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公開番号2021045772
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210325
出願番号2019169544
出願日20190918
発明の名称接合方法及び接合体
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人個人,個人,個人
主分類B23K 9/007 20060101AFI20210226BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】簡単かつ安価な構成であっても、十分な接合強度を得る。
【解決手段】異なる材料からなる第1金属部材2と第2金属部材3の板状部同士を重ね合わせて接合する方法は、第1金属部材2の板状部と第2金属部材3の板状部に、重ね合わせた状態で互いに連通する挿通孔をそれぞれ形成する第1ステップと、第1金属部材2の板状部の第2金属部材3とは反対側に、金属材料からなる第1接合部材4を配置する第2ステップと、第1金属部材2と第2金属部材3の板状部同士を重ね合わせた状態で、第1接合部材4と同一の金属材料からなる第2接合部材5を、挿通孔を介して第2金属部材側から第1金属部材2に挿通する第3ステップと、第1接合部材4と第2接合部材5を溶接し、第1金属部材2と第2金属部材3を第1接合部材4と第2接合部材5で接合する第4ステップとを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
異なる材料からなる第1金属部材と第2金属部材の板状部同士を重ね合わせて接合する方法であって、
前記第1金属部材の板状部と前記第2金属部材の板状部に、重ね合わせた状態で互いに連通する挿通孔をそれぞれ形成する第1ステップと、
前記第1金属部材の板状部の前記第2金属部材とは反対側に、金属材料からなる第1接合部材を配置する第2ステップと、
前記第1金属部材と前記第2金属部材の板状部同士を重ね合わせた状態で、前記第1接合部材と同一の金属材料からなる第2接合部材を、前記挿通孔を介して前記第2金属部材側から前記第1金属部材に挿通する第3ステップと、
前記第1接合部材と前記第2接合部材を溶接し、前記第1金属部材と前記第2金属部材を前記第1接合部材と前記第2接合部材で接合する第4ステップと、
を含む接合方法。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
前記第2接合部材は、前記第2金属部材側から前記第1接合部材に至る貫通孔を有するものであり、
前記第4ステップでは、前記貫通孔を介して前記第1接合部材と前記第2接合部材を溶接する、請求項1に記載の接合方法。
【請求項3】
前記第2接合部材は前記挿通孔に挿通される突起を有するものであり、
前記第4ステップでは、前記第1接合部材に前記突起を当接させた状態で、当接部分を溶接する、請求項1に記載の接合方法。
【請求項4】
前記第1接合部材は板状であり、
前記第1金属部材は、前記第1接合部材を保持可能なガイドリブを備え、
前記第2ステップでは、前記ガイドリブにより前記第1接合部材を保持する、請求項2又は3に記載の接合方法。
【請求項5】
前記第1接合部材は、前記第1金属部材に予め接合される中空筒状であり、
前記第2接合部材は、前記第1接合部材の中心孔に挿通される軸部と、前記挿通孔の横断面形状よりも大きい頭部とを備える、請求項1に記載の接合方法。
【請求項6】
前記第1金属部材はアルミ製であり、前記第2金属部材、前記第1接合部材及び前記第2接合部材は鋼製である、請求項1から5のいずれか1項に記載の接合方法。
【請求項7】
前記第1金属部材は閉断面状に形成されている、請求項1から6のいずれか1項に記載の接合方法。
【請求項8】
前記第1金属部材と前記第2金属部材は車体部材である、請求項1から7のいずれか1項に記載の接合方法。
【請求項9】
前記車体部材はサイドメンバである、請求項8に記載の接合方法。
【請求項10】
異なる材料からなり、互いに重ね合わせられ、重ね合わせた状態で互いに連通する挿通孔をそれぞれ形成された板状部を有する第1金属部材及び第2金属部材と、
前記第1金属部材の板状部の前記第2金属部材とは反対側に配置される、金属材料からなる第1接合部材と、
前記第1接合部材と同一の金属材料からなり、前記第1金属部材と前記第2金属部材の板状部同士を重ね合わせた状態で、前記挿通孔を介して前記第2金属部材側から前記第1金属部材に挿通される第2接合部材と、
を備え、
前記第1接合部材と前記第2接合部材を溶接し、前記第1金属部材と前記第2金属部材を前記第1接合部材と前記第2接合部材で接合してなる、接合体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、接合方法及び接合体に関する。
続きを表示(約 4,200 文字)【背景技術】
【0002】
従来、異なる材料で構成された車体部材同士の接合には、次のような接合方法が採用されている。具体的には、アルミ製のサイドメンバと鋼製の骨格部材との接合に、FDS(Flow Drilling Screw、フロードリルスクリュー)やSPR(Self Piercing Rivets、セルフピアスリベット)を使用する接合方法が採用されている(例えば、特許文献1,2参照)。ここに、FDSとは、副資材としてネジを利用して、重ねた被接合材の上部から、ねじを高速回転させながら挿入し、発生する摩擦熱により軟化させた被接合材を機械的に締結する接合方法である。また、SPRとは、重ねた被接合材の上部から、リベットを圧入して上側の被接合材に貫通させ、下側の被接合材でリベットの先端を拡径させることにより被接合材同士を締結する接合方法である。
【0003】
しかしながら、FDSやSPRのいずれであっても、特殊な形状の接合部材(スクリューやリベット)が必要となる。また、これらの接合方法を行うために特別な設備投資を行う必要もある。このため、全体として高価なものとなっている。さらに、接合部材の数を減らしても十分な接合強度が得られるような接合方法が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2019−120346号公報
特開2013−2505号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、簡単かつ安価な構成であっても、十分な接合強度を得ることができる接合方法及び接合体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、異なる材料からなる第1金属部材と第2金属部材の板状部同士を重ね合わせて接合する方法であって、前記第1金属部材の板状部と前記第2金属部材の板状部に、重ね合わせた状態で互いに連通する挿通孔をそれぞれ形成する第1ステップと、前記第1金属部材の板状部の前記第2金属部材とは反対側に、金属材料からなる第1接合部材を配置する第2ステップと、前記第1金属部材と前記第2金属部材の板状部同士を重ね合わせた状態で、前記第1接合部材と同一の金属材料からなる第2接合部材を、前記挿通孔を介して前記第2金属部材側から前記第1金属部材に挿通する第3ステップと、前記第1接合部材と前記第2接合部材を溶接し、前記第1金属部材と前記第2金属部材を前記第1接合部材と前記第2接合部材で接合する第4ステップとを含む接合方法を提供する。
【0007】
これによれば、異なる材料からなる第1金属部材と第2金属部材の接合を、同一金属材料からなる第1接合部材と第2接合部材で挟持し、両者を溶接することにより完了することができる。このため、接合部材を特殊な構成とする必要がない上、両者を溶接するだけの設備があればよく、安価に製作することができる。しかも、同一金属材料同士を溶接しているので、接合強度も十分なものとして所望の信頼性を得ることが可能となる。
【0008】
前記第2接合部材は、前記第2金属部材側から前記第1接合部材に至る貫通孔を有するものであり、前記第4ステップでは、前記貫通孔を介して前記第1接合部材と前記第2接合部材を溶接するのが好ましい。
【0009】
これによれば、第2接合部材に形成した貫通孔を介して第1接合部材と第2接合部材の当接部分に直接アクセスすることができる。したがって、貫通孔を介してこの当接部分をアーク溶接により低コストで強固に接合することが可能となる。
【0010】
前記第2接合部材は前記挿通孔に挿通される突起を有するものであり、前記第4ステップでは、前記第1接合部材に前記突起を当接させた状態で、当接部分を溶接するのが好ましい。
【0011】
これによれば、第2接合部材には貫通孔を形成することなく突起を設けることにより第1接合部材に当接させることができる。このため、第1接合部材と第2接合部材の当接部分をスポット溶接により低コストで強固に接合することが可能なる。
【0012】
前記第1接合部材は板状であり、前記第1金属部材は、前記第1接合部材を保持可能なガイドリブを備え、前記第2ステップでは、前記ガイドリブにより前記第1接合部材を保持するのが好ましい。
【0013】
これによれば、板状の第1接合部材をガイドリブによって簡単に脱落しないように保持することができる。
【0014】
前記第1接合部材は、前記第1金属部材に予め接合される中空筒状であり、前記第2接合部材は、前記第1接合部材の中心孔に挿通される軸部と、前記挿通孔の横断面形状よりも大きい頭部とを備えるのが好ましい。
【0015】
これによれば、第1接合部材を配置する作業が不要となり作業性を向上させることができる。
【0016】
前記第1金属部材はアルミ製であり、前記第2金属部材、前記第1接合部材及び前記第2接合部材は鋼製であるのが好ましい。
【0017】
これによれば、内側がアルミニウムからなり、外側が鉄鋼からなる骨格構造を簡単かつ安価に接合することができる。
【0018】
前記第1金属部材は閉断面状に形成されていてもよい。
【0019】
これによれば、閉断面状の第1金属部材であっても、第1接合部材と第2接合部材を使用して第2金属部材を接合することができる。
【0020】
前記第1金属部材と前記第2金属部材は車体部材とすることができる。
【0021】
前記車体部材はサイドメンバであってもよい。
【0022】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、異なる材料からなり、互いに重ね合わせられ、重ね合わせた状態で互いに連通する挿通孔をそれぞれ形成された板状部を有する第1金属部材及び第2金属部材と、前記第1金属部材の板状部の前記第2金属部材とは反対側に配置される、金属材料からなる第1接合部材と、前記第1接合部材と同一の金属材料からなり、前記第1金属部材と前記第2金属部材の板状部同士を重ね合わせた状態で、前記挿通孔を介して前記第2金属部材側から前記第1金属部材に挿通される第2接合部材とを備え、前記第1接合部材と前記第2接合部材を溶接し、前記第1金属部材と前記第2金属部材を前記第1接合部材と前記第2接合部材で接合してなる接合体を提供する。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、異なる材料からなる第1金属部材と第2金属部材を、同一金属材料からなる第1接合部材と第2接合部材によって挟持して溶接することにより接合しているので、特別な設備投資を必要とすることなく、簡単かつ安価に、所望の接合強度を有する接合体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
本実施形態に係る接合体を示す概略図である。
図1のA−A線断面図である。
図2の接合部分を示す部分拡大図である。
他の実施形態に係る接合部分を示す断面図である。
他の実施形態に係る接合部分を示す断面図である。
他の実施形態に係る接合部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。
【0026】
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る接合方法により製造した接合体1を示す。この接合体1の用途は限定されるものではないが、車体部材、特に車両のフロントサイドメンバをシャシに接合する場合が挙げられる。
【0027】
接合体1は、第1金属部材2と第2金属部材3を第1接合部材4と第2接合部材5(アークリベット)で接合一体化したものである。
【0028】
第1金属部材2はアルミニウム又はアルミニウム合金製(ここでは、アルミニウム6000系の押出材)で、閉断面形状(ここでは、断面矩形状)に形成されて中空筒状となっている。図2では、第1金属部材2の内部空間は仕切壁2aによって上下に2分割されている。但し、内部空間は分割されていなくてもよいし、3以上に分割されていてもよい。図1及び図2は、第1金属部材2をフロントサイドメンバとして使用する例を示している。
【0029】
第1金属部材2には、板状部である長辺側側壁の一方(第1接合壁6)に、一端側から上下2列で長手方向に所定間隔を空けて複数の第1挿通孔7が形成されている。第1挿通孔7を形成する範囲は、第1接合壁6の一端から他端側に向かって所定寸法の範囲(後述する第2金属部材3の筒状部10で丁度覆われる範囲)とされている。各第1挿通孔7は、上方列と下方列とで長手方向の位置が半ピッチずれて形成されている。
【0030】
第1金属部材2は、第1接合壁6がほぼ鉛直方向に沿うように配置された状態で使用される。このため、第1接合壁6の内面には、各第1挿通孔7に対応する位置に、後述する第1接合部材4を仮止めするためのガイドリブ8がそれぞれ形成されている。各ガイドリブ8は上下一対の突条8aからなり、第1接合部材4がそれぞれ保持される。図2の例では、突条8a同士は平行に延びる板状であるが、先端部分が互いに接近する方向に屈曲しているのが好ましい。これによれば、ガイドリブ8に保持する第1接合部材4の脱落を確実に防止することができる。また、突条8aの外面には補強リブを設けて剛性を高めるようにするようにしてもよい。
(【0031】以降は省略されています)

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