重叠接合构造的制作方法

本发明涉及一种重叠接合构造，将多个由板切出的板部件或由板成型的板部件叠合，并通过多个非熔融接合部将其重叠部接合。

背景技术：

以往，在汽车领域中，在车身的组装、部件的安装等中多使用点焊，包括高强度钢板在内的多个钢板部件的接合等也通过点焊来进行。

但是，在包括抗拉强度为780mpa以上的钢板那样的点焊接头中，焊点的韧性降低，在剥离方向的应力中应力集中于焊点端部，因此存在即使钢板的抗拉强度增加，十字抗拉强度(cts)也不增加或减少这样的问题。

作为解决该问题的技术之一，存在不使母材熔融而使用铆钉、螺钉等机械式接合机构将多张金属板机械式接合的技术。通过使用该技术，有可能能够制造出强度可靠性比以往高的汽车零件。

另外，在汽车的车身等中，出于轻量化等目的，有时将钢板与铝板或者钢板与碳纤维增强塑料(cfrp)板那样的不同种类材料的组合进行接合。如此，在所组合的材料为熔点、线膨胀系数等物理性质不同的材料的情况下，例如专利文献1、2所记载的那样，利用机械式接合机构来进行紧固、接合。另外，在电阻较低的铝板中，有时也使用摩擦搅拌点接合来代替电阻点焊。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-272541号公报

专利文献2：日本特开2005-119577号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在将所叠合的多个板部件的重叠部通过盲铆钉等机械式接合机构在接合部进行接合的情况下，在板部件的接合部形成供铆钉插通的孔。另外，在通过摩擦接合机构对重叠部进行点接合的情况下，在旋转工具侧的板部件的接合部残留有因旋转工具前端的探针的压入痕而形成的孔。

在本发明人的研究中，在通过机械式接合机构、摩擦接合机构对重叠部进行接合而成的重叠接合部件中，当重叠接合部件整体受到拉伸变形时，应变集中在形成于接合部的孔，如后述的实施例的拉伸试验结果即图19的试验no.1所示，产生了由于以孔为起点的较小变形而板部件断裂的问题。

另外，在本发明中，有时将机械式接合机构和摩擦搅拌点接合机构统称为非熔融接合机构。

因此，本发明的目的在于提供一种重叠接合部件的重叠接合构造，在通过非熔融接合机构对使多个板部件叠合而形成的重叠部进行了接合的情况下，能够抑制板部件以在接合时形成的孔为起点而断裂。

用于解决课题的手段

在本发明中，针对这样的课题，研究了使应变分散以免应变集中在形成于接合部的孔的端部的方法。其结果，得到了如下见解：在板部件的重叠部，通过在相邻的接合部之间沿着从重叠部的端部朝向接合部侧的方向形成切口凹部，由此成为使由拉伸载荷引起的应变分散的构造，抑制以孔为起点的重叠接合部件的破坏。

本发明是基于这样的见解而完成的，其主旨如下所述。

(1)一种重叠接合构造，多个板部件的重叠部在多个接合部处通过机械式接合机构或摩擦搅拌点接合机构以点状接合，在上述接合部，在至少一个板部件上，存在供机械式接合机构插通的孔或者在通过摩擦搅拌点接合机构进行点接合时形成的孔，其特征在于，

在上述板部件中的至少任一个板部件的重叠部，在相邻的接合部之间从上述重叠部的端部向接合部方向形成有切口凹部，

在将上述孔的内径设为k时，上述切口凹部的内侧底部形成在离上述重叠部的端部为k以上深度的位置。

(2)在上述(1)所记载的重叠接合构造中，其特征在于，上述孔位于如下位置：上述孔的端部与形成有上述切口凹部的板部件的端部之间的距离l相对于上述孔的内径k，满足l≥0.8k的关系。

(3)在上述(1)或(2)所记载的重叠接合构造中，其特征在于，上述孔是贯通上述至少一个板部件的贯通孔。

(4)在上述(1)至(3)中任一项所记载的重叠接合构造中，其特征在于，上述孔的端部与上述切口凹部的端部之间的最短距离为0.8k以上。

(5)在上述(1)～(4)中任一项所记载的重叠接合构造中，其特征在于，上述切口凹部至少形成于存在上述孔的板部件。

(6)在上述(1)～(5)中任一项所记载的重叠接合构造中，其特征在于，上述切口凹部的内侧底部进入到离上述重叠部的端部为1.5k以上的范围而形成。

(7)在上述(1)～(6)中任一项所记载的重叠接合构造中，其特征在于，上述切口凹部的内侧底部具有与上述重叠部的端部平行的平行部。

(8)在上述(7)所记载的重叠接合构造中，其特征在于，上述平行部的长度为0.5k以上。

(9)在上述(1)～(8)中任一项所记载的重叠接合构造中，其特征在于，形成有上述切口凹部的板部件是夹着上述接合部而在上述重叠部的端部的相反侧形成有弯曲部、且截面为帽形状的帽形部件，上述切口凹部形成在比上述帽形部件的上述弯曲部靠上述端部侧的范围内。

(10)在上述(1)～(9)中任一项所记载的重叠接合构造中，其特征在于，上述板部件是钢板部件，上述切口凹部形成于抗拉强度为590mpa以上的钢板部件。

(11)在上述(1)～(10)中任一项所记载的重叠接合构造中，其特征在于，上述机械式接合机构为盲铆钉、自攻铆钉、自钻螺钉、螺栓、电阻元件焊接机构中的任意一种。

(12)在上述(1)～(11)中任一项所记载的重叠接合构造中，其特征在于，在基于上述机械式接合机构或摩擦搅拌点接合机构的接合的基础上，并用基于树脂的接合。

发明的效果

根据本发明，在通过非熔融接合机构接合了多个金属板部件、cfrp板部件的情况下，能够抑制接合部以供机械式接合机构插通的孔、在通过摩擦搅拌点接合机构进行点接合时形成的孔为起点而断裂。

其结果，例如能够制造碰撞时的乘员保护性能优异的高强度的汽车用零件。

附图说明

图1是用于对本发明的重叠接合部件的概要结构进行说明的立体图。

图2是从板厚方向观察图1所示的重叠接合部件的图。

图3是图2所示的重叠接合部件的纵截面图，(a)是以向视iiia-iiia表示的纵截面图，(b)是以向视iiib-iiib表示的纵截面图。

图4是表示用于确认本发明的效果的拉伸试验前后的试验片的状态的照片图，(a)表示使用了将2张相同的试验片重叠而成的试验片的情况，(b)表示使用了将2张相同的试验片重叠并通过盲铆钉进行了机械式接合的试验片的情况，(c)表示使用了在(b)的试验片上进一步设置了切口凹部的试验片的情况。

图5是表示用于确认本发明的效果的拉伸试验的结果的载荷-应变曲线图。

图6是用于说明机械式接合机构的一种即电阻元件焊接机构的图。

图7是用于说明接合部的孔的位置的图，(a)表示重叠部处的板部件的端部一致的情况，(b)表示板部件的端部不一致的情况(形成切口凹部的板部件的端部位于比另一个端部靠接合部侧的位置的情况)。

图8是用于说明设置在板部件的重叠部的切口凹部的其他方式的图。

图9是用于说明设置在板部件的重叠部的切口凹部的其他方式的图。

图10是说明图9所示的方式的重叠接合部件7的概要结构的从板厚方向观察的图。

图11是说明图9、图10的重叠接合部件7的概要结构的纵截面图，(a)是在图10中以向视xa-xa表示的纵截面图，(b)是在图10中以向视xb-xb表示的纵截面图。

图12是用于说明设置在板部件的重叠部的切口凹部的其他方式的图。

图13是说明设置在板部件的重叠部的切口凹部的方式的图。

图14是说明设置在板部件的重叠部的切口凹部的其他方式的图。

图15是说明将本发明的重叠接合构造应用于汽车的b柱的例子的图，(a)是表示b柱的立体图，(b)是表示将(a)中双点划线b所示的范围放大了的图。

图16是说明将本发明的重叠接合构造应用于汽车的上边梁的例子的图，(a)是表示上边梁的立体图，(b)是表示将(a)中双点划线b所示的范围放大了的图，(c)是表示将(a)中双点划线c所示的范围放大了的图。

图17是说明将本发明的重叠接合构造应用于汽车的保险杠的例子的图，(a)是表示保险杠的立体图，(b)是表示将(a)中双点划线b所示的范围放大了的图。

图18是说明将本发明的重叠接合构造应用于汽车的b柱外侧加强件的例子的图，(a)是表示b柱外侧加强件的立体图，(b)是(a)中以向视xvib-xvib表示的纵截面图，(c)是同样的以向视xvic-xvic表示的纵截面图。

图19是表示实施例中的拉伸试验前后的试验片的状态的照片图。

具体实施方式

首先，作为重叠接合构造，使用一方板部件为帽形部件、另一方板部件为板状部件的例子，对本发明的基本的实施方式进行说明。

如图1、2所示，重叠接合部件1构成为，具备板状部件10、帽形部件20、以及基于非熔融接合机构的多个接合部(接合部)sp，通过盲铆钉等机械式接合机构、摩擦搅拌点接合机构，对板状部件10的凸缘部11与帽形部件20的凸缘部(凸缘片22)叠合而成的重叠部进行了接合。

在帽形部件20的凸缘部，在相邻的接合部sp与接合部sp之间，从重叠部的外侧端部22c形成有切口凹部22u，由此，帽形部件20的凸缘部构成为，具备多个凸缘片22以及连接各凸缘片22之间的连接部22a，在相邻的凸缘片22与凸缘片22之间形成有切口凹部22u。

在图1、2的例子中，切口凹部22u在帽形部件20的凸缘部的端部22c开口，并进入到比边界线(对孔的端部进行连结的线x)靠凸缘内侧而形成，该边界线在与端部22c相反侧将相邻的接合部sp的外周进行连接而形成。

另外，如图3(a)、(b)所示，切口凹部22u被设定为，从帽形部件20的凸缘部朝立起壁部21侧，在不达到向弯曲部22r转变的角部r的弯曲起点(另一方的凸缘端部)22b的范围内形成连接部22a。

在该重叠接合部件1中，构成凸缘的板状部件10和帽形部件20中的任意一方或双方为：(a)对钢板(例如抗拉强度为590mpa以上的高强度钢板)进行冷冲压成型而成的钢板部件；或者(b)通过利用热压对热压材料用钢板进行成型，由此产生了马氏体组织的热压材料(例如抗拉强度为1200mpa以上的钢板部件)。

另外，也能够使一方为铝材、另一方为上述(a)或(b)的钢板，或者使双方为铝材。同样，也可以使一方为cfrp材料或者双方为cfrp材料。

如以上那样，在多个板部件的重叠部被非熔融接合的情况下，在至少任一个部件的接合部存在供机械式接合机构插通的孔、伴随摩擦搅拌点接合而产生的孔。例如，在将非熔融接合应用于车辆的车身构造部件的钢板部件的接合的情况下，由于碰撞输入时的载荷负载而在孔的边缘产生应变集中，容易引起断裂。

但是，由于重叠接合部件1在重叠部的非熔融接合机构(接合部)之间形成有切口凹部22u，因此，即使对该重叠接合部件1施加外力而产生了箭头f方向的拉伸应力，切口凹部也能够使由拉伸载荷引起的负载、变形分散(即，切口凹部能够吸收变形，增加断裂之前的延伸)，因此，能够抑制接合部件以孔为起点而断裂，能够充分发挥接合部件的性能。

这样的切口凹部的效果的详细情况将在后述的实施例中示出，但通过以下那样的实验得到了确认。

即，准备了图4所示的拉伸试验前的试验片(a)、(b)、(c)。

各试验片将两个钢板母材重叠使用，该钢板母材由抗拉强度为980mpa和590mpa的冷轧钢板构成且中央部为缩颈形状。

(a)的试验片是将两个母材简单重叠而成的试验片，(b)的试验片是在中央部靠左的位置通过盲铆钉将母材接合而成的试验片，形成有基于机械式接合的孔，(c)的试验片是在(b)的试验片的盲铆钉的右侧设置有切口凹部的试验片。

使用试验片(a)～(c)进行了拉伸试验。

图4表示拉伸试验后的试验片的断裂状态，并且图5表示对试验片分别赋予拉伸载荷的情况下的载荷-应变曲线图。

确认了如下情况：如图4所示，未设置切口凹部的试验片(b)以接合部的孔为中心断裂，与此相对，在设置有切口凹部的试验片(c)中，以切口凹部的角部附近为起点断裂，如图5所示，关于相对于拉伸载荷而产生断裂的应变量，也是试验片(c)相对于试验片(b)显著增加。

其原因在于，在试验片(c)中，在负载了拉伸载荷时，能够抑制应变集中在供盲铆钉穿过的孔的边缘，因此，重叠接合部件断裂的变形量增大。通过这样的机构，能够抑制设置于机械式接合部的孔的边缘成为起点而以较少的应变产生断裂。

如以上那样，本发明为，在通过机械式接合机构、摩擦搅拌点接合机构对多个板部件进行重叠接合时，在基于机械式接合机构、摩擦搅拌点接合机构的接合部之间设置切口凹部，但在以下，对构成本发明的各个要件以及优选的要件进一步进行说明。

<重叠接合部件>

本发明的重叠接合部件构成为，将多个板部件叠合，在其重叠部将板部件彼此机械式接合或者通过摩擦搅拌点接合机构接合。例如，如图1、2所示，使板状部件(板部件)10的凸缘部(凸缘相当部)11与帽形部件(板部件)20的凸缘部(由凸缘片22和其连接部22a构成)叠合，在使凸缘部11和多个凸缘片22叠合而成的重叠部，通过基于机械式接合机构的接合部sp来接合金属板部件。

这样的重叠接合部件例如被应用于以构成汽车用车身的整体车身、构成整体车身的a柱、b柱等汽车用零件(assy零件)为代表的各种构造物的形成。

作为板部件，使用从钢板、铝板等金属板、cfrp板切出为规定形状的板状部件，并且，也使用从该板状部件成型为规定形状的成型部件。将多个板状部件、成型部件组合而使其在至少一部分叠合，在其重叠部通过非熔融接合机构(机械式接合机构、摩擦搅拌点接合机构)进行接合。

板部件的重叠部一般是在板部件的边缘作为与其他板部件的接合量而形成的凸缘(重叠部)，但并不限定于凸缘，也可以通过非熔融接合机构使凸缘与形状部等(凸缘以外的部分)在叠合的部分接合。

所叠合的板部件的个数通常为2～3个，但也可以叠合更多的个数。

另外，虽然不需要对板部件的板厚设定限制，但从实用的观点出发，在金属板部件中，能够将下限设为0.5mm，优选将上限设为2.6mm。在cfrp中，能够将下限设为0.3mm，优选将上限设为4.0mm。

板部件能够使用各种部件，在钢板部件中，例示了冷冲压成型品、热压成型品，该热压成型品为，将热压用钢板加热到奥氏体温度以上，通过利用水冷模具一边成型一边淬火来提高强度，抗拉强度为1200mpa以上。另外，也可以使用如下的热压成型品：对抗拉强度为1200mpa以上的热压成型品进行热处理而使实施机械式接合的部分的强度降低至590mpa左右，由此使其容易开设贯通孔。

与上述钢板部件叠合的钢板部件，可以使用抗拉强度为1200mpa以上的高强度钢板、热压材料，也可以使用抗拉强度为270mpa～980mpa的钢板。另外，钢板可以是冷轧钢板，也可以是热轧钢板。

另外，在钢板的情况下，也可以将表面未施加镀层的未镀钢板、或者由合金热浸镀锌(ga镀层)、热浸镀锌(gi镀层)、电镀锌(eg)、zn-al镀层、zn-al-mg镀层等锌系镀层覆盖的钢板、以及镀铝钢板等作为对象。在热压材料的情况下，可以将未镀、镀铝或铁与铝的金属间化合物、或者由铁锌固溶层和氧化锌层覆盖的钢板部件、由铁锌镍的固溶层和氧化锌层覆盖的钢板部件作为对象。

在机械式接合中，也能够进行不适合焊接的材料的接合，例如，能够应用于使多个铝材组合而成的构造部件、使铝材与钢材组合而成的构造部件。进而，也可以应用于代替金属部件而使用了cfrp材料的构造部件。

在摩擦搅拌点接合中，也能够进行不适合焊接的材料的接合，例如，能够应用于使多个铝材组合而成的构造部件、使铝材与钢材组合而成的构造部件。

<非熔融接合机构>

在用于板部件的重叠接合的非熔融接合中，存在机械式接合和摩擦搅拌点接合。

作为机械式接合机构，能够使用盲铆钉、自攻铆钉(自穿孔铆钉)、中空铆钉、自钻螺钉、螺栓、ejoweld(注册商标)、fds(注册商标)等。在机械式接合中，存在盲铆钉等那样将所叠合的金属板部件全部贯通的情况、以及自攻铆钉等那样所叠合的金属板部件的一部分不贯通的情况，但无论在哪一种情况下都能够应用本发明。

另外，作为机械式接合机构，也可以使用电阻元件焊接机构(resistanceelementwelding：rew)。如图6所示，该rew为如下接合机构：将形成有在板厚方向上贯通的孔215的上板210(例如，铝合金板)与下板220(例如，硼钢等钢板)叠合而形成板组200，并且在上板210的孔215中插入钢制的带凸缘铆钉250，进而，使用上侧电极230以及下侧电极240夹持板组200的与带凸缘铆钉250对应的部分(参照图6(a))，并且以规定的电流值对板组200进行通电，由此使带凸缘铆钉250的前端部分与下板220之间的接触部分熔融而形成熔点255(参照图6(b))。

如此，rew虽然局部地利用了熔融接合机构，但本质上是利用了带凸缘铆钉250这样的机械要素的接合机构，这样的接合机构也能够作为机械式接合机构而良好地应用于本发明。

作为摩擦搅拌点接合，能够应用于使用了在前端具有探针的旋转工具的点接合。在该情况下，优选应用于通过探针的压入而形成有板厚80％以上深度的孔的情况。

另外，还能够将本发明应用于使树脂夹设在所叠合的面而并用基于该树脂的接合的情况，例如，在叠合面夹设粘接剂(例如，环氧树脂系粘接剂等)而并用基于粘接剂的接合的情况、在叠合面夹设密封用树脂(密封剂)而使接合部位防水或绝缘的情况等。使构造用粘接剂、耐冲击型粘接剂夹设在叠合面而并用基于粘接剂的接合是本发明的优选方式。特别是在使铝材与钢材组合而成的构造部件的情况下，优选并用具有能够电绝缘的密封功能的树脂或粘接剂。

<接合部的位置>

关于接合部的位置，在形成于接合部的孔的位置过度接近板部件的端部的情况下，由于孔而断裂的危险性变高，因此，如图7(a)、(b)所示，将孔30的端部与形成有切口凹部22u的板部件的端部22c之间的最短距离设为l，优选在最短距离l相对于孔的内径(相当于圆的直径)k满足l≥0.8k的条件的位置上设置孔。另外，如后述的图9、10所示的例子那样，在多个叠合的板部件的边缘形成有切口凹部的情况下，优选使形成有切口凹部的板部件全部满足l≥0.8k的条件。

另外，孔30的端部与凸缘片22的端部(切口凹部22u的端部)之间的最短距离m(参照图7(a))也优选为0.8k以上，更优选为1.5k以上。

接合部的间距(相邻的接合部之间的间隔)通常为20mm～100mm左右，但并不限定于此，只要根据作为对象的构造物、其部位适当设定即可。

另外，在本发明中，形成于接合部的上述孔，可以是不贯通形成有该孔的板部件的非贯通孔，也可以是贯通至少一个板部件的贯通孔。

<切口凹部>

[切口凹部的基本方式]

切口凹部22u构成为，在构成重叠部的凸缘部等的边缘部开口，例如在帽形部件中，切口凹部22u在厚度方向上贯通凸缘部而形成，并从凸缘部的端部延伸至位于邻接配置的基于机械式接合机构的接合部sp彼此之间的区域的凸缘宽度方向的一部分、或者帽形部件的弯曲部的起点(在图2等中用点划线部表示的弯曲起点22b)附近(向弯曲部22r转变的角部r的附近)。另外，在切口凹部22u与帽形部件的弯曲部之间形成有连接部22a。

如图1、2的例子那样，在相邻的每个接合部之间都形成切口凹部，但在设置多个接合部的情况(接合部的间隔较窄的情况)下等，能够如图8的例子那样设置未形成切口凹部的部位(即，在长边方向上相邻的切口凹部之间设置两个以上的接合部)。

在图8的例子中，凸缘片271以及凸缘片272沿着重叠接合部件1e的长边方向交替地形成有多个，在邻接配置的凸缘片271与凸缘片272之间形成有切口凹部27u。

凸缘片271在长边方向的两侧形成有切口凹部27u，且成为能够形成一个接合部sp的大小。凸缘片272在长边方向的两侧形成有切口凹部27u，且成为能够形成两个(多个)接合部sp的大小。

[切口凹部的形成部位]

另外，切口凹部形成在所叠合的板部件的至少一个板部件上。如图9、10的例子那样，也能够设置在重叠部的全部板部件上。

在3个重叠的部件中，可以在1个板部件或2个板部件上形成切口凹部，也可以在3个板部件上形成切口凹部。在自攻铆钉的情况下，可以在包括未形成贯通孔的板部件在内的所叠合的全部板部件上形成切口凹部，可以在接合时仅在形成有贯通孔的板部件上形成切口凹部，也可以仅在形成有贯通孔的板部件中抗拉强度×板厚的值较高的板部件上形成切口凹部。

另外，从能够更可靠地得到本发明的效果的观点出发，优选切口凹部至少形成在存在上述孔的板部件上。

在图9、10的例子中，重叠接合部件7构成为，具备第1帽形部件(板部件)710、第2帽形部件(板部件)720以及基于机械式接合机构的接合部(接合部)sp，将第1帽形部件710的凸缘部与第2帽形部件720的凸缘部叠合而成的重叠部通过机械式接合机构mj进行了接合。

在第1帽形部件710的凸缘部具备凸缘片712以及将邻接配置的凸缘片712彼此连接的连接部712a，在相邻的凸缘片712与凸缘片712之间形成有切口凹部712u。另外，第2帽形部件720的凸缘部也同样形成有连接部722a以及相邻的凸缘片722与凸缘片722之间的切口凹部722u。并且，在重叠部，切口凹部712u与切口凹部722u以重叠的方式形成。

另外，在该例子中，如图11(a)、(b)所示，第1帽形部件710的立起壁部711与第2帽形部件720的立起壁部721为，立起壁部711位于比立起壁部721靠内侧的位置，且错开配置。

并且，切口凹部712u被设定为，从第1帽形部件710的凸缘部朝立起壁部711侧，在不达到向弯曲部711r转变的角部r的弯曲起点712b的范围内，形成凸缘部的连接部712a。另外，切口凹部722u也同样被设定为，从第2帽形部件720凸缘部朝立起壁部721侧，在不达到向弯曲部722r转变的角部r的弯曲起点722b的范围内，形成凸缘部的连接部722a。

弯曲起点722b位于比弯曲起点712b靠凸缘部的宽度方向外侧的位置，在图10中形成于点划线所示的位置。另外，切口凹部712u形成在比弯曲起点712b靠凸缘部的宽度方向外侧的范围内。

[切口凹部的形状]

在图1中，切口凹部形成为重叠部处的板部件端部的开口侧较长、板部件内部的底部侧较短的梯形状，但在本发明中并不限定于这样的形状，切口凹部也可以形成为重叠部的板部件端部的开口侧较短、板部件内部的底部侧较长的倒梯形状，另外，还可以形成为图12所示那样的侧边平行的“コ”字状(矩形状)。

切口凹部的各角部优选由曲线形成。另外，优选在切口凹部的内侧底部具有与重叠部的端部22c平行的方向的平行部。在将接合部的孔的内径设为k时，平行部的长度能够设定为k的0.5倍以上的长度，优选为k的1倍以上，更优选为k的2倍以上，进一步优选为3倍以上，最佳为4倍以上。

[切口凹部的形成深度]

对于切口凹部22u的内侧底部的位置(凹部的深度)，能够根据所应用的板部件的构造、假定的负载应力等适当设定，但是需要相对于孔的内径k，至少从重叠部的外侧的端部22c向与端部相反侧(内侧)形成为k以上。更优选为1.2k以上，进一步优选为底部比孔的端部靠内侧的1.5k以上。

另外，在至少重叠部的一方为凸缘的情况下，最大深度能够设为到凸缘的弯曲部的起点(点划线所示的弯曲起点22b)为止的深度。

例如，在进入到相对于板部件的凸缘宽度为1/2以上的范围内而形成有切口凹部的情况下，能够期待接合部彼此之间的区域在离端部侧为1/2以上的宽度中分散拉伸应力，而在接合部彼此之间传递的拉伸应力成为1/2以下，进而，未形成切口凹部的所连接的区域(连接部22a)提供针对所分散的拉伸应力的耐力。在包括凸缘的宽度方向的全部而形成有切口凹部的情况下，在接合部彼此之间不会作用拉伸应力。

在重叠部不是凸缘部分的情况、重叠接合部件整体的宽度较窄的情况下，需要考虑由于设置切口凹部而对重叠接合部件整体的强度产生的影响来决定切口凹部的形成深度。

图13(a)～(d)表示切口凹部的形成深度的一例。

图13(a)表示切口凹部24u的内侧底部位于超过将形成于接合部sp的孔的内侧端部进行连结的线x的深度的情况下的重叠接合部件1a，图13(b)表示上述内侧底部位于与将形成于接合部sp的孔的中心连结的线y一致的深度的情况下的重叠接合部件1b。

图13(c)表示切口凹部24u的内侧底部位于上述线y与将形成于接合部sp的孔的外侧端部连结的线z的中间的情况下的重叠接合部件1c，图13(d)表示重叠接合部件整体的宽度(与产生拉伸应力的方向(箭头f)呈直角的方向的部件宽度)不充分，上述内侧底部位于比上述线z靠近凸缘端部24c的位置的情况下的重叠接合部件1d。

在图13的例子中，表示相邻的切口凹部的深度全部相同的情况，但也能够形成为相邻的切口凹部的深度不同。

图14(a)～(c)表示切口凹部的深度不同的一例。

图14(a)表示上述图13(a)的切口凹部和(b)的切口凹部混合存在的情况下的重叠接合部件1e。即，沿着重叠接合部件1e的长边方向形成有多个凸缘片25，在邻接配置的凸缘片25与凸缘片25之间交替地形成有与上述图13(a)相当的切口凹部251u和与图13(b)相当的切口凹部252u。

图14(b)表示上述图13(a)与(b)的切口凹部的中间深度的切口凹部和上述图13(b)的切口凹部混合存在的情况下的重叠接合部件1f。即，沿着重叠接合部件1f的长边方向形成有多个凸缘片26，在邻接配置的凸缘片26与凸缘片26之间交替地形成有深度与线x一致的切口凹部261u和与上述图13(b)相当的切口凹部262u。

图14(c)表示将上述图14(a)与(b)合并了的情况下的重叠接合部件1g。即，沿着重叠接合部件1g的长边方向形成有多个凸缘片，在邻接配置的凸缘片281与凸缘片282之间形成有与上述图13(a)相当的切口凹部281u，在邻接配置的凸缘片282与凸缘片283之间形成有深度与线x一致的切口凹部282u，在凸缘片283与凸缘片284之间形成有与上述图13(b)相当的切口凹部283u。

<向汽车车身构造的应用>

以下，参照图15～图18，说明将以上说明了的本发明(由多个金属板部件构成)的重叠接合构造应用于构成汽车用车身的整体车身的在发生侧面碰撞的情况下保护车室内的乘员的重要部件(汽车用零件)的例子。

[第1应用例]

该例子是将本发明的重叠接合构造应用于汽车车身构造的b柱3的例子，图15(a)是表示b柱的立体图，图15(b)表示将(a)中用双点划线b表示的范围放大了的图。另外，在图15(b)中，以省略了配置在外侧的外侧面板的形式表示。

如图15(a)所示，b柱(重叠接合部件)3例如具备沿着车身的高度方向延伸的内侧加强件(第1构造部件)310、以及具有大致帽形截面的外侧加强件(第2构造部件)320，在其外侧具有外侧面板(未图示)，进而，内侧加强件310的凸缘部311、外侧加强件320以及外部面板这三个，例如通过基于自攻铆钉等机械式接合机构的接合部sp而重叠连结。此外，在外侧面板与外侧加强件的重叠面、以及外侧加强件与内侧加强件的接合中，也可以为了分散应变而并用粘接剂。特别是在外侧面板为铝的情况下，优选并用粘接剂。

如图15(b)所示，外侧加强件320具备多个凸缘片322以及将相邻的凸缘片322进行连接的连接部322a，在邻接的凸缘片322之间形成有切口凹部322u。切口凹部322u的内侧底部形成到比接合部sp靠内部的位置。

另外，内侧加强件310和外侧加强件320中的任一方或双方，例如是对高强度钢板(例如，抗拉强度为590mpa以上的高强度钢板)进行冷冲压成型而成的钢板部件、或者通过热压对热压材料用钢板进行成型而产生了马氏体组织的热压材料(例如，抗拉强度为1200mpa以上的钢板部件)。另外，设置在外侧加强件的外侧的外侧面板是同样的钢板或铝板所成型的部件。

另外，图15中的箭头f表示在b柱3由于碰撞等而受到外力的情况下产生的拉伸应力(假定拉伸应力)的方向。在汽车用构造部件(汽车用零件)是由于碰撞而受到弯曲方向的外力的部件的情况下，由于碰撞而产生的应力沿着将车室的内侧与外侧进行连结的方向作用于汽车用构造部件(汽车用零件)，在大致沿着长边方向的方向上产生拉伸应力。

<第2应用例>

该例子是将本发明的重叠接合构造应用于包括上边梁4在内的汽车构造部件(汽车零件)的例子，图16(a)是表示上边梁4的立体图，图16(b)是透视外侧面板而示出将图16(a)中用双点划线b表示的范围放大了的图，图16(c)是将图16(a)中用双点划线c表示的范围放大了的图。

如图16(a)所示，上边梁(重叠接合部件)4例如沿着车身的长边方向延伸而与a柱连接，并且从长边方向中央沿着高度方向延伸而与b柱连接。

上边梁(重叠接合部件)4具备内侧加强件(第1构造部件)410、具有大致帽形截面的外侧加强件(第2构造部件)420以及其外侧的外侧面板(未图示)，进而，在内侧加强件410的凸缘部411，例如通过基于机械式接合机构的接合部sp而连结有外侧加强件420和外侧面板。另外，在外侧面板与外侧加强件的重叠面、以及外侧加强件与内侧加强件的接合中，也可以并用粘接剂。特别是在外侧面板为铝的情况下，优选并用粘接剂。

如图16(b)、(c)所示，外侧加强件420具备沿着上边梁4形成的多个凸缘片422、将邻接的凸缘片422进行连接的连接部422a、沿着b柱形成的多个凸缘片424、以及将邻接的凸缘片424进行连接的连接部424a，在邻接的凸缘片422之间形成有切口凹部422u，在邻接的凸缘片424之间形成有切口凹部424u。

另外，内侧加强件410和外侧加强件420中的任一方或双方为与第1应用例相同的钢板部件或热压材料。另外，外侧面板为钢板或铝板所成型的部件。

另外，图16(b)中的箭头f表示在上边梁4由于侧面碰撞等而受到外力的情况下产生的拉伸应力(假定拉伸应力)的方向，图16(c)中的箭头f表示在b柱由于碰撞等而受到外力的情况下产生的拉伸应力(假定拉伸应力)的方向。

<第3应用例>

该例子是将本发明的重叠接合构造应用于保险杠(汽车构造部件、汽车零件)5的例子，图17(a)是表示保险杠的立体图，图17(b)是将图17(b)中用双点划线b表示的范围放大了的图。

如图17(a)所示，保险杠(重叠接合部件)5例如沿着车身的宽度方向延伸而形成，具备保险杠内侧加强件(第1构造部件)510和形成有切口凹部的具有帽形截面的保险杠外侧加强件(第2构造部件)520，进而，在保险杠内侧加强件510的凸缘511，例如通过基于机械式接合机构的接合部sp而连结有保险杠外侧加强件520。

如图17(b)所示，保险杠外侧加强件520具备沿着保险杠内侧加强件510的凸缘511形成的多个凸缘片522、以及将邻接的凸缘片522进行连接的连接部522a，在邻接的凸缘片522之间形成有切口凹部522u。

保险杠内侧加强件510和保险杠外侧加强件520中的任一方或双方是与第1应用例同样的钢板部件或者热压材料。

另外，图17(b)中的箭头f表示在保险杠5由于碰撞等而受到外力的情况下产生的拉伸应力(假定拉伸应力)的方向。

<第4应用例>

该例子是表示将本发明的重叠接合构造应用于汽车的b柱外侧加强件6的例子，图18(a)是表示b柱外侧加强件的立体图，图18(b)是图18(a)中以向视xvib-xvib表示的纵截面图，图18(c)是同样以向视xvic-xvic表示的纵截面图。

在具有帽形截面的b柱外侧加强件610的内侧配置有具有槽形截面的加强部件620，两者的壁面例如通过基于机械式接合机构的接合部sp连结。加强部件620的侧壁621的端部位于b柱外侧加强件610的立起壁611的中途。

在加强部件620的侧壁621上设置有切口凹部622u，具备多个侧壁片622以及将邻接的侧壁片622进行连接的连接部622a，在邻接的侧壁片622之间形成有切口凹部622u。

b柱外侧加强件610和加强部件620中的任一方或双方为与第1应用例相同的钢板部件或热压材料。

另外，图18(a)中的箭头f表示在b柱由于碰撞等而受到外力的情况下产生的拉伸应力(假定拉伸应力)的方向。

通过将本发明的重叠接合构造应用于图15～图18所示那样的配置在车室周围的汽车用构造部件(汽车用零件)，能够抑制这些构造部件由于基于机械式接合机构的接合部sp的孔而引起的断裂，能够提高针对侧面碰撞的安全性。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，对将本发明应用于汽车用零件的情况进行了说明，但是例如在建筑用的构件、梁、连杆部件、简易仓库、家具、附属件等中，能够应用于通过机械式接合机构对重叠部进行接合的各种重叠接合部件。

另外，例如，在上述实施方式中，主要对以抗拉强度为590mpa以上的高强度钢板为对象的情况进行了说明，但是例如也能够应用于抗拉强度小于590mpa的钢板。进而，同样能够应用于将铝材彼此进行接合的部件、将铝材和铁材进行接合的部件。

在上述实施方式中，对在使2个或3个板部件叠合而成的重叠部形成接合部而构成重叠接合构造的情况进行了说明，但是也能够应用于将4个以上的板部件叠合而成的重叠接合构造。

另外，在上述实施方式中，对在2个或3个板部件中的1个板部件或2个板部件上形成有切口凹部的情况进行了说明，但是例如也可以在使4个以上(多个)板部件叠合而成的重叠部形成接合部而构成重叠接合构造，在这种情况下，能够任意地设定设置几个形成有切口凹部的板部件。

另外，本发明的重叠接合构造构成为，在使3个以上(多个)板部件叠合而成的重叠部形成接合部而构成重叠接合构造的情况(例如，在使3个板部件叠合而成的重叠部形成接合部而构成重叠接合构造的情况)下，可以在板厚方向上的中央侧的1个板部件上形成切口凹部，也可以在上述中央侧的1个板部件上不形成切口凹部而在板厚方向上的两侧(外侧)的板部件上形成切口凹部。另外，本发明的重叠接合构造当然也可以应用于4个以上板部件的情况。

另外，在本发明中当然包括如下情况：在使板部件叠合而形成的重叠部，不使用凸缘部，而以局部加强等为目的，将板部件彼此不经由凸缘地叠合而进行接合的情况、凸缘与冲压成型的形状部接合的情况。

[实施例1]

准备了图19的试验no.1～5所示的拉伸试验前的拉伸试验片。

各拉伸试验片使用了由抗拉强度为980mpa的钢板构成且中央部为缩颈形状的板a和由抗拉强度为590mpa的钢板构成且与板a相同形状的板b。

试验no.1～3是使用盲铆钉进行接合的例子，试验no.1是在板a和板b上不设置切口凹部而重叠接合了的例子，试验no.2是在双方的板的相同位置上设置切口凹部而接合了的例子，试验no.3是仅在由高强度的钢板构成的板a(上侧的钢板)上设置切口凹部而接合了的例子。

试验no.4、5是模拟使用自攻铆钉(spr)将板a与板b进行接合的方式，且仅在1个钢板上开有孔的例子，试验no.4是不设置切口凹部的例子，试验no.5是在开有孔的上侧的板a上设置了切口凹部的例子。

图19表示各试验片的拉伸试验前的状态，表1汇总表示试验条件。另外，基于铆钉的孔径为4mm，从孔的端部到试验片的端部的最短距离为8mm。

接着，将各试验片设置于拉伸试验机，对到断裂为止的应变(断裂应变(％))进行了测定。在拉伸试验中，将评价点间距离设为50mm，将拉伸速度设为恒定于3mm/min。

图4表示试验片断裂的状态，表1表示试验结果。

在试验片设置有切口凹部的本发明例中，以切口凹部的角部附近为起点而断裂，而在试验片未设置切口凹部的比较例中，以孔的端缘为起点而断裂，能够得到本发明例的断裂应变相对于比较例大幅提高的结果。

[表1]

[实施例2]

作为拉伸试验片，与实施例1同样地准备了使用抗拉强度为980mpa的钢板且在一部分具有切口凹部的板c，以及使用了强度为275mpa的al板或590mpa的钢板的板d，并以表2所示的组合使板c与板d叠合而制作了拉伸试验片。

试验no.6、7是与实施例1同样以模拟了自攻铆钉(spr)的方式进行了接合的例子，试验no.8、9是通过摩擦搅拌点接合将板c和板d进行了接合的例子。

表2表示将各试验片与实施例1同样地进行了拉伸试验的结果，但是根据试验片有无切口凹部，能够得到与实施例1同样的结果。

[表2]

产业上的可利用性

根据本发明的重叠接合构造，由于能够抑制重叠部的基于非熔融接合机构的接合部以接合部的孔为起点而断裂，因此能够在产业上利用。

符号的说明

sp：基于非熔融接合机构的接合部(接合部)；

mj：机械式接合机构；

1、7：重叠接合部件；

3：b柱(重叠接合部件、汽车零件)；

4：上边梁(重叠接合部件、汽车零件)；

5：保险杠(重叠接合部件、汽车零件)；

6：b柱外侧加强件(重叠接合部件、汽车零件)；

10：板状部件(板部件)；

11：板状部件的凸缘部；

20、710、720：帽形部件、第1帽形部件、第2帽形部件；

21、711、721：立起壁部；

22、24、25、26、271、272、281、282、283、284、712、722：凸缘片(凸缘)；

22a、24a、251a、252a、261a、262a、27a、281a、282a、282a、283a、712a、722a：连接部；

22u、24u、251u、252u、261u、262u、27u、281u、282u、283u、712u、722u：切口凹部；

22b、24b、722b：立起壁部侧凸缘端部的弯曲起点；

22c、24c：凸缘的外侧端部(重叠部的端部)；

30：机械式接合机构插通的孔；

310：内侧加强件(第1构造部件)；

320：外侧加强件(第2构造部件)；

322、422、424、522、622：凸缘片、侧壁片；

322a、422a、424a、522a、622a：连接部；

322u、422u、424u、522u、622u：切口凹部；

410：内侧加强件(第1构造部件)；

420：外侧加强件(第2构造部件)；

510：保险杠内侧加强件；

520：保险杠外侧加强件；

610：b柱外侧加强件；

620：加强部件。