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特開2023-129211異種材料接合体及び異種材料接合体の製造方法、並びにスタッド付きアルミニウム部材
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023129211
(43)【公開日】2023-09-14
(54)【発明の名称】異種材料接合体及び異種材料接合体の製造方法、並びにスタッド付きアルミニウム部材
(51)【国際特許分類】
   F16B 5/04 20060101AFI20230907BHJP
   F16B 19/06 20060101ALI20230907BHJP
   F16B 19/08 20060101ALI20230907BHJP
   F16B 5/08 20060101ALI20230907BHJP
   B23K 11/20 20060101ALI20230907BHJP
   B23K 11/11 20060101ALI20230907BHJP
   B23K 26/21 20140101ALI20230907BHJP
【FI】
F16B5/04 C
F16B19/06
F16B19/08 A
F16B5/08 A
B23K11/20
B23K11/11 540
B23K26/21 N
【審査請求】未請求
【請求項の数】30
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022133579
(22)【出願日】2022-08-24
(31)【優先権主張番号】P 2022033876
(32)【優先日】2022-03-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】今村 美速
(72)【発明者】
【氏名】中原 拓巳
(72)【発明者】
【氏名】橋本 成一
(72)【発明者】
【氏名】今井 智恵子
【テーマコード(参考)】
3J001
3J036
4E165
4E168
【Fターム(参考)】
3J001FA03
3J001GA02
3J001GA03
3J001GB01
3J001JD04
3J001JD07
3J001JD11
3J001KA11
3J001KA24
3J001KB01
3J036AA04
3J036BA02
3J036CA01
3J036EA02
4E165AA01
4E165AA02
4E165AA12
4E165AA32
4E165AB23
4E165BB02
4E165BB12
4E168BA02
4E168BA04
4E168CB03
4E168DA23
4E168DA24
4E168DA28
4E168DA29
(57)【要約】
【課題】異種材料同士が強固に接合され、しかも、優れた耐食性を確保できる異種接合補強部材及び異種接合補強部材の製造方法を提供する。
【解決手段】異種材料接合体100は、アルミニウム材11に鋼製のスタッド部材13が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材150と、鋼材15とが互いに溶融接合されている。スタッド部材13は、頭部31と軸部33とを有する。軸部33は、アルミニウム材11を板厚方向に貫通してアルミニウム材11から突出し、突出した軸部33の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成される。頭部31のアルミニウム材11に対向する裏側面は、アルミニウム材とかしめ接合される。軸部33の先端と鋼材15とは、アルミニウム材11と鋼材15との間に所望の間隔の隙間を形成して溶融溶接されている。
【選択図】図9
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに溶融接合された異種材料接合体であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部とを有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成され、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記軸部の先端と前記鋼材とは、前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成して溶融溶接されている、
異種材料接合体。
【請求項2】
前記拡径部は、前記軸部の先端を径方向外側へ膨出させた膨出部である、
請求項1に記載の異種材料接合体。
【請求項3】
アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに溶融接合された異種材料接合体であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部を有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成され、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記頭部と前記鋼材とは、前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成して溶融溶接されている、
異種材料接合体。
【請求項4】
アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに溶融接合された異種材料接合体であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部を有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成され、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記スタッド部材には、前記軸部の軸方向に沿って前記頭部と前記軸部とを貫通する貫通孔が形成され、
前記頭部と前記鋼材とは、前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成して溶融溶接されている、
異種材料接合体。
【請求項5】
前記スタッド部材の少なくとも前記アルミニウム材との接触面には、化成皮膜が形成されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の異種材料接合体。
【請求項6】
前記化成皮膜は三価クロム膜を含む、請求項5に記載の異種材料接合体。
【請求項7】
前記溶融溶接による溶接部は、ナゲットである、
請求項1から4のいずれか1項に記載の異種材料接合体。
【請求項8】
前記溶融溶接による溶接部は、環状のビードである、
請求項1から4のいずれか1項に記載の異種材料接合体。
【請求項9】
前記隙間は、0.5mm~1.5mmである、
請求項1から4のいずれか1項に記載の異種材料接合体。
【請求項10】
前記スタッド部材は、前記アルミニウム材の平面視において千鳥状の複数箇所に配置されている、
請求項1から4のいずれか1項に記載の異種材料接合体。
【請求項11】
前記アルミニウム材は、中空断面形状の本体部と、前記本体部の外側に突出する少なくとも1つ以上の板状フランジ部とを有するアルミニウム押出材の前記板状フランジ部である、請求項1から4のいずれか1項に記載の異種材料接合体。
【請求項12】
アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられ、前記スタッド部材が鋼材に溶融溶接されるスタッド付きアルミニウム部材であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部を有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成され、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記頭部の前記軸部とは反対側の表側面に、前記軸部の軸方向に突出する突起部が設けられている、
スタッド付きアルミニウム部材。
【請求項13】
前記突起部は、前記頭部の表側面の少なくとも3箇所に設けられている、
請求項12に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
【請求項14】
前記突起部は、前記頭部の表側面に環状に設けられている、
請求項12に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
【請求項15】
前記スタッド部材には、前記軸部の軸方向に沿って、前記頭部と前記軸部とを貫通する貫通孔が形成されている、請求項12に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
【請求項16】
アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられ、前記スタッド部材が鋼材に溶融溶接されるスタッド付きアルミニウム部材であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部を有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記軸部の先端に、軸方向内側に窪む凹み部が形成されている、
スタッド付きアルミニウム部材。
【請求項17】
前記凹み部は、前記軸部の先端に向かうほど拡径するテーパ状の内周面を有する、
請求項16に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
【請求項18】
前記凹み部の底部には、軸方向に突出する突出部が形成されている、
請求項16に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
【請求項19】
前記突出部の先端は、平坦面又は曲面のいずれかである、
請求項18に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
【請求項20】
前記スタッド部材の少なくとも前記アルミニウム材との接触面には、化成皮膜が形成されている、請求項12から19のいずれか1項に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
【請求項21】
前記化成皮膜は三価クロム膜を含む、請求項20に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
【請求項22】
アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに接合された異種材料接合体の製造方法であって、
頭部と軸部を有する前記スタッド部材の前記軸部を前記アルミニウム材に打ち込み、前記アルミニウム材を貫通した前記軸部の先端を前記アルミニウム材から突出させ、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がる拡径部を形成するとともに、前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面を、前記アルミニウム材とかしめ接合し、
前記軸部の先端と前記鋼材とを重ね合わせて前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成しつつ、前記軸部と前記鋼材とを溶融溶接する、
異種材料接合体の製造方法。
【請求項23】
前記スタッド部材よりも高い強度を有する前記鋼材を用い、
前記スタッド部材の前記軸部の先端を前記鋼材に押し当てながら抵抗スポット溶接して前記軸部を軸方向に圧縮し、前記軸部の先端に径方向外側へ膨出させた拡径膨出部を形成する、
請求項22に記載の異種材料接合体の製造方法。
【請求項24】
アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに接合された異種材料接合体の製造方法であって、
頭部と軸部を有する前記スタッド部材の前記軸部を前記アルミニウム材に打ち込み、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通した前記軸部の先端を前記アルミニウム材から突出させ、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がる拡径部を形成するとともに、前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面を、前記アルミニウム材とかしめ接合させ、
前記頭部と前記鋼材とを重ね合わせて、前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成しつつ、前記頭部と前記鋼材とを溶融溶接する、
異種材料接合体の製造方法。
【請求項25】
前記溶融溶接は抵抗スポット溶接である、請求項22から24のいずれか1項に記載の異種材料接合体の製造方法。
【請求項26】
前記溶融溶接はレーザ溶接である、請求項22から24のいずれか1項に記載の異種材料接合体の製造方法。
【請求項27】
前記溶融溶接と同時に前記スタッド部材を前記軸部の軸方向に圧縮して、前記スタッド部材の前記軸部の先端を前記隙間に膨出させる、
請求項22から24のいずれか1項に記載の異種材料接合体の製造方法。
【請求項28】
前記軸部の先端に軸部外周面に沿った環状薄肉部が形成された前記スタッド部材を用い、
前記軸部を前記アルミニウム材に貫通させた後、前記軸部の先端を軸方向に圧縮して前記環状薄肉部を拡径させる、
請求項22から24のいずれか1項に記載の異種材料接合体の製造方法。
【請求項29】
前記軸部の先端に外周面に沿った環状薄肉部が形成された前記スタッド部材を用い、
前記軸部を前記アルミニウム材に貫通させた後、前記頭部と前記鋼材とを重ね合わせ、前記軸部の先端と前記鋼材とを一対のスポット溶接用電極により挟み込んでスポット溶接する、
請求項22から24のいずれか1項に記載の異種材料接合体の製造方法。
【請求項30】
複数の前記スタッド部材を前記アルミニウム材へ同時に打ち込む工程を有し、
前記工程では、前記アルミニウム材における前記スタッド部材に隣接する他の前記スタッド部材との間を含む周囲領域を、プレス面が平坦な金型で面圧縮する、
請求項22から24のいずれか1項に記載の異種材料接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、異種材料接合体及び異種材料接合体の製造方法、並びにスタッド付きアルミニウム部材に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、自動車等の車両には、車体の下部における両脇部に、いわゆるサイドシルと呼ばれる構造部材が前後方向に沿って設けられている。このサイドシルとしては、エネルギー吸収特性を高めるために、閉断面構造を有するアルミニウム押出材からなる補強部材を備えたものがある。このようなサイドシルでは、アルミニウム押出材からなる補強部材を、通常の自動車の車体として元々汎用されている鋼板又は型鋼等の鋼材に異種接合する必要がある。
【0003】
特許文献1には、アルミニウムを主成分とする板材側からセルフピアスリベット(SPR:Self Piercing Riveting)を打ち込み、鉄を主成分とする板材中でセルフピアスリベットにおける突起部を拡開させることにより、鉄を主成分とする板材とアルミニウムを主成分とする板材とを接合する技術が開示されている。
【0004】
また、特許文献2には、軽合金製板材と鋼製板材との異種金属の接合体において、軽合金製板材に鋼製板材側へ突出する凸部が鋼製板材にスポット溶接され、凸部によって形成された隙間に電着塗装が施され、さらに、隙間がシールされていることが示されている。
【0005】
さらに、特許文献3には、異なる材料からなる第1部材と第2部材とがリベットによって離間して配置された接合構造体が示されている。この接合構造体では、第1部材と第2部材の少なくとも一方において、対向する側の反対側の面に樹脂が設けられて水分の浸入が阻止され、錆や腐食、電食の発生が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2008-267594号公報
【特許文献2】特開2012-652号公報
【特許文献3】特開2016-148447号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献1に記載の技術は、異種接合として一般に採用されているが、セルフピアスリベットは接合時にアルミニウム材および鋼材に穴明と成形を施す接合方法であるため、大きな荷重(数ton)を付与する必要がある。このため、接合部周辺のアルミニウム材および鋼材に歪が生じて平坦性が失われてしまう。
【0008】
また、特許文献2に記載の技術は、スポット溶接される凸部によって軽合金製板材と鋼製板材との間に隙間を形成するため、材料の機械的特性や加工精度(凸加工)により隙間の寸法にばらつきが生じやすい。このため、隙間への安定した電着塗装が困難である。
【0009】
特許文献3に記載の技術では、部材間の隙間を精度よく形成することが可能である。しかし、この部材間の隙間(離間距離)は、樹脂の流動・充填を行うために大きく設定する必要があり、これにより、モーメントが集中することで応力集中が発生し、強度低下の原因となる。したがって、形成した部材間の隙間に補強部材を配置しなければならない。
【0010】
本発明は上記の問題を解決したものであり、異種材料同士が強固に接合され、しかも、優れた耐食性を確保できる異種材料接合体及び異種材料接合体の製造方法、並びにスタッド付きアルミニウム部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は下記の構成からなる。
(1) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに溶融接合された異種材料接合体であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部とを有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成され、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記軸部の先端と前記鋼材とは、前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成して溶融溶接されている、
異種材料接合体。
(2) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに溶融接合された異種材料接合体であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部を有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成され、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記頭部と前記鋼材とは、前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成して溶融溶接されている、
異種材料接合体。
(3) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに溶融接合された異種材料接合体であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部を有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成され、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記スタッド部材には、前記軸部の軸方向に沿って前記頭部と前記軸部とを貫通する貫通孔が形成され、
前記頭部と前記鋼材とは、前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成して溶融溶接されている、
異種材料接合体。
(4) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられ、前記スタッド部材が鋼材に溶融溶接されるスタッド付きアルミニウム部材であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部を有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成され、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記頭部の前記軸部とは反対側の表側面に、前記軸部の軸方向に突出する突起部が設けられている、
スタッド付きアルミニウム部材。
(5) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられ、前記スタッド部材が鋼材に溶融溶接されるスタッド付きアルミニウム部材であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部を有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記軸部の先端に、軸方向内側に窪む凹み部が形成されている、
スタッド付きアルミニウム部材。
(6) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに接合された異種材料接合体の製造方法であって、
頭部と軸部を有する前記スタッド部材の前記軸部を前記アルミニウム材に打ち込み、前記アルミニウム材を貫通した前記軸部の先端を前記アルミニウム材から突出させ、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がる拡径部を形成するとともに、前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面を、前記アルミニウム材とかしめ接合し、
前記軸部の先端と前記鋼材とを重ね合わせて前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成しつつ、前記軸部と前記鋼材とを溶融溶接する、
異種材料接合体の製造方法。
(7) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに接合された異種材料接合体の製造方法であって、
頭部と軸部を有する前記スタッド部材の前記軸部を前記アルミニウム材に打ち込み、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通した前記軸部の先端を前記アルミニウム材から突出させ、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がる拡径部を形成するとともに、前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面を、前記アルミニウム材とかしめ接合させ、
前記頭部と前記鋼材とを重ね合わせて、前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成しつつ、前記頭部と前記鋼材とを溶融溶接する、
異種材料接合体の製造方法。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、異種材料同士が強固に接合され、しかも、優れた耐食性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1図1は、第1構成例に係る異種材料接合体の斜視図である。
図2図2は、第1構成例に係る異種材料接合体のフランジ部と鋼材との接合箇所における長手方向に直交する断面図である。
図3図3は、第1構成例に係る異種材料接合体のフランジ部と鋼材との接合箇所における長手方向の断面図である。
図4図4は、電着塗装を施した異種材料接合体のフランジ部と鋼材との接合箇所における横断面図である。
図5図5は、フランジ部へスタッド部材を接合させるかしめ接合工程を説明するスタッド部材の配列方向に沿う断面図である。
図6図6は、スタッド部材が接合されたフランジ部におけるスタッド部材の配列方向に沿う断面図である。
図7図7は、フランジ部にスタッド部材がかしめられたアルミニウム押出材の斜視図である。
図8図8は、スタッド部材を鋼材へ溶接するスポット溶接工程を説明する溶接個所の断面図である。
図9図9は、他の構成例を説明するフランジ部と鋼材との接合箇所における横断面図である。
図10図10は、他の構成例を説明する異種材料接合体の正面図である。
図11図11は、第2構成例に係る異種材料接合体のフランジ部と鋼材との接合箇所における長手方向に直交する方向の断面図である。
図12図12は、第2構成例に係る異種材料接合体のフランジ部と鋼材との接合箇所における長手方向の断面図である。
図13図13は、スタッド部材を鋼材へ溶接するスポット溶接工程を説明する溶接個所の断面図である。
図14図14は、他の構成例を説明するフランジ部と鋼材との接合箇所における横断面図である。
図15図15は、他の構成例を説明するスタッド部材のかしめ箇所におけるフランジ部の横断面図である。
図16図16は、スタッド部材を鋼材へ溶接するスポット溶接工程を説明する溶接個所の断面図である。
図17図17は、金型とポンチを用いたプレス工程によりスタッド部材の軸部に拡径部を形成する工程を示す断面図である。
図18A図18Aは、凹み部を有する軸部の先端の一部に突出片が形成されたスタッド部材の断面図である。
図18B図18Bは、図18Aに示すスタッド部材を下方から見た平面図である。
図19A図19Aは、突出片の形成手順を示す工程説明図である。
図19B図19Bは、突出片の形成手順を示す工程説明図である。
図19C図19Cは、突出片の形成手順を示す工程説明図である。
図20図20は、図19A図19Cに示すダイスの上部に形成された溝構造を示す説明図である。
図21図21は、スタッド部材と鋼材とをレーザ溶接する工程を示す断面図である。
図22図22は、貫通孔を有するスタッド部材と鋼材とをレーザ溶接する工程を示す断面図である。
図23図23は、スタッド部材の頭部を鋼材に接合した場合の電着塗装領域を示す断面図である。
図24図24は、プロジェクションを有するスタッド部材を頭部側から見た斜視図である。
図25図25は、図24に示すスタッド部材の軸部側から見た斜視図である。
図26図26は、図24のXXVI-XXVI線に沿ったスタッド部材の断面図である。
図27A図27Aは、スタッド部材を鋼板のエンボスに位置決めした様子を示す断面図である。
図27B図27Bは、スタッド部材を鋼板に設けた突起に位置決めした様子を示す断面図である。
図28図28は、他の構成のスタッド部材の断面図である。
図29A図29Aは、軸部の先端の凹み部に軸方向に突出する突起部を設けたスタッド部材の斜視図である。
図29B図29Bは、図29AのXXIX-XXIX線に沿ったスタッド部材の断面図である。
図30A図30Aは、軸部の先端の凹み部に軸方向に突出する突起部を設けたスタッド部材の斜視図である。
図30B図30Bは、図30AのXXX-XXX線に沿ったスタッド部材の断面図である。
図31図31は、他の構成例を説明する異種接合補強部材のフランジ部と鋼材との接合箇所におけるスタッド部材の配列方向に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(第1構成例)
まず、第1構成例に係る異種材料接合体について説明する。
図1は、第1構成例に係る異種材料接合体100の斜視図である。
【0015】
図1に示すように、第1構成例に係る異種材料接合体100は、アルミニウム材であるアルミニウム押出材11に鋼製のスタッド部材13が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材150と、鋼材15とが互いに溶融接合された異種接合補強部材である。つまり、アルミニウム押出材11と鋼材15とは、スタッド部材13によって接合されている。この異種材料接合体100は、例えば、サイドシルと呼ばれる構造部材として自動車等の車両に設けられ、車体の下部における両脇部に、車両の前後方向(進行方向)に沿って組付けられる。
【0016】
アルミニウム押出材11は、厚さ(板厚)が2mm~5mm程度の矩形の中空断面を有するアルミニウム又はアルミニウム合金を素材とした中空押出材から構成される。アルミニウム押出材11は、本体部21と、フランジ部23とを有する。本体部21は、2つの矩形状の中空部25を有する中空断面形状に形成されている。フランジ部23は、板状に形成されており、本体部21の外形から突出されて押出材の長手方向にわたって設けられている。フランジ部23は、本体部21の長手方向に直交する断面視における一端側において、両側方へ突出されている。なお、アルミニウム押出材11としては、1つの中空部25を有する本体部21を備えたものでもよく、また、3つ以上の中空部25を有する本体部21を備えたものでもよい。また、アルミニウム押出材11は、1つのフランジ部23を有するものでもよい。
【0017】
アルミニウム押出材11として使用されるアルミニウム合金の種類は、強度が優れ、より薄肉化が可能である点で、JIS又はAAの規格における5000系、6000系、7000系などのアルミ合金が適用される。これらのアルミニウム合金の中空押出材は、鋳造(DC鋳造法や連続鋳造法)、均質化熱処理、熱間押出、溶体化及び焼入れ処理、必要により人工時効処理、などの調質処理を適宜組み合わせて製造される。アルミニウム押出材11は、アルミニウム合金による押出成形により製造することにより、軽量化を図れる。
【0018】
図2は、第1構成例に係る異種材料接合体100のフランジ部23と鋼材15との接合箇所における長手方向に直交する方向の断面図である。図3は、第1構成例に係る異種材料接合体100のフランジ部23と鋼材15との接合箇所における長手方向の断面図である。
【0019】
図2及び図3に示すように、スタッド部材13は、頭部31と、軸部33とを有する。頭部31は、軸部33より大径の略円板形状であり、軸部33は、頭部31の中心から軸方向に突出する略円柱形状である。また、軸部33の先端は、軸方向に直交する平坦面になっている。
【0020】
スタッド部材13の軸部33は、アルミニウム押出材11のフランジ部23の厚さよりも長い軸長を有する。この軸部33は、フランジ部23を板厚方向に貫通して、フランジ部23から突出している。そして、スタッド部材13は、頭部31の裏側面31aに形成された環状溝34にアルミニウム材が塑性流動することで、アルミニウム押出材11とかしめ接合されている。
【0021】
鋼材15は、例えば、一般的に自動車の車体で元々汎用されている圧延薄板、厚板もしくは型鋼等の鋼材である。本例の鋼材15は鋼板である。
【0022】
鋼材15は、アルミニウム押出材11にかしめ接合されたスタッド部材13の突出側に配置される。そして、鋼材15とスタッド部材13の軸部33の先端とがスポット溶接される。これにより、異種金属材料であるアルミニウム押出材11と鋼材15とがスタッド部材13によって互いに接合された異種材料接合体100が形成される。また、抵抗スポット溶接によって高い接合強度を短時間で実現でき、生産性を向上できる。
【0023】
この異種材料接合体100は、スタッド部材13の頭部31の裏側面31aと鋼材15との間に、一定の隙間G1が形成されている。この隙間G1は、アルミニウム押出材11のフランジ部23の厚さよりも大きな隙間である。したがって、アルミニウム押出材11のフランジ部23と鋼材15との間においても一定の隙間G2が形成されている。隙間G1、G2の寸法は任意であり、所望の間隔に制御できる。即ち、隙間G1,G2を場所によらずに一定の寸法に設定することができ、鋼材15が曲面を有する場合等では、場所によって変化する設計通りの寸法に設定できる。
【0024】
図4は、電着塗装を施した異種材料接合体100のフランジ部23と鋼材15との接合箇所における横断面図である。図4に示すように、異種材料接合体100に対して電着塗装を実施すると、アルミニウム押出材11の外表面、鋼材15の外表面及びスタッド部材13の頭部31の外面に塗膜Cが形成される。このとき、アルミニウム押出材11のフランジ部23と鋼材15との間に隙間G2が形成されているので、この隙間G2へ塗料が円滑に回り込む。したがって、この隙間G2を形成するフランジ部23の表面、鋼材15の表面及びスタッド部材13の軸部33の露出した外周面にも良好に塗膜Cが形成される。塗膜Cとしては、例えば、三価クロメート(三価クロム膜)等を含む化成皮膜が好ましい。三価クロメートを用いることで、例えば200℃以上の高温でもクラックが生じにくくなり、耐食性の低下を抑えられる。
【0025】
電着塗装された異種材料接合体100では、電着塗装がムラなく施されるので、水分の侵入による腐食の発生を効果的に抑制できる。なお、アルミニウム押出材11のフランジ部23と鋼材15との隙間G2は、塗料の流動性確保及び異種材料接合体100の強度確保の観点から、0.5mm~1.5mmであるのが好ましい。
【0026】
次に、異種材料接合体100の製造方法について説明する。
【0027】
(かしめ接合工程)
図5は、フランジ部23へスタッド部材13を接合させるかしめ接合工程を説明するスタッド部材13の配列方向に沿う断面図である。図6は、スタッド部材13が接合されたフランジ部23におけるスタッド部材13の配列方向に沿う断面図である。図7は、フランジ部23にスタッド部材13がかしめられたアルミニウム押出材11の斜視図である。
【0028】
まず、アルミニウム押出材11のフランジ部23に、スタッド部材13をかしめ接合する。スタッド部材13をフランジ部23へかしめ接合する際には、複数のスタッド部材13をフランジ部23へ同時にかしめるのが好ましい。
【0029】
図5に示すように、複数のスタッド部材13をフランジ部23へ同時にかしめるには、平状金型41を用いる。平状金型41は、メス型43とオス型45から構成される。メス型43は、オス型45の下方に配置される。
【0030】
メス型43は、複数の孔部47を有しており、上面が平坦に形成されている。このメス型43には、上面にアルミニウム押出材11のフランジ部23が配置される。オス型45は、複数の保持凹部49を有しており、下面が平坦に形成されている。保持凹部49は、スタッド部材13の頭部31の厚さと略同一の深さを有している。
【0031】
平状金型41によってアルミニウム押出材11のフランジ部23にスタッド部材13をかしめ接合するには、まず、メス型43の上面にアルミニウム押出材11のフランジ部23を配置させる。次に、保持凹部49にスタッド部材13の頭部31を嵌め込んで保持させたオス型45でプレスする。すると、スタッド部材13の軸部33がフランジ部23に打ち込まれ、フランジ部23の軸部33に対応する部分が軸部33により打ち抜かれ、メス型43の孔部47内に排出される。これにより、図6及び図7に示すように、アルミニウム押出材11のフランジ部23に複数のスタッド部材13が同時に打ち込まれ、複数のスタッド部材13がフランジ部23にかしめられたスタッド付きアルミニウム部材150が得られる。フランジ部23にかしめられたスタッド部材13は、その軸部33の先端がフランジ部23を貫通して突出した状態となる。
【0032】
この平状金型41によってフランジ部23にスタッド部材13をかしめると、スタッド部材13の周囲及び隣接するスタッド部材13の間において、アルミニウム押出材11のフランジ部23が、メス型43の上面及びオス型45の下面によって面圧縮される。つまり、アルミニウム押出材11における、スタッド部材13とこれに隣接する他のスタッド部材13との間を含む周囲領域を、プレス面が平坦な金型(メス型43、オス型45)で面圧縮する。これにより、アルミニウム押出材11のフランジ部23は、リストライク(再成形による形状矯正)されて平坦性を確保できる。なお、平状金型41によるスタッド部材13の打ち込みと同時に、フランジ部23を所望の形状にトリミングすることもでき、その場合、軽量化が図れる。
【0033】
(スポット溶接工程)
図8は、スタッド部材13を鋼材15へ溶接するスポット溶接工程を説明する溶接個所の断面図である。
図8に示すように、スタッド部材13のかしめを完了したスタッド付きアルミニウム部材150におけるスタッド部材13の軸部33の突出側に鋼材15を配置して、鋼材15とアルミニウム押出材11のフランジ部23とを板厚方向に重ね合わせる。そして、スタッド部材13の位置を一対の溶接電極51,53同士の間に挟み込ませ、溶接電極51,53によって加圧しながら溶接電極51,53に溶接電流を流す。これにより、スタッド部材13の頭部31の裏側面31aと鋼材15との間隔が一定となるように、スタッド部材13の軸部33の先端と鋼材15とをスポット溶接する。
【0034】
すると、軸部33と鋼材15との間にナゲット(抵抗スポット溶接の溶融部)30が形成され、異種金属材料であるアルミニウム押出材11と鋼材15とがスタッド部材13によって互いに接合される。これにより、アルミニウム押出材11のフランジ部23と鋼材15との間に一定の隙間G2が形成された異種材料接合体100が得られる。この工程では、アルミニウム押出材11とスタッド部材13とが互いに一体に接合したスタッド付きアルミニウム部材150を鋼材15に接合する工程となる。したがって、アルミニウム押出材11のハンドリング性が向上して、鋼材との接合の施工性を高められる。
【0035】
以上、本構成例の異種材料接合体100によれば、スタッド部材13をかしめ接合でアルミニウム押出材11のフランジ部23に接合して鋼材15にスポット溶接することで、フランジ部23と鋼材15との間に電着塗装の塗料が流動できる一定の隙間G2を確保できる。
【0036】
この隙間G2は、スタッド部材13の頭部31の裏側面31aと鋼材15とで一定の距離が寸法決めして確保できるため、アルミニウム押出材11のフランジ部23の肉厚にばらつきがあっても精度よく確保できる。このように、鋼材15とアルミニウム押出材11のフランジ部23との間に一定の隙間G2を精度よく保持しつつ接合できるため、電着塗装の塗料をムラなく回り込ませることができる。これにより、電着塗装の実施後に接合箇所への水分の侵入を十分に抑制して、腐食の発生を効果的に抑制できる。
【0037】
また、スタッド部材13は、軸部33の先端が平坦であるので、フランジ部23へ打ち込んでかしめる際に、スタッド部材13の倒れを抑制できる。
【0038】
次に、他の構成例について説明する。
図9に示す構成例では、鋼材15がスタッド部材13の強度よりも高い強度を有しており、スタッド部材13の軸部33の先端が隙間G2の部分に膨出する拡径膨出部33aを有している。鋼材15として、例えば、ケイ素(Si)やマンガン(Mn)などを含む高強度鋼材(ハイテン鋼)が用いられる。
【0039】
この構成例における拡径膨出部33aを形成するには、スタッド部材13の強度よりも高い強度を有する鋼材15をスタッド部材13の軸部33の突出側に配置し、スポット溶接時にスタッド部材13の軸部33を軸圧縮させる。これにより、スタッド部材13の軸部33の先端部分を、抵抗発熱溶接部(ナゲット)の周囲の熱によって軟化させ、隙間G2の部分に拡径して膨出させる。
【0040】
この構成例によれば、隙間G2の部分においてスタッド部材13の先端に拡径膨出部33aを形成することにより、プッシュアウト荷重の負荷時における抜けの抑制効果がより高められる。
【0041】
図10に示す構成例では、アルミニウム押出材11のフランジ部23に、平面視において、スタッド部材13が千鳥状に配置されている。つまり、スタッド部材13は、フランジ部23の縁部からの距離Lを互いに異ならせて配置されている。
【0042】
この構成例によれば、打ち込み箇所がスタッド部材13の配列方向と交差する方向に分散されるので、外力が作用した際のフランジ部23の変形を抑制できる。また、鋼材15への接合箇所もスタッド部材13の配列方向と交差する方向に分散されるので、フランジ部23と鋼材15の平坦性が維持されやすくなる。
【0043】
(第2構成例)
次に、第2構成例に係る異種材料接合体について説明する。
なお、上記第1構成例と同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
図11は、第2構成例に係る異種材料接合体200のフランジ部23と鋼材15との接合箇所における長手方向に直交する方向の断面図である。図12は、第2構成例に係る異種材料接合体200のフランジ部23と鋼材15との接合箇所における長手方向の断面図である。
【0044】
図11及び図12に示すように、第2構成例に係る異種材料接合体200では、スタッド部材13は、アルミニウム押出材11のフランジ部23に対して軸部33が逆側から貫通して突出した状態でかしめ接合されている。
【0045】
鋼材15は、アルミニウム押出材11にかしめ接合されたスタッド部材13の頭部31側に配置されている。そして、鋼材15とスタッド部材13の頭部31とが突き合わされてスポット溶接されている。これにより、異種金属材料であるアルミニウム押出材11と鋼材15とがスタッド部材13によって互いに接合された異種材料接合体200が得られる。
【0046】
このスタッド部材13の頭部31の外周面にもムラなく良好に塗膜Cが形成され、水分の侵入による腐食の発生を効果的に抑制できる。なお、アルミニウム押出材11のフランジ部23と鋼材15との間の隙間G3についても、塗料の流動性確保及び異種材料接合体200の強度確保の観点から、0.5mm~1.5mmとするのが好ましい。
【0047】
この異種材料接合体200を製造する場合も、まず、メス型43とオス型45とから構成された平状金型41によってアルミニウム押出材11のフランジ部23にスタッド部材13をかしめ接合する(図5参照)。このとき、メス型43に対して、アルミニウム押出材11のフランジ部23を、異種材料接合体100を製造する場合とは逆向きに配置させる。
【0048】
次に、図13に示すように、スタッド部材13の頭部31側に鋼材15を配置させ、鋼材15とアルミニウム押出材11のフランジ部23とを板厚方向に重ね合わせる。そして、スタッド部材13の位置を一対の溶接電極51,53同士の間に挟み込ませ、溶接電極51,53に溶接電流を流す。これにより、スタッド部材13の頭部31と鋼材15とをスポット溶接する。
【0049】
すると、異種材料接合体であるアルミニウム押出材11と鋼材15とがスタッド部材13によって互いに接合され、アルミニウム押出材11のフランジ部23と鋼材15との間に、スタッド部材13の頭部31によって一定の隙間G3が形成された異種材料接合体200が得られる。頭部31の高さは、一般に規格寸法に設定されていることから、隙間G3を高い精度で形成できる。また、場所毎に隙間G3を異ならせたい場合には、対応する高さの頭部31を有したスタッド部材13を選択すればよい。
【0050】
以上、本構成例の異種材料接合体200によれば、スタッド部材13をかしめ接合でアルミニウム押出材11のフランジ部23に接合して、鋼材15にスポット溶接することで、フランジ部23と鋼材15との間に塗料が流動できる一定の隙間G3を確保できる。
【0051】
この隙間G3は、スタッド部材13の頭部31で一定の距離等の所望の距離が寸法決めして確保できるため、アルミニウム押出材11のフランジ部23の肉厚にばらつきがあっても精度よく確保できる。このように、鋼材15とアルミニウム押出材11のフランジ部23との間に所望の間隔の隙間G3を精度よく保持しつつ接合できるため、塗料をムラなく回り込ませることができる。これにより、電着塗装の実施後に接合箇所への水分の侵入を十分に抑えることができ、腐食の発生を効果的に抑制できる。
【0052】
本構成によれば、特にスタッド部材13の頭部31によって高い寸法精度で隙間G3を形成できる。
【0053】
なお、この第2構成例に係る異種材料接合体200の場合も、平面視において、アルミニウム押出材11のフランジ部23に千鳥状にスタッド部材13を配置するのが好ましい。このように、スタッド部材13を千鳥状に配置すれば、打ち込み箇所をスタッド部材13の配列方向と交差する方向に分散することができ、外力によるフランジ部23の変形を抑制できる。また、鋼材15への接合箇所もスタッド部材13の配列方向と交差する方向に分散されるので、フランジ部23と鋼材15の平坦性を維持できる。
【0054】
<他の構成例>
次に、他の構成例について説明する。
図14に示す構成例では、スタッド部材13Aの軸部33の先端には、径方向外側に広がった拡径部33bが形成されている。これにより、アルミニウム押出材11のフランジ部23がスタッド部材13Aの拡径部33bに係合される。
【0055】
この構成例によれば、スタッド部材13Aの軸部33の先端に拡径部33bが形成されていることにより、プッシュアウト荷重がかかってもアルミニウム押出材11のフランジ部23がスタッド部材13の拡径部33bに係合され、抜けの抑制効果が高められる。
【0056】
この構成例における拡径部33bを形成するには、図15に示すように、軸部33の先端に、軸方向内側に窪む凹み部33cが形成されたスタッド部材13Aを用いるのが好ましい。凹み部33cによって、軸部33の先端の外周には薄肉の環状突起部が形成される。そして、図16に示すようにスタッド部材13Aの位置を一対の溶接電極51,53同士の間に保持して、溶接電極51,53によって加圧しながら溶接電極51,53に溶接電流を流す。このスポット溶接時に、スタッド部材13Aの軸部33の先端の凹み部33cにより形成された環状突起部を溶接電極51によって広げて拡径部33bを形成する。
【0057】
このようにスタッド部材13Aの軸部33の先端に凹み部33cを設けることにより、スポット溶接時の抵抗発熱及び加圧でスタッド部材13Aの先端を径方向外側へ容易に広げられる。なお、軸部33の先端側の溶接電極51としては、先端形状がR形状の電極を用いるのが好ましく、これにより、凹み部33cの外輪部分を容易に拡径できる。また、凹み部33cによってスタッド部材13Aが軽量化される。
【0058】
また、図17に示すように、金型61とポンチ63を用いたプレス工程(冷間プレス)により拡径部33bを形成してもよい。金型61には、スタッド部材13Aの頭部31を収容する凹部61aが形成され、ポンチ63の先端面63aには、軸方向外側に突出する湾曲面が形成されている。スタッド部材13Aは、軸部33をアルミニウム押出材11に貫通させておき、頭部31を金型61の凹部61aに配置する。そして、不図示の加圧機構によりポンチ63を金型61に向けて移動させて、スタッド部材13Aを軸部33の軸方向に圧縮する。これにより、軸部33の先端には、径方向外側へ膨出した拡径部33bが形成される。
【0059】
さらに、図18Aに示すように、凹み部33cを有するスタッド部材13Bの軸部33の先端の一部に突出片33dを形成してもよい。図18Bは、図18Aに示すスタッド部材13Bを下方から見た平面図である。突出片33dは、軸部33の先端に凹み部33cにより形成された環状突起部の一部を変形させて形成する。
【0060】
図19A図19Cは、突出片33dの形成手順を示す工程説明図である。図19Aに示すように、アルミニウム押出材11をダイス65の上に配置して、凹み部33cを有するスタッド部材13Bを不図示の加圧機構によりアルミニウム押出材11に押し付ける。そして、図19Bに示すようにスタッド部材13Bの軸部33によりアルミニウム押出材11を打ち抜く。打ち抜いたブランク67はダイス65の内側空間を通じて排出される。
【0061】
図20は、図19A図19Cに示すダイス65の上部に形成された溝構造を示す説明図である。ダイス65の上部には、スタッド部材13Bの軸部33の外周面より僅かに大きい内径の開口71が形成され、開口の一部には、開口内周面から径方向内側に突出する凸部73と、径方向外側に凹んで形成される凹部75とが形成されている。凸部73は、凹部75の溝底面でもあり、その径方向内側の縁部73aは直線状となっている。つまり、凸部73は、開口71の水平断面において、開口71の内周面上の2点を結ぶ直線状の縁部73aを有し、この縁部73aが径方向内側に突出している。凹部75は、開口71の径方向外側に水平断面が曲面状の内壁面75aと、凸部73を含む底面75bとを有する。ここでは、凸部73と凹部75は、開口71の中心角を等分した2点に設けているが、中心角をN等分(Nは整数)した複数の位置に設けてもよい。
【0062】
図19Bに示すように、ブランク67を打ち抜いたとき、凸部73にはスタッド部材13の軸部33の先端が突き当たる。そして、図19Cに示すように、スタッド部材13を更にアルミニウム押出材11に押し込むと、頭部31の裏側面31aがアルミニウム押出材11にかしめられる。そして、軸部33の先端に形成された薄肉の環状突起部は、凸部73に押し当てられて変形し、凹部75に塑性流動により押し出されて、突出片33dを形成する。これにより、図18A図18Bに示す軸部33よりも径方向外側に突出した突出片33dと、頭部31との間に、アルミニウム押出材11が板厚方向に挟み込まれる。
【0063】
次に、スタッド部材13と鋼材15とを接合する溶融溶接の他の例を説明する。
図21は、スタッド部材13Bと鋼材15とをレーザ溶接する工程を示す断面図である。この場合、スタッド部材13Bの頭部31に鋼材15を重ね合わせ、鋼材15のスタッド部材13B側とは反対側からレーザ光LBを照射する。レーザ光LBは、COレーザ、YAGレーザ、ファイバーレーザ、ディスクレーザ等の種々のレーザ光源(不図示)からの出射光をビームウォブリングにより例えば円形状に走査する。これにより、鋼材15とスタッド部材13Bの頭部31とを円形状の溶融凝固部(レーザ溶接のビード)77によって相互に接合した異種材料接合体300が得られる。レーザ溶接によれば、自由度の高い接合を容易に実現できる。
【0064】
図22は、貫通孔を有するスタッド部材13Cと鋼材15とをレーザ溶接する工程を示す断面図である。この場合、軸方向に貫通する貫通孔79が形成されたスタッド部材13Cを用いることで、貫通孔79を通じて、レーザ光LBを頭部31と鋼材15との接合位置に照射できる。これによっても、鋼材15とスタッド部材13Cの頭部31とを円形状の溶融凝固部77によって相互に接合した異種材料接合体400が得られる。
【0065】
図23は、スタッド部材13の頭部31を鋼材15に接合した場合の電着塗装領域を示す断面図である。スタッド部材13は、塗膜Cをスタッド部材13の表面全体に施す場合には塗膜形成工程を簡単にできるが、抵抗スポット溶接時に塗膜Cの電気絶縁性のため、良好なナゲット形成が難しくなる。そこで、図23に示すように、塗膜Cをアルミニウム押出材11との接合界面となる軸部33の外周と頭部31の裏側面31aにのみ形成するのが好ましい。
【0066】
<プロジェクション付きスタッド部材>
スタッド部材の表面全体に塗膜を形成しつつ抵抗スポット溶接時の導電性を確保するには、プロジェクションを設けることが有用である。
図24は、プロジェクション81を有するスタッド部材13Dを頭部側から見た斜視図である。図25は、図24に示すスタッド部材13Dの軸部側から見た斜視図である。図26は、図24のXXVI-XXVI線に沿ったスタッド部材13Dの断面図である。このスタッド部材13Dは、頭部31の軸部33側とは反対側の表側面31bに、複数のプロジェクション81を有する。また、頭部31と軸部33には、軸方向に貫通する貫通孔79が形成されている。プロジェクション81は、頭部31の円環状の表側面31bの円周方向に沿って等間隔に、最大の突出高さとなる頂部を有して設けられる。
【0067】
このプロジェクション81を有するスタッド部材13Dによれば、プロジェクション81によって抵抗スポット溶接時の溶接電流を集中させ、鋼材との接合界面における絶縁膜を破壊する。その結果、良好な大きさのナゲットが形成される。また、プロジェクション81は、抵抗スポット溶接時に溶融して消滅するが、これにより生じた溶融部を起点として、周方向及び深さ方向にナゲットが成長するため、接合強度を確実に高められる。また、プロジェクション81が周方向に均等に配置されることから、形成されるナゲットの周方向の偏りが抑えられる。なお、プロジェクション81の数は特に限定されないが、接合相手との接触姿勢が安定するため3つであることが好ましい。
【0068】
本構成のスタッド部材13Dは、プロジェクション81を、頭部31の表側面31bで周方向に沿って離散して配置しているが、周方向に連続するリング状の突起にしてもよい。その場合、接合相手との接合面積を広くでき、周方向に沿って均質なナゲットが形成されやすくなる。
【0069】
以上のように、スタッド部材13Dにプロジェクション81を設けることで、ナゲットの形成位置が固定され、接合強度の安定性及びロバスト性を向上できる。そして、定電流でも大きなナゲットを形成しやすくなり、省電力化に優れた接合が可能になる。
【0070】
また、スタッド部材13Dが貫通孔79を有することで軽量化が図れる。貫通孔79は、スタッド部材13Dの接合時における位置決め用としても活用できる。
図27Aは、スタッド部材13Dを鋼材15のエンボス83に位置決めした様子を示す断面図である。図27Bは、スタッド部材13Dを鋼材15に設けた突起85に位置決めした様子を示す断面図である。
【0071】
図27Aに示すように、鋼材15にエンボス83を形成することで、このエンボス83の凸部にスタッド部材13Dの貫通孔79を位置決めできる。これにより、スタッド部材13Dをエンボス83の位置に正確に配置できる。また、図27Bに示すように、鋼材15上にピン又は樹脂材等の突起85を設けておくことで、この突起85にスタッド部材13Dの貫通孔79を位置決めできる。これにより、スタッド部材13Dを突起85の位置に正確に配置できる。その結果、スタッド部材13Dにより高い位置精度で鋼材15の所望の位置に接合できる。
【0072】
さらに、スタッド部材13Bの貫通孔79は、非破壊検査用のプローブの挿入口として利用できる。例えば、先端にサーチコイルを有するプローブを貫通孔79に挿入して、鋼材15とスタッド部材13Bとの接合状態の良否を検査してもよい。また、鋼材15に超音波振動を付与して、貫通孔79を通して鋼材15の表面にレーザ光を照射して、そのレーザ光の反射から信号から空洞、浮き、傷等を探傷する超音波光探傷法により検査してもよい。
【0073】
<他のスタッド部材の構成例>
図28は、他の構成のスタッド部材の断面図である。このスタッド部材13Eは、軸部33の先端に凹み部33cを有する。凹み部33cは、軸部33の先端に向かうほど拡径するテーパ状の内周面87を有する。このテーパ状の内周面87によって軸部33の先端には、基端側が厚肉で先端側ほど薄肉の環状突起部が形成される。その他の構成は、図15に示すスタッド部材13Aと同様である。
【0074】
本構成のスタッド部材13Eによれば、抵抗スポット溶接又は冷間プレス加工によって軸部33の先端を径方向外側に拡径させた拡径部を形成した場合に、拡径部の体積を増加させて、前述したアルミニウム押出材11のフランジ部23(図14)との係合強度を高められる。また、拡径部のフレア形状を安定化できる。さらに、抵抗スポット溶接時には、接合相手となる不図示の鋼材と環状突起部との接触面積が小さくなり、ナゲットの形成位置を安定させる効果が得られる。
【0075】
図29Aは、軸部33の先端の凹み部33cに軸方向に突出する突出部89を設けたスタッド部材13Fの斜視図である。図29Bは、図29AのXXIX-XXIX線に沿ったスタッド部材13Fの断面図である。このスタッド部材13Fは、上記したスタッド部材13Eの凹み部33cに、先端面が所定の曲率半径を有する曲面(例えば球面)で形成された突出部89を設けた以外は、スタッド部材13Eと同様の構成である。突出部89は、軸部33の中心軸に沿って突出し、その先端が軸部33の外周の先端面91と同じ高さ、又は略同等の高さとなっている。
【0076】
本構成のスタッド部材13Fによれば、凹み部33cの内側に突出部89が形成されるため、抵抗スポット溶接又は冷間プレス加工によって軸部33の先端を径方向外側に拡径させる場合に、拡径させる部分の体積(厚さ、拡径長さ)を更に増加させて、前述したアルミニウム押出材11のフランジ部23(図14)との係合強度を高められる。また、抵抗スポット溶接時には、突出部89が接合相手となる不図示の鋼材との接触し、スタッド部材13Fの姿勢をより安定化できる。また、突出部89を設けることで、溶接電流が集中し、高い接合強度が得られる大きなナゲットが形成されやすくなる。
【0077】
図30Aは、軸部33の先端の凹み部33cに軸方向に突出する突出部93を設けたスタッド部材13Gの斜視図である。図30Bは、図30AのXXX-XXX線に沿ったスタッド部材13Gの断面図である。このスタッド部材13Gは、上記したスタッド部材13Fの突出部89の先端を平坦面にした他は、スタッド部材13Fと同様の構成である。突出部93は、軸部33の中心軸に沿って突出した円錐台形状であり、その先端面は軸部33の外周の先端面91と同じ高さ、又は略同等の高さとなっている。
【0078】
本構成のスタッド部材13Gによれば、凹み部33cの内側に突出部93が形成されるため、上記したように、軸部33の先端を径方向外側に拡径させた拡径部の体積を更に増加させて、前述したアルミニウム押出材11のフランジ部23(図14)との係合強度を高められる。また、抵抗スポット溶接時には、接合相手となる不図示の鋼材と突出部93とが面接触し、冷間プレス時には、金型と突出部93とが面接触するため、スタッド部材13Gの姿勢をより安定化できる。また、突出部93を設けることで、高い接合強度が得られる大きなナゲットが形成されやすくなる。
【0079】
上記した各種のスタッド部材を鋼材15に接合する際、鋼材15に接合するスタッド部材の向きは、軸部33側を鋼材15に接合する箇所と、頭部31側を鋼材に接合する箇所とを混在させてもよい。具体的には、図28に示すように、スタッド部材13をアルミニウム押出材11のフランジ部23へ異なる向きで打ち込み、軸部33と鋼材15及び頭部31と鋼材15をスポット溶接してもよい。このようにすれば、フランジ部23への頭部31の係合によるプッシュアウトの抑制効果の向上と、頭部31による鋼材15とフランジ部23との間の安定した隙間の確保を両立させることができる。
【0080】
このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせること、及び明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
例えば、上記のアルミニウム材としてアルミニウム押出材を例示しているが、アルミニウム材としては、これに限らず、アルミニウム板材、アルミニウム鋳物、アルミニウム展伸材等からなる板状材でもよい。
また、前述したスタッド部材の軸部先端に形成される拡径部33b(図14)、(拡径膨出部33a(図9)、突出片33d(図18A図18B)は、スタッド部材の頭部31の裏側面に形成された環状溝34(図28参照)の最大半径距離と同じ、又はその半径距離を超え、頭部31の半径距離以下の領域まで延びて形成されることが好ましい。また、上記の径方向外側に延びる拡径部33b、拡径膨出部33a、突出片33dは、軸部33の周方向に沿って少なくとも1箇所、又は複数箇所、或いは連続した環状に形成する等、いずれの形態でもよい。
【0081】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに溶融接合された異種材料接合体であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部とを有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成され、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記軸部の先端と前記鋼材とは、前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成して溶融溶接されている、
異種材料接合体。
この異種材料接合体によれば、スタッド部材の軸部がアルミニウム材を貫通して形成された拡径部と鋼材とを溶融溶接することで、アルミニウム材と鋼材との間に所望の隙間を確保できる。この隙間に電着塗装の塗料を流動させることができる。この隙間は、スタッド部材の拡径部によって所望の間隔を確保でき、アルミニウム材の肉厚にばらつきがあっても隙間を精度よく確保できる。このように、鋼材とアルミニウム材とを、精度よく隙間を保持しつつスタッド部材を介して接合できるため、隙間に塗料をムラなく回り込ませることができる。これにより、電着塗装の実施後に接合箇所への水分の侵入が抑えられ、腐食の発生を効果的に抑制できる。また、スタッド部材の軸部の先端が拡径部によって広がっていることにより、プッシュアウト荷重がかかってもアルミニウム材が拡径部に係合され、抜けの抑制効果が高められる。
【0082】
(2) 前記拡径部は、前記軸部の先端を径方向外側へ膨出させた膨出部である、(1)に記載の異種材料接合体。
この異種材料接合体によれば、アルミニウム材と鋼材との隙間でスタッド部材の先端が膨出しているので、アルミニウム材がスタッド部材の頭部と膨出部との間に挟み込まれる。これにより、プッシュアウト荷重の負荷時におけるスタッド部材の抜けの抑制効果が高められる。
【0083】
(3) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに溶融接合された異種材料接合体であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部を有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成され、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記頭部と前記鋼材とは、前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成して溶融溶接されている、
異種材料接合体。
この異種材料接合体によれば、スタッド部材の軸部がアルミニウム材を貫通して拡径部を形成し、スタッド部材の頭部と鋼材とを溶融溶接することで、アルミニウム材と鋼材との間に所望の隙間を確保できる。この隙間に電着塗装の塗料を流動させることができる。この隙間は、スタッド部材の拡径部によって所望の間隔を確保でき、アルミニウム材の肉厚にばらつきがあっても隙間を精度よく確保できる。このように、鋼材とアルミニウム材とを、精度よく隙間を保持しつつスタッド部材を介して接合できるため、隙間に塗料をムラなく回り込ませることができる。これにより、電着塗装の実施後に接合箇所への水分の侵入が抑えられ、腐食の発生を効果的に抑制できる。また、スタッド部材の軸部の先端が拡径部によって広がっていることにより、プッシュアウト荷重がかかってもアルミニウム材が拡径部に係合され、抜けの抑制効果が高められる。
【0084】
(4) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに溶融接合された異種材料接合体であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部を有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成され、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記スタッド部材には、前記軸部の軸方向に沿って前記頭部と前記軸部とを貫通する貫通孔が形成され、
前記頭部と前記鋼材とは、前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成して溶融溶接されている、
異種材料接合体。
この異種材料接合体によれば、スタッド部材に貫通孔が形成されるため、スタッド部材と鋼材との接合部位を、貫通孔を通じて観察可能となる。これにより、例えば貫通孔に非破壊検査用のプローブを挿入することや、超音波光探傷法による反射光の取り出し等が行え、検査の信頼性を向上できる。
【0085】
(5) 前記スタッド部材の少なくとも前記アルミニウム材との接触面には、化成皮膜が形成されている、(1)から(4)のいずれか1つに記載の異種材料接合体。
この異種材料接合体によれば、化成皮膜によって異種材料同士の電食を抑制できる。
【0086】
(6) 前記化成皮膜は、三価クロム膜を含む、(5)に記載の異種材料接合体。
この異種材料接合体によれば、高温でもクラックが生じにくく、耐食性の低下を抑えられる。
【0087】
(7) 前記溶融溶接による溶接部は、ナゲットである、(1)から(4)のいずれか1つに記載の異種材料接合体。
この異種材料接合体によれば、抵抗スポット溶接により高い接合強度を短時間で実現できる。
【0088】
(8) 前記溶融溶接による溶接部は、環状のビードである、(1)から(4)のいずれか1つに記載の異種材料接合体。
この異種材料接合体によれば、レーザ溶接により自由度の高い接合を容易に実現できる。
【0089】
(9) 前記隙間は、0.5mm~1.5mmである、(1)から(4)のいずれか1つに記載の異種材料接合体。
この異種材料接合体によれば、塗料の流動性を確保しつつ、異種材料接合体の強度を確保できる。
【0090】
(10) 前記スタッド部材は、前記アルミニウム材の平面視において千鳥状の複数箇所に配置されている、(1)から(4)のいずれか1つに記載の異種材料接合体。
この異種材料接合体によれば、外力が作用した際のアルミニウム材の変形を抑制できる。また、鋼材への接合箇所もスタッド部材の配列方向と交差する方向に分散されるので、アルミニウム材と鋼材の平坦性が維持されやくなる。
【0091】
(11) 前記アルミニウム材は、中空断面形状の本体部と、前記本体部の外側に突出する少なくとも1つ以上の板状フランジ部とを有するアルミニウム押出材の前記板状フランジ部である、(1)から(4)のいずれか1つに記載の異種材料接合体。
この異種材料接合体によれば、アルミニウム押出材に鋼材を接合した補強材が容易に得られる。
【0092】
(12) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられ、前記スタッド部材が鋼材に溶融溶接されるスタッド付きアルミニウム部材であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部を有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がった拡径部が形成され、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記頭部の前記軸部とは反対側の表側面に、前記軸部の軸方向に突出する突起部が設けられている、
スタッド付きアルミニウム部材。
このスタッド付きアルミニウム部材によれば、アルミニウム材にスタッド部材が固定されるため、ハンドリング性が向上して鋼材との溶融接合の施工性を高められる。また、スタッド部材の軸部の先端が拡径部により広がっているため、プッシュアウト荷重がかかってもアルミニウム材がスタッド部材の拡径部に係合され、抜けの抑制効果が高められる。
【0093】
(13) 前記突起部は、前記頭部の表側面の少なくとも3箇所に設けられている、(12)に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
このスタッド付きアルミニウム部材によれば、スタッド部材の接合相手との接触姿勢が安定する。
【0094】
(14) 前記突起部は、前記頭部の表側面に環状に設けられている、(12)に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
このスタッド付きアルミニウム部材によれば、環状の突起部によって均質な溶融溶接が行われる。
【0095】
(15) 前記スタッド部材には、前記軸部の軸方向に沿って、前記頭部と前記軸部とを貫通する貫通孔が形成されている、(12)に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
このスタッド付きアルミニウム部材によれば、スタッド部材に貫通孔が形成されるため、スタッド部材と鋼材との接合部位を、貫通孔を通じて観察可能となる。これにより、例えば貫通孔に非破壊検査用のプローブを挿入することや、超音波光探傷法による反射光の取り出し等が行え、検査の信頼性を向上できる。
【0096】
(16) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられ、前記スタッド部材が鋼材に溶融溶接されるスタッド付きアルミニウム部材であって、
前記スタッド部材は、頭部と軸部を有し、
前記軸部は、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通して前記アルミニウム材から突出し、
前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面は、前記アルミニウム材とかしめ接合され、
前記軸部の先端に、軸方向内側に窪む凹み部が形成されている、
スタッド付きアルミニウム部材。
このスタッド付きアルミニウム部材によれば、軸部の先端に凹み部が形成されることで、スタッド部材の軽量化が図れる。
【0097】
(17) 前記凹み部は、前記軸部の先端に向かうほど拡径するテーパ状の内周面を有する、(16)に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
このスタッド付きアルミニウム部材によれば、軸部の凹み部にテーパ状の内周面を設けることで、軸部先端の基端側が厚肉で、軸部先端側ほど薄肉の環状突起部を形成できる。
【0098】
(18) 前記凹み部の底部には、軸方向に突出する突出部が形成されている、(16)に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
このスタッド付きアルミニウム部材によれば、凹み部の底部から突出する突出部を設けることで、抵抗スポット溶接又は冷間プレス加工によって軸部の先端を径方向外側に拡径させる場合に、拡径させる部分の体積(厚さ、拡径長さ)を更に増加させ、アルミニウム材との係合強度を高められる。
【0099】
(19) 前記突出部の先端は、平坦面又は曲面のいずれかである、(18)に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
このスタッド付きアルミニウム部材によれば、突出部の先端が平坦面である場合、抵抗スポット溶接時には、接合相手となる鋼材と突出部とが面接触し、冷間プレス時には、金型と突出部とが面接触する。そのため、スタッド部材の姿勢をより安定化できる。また、突出部の先端が曲面である場合、抵抗スポット溶接時には溶接電流が曲面先端に集中して良好なナゲットを形成できる。
【0100】
(20) 前記スタッド部材の少なくとも前記アルミニウム材との接触面には、化成皮膜が形成されている、(12)から(19)のいずれか1つに記載のスタッド付きアルミニウム部材。
このスタッド付きアルミニウム部材によれば、化成皮膜によって異種材料同士の電食を抑制できる。
【0101】
(21) 前記化成皮膜は三価クロム膜を含む、(20)に記載のスタッド付きアルミニウム部材。
このスタッド付きアルミニウム部材によれば、高温でもクラックが生じにくく、耐食性の低下を抑えられる。
【0102】
(22) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに接合された異種材料接合体の製造方法であって、
頭部と軸部を有する前記スタッド部材の前記軸部を前記アルミニウム材に打ち込み、前記アルミニウム材を貫通した前記軸部の先端を前記アルミニウム材から突出させ、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がる拡径部を形成するとともに、前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面を、前記アルミニウム材とかしめ接合し、
前記軸部の先端と前記鋼材とを重ね合わせて前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成しつつ、前記軸部と前記鋼材とを溶融溶接する、
異種材料接合体の製造方法。
この異種材料接合体の製造方法によれば、スタッド部材をアルミニウム材にかしめ接合し、スタッド部材と鋼材とを溶融溶接することで、アルミニウム材と鋼材との間に所望の隙間を確保できる。この隙間に電着塗装の塗料を流動させることができる。この隙間は、スタッド部材の拡径部によって所望の間隔を確保でき、アルミニウム材の肉厚にばらつきがあっても隙間を精度よく確保できる。このように、鋼材とアルミニウム材とを、精度よく隙間を保持しつつスタッド部材を介して接合できるため、隙間に塗料をムラなく回り込ませることができる。これにより、電着塗装の実施後に接合箇所への水分の侵入が抑えられ、腐食の発生を効果的に抑制できる。また、スタッド部材の軸部の先端が拡径部によって広がっていることにより、プッシュアウト荷重がかかってもアルミニウム材が拡径部に係合され、抜けの抑制効果が高められる。
【0103】
(23) 前記スタッド部材よりも高い強度を有する前記鋼材を用い、
前記スタッド部材の前記軸部の先端を前記鋼材に押し当てながら抵抗スポット溶接して前記軸部を軸方向に圧縮し、前記軸部の先端に径方向外側へ膨出させた拡径膨出部を形成する、(22)に記載の異種材料接合体の製造方法。
この異種材料接合体の製造方法によれば、アルミニウム材と鋼材との間の隙間に拡径膨出部を形成でき、これにより、プッシュアウト荷重の負荷時における抜けの抑制効果を高められる。
【0104】
(24) アルミニウム材に鋼製のスタッド部材が取り付けられたスタッド付きアルミニウム部材と、鋼材とが互いに接合された異種材料接合体の製造方法であって、
頭部と軸部を有する前記スタッド部材の前記軸部を前記アルミニウム材に打ち込み、前記アルミニウム材を板厚方向に貫通した前記軸部の先端を前記アルミニウム材から突出させ、突出した前記軸部の先端に径方向外側へ拡がる拡径部を形成するとともに、前記頭部の前記アルミニウム材に対向する裏側面を、前記アルミニウム材とかしめ接合させ、
前記頭部と前記鋼材とを重ね合わせて、前記アルミニウム材と前記鋼材との間に所望の間隔の隙間を形成しつつ、前記頭部と前記鋼材とを溶融溶接する、
異種材料接合体の製造方法。
この異種材料接合体の製造方法によれば、スタッド部材をアルミニウム材にかしめ接合し、スタッド部材と鋼材とを溶融溶接することで、アルミニウム材と鋼材との間に所望の隙間を確保できる。この隙間に電着塗装の塗料を流動させることができる。この隙間は、スタッド部材の拡径部によって所望の間隔を確保でき、アルミニウム材の肉厚にばらつきがあっても隙間を精度よく確保できる。このように、鋼材とアルミニウム材とを、精度よく隙間を保持しつつスタッド部材を介して接合できるため、隙間に塗料をムラなく回り込ませることができる。これにより、電着塗装の実施後に接合箇所への水分の侵入が抑えられ、腐食の発生を効果的に抑制できる。また、スタッド部材の軸部の先端が拡径部によって広がっていることにより、プッシュアウト荷重がかかってもアルミニウム材が拡径部に係合され、抜けの抑制効果が高められる。
【0105】
(25) 前記溶融溶接は抵抗スポット溶接である、(22)から(24)いずれか1つに記載の異種材料接合体の製造方法。
この異種材料接合体の製造方法によれば、抵抗スポット溶接により高い接合強度を短時間で実現できる。
【0106】
(26) 前記溶融溶接はレーザ溶接である、(22)から(24)のいずれか1つに記載の異種材料接合体の製造方法。
この異種材料接合体の製造方法によれば、レーザ溶接により自由度の高い接合を容易に実現できる。
【0107】
(27) 前記溶融溶接と同時に前記スタッド部材を前記軸部の軸方向に圧縮して、前記スタッド部材の前記軸部の先端を前記隙間に膨出させる、(22)から(24)のいずれか1つに記載の異種材料接合体の製造方法。
この異種材料接合体の製造方法によれば、アルミニウム材と鋼材との隙間でスタッド部材の先端が膨出するので、アルミニウム材がスタッド部材の頭部と膨出部との間に挟み込まれる。これにより、プッシュアウト荷重の負荷時におけるスタッド部材の抜けの抑制効果が高められる。
【0108】
(28) 前記軸部の先端に軸部外周面に沿った環状薄肉部が形成された前記スタッド部材を用い、
前記軸部を前記アルミニウム材に貫通させた後、前記軸部の先端を軸方向に圧縮して前記環状薄肉部を拡径させる、(22)から(24)のいずれか1つに記載の異種材料接合体の製造方法。
この異種材料接合体の製造方法によれば、スタッド部材の軸部の先端を径方向外側に拡げることにより、プッシュアウト荷重がかかってもアルミニウム材がスタッド部材の広がり部分に係合され、抜けの抑制効果を高められる。
【0109】
(29) 前記軸部の先端に外周面に沿った環状薄肉部が形成された前記スタッド部材を用い、
前記軸部を前記アルミニウム材に貫通させた後、前記頭部と前記鋼材とを重ね合わせ、前記軸部の先端と前記鋼材とを一対のスポット溶接用電極により挟み込んでスポット溶接する、(22)から(24)のいずれか1つに記載の異種材料接合体の製造方法。
この異種材料接合体の製造方法によれば、スポット溶接時の抵抗発熱及び加圧でスタッド部材の先端を容易に拡径できる。
【0110】
(30) 複数の前記スタッド部材を前記アルミニウム材へ同時に打ち込む工程を有し、
前記工程では、前記アルミニウム材における前記スタッド部材に隣接する他の前記スタッド部材との間を含む周囲領域を、プレス面が平坦な金型で面圧縮する、(22)から(24)のいずれか1つに記載の異種材料接合体の製造方法。
この異種材料接合体の製造方法によれば、スタッド部材の打ち込み時に、アルミニウム材におけるスタッド部材の周囲領域を金型で面圧縮してリストライクされる。これにより、フランジ部の平坦性を確保できる。
【符号の説明】
【0111】
11 アルミニウム押出材(アルミニウム材)
13,13A,13B,13C,13D,13E,13F,13G スタッド部材
15 鋼材
21 本体部
23 フランジ部
25 中空部
30 ナゲット(抵抗スポット溶接の溶融部)
31 頭部
31a 裏側面
31b 表側面
33 軸部
33a 拡径膨出部
33b 拡径部
33c 凹み部
33d 突出片
34 環状溝
41 平状金型
43 メス型
45 オス型
47 孔部
49 保持凹部
51,53 溶接電極
61 金型
61a 凹部
63 ポンチ
63a 先端面
65 ダイス
67 ブランク
69 内側空間
71 開口
73 凸部
73a 縁部
75 凹部
75a 内壁面
75b 底面
77 溶融凝固部(レーザ溶接のビード)
79 貫通孔
81 プロジェクション
83 エンボス
85 突起
87 内周面
89 突出部
91 先端面
93 突出部
100,200,300,400 異種材料接合体
150 スタッド付きアルミニウム部材
C 塗膜
G1,G2,G3 隙間
LB レーザ光
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
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図14
図15
図16
図17
図18A
図18B
図19A
図19B
図19C
図20
図21
図22
図23
図24
図25
図26
図27A
図27B
図28
図29A
図29B
図30A
図30B
図31