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WO2008056449A1 - Structure servant à accoupler des éléments - Google Patents

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Publication number
WO2008056449A1
WO2008056449A1 PCT/JP2007/001228 JP2007001228W WO2008056449A1 WO 2008056449 A1 WO2008056449 A1 WO 2008056449A1 JP 2007001228 W JP2007001228 W JP 2007001228W WO 2008056449 A1 WO2008056449 A1 WO 2008056449A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nut
opening
hole
members
plastic flow
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2007/001228
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroshi Fukuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2007016942A external-priority patent/JP5094141B2/ja
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to US12/513,026 priority Critical patent/US8333314B2/en
Publication of WO2008056449A1 publication Critical patent/WO2008056449A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B23K2103/18—Dissimilar materials

Definitions

  • the present invention relates to a member joining structure.
  • Friction stir welding is a method for connecting members to be joined together without melting them (see, for example, Patent Document 1).
  • an object to be bonded is placed on a support tool, which is a backing member, and pressed against the object to be bonded while rotating the bonding tool.
  • the bonding tool is moved away from the object to be bonded, and the part where the material is assimilated is cured.
  • the members to be joined are joined to each other.
  • the welding tool includes a cylindrical shoulder portion, and a short cylindrical shape that is coaxially connected to the shoulder portion and protrudes toward the tip of the tool, and has a smaller outer diameter than the shoulder portion.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 0 4 _ 1 3 6 3 6 5
  • Patent Document 1 does not consider joining members having small thickness dimensions, and cannot join members made of different materials to each other.
  • the present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a member joining structure suitable for mutual joining of members having small thickness dimensions and mutual joining of members having different materials. It is said.
  • a fitted member having an opening at one end and provided with a groove extending in the circumferential direction on a wall surface of the opening, and a hole that has been previously drilled are provided.
  • a first member overlaid on the fitted member so as to be continuous with the opening; and a second member overlaid on the first member so as to cover the hole, and the second member by frictional heat and plastic flow
  • the material derived from the above is configured so as to enter the hole of the first member and the opening of the mating member.
  • a fitted member having an opening at one end and provided with a groove extending in the circumferential direction on the wall surface of the opening, and a first member overlaid on the fitted member so as to cover the opening.
  • an assimilated member having an opening at one end, a first member superimposed on the assimilated member so as to cover the opening, and a second member superimposed on the first member.
  • the material derived from the first and second members is assimilated around the opening of the member to be assimilated by frictional heat and plastic flow.
  • a first member having an opening
  • a fitted member that is overlapped with the first member so that a hole having a groove extending in a circumferential direction on a wall surface is continuous with the opening
  • a second member superimposed on the member to be fitted so as to cover the hole, the member to be fitted is fixed to the first member, and the second member is fitted by frictional heat and plastic flow
  • the structure is shaped so as to enter the opening of the part.
  • the present invention includes a first member, a member to be assimilated having a hole and superimposed on the first member, and a second member superimposed on the member to be assimilated so as to cover the hole.
  • a configuration is adopted in which the second member is assimilated around the opening of the member to be assimilated and the first member by frictional heat and plastic flow.
  • the first member a fitting member having a hole provided with a groove extending in the circumferential direction on the wall surface, and being overlapped with the first member, and a covering member so as to cover the hole.
  • a second member stacked on the fitting member, and adopting a configuration in which the second member and the first member are shaped so as to enter the opening of the fitted member by frictional heat and plastic flow.
  • a nut can be used for the fitted member or the assimilated member. The invention's effect
  • the second member and the fitted member hold the first member, and the material derived from the second member is applied to the fitted member by frictional heat and plastic flow. Even if the thickness of the first and second members is small, or even if the materials of the first and second members are different, they should be joined together efficiently and reliably. Can do.
  • the first member is held by the second member and the member to be assimilated, and the materials derived from the first and second members are fitted by frictional heat and plastic flow. Since it is engaged with the groove of the member, even when the thickness dimension of the first and second members is small, both can be joined efficiently and reliably.
  • the second member and the member to be assimilated hold the first member, and the material derived from the first and second members by frictional heat and plastic flow is used as the member to be assimilated. Therefore, even when the thickness of the first and second members is small, both can be efficiently and reliably joined.
  • the second member is stacked on the member to be fitted that is fixed to the first member, and the material to be fitted from the second member by frictional heat and plastic flow is used. Even if the thickness of the first and second members is small, or even if the materials of the first and second members are different, they can be joined together efficiently and reliably. be able to.
  • the assimilated member is held by the first and second members, and the material derived from the second member by frictional heat and plastic flow is given to the assimilated member and the first member. Since assimilation is achieved, even when the thickness of the first and second members is small, both can be joined efficiently and reliably.
  • the member to be fitted is held by the first and second members, and the material derived from the first and second members is applied to the member to be fitted by frictional heat and plastic flow. Even if the thickness of the first and second members is small, or even if the materials of the first and second members are different, they can be joined together efficiently and reliably. You can.
  • the cost can be reduced by using a standard nut for the fitted member or the assimilated member.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a construction procedure of a first example of a member joining structure of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a construction procedure of a second example of the member joining structure of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing a construction procedure of a third example of the member joining structure of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing a construction procedure of a fourth example of the member joining structure of the present invention.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing a construction procedure of a fifth example of the member joining structure of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing a construction procedure of a sixth example of the member joining structure of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram showing a construction procedure of a seventh example of the member joining structure of the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram showing a construction procedure of an eighth example of the member joining structure of the present invention. Explanation of symbols
  • FIG. 1 shows a first example of the member joining structure of the present invention.
  • This member joining structure includes a nut 1, a first member 3 overlaid on a nut 1 so that a hole 2 previously drilled is continuous with the screw hole, and a first member 3 so as to cover the hole 2.
  • the first member 3 is thinner than the second member 4.
  • the second member 4 is overlapped with the first member 3.
  • the second member 4 is made of an aluminum alloy
  • the nut 1 and the first member 3 are not particularly limited, and may be, for example, an aluminum alloy or steel.
  • the material derived from the second member 4 enters the hole 2 of the first member 3 and the screw hole of the nut 1 by frictional heat and plastic flow.
  • the first member 3 is held between the second member 4 and the nut 1.
  • the joining tool 5 includes a cylindrical pin portion 6 having a smaller outer diameter than a screw hole of the nut 1 and a hole 2 of the first member 3, and a cylindrical shoulder portion 7 having a larger outer diameter.
  • the total length of the pin portion 6 is slightly shorter than the total thickness of the first and second members 3 and 4.
  • the material of the welding tool 5 is made of steel that is harder than an aluminum alloy and has a higher softening temperature.
  • the nut 1 is placed on the backing member 8, and the first member 3 and the second member 4 are overlapped.
  • the welding tool 5 is pulled away from the second member 4, the plastic flow site of the second member 4, and the second member 4 that has been pushed into the screw hole of the nut 1 due to plastic flow.
  • the material derived from is cured, the material fits into the thread groove, and the backing member 8 is pulled away from the nut 1, thereby completing the joining of the first and second members 3, 4.
  • the hole 9 of the second member 4 after the pin portion 6 of the welding tool 5 has been pulled out can be used for port fastening of another member if a female screw is applied.
  • ⁇ May be a bag nut or the like.
  • FIG. 2 shows a second example of the member joining structure of the present invention.
  • the second member 12 is made of an aluminum alloy
  • the nut 1 and the first member 11 are not particularly limited, and may be, for example, an aluminum alloy or steel.
  • the material derived from the second member 12 enters the hole 10 of the first member 1 1 and the screw hole of the nut 1 by frictional heat and plastic flow.
  • the first member 11 is held by the second member 12 and the nut 1.
  • a joining tool 13 as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) is used.
  • the joining tool 13 includes a cylindrical pin portion 14 having a smaller outer diameter than a hole 10 of the first member 11 1 and a cylindrical shape having a larger outer diameter.
  • the shoulder part 15 is coaxially connected to the tip of the pin 15 and the total length of the pin 14 is
  • the first, first and second members 1 1 and 12 are slightly shorter than the total thickness.
  • the material of the welding tool 13 is made of steel that is harder than an aluminum alloy and has a higher softening temperature.
  • the nut 1 is placed on the backing member 8 and the first member 1 1 and the second member 1 2 are overlapped.
  • the welding tool 13 is pulled away from the second member 12 and the second member 12 is a plastic flow site, and the second member is pressed into the screw hole of the nut 1 with plastic flow.
  • the material derived from 1 2 is cured, the material fits into the thread groove, and the backing member 8 is pulled away from the nut 1 to complete the joining of the first and second members 1 1 and 1 2. To do.
  • the hole 16 of the second member 12 after the pin portion 14 of the joining tool 13 is pulled out can be used for port fastening of another member if female threading is performed.
  • a member to be fitted having a parallel groove on the wall surface of the opening a bag nut or the like may be used.
  • FIG. 3 shows a third example of the member joining structure of the present invention.
  • This member joining structure includes a nut 1, a first member 17 that is stacked on the nut 1 so as to cover the screw hole, and a second member 18 that is stacked on the first member 17.
  • the first and second members 17 and 18 have the same thickness.
  • the first and second members 17 and 18 are made of an aluminum alloy.
  • the material is not particularly limited and may be, for example, an aluminum alloy or steel.
  • the material derived from the first and second members 17 and 18 is shaped to enter the screw hole of the nut 1 by frictional heat and plastic flow, The first member 17 is held by the member 18 of 2 and the nut 1.
  • first and second members 17 and 18 are shaped as described above, for example, a joining tool 5 as shown in Fig. 3 (a) and Fig. 3 (b) is used.
  • the welding tool 5 has a shape in which a cylindrical pin portion 6 having a small outer diameter with respect to the screw hole of the nut 1 is coaxially connected to a distal end surface of a cylindrical shoulder portion 7 having a larger outer diameter.
  • the total length of the pin portion 6 is slightly shorter than the total thickness of the first and second members 17 and 18.
  • the material of the welding tool 5 is steel that is harder than an aluminum alloy and has a higher softening temperature.
  • the nut 1 is placed on the backing member 8, and the first member 17 and the second member 1 8 are overlapped.
  • This assimilation layer 1 9 force is pushed into the screw hole of the nut 1 and is crimped to the inner peripheral surface of the screw hole. Finally, the shoulder 7 end face of the welding tool 5 is the second member 1 8 It will be in the state pressed against.
  • the joining tool 5 is pulled away from the second member 18 and the assimilated layer 19 is cured.
  • the assimilation layer 19 fits into the thread groove, and the backing member 8 is pulled away from the nut 1 to complete the joining of the first and second members 17 and 18.
  • the hole 20 of the second member 18 after the pin portion 6 of the joining tool 5 has been pulled out can be used for the fastening of another member by female threading.
  • ⁇ May be a bag nut or the like.
  • FIG. 4 shows a fourth example of the member joining structure of the present invention.
  • This member joining structure includes a nut 1, a first member 17 that is stacked on the nut 1 so as to cover the screw hole, and a second member 18 that is stacked on the first member 17.
  • the first and second members 17 and 18 have the same thickness.
  • the nut 1, first and second members 17 and 18 are all made of an aluminum alloy.
  • the material derived from the first and second members 17 and 18 forms an anabolic layer 21 together with the material derived from nut 1 by frictional heat and plastic flow.
  • the nut 1 and the first and second members 1 7 and 1 8 are integrated.
  • first and second members 17 and 18 are shaped as described above, for example, a joining tool 13 as shown in Figs. 4 (a) and 4 (b) is used. .
  • the welding tool 13 is formed by coaxially connecting a cylindrical pin portion 14 having a small outer diameter with respect to the screw hole of the nut 1 to a distal end surface of the cylindrical shoulder portion 15 having a larger outer diameter.
  • the pin portion 14 is slightly shorter than the total thickness of the nut 1, first and second members 1 7, 18.
  • the material of the welding tool 13 is made of steel that is harder than an aluminum alloy and has a higher softening temperature.
  • the nut 1 is placed on the backing member 8 and the first member 17 and the second member 1 8 are overlapped.
  • the pin part 14 When pressed against 1 8, the pin part 14 gradually sinks into this part softened by frictional heat and plastic flow. Eventually, the pin portion 14 of the welding tool 1 3 penetrates through the second member 18 and is pressed against the first member 17, and the pin portion 1 4 is softened by frictional heat and plastic flow. This occurs in a state in which the anabolic layer 21 of the material derived from the first and second members 17 and 18 is softened around the pin portion 14 of the joining tool 13.
  • This assimilation layer 2 1 also entrains a material derived from the periphery of the screw hole of the nut 1, and finally the shoulder part 15 of the joining tool 1 3 is pressed against the second member 18. It will be attached.
  • first and second members 1 7, 1 are separated by pulling the joining tool 13 away from the second member 18 8 to cure the assimilation layer 2 1 and pulling the backing member 8 away from the nut 1. 8 joints are completed.
  • the hole 2 2 of the second member 18 after the pin portion 14 of the joining tool 1 3 is pulled out can be used for port fastening of another member if female threading is performed.
  • an assimilated member having a parallel groove on the wall surface of the opening, a bag nut, or a material derived from the periphery of the screw hole of the nut 1 is wound on the assimilated layer 21.
  • a member having no groove on the inner wall of the opening may be used.
  • FIG. 5 shows a fifth example of the member bonding structure of the present invention.
  • This member joining structure includes a first member 11 having a hole 10 formed in advance, and a nut 1 superimposed on the first member 11 so that a screw hole is continuous with the hole 10. And a second member 12 stacked on the nut 1 so as to cover the screw hole.
  • the second member 1 2 is made of an aluminum alloy, but the nut 1 and the first member 1 1 are made of a common material other than the aluminum alloy, and the nut 1 is welded to the first member 1 1 It is fixed by the technique such as.
  • the material derived from the second member 12 enters the screw hole of the nut 1 and the hole 10 of the first member 11 by frictional heat and plastic flow. It is shaped like that.
  • the welding tool 1 3 includes a cylindrical pin portion 14 having a smaller outer diameter than a hole 10 of the first member 1 1 and a screw hole of the nut 1 and a cylindrical shape having a larger outer diameter.
  • the pin portion 14 has a total length that is the sum of the thicknesses of the nut 1, first and second members 1 1 and 1 2. On the other hand, it is slightly shorter.
  • the material of the welding tool 13 is made of steel that is harder than the aluminum alloy and has a higher softening temperature.
  • the first member 11 is placed on the backing member 8, and the second member 12 is overlaid on the nut 1 that is already fixed to the first member 11.
  • the pin part 1 When pressed against 2, the pin part 1 is softened by frictional heat and plastic flow.
  • the joining tool 13 is pulled away from the second member 12 and the second member 12 is pressed into the plastic flow site of the second member 12 and the screw hole of the nut 1 due to the plastic flow.
  • the material derived from 1 2 is cured, the material fits into the thread groove, and the backing member 8 is pulled away from the first member 11 1, so that the first and second members 1 1, 1 The joining of 2 is completed.
  • the hole 2 3 of the second member 1 2 after the pin portion 1 4 of the joining tool 1 3 is pulled out can be used for port fastening of another member if female threading is performed.
  • FIG. 6 shows a sixth example of the member joining structure of the present invention.
  • This member joining structure includes a first member 11 having a hole 10 formed in advance, and a nut 1 stacked on the first member 11 so that a screw hole is continuous with the hole 10. And a second member 12 stacked on the nut 1 so as to cover the screw hole.
  • the nut 1, first and second members 11 and 12 are made of an aluminum alloy as a raw material.
  • the material derived from the second member 12 is made of the material derived from the nut 1 and the material derived from the first member 11 1 by frictional heat and plastic flow.
  • an assimilation layer 24 is formed to integrate the nut 1 and the first and second members 1 1, 1 2.
  • the joining tool 1 3 is a cylindrical pin portion 1 4 having a smaller outer diameter than the screw hole 1 of the first member 1 1 1 1 10
  • the pin portion 14 has a total length that is the sum of the thicknesses of the nut 1, first and second members 1 1 and 1 2. On the other hand, it is slightly shorter.
  • the material of the joining tool 1 3 is made of steel that is harder than aluminum alloy and has a higher softening temperature.
  • the first member 11 is placed on the backing member 8, and the second member 12 is overlaid on the nut 1 that is already fixed to the first member 11.
  • the pin part 1 When pressed against 2, the pin part 1 is softened by frictional heat and plastic flow.
  • the assimilation layer 24 also includes a material derived from the periphery of the hole 10 of the first member 11 1, and finally the shoulder portion 15 of the joining tool 13 is the second end surface. It will be in the state pressed against member 1 of 2.
  • the assimilation layer 2 4 is cured by separating the welding tool 1 3 from the second member 1 2. Then, by pulling the backing member 8 away from the first member 11, the joining of the first and second members 11 and 12 is completed.
  • the hole 25 of the second member 1 2 after the pin portion 14 of the joining tool 1 3 is pulled out can be used for porting of another member by female threading.
  • an assimilated member having a parallel groove on the wall surface of the opening, or a material derived from the periphery of the screw hole of the nut 1, is wound on the anabolic layer 24.
  • a member having no groove on the inner wall of the opening may be used.
  • FIG. 7 shows a seventh example of the member bonding structure of the present invention.
  • This member joining structure includes a first member 17, a nut 1 overlaid on the first member 17 and a second member 18 overlaid on the nut 1 so as to cover the screw hole. It is equipped with.
  • the first and second members 17 and 18 are made of an aluminum alloy, and the nut 1 and the first member 17 are not particularly limited.
  • the first and second members 17 and 18 are either an aluminum alloy or steel. May be.
  • the second member 18 and the material derived from the first member 17 are shaped so as to enter the screw hole of the nut 1 by frictional heat and plastic flow. It is made.
  • first and second members 17 and 18 are shaped as described above, for example, a joining tool 13 as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b) is used. .
  • the cylindrical pin portion 1 4 having a small outer diameter with respect to the screw hole of the nut 1 is coaxial with the tip end surface of the cylindrical shoulder portion 1 5 having a larger outer diameter. It has a continuous shape, and the total length of the pin portion 14 is slightly shorter than the total thickness of the nut 1, first and second members 17, 18.
  • the welding tool 13 is pulled away from the second member 18 and the plastic flow sites of the first member 17 and the second member 18 and the plastic flow are formed in the screw holes of the nut 1.
  • the material derived from the pushed first and second members 1 7 and 1 8 is cured, the material fits into the thread groove, and the backing member 8 is pulled away from the first member 17. The joining of the first and second members 1 7 and 18 is completed.
  • the hole 2 6 of the second member 18 after the pin portion 14 of the joining tool 1 3 has come out can be used for porting of another member if female threading is applied.
  • FIG. 8 shows an eighth example of the member joining structure of the present invention.
  • This member joining structure includes a first member 17, a nut 1 stacked on the first member 17 and a second member 1 8 stacked on the nut 1 so as to cover the screw hole. It is equipped with.
  • the nut 1, first and second members 17 and 18 are all made of an aluminum alloy.
  • the material derived from the second member 18 is made of the material derived from the nut 1 and the material derived from the first member 17 due to frictional heat and plastic flow.
  • an assimilation layer 27 is formed, and the nut 1 and the first and second members 17 and 18 are integrated.
  • the welding tool 1 3 has a cylindrical pin portion 1 4 having a small outer diameter with respect to the screw hole of the nut 1 and is coaxial with the tip surface of the cylindrical shoulder portion 1 5 having a larger outer diameter. It has a continuous shape, and the total length of the pin portion 1 4 is the nut 1, first, second member
  • the material of the welding tool 1 3 is made of steel which is harder than aluminum alloy and has a higher softening temperature.
  • This assimilation layer 2 7 also entrains the material derived from the periphery of the screw hole of the nut 1, and finally the shoulder portion 15 of the welding tool 1 3 is pressed against the second member 18. It will be attached.
  • joining tool 13 is pulled away from the second member 18, the assimilation layer 2 7 is cured, and the backing member 8 is pulled away from the first member 17, thereby the first and second members. Joining of 1 7 and 1 8 is completed.
  • the hole 2 8 of the second member 18 after the pin portion 14 of the joining tool 1 3 has been pulled out can be used for port fastening of another member if female threading is performed.
  • an assimilated member having a parallel groove on the wall surface of the opening or a material derived from the periphery of the screw hole of the nut 1 is wound on the assimilation layer 27.
  • a member having no groove on the inner wall of the opening may be used.
  • the member joining structure of the present invention can be applied to joining and assembling processes for various parts.

Landscapes

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Description

明 細 書
部材接合構造
技術分野
[0001 ] 本発明は部材接合構造に関するものである。
背景技術
[0002] 接合すべき部材を溶融させずに相互に接続する方法として摩擦撹拌接合が ある （例えば、 特許文献 1参照） 。
[0003] この技法では、 被接合部材を重ね合わせた被接合物を、 裏当て部材である 支持ツールに載せたうえ、 被接合物に接合ツールを回転させながら押し付け
、 摩擦熱と塑性流動により軟化した材料を撹拌して同化させる。
[0004] 次いで、 接合ツールを被接合物から離して材料が同化した部位を硬化させ
、 被接合部材を相互に接合する。
[0005] 接合ツールは、 円柱状のショルダ部と、 当該ショルダ部に同軸に連なり且 つツール先端へ向けて突出する短円筒状でショルダ部よりも外径が小さいピ ン部とを備えている。
特許文献 1 ：特開 2 0 0 4 _ 1 3 6 3 6 5号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] しかしながら、 特許文献 1に開示してある手法は、 厚み寸法が小さい部材 を相互に接合することは考慮していないし、 素材が異なる部材を相互に接合 することはできない。
[0007] 本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、 厚み寸法が小さい部材の相 互の接合や、 素材が異なる部材の相互の接合に適した部材接合構造を提供す ることを目的としている。
課題を解決するための手段
[0008] 上記目的を達成するため、 本発明では、 一端に開口を有し且つ当該開口の 壁面に周方向に延びる溝が設けてある被嵌合部材と、 予め穿設してある孔が 前記開口に連なるように被嵌合部材に重ねた第 1の部材と、 前記孔に被さる ように第 1の部材に重ねた第 2の部材とを備え、 摩擦熱と塑性流動により第 2の部材に由来する材料を、 第 1の部材の孔、 並びに被嵌合部材の開口に入 り込むように形作った構成を採る。
[0009] 本発明では、 一端に開口を有し且つ当該開口の壁面に周方向に延びる溝が 設けてある被嵌合部材と、 前記開口に被さるように被嵌合部材に重ねた第 1 の部材と、 当該第 1の部材に重ねた第 2の部材とを備え、 摩擦熱と塑性流動 により第 1、 第 2の部材に由来する材料を、 被嵌合部材の開口に入り込むよ うに形作った構成を採る。
[0010] 本発明では、 一端に開口を有する被同化部材と、 前記開口に被さるように 被同化部材に重ねた第 1の部材と、 当該第 1の部材に重ねた第 2の部材とを 備え、 摩擦熱と塑性流動により第 1、 第 2の部材に由来する材料を、 被同化 部材の開口の周囲に同化させた構成を採る。
[001 1 ] 本発明では、 開口を有する第 1の部材と、 壁面に周方向に延びる溝を設け てある孔が前記開口に連なるように第 1の部材に重ねた被嵌合部材と、 前記 孔に被さるように被嵌合部材に重ねた第 2の部材とを備え、 被嵌合部材を第 1の部材に固着しておき、 摩擦熱と塑性流動により第 2の部材を、 被嵌合部 材の開口に入り込むように形作つた構成を採る。
[0012] 本発明では、 第 1の部材と、 孔を有し且つ前記第 1の部材に重ねた被同化 部材と、 前記孔に被さるように被同化部材に重ねた第 2の部材とを備え、 摩 擦熱と塑性流動により第 2の部材を、 被同化部材の開口の周囲、 及び第 1の 部材に同化させた構成を採る。
[0013] 本発明では、 第 1の部材と、 壁面に周方向に延びる溝が設けてある孔を有 し且つ前記第 1の部材に重ねた被嵌合部材と、 前記孔に被さるように被嵌合 部材に重ねた第 2の部材とを備え、 摩擦熱と塑性流動により第 2の部材、 及 び第 1の部材を、 被嵌合部材の開口に入り込むように形作った構成を採る。
[0014] 本発明では、 被嵌合部材または被同化部材にナツトを用いることができる 発明の効果
[0015] 本発明の部材接合構造によれば、 下記のような優れた効果を奏し得る。
[0016] ( 1 ) 本発明では、 第 2の部材と被嵌合部材とで第 1の部材を挾持し、 摩 擦熱と塑性流動により第 2の部材に由来する材料を被嵌合部材の溝に係合さ せるので、 第 1、 第 2の部材の厚み寸法が小さい場合でも、 あるいは第 1、 第 2の部材の素材が異なつていたとしても、 双方を効率よく確実に接合する ことができる。
[0017] ( 2 ) 本発明では、 第 2の部材と被同化部材とで第 1の部材を挾持し、 摩 擦熱と塑性流動により第 1、 第 2の部材に由来する材料を被嵌合部材の溝に 係合させるので、 第 1、 第 2の部材の厚み寸法が小さい場合でも、 双方を効 率よく確実に接合することができる。
[0018] ( 3 ) 本発明では、 第 2の部材と被同化部材とで第 1の部材を挾持し、 摩 擦熱と塑性流動により第 1、 第 2の部材に由来する材料を被同化部材に同化 させるので、 第 1、 第 2の部材の厚み寸法が小さい場合でも、 双方を効率よ <確実に接合することができる。
[0019] ( 4 ) 本発明では、 第 1の部材に固着してある被嵌合部材に第 2の部材を 重ね、 摩擦熱と塑性流動により第 2の部材に由来する材料を被嵌合部材の溝 に係合させるので、 第 1、 第 2の部材の厚み寸法が小さい場合でも、 あるい は第 1、 第 2の部材の素材が異なっていたとしても、 双方を効率よく確実に 接合することができる。
[0020] ( 5 ) 本発明では、 第 1、 第 2の部材で被同化部材を挾持し、 摩擦熱と塑 性流動により第 2の部材に由来する材料を被同化部材と第 1の部材に同化さ せるので、 第 1、 第 2の部材の厚み寸法が小さい場合でも、 双方を効率よく 確実に接合することができる。
[0021 ] ( 6 ) 本発明では、 第 1、 第 2の部材で被嵌合部材を挾持し、 摩擦熱と塑 性流動により第 1、 第 2の部材に由来する材料を被嵌合部材の溝に係合させ るので、 第 1、 第 2の部材の厚み寸法が小さい場合でも、 あるいは第 1、 第 2の部材の素材が異なつていたとしても、 双方を効率よく確実に接合するこ とができる。
[0022] ( 7 ) 本発明では、 被嵌合部材、 または被同化部材に規格品のナットを用 いることで、 コストの低減が図れる。
図面の簡単な説明
[0023] [図 1 ]本発明の部材接合構造の第 1の例の施工手順を示す概念図である。
[図 2]本発明の部材接合構造の第 2の例の施工手順を示す概念図である。
[図 3]本発明の部材接合構造の第 3の例の施工手順を示す概念図である。
[図 4]本発明の部材接合構造の第 4の例の施工手順を示す概念図である。
[図 5]本発明の部材接合構造の第 5の例の施工手順を示す概念図である。
[図 6]本発明の部材接合構造の第 6の例の施工手順を示す概念図である。
[図 7]本発明の部材接合構造の第 7の例の施工手順を示す概念図である。
[図 8]本発明の部材接合構造の第 8の例の施工手順を示す概念図である。 符号の説明
[0024] 1 ナット （被嵌合部材/被同化部材）
2 孔
3 第 1の部材
4 第 2の部材
1 0 孔
1 1 第 1の部材
1 2 第 2の部材
1 7 第 1の部材
1 8 第 2の部材
1 9 同化層
2 1 同化層
2 4 同化層
2 7 同化層
発明を実施するための最良の形態
[0025] 以下、 本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 [0026] 図 1は本発明の部材接合構造の第 1の例である。
[0027] この部材接合構造は、 ナツト 1 と、 予め穿設してある孔 2がねじ孔に連な るようにナット 1に重ねた第 1の部材 3と、 前記孔 2に被さるように第 1の 部材 3に重ねた第 2の部材 4とを備え、 第 1の部材 3は第 2の部材 4に比べ て薄い。
[0028] 第 2の部材 4はアルミニウム合金を素材としているが、 ナット 1、 第 1の 部材 3は特に素材を限定せず、 例えば、 アルミニウム合金、 鋼のいずれであ つてもよい。
[0029] 図 1 ( c ) に示すように、 第 2の部材 4に由来する材料は摩擦熱と塑性流 動により、 第 1の部材 3の孔 2、 並びにナット 1のねじ孔に入り込むように 形作られ、 第 2の部材 4とナツト 1 とで第 1の部材 3を挾持している。
[0030] 第 2の部材 4を上述したような形状とする際には、 例えば、 図 1 ( a ) 、 図 1 ( b ) に示すような接合ツール 5を用いる。
[0031 ] 接合ツール 5は、 ナット 1のねじ孔ゃ第 1の部材 3の孔 2に対して外径が 小さい円柱状のピン部 6を、 それよりも外径が大きい円柱状のショルダ部 7 の先端面に同軸に連ねた形をしており、 ピン部 6の全長は、 第 1、 第 2の部 材 3 , 4の厚みの合計に対して若干短い。
[0032] 接合ツール 5の素材には、 アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が高 い鋼を用いている。
[0033] まず、 裏当て部材 8にナット 1を載せ、 第 1の部材 3と第 2の部材 4を重 ね合わせる。
[0034] ナット 1、 第 1の部材 3の素材が同じである場合には、 双方を溶接で固着 しておいてもよい。
[0035] 次いで、 接合ツール 5を回転させながら、 そのピン部 6を第 2の部材 4に 押し付けると、 摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部 6が徐々 にめり込む。
[0036] やがて、 摩擦熱と塑性流動により軟化した第 2の部材 4に由来する材料が 、 第 1の部材 3の孔 2からナツト 1のねじ孔へと押し込まれるとともに当該 ねじ孔の内周面に圧着され、 最終的には、 接合ツール 5のショルダ部 7端面 が第 2の部材 4に押し付けられた状態となる。
[0037] 更に、 接合ツール 5を第 2の部材 4から引き離し、 当該第 2の部材 4の塑 性流動部位と、 塑性流動を呈してナツト 1のねじ孔に押し込まれた第 2の部 材 4に由来する材料とを硬化させると、 当該材料がねじ溝に嵌合し、 ナット 1から裏当て部材 8を引き離すことにより、 第 1、 第 2の部材 3 , 4の接合 が完了する。
[0038] 接合ツール 5のピン部 6が抜け出た後の第 2の部材 4の穴 9は、 雌ねじ加 ェを施せば別部材のポルト締結に利用できる。
[0039] また、 ナット 1に代えて、 開口の壁面に平行溝を有する被嵌合部材、 もし
<は袋ナツトなどを用いてもよい。
[0040] 図 2は本発明の部材接合構造の第 2の例である。
[0041 ] この部材接合構造は、 ナツト 1 と、 予め穿設してある孔 1 0がねじ孔に連 なるようにナツト 1に重ねた第 1の部材 1 1 と、 前記孔 1 0に被さるように 第 1の部材 1 1に重ねた第 2の部材 1 2とを備え、 第 1、 第 2の部材 1 1 , 1 2は厚みが等しい。
[0042] 第 2の部材 1 2はアルミニウム合金を素材としているが、 ナット 1、 第 1 の部材 1 1は特に素材を限定せず、 例えば、 アルミニウム合金、 鋼のいずれ であってもよい。
[0043] 図 2 ( c ) に示すように、 第 2の部材 1 2に由来する材料は摩擦熱と塑性 流動により、 第 1の部材 1 1の孔 1 0、 並びにナット 1のねじ孔に入り込む ように形作られ、 第 2の部材 1 2とナット 1 とで第 1の部材 1 1を挾持して いる。
[0044] 第 2の部材 1 2を上述したような形状とする際には、 例えば、 図 2 ( a ) 、 図 2 ( b ) に示すような接合ツール 1 3を用いる。
[0045] 接合ツール 1 3は、 ナット 1のねじ孔ゃ第 1の部材 1 1の孔 1 0に対して 外径が小さい円柱状のピン部 1 4を、 それよりも外径が大きい円柱状のショ ルダ部 1 5の先端面に同軸に連ねた形をしており、 ピン部 1 4の全長は、 ナ ット 1、 第 1、 第 2の部材 1 1 , 1 2の厚みの合計に対して若干短い。
[0046] 接合ツール 1 3の素材には、 アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が 高い鋼を用いている。
[0047] まず、 裏当て部材 8にナツト 1を載せ、 第 1の部材 1 1 と第 2の部材 1 2 を重ね合わせる。
[0048] ナット 1、 第 1の部材 1 1の素材が同じである場合には、 双方を溶接で固 着しておいてもよい。
[0049] 次いで、 接合ツール 1 3を回転させながら、 そのピン部 1 4を第 2の部材
1 2に押し付けると、 摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部 1 4が徐々にめり込む。
[0050] やがて、 摩擦熱と塑性流動により軟化した第 2の部材 1 2に由来する材料 力 第 1の部材 1 1の孔 1 0からナット 1のねじ孔へと押し込まれるととも に当該ねじ孔の内周面に圧着され、 最終的には、 接合ツール 1 3のショルダ 部 1 5端面が第 2の部材 1 2に押し付けられた状態となる。
[0051 ] 更に、 接合ツール 1 3を第 2の部材 1 2から引き離し、 当該第 2の部材 1 2の塑性流動部位と、 塑性流動を呈してナツト 1のねじ孔に押し込まれた第 2の部材 1 2に由来する材料とを硬化させると、 当該材料がねじ溝に嵌合し 、 ナット 1から裏当て部材 8を引き離すことにより、 第 1、 第 2の部材 1 1 , 1 2の接合が完了する。
[0052] 接合ツール 1 3のピン部 1 4が抜け出た後の第 2の部材 1 2の穴 1 6は、 雌ねじ加工を施せば別部材のポルト締結に利用できる。
[0053] また、 ナット 1に代えて、 開口の壁面に平行溝を有する被嵌合部材、 もし <は袋ナツトなどを用いてもよい。
[0054] 図 3は本発明の部材接合構造の第 3の例である。
[0055] この部材接合構造は、 ナツト 1 と、 ねじ孔に被さるようにナツト 1に重ね た第 1の部材 1 7と、 当該第 1の部材 1 7に重ねた第 2の部材 1 8とを備え 、 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8は厚みが等しい。
[0056] 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8はアルミニウム合金を素材としているが、 ナ ット 1は特に素材を限定せず、 例えば、 アルミニウム合金、 鋼のいずれであ つてもよい。
[0057] 図 3 ( c ) に示すように、 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8に由来する材料は 摩擦熱と塑性流動により、 ナット 1のねじ孔に入り込むように形作られ、 第 2の部材 1 8とナツト 1 とで第 1の部材 1 7を挾持している。
[0058] 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8を上述したような形状とする際には、 例えば 、 図 3 ( a ) 、 図 3 ( b ) に示すような接合ツール 5を用いる。
[0059] 接合ツール 5は、 ナット 1のねじ孔に対して外径が小さい円柱状のピン部 6を、 それよりも外径が大きい円柱状のショルダ部 7の先端面に同軸に連ね た形をしており、 ピン部 6の全長は、 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8の厚みの 合計に対して若干短い。
[0060] 接合ツール 5の素材には、 アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が高 い鋼を用いている。
[0061 ] まず、 裏当て部材 8にナット 1を載せ、 第 1の部材 1 7と第 2の部材 1 8 を重ね合わせる。
[0062] ナット 1、 第 1の部材 1 7の素材が同じである場合には、 双方を溶接で固 着しておいてもよい。
[0063] 次いで、 接合ツール 5を回転させながら、 そのピン部 6を第 2の部材 1 8 に押し付けると、 摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部 6が徐 々にめり込む。
[0064] やがて、 接合ツール 5のピン部 6は第 2の部材 1 8を突き抜けて第 1の部 材 1 7に押し付けられ、 摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部 6が徐々にめり込み、 接合ツール 5のピン部 6の周囲に、 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8に由来する材料の同化層 1 9が軟化した状態で生じる。
[0065] この同化層 1 9力 ナット 1のねじ孔へと押し込まれるとともに当該ねじ 孔の内周面に圧着され、 最終的には、 接合ツール 5のショルダ部 7端面が第 2の部材 1 8に押し付けられた状態となる。
[0066] 更に、 接合ツール 5を第 2の部材 1 8から引き離し、 同化層 1 9を硬化さ せると、 当該同化層 1 9がねじ溝に嵌合し、 ナット 1から裏当て部材 8を引 き離すことにより、 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8の接合が完了する。
[0067] 接合ツール 5のピン部 6が抜け出た後の第 2の部材 1 8の穴 2 0は、 雌ね じ加工を施せば別部材のポルト締結に利用できる。
[0068] また、 ナット 1に代えて、 開口の壁面に平行溝を有する被嵌合部材、 もし
<は袋ナツトなどを用いてもよい。
[0069] 図 4は本発明の部材接合構造の第 4の例である。
[0070] この部材接合構造は、 ナツト 1 と、 ねじ孔に被さるようにナツト 1に重ね た第 1の部材 1 7と、 当該第 1の部材 1 7に重ねた第 2の部材 1 8とを備え 、 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8は厚みが等しい。
[0071 ] ナット 1、 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8はいずれもアルミニウム合金を素 材としている。
[0072] 図 4 ( c ) に示すように、 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8に由来する材料は 摩擦熱と塑性流動により、 ナツト 1に由来する材料とともに同化層 2 1を形 作り、 ナット 1、 及び第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8の一体化を図っている。
[0073] 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8を上述したような形状とする際には、 例えば 、 図 4 ( a ) 、 図 4 ( b ) に示すような接合ツール 1 3を用いる。
[0074] 接合ツール 1 3は、 ナット 1のねじ孔に対して外径が小さい円柱状のピン 部 1 4を、 それよりも外径が大きい円柱状のショルダ部 1 5の先端面に同軸 に連ねた形をしており、 ピン部 1 4の全長は、 ナット 1、 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8の厚みの合計に対して若干短い。
[0075] 接合ツール 1 3の素材には、 アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が 高い鋼を用いている。
[0076] まず、 裏当て部材 8にナット 1を載せ、 第 1の部材 1 7と第 2の部材 1 8 を重ね合わせる。
[0077] 次いで、 接合ツール 1 3を回転させながら、 そのピン部 1 4を第 2の部材
1 8に押し付けると、 摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部 1 4が徐々にめり込む。 [0078] やがて、 接合ツール 1 3のピン部 1 4は第 2の部材 1 8を突き抜けて第 1 の部材 1 7に押し付けられ、 摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピ ン部 1 4が徐々にめり込み、 接合ツール 1 3のピン部 1 4の周囲に第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8に由来する材料の同化層 2 1が軟化した状態で生じる。
[0079] この同化層 2 1は、 ナット 1のねじ孔の周囲に由来する材料をも巻き込み 、 最終的には、 接合ツール 1 3のショルダ部 1 5端面が第 2の部材 1 8に押 し付けられた状態となる。
[0080] 更に、 接合ツール 1 3を第 2の部材 1 8から引き離して同化層 2 1を硬化 させ、 ナツト 1から裏当て部材 8を引き離すことにより、 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8の接合が完了する。
[0081 ] 接合ツール 1 3のピン部 1 4が抜け出た後の第 2の部材 1 8の穴 2 2は、 雌ねじ加工を施せば別部材のポルト締結に利用できる。
[0082] また、 ナツト 1の代わりに、 開口の壁面に平行溝を有する被同化部材、 袋 ナツト、 あるいは、 ナツト 1のねじ孔の周囲に由来する材料が同化層 2 1に 巻き込まれることに基づき、 開口の内壁に溝がない部材を用いるようにして もよい。
[0083] 図 5は本発明の部材接合構造の第 5の例である。
[0084] この部材接合構造は、 予め孔 1 0が穿設してある第 1の部材 1 1 と、 ねじ 孔が当該孔 1 0に連なるように第 1の部材 1 1に重ねたナット 1 と、 ねじ孔 に被さるようにナツト 1に重ねた第 2の部材 1 2とを備えている。
[0085] 第 2の部材 1 2はアルミニウム合金を素材としているが、 ナット 1、 第 1 の部材 1 1は、 アルミニウム合金以外の互いに共通する素材とし、 ナット 1 は第 1の部材 1 1に溶接などの手法で固着してある。
[0086] 図 5 ( c ) に示すように、 第 2の部材 1 2に由来する材料は摩擦熱と塑性 流動により、 ナット 1のねじ孔、 並びに第 1の部材 1 1の孔 1 0に入り込む ように形作られている。
[0087] 第 2の部材 1 2を上述したような形状とする際には、 例えば、 図 5 ( a )
、 図 5 ( b ) に示すような接合ツール 1 3を用いる。 [0088] 接合ツール 1 3は、 ナット 1のねじ孔ゃ第 1の部材 1 1の孔 1 0に対して 外径が小さい円柱状のピン部 1 4を、 それよりも外径が大きい円柱状のショ ルダ部 1 5の先端面に同軸に連ねた形をしており、 ピン部 1 4の全長は、 ナ ット 1、 第 1、 第 2の部材 1 1 , 1 2の厚みの合計に対して若干短い。
[0089] 接合ツール 1 3の素材には、 アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が 高い鋼を用いている。
[0090] まず、 裏当て部材 8に第 1の部材 1 1を載せ、 既に第 1の部材 1 1に固着 してあるナツト 1に第 2の部材 1 2を重ね合わせる。
[0091 ] 次いで、 接合ツール 1 3を回転させながら、 そのピン部 1 4を第 2の部材
1 2に押し付けると、 摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部 1
4が徐々にめり込む。
[0092] やがて、 摩擦熱と塑性流動により軟化した第 2の部材 1 2に由来する材料 力 ナット 1のねじ孔から第 1の部材 1 1の孔 1 0へと押し込まれるととも に当該ねじ孔の内周面に圧着され、 最終的には、 接合ツール 1 3のショルダ 部 1 5端面が第 2の部材 1 2に押し付けられた状態となる。
[0093] 更に、 接合ツール 1 3を第 2の部材 1 2から引き離し、 当該第 2の部材 1 2の塑性流動部位と、 塑性流動を呈してナツト 1のねじ孔に押し込まれた第 2の部材 1 2に由来する材料とを硬化させると、 当該材料がねじ溝に嵌合し 、 第 1の部材 1 1から裏当て部材 8を引き離すことにより、 第 1、 第 2の部 材 1 1 , 1 2の接合が完了する。
[0094] 接合ツール 1 3のピン部 1 4が抜け出た後の第 2の部材 1 2の穴 2 3は、 雌ねじ加工を施せば別部材のポルト締結に利用できる。
[0095] また、 ナツト 1の代わりに、 開口の壁面に平行溝を有する被嵌合部材を用 いるようにしてもよい。
[0096] 図 6は本発明の部材接合構造の第 6の例である。
[0097] この部材接合構造は、 予め孔 1 0が穿設してある第 1の部材 1 1 と、 ねじ 孔が当該孔 1 0に連なるように第 1の部材 1 1に重ねたナット 1 と、 ねじ孔 に被さるようにナツト 1に重ねた第 2の部材 1 2とを備えている。 [0098] ナット 1、 第 1、 第 2の部材 1 1 , 1 2はいずれもアルミニウム合金を素 材としている。
[0099] 図 6 ( c ) に示すように、 第 2の部材 1 2に由来する材料は摩擦熱と塑性 流動により、 ナット 1に由来する材料、 並びに第 1の部材 1 1に由来する材 料とともに同化層 2 4を形作り、 ナット 1、 及び第 1、 第 2の部材 1 1 , 1 2の一体化を図っている。
[0100] 第 2の部材 1 2を上述したような形状とする際には、 例えば、 図 6 ( a ) 、 図 6 ( b ) に示すような接合ツール 1 3を用いる。
[0101 ] 接合ツール 1 3は、 ナット 1のねじ孔ゃ第 1の部材 1 1の孔 1 0に対して 外径が小さい円柱状のピン部 1 4を、 それよりも外径が大きい円柱状のショ ルダ部 1 5の先端面に同軸に連ねた形をしており、 ピン部 1 4の全長は、 ナ ット 1、 第 1、 第 2の部材 1 1 , 1 2の厚みの合計に対して若干短い。
[0102] 接合ツール 1 3の素材には、 アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が 高い鋼を用いている。
[0103] まず、 裏当て部材 8に第 1の部材 1 1を載せ、 既に第 1の部材 1 1に固着 してあるナツト 1に第 2の部材 1 2を重ね合わせる。
[0104] 次いで、 接合ツール 1 3を回転させながら、 そのピン部 1 4を第 2の部材
1 2に押し付けると、 摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部 1
4が徐々にめり込む。
[0105] やがて、 摩擦熱と塑性流動により軟化した第 2の部材 1 2に由来する材料 力 ナット 1のねじ孔から第 1の部材 1 1の孔 1 0へと押し込まれるととも に、 接合ツール 1 3のピン部 1 4の周囲に第 2の部材 1 2に由来する材料と ナット 1のねじ孔の周囲に由来する材料の同化層 2 4が軟化した状態で生じ る。
[0106] この同化層 2 4は、 第 1の部材 1 1の孔 1 0の周囲に由来する材料をも巻 き込み、 最終的には、 接合ツール 1 3のショルダ部 1 5端面が第 2の部材 1 2に押し付けられた状態となる。
[0107] 更に、 接合ツール 1 3を第 2の部材 1 2から引き離して同化層 2 4を硬化 させ、 第 1の部材 1 1から裏当て部材 8を引き離すことにより、 第 1、 第 2 の部材 1 1 , 1 2の接合が完了する。
[0108] 接合ツール 1 3のピン部 1 4が抜け出た後の第 2の部材 1 2の穴 25は、 雌ねじ加工を施せば別部材のポルト締結に利用できる。
[0109] また、 ナット 1の代わりに、 開口の壁面に平行溝を有する被同化部材、 あ るいは、 ナット 1のねじ孔の周囲に由来する材料が同化層 24に巻き込まれ ることに基づき、 開口の内壁に溝がない部材を用いるようにしてもよい。
[0110] 図 7は本発明の部材接合構造の第 7の例である。
[0111] この部材接合構造は、 第 1の部材 1 7と、 当該第 1の部材 1 7に重ねたナ ット 1 と、 ねじ孔に被さるようにナツト 1に重ねた第 2の部材 1 8とを備え ている。
[0112] 第 1、 第 2の部材 1 7, 1 8はアルミニウム合金を素材とし、 ナット 1、 第 1の部材 1 7は特に素材を限定せず、 例えば、 アルミニウム合金、 鋼のい ずれであってもよい。
[0113] 図 7 (c) に示すように、 第 2の部材 1 8、 及び第 1の部材 1 7に由来す る材料は摩擦熱と塑性流動により、 ナツト 1のねじ孔に入り込むように形作 られている。
[0114] 第 1、 第 2の部材 1 7, 1 8を上述したような形状とする際には、 例えば 、 図 7 (a) 、 図 7 (b) に示すような接合ツール 1 3を用いる。
[0115] 接合ツール 1 3は、 ナット 1のねじ孔に対して外径が小さい円柱状のピン 部 1 4を、 それよりも外径が大きい円柱状のショルダ部 1 5の先端面に同軸 に連ねた形をしており、 ピン部 1 4の全長は、 ナット 1、 第 1、 第 2の部材 1 7, 1 8の厚みの合計に対して若干短い。
[0116] 接合ツール 1 3の素材には、 アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が 高い鋼を用いている。
[0117] まず、 裏当て部材 8に第 1の部材 1 7とナット 1を順に載せ、 当該ナット
1に第 2の部材 1 8を重ね合わせる。
[0118] 次いで、 接合ツール 1 3を回転させながら、 そのピン部 1 4を第 2の部材 1 8に押し付けると、 摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部 1 4が徐々にめり込む。
[01 19] やがて、 摩擦熱と塑性流動により軟化した第 2の部材 1 8に由来する材料 力 ナット 1のねじ孔の内周面に圧着されるとともに、 ピン部 1 4が第 1の 部材 1 7に到達し、 摩擦熱と塑性流動により軟化した第 1の部材 1 7に由来 する材料も、 ナット 1のねじ孔の内周面に圧着され、 最終的には、 接合ツー ル 1 3のショルダ部 1 5端面が第 2の部材 1 2に押し付けられた状態となる
[0120] 更に、 接合ツール 1 3を第 2の部材 1 8から引き離し、 第 1の部材 1 7、 及び第 2の部材 1 8の塑性流動部位と、 塑性流動を呈してナツト 1のねじ孔 に押し込まれた第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8に由来する材料を硬化させると 、 当該材料がねじ溝に嵌合し、 第 1の部材 1 7から裏当て部材 8を引き離す ことにより、 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8の接合が完了する。
[0121 ] 接合ツール 1 3のピン部 1 4が抜け出た後の第 2の部材 1 8の穴 2 6は、 雌ねじ加工を施せば別部材のポルト締結に利用できる。
[0122] また、 ナツト 1の代わりに、 開口の壁面に平行溝を有する被嵌合部材を用 いるようにしてもよい。
[0123] 図 8は本発明の部材接合構造の第 8の例である。
[0124] この部材接合構造は、 第 1の部材 1 7と、 当該第 1の部材 1 7に重ねたナ ット 1 と、 ねじ孔に被さるようにナツト 1に重ねた第 2の部材 1 8とを備え ている。
[0125] ナット 1、 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8はいずれもアルミニウム合金を素 材としている。
[0126] 図 8 ( c ) に示すように、 第 2の部材 1 8に由来する材料は摩擦熱と塑性 流動により、 ナット 1に由来する材料、 並びに第 1の部材 1 7に由来する材 料とともに同化層 2 7を形作り、 ナット 1、 及び第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8の一体化を図っている。
[0127] 第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8を上述したような形状とする際には、 例えば 、 図 8 ( a ) 、 図 8 ( b ) に示すような接合ツール 1 3を用いる。
[0128] 接合ツール 1 3は、 ナット 1のねじ孔に対して外径が小さい円柱状のピン 部 1 4を、 それよりも外径が大きい円柱状のショルダ部 1 5の先端面に同軸 に連ねた形をしており、 ピン部 1 4の全長は、 ナット 1、 第 1、 第 2の部材
1 7 , 1 8の厚みの合計に対して若干短い。
[0129] 接合ツール 1 3の素材には、 アルミニウム合金よりも硬く且つ軟化温度が 高い鋼を用いている。
[0130] まず、 裏当て部材 8に第 1の部材 1 7とナット 1を順に載せ、 当該ナット
1に第 2の部材 1 8を重ね合わせる。
[0131 ] 次いで、 接合ツール 1 3を回転させながら、 そのピン部 1 4を第 2の部材
1 8に押し付けると、 摩擦熱と塑性流動により軟化したこの部位にピン部 1
4が徐々にめり込む。
[0132] やがて、 摩擦熱と塑性流動により軟化した第 2の部材 1 8に由来する材料 力 ナット 1のねじ孔へと押し込まれるとともに、 ピン部 1 4が第 1の部材 1 7に到達し、 接合ツール 1 3のピン部 1 4の周囲に第 1、 第 2の部材 1 7 , 1 8に由来する材料の同化層 2 7が軟化した状態で生じる。
[0133] この同化層 2 7は、 ナット 1のねじ孔の周囲に由来する材料をも巻き込み 、 最終的には、 接合ツール 1 3のショルダ部 1 5端面が第 2の部材 1 8に押 し付けられた状態となる。
[0134] 更に、 接合ツール 1 3を第 2の部材 1 8から引き離して同化層 2 7を硬化 させ、 第 1の部材 1 7から裏当て部材 8を引き離すことにより、 第 1、 第 2 の部材 1 7 , 1 8の接合が完了する。
[0135] 接合ツール 1 3のピン部 1 4が抜け出た後の第 2の部材 1 8の穴 2 8は、 雌ねじ加工を施せば別部材のポルト締結に利用できる。
[0136] また、 ナット 1の代わりに、 開口の壁面に平行溝を有する被同化部材、 あ るいは、 ナット 1のねじ孔の周囲に由来する材料が同化層 2 7に巻き込まれ ることに基づき、 開口の内壁に溝がない部材を用いるようにしてもよい。
[0137] なお、 本発明の部材接合構造は、 上述した実施の形態のみに限定されるも のではなく、 本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは 勿論である。
産業上の利用可能性
本発明の部材接合構造は、 様々な部品の接合組付工程に適用できる。

Claims

請求の範囲
[1 ] —端に開口を有し且つ当該開口の壁面に周方向に延びる溝が設けてある被 嵌合部材と、 予め穿設してある孔が前記開口に連なるように被嵌合部材に重 ねた第 1の部材と、 前記孔に被さるように第 1の部材に重ねた第 2の部材と を備え、 摩擦熱と塑性流動により第 2の部材に由来する材料を、 第 1の部材 の孔、 並びに被嵌合部材の開口に入り込むように形作ったことを特徴とする 部材接合構造。
[2] —端に開口を有し且つ当該開口の壁面に周方向に延びる溝が設けてある被 嵌合部材と、 前記開口に被さるように被嵌合部材に重ねた第 1の部材と、 当 該第 1の部材に重ねた第 2の部材とを備え、 摩擦熱と塑性流動により第 1、 第 2の部材に由来する材料を、 被嵌合部材の開口に入り込むように形作った ことを特徴とする部材接合構造。
[3] 一端に開口を有する被同化部材と、 前記開口に被さるように被同化部材に 重ねた第 1の部材と、 当該第 1の部材に重ねた第 2の部材とを備え、 摩擦熱 と塑性流動により第 1、 第 2の部材に由来する材料を、 被同化部材の開口の 周囲に同化させたことを特徴とする部材接合構造。
[4] 開口を有する第 1の部材と、 壁面に周方向に延びる溝を設けてある孔が前 記開口に連なるように第 1の部材に重ねた被嵌合部材と、 前記孔に被さるよ うに被嵌合部材に重ねた第 2の部材とを備え、 被嵌合部材を第 1の部材に固 着しておき、 摩擦熱と塑性流動により第 2の部材を、 被嵌合部材の開口に入 り込むように形作ったことを特徴とする部材接合構造。
[5] 第 1の部材と、 孔を有し且つ前記第 1の部材に重ねた被同化部材と、 前記 孔に被さるように被同化部材に重ねた第 2の部材とを備え、 摩擦熱と塑性流 動により第 2の部材を、 被同化部材の開口の周囲、 及び第 1の部材に同化さ せたことを特徴とする部材接合構造。
[6] 第 1の部材と、 壁面に周方向に延びる溝が設けてある孔を有し且つ前記第
1の部材に重ねた被嵌合部材と、 前記孔に被さるように被嵌合部材に重ねた 第 2の部材とを備え、 摩擦熱と塑性流動により第 2の部材、 及び第 1の部材 を、 被嵌合部材の開口に入り込むように形作ったことを特徴とする部材接合 構造。
被嵌合部材にナットを用いた請求項 1、 2、 4のいずれかに記載の部材接
Π構; 1
被同化部材にナツトを用いた請求項 3、 5のいずれかに記載の部材接合構 造。
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