JP2015066570A - Dissimilar material joint body and dissimilar material joint method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異材接合体及び異材接合方法に関する。 The present invention relates to a dissimilar material joined body and a dissimilar material joining method.
従来において、例えばスポット溶接で高い接合強度を得ることのできる発明として、マンガン及びケイ素等の元素量、板厚、界面反応層の厚み等を適宜に調整して成る鋼材とアルミニウム材との接合体が知られている（特許文献１の請求項１、［０００５］〜［００１４］、及び図１参照。）。 Conventionally, as an invention capable of obtaining high joint strength by spot welding, for example, a joined body of a steel material and an aluminum material, which is appropriately adjusted in the amount of elements such as manganese and silicon, the plate thickness, the thickness of the interface reaction layer, etc. Is known (see claim 1, [0005] to [0014] of Patent Document 1, and FIG. 1).
しかしながら、材料の組成、板厚、及び反応層の厚み等を改良しても、異種の金属、例えばアルミニウム系材料と鉄系材料との金属を含む部材間には、溶接強度の低下を生じ得る金属間化合物が溶接時に形成されてしまうことがあった。 However, even if the composition of the material, the plate thickness, the thickness of the reaction layer, etc. are improved, the welding strength may be lowered between members containing different metals, for example, aluminum-based materials and iron-based materials. Intermetallic compounds may be formed during welding.
よって、本発明が解決しようとする課題は、金属間化合物を形成することなく異種の金属を含有する部材同士を接合可能である異材接合体及び異材接合方法を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a dissimilar material joined body and a dissimilar material joining method capable of joining members containing different kinds of metals without forming an intermetallic compound.
前記課題を解決するための手段として、本発明に係る異材接合体は、第１材料を含有する第１部材と、第１部材とは異なる第２材料を含有し、第１部材に接合されて成る第２部材と、第２部材に溶接可能な第３材料を含有し、第１部材に係合可能な板状部材である補助部材と、を備え、第１部材に係合した補助部材と、第２部材とが溶接されて成る。 As means for solving the above-mentioned problem, the dissimilar material joined body according to the present invention contains a first member containing a first material and a second material different from the first member, and is joined to the first member. An auxiliary member that is engaged with the first member, and a second member that includes a third material that can be welded to the second member and is a plate-like member that can be engaged with the first member. The second member is welded.
本発明に係る異材接合体において、第１部材は、貫通孔を有し、補助部材は、溶着部を有し、溶着部は、貫通孔を通じて第２部材に溶接されることが好ましい。 In the dissimilar material joined body according to the present invention, it is preferable that the first member has a through hole, the auxiliary member has a welded portion, and the welded portion is welded to the second member through the through hole.
更に、本発明に係る異材接合体において、貫通孔は、第１部材の縁部又は縁部近傍に形成され、補助部材は、係合部を有し、係合部は、貫通孔から縁部にかけて溶着部から延在する延在部と、延在部の端部において折曲されて成る折曲部とを有し、延在部と折曲部とが第１部材の縁部から貫通孔までの少なくとも一部を挟持することにより、補助部材と第１部材とが係合することが好ましい。 Furthermore, in the dissimilar material joined body according to the present invention, the through hole is formed at or near the edge of the first member, the auxiliary member has an engagement portion, and the engagement portion extends from the through hole to the edge. Extending from the welded portion, and a bent portion formed by bending at the end of the extended portion, and the extended portion and the bent portion extend from the edge of the first member to the through hole. It is preferable that the auxiliary member and the first member engage with each other by sandwiching at least a part thereof.
本発明に係る異材接合体において、第１部材は、その一部が折曲されて複数の板部が重ねられて成る重複部を有し、貫通孔は、重複部の少なくとも一つの板部に形成され、溶着部が貫通孔に位置し、重複部の貫通孔が形成される板部と、隣接する板部とに補助部材が挟持されることにより、補助部材と第１部材とが係合することが好ましい。 In the dissimilar material joined body according to the present invention, the first member has an overlapping portion in which a part of the first member is bent and a plurality of plate portions are stacked, and the through hole is formed in at least one plate portion of the overlapping portion. The auxiliary member and the first member are engaged with each other by sandwiching the auxiliary member between the adjacent plate portion and the plate portion where the welded portion is located in the through hole and the overlapping through hole is formed. It is preferable to do.
また、本発明に係る異材接合体において、第１部材は、貫通孔近傍に少なくとも一つのスリットを有し、補助部材は、スリットと係合する係合部を有し、係合部がスリットと係合することにより、補助部材と第１部材とが係合することが好ましい。 Moreover, in the dissimilar material joined body according to the present invention, the first member has at least one slit in the vicinity of the through hole, the auxiliary member has an engaging portion that engages with the slit, and the engaging portion has the slit. It is preferable that the auxiliary member and the first member are engaged by engaging.
本発明に係る異材接合体において、溶着部は、貫通孔に挿入可能でかつ貫通孔に向かって突出する凸部を有することが好ましい。 In the dissimilar material joined body according to the present invention, the welded portion preferably has a convex portion that can be inserted into the through-hole and protrudes toward the through-hole.
本発明に係る異材接合体において、第１部材の縁部から補助部材が差し込まれることにより、補助部材と第１部材とが係合することが好ましい。 In the dissimilar material joined body according to the present invention, it is preferable that the auxiliary member and the first member are engaged by inserting the auxiliary member from the edge of the first member.
前記課題を解決するための別の手段として、本発明に係る異材接合方法は、第１材料を含有する第１部材と、第１材料とは異なる第２材料を含有する第２部材とを接合する異材接合方法であって、第２材料に溶接可能な第３材料を含有する補助部材と、第１部材とを係合する係合工程と、第１部材と予め係合させた補助部材と、第２部材とを溶接する溶接工程と、を備える。 As another means for solving the above-described problem, the dissimilar material joining method according to the present invention joins a first member containing a first material and a second member containing a second material different from the first material. A dissimilar material joining method comprising: an auxiliary member containing a third material that can be welded to the second material; an engagement step for engaging the first member; and an auxiliary member previously engaged with the first member; And a welding step of welding the second member.
本発明によると、第１部材と第２部材とを接合するには、前段階として補助部材を第１部材に係合させるだけで良く、例えば車両用部品の製造工程を大幅に変更する必要が無いので、異種の材料を含む部材の接合に係る作業効率が高く、第２部材と、該第２部材に溶接可能でかつ第１部材に係合して成る補助部材とを溶接することにより、異種の材料を含む第１部材及び第２部材の間で金属間化合物が形成されないので、接合強度の高い異材接合体及び異材接合方法を提供することができる。 According to the present invention, in order to join the first member and the second member, it is only necessary to engage the auxiliary member with the first member as a previous step. For example, it is necessary to greatly change the manufacturing process of the vehicle component. Since there is no work efficiency related to the joining of members containing different materials, by welding the second member and an auxiliary member that can be welded to the second member and engaged with the first member, Since an intermetallic compound is not formed between the first member and the second member containing different materials, it is possible to provide a dissimilar material bonded body and a dissimilar material bonding method with high bonding strength.
本発明に係る異材接合体及び異材接合方法の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 An embodiment of a dissimilar material joined body and a dissimilar material joining method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
（１）車両における本発明の適用部位
本発明に係る異材接合体は、例えば車両のボディ部分及びルーフ部分等を製造する際に異なる種類の金属間の溶接が必要となる部位に適用することができる。本発明に係る異材接合体の一実施形態を適用可能な部位の一例として、図１及び２に車体の上部及び側部となる構造体を示した。
(1) Application part of the present invention in a vehicle The dissimilar material joined body according to the present invention can be applied to a part that requires welding between different types of metals when manufacturing, for example, a vehicle body part and a roof part. it can. As an example of a part to which an embodiment of the dissimilar material joined body according to the present invention can be applied, FIGS.
図１に示すように、前後方向に延在する表皮部材のサイドシル３０１と、サイドシル３０１の前端部から上方に延在し、フロントガラスの側方を支持するヒンジピラー３０２と、サイドシル３０１の中央部から上方に延在するセンターピラー３０３とが一体的に形成されている。サイドシル３０１、ヒンジピラー３０２、及びセンターピラー３０３は、車体の上部及び側部の枠体であり、各枠体の間にはボディ部分及びルーフ部分等を形成する金属板、及びガラス等が溶接又は嵌め込まれている。例えばヒンジピラー３０２と、ルーフ部分を形成するルーフパネル３０４とは溶接により固定される。
また、図１のＡ部分の断面斜視図である図２に示すように、ヒンジピラー３０２における車外側の表皮部分と、ルーフパネル３０４とが接合されている。
なお、図１及び図２には図示していないが、ヒンジピラー３０２の内部には、車外側の表皮部材であるアウタパネル、補強用の中間部材であるレインフォースメント、車内側の表皮部材であるインナパネル等が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
Further, as shown in FIG. 2 which is a cross-sectional perspective view of a portion A in FIG. 1, the outer skin portion of the
Although not shown in FIGS. 1 and 2, the
ヒンジピラー３０２の表皮部分と、ルーフパネル３０４とは、溶接によって接合されるが、それぞれが異なる金属で形成されていることが多く、直接溶接しようとしても高い溶接強度を確保することが困難であった。
よって、本実施形態に係る異材接合体は、例えばヒンジピラー３０２及びルーフパネル３０４の溶接される部位に適用することができる。
なお、図２のヒンジピラー３０２とルーフパネル３０４との接合部位には、後述の異材接合体における補助部材４が設けられている。
The skin portion of the
Therefore, the dissimilar material joined body according to the present embodiment can be applied to a portion where the
In addition, the auxiliary member 4 in the dissimilar material joined body mentioned later is provided in the junction part of the
（２）車両製造時における本発明の適用時期
本発明に係る異材接合方法は、例えば車両のボディ部分及びルーフ部分等に成る部品をプレス成形する前からプレス成形した部品を溶接する時までの間に適用することができる。図３には、車両の製造工程を示すフローチャートを示した。
(2) Application time of the present invention at the time of vehicle manufacture The dissimilar material joining method according to the present invention is, for example, from the time before press forming the parts constituting the body part and roof part of the vehicle to the time of welding the press formed parts. Can be applied to. FIG. 3 is a flowchart showing the vehicle manufacturing process.
図３に示すように、車両の製造工程としては、例えば部品プレス成形工程Ｓ１、車体溶接工程Ｓ２、車体塗装工程Ｓ３、及び組付工程Ｓ４を挙げることができる。部品プレス成形工程Ｓ１は、ボディ部分及びルーフ部分となる部品をそれぞれの形状にプレス成形する工程である。車体溶接工程Ｓ２は、部品プレス成形工程Ｓ１でプレス成形された複数の部品を集めて溶接する工程である。車体塗装工程Ｓ３は、溶接されて外形がある程度完成したボディ部分及びルーフ部分等の外面を塗装する工程である。組付工程Ｓ４は、塗装体にエンジン、タイヤ、補機、及び内装材等を取り付ける工程である。 As shown in FIG. 3, examples of the vehicle manufacturing process include a component press molding process S1, a vehicle body welding process S2, a vehicle body painting process S3, and an assembly process S4. The part press molding step S1 is a step of press molding the parts to be the body part and the roof part into respective shapes. The vehicle body welding step S2 is a step of collecting and welding a plurality of parts press-formed in the part press-forming step S1. The vehicle body painting step S3 is a step of painting outer surfaces such as a body part and a roof part, which have been welded to complete the outer shape to some extent. Assembly process S4 is a process of attaching an engine, tires, auxiliary equipment, interior materials, and the like to the painted body.
本実施形態に係る異材接合方法は、部品プレス成形工程Ｓ１のプレス成形前から車体溶接工程Ｓ２の溶接時までの間に適用することができる。具体的には、図２に示したヒンジピラー３０２の構成部材及びルーフパネル３０４等をプレス成形する前から、プレス成形された各部品において異なる種類の金属間の溶接をする際までの間において適用することができる。
詳細は後述するが、本発明に係る異材接合方法は係合工程と溶接工程とを備えている。なお、例えば係合工程と溶接工程とを連続して実行しても良く、部品プレス成形工程Ｓ１を実行するライン上にて係合工程を実行した後に、車体溶接工程Ｓ２を実行するライン上に溶接予定部品を移して溶接工程を実行しても良い。
更に詳述すると、例えば各部材が未成形状態の平板状部材において、プレス成形後にどの部位が溶接箇所と成るかが判明している場合は、該溶接箇所と成る部位に対して、プレス成形前に本実施形態に係る異材接合方法における係合工程を予め実行しておくことにより、補助部材を係合させておいても良い。この場合、係合工程が実行された後に部品プレス成形工程Ｓ１が実行され、更に車体溶接工程Ｓ２が実行されることによって、本発明に係る異材接合方法における溶接工程が実行されたことになる。
The dissimilar material joining method according to the present embodiment can be applied before press molding in the component press molding step S1 and before welding in the vehicle body welding step S2. Specifically, the present invention is applied from before the press forming of the components of the
Although the details will be described later, the dissimilar material joining method according to the present invention includes an engagement step and a welding step. For example, the engagement process and the welding process may be performed continuously. After the engagement process is performed on the line for performing the part press molding process S1, the vehicle body welding process S2 is performed on the line. The welding process may be performed by transferring the parts to be welded.
More specifically, for example, in a flat plate member in which each member is in an unmolded state, if it is known which part will become a welded part after press molding, In addition, the auxiliary member may be engaged by previously executing the engaging step in the dissimilar material joining method according to the present embodiment. In this case, after the engaging step is executed, the component press forming step S1 is executed, and further, the vehicle body welding step S2 is executed, whereby the welding step in the dissimilar material joining method according to the present invention is executed.
車両の製造工程における部品プレス成形工程Ｓ１で本発明に係る異材接合方法を適用していれば、車体溶接工程Ｓ２に供される部品において、異なる種類の金属間の溶接が必要な部位には補助部材が配置されていることになる。溶接が必要な部位に対して補助部材が脱落又は脱離しないように配置されていることにより、通常の車体溶接工程Ｓ２を実行すると、本実施形態に係る異材接合方法の溶接工程が実行されることになる。 If the dissimilar material joining method according to the present invention is applied in the part press forming step S1 in the vehicle manufacturing process, the parts used in the vehicle body welding step S2 are supplemented to parts that require welding between different types of metals. The member is arranged. By arranging the auxiliary member so as not to drop off or detach from the part that needs to be welded, when the normal vehicle body welding step S2 is executed, the welding step of the dissimilar material joining method according to the present embodiment is executed. It will be.
（３）異材接合体の構造
本発明に係る異材接合体の一実施形態を、図４に示した。図４は、異材接合体１の断面概略図である。
(3) Structure of different material joined body One embodiment of the different material joined body according to the present invention is shown in FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the dissimilar material bonded body 1.
異材接合体１は、第１部材２と、第２部材３と、補助部材４とを備える。
第１部材２は、第１材料を含有する板状部材である。第一部材２は、その縁部５の近傍に貫通孔６を有する。第１材料については、第２部材３及び補助部材４の材料と共に、後述する。
第２部材３は、第１材料とは異なる第２材料を含有し、第１部材２に接合されて成る。
補助部材４は、第２部材３に溶接可能な第３材料を含有し、第１部材２に係合可能な板状部材である。第１部材２に係合した補助部材４と、第２部材とが溶接されている。
また、補助部材４は、溶着部７及び係合部８を有している。
The dissimilar material joined body 1 includes a
The
The
The auxiliary member 4 is a plate-like member that contains a third material that can be welded to the
Further, the auxiliary member 4 has a welded
第１部材２の貫通孔６は、第１部材２と補助部材４とが係合する前から形成されていても良く、第２部材３と補助部材４とが溶接される時に形成されても良い。
The through
溶着部７は、貫通孔６を通じて第２部材３に溶接される。また、溶着部７は、貫通孔６に向かって突出し、貫通孔６に挿入可能な凸部９を有している。
なお、本発明に係る異材接合体における補助部材の溶着部は、補助部材において、後述の異材接合方法の溶接工程にて溶接される予定の部位、及び、溶接工程にて溶接された部位の両方を意味することとする。
本発明に係る異材接合体において、第２部材と溶着部とを貫通孔を通じて溶接するには、第２部材及び溶着部の少なくともいずれか一方が貫通孔内に進入した状態となる必要がある。図４に示す実施形態においては、溶着部７の凸部９が貫通孔６内に挿入されることによって、貫通孔６内に溶着部７が進入した状態となっている。
本発明に係る異材接合体においては、溶着部が貫通孔を通じて第２部材に溶接されるには、補助部材が第２部材に溶接された時に貫通孔の少なくとも一部を溶着部が覆うことになる。なお、図４に示す実施形態においては、溶着部７が貫通孔６全体を覆っている。
係合部８は、延在部１０と折曲部１１とを有している。延在部１０は、貫通孔６から縁部５までの大きさに溶着部７から延在する部位、つまり貫通孔６に挿入された凸部９における縁部５側端部から縁部５に向かって縁部５までの大きさに延在する部位である。折曲部１１は、延在部１０の端部において約１８０°折曲されて成る部位である。また、折曲部１１において、第１部材２と補助部材４とが係合した時に、第１部材２の貫通孔６に臨む部位に貫通孔である溶接用開口部１２が形成されている。
The
The welded portion of the auxiliary member in the dissimilar material joined body according to the present invention includes both the part to be welded in the welding process of the dissimilar material joining method described later and the part welded in the welding process. Means.
In the dissimilar material joined body according to the present invention, in order to weld the second member and the welded portion through the through hole, it is necessary that at least one of the second member and the welded portion enters the through hole. In the embodiment shown in FIG. 4, the protruding
In the dissimilar material joined body according to the present invention, in order for the welded portion to be welded to the second member through the through hole, the welded portion covers at least a part of the through hole when the auxiliary member is welded to the second member. Become. In the embodiment shown in FIG. 4, the welded
The engaging
凸部９の突出距離は、第１部材２と補助部材４との係合状態において、凸部９が、第１部材２の貫通孔６に挿入され、更に凸部９の最も突出する部位が折曲部１１の外面と略面一と成るように、折曲部１１の溶接用開口部１２に挿入可能な大きさに設定されている。凸部９の最も突出する部位が折曲部１１の外面と略面一と成ることにより、第１部材２と補助部材４とが係合状態であって、凸部９の突出方向とは逆方向から第１部材２を見た場合に、溶着部７の端面が露出した状態と成る。したがって、第２部材３と補助部材４との溶接時に、第２部材３と補助部材４の溶着部７の端面とが接触し易く、溶接作業が容易となるので好ましい。
The projecting distance of the projecting
第１部材２と補助部材４との係合は、延在部１０と折曲部１１とが第１部材２の縁部５から貫通孔６までを挟持することにより達成されている。更に、第１部材２と補助部材４との係合時に、補助部材４の凸部９が貫通孔６に挿入されていることによって、凸部９が補助部材４の抜け止め部材として機能するので、第１部材２と補助部材４との安定的な係合状態を実現する。
The engagement between the
補助部材４の凸部９の最も突出する部位と第２部材３とが、溶接によって生じる溶着界面Ｓにおいて溶着している。溶着界面Ｓにおける第２部材３と補助部材４との溶接強度は、第２部材３及び補助部材４の材料及び、後述の異材接合方法における溶接工程の溶接条件によって調整可能である。
The most protruding portion of the
（４）各部材の材料
ここで、第１部材２、第２部材３及び補助部材４の各材料について説明する。
第１部材２の材料である第１材料と、第２部材３の材料である第２材料とは、溶接が困難な材料の組合せ、又は、溶接しても例えば車両用部品として使用に耐え得る溶接強度を得ることが困難な材料の組合せである。第１材料及び第２材料の組合せとしては、例えば一方がアルミニウム又はアルミニウム系材料であり、他方が鉄又は鉄系材料である組合せ等を採用することができる。
補助部材４の材料である第３材料は、第２材料に溶接可能な材料、好ましくは車両用部品としての使用に耐え得る溶接強度を以って第２材料に溶接可能な材料である。第３材料は、第２材料が決定されると、第２材料に応じて適当な材料が決定される。
本発明に係る異材接合体を車両用部品として用いる場合、第１材料、第２材料及び第３材料の組合せとして好ましいのは、第１材料がアルミニウム又はアルミニウム系材料であり、第２材料及び第３材料が鉄又は鉄系材料である。
(4) Material of each member Here, each material of the
The first material that is the material of the
The third material as the material of the auxiliary member 4 is a material that can be welded to the second material, preferably a material that can be welded to the second material with a welding strength that can withstand use as a vehicle component. As the third material, when the second material is determined, an appropriate material is determined according to the second material.
When the dissimilar material joined body according to the present invention is used as a vehicle component, it is preferable that the first material is aluminum or an aluminum-based material as a combination of the first material, the second material, and the third material. The three materials are iron or iron-based materials.
（５）異材接合方法
ここで、図５及び図６を参照しつつ、本発明に係る異材接合方法の一実施形態について説明する。図５及び図６には、図４で示した部材と同一部材を示しているので、各部材には同一の参照符号を付すこととする。また、各部材の詳細な説明は省略する。
図５には、本発明に係る異材接合方法における係合工程の一実施形態を示した。また、図６には、本発明に係る異材接合方法における溶接工程の一実施形態を示した。
(5) Dissimilar Material Joining Method Here, an embodiment of the dissimilar material joining method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. 5 and 6 show the same members as those shown in FIG. 4, and therefore, the same reference numerals are assigned to the respective members. Detailed description of each member is omitted.
In FIG. 5, one Embodiment of the engagement process in the different material joining method which concerns on this invention was shown. FIG. 6 shows an embodiment of a welding process in the dissimilar material joining method according to the present invention.
図５（Ａ）に示すように、先ず縁部５近傍に貫通孔６を形成して成る第１部材２を用意する。図５に示す係合工程においては、第１部材２は適宜のクランプ等によって固定されていると、補助部材４を第１部材２に係合させ易くなることにより、係合工程における作業効率が向上するので好ましい。
続いて図５（Ｂ）に示すように、補助部材４が白抜き矢印で示した方向に第１部材２の縁部５から差し込まれる。補助部材４における係合部８の延在部１０と折曲部１１との距離、つまり延在部１０と折曲部１１とが変形せずに挟持することのできる部材の厚みは、第１部材２の厚みより若干小さく形成されている。なお、延在部１０と折曲部１１との距離が、第１部材２の厚みより若干小さいと、係合部８が第１部材２を挟持することができるので、凸部９を形成していなくとも第１部材２と補助部材４との係合を達成可能である。延在部１０と折曲部１１との距離と、第１部材２の厚みとの差は、補助部材４を第１部材２の縁部５から差し込む作業には大きな力を必要としない程度となるように調整されるのが良い。
次に図５（Ｃ）に示すように、延在部１０と折曲部１１とが離れる方向に補助部材４を変形させ、凸部９を第１部材２の縁部５から貫通孔６まで摺動させる。
上記凸部９による第１部材２上の摺動は、凸部９が貫通孔６に達した時に、凸部９が貫通孔６内に挿入されることとなって、完了する。凸部９による第１部材２上の摺動が完了した状態を、図５（Ｄ）に示した。凸部９が貫通孔６内に挿入されることによって、補助部材４の延在部１０と折曲部１１とが離れる方向への変形は、解除される。図５（Ｄ）に示す状態を以って、異材接合方法における係合工程は完了されたことになる。
As shown in FIG. 5A, first, a
Subsequently, as shown in FIG. 5B, the auxiliary member 4 is inserted from the
Next, as shown in FIG. 5C, the auxiliary member 4 is deformed in a direction in which the extending
The sliding on the
続いて図６に示す溶接工程が実行される。本実施形態においては図３に示した車両用部品を溶接する車体溶接工程Ｓ２で用いられることの多い、スポット溶接を採用している。
先ず図６（Ａ）に示すように、補助部材４が係合して成る第１部材２と、補助部材４の溶着部７を当接させた第２部材３とを位置決めする。該位置決めは、第２部材３の溶接箇所が補助部材４の溶着部７が当接する位置となるように設定される。
図６（Ｂ）に示すように、補助部材４の凸部９内に挿入される電極Ｅ１の先端部を溶着部に圧接する。また、電極Ｅ１と軸線を略一致させて配置される電極Ｅ２の先端部を第２部材３に圧接する。電極Ｅ１の圧接方向は第１部材２から第２部材３に向かう方向であり、電極Ｅ２の圧接方向は第２部材３から第１部材２に向かう方向である。更に、電極Ｅ１及びＥ２に電流を流すことによって、電極Ｅ１及びＥ２の各圧接部位の間の金属を溶接する。
図６（Ｃ）に示すように、スポット溶接によって、第２部材３と補助部材４の溶着部７とが、その間に溶着界面Ｓが形成されて溶着している。図６（Ｃ）に示す状態を持って、異材接合方法における溶接工程は完了されたことになる。
凸部９は、第１部材２から第２部材３に向かって貫通孔６内に挿入されている。仮に、補助部材４の第１部材２に対する差し込み方向とは逆方向、つまり図６（Ｃ）における右方向に、第２部材３及び補助部材４が移動しようとしても、凸部９が抜け止め部材として機能するので、第２部材３及び補助部材４は移動することができない。具体的には、凸部９が貫通孔６の内周面に当接するので、第２部材３及び補助部材４が図６（Ｃ）における右方向に移動することはできない。
第１部材２と、第２部材３に溶着している補助部材４とは係合しているので、結果として、第１部材２と、第１部材２とは溶接が困難又は良好な溶接強度を確保し難い材料を含む第２部材３とが接合されたことになる。
Then, the welding process shown in FIG. 6 is performed. In the present embodiment, spot welding, which is often used in the vehicle body welding step S2 for welding the vehicle parts shown in FIG. 3, is employed.
First, as shown in FIG. 6A, the
As shown in FIG. 6B, the tip of the electrode E1 inserted into the
As shown in FIG. 6C, the
The
Since the
例えば、鋼板に対してアルミニウム板を直接溶接しようとすると、溶接強度の低下を招き易い金属間化合物が形成してしまうことが多い。しかしながら、本発明に係る異材接合方法の一実施形態においては、第２部材３と、第１部材２に係合してなる補助部材４とを溶接することにより、溶接強度の低下を生じ得る金属間化合物が形成する材料同士の溶接は行わないので、異種の材料を含む第１部材２と第２部材３とを容易に接合可能である。
また、溶接工程の前に実行される係合工程では、補助部材４を第１部材２の縁部５から差し込んで係合させるだけであるので、容易に実行可能であり、車両用部品の製造工程を大幅に変更する必要が無い。例えば、図３に示した部品プレス成形工程Ｓ１と車体溶接工程Ｓ２との間に、作業者が特別な機器を用いることなく、手で補助部材４を把持して第１部材２に差し込むだけで、係合工程を実行することができる。
補助部材４は挟持及び凸部９の貫通孔６内への挿入によって第１部材２に対して係合しているので、溶接工程までに衝撃、振動、傾斜等が第１部材２に作用したとしても、補助部材４が第１部材２から脱離することは無い又は脱離し難い。よって、溶接工程において溶接箇所と成る補助部材４の取付位置がずれないので、溶接箇所がずれてしまうことも無い又は起き難い。
補助部材４の大きさは、第１部材２に係合させても第１部材２全体を被覆せず、第１部材２の縁部５から貫通孔６までの領域に取付けられる程度であるので、例えば車両用部品の製造工程において他の作業及び他の部品の取付け等を妨げることはない。
第１部材２に係合させた補助部材４は溶接時においてもその一部が露出しているので、作業者が溶接箇所を視認により判別し易い。
以上により、異種の材料を含む部材を接合することのできる異材接合方法は、例えば従来の車両用部品の製造工程に対して煩雑な別工程を付加する必要が無く、係合工程も容易に実行可能であり、溶接箇所がずれない又はずれ難く、他の作業及び他の部品の取付け等を妨げず、溶接箇所が判別し易いので、作業効率が高い。
For example, when an aluminum plate is directly welded to a steel plate, an intermetallic compound that tends to cause a decrease in welding strength is often formed. However, in one embodiment of the dissimilar material joining method according to the present invention, a metal that can cause a decrease in welding strength by welding the
Moreover, in the engagement process performed before a welding process, since the auxiliary member 4 is only inserted and engaged from the
Since the auxiliary member 4 is engaged with the
Since the size of the auxiliary member 4 does not cover the entire
Since a part of the auxiliary member 4 engaged with the
As described above, the dissimilar material joining method capable of joining members containing different kinds of materials does not require a complicated separate process, for example, with respect to the conventional manufacturing process for vehicle parts, and the engagement process is also easily performed. It is possible, the welding location does not shift or is difficult to shift, and does not interfere with other work and the mounting of other parts, and the welding location is easy to distinguish, so the work efficiency is high.
本発明に係る異材接合方法においては、第１材料としてアルミニウム又はアルミニウム系材料を用いる場合、第１部材に予め貫通孔を設けておく必要は無い。溶接工程においてスポット溶接を用いるのであれば、貫通孔を設けることなく補助部材を係合させた第１部材は、スポット溶接で生じる抵抗熱で溶融するので、溶接工程が完了した時には結果として貫通孔が形成されることになる。 In the dissimilar material joining method according to the present invention, when aluminum or an aluminum-based material is used as the first material, it is not necessary to previously provide a through hole in the first member. If spot welding is used in the welding process, the first member engaged with the auxiliary member without providing a through hole is melted by resistance heat generated by spot welding. Will be formed.
図５及び図６に示すように、補助部材４の溶着部７は、第１部材２の貫通孔６に向かう方向でかつ第１部材２から第２部材３に向かう方向に突出する凸部９の、最も突出する部位である。溶着部７は、係合工程に供される前から予め凸形状に形成された凸部９を有している。
本発明に係る異材接合体において補助部材の溶着部が凸部を有する場合、凸部の形成は例えば次の実施形態を挙げることができる。例えば凸部形成に係る一実施形態として、上記溶着部７の凸部９のように、本発明に係る異材接合方法における係合工程に供される前から予め凸形状の凸部が補助部材に形成されている実施形態を挙げることができる。更に、凸部形成に係る他の実施形態として、係合工程及び溶接工程の前には溶着部と成る部位が平板形状を成し、溶接時にスポット溶接等で電極が圧接されて局所的に作用する圧力によって貫通孔内に平板状の補助部材の一部が押し込まれて、結果として凸部が形成される実施形態を挙げることができる。
本発明に係る異材接合方法及び異材接合体において、凸部形成に係る実施形態としては溶着部における良好な溶接強度が確保できる限り、特に制限されない。なお、係合工程に供される前に予め凸部を補助部材に形成しておく実施形態を採用すると、係合工程において凸部が貫通孔内に挿入されることにより、第１部材と補助部材との安定的な係合状態を実現可能である。第１部材と補助部材とが安定的に係合していると、係合工程の完了後に溶接工程に供する際、第１部材に振動、衝撃、及び傾斜等が作用しても、第１部材に一旦係合させた補助部材が脱離し難いので、好ましい。
As shown in FIGS. 5 and 6, the welded
In the dissimilar material joined body according to the present invention, when the welded portion of the auxiliary member has a convex portion, the formation of the convex portion can include, for example, the following embodiment. For example, as one embodiment relating to the formation of the convex portion, like the
In the dissimilar material joining method and dissimilar material joined body according to the present invention, the embodiment relating to the formation of the convex portion is not particularly limited as long as good welding strength at the welded portion can be secured. In addition, if the embodiment in which the convex portion is formed in the auxiliary member in advance before being used in the engaging step is adopted, the first member and the auxiliary member are inserted by inserting the convex portion into the through hole in the engaging step. A stable engagement state with the member can be realized. When the first member and the auxiliary member are stably engaged, even if vibration, impact, inclination, or the like acts on the first member when the welding process is performed after the engagement process is completed, the first member It is preferable because the auxiliary member once engaged with is difficult to be detached.
本発明に係る異材接合体において、補助部材の凸部の突出方向は、第１部材の貫通孔に向かう方向でかつ第２部材から第１部材に向かう方向であっても良い。すなわち、例えば、前記溶接用開口部１２を設けることなく、図４における下から上に向かう方向に突出する凸部が形成されていても良い。
In the dissimilar material joined body according to the present invention, the protruding direction of the convex portion of the auxiliary member may be a direction toward the through hole of the first member and a direction from the second member toward the first member. That is, for example, without providing the
（７）変形例
ここで、本発明に係る異材接合体における第１部材及び補助部材の変形例を、図面を参照しつつ説明する。
（７−１）第１部材の変形例
図７には、第１部材の変形例を示している。
(7) Modified Example Here, modified examples of the first member and the auxiliary member in the dissimilar material joined body according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(7-1) Modified Example of First Member FIG. 7 shows a modified example of the first member.
図７（Ａ）に示す第１部材２は、図４〜図６に示した前記第１部材２と同一部材である。第１部材２は、縁部５近傍に貫通孔６を有している。
The
図７（Ｂ）に示す第１部材２１は、その一部が折曲されて複数の板部が重ねられて成る重複部１３を有している。第１部材２１は、平板形状を成す上板部２１１の一部が約１８０°程度一回折曲されて、下板部２１２が形成されている。上板部２１１と下板部２１２とが重ねられて重複部１３が形成されている。第１部材２１は、下板部１３の縁部５１近傍に貫通孔６１を有している。
The
図７（Ｃ）及び（Ｄ）に示す第１部材２２及び２３は、いずれもスリット１４１及び１４２を有している。
The
図７（Ｃ）に示す第１部材２２は、平板形状を成す基板部１５の縁部５２近傍から、縁部５２及び基板部１５に直交又は略直交する２つの面が対向して立ち上がる***部１６と、２つの***部１６及び１６の上端部に架け渡される板体である天板部１７と、を有している。天板部１７の縁部側端辺部及びその反対側の端辺部と、基板部１５と、２つの***部１６及び１６との間に２つのスリット１４１及び１４１がそれぞれ形成されている。第１部材２２は貫通孔を有していないが、天板部１７における***部１６の立ち上がり方向とは逆側、つまり図７（Ｃ）における天板部１７の下側には何の部材も設けられていないので、第１部材２２は実質的に貫通孔を有していることと同じである。
The
図７（Ｄ）に示す第１部材２３は、縁部５３に平行又は略平行なスリット１４２を有している。第１部材２３は貫通孔を有していないが、図７（Ｄ）における第１部材２３の裏側には何の部材も設けられていないので、第１部材２３は実質的に貫通孔を有していることと同じである。
The
本発明に係る異材接合体は、第１部材の形状に応じて、第１部材に係合する補助部材の形状も変更することができる。以下に、図７に示した第１部材２、２１、２２及び２３に対して係合可能な補助部材の実施形態を示す。
In the dissimilar material joined body according to the present invention, the shape of the auxiliary member engaged with the first member can be changed according to the shape of the first member. Hereinafter, embodiments of auxiliary members that can be engaged with the
（７−２）補助部材の変形例
図８には、図７（Ａ）に示した第１部材２に対して係合可能な補助部材４１、４２及び４３を示している。
(7-2) Modification of Auxiliary Member FIG. 8 shows
図８（Ａ）に示す補助部材４１において、図４に示した補助部材４との相違点は、平面視矩形の凸部９１を有し、延在部１０１が折曲されて折曲部１１１と成る部位が曲面で形成されている点である。該相違点以外については、補助部材４と同様であり、詳細な説明は省略する。
延在部１０１が折曲されて折曲部１１１と成る部位が曲面で形成されていると、本発明に係る異材接合方法の係合工程において、作業者が補助部材４１の端部である該曲面を把持し易いので、作業効率が向上する。
The
When the extending
図８（Ｂ）に示す補助部材４２において、前記補助部材４との相違点は、延在部１０２が折曲されて折曲部１１２と成る部位が曲面で形成されている点と、折曲部１１２が小さい点である。該相違点以外については、補助部材４と同様であり詳細な説明は省略する。
折曲部１１２が小さいとは、具体的には係合工程を実行するときに補助部材４２の差し込み方向に沿った折曲部１１２が短く形成されており、凸部９２に臨む程度にまでは折曲部１１２を設けていないことである。
延在部１０２が折曲されて折曲部１１２と成る部位が曲面で形成されていると、本発明に係る異材接合方法の係合工程において、作業者が補助部材４２の端部である該曲面を把持し易いので、作業効率が向上する。
また、折曲部１１２が他の実施形態よりも小さく形成されているので、部材製造に要する材料の削減、補助部材４２の設置領域の縮小等を図ることができる。
補助部材４２を採用する場合、第１部材２における貫通孔６から縁部５までの大きさと、溶着部７２から延在部１０２の端部までの大きさとを同一にするのが好ましい。これにより、係合工程が完了すれば、係合部８２における延在部１０２及び折曲部１１２の共通端部である曲面部分の内側に縁部５が当接し、凸部９２が貫通孔６内に挿入されることで、第１部材２と補助部材４２とがガタつきなく係合する。したがって、補助部材４２は、延在部１０２及び折曲部１１２により第１部材２を挟持はしないが、第１部材２の貫通孔６及び縁部５に引っ掛けた状態と成るので、安定的な係合状態を実現可能である。
In the
Specifically, the small
When the
In addition, since the
When the
図８（Ｃ）に示す補助部材４３において、前記補助部材４との相違点は、係合工程を実行するときの補助部材４３の差込み方向に沿って凸部９３近傍に切り込みを入れ、延在部１０３の端部近傍で繋がって成る短冊状でかつ該差し込み方向に沿った折曲部１１３を形成している点である。
補助部材４３を製造する際に、折曲部１１３の形成は、延在部１０３の端部を約１８０°折曲する必要は無く、切り込みを入れて第１部材２の厚み方向に若干折曲すれば良い。よって、部材の製造工程を簡素化することができる。
In the
When manufacturing the
図９には、図７（Ｂ）に示した第１部材２１に対して係合可能な補助部材４４を示している。
補助部材４４は、図４に示した補助部材４のように係合部を有しておらず、凸部９４を有する溶着部７４と、差込規制部１８１とを備える。差込規制部１８１は、係合工程を実行するときの補助部材４４の差込み方向に直交又は略直交する板状部材である。差込規制部１８１が設けられる位置は、貫通孔６１内に凸部９４が挿入された時に縁部５１に差込規制部１８１が当接する位置に設定される。
第１部材２１と補助部材４４との係合は、補助部材４４を白抜き矢印の方向に差込むことにより達成される。補助部材４４の差込み動作によって、溶着部７４が貫通孔６１の少なくとも一部を覆い、重複部１３における貫通孔６１が形成される下板部２１２と、下板部２１２に隣接する上板部２１１とに補助部材４４が挟持される。
差込規制部１８１を設けることによって、第１部材２１に対して補助部材４４を係合させた時に、貫通孔６１内に凸部９４が挿入される位置よりも更なる差込みが不能となる。第１部材２１に対する必要以上の補助部材４４の差込みを規制することにより、貫通孔６１内に一旦挿入された凸部９４が、不要な差込み動作によって貫通孔６１外へずれてしまうことを防止可能である。
FIG. 9 shows an
The
The engagement between the
By providing the
図１０には、図７（Ｃ）に示した第１部材２２に対して係合可能な補助部材４５、４６、４７、４８及び４９を示している。
FIG. 10 shows
図１０（Ａ）に示す補助部材４５は、差込規制部１８２と挿通部１９とを有する。
差込規制部１８２及び挿通部１９は、係合工程を実行するときの補助部材４５の差込み方向に直交又は略直交して折曲されて成る板状部材である。挿通部１９は、溶接工程に供された時に溶着部と成る部位である。
挿通部１９は、補助部材４５の差込み方向手前側及び奥側にそれぞれ形成される２つのスリット１４１及び１４１を挿通する。２つのスリット１４１及び１４１を挿通部１９が挿通した時に差込規制部１８２が縁部５２近傍における***部１６の端部及び天板部１７の端部に当接することによって、挿通部１９のスリット１４１への挿通動作、つまり補助部材４５の差し込み動作が規制される。
***部１６の高さを調整することによってスリット１４１の高さを挿通部１９の厚みに合わせ、挿通部１９を２つのスリット１４１及び１４１に挿通することにより、容易には抜けなくなるので、補助部材４５の第１部材２２に対する係合が達成される。
補助部材４５は板状部材を一回折曲するだけで製造可能であることにより、部品製造に係る工程数が少ないので好ましい。
The
The
The
Since the height of the
The
図１０（Ｂ）に示す補助部材４６は、差込規制部１８２と挿通部１９と枠状係合部２０１とを有する。なお、差込規制部１８２及び挿通部１９は、補助部材４５の差込規制部１８２及び挿通部１９と同様の部材である。
枠状係合部２０１は、挿通部１９を囲繞する枠状部材である。挿通部１９を２つのスリット１４１及び１４１を挿通する際には、枠状係合部２０１を上方に一旦変位させ、挿通部１９の先端が２つのスリット１４１及び１４１を挿通した上で、枠状係合部２０１を下方に変位させて初期位置に戻す。これにより、枠状係合部２０１が、挿通部１９だけでなく、***部１６及びスリット１４１も囲繞することになるので、第１部材２２に対する補助部材４６の係合状態が実現する。
枠状係合部２０１がスリット１４１及びその近傍の部材に一旦係合すると、高い係合強度を得られるので、第１部材２２及び補助部材４６が溶接工程に供される際に大きな振動、衝撃又は傾斜等が作用しても補助部材４６の位置がずれない又はずれ難い。したがって、一旦位置決めした溶接箇所がずれない又はずれ難いこととなるので、溶接工程の作業効率が向上する。
The
The frame-
Once the frame-
図１０（Ｃ）及び図１０（Ｄ）に示す補助部材４７及び４８は、差込規制部１８２と挿通部１９と爪状係合部２０２又は２０３とを有する。なお、差込規制部１８２及び挿通部１９は、補助部材４５の差込規制部１８２及び挿通部１９と同様の部材である。
爪状係合部２０２は、挿通部１９の挿通方向に対して直交する方向の内側に向かって突出する爪状部材である。
挿通部１９を２つのスリット１４１及び１４１を挿通する際には、爪状係合部２０２をその突出方向とは逆の外側方向に変位させて***部１６の外側面に摺接させ、挿通部１９の先端が２つのスリット１４１及び１４１を挿通した時に、爪状係合部２０２が内側方向に変位して初期位置に戻る。これにより、爪状係合部２０２が、***部１６の端部に引っ掛かった状態になるので、第１部材２２に対する補助部材４７の係合状態が実現する。
爪状係合部２０３は、挿通部１９の挿通方向に対して直交する方向の外側に向かって突出する爪状部材である。
挿通部１９を２つのスリット１４１及び１４１を挿通する際には、爪状係合部２０３をその突出方向とは逆の内側方向に変位させて、挿通部１９と共にスリット１４１を挿通し、爪状係合部２０３を***部１６の内側面に摺接させ、挿通部１９の先端が２つのスリット１４１及び１４１を挿通した時に、爪状係合部２０３が外側方向に変位して初期位置に戻る。これにより、爪状係合部２０３が、***部１６の端部に引っ掛かった状態になるので、第１部材２２に対する補助部材４８の係合状態が実現する。
爪状係合部２０２及び２０３がスリット１４１及びその近傍の部材に一旦係合すると、高い係合強度を得られるので、第１部材２２及び補助部材４７及び４８が溶接工程に供される際に大きな振動、衝撃又は傾斜等が作用しても補助部材４７及び４８の位置がずれない又はずれ難い。したがって、一旦位置決めした溶接箇所がずれない又はずれ難いこととなるので、溶接工程の作業効率が向上する。
The
The claw-like
When the
The claw-like
When inserting the two
When the claw-like
図１０（Ｅ）に示す補助部材４９は、差込規制部１８２と挿通部１９と凸状係合部２０４とを有する。なお、差込規制部１８２及び挿通部１９は、補助部材４５の差込規制部１８２及び挿通部１９と同様の部材である。
凸状係合部２０４は、挿通部１９の表面でかつ差込規制部１８２の延在方向と同一方向に形成される突起状部材である。
挿通部１９を２つのスリット１４１及び１４１を挿通すれば、凸状係合部２０４もスリットを挿通し、天板部１７の端部に凸状係合部２０４が引っ掛かった状態になる。よって、第１部材２２に対する補助部材４９の係合は、挿通部１９を２つのスリット１４１及び１４１に挿通するだけで実現する。
補助部材４９は、凸状係合部２０４を意図的に変位させなくとも、挿通部１９をスリット１４１に挿通させるだけで係合状態が実現するので、本発明に係る異材接合方法の係合工程を容易に実行可能である。これにより、本発明に係る異材接合方法の全体的な作業効率も向上する。
The
The convex
If the two
Even if the
図１１には、図７（Ｄ）に示した第１部材２３に対して係合可能な補助部材４１０、及び４１１を示している。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す白抜き矢印は、挿入部１９１を、第１部材２３のスリット１４２に挿入する方向である。
FIG. 11 shows
図１１（Ａ）に示す補助部材４１０は、挿入部１９１と懸架型係合部２０５とを有する。挿入部１９１は、図１０に示した挿通部１９と同様の機能を有する部材であり、第１部材２３のスリット１４２を挿通する板状部材である。また、挿入部１９１は、挿通部１９と同様に、溶接工程に供された時に溶着部と成る部位である。
懸架型係合部２０５は、挿入部１９１の端部が、係合工程を実行するときの補助部材４５の差込み方向に直交又は略直交して折曲され、更に該直交又は直交する方向に突出する部材である。懸架型係合部２０５は、スリット１４２の長手方向に沿った大きさがスリット１４２よりも大きく形成されて成る部材である。
挿入部１９１は、第１部材２３のスリット１４２に挿入される。スリット１４２に挿入部１９１全体が挿入された後に、スリット１４２の長手方向よりも大きく形成されて成る懸架型係合部２０５がスリット１４２に挿入されずに当接することによって、挿入部１９１のスリット１４２への挿入動作、つまり補助部材４１０の差し込み動作が規制される。補助部材４１０の差込み動作の規制された状態が、第１部材２３と補助部材４１０とが係合している状態である。
懸架型係合部２０５がスリット１４２に挿入されずに当接すると、補助部材４１０全体が懸架型係合部２０５によりスリット１４２に懸架された状態と成る。
挿入部１９１をスリット１４２に挿入するだけで係合工程が完了するので、本発明に係る異材接合方法の係合工程を容易に実行可能である。これにより、本発明に係る異材接合方法の全体的な作業効率も向上する。
An
The suspension
The
When the suspension
Since the engagement step is completed simply by inserting the
図１１（Ｂ）に示す補助部材４１１において、上記補助部材４１０との相違点は、懸架型係合部の形状である。該相違点以外は、挿入部１９１の形状、大きさ、機能及びスリット１４２への挿入態様等は共通している。
補助部材４１１は挿入部１９１と懸架型係合部２０６とを有する。懸架型係合部２０６は、挿入部１９１の端部が、係合工程を実行するときの補助部材４５の差込み方向（白抜き矢印の方向）に直交又は略直交して折曲され、更に再度折曲される板状部材である。挿入部１９１の端部が一度目の折曲部位に２本の切り込みが形成されて３つの部位に分割されており、該分割部位を互い違いの方向に折曲されている。補助部材４１０の懸架型係合部２０５は、スリット１４２の長手方向に沿った大きさが、スリット１４２よりも大きく形成されていたのに対し、補助部材４１１の懸架型係合部２０６は、懸架型係合部２０６がスリット１４２を通過しないように、スリット１４２の短手方向に折曲されている。
補助部材４１１の挿入部１９１は、第１部材２３のスリット１４２に挿入される。スリット１４２に挿入部１９１全体が挿入された後に、スリット１４２の短手方向に折曲されて成る懸架型係合部２０６がスリット１４２に挿入されずに当接することによって、挿入部１９１のスリット１４２への挿入動作、つまり補助部材４１１の差し込み動作が規制される。補助部材４１１の差込み動作の規制された状態が、第１部材２３と補助部材４１１とが係合している状態である。
懸架型係合部２０６がスリット１４２に挿入されずに当接すると、補助部材４１１全体が懸架型係合部２０６によりスリット１４２に懸架された状態と成る。
補助部材４１１は挿入部１９１をスリット１４２に挿入するだけで係合工程が完了するので、本発明に係る異材接合方法の係合工程を容易に実行可能である。これにより、本発明に係る異材接合方法の全体的な作業効率も向上する。
In the
The
The
When the suspension
Since the
本発明に係る異材接合体において第１部材がスリットを有する実施形態として、図１２に示す実施形態を挙げることができる。図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）に示したスリット１４１及び１４２は縁部５２及び５３に平行又は略平行に形成されていたのに対して、図１２に示す第１部材２４は、縁部５４に対して直交又は略直交するスリット１４３が複数形成されている。図１２（Ａ）は係合前の第１部材２４と補助部材４１２とを示し、図１２（Ｂ）は係合後の第１部材２４と補助部材４１２とを示している。
第１部材２４は、縁部５４近傍に沿って開口部２９が複数形成されている。縁部５４に対して直交又は略直交するスリット１４３が縁部５４から補助部材４１２の差し込み方向に沿って形成されている。一つの開口部２９と隣接する別の開口部２９との間であって、一つのスリット１４３と隣接する別のスリット１４３との間には、スリット１４３の方向に沿って長手方向を有する平面視矩形状の陥没部位が凹部２７として形成されている。すなわち、図１２（Ａ）に示されるように、第１部材２４は、開口部２９が設けられる部位と凹部２７とは交互に形成されている。
補助部材４１２は、凹部２７に挿入される凹部挿入部２８と、溶着部７４とが交互に形成されている。凹部挿入部２８及び溶着部７４は、それぞれが平面視矩形状を成し、交互に高低差を以って配設される。第１部材２４の開口部２９が形成される部位と凹部２７が形成される部位との高低差に合わせて、凹部挿入部２８及び溶着部７４の高低差を設定することができる。該高低差が大き過ぎると、第１部材２４と補助部材４１２とが係合し難くなることがあるので、第１部材２４及び補助部材４１２が係合した時にガタつきが無い又は少ない程度の高低差に調整するのが良い。
図１２（Ｂ）に示すように、第１部材２４と補助部材４１２とが係合すると、凹部２７に凹部挿入部２８が挿入され、開口部２９から溶接用電極を挿入して溶着部７４を溶接可能となる。第１部材２４及び補助部材４１２がそれぞれ逆の高低差を以って形成されていることにより、係合させると該高低差を埋めるようにして互い違いに噛み合うので、高い係合強度を得ることができる。
更に、図１２に示す第１部材２４及び補助部材４１２は、隣接する溶接箇所が連結されて成る形状を有するので、係合工程を実行することによって、溶接箇所が一つ決定すれば、全ての溶接箇所も決定される。すなわち、本発明に係る異材接合方法の全体的な作業効率が向上する。
The embodiment shown in FIG. 12 can be cited as an embodiment in which the first member has a slit in the dissimilar material joined body according to the present invention. The
The
In the
As shown in FIG. 12B, when the
Furthermore, since the
本発明に係る異材接合方法において、補助部材を第１部材の縁部から差し込むことにより係合工程を実行する複数の実施形態を説明した。ここで、差し込み動作に拠らずに係合工程を実行可能な実施形態について、図１３〜図１５を参照しつつ以下に説明する。
図１３〜図１５には、補助部材とその補助部材に係合する貫通孔を有する第１部材とを示す。
In the dissimilar material joining method according to the present invention, a plurality of embodiments have been described in which the engaging step is performed by inserting the auxiliary member from the edge of the first member. Here, an embodiment capable of performing the engaging step without relying on the insertion operation will be described below with reference to FIGS.
13 to 15 show an auxiliary member and a first member having a through hole that engages with the auxiliary member.
図１３（Ａ）には、補助部材４１３を示した。補助部材４１３は、円筒部３１と鍔部３２１とフランジ３３１とを有する。円筒部３１は有底円筒体であり、その底面が溶着部７５である。鍔部３２１は、円筒部３１の開口部分から外側に張り出して形成されている。フランジ３３１は、円筒部３１の周側面において円周方向に沿って形成される突出部である。フランジ３３１は、図１３（Ａ）には図示していないが、円筒部３１の周側面における約１８０°反対側にも設けられている。
図１３（Ｂ）に平面図を示す第１部材２は、図４に示した第１部材２と同様の部材である。第１部材２と補助部材４１３とは係合可能である。第１部材２と補助部材４１３との係合は、補助部材４１３の溶着部７５側から貫通孔６に挿入し、フランジ３３１が溶着部７５側に抜けたところで達成される。補助部材４１３の挿入方向には鍔部３２１によって抜けないようになっており、挿入方向とは逆方向にはフランジ３３１によって容易には抜けないようになっている。
FIG. 13A shows the
The
図１４（Ａ）には、補助部材４１４を示した。補助部材４１４は、鍔部３２２とフランジ３３２とを有する。鍔部３２２は、端縁部が外側に張り出し、略円錐台形状を成す部位である。フランジ３３２は、平面視矩形状を成す板体であり、鍔部３２２における円錐台の中央部に連結されている。鍔部３２２とフランジ３３２とは、補助部材４１４の貫通孔６２への挿入方向に沿って離れた位置に設けられている。なお、フランジ３３２は、溶着部となる部位である。
図１４（Ｂ）に平面図を示す第１部材２５は、縁部５５近傍に円と該円の円周から矩形が延在する形状の貫通孔６２を有する。第１部材２５と補助部材４１４とは係合可能である。第１部材２５と補助部材４１４との係合は、補助部材４１４のフランジ３３２側から貫通孔６２に挿入し、フランジ３３２を貫通孔６２の矩形を成す部位を通過させ、更にフランジ３３２が貫通孔６２から抜けないように、補助部材４１４を例えば９０°回動させたところで達成される。補助部材４１４はフランジ３３２が貫通孔６２の矩形を成す部位のみを通過するようになっているので、補助部材４１４を貫通孔６２に挿入して回動させれば容易には抜けないようになっている。
FIG. 14A shows the auxiliary member 414. The auxiliary member 414 has a
The
図１５（Ａ）には、補助部材４１５を示した。補助部材４１５は、鍔部３２３とフランジ３３３とを有する。鍔部３２３は、外側に張り出す部位である。フランジ３３３は、平面視略六角形を成す板体であり、鍔部３２３に連結されている。鍔部３２３とフランジ３３３とは、補助部材４１５の貫通孔６３への挿入方向に沿って離れた位置に設けられている。なお、フランジ３３３は、溶着部となる部位である。
図１５（Ｂ）に平面図を示す第１部材２６は、縁部５６近傍に矩形状の貫通孔６３を有する。第１部材２６と補助部材４１５とは係合可能である。第１部材２６と補助部材４１５との係合は、補助部材４１５のフランジ３３３側から貫通孔６４に挿入し、フランジ３３３を貫通孔６３に通過させ、更にフランジ３３３が貫通孔６３から抜けないように、補助部材４１５を例えば９０°回動させたところで達成される。補助部材４１５はフランジ３３３が貫通孔６３の矩形を成す部位のみを通過するようになっているので、補助部材４１５を貫通孔６３に挿入して回動させれば容易には抜けないようになっている。
FIG. 15A shows the
The
図８〜図１５に示した様々な補助部材は、第１部材に係合され、各補助部材の溶着部において第２部材に直接溶接されることにより、溶接強度の低下を生じ得る金属間化合物が形成しない。つまり、各実施形態に係る補助部材を用いることによって、金属間化合物が形成してしまう材料同士の溶接は行わないので、異種の材料を含む第１部材と第２部材とを容易に接合可能である。
また、溶接工程の前に実行される係合工程では、各補助部材を第１部材の縁部から差し込んで係合させるだけであるので、容易に実行可能であり、車両用部品の製造工程を大幅に変更する必要が無い。例えば、図８〜図１２に示した実施形態に係る各補助部材は、図３に示した部品プレス成形工程Ｓ１と車体溶接工程Ｓ２との間に、作業者が特別な機器を用いることなく、手で補助部材を把持して第１部材に差し込むだけで、係合工程を実行することができる。
図８に示す補助部材４１〜４３は、貫通孔６内への凸部７１〜７３の挿入と、挟持すること又は引っ掛けることによって第１部材２に対して係合している。したがって、係合工程後で溶接工程までに衝撃、振動、傾斜等が第１部材２に作用したとしても、補助部材４１〜４３が第１部材２から脱離することは無い又は脱離し難い。よって、溶接工程において溶接箇所と成る補助部材４１〜４３の取付位置がずれないので、溶接箇所がずれてしまうことも無い又は起き難い。
また、図９〜図１５に示す各補助部材は、各補助部材の形状に応じた第１部材２１〜２３を用いることによって係合状態を実現可能であり、一旦係合すれば容易に脱離することは無い又は脱離し難い。よって、溶接工程において溶接箇所と成る補助部材の取付位置がずれないので、溶接箇所がずれてしまうことも無い又は起き難い。
各補助部材の大きさは、第１部材に係合させても第１部材全体を被覆せず、第１部材の縁部近傍の領域に取付けられる程度であるので、例えば車両用部品の製造工程において他の作業及び他の部品の取付け等を妨げることはない。
図８及び図１０〜図１５に示した補助部材は、第１部材に対して係合状態と成り、溶接時においてその一部が露出しているので、作業者が溶接箇所を視認により判別し易い。
以上により、異種の材料を含む部材を接合することのできる異材接合方法は、例えば従来の車両用部品の製造工程に対して煩雑な別工程を付加する必要が無く、係合工程も容易に実行可能であり、溶接箇所がずれない又はずれ難く、他の作業及び他の部品の取付け等を妨げず、溶接箇所が判別し易いので、作業効率が高い。
The various auxiliary members shown in FIG. 8 to FIG. 15 are engaged with the first member, and are welded directly to the second member at the welded portion of each auxiliary member, so that the intermetallic compound can cause a decrease in welding strength. Does not form. That is, by using the auxiliary member according to each embodiment, welding of materials that form an intermetallic compound is not performed, so that the first member and the second member containing different materials can be easily joined. is there.
Moreover, in the engagement process performed before a welding process, since each auxiliary member is only inserted and engaged from the edge part of a 1st member, it can be performed easily and the manufacturing process of the components for vehicles is carried out. There is no need to make significant changes. For example, each auxiliary member according to the embodiment shown in FIGS. 8 to 12 can be used without any special equipment by the operator between the component press molding step S1 and the vehicle body welding step S2 shown in FIG. The engagement step can be performed simply by gripping the auxiliary member by hand and inserting it into the first member.
The
Moreover, each auxiliary member shown in FIGS. 9 to 15 can be engaged by using the
The size of each auxiliary member does not cover the entire first member even when engaged with the first member, and can be attached to a region near the edge of the first member. It does not interfere with other work and installation of other parts.
The auxiliary members shown in FIGS. 8 and 10 to 15 are engaged with the first member, and a part of the auxiliary member is exposed at the time of welding. easy.
As described above, the dissimilar material joining method capable of joining members containing different kinds of materials does not require a complicated separate process, for example, with respect to the conventional manufacturing process for vehicle parts, and the engagement process is also easily performed. It is possible, the welding location does not shift or is difficult to shift, and does not interfere with other work and the mounting of other parts, and the welding location is easy to distinguish, so the work efficiency is high.
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により、本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。 As mentioned above, although embodiment which applied the invention made | formed by this inventor was described, this invention is not limited by the description and drawing which make a part of indication of this invention by this embodiment. That is, it should be added that other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.
１：異材接合体、２、２１、２２、２３、２４、２５及び２６：第１部材、３：第２部材、４、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、４１０、４１１、４１２、４１３、４１４及び４１５：補助部材、５、５１、５２、５３：縁部、６、６１、６２、６３及び６４：貫通孔、７、７１、７２、７３、７４７５：溶着部、８：係合部、９：凸部、１０：延在部、１１：折曲部、１２：溶接用開口部、１３：重複部、１４１、１４２及び１４３：スリット、１５：基板部、１６：***部、１７：天板部、１８１及び１８２：差込規制部、１９：挿通部、２０１：枠状係合部、２０２及び２０３：爪状係合部、２０４：凸状係合部、２０５及び２０６：懸架型係合部、２７：凹部、２８：凹部挿入部、２９：開口部、３１：円筒部、３２１、３２２及び３２３：鍔部、３３１、３３２及び３３３：フランジ、２１１：上板部、２１２：下板部、３０１：サイドシル、３０２：ヒンジピラー、３０３：センターピラー、３０４：ルーフパネル、Ｓ：溶着界面 1: Dissimilar material joined body, 2, 21, 22, 23, 24, 25 and 26: first member, 3: second member, 4, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 410, 411, 412, 413, 414 and 415: auxiliary member, 5, 51, 52, 53: edge, 6, 61, 62, 63 and 64: through hole, 7, 71, 72, 73, 7475: welding Part, 8: engagement part, 9: convex part, 10: extension part, 11: bent part, 12: opening for welding, 13: overlapping part, 141, 142 and 143: slit, 15: substrate part, 16: Raised portion, 17: Top plate portion, 181 and 182: Insertion restricting portion, 19: Insertion portion, 201: Frame-like engaging portion, 202 and 203: Claw-like engaging portion, 204: Convex engaging portion 205 and 206: Suspension type engaging part, 27: Recessed part, 28: Recessed part inserting part, 29: Opening part, 31: Circle Part, 321, 322 and 323: flange part, 331, 332 and 333: flange, 211: upper plate part, 212: lower plate part, 301: side sill, 302: hinge pillar, 303: center pillar, 304: roof panel, S : Weld interface
Claims (8)
前記第１部材とは異なる第２材料を含有し、前記第１部材に接合されて成る第２部材と、
前記第２部材に溶接可能な第３材料を含有し、前記第１部材に係合可能な板状部材である補助部材と、を備え、
前記第１部材に係合した前記補助部材と、前記第２部材とが溶接されて成る、
異材接合体。 A first member containing a first material;
A second member containing a second material different from the first member and joined to the first member;
An auxiliary member that contains a third material that can be welded to the second member and is a plate-like member that can be engaged with the first member;
The auxiliary member engaged with the first member and the second member are welded.
Dissimilar material joined body.
前記補助部材は、溶着部を有し、
前記溶着部は、前記貫通孔を通じて前記第２部材に溶接される、
請求項１に記載の異材接合体。 The first member has a through hole,
The auxiliary member has a welded portion,
The welded portion is welded to the second member through the through hole.
The dissimilar material joined body according to claim 1.
前記補助部材は、係合部を有し、
前記係合部は、前記貫通孔から前記縁部にかけて前記溶着部から延在する延在部と、該延在部の端部において折曲されて成る折曲部とを有し、
前記延在部と前記折曲部とが前記第１部材の縁部から前記貫通孔までの少なくとも一部を挟持することにより、前記補助部材と前記第１部材とが係合する、
請求項２に記載の異材接合体。 The through hole is formed in the edge of the first member or in the vicinity of the edge,
The auxiliary member has an engaging portion,
The engaging portion has an extending portion that extends from the welded portion from the through hole to the edge portion, and a bent portion that is bent at an end portion of the extending portion,
The extension member and the bent portion sandwich at least a part from the edge of the first member to the through hole, whereby the auxiliary member and the first member are engaged.
The dissimilar material joined body according to claim 2.
前記貫通孔は、前記重複部の少なくとも一つの板部に形成され、
前記溶着部が前記貫通孔に位置し、前記重複部の前記貫通孔が形成される板部と、隣接する板部とに前記補助部材が挟持されることにより、前記補助部材と前記第１部材とが係合する、
請求項２に記載の異材接合体。 The first member has an overlapping portion in which a part is bent and a plurality of plate portions are stacked,
The through hole is formed in at least one plate portion of the overlapping portion,
The auxiliary member and the first member are sandwiched between the plate portion where the weld portion is positioned in the through hole and the through hole of the overlapping portion is formed, and the adjacent plate portion. And engage,
The dissimilar material joined body according to claim 2.
前記補助部材は、前記スリットと係合する係合部を有し、
前記係合部が前記スリットと係合することにより、前記補助部材と前記第１部材とが係合する、
請求項２に記載の異材接合体。 The first member has at least one slit in the vicinity of the through hole,
The auxiliary member has an engaging portion that engages with the slit,
When the engaging portion engages with the slit, the auxiliary member and the first member are engaged.
The dissimilar material joined body according to claim 2.
請求項２〜４のいずれか１項に記載の異材接合体。 The welded portion has a convex portion that can be inserted into the through hole and protrudes toward the through hole.
The dissimilar material joined body according to any one of claims 2 to 4.
請求項１〜６のいずれか１項に記載の異材接合体。 The auxiliary member and the first member are engaged by inserting the auxiliary member from the edge of the first member.
The dissimilar material joined body according to any one of claims 1 to 6.
前記第２材料に溶接可能な第３材料を含有する補助部材と、前記第１部材とを係合する係合工程と、
前記第１部材と予め係合させた前記補助部材と、前記第２部材とを溶接する溶接工程と、を備える、
異材接合方法。
A dissimilar material joining method for joining a first member containing a first material and a second member containing a second material different from the first material,
An auxiliary member containing a third material that can be welded to the second material, and an engagement step for engaging the first member;
A welding step of welding the auxiliary member pre-engaged with the first member and the second member;
Dissimilar material joining method.
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