum alloys.
  • the second member 20 as a dissimilar material is a material of a material different from that of the first member 10 and the third member 30 as a metal material of the same type, and the first member 10 and the third member 20 are used. It is a material that is difficult to weld to the member 30.
  • the second member 20 as a dissimilar material is a non-ferrous metal such as a copper material or an aluminum material. It is a material.
  • resin materials such as CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics, carbon fiber reinforced plastic), PET (PolyEthlen Terephthalate, polyethylene terephthalate), engineering plastic (Engineering plastic), and the like can be mentioned as different materials from metal materials.
  • the arc welder 1 includes a nozzle 2 and a tip 3.
  • the nozzle 2 supplies a shield gas or the like to the welded portion of the object to be welded.
  • the tip 3 supplies a welding current to the third member 30.
  • the arc welder 1 supplies a welding current while feeding the third member 30 into the penetrating portion 21 of the second member 20, so that the arc welder 1 is between the third member 30 and the first member 10. Generate arc 5.
  • the third member 30 melted by arc welding is melt-bonded to the first member 10 and laminated in the penetrating portion 21. Then, the melted third member 30 fills the inside of the penetrating portion 21 and then flows out to the peripheral edge portion on the upper surface side of the penetrating portion 21 and spreads in a flange shape.
  • the third member 30 is provided with a flange portion 31 that presses the peripheral edge portion of the penetrating portion 21 of the second member 20.
  • the flange portion 31 projects radially outward from the penetrating portion 21 on the surface (upper surface in FIG. 1) of the second member 20 opposite to the first member 10.
  • the third member 30 solidifies and contracts with respect to the first member 10, so that the second member 20, which is a dissimilar material, is compressed and fixed between the flange portion 31 and the first member 10. ..
  • the sealing material 40 is injected into the recessed portion 41 from the plurality of injection holes 42.
  • the sealing material 40 is preferably injected in an amount that overflows into the injection hole 42 after filling the inside of the recessed portion 41.
  • the sealing material 40 can be spread over the entire circumference of the recessed portion 41.
  • the sealing material 40 can be injected in a short time.
  • the sealing material 40 is cured inside the recessed portion 41, so that the gap between the overlapping surfaces of the first member 10 and the second member 20 is closed by the sealing material 40.
  • a part of the plurality of injection holes 42 may be used as an air bleeding hole depending on the viscosity of the sealing material 40.
  • the injection hole 42 into which the sealing material 40 is injected it is preferable to provide the injection hole 42 as a hole for removing the air remaining inside the recess 41.
  • the sealing material 40 when the sealing material 40 is injected into the recessed portion 41 from the plurality of injection holes 42, the air remaining inside the recessed portion 41 is efficiently discharged in the process of injecting the sealing material 40 into the recessed portion 41.
  • An air vent hole (not shown) may be provided separately from the injection hole 42.
  • the sealing material 40 can be filled in the recessed portion 41 while efficiently discharging the air remaining inside the recessed portion 41, and the filling time of the sealing material 40 in the recessed portion 41 can be shortened. Can be done.
  • the plurality of injection holes 42 for injecting the sealing material 40 will be described more specifically. At least a part of the injection holes 42 between the plurality of injection holes 42 will be filled with air inside the recess 41. It may be used as a hole for pulling out. As a result, when the sealing material 40 is filled from the plurality of injection holes 42 at the same time, the air inside the recess 41 can be efficiently discharged from the injection holes 42 in which the sealing material 40 is not injected. ..
  • the recessed portion 41 is formed in a space different from the welded portion, which is the welded portion where the first member 10 and the third member 30 are welded. ..
  • the sealing material 40 is injected into the vertical injection path for the sealing material 40 formed in the first member 10 as the recessed portion 41 and the lateral communication path recessed over the entire circumference so as to surround the penetrating portion 21. To. By closing the gap between the overlapping surfaces of the first member 10 and the second member 20 with the sealing material 40, moisture invades the overlapping portion of the first member 10 and the second member 20 from the outside. Can be suppressed.
  • the sealing material 40 is injected after the second member 20 is compressed and fixed by the solidification shrinkage of the third member 30 with respect to the first member 10, the sealing material 40 is deformed by the heat at the time of welding. Or, a part of the sealing material 40 does not evaporate to generate gas. As a result, the sealing material 40 can be spread over the entire circumference of the recessed portion 41, and the sealing property is improved.
  • Embodiment 2 >> Hereinafter, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and only the differences will be described.
  • the second member 20 is provided with a recessed portion 41.
  • the recessed portion 41 is provided on the overlapping surface of the second member 20 with the first member 10.
  • the recessed portion 41 is formed in a space separate from the penetrating portion 21, and is recessed over the entire circumference so as to surround the penetrating portion 21. Further, the recessed portion 41 is formed in a space different from the welded portion where the first member 10 and the third member 30 are welded, and is recessed over the entire circumference so as to surround the welded portion.
  • the first member 10 is arranged so as to close the lower opening of the recessed portion 41.
  • the second member 20 is provided with an injection hole 42.
  • the injection hole 42 communicates with the recess 41.
  • a plurality of injection holes 42 are provided along the recessed portion 41 (eight in the example shown in FIG. 4).
  • the injection hole 42 is formed in a space different from the welded portion where the first member 10 and the third member 30 are welded.
  • a sealing material 40 is provided in the recessed portion 41.
  • the sealing material 40 is injected into the recess 41 through the injection hole 42 using the dispenser 6.
  • the sealing material 40 is hardened after being injected into the recessed portion 41 to close the gap between the overlapping surfaces of the first member 10 and the second member 20.
  • the recessed portion 41 is formed in a rectangular frame shape in a plan view.
  • Two injection holes 42 are formed on each of the four sides of the recess 41. That is, eight injection holes 42 are formed along the recessed portion 41.
  • the width of the recessed portion 41 is formed to be larger than the hole diameter of the injection hole 42.
  • the number, position, and size of the injection holes 42 may be arbitrarily set.
  • the sealing material 40 when the sealing material 40 is injected into the recessed portion 41 from the plurality of injection holes 42 using the dispenser 6, the sealing material 40 internally enters the recessed portion 41 in the circumferential direction and the width direction. Spread to. After that, the sealing material 40 is cured inside the recessed portion 41, so that the gap between the overlapping surfaces of the first member 10 and the second member 20 is closed by the sealing material 40.
  • the installation area of the sealing material 40 inside the recessed portion 41 can be increased, and the sealing property is improved.
  • the first member 10 is provided with a recessed portion 41.
  • the recessed portion 41 is provided on the overlapping surface of the first member 10 with the second member 20.
  • the recessed portion 41 is formed by being plastically deformed into a three-dimensional shape by press-molding the first member 10 whose plate thickness is thinner than that of the second member 20.
  • the recessed portion 41 is recessed downward in a stepped shape.
  • the recessed portion 41 is formed in a space separate from the penetrating portion 21, and is recessed over the entire circumference so as to surround the penetrating portion 21.
  • the second member 20 is arranged so as to close the upper opening of the recessed portion 41.
  • the second member 20 is provided with an injection hole 42.
  • the injection hole 42 communicates with the recess 41.
  • a plurality of injection holes 42 are provided along the recessed portion 41.
  • the width of the recessed portion 41 is formed to be larger than the hole diameter of the injection hole 42.
  • the number, position, and size of the injection holes 42 may be arbitrarily set.
  • the sealing material 40 when the sealing material 40 is injected into the recessed portion 41 from the plurality of injection holes 42 using the dispenser 6, the sealing material 40 spreads in the circumferential direction and the width direction inside the recessed portion 41. After that, the sealing material 40 is cured inside the recessed portion 41, so that the gap between the overlapping surfaces of the first member 10 and the second member 20 is closed by the sealing material 40.
  • the recessed portion 41 is formed in a space different from the welded portion where the first member 10 and the third member 30 are welded.
  • the sealing material 40 is injected into the vertical injection path for the sealing material 40 formed in the first member 10 as the recessed portion 41 and the lateral communication path recessed over the entire circumference so as to surround the penetrating portion 21.
  • the sealing material 40 closes the gap between the overlapping surfaces of the first member 10 and the second member 20 to improve the sealing property. As a result, it is possible to prevent moisture from entering the overlapping portion of the first member 10 and the second member 20 from the outside. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of electrolytic corrosion at the portion where the first member 10 and the second member 20 overlap, and to secure the joint strength.
  • the first member 10 is provided with a recessed portion 41.
  • the recessed portion 41 is provided on the overlapping surface of the first member 10 with the second member 20.
  • the recessed portion 41 is formed by being plastically deformed into a three-dimensional shape by press-molding the first member 10 whose plate thickness is thinner than that of the second member 20.
  • the recessed portion 41 is recessed downward in a stepped shape.
  • the recessed portion 41 is formed in a space separate from the penetrating portion 21, and is recessed over the entire circumference so as to surround the penetrating portion 21.
  • the second member 20 is arranged so as to close the upper opening of the recessed portion 41.
  • the first member 10 is provided with an injection hole 42.
  • the injection hole 42 is provided in a space different from the welded portion where the first member 10 and the third member 30 are welded.
  • the injection hole 42 communicates with the recess 41.
  • a plurality of injection holes 42 are provided along the recessed portion 41.
  • the width of the recessed portion 41 is formed to be larger than the hole diameter of the injection hole 42.
  • the number, position, and size of the injection holes 42 may be arbitrarily set.
  • the sealing material 40 when the sealing material 40 is injected into the recessed portion 41 from the plurality of injection holes 42 using the dispenser 6, the sealing material 40 spreads in the circumferential direction and the width direction inside the recessed portion 41. After that, the sealing material 40 is cured inside the recessed portion 41, so that the gap between the overlapping surfaces of the first member 10 and the second member 20 is closed by the sealing material 40.
  • the recessed portion 41 is formed in a space different from the welded portion where the first member 10 and the third member 30 are welded.
  • the sealing material 40 is injected into the vertical injection path for the sealing material 40 formed in the first member 10 as the recessed portion 41 and the lateral communication path recessed over the entire circumference so as to surround the penetrating portion 21.
  • the sealing material 40 closes the gap between the overlapping surfaces of the first member 10 and the second member 20 to improve the sealing property. As a result, it is possible to prevent moisture from entering the overlapping portion of the first member 10 and the second member 20 from the outside. As a result, it is possible to suppress the occurrence of electrolytic corrosion at the portion where the first member 10 and the second member 20 overlap, and to secure the joint strength.
  • the embodiment may have the following configuration.
  • arc welding is performed on the recessed portion 41 of the first member 10, but for example, laser welding is performed using a filler wire as a filler wire, so-called laser filler welding is performed. You may do so.
  • the recessed portion 41 is provided in the first member 10 or the second member 20, but the recessed portion 41 is provided in each of the first member 10 and the second member 20. You may.
  • an air vent hole (not shown) may be provided separately from the injection hole 42.
  • Some of the injection holes 42 of the plurality of injection holes 42 may function as air vent holes, but the present invention is not limited to this form.
  • the recessed portion 41 is formed in a space different from the penetrating portion 21.
  • the recessed portion 41 is formed in a space different from the welded portion where the first member 10 and the third member 30 are welded, and is recessed over the entire circumference so as to surround the welded portion and the penetrating portion 21. ..
  • a part of the recessed portion 41 communicating over the outer periphery of the penetrating portion 21 is opened by communicating with the side surface side of the outer periphery of the overlapping surface of the first member 10 and the second member 20, and the opening is recessed.
  • the function of the air bleeding hole for bleeding the air of the part 41 may be provided.
  • the present invention is extremely useful and industrially applicable because it has a highly practical effect of suppressing the occurrence of electrolytic corrosion at the portion where the metal material and the dissimilar material overlap. The possibility is high.

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Abstract

第２の部材２０には、第１の部材１０に向かって貫通する貫通部２１が設けられている。第２の部材２０における第１の部材１０の重ね合わせ面には、窪み部４１が設けられている。窪み部４１は、貫通部２１を囲むように全周にわたって窪んでいる。シール材４０は、注入孔４２から窪み部４１に注入され、第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ面の隙間を塞いでいる。

Description

接合構造及び接合方法
　本発明は、接合構造及び接合方法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、第１の金属材と第２の金属材との重ね合わせ面の隙間を通って、外部から水分が侵入するおそれがある。そして、侵入した水分によって、第１の金属材と第２の金属材とが重なり合う部分で電食が発生してしまい、接合強度が低下するおそれがある。
　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、金属材と異種材とが重なり合う部分で電食が発生するのを抑えることにある。
　本開示の態様は、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の態様は、前記第２の部材には、前記第１の部材に向かって貫通する貫通部が形成され、
　前記第３の部材は、前記貫通部を介して前記第１の部材に溶接され、
　前記第１の部材及び前記第２の部材の重ね合わせ面の少なくとも一方には、前記貫通部とは別空間に形成され、該貫通部を囲むように全周にわたって窪んだ窪み部が設けられ、
　前記窪み部は、前記第１の部材と前記第３の部材が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成され、該溶接部を囲むように全周にわたって窪んでおり、
　前記第１の部材及び前記第２の部材の少なくとも一方には、前記窪み部に連通する注入孔が設けられ、
　前記窪み部には、前記注入孔から注入されて前記第１の部材及び前記第２の部材の重ね合わせ面の隙間を塞ぐシール材が設けられている。
　第１の態様では、第１の部材及び第２の部材の重ね合わせ面の少なくとも一方には、窪み部が設けられている。窪み部は、貫通部とは別空間に形成され、第２の部材の貫通部を囲むように全周にわたって窪んでいる。また、窪み部は、第１の部材と第３の部材が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成され、溶接部を囲むように全周にわたって窪んでいる。窪み部は、注入孔に連通している。窪み部には、注入孔から注入されたシール材が設けられている。
　このように、第１の部材及び第２の部材の重ね合わせ面の隙間をシール材で塞ぐことで、第１の部材及び第２の部材の重ね合わせ部分に、外部から水分が侵入するのを抑えることができる。
　これにより、第１の部材と第３の部材が溶接される溶接箇所である溶接部において、第１の部材と第２の部材とが重なり合う部分で電食が発生するのを抑え、接合強度を確保することができる。
　第２の態様は、第１の態様において、
　前記注入孔は、前記窪み部に沿って複数設けられている。
　第２の態様では、窪み部に沿って注入孔を複数設けることで、窪み部の全周にわたってシール材を行き渡らせることができ、シール性が向上する。また、複数の注入孔から同時にシール材を注入することで、シール材の注入作業を短時間で行うことができる。
　第３の態様は、第１又は第２の態様において、
　前記窪み部の幅は、前記注入孔の孔径よりも大きい。
　第３の態様では、窪み部の幅が注入孔の孔径よりも大きいので、注入孔から注入されたシール材が、窪み部の内部で幅方向に広がることとなる。これにより、窪み部の内部におけるシール材の設置面積を増やすことができ、シール性が向上する。
　第４の態様は、第１乃至第３の態様のうち何れか１つにおいて、
　前記窪み部は、前記第２の部材に比べて板厚が薄い前記第１の部材側に、立体形状に塑性変形されて形成されている。
　これにより、第２の部材に比べて板厚が薄い第１の部材側の強度を向上させている。
　第５の態様は、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の部材とを互いに接合するための接合方法を対象としている。そして、前記第２の部材には、前記第１の部材に向かって貫通する貫通部が形成され、
　前記第１の部材及び前記第２の部材の重ね合わせ面の少なくとも一方には、前記貫通部とは別空間に形成され、該貫通部を囲むように全周にわたって窪んだ窪み部が設けられ、
　前記窪み部は、前記第１の部材と前記第３の部材が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成され、該溶接部を囲むように全周にわたって窪んでおり、
　前記第１の部材及び前記第２の部材の少なくとも一方には、前記窪み部に連通する注入孔が設けられており、
　前記第２の部材を前記第１の部材に重ね合わせ、前記貫通部を介して前記第３の部材を該第１の部材に溶接する工程と、
　前記注入孔から前記窪み部にシール材を注入して、前記第１の部材及び前記第２の部材の重ね合わせ面の隙間を該シール材で塞ぐ工程とを備えている。
　第５の態様では、貫通部を介して第３の部材を第１の部材に溶接した後で、注入孔から窪み部にシール材を注入するようにしている。窪み部は、貫通部とは別空間に形成され、第１の部材と第３の部材が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成されている。窪み部は、溶接部と貫通部を囲むように全周にわたって窪んでいる。
　このように、第１の部材に対する第３の部材の凝固収縮によって第２の部材を圧縮固定した後でシール材を注入すれば、溶接時の熱によってシール材が変形したり、シール材の一部が蒸発してガスが発生することがない。これにより、窪み部の全周にわたってシール材を行き渡らせることができ、シール性が向上する。
　これにより、第１の部材と第３の部材が溶接される溶接箇所である溶接部の周囲において、第１の部材と第２の部材とが重なり合う部分で電食が発生するのを抑え、接合強度を確保することができる。
　第６の態様は、第５の態様において、
　前記窪み部は、前記第２の部材に比べて板厚が薄い前記第１の部材側に、立体形状に塑性変形されて形成されている。
　これにより、第２の部材に比べて板厚が薄い第１の部材側の強度を向上させている。
　本開示の態様によれば、金属材と異種材とが重なり合う部分で電食が発生するのを抑えることができる。
図１は、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。 図２は、図１のＡ－Ａ矢視断面図である。 図３は、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。 図４は、図３のＢ－Ｂ矢視断面図である。 図５は、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。 図６は、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。
　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、第１の部材１０に向かって貫通する円形状の貫通部２１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。
　第２の部材２０には、窪み部４１が設けられている。窪み部４１は、第２の部材２０における第１の部材１０との重ね合わせ面に設けられている。窪み部４１は、貫通部２１とは別空間に形成され、貫通部２１を囲むように全周にわたって窪んでいる。また、窪み部４１は、第１の部材１０と第３の部材３０が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成され、溶接部を囲むように全周にわたって窪んでいる。第１の部材１０は、窪み部４１の下方開口を塞ぐように配置されている。
　第２の部材２０には、注入孔４２が設けられている。注入孔４２は、窪み部４１に連通している。注入孔４２は、窪み部４１に沿って複数設けられている（図２に示す例では４つ）。
　窪み部４１には、シール材４０が設けられている。シール材４０は、例えば、樹脂材や接着剤であり、ディスペンサ６を用いて、注入孔４２から窪み部４１に注入される。シール材４０は、窪み部４１に注入された後で硬化して、第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ面の隙間を塞いでいる。
　図２に示す例では、窪み部４１は、平面視で矩形枠状に形成されている。注入孔４２は、窪み部４１の四辺の中央位置にそれぞれ形成されている。注入孔４２の孔径は、窪み部４１の幅と略同じ大きさに形成されている。なお、注入孔４２の数、位置、大きさは、任意に設定すればよい。
　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）、エンジニアリング・プラスチック (Engineering plastic）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、第２の部材２０の貫通部２１内に第３の部材３０を送給しながら溶接電流を供給することで、第３の部材３０と第１の部材１０との間にアーク５を発生させる。アーク溶接により溶融した第３の部材３０は、第１の部材１０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、第２の部材２０の貫通部２１の周縁部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。
　その後、第１の部材１０に対して第３の部材３０が凝固収縮することで、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が圧縮固定される。
　次に、ディスペンサ６を用いて、複数の注入孔４２から窪み部４１に対してシール材４０を注入する。シール材４０は、窪み部４１の内部を満たした後で注入孔４２にも溢れ出す程度の量を注入するのがよい。これにより、窪み部４１の全周にわたってシール材４０を行き渡らせることができる。また、複数の注入孔４２から同時にシール材を注入することで、シール材４０の注入作業を短時間で行うことができる。
　その後、窪み部４１の内部でシール材４０が硬化することで、第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ面の隙間がシール材４０で塞がれる。
　なお、シール材４０を窪み部４１へ充填する際、シール材４０の粘性に応じて、複数の注入孔４２の一部をエアー抜き孔としても良い。シール材４０の窪み部４１への注入過程で窪み部４１内部に残留しているエアーを、エアー抜き孔として機能する一部の注入孔４２より排出することで、効率的にシール材４０を窪み部４１に充填することができる。
　なお、シール材４０を注入している注入孔４２とは別に、窪み部４１内部に残留しているエアーを抜く孔としての注入孔４２を設けることが好ましい。
　また、複数の注入孔４２から窪み部４１に対してシール材４０を注入する場合、シール材４０の窪み部４１への注入過程で窪み部４１内部に残留しているエアーを効率的に排出する図示しないエアー抜き孔を、注入孔４２とは別に設けても良い。これにより、窪み部４１内部に残留しているエアーを効率的に排出しながら、シール材４０を窪み部４１に充填することができ、シール材４０の窪み部４１への充填時間を短縮することができる。
　なお、シール材４０を注入する複数の注入孔４２の一部について、より具体的に説明すると、複数の注入孔４２の間にある少なくとも一部の注入孔４２を、窪み部４１の内部のエアーを抜く孔として使用しても良い。これにより、複数の注入孔４２から同時にシール材４０を充填させた場合、その間にあるシール材４０を注入していない注入孔４２から窪み部４１の内部のエアーを効率的に排出することができる。
　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４１は、第１の部材１０と第３の部材３０が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成される。第１の部材１０に窪み部４１として形成されたシール材４０用の縦方向注入経路と、貫通部２１を囲むように全周にわたって窪んでいる横方向連通経路とに、シール材４０が注入される。第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ面の隙間をシール材４０で塞ぐことで、第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ部分に、外部から水分が侵入するのを抑えることができる。
　これにより、第１の部材と第３の部材が溶接される溶接箇所である溶接部の周囲において、第１の部材１０と第２の部材２０とが重なり合う部分で電食が発生するのを抑え、接合強度を確保することができる。
　また、第１の部材１０に対する第３の部材３０の凝固収縮によって第２の部材２０を圧縮固定した後で、シール材４０を注入しているので、溶接時の熱によってシール材４０が変形したり、シール材４０の一部が蒸発してガスが発生することがない。これにより、窪み部４１の全周にわたってシール材４０を行き渡らせることができ、シール性が向上する。
　《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３に示すように、第２の部材２０には、窪み部４１が設けられている。窪み部４１は、第２の部材２０における第１の部材１０との重ね合わせ面に設けられている。窪み部４１は、貫通部２１とは別空間に形成され、貫通部２１を囲むように全周にわたって窪んでいる。また、窪み部４１は、第１の部材１０と第３の部材３０が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成され、溶接部を囲むように全周にわたって窪んでいる。第１の部材１０は、窪み部４１の下方開口を塞ぐように配置されている。
　第２の部材２０には、注入孔４２が設けられている。注入孔４２は、窪み部４１に連通している。注入孔４２は、窪み部４１に沿って複数設けられている（図４に示す例では８つ）。注入孔４２は、第１の部材１０と第３の部材３０が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成されている。
　窪み部４１には、シール材４０が設けられている。シール材４０は、ディスペンサ６を用いて、注入孔４２から窪み部４１に注入される。シール材４０は、窪み部４１に注入された後で硬化して、第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ面の隙間を塞いでいる。
　図４に示す例では、窪み部４１は、平面視で矩形枠状に形成されている。注入孔４２は、窪み部４１の四辺にそれぞれ２つずつ形成されている。つまり、注入孔４２は、窪み部４１に沿って８つ形成されている。窪み部４１の幅は、注入孔４２の孔径よりも大きく形成されている。なお、注入孔４２の数、位置、大きさは、任意に設定すればよい。
　ここで、図３に示すように、ディスペンサ６を用いて、複数の注入孔４２から窪み部４１に対してシール材４０を注入すると、シール材４０が窪み部４１に内部で周方向及び幅方向に広がる。その後、窪み部４１の内部でシール材４０が硬化することで、第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ面の隙間がシール材４０で塞がれる。
　これにより、窪み部４１の内部におけるシール材４０の設置面積を増やすことができ、シール性が向上する。
　《実施形態３》
　図５に示すように、第１の部材１０には、窪み部４１が設けられている。窪み部４１は、第１の部材１０における第２の部材２０との重ね合わせ面に設けられている。窪み部４１は、第２の部材２０に比べて板厚が薄い第１の部材１０をプレス成形することによって、立体形状に塑性変形されて形成されている。窪み部４１は、下方に向かって段差状に窪んでいる。窪み部４１は、貫通部２１とは別空間に形成され、貫通部２１を囲むように全周にわたって窪んでいる。
　第２の部材２０は、窪み部４１の上方開口を塞ぐように配置されている。第２の部材２０には、注入孔４２が設けられている。注入孔４２は、窪み部４１に連通している。注入孔４２は、窪み部４１に沿って複数設けられている。窪み部４１の幅は、注入孔４２の孔径よりも大きく形成されている。なお、注入孔４２の数、位置、大きさは、任意に設定すればよい。
　ここで、ディスペンサ６を用いて、複数の注入孔４２から窪み部４１に対してシール材４０を注入すると、シール材４０が窪み部４１の内部で周方向及び幅方向に広がる。その後、窪み部４１の内部でシール材４０が硬化することで、第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ面の隙間がシール材４０で塞がれる。
　このように、第１の部材１０側に、段差状に窪み部４１を形成することで、第２の部材２０に比べて板厚が薄い第１の部材１０側の強度を向上させている。
　また、窪み部４１は、第１の部材１０と第３の部材３０が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成される。第１の部材１０に窪み部４１として形成されたシール材４０用の縦方向注入経路と、貫通部２１を囲むように全周にわたって窪んでいる横方向連通経路とに、シール材４０が注入される。シール材４０によって、第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ面の隙間を塞ぎ、シール性を向上させる。これにより、第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ部分に、外部から水分が侵入するのを抑えることができる。そのため、第１の部材１０と第２の部材２０とが重なり合う部分で電食が発生するのを抑え、接合強度を確保することができる。
　《実施形態４》
　図６に示すように、第１の部材１０には、窪み部４１が設けられている。窪み部４１は、第１の部材１０における第２の部材２０との重ね合わせ面に設けられている。窪み部４１は、第２の部材２０に比べて板厚が薄い第１の部材１０をプレス成形することによって、立体形状に塑性変形されて形成されている。窪み部４１は、下方に向かって段差状に窪んでいる。窪み部４１は、貫通部２１とは別空間に形成され、貫通部２１を囲むように全周にわたって窪んでいる。第２の部材２０は、窪み部４１の上方開口を塞ぐように配置されている。
　第１の部材１０には、注入孔４２が設けられている。注入孔４２は、第１の部材１０と第３の部材３０が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に設けられている。注入孔４２は、窪み部４１に連通している。注入孔４２は、窪み部４１に沿って複数設けられている。窪み部４１の幅は、注入孔４２の孔径よりも大きく形成されている。なお、注入孔４２の数、位置、大きさは、任意に設定すればよい。
　ここで、ディスペンサ６を用いて、複数の注入孔４２から窪み部４１に対してシール材４０を注入すると、シール材４０が窪み部４１の内部で周方向及び幅方向に広がる。その後、窪み部４１の内部でシール材４０が硬化することで、第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ面の隙間がシール材４０で塞がれる。
　このように、第１の部材１０側に、段差状に窪み部４１を形成することにより、第２の部材２０に比べて板厚が薄い第１の部材１０側の強度を向上させている。
　また、窪み部４１は、第１の部材１０と第３の部材３０が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成される。第１の部材１０に窪み部４１として形成されたシール材４０用の縦方向注入経路と、貫通部２１を囲むように全周にわたって窪んでいる横方向連通経路とに、シール材４０が注入される。シール材４０によって、第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ面の隙間を塞ぎ、シール性を向上させる。これにより、第１の部材１０及び第２の部材２０の重ね合わせ部分に、外部から水分が侵入するのを抑えることができる。その結果、第１の部材１０と第２の部材２０とが重なり合う部分で電食が発生するのを抑え、接合強度を確保することができる。
　《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４１に対してアーク溶接を行うようにしたが、例えば、溶加材としてのフィラーワイヤを用いて、レーザ溶接を行う、いわゆるレーザフィラー溶接を行うようにしてもよい。
　また、本実施形態では、第１の部材１０又は第２の部材２０に窪み部４１を設けるようにしたが、第１の部材１０及び第２の部材２０のそれぞれに窪み部４１を設けるようにしてもよい。
　また、注入孔４２からの窪み部４１へのシール材４０の注入過程で窪み部４１内部に残留しているエアーを排出するために、図示しないエアー抜き孔を注入孔４２とは別に設けたり、複数の注入孔４２のうち一部の注入孔４２をエアー抜き孔として機能させてもよいが、この形態に限定するものではない。
　例えば、窪み部４１は、貫通部２１とは別空間に形成される。窪み部４１は、第１の部材１０と第３の部材３０が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成され、溶接部と貫通部２１を囲むように全周にわたって窪んでいる。貫通部２１の外周に亘って連通する窪み部４１の一部を、第１の部材１０と第２の部材２０との重ね合わせ面の外周の側面側に連通させて開口させ、その開口に窪み部４１のエアーを抜くためのエアー抜き孔の機能を持たせても良い。
　以上説明したように、本発明は、金属材と異種材とが重なり合う部分で電食が発生するのを抑え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
　２０　　第２の部材
　２１　　貫通部
　３０　　第３の部材
　４０　　シール材
　４１　　窪み部
　４２　　注入孔

Claims (6)

  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２の部材には、前記第１の部材に向かって貫通する貫通部が形成され、
    　前記第３の部材は、前記貫通部を介して前記第１の部材に溶接され、
    　前記第１の部材及び前記第２の部材の重ね合わせ面の少なくとも一方には、前記貫通部とは別空間に形成され、該貫通部を囲むように全周にわたって窪んだ窪み部が設けられ、
    　前記窪み部は、前記第１の部材と前記第３の部材が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成され、該溶接部を囲むように全周にわたって窪んでおり、
    　前記第１の部材及び前記第２の部材の少なくとも一方には、前記窪み部に連通する注入孔が設けられ、
    　前記窪み部には、前記注入孔から注入されて前記第１の部材及び前記第２の部材の重ね合わせ面の隙間を塞ぐシール材が設けられている接合構造。
  2. 　請求項１において、
    　前記注入孔は、前記窪み部に沿って複数設けられている接合構造。
  3. 　請求項１又は２において、
    　前記窪み部の幅は、前記注入孔の孔径よりも大きい接合構造。
  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、前記第２の部材に比べて板厚が薄い前記第１の部材側に、立体形状に塑性変形されて形成されている接合構造。
  5. 　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の部材とを互いに接合するための接合方法であって、
    　前記第２の部材には、前記第１の部材に向かって貫通する貫通部が形成され、
    　前記第１の部材及び前記第２の部材の重ね合わせ面の少なくとも一方には、前記貫通部とは別空間に形成され、該貫通部を囲むように全周にわたって窪んだ窪み部が設けられ、
    　前記窪み部は、前記第１の部材と前記第３の部材が溶接される溶接箇所である溶接部とは別空間に形成され、該溶接部を囲むように全周にわたって窪んでおり、
    　前記第１の部材及び前記第２の部材の少なくとも一方には、前記窪み部に連通する注入孔が設けられており、
    　前記第２の部材を前記第１の部材に重ね合わせ、前記貫通部を介して前記第３の部材を該第１の部材に溶接する工程と、
    　前記注入孔から前記窪み部にシール材を注入して、前記第１の部材及び前記第２の部材の重ね合わせ面の隙間を該シール材で塞ぐ工程とを備えた接合方法。
  6. 　請求項５において、
    　前記窪み部は、前記第２の部材に比べて板厚が薄い前記第１の部材側に、立体形状に塑性変形されて形成されている接合方法。
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