JP2020159488A - 重ね接合構造、及び自動車骨格部品 - Google Patents
重ね接合構造、及び自動車骨格部品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020159488A JP2020159488A JP2019060342A JP2019060342A JP2020159488A JP 2020159488 A JP2020159488 A JP 2020159488A JP 2019060342 A JP2019060342 A JP 2019060342A JP 2019060342 A JP2019060342 A JP 2019060342A JP 2020159488 A JP2020159488 A JP 2020159488A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hole
- plate member
- plate
- joint structure
- hard portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims abstract description 80
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 38
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 29
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 23
- 238000013019 agitation Methods 0.000 abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 2
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000712 Boron steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910009369 Zn Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007570 Zn-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007573 Zn-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- ZUIXNNUOGIPGOW-UHFFFAOYSA-N iron nickel zinc Chemical compound [Fe][Zn].[Ni][Zn] ZUIXNNUOGIPGOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N iron zinc Chemical compound [Fe].[Zn] KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 239000002335 surface treatment layer Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Body Structure For Vehicles (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
- Standing Axle, Rod, Or Tube Structures Coupled By Welding, Adhesion, Or Deposition (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Description
(1)本発明の一態様に係る重ね接合構造は、重ね合わせられた複数の板部材と、前記複数の板部材の重ね部に設けられた、機械的接合手段又は摩擦撹拌点接合手段によって構成された複数の接合部と、を備え、前記複数の接合部は、前記機械的接合手段が挿通される穴、又は摩擦撹拌点接合によって形成された穴を有し、前記複数の板部材のうち1枚以上において、前記穴の周囲に硬質部が設けられている。
(2)上記(1)に記載の重ね接合構造では、前記穴の縁と、前記穴の周囲の前記硬質部の縁との間の最短距離D、前記穴の径K、前記硬質部のビッカース硬さH1、及び前記硬質部が設けられた前記板部材のビッカース硬さH2が、式1を満たしてもよい。
D≧K×H2/{2×(H1−H2)}(式1)
(3)上記(1)又は(2)に記載の重ね接合構造では、複数の前記硬質部の間の距離d、及び前記穴の径Kが式2を満たしてもよい。
d≧2×K(式2)
(4)上記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の重ね接合構造では、前記穴が、前記複数の板部材のうち1枚以上を貫通してもよい。
(5)上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の重ね溶接構造では、前記硬質部が設けられた板部材が、引張強さが1180MPa以下の鋼板であってもよい。
(6)上記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の重ね接合構造では、前記硬質部が、板厚と引張強さとの積が最も大きい主板部材に設けられることを特徴とする。
(7)本発明の別の態様に係る自動車骨格部品は、上記(1)〜(6)のいずれか一項に記載の重ね接合構造を有する。
(8)上記(7)に記載の自動車骨格部品は、Aピラー、Bピラー、サイドシル、フロアメンバー、バンパー、フロントサイドメンバー、リアサイドメンバー、バッテリーフレーム、又はルーフレールであってもよい。
板部材11の材質は特に限定されない。板部材11は、例えば、樹脂板、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)板、アルミ板、アルミ合金板、ステンレス板、チタン板、又は鋼板等の金属板である。板部材11が塗膜及びめっき等の表面処理層を備えてもよい。本実施形態に係る重ね接合構造は、複数の板部材11を重ねて構成されるものであるが、複数の板部材11の材質を同一にしてもよいし、異ならせてもよい。板部材11の板厚及び機械強度(引張強さ、及び硬さ等)も特に限定されない。例えば、板部材11が鋼板である場合、板部材11の厚さを例えば0.5〜2.6mmとしてもよい。板部材11がCFRP板である場合、板部材11の厚さを例えば0.3〜4.0mmとしてもよい。複数の板部材11の板厚及び機械強度を同一にしてもよいし、異ならせてもよい。
複数の板部材11は、その一部または全部が重ねられており、重ね部において互いに接合される。接合部13は、非溶融接合手段、即ち機械的接合手段132、及び摩擦撹拌点接合手段133等とされる。
L≧0.8K
上述のように、重ね部を機械的接合手段132や摩擦撹拌点接合手段により接合した重ね接合部材1では、重ね接合部材1の全体が引張変形を受けると、接合部13に形成されている穴131にひずみが集中することにより、穴131を起点とした板部材11の破断が生じる恐れがある。そこで本発明者らは、接合部13に形成されている穴131の端部にひずみが集中しないように、ひずみを分散する手段について検討した。その結果、板部材11の穴131の周囲に硬質部14を形成することにより、引張荷重によるひずみが穴131に集中することを防止可能であることを本発明者らは知見した。
D≧K×H2/{2×(H1−H2)} (式1)
穴が並んだ方向に、応力が付加された場合、穴を含んだ硬質部で変形が起きにくい条件は、おおよそ、以下の式で表すことができる。
2×D×H1≧(2×D+K)×H2
この式を、Dに関して整理することにより、(式1)が得られる。
D≧1.2×K×H2/{2×(H1−H2)} (式1’)
D≧1.4×K×H2/{2×(H1−H2)} (式1’’)
ただし、Dが大きすぎると、後述する硬質部14同士の距離が狭まることとなる。これらの要素を考慮しながら、硬質部14の長さL1を定めるとよい。
d≧2×K (式2)
・発振機 :半導体レーザ
・レーザ出力:1.0〜2.5kW
・速度 :0.3〜1.0m/min
・ビーム形状:矩形(幅:10〜20mmに調整)
11 板部材
12 フランジ部
13 接合部
131 穴
132 機械的接合手段
132’ ナゲット
133 摩擦撹拌点接合手段
14 硬質部
2 Bピラー
21 Bピラーリンフォース
22 Bピラーインナ
23 サイドパネルアウタ
3 Aピラー
4 ルーフレール
41 ルーフレールアウタリンフォース
42 ルーフレールインナ
43 サイドパネルアウタ
5 ヒンジリンフォース
51 高強度鋼板
52 ハット状部材
X 電極
Y 回転ツール
Claims (8)
- 重ね合わせられた複数の板部材と、
前記複数の板部材の重ね部に設けられた、機械的接合手段又は摩擦撹拌点接合手段によって構成された複数の接合部と、
を備え、
前記複数の接合部は、前記機械的接合手段が挿通される穴、又は摩擦撹拌点接合によって形成された穴を有し、
前記複数の板部材のうち1枚以上において、前記穴の周囲に硬質部が設けられている
ことを特徴とする重ね接合構造。 - 前記穴の縁と、前記穴の周囲の前記硬質部の縁との間の最短距離D、
前記穴の径K、
前記硬質部のビッカース硬さH1、及び
前記硬質部が設けられた前記板部材のビッカース硬さH2
が、式1を満たすことを特徴とする請求項1に記載の重ね接合構造。
D≧K×H2/{2×(H1−H2)} (式1) - 複数の前記硬質部の間の距離d、及び前記穴の径Kが式2を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の重ね接合構造。
d≧2×K (式2) - 前記穴が、前記複数の板部材のうち1枚以上を貫通することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の重ね接合構造。
- 前記硬質部が設けられた板部材が、引張強さが1180MPa以下の鋼板であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の重ね溶接構造。
- 前記硬質部が、板厚と引張強さとの積が最も大きい主板部材に設けられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の重ね接合構造。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の重ね接合構造を有する自動車骨格部品。
- Aピラー、Bピラー、サイドシル、フロアメンバー、バンパー、フロントサイドメンバー、リアサイドメンバー、バッテリーフレーム、又はルーフレールであることを特徴とする請求項7に記載の自動車骨格部品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019060342A JP7389315B2 (ja) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | 重ね接合構造、及び自動車骨格部品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019060342A JP7389315B2 (ja) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | 重ね接合構造、及び自動車骨格部品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020159488A true JP2020159488A (ja) | 2020-10-01 |
JP7389315B2 JP7389315B2 (ja) | 2023-11-30 |
Family
ID=72642562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019060342A Active JP7389315B2 (ja) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | 重ね接合構造、及び自動車骨格部品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7389315B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022202631A1 (ja) * | 2021-03-23 | 2022-09-29 | Jfeスチール株式会社 | 摩擦接合用エレメント |
WO2022210506A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 川崎重工業株式会社 | 接合構造体および接合方法 |
JP7524122B2 (ja) | 2021-03-30 | 2024-07-29 | 川崎重工業株式会社 | 接合構造体および接合方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5337878U (ja) * | 1976-09-08 | 1978-04-03 | ||
JPH10251743A (ja) * | 1997-03-14 | 1998-09-22 | Mitsubishi Motors Corp | 鋼板材のボルト又はリベット穴部強化方法 |
JP2011195109A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Honda Motor Co Ltd | 車体側部構造 |
WO2015119159A1 (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-13 | 新日鐵住金株式会社 | 重ね溶接方法、重ね継手、重ね継手の製造方法、および自動車用部品 |
-
2019
- 2019-03-27 JP JP2019060342A patent/JP7389315B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5337878U (ja) * | 1976-09-08 | 1978-04-03 | ||
JPH10251743A (ja) * | 1997-03-14 | 1998-09-22 | Mitsubishi Motors Corp | 鋼板材のボルト又はリベット穴部強化方法 |
JP2011195109A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Honda Motor Co Ltd | 車体側部構造 |
WO2015119159A1 (ja) * | 2014-02-06 | 2015-08-13 | 新日鐵住金株式会社 | 重ね溶接方法、重ね継手、重ね継手の製造方法、および自動車用部品 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022202631A1 (ja) * | 2021-03-23 | 2022-09-29 | Jfeスチール株式会社 | 摩擦接合用エレメント |
JPWO2022202631A1 (ja) * | 2021-03-23 | 2022-09-29 | ||
JP7327678B2 (ja) | 2021-03-23 | 2023-08-16 | Jfeスチール株式会社 | 摩擦接合用エレメント |
WO2022210506A1 (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 川崎重工業株式会社 | 接合構造体および接合方法 |
JP7524122B2 (ja) | 2021-03-30 | 2024-07-29 | 川崎重工業株式会社 | 接合構造体および接合方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7389315B2 (ja) | 2023-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Martinsen et al. | Joining of dissimilar materials | |
Gould | Joining aluminum sheet in the automotive industry—A 30 year history | |
Meschut et al. | Innovative and highly productive joining technologies for multi-material lightweight car body structures | |
EP1806200A1 (en) | Method for bonding iron-based member with aluminum-based member | |
WO2019088207A1 (ja) | 重ね接合構造 | |
JP5629244B2 (ja) | 異材接合部材、異材接合方法 | |
US20130309520A1 (en) | Method of bonding panels of dissimilar material and bonded structure | |
JP2017114055A (ja) | 異材接合構造体 | |
JP7370150B2 (ja) | 重ね接合構造、及び自動車骨格部品 | |
Liu et al. | Single-sided piercing riveting for adhesive bonding in vehicle body assembly | |
Abe et al. | Rectangular shear clinching for joining of ultra-high strength steel sheets | |
JP2020159488A (ja) | 重ね接合構造、及び自動車骨格部品 | |
Kapil et al. | A new approach for dissimilar aluminum-steel impact spot welding using vaporizing foil actuators | |
JP2020159489A (ja) | 重ね接合構造、及び自動車骨格部品 | |
EP0995511A2 (en) | Layered material and method for manufacturing same | |
JP7295488B2 (ja) | リベット継手の製造方法、リベット継手、及び自動車部品 | |
US20220176486A1 (en) | Joint structure, automotive component, and joint structure manufacturing method | |
US11590601B2 (en) | Method of joining steel work-pieces having different gauge ratios | |
JP2021154377A (ja) | リベット接合継手構造の製造方法、リベット接合継手構造および自動車部品 | |
JP2021154374A (ja) | リベット接合継手構造の製造方法、リベット接合継手構造及び自動車部品 | |
US10974462B2 (en) | Fastener and method for joining dissimilar materials | |
JP7295487B2 (ja) | リベット継手の製造方法、リベット継手、自動車部品、及び通電加熱用リベット | |
Psyk et al. | Incremental magnetic pulse welding of dissimilar sheet metals | |
Kaščák et al. | Experimental investigation of joining the metal/polymer/metal composite sheets by clinching method | |
WO2023047840A1 (ja) | リベット継手の製造方法、リベット継手、及び自動車部品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211104 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220818 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220830 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221025 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221129 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230124 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230516 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230815 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20230822 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231017 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231030 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7389315 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |