接合体、汽车用座椅框架以及接合方法
阅读说明:本技术 接合体、汽车用座椅框架以及接合方法 (Joined body, seat frame for automobile, and joining method ) 是由 山内雄一郎 佐藤文音 后藤克司 安藤公一 佐藤拓也 依田悠 黑川真平 木下昌威 于 2018-04-03 设计创作,主要内容包括:本发明涉及的接合体,包括:薄板,沿着其外周形成有多个贯通孔;第1部件,其具有基部和突出部,所述基部的一部分与薄板接触,所述突出部相对于基部的与薄板接触的接触面突出,且插通于贯通孔;以及第2部件,其隔着薄板配置于基部的相反侧,且由与第1部件相同的材料形成,其中,薄板由比重比构成第1部件及第2部件的材料小的材料形成,第2部件与突出部中连接于基部的一侧的相反侧的端部,其各自一部分熔融固化而连接。(The present invention relates to a bonded body, including: a thin plate having a plurality of through holes formed along an outer periphery thereof; a 1 st member having a base part, a part of which is in contact with the thin plate, and a protruding part which protrudes from a contact surface of the base part, the contact surface being in contact with the thin plate, and which is inserted through the through hole; and a 2 nd member disposed on the opposite side of the base with a thin plate interposed therebetween and formed of the same material as the 1 st member, wherein the thin plate is formed of a material having a lower specific gravity than the material constituting the 1 st member and the 2 nd member, and the 2 nd member and an end portion of the protrusion on the opposite side to the side connected to the base are connected by partially melting and solidifying.)
技术领域
本发明涉及一种接合体、汽车用座椅框架以及接合方法。
背景技术
近年来,以汽车用各种部件的轻量化为目的,研究将铁类材料置换成铝类材料的技术。铝基材料适合轻量化,但是如果都采用铝类材料,则无法得到足够的产品强度。因此,对将部分铁基材料置换成铝基材料的方案进行过研究。在将部分铁基材料置换成铝基材料时,需要对铁基材料和铝基材料进行接合。
现已提出有在将铁基材料与铝基材料通过焊接接合时,抑制引起接合强度下降的金属间化合物的生成的多种技术(例如,参见专利文献1)。在专利文献1中,在铝基材料上按压铆钉,以使该铆钉的一部分贯通铝基材料,之后对该铆钉与铝基材料进行点焊。
专利文献1:日本特开2016-56952号公报
发明内容
另外,在汽车用座椅框架中,采用了如下技术:在由铝基材料形成的、板状的板材上接合由铁基材料形成的管状部件,来确保座椅框架的强度。但是,专利文献1公开的接合技术,在使铆钉贯通铝基材料时,用于焊接的电流会导通至铝基材料而产生分流,因此为了得到足够的接合强度需要大电流。进一步地,在铝基材料上形成有绝缘性被膜等时,由于该绝缘性被膜在铆钉贯通时被剥离,导致铆钉与铝基材料之间发生电蚀,其结果接合部的强度下降。此外,专利文献1存在需要使铆钉贯通铝基材料的工序而增加作业工时的问题。因此,专利文献1所公开的接合技术不适合板状部件与管状部件的接合。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种能够牢固地接合板状部件与管状部件,且能够实现轻量化的接合体、汽车用座椅框架以及接合方法。
为了解决上述问题而达成目的,本发明涉及的接合体,包括:薄板,沿着其外周形成有多个贯通孔;第1部件,其具有基部和突出部,上述基部的一部分与上述薄板接触,上述突出部相对于上述基部的与上述薄板接触的接触面突出,且插通于上述贯通孔;以及第2部件,其隔着上述薄板配置于上述基部的相反侧,且由与上述第1部件相同的材料形成,其中,上述薄板由比重比构成上述第1部件及上述第2部件的材料小的材料形成,上述第2部件与上述突出部中连接于上述基部的一侧的相反侧的端部,其各自一部分熔融固化而连接。
此外,本发明涉及的接合体,在上述的发明中,设上述贯通孔的直径为DA,上述基部的直径为DB,上述突出部的直径为DC时,满足DC<DA<DB的关系。
此外,本发明涉及的接合体,在上述的发明中,在上述薄板中,至少其表面由绝缘性材料形成。
此外,本发明涉及的接合体,在上述的发明中,在该接合体的表面形成有绝缘性被膜。
此外,本发明涉及的接合体,在上述的发明中,上述薄板由铝或铝合金形成,上述第2部件及上述第1部件由铁或铁合金形成。
此外,本发明涉及的汽车用座椅框架,包括:上述的发明涉及的接合体。
此外,本发明涉及的接合方法,包括:抵接步骤,将具有基部以及相对于上述基部突出的突出部的多个第1部件的各突出部,分别插通于在薄板形成的多个贯通孔,并将上述突出部的连接于上述基部的一侧的相反侧的端部,抵接于第2部件,其中,上述薄板由比重比构成上述第1部件的材料小的材料形成,上述第2部件由与上述第1部件相同的材料形成;以及接合步骤,在将上述第2部件抵接于上述突出部的上述端部的状态下,通过电阻点焊,将上述第2部件以及上述突出部中连接于上述基部的一侧的相反侧的端部的各自一部分熔融固化来使其接合。
根据本发明,起到能够牢固地接合板状部件与管状部件,且能够实现轻量化的效果。
附图说明
图1为本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的主视图。
图2为图1的汽车用座椅框架的后视图。
图3为图2的沿A-A线的部分放大截面图。
图4为表示本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的后面板的结构的后视图。
图5为表示本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的紧固销的结构的截面图。
图6A为说明本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的接合方法(其一)的图。
图6B为说明本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的接合方法(其二)的图。
图6C为说明本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的接合方法(其三)的图。
图7为说明作用于本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的载荷的图。
图8为说明作用于本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的载荷的图。
图9为本发明的实施方式1的变形例1涉及的汽车用座椅框架的部分放大截面图。
图10为本发明的实施方式1的变形例2涉及的汽车用座椅框架的部分放大截面图。
图11为本发明的实施方式1的变形例3涉及的汽车用座椅框架的部分放大截面图。
图12为本发明的实施方式1的变形例4涉及的汽车用座椅框架的部分放大截面图。
图13为本发明的实施方式1的变形例5涉及的汽车用座椅框架的后面板的部分放大图。
图14为本发明的实施方式1的变形例6涉及的汽车用座椅框架的后面板的部分放大图。
图15为本发明的实施方式1的变形例7涉及的汽车用座椅框架的后面板的后视图。
图16为本发明的实施方式1的变形例8涉及的汽车用座椅框架的后面板的部分放大图。
图17为本发明的实施方式1的变形例9涉及的汽车用座椅框架的后面板的部分放大图。
图18为本发明的实施方式2涉及的汽车用座椅框架的部分放大截面图。
图19为说明本发明的实施方式2涉及的汽车用座椅框架的紧固销的结构的图。
图20为本发明的实施方式3涉及的汽车用座椅框架的部分放大截面图。
图21为说明本发明的实施方式3涉及的汽车用座椅框架的紧固销的结构的图。
图22为说明本发明的实施方式3涉及的汽车用座椅框架的接合方法的图。
图23为说明本发明的实施例涉及的试验片的结构的图。
图24A为说明本发明的比较例涉及的试验片的接合方法(其一)的图。
图24B为说明本发明的比较例涉及的试验片的接合方法(其二)的图。
图24C为说明本发明的比较例涉及的试验片的接合方法(其三)的图。
图25为说明本发明的实施例涉及的试验片接合的图。
图26为说明本发明的比较例涉及的试验片接合的图。
图27为说明本发明的实施例的剥离试验结果的图。
图28为说明本发明的实施例的剪切试验结果的图。
具体实施方式
下面,参照附图来对用于实施本发明的方式进行详细说明。另外,本发明并不限定于以下实施方式。此外,在以下说明中参照的各附图,仅是以能够理解本发明的程度且示意性地表示形状、大小、以及位置关系。即,本发明并不仅限定于各附图中示出的形状、大小、以及位置关系。
实施方式1
首先,参照附图对本发明实施方式1涉及的汽车用座椅框架进行详细说明。图1为本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的主视图。图2为图1的汽车用座椅框架的后视图。图3为沿图2的A-A线的部分放大截面图。
汽车用座椅框架1包括:由铝或铝合金形成的后面板2;由铁或铁基合金形成的框架管3;以及紧固后面板2与框架管3的紧固销4。汽车用座椅框架1中,在紧固销4贯通后面板2的状态下,通过接合紧固销4与框架管3,使框架管3固定于后面板2。
图4为表示本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的后面板的结构的后视图。后面板2是通过冲压加工等而成型的铝或铝合金薄板。作为铝合金,理想的是强度高的铝合金,还从容易进行冲压加工等的观点来看,优选使用5000系列(Al-Mg基)、6000系列(Al-Mg-Si基)、7000系列(Al-Zn-Mg基)。
在后面板2上沿着后面板2的外周形成有在板厚方向上贯通的多个贯通孔20。从制造工序的简单化的观点来看,优选在用于形成后面板2的外形的冲压加工中,同时形成贯通孔20。
框架管3是由铁或铁基合金形成且截面形状为圆形的管。作为铁基合金可以使用具有270MPa以下且1600MPa以下的抗拉强度的软钢、碳钢、高张力钢、超高张力钢、不锈钢等。从提高汽车用座椅框架1的强度的观点来看,优选框架管3由高张力钢形成。框架管3的截面形状可以呈矩形或多角形。另外,框架管3可以是实心或板状的框架。
图5为表示本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的紧固销的结构的截面图。图3表示接合于框架管3后的紧固销4,图5表示接合于框架管3前的紧固销4。紧固销4具有呈平板状的头部41、以及从头部41的中央部延伸成圆柱状的轴部42。轴部42呈相对于头部41的与后面板2接触的接触面P1突出的形状。紧固销4使用与框架管3相同的材料、例如上述的铁或铁基合金而形成。在紧固销4中,头部41相当于基部,轴部42相当于突出部。
在本实施方式1中,设后面板2的贯通孔20的直径为DA,紧固销4的头部41的在与紧固销4的轴N垂直的方向上的直径为DB,紧固销4的轴部42的在与轴N垂直的方向上的直径为DC,框架管3的直径为DD时,直径DA~DD满足以下关系:DC<DA<DB、DA<DD。例如,直径DA与直径DB满足1.5≤DB/DA≤2.5的关系。在框架管3与紧固销4接合的状态下,轴部42与贯通孔20的内壁隔开距离(参见图3)。后面板2与头部41的接触面P1接触。
另外,紧固销4可以在头部41的与后面板2接触的面上形成凹部。通过形成该凹部,能实现紧固销4的轻量化。
接着,参照图6A~图6C对紧固销4与框架管3的接合方法进行说明。图6A~图6C为说明本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的接合方法的图。首先,如图6A所示,相对于预先形成有贯通孔20的后面板2,与该贯通孔20配合地配置框架管3。
在后面板2配置框架管3后,如图6B所示,将紧固销4的轴部42插通于贯通孔20而与框架管3抵接(抵接步骤)。在图6A及图6B的状态下,通过使用未图示的夹具,使框架管3及紧固销4的相对于后面板2的位置固定。另外,可以在配置框架管3之前,将紧固销4插通于贯通孔20。
之后,在框架管3的径向上,通过用两个电极夹住框架管3及紧固销4,并进行通电,来实施电阻点焊(参照图6C:接合步骤),以使框架管3与紧固销4抵接的分界部分熔融固化。由此,能够获得图3所示的接合体。此外,通过对由相同材料形成的框架管3及紧固销4进行电阻点焊,能够抑制金属间化合物的生成。
图7及图8为说明作用于本发明的实施方式1涉及的汽车用座椅框架的载荷的图。以上述方式接合的汽车用座椅框架1兼具相对于在后面板2的板厚方向上的载荷(以下称为剥离方向上的载荷F1)的耐久强度、以及相对于在与后面板2的板面平行的方向上的载荷(以下称为剪切方向上的载荷F2)的耐久强度。
在以上说明的实施方式1中,在将紧固销4的轴部42插通于后面板2的贯通孔20,而使轴部42的与头部41相反的一侧抵接于框架管3的状态下,进行电阻点焊,由此能够制作出以框架管3及头部41夹住后面板2并机械地紧固的汽车用座椅框架1。根据本实施方式1,通过电阻点焊抑制金属间化合物的生成,从而确保接合强度,由此能够牢固地接合板状部件与管状部件,且能够实现轻量化。
以往,除了焊接、MIG钎焊(熔化极惰性气体保护焊)、激光钎焊外,已知有通过铆钉的固定方法。例如,使用铆钉来对本实施方式涉及的后面板2与框架管3进行固定时,先通过铆钉对没有形成贯通孔20的后面板形成贯通孔,之后通过电阻点焊等进行接合。此时,由于使用铆钉来穿孔,该铆钉的轴部与后面板以紧贴的方式接触,因此在进行电阻点焊时,电流会被分流,从而有可能无法充分接合。
另外,在上述的实施方式1中,轴部42与贯通孔20的内壁隔开距离,但轴部42的一部分可以与贯通孔20的内壁的一部分接触。
实施方式1的变形例1
图9为本发明的实施方式1的变形例1涉及的汽车用座椅框架的部分放大截面图。本变形例1涉及的后面板2的贯通孔21形成为其边缘部朝贯通方向弯曲。在贯通孔21中,即使在后面板2与框架管3之间产生间隙时,贯通孔21的边缘部也与框架管3接触,由此能够抑制框架管3相对于后面板2的松动。
实施方式1的变形例2
图10为本发明的实施方式1的变形例2涉及的汽车用座椅框架的部分放大截面图。本变形例2涉及的后面板2具有包围紧固销4的头部41周围的凸部201。凸部201是通过压花加工而成型的。通过设置如上所述的凸部201,能够提高贯通孔20周围的后面板2的强度。
实施方式1的变形例3
图11为本发明的实施方式1的变形例3涉及的汽车用座椅框架的部分放大截面图。本变形例3涉及的后面板2具有用于收纳紧固销4的头部41的凹部202。凹部202是通过压花加工而成型的。在凹部202的中央形成有贯通孔20。通过设置如上所述的凹部202,能够提高贯通孔20周围的后面板2的强度,并且能够抑制紧固销4从后面板2的表面突出。
实施方式1的变形例4
图12为本发明的实施方式1的变形例4涉及的汽车用座椅框架的部分放大截面图。本变形例4涉及的后面板2具有用于收纳紧固销4的头部41的缺口部203。缺口部203是通过切削后面板2的表面的一部分而成型的。缺口部203的中央形成有贯通孔20。通过设置如上所述的缺口部203,能够抑制紧固销4从后面板2的表面突出,并且能够防止在背面后面板2的突出。
实施方式1的变形例5
图13为本发明的实施方式1的变形例5涉及的汽车用座椅框架的后面板的部分放大图。在上述的实施方式中,对贯通孔20的开口呈圆形情况进行了说明,但如本变形例5所示,也可以是开口呈向边缘侧延伸的长孔状的贯通孔22。
实施方式1的变形例6
图14为本发明的实施方式1的变形例6涉及的汽车用座椅框架的后面板的部分放大图。本变形例6涉及的贯通孔23的具有开口呈圆形且在板厚方向上贯通的第1贯通部231、以及从第1贯通部231延伸至后面板2的边缘部的第2贯通部232。如本变形例6涉及的贯通孔23那样,开口的一部分被切割的形状也可以适用。
上述的变形例5、6为贯通孔的变形例的一个示例,只要是能够插通紧固销4,其它的孔形状也可以适用。
实施方式1的变形例7
图15为本发明的实施方式1的变形例7涉及的汽车用座椅框架的后面板的后视图。本变形例7涉及的后面板2形成有上述的贯通孔20、以及在板厚方向上贯通且一端达到后面板2的边缘部的贯通孔24。在后面板2中,贯通孔20及贯通孔24分别设置于呈矩形的贯通孔形成位置中相对的一对边上。根据本变形例7,即使在因点焊时的加热而由管与后面板2的热膨胀之差引起位置偏离时,贯通孔24也能够吸收该误差。由此,即使框架管3的配设位置因制造误差等而发生偏离时,也能够制造上述的汽车用座椅框架1。
另外,在后面板2的至少与紧固销4接触的部分可以进行利用绝缘膜等的绝缘处理。此外,还可以在接合后面板2与框架管3后,对接合部整体用绝缘材料进行涂覆等来进行绝缘处理。除此之外,作为形成后面板2的材料可以使用绝缘性材料,例如树脂。
实施方式1的变形例8
图16为本发明的实施方式1的变形例8涉及的汽车用座椅框架的后面板的部分放大图。本变形例8涉及的后面板2A具有由铝等导电性材料形成的主体部20a、以及包覆主体部20a表面的绝缘性被膜20b。此外,后面板2A形成有上述的贯通孔20。如本变形例8涉及的后面板2A那样,可以用绝缘性材料形成其表面。
实施方式1的变形例9
图17为本发明的实施方式1的变形例9涉及的汽车用座椅框架的后面板的部分放大图。本变形例9涉及的汽车用座椅框架中,由上述的后面板2、框架管3、以及紧固销4构成的结构体的外表面被绝缘性被膜5包覆。如本变形例9涉及的汽车用座椅框架那样,可以在座椅框架的外表面整体设置绝缘性被膜。
实施方式2
图18为本发明的实施方式2涉及的汽车用座椅框架的部分放大截面图。本实施方式2涉及的汽车用座椅框架包括上述的后面板2、框架管3、以及紧固后面板2与框架管3的紧固销4A。以下,省略对与上述的实施方式1相同的结构(后面板2以及框架管3)的说明。
紧固销4A具有呈平板状的头部41A、以及设置于头部41A中央的呈穹顶状突出的突出部42A。突出部42A呈相对于头部41A的与后面板2接触的接触面P2突出的形状。紧固销4A使用与框架管3相同的材料,例如使用上述的铁或铁基合金,并通过冲压加工形成。紧固销4A的突出部42A焊接于框架管3而与其接合。此时的焊接为上述的电阻点焊。在紧固销4A中,头部41A相当于基部。
图19为说明本发明的实施方式2涉及的汽车用座椅框架的紧固销的结构的图。图19的(a)为在轴N方向上从突出部42A侧观察紧固销4A时的平面图。图19的(b)为图19的(a)所示的B-B线截面图。设后面板2的贯通孔20的直径为DA,紧固销4A的头部41A的在与紧固销4A的轴N垂直的方向上的直径为DB,紧固销4A的突出部42A的在与轴N垂直的方向上的直径为DC,框架管3的直径为DD时,直径DA~DD满足以下关系:DC<DA<DB、DA<DD。在框架管3与紧固销4A接合的状态下,突出部42A与贯通孔20的内壁隔开距离(参见图18)。此外,后面板2与头部41A的接触面P2接触。
在以上说明的实施方式2中,在将紧固销4A的突出部42A插通于后面板2的贯通孔20,而使突出部42A的与头部41A相反的一侧抵接于框架管3的状态下,进行电阻点焊,由此能够制作出以框架管3及头部41A夹住后面板2并机械地紧固的汽车用座椅框架。根据本实施方式2,通过电阻点焊抑制金属间化合物的生成,从而确保接合强度,由此能够牢固地接合板状部件与管状部件,且能够实现轻量化。
此外,在实施方式2中,由于使头部41A形成为板状,面向电极的面呈平面,因此无需限制电极的形状,也无需高精度的定位。此外,由于不限制电极的形状,因此能够使用例如到前端部为止具有相同直径的高耐久性电极来进行电阻点焊。
实施方式3
图20为本发明的实施方式3涉及的汽车用座椅框架的部分放大截面图。本实施方式3涉及的汽车用座椅框架包括上述的后面板2、框架管3、以及紧固后面板2与框架管3的紧固销4B。以下,省略对与上述的实施方式1相同的结构(后面板2以及框架管3)的说明。
紧固销4B使用与框架管3相同的材料,例如使用上述的铁或铁基合金,并通过冲压加工而形成。紧固销4B具有呈中空圆板状的凸缘部41B、以及设置于凸缘部41B的内周且相对于该凸缘部41B朝一方突出的突出部42B。突出部42B呈相对于凸缘部41B的与后面板2接触的接触面P3突出的形状。突出部42B具有在相对于凸缘部41B偏移的位置设置的平板状的平板部42a、以及连接凸缘部41B与平板部42a的锥状部42b。
紧固销4B具有均一的厚度。优选紧固销4B的厚度TA与后面板2的厚度TB之比(TA/TB)为1≤TA/TB≤1.35。
紧固销4B的突出部42B焊接于框架管3而与其接合。此时的焊接为上述的电阻点焊。在紧固销4B中,凸缘部41B相当于基部。
图21为说明本发明的实施方式3涉及的汽车用座椅框架的紧固销的结构的图。图21的(a)为在轴N方向上从突出部42B侧观察紧固销4B时的平面图。图21的(b)为图21的(a)所示的C-C线截面图。设后面板2的贯通孔20的直径为DA,紧固销4B的凸缘部41B的在与紧固销4B的轴N垂直的方向上的直径为DB,紧固销4B的突出部42B的在与轴N垂直的方向上的直径为DC,框架管3的直径为DD时,直径DA~DD满足以下关系:DC<DA<DB、DA<DD。在框架管3与紧固销4B接合的状态下,突出部42B与贯通孔20的内壁隔开距离(参见图20)。后面板2与凸缘部41B的接触面P3接触。
接着,参照图6A及图22对紧固销4B与框架管3的接合方法进行说明。图22为说明本发明的实施方式3涉及的汽车用座椅框架的接合方法的图。
首先,相对于预先形成有贯通孔20的后面板2,与该贯通孔20配合地配置框架管3(参见图6A)。在后面板2配置框架管3后,将紧固销4B的突出部42B插通于贯通孔20而与框架管3抵接(抵接步骤)。在该状态下,通过使用未图示的夹具,使框架管3及紧固销4B相对于后面板2的位置固定。另外,可以在配置框架管3之前,将紧固销4B插通于贯通孔20。
之后,如图22所示,在框架管3的径向上,通过用两个电极(在图22中仅图示一方电极100)夹住框架管3及紧固销4B,并进行通电,来实施电阻点焊(接合步骤),以使框架管3与紧固销4B抵接的分界部分熔融固化。由此,能够获得图20所示的接合体。此外,通过对由相同材料形成的框架管3及紧固销4B进行电阻点焊,能够抑制金属间化合物的生成。
用于对框架管3与紧固销4B进行焊接的电阻点焊的电极100中,前端呈平面,且连接于前端的侧面呈锥状,该锥状的侧面的相对于长度方向上的中心轴的倾斜角度θ1在锥状部42b的相对于紧固销4B的轴N的倾斜角度θ2以下。由此,电极100的前端平面与平板部42a对置,而能够使电流在框架管3与平板部42a之间高效地流动。
在上述的实施方式3中,在将紧固销4B的突出部42B插通于后面板2的贯通孔20,而使突出部42B的与凸缘部41B侧相反的一侧端部抵接于框架管3的状态下,进行电阻点焊,由此能够制作出以框架管3及凸缘部41B夹住后面板2并机械地紧固的汽车用座椅框架。根据本实施方式3,通过电阻点焊抑制金属间化合物的生成,从而确保接合强度,由此能够牢固地接合板状部件与管状部件,且能够实现轻量化。
此外,根据上述的实施方式3,相比于上述的实施方式1或实施方式2涉及的紧固销4、4A能够实现轻量化,且由于是通过冲压可容易成型的形状,因此能够低价制造紧固销4B。
另外,在实施方式2、3中,也能够适用上述实施方式1的变形例1~9的结构。
如上所述,本发明包含在此没有记载的各种实施方式等,在不脱离由专利权利要求确定的技术思想的范围内,可以进行各种设计变更。在本说明书中,以汽车用座椅框架为例进行了说明,例如也可以将如下接合体适用于汽车用座椅框架以外的产品上,该接合体是使用由铝或铝合金形成的薄板、由铁或铁合金形成的中空管、以及具有基部及突出部的紧固销,并且对中空管与紧固销进行电阻点焊来制造的。此外,薄板与中空管以及紧固销不限于铝和铁的组合,只要是比构成中空管及紧固销的材料的比重小的材料,能够适用于薄板。例如,构成中空管及紧固销的材料为铁时,作为薄板能够适用聚丙烯、碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastic;CFRP)、玻璃纤维增强塑料(Glass FiberReinforced Plastic;GFRP)等树脂,或以钛为主成分的合金,或以镁为主成分的合金等。
实施例
接着,对本发明涉及的汽车用座椅框架的实施例进行说明。另外,本发明并不限于这些实施例。
实施例1
图23为说明本发明的实施例的试验片的结构的图。使用由铝合金(A5182)形成、且形成有直径为Φ4.0mm的贯通孔201、进一步在其表面进行了阳离子涂装的铝面板200(对应于后面板2)、拉伸强度为1470MPa左右的框架管300(STAM(汽车结构用电阻焊碳钢钢管):相当于框架管3)、以及头部401的直径为Φ15.0mm的紧固销400(相当于紧固销4),并进行电流值为4.0kA且紧固销400对框架管300的焊接压力为2.5kN的电阻点焊,由此制造出如图23所示的接合体并将其作为试验片。紧固销400具有呈平板状的头部401、以及从头部401的中央部延伸成圆柱状的轴部402。另外,铝面板200的轴部402的直径比贯通孔201的直径小。
实施例2
实施例2的试验片中,贯通孔201的直径为Φ6.0mm,除此之外与实施例1相同。在实施例2中,进行电流值为6.0kA的电镀点焊。
实施例3
实施例3的试验片中,贯通孔201的直径为Φ8.0mm,除此之外与实施例1相同。在实施例3中,进行电流值为8.0kA的电镀点焊。
比较例1
比较例1的试验片,在通过紧固销对铝面板的冲压力为4.2kN的冲压来将紧固销贯通于铝面板后,进行电流值为13kA且紧固销对框架管的焊接压力为1.9kN的电阻点焊,来接合紧固销与框架管,除此之外与实施例1相同。
参照图24A~图24C对比较例1涉及的紧固销与框架管的接合方法进行说明。图24A~图24C为说明本发明的比较例1涉及的试验片的接合方法的图。比较例1涉及的后面板210没有形成贯通孔。此外,紧固销410具有呈平板状的头部411、以及从头部411的中央部延伸成圆柱状的轴部412,轴部412的与头部411相反的一侧端部呈渐缩形状。
首先,如图24A所示,相对于没有预先形成贯通孔的后面板210配置框架管300。在后面板210配置框架管300后,如图24B所示,将紧固销410的轴部412刺入后面板210,以使轴部412的前端抵接于框架管300。另外,可以在配置框架管300之前,将紧固销410贯通于后面板210。
之后,通过用两个电极夹住框架管300及紧固销410,并进行通电,来实施电阻点焊,以使框架管300与紧固销410抵接的分界部分熔融固化。由此,能够获得图24C所示的接合体,在该接合体中,轴部412压入于形成于后面板210的贯通孔211,且该轴部412接合于框架管300。比较例1涉及的接合体处于后面板210与轴部411接触的状态,即后面板210与轴部411之间没有间隙的状态。
图25为说明本发明的实施例涉及的试验片接合的图。图26为说明本发明的比较例涉及的试验片接合的图。图25、图26所示的箭头表示电流的流动。在上述的实施例1~3的结构中,由于使用了与图5所示的紧固销4对应的紧固销,能够确保点焊时的框架管300与紧固销400(轴部402)之间的熔融面积(参见图25)。相对于此,在比较例1的结构中,相对于框架管300仅有轴部412的前端接触,因此相比于实施例1~3,焊接开始时的熔融面积小。在比较例1中,熔融部分逐渐变大(参见图26)。
对实施例1~3以及比较例1进行剥离试验。在剥离试验中,使图23所示的剥离载荷F101逐渐变大,并测定断裂时的耐剥离载荷。在本剥离试验中,分别准备三个各实施例的试验片,来进行三次耐剥离载荷的测定,并计算平均值。图27表示的是,该剥离试验的将作为座椅框架的足够的剥离强度设为100来对各平均值进行归一化的结果。剥离试验的结果为,实施例1的剥离强度(相对强度)为150,实施例2的剥离强度(相对强度)为254,实施例3的剥离强度(相对强度)为206。相对于此,比较例1的剥离强度(相对强度)为218。
此外,对实施例1~3以及比较例1进行剪切试验。在剪切试验中,使图23所示的剪切载荷F102逐渐变大,并测定断裂时的耐剪切载荷。在本剪切试验中,分别准备三个各实施例的试验片,来进行三次耐剪切载荷的测定,并计算平均值。图28表示的是,该剪切试验的将作为座椅框架的足够的剪切强度设为100来对各平均值进行归一化的结果。剪切试验的结果为,实施例1的剪切强度(相对强度)为108.5,实施例2的剪切强度(相对强度)为116,实施例3的剪切强度(相对强度)为111。相对于此,比较例1的剪切强度(相对强度)为82。如图28所示,得知在剪切试验中,实施例1~3具有足够的耐剪切载荷,反之,比较例1的剪切强度较低。
如上所述,本发明涉及的接合体、汽车用座椅框架、以及接合方法,能够牢固地接合板状部件与管状部件,且适用于实现轻量化。
符号说明
1 汽车用座椅框架
2、2A 后面板
3 框架管
4、4A、4B 紧固销
5、20b 被膜
20、21、22 贯通孔
20a 主体部
41、41A 头部
41B 凸缘部
42 轴部
42A、42B 突出部
42a 平板部
42b 锥状部
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