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(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】P2024058326
(43)【公開日】2024-04-25
(54)【発明の名称】接合体及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
B23K 9/23 20060101AFI20240418BHJP
B23K 9/007 20060101ALI20240418BHJP
【ＦＩ】
B23K9/23 H
B23K9/007
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022165612
(22)【出願日】2022-10-14
(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】下田 陽一朗
【テーマコード（参考）】
4E001
【Ｆターム（参考）】
4E001AA04
4E001CA01
4E001CB01
(57)【要約】
【課題】異種金属材料からなる部材同士の接合部に、水などの導電性の液体が浸入することを防止でき、これにより電食を防止することができる接合体を提供する。
【解決手段】接合体１０は、内部に閉断面空間Ｓ１が形成されており、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とが当接する当接面３５と、第１の金属部材２１及び第２の金属部材３１のいずれか一方と溶接金属６１とが接触する接触面３６と、を有し、溶接金属６１は、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とを当接面３５において接合している。閉断面空間Ｓ１が第１のシール材７１で充填されることにより、当接面３５のうち、閉断面空間Ｓ１に面する当接面内端部５２は接合体１０の外部から閉塞されている。当接面３５のうち、接合体１０の外部に面する第１外端部５１、及び接触面３６のうち、接合体１０の外部に面する第２外端部５５は、第２のシール材７２で被覆されている。
【選択図】図１
【解決手段】接合体１０は、内部に閉断面空間Ｓ１が形成されており、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とが当接する当接面３５と、第１の金属部材２１及び第２の金属部材３１のいずれか一方と溶接金属６１とが接触する接触面３６と、を有し、溶接金属６１は、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とを当接面３５において接合している。閉断面空間Ｓ１が第１のシール材７１で充填されることにより、当接面３５のうち、閉断面空間Ｓ１に面する当接面内端部５２は接合体１０の外部から閉塞されている。当接面３５のうち、接合体１０の外部に面する第１外端部５１、及び接触面３６のうち、接合体１０の外部に面する第２外端部５５は、第２のシール材７２で被覆されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の金属部材と、
前記第１の金属部材と異なる金属材料からなる第２の金属部材と、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを接合する溶接金属と、
を備え、内部に閉断面空間が形成された接合体であって、
前記閉断面空間の少なくとも一部は、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材で囲まれることにより構成されており、
前記接合体は、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とが当接する当接面と、
前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材のいずれか一方と、前記溶接金属と、が接触する接触面と、を有し、
前記溶接金属は、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを前記当接面において接合しており、
前記閉断面空間の少なくとも一部が第１のシール材で充填されることにより、前記当接面のうち、前記閉断面空間に面する当接面内端部は前記接合体の外部から閉塞されており、
前記当接面のうち、前記接合体の外部に面する第１外端部は、第２のシール材で被覆され、
前記接触面のうち、前記接合体の外部に面する第２外端部は、第３のシール材で被覆されていることを特徴とする、接合体。
前記第１の金属部材と異なる金属材料からなる第２の金属部材と、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを接合する溶接金属と、
を備え、内部に閉断面空間が形成された接合体であって、
前記閉断面空間の少なくとも一部は、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材で囲まれることにより構成されており、
前記接合体は、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とが当接する当接面と、
前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材のいずれか一方と、前記溶接金属と、が接触する接触面と、を有し、
前記溶接金属は、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを前記当接面において接合しており、
前記閉断面空間の少なくとも一部が第１のシール材で充填されることにより、前記当接面のうち、前記閉断面空間に面する当接面内端部は前記接合体の外部から閉塞されており、
前記当接面のうち、前記接合体の外部に面する第１外端部は、第２のシール材で被覆され、
前記接触面のうち、前記接合体の外部に面する第２外端部は、第３のシール材で被覆されていることを特徴とする、接合体。
【請求項2】
前記第１のシール材は、発泡性樹脂を含むことを特徴とする、請求項１に記載の接合体。
【請求項3】
前記閉断面空間は、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材に囲まれることにより構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の接合体。
【請求項4】
前記第３のシール材は、前記第２のシール材と同一の材料からなり、前記第２のシール材に連続して形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の接合体。
【請求項5】
第１の金属部材と、
前記第１の金属部材と異なる金属材料からなる第２の金属部材と、
を備え、内部に閉断面空間が形成され、
前記閉断面空間の少なくとも一部が、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材で囲まれることにより構成された接合体の製造方法であって、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを当接させて当接面を構成し、前記当接面において前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを溶接して、溶接金属を形成する接合工程と、
前記閉断面空間の少なくとも一部を、第１のシール材で充填することにより、前記当接面のうち、前記閉断面空間に面する当接面内端部を前記接合体の外部から閉塞する、第１のシール材の充填工程と、
前記当接面のうち、前記接合体の外部に面する第１外端部を、第２のシール材で被覆する、第２のシール材による被覆工程と、
前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材のいずれか一方と前記溶接金属とが接触する接触面のうち、前記接合体の外部に面する第２外端部を、第３のシール材で被覆する、第３のシール材による被覆工程と、を有することを特徴とする接合体の製造方法。
前記第１の金属部材と異なる金属材料からなる第２の金属部材と、
を備え、内部に閉断面空間が形成され、
前記閉断面空間の少なくとも一部が、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材で囲まれることにより構成された接合体の製造方法であって、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを当接させて当接面を構成し、前記当接面において前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とを溶接して、溶接金属を形成する接合工程と、
前記閉断面空間の少なくとも一部を、第１のシール材で充填することにより、前記当接面のうち、前記閉断面空間に面する当接面内端部を前記接合体の外部から閉塞する、第１のシール材の充填工程と、
前記当接面のうち、前記接合体の外部に面する第１外端部を、第２のシール材で被覆する、第２のシール材による被覆工程と、
前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材のいずれか一方と前記溶接金属とが接触する接触面のうち、前記接合体の外部に面する第２外端部を、第３のシール材で被覆する、第３のシール材による被覆工程と、を有することを特徴とする接合体の製造方法。
【請求項6】
前記第３のシール材は、前記第２のシール材と同一の材料からなり、前記第３のシール材による被覆工程は、前記第２のシール材による被覆工程に連続して実施されることを特徴とする、請求項５に記載の接合体の製造方法。
【請求項7】
前記接合工程において、アーク溶接により前記溶接金属を形成し、
前記接合工程の後に、接合された前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材に対して、カチオン電着塗装を実施する電着塗装工程を有することを特徴とする、請求項５又は６に記載の接合体の製造方法。
前記接合工程の後に、接合された前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材に対して、カチオン電着塗装を実施する電着塗装工程を有することを特徴とする、請求項５又は６に記載の接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、異種金属部材同士が接合されてなる接合体において、異種金属部材間に生じる電食を防止することができる接合体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、金属構造物を製造する際に、剛性の確保又は軽量化を目的として、異種金属部材同士が接合された接合体が使用される。
【0003】
しかしながら、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金材と鋼材のように、異種金属部材同士が接触している当接部に水などの導電性の液体が浸入すると、電食又はガルバニック腐食と呼ばれる腐食が発生し、接合体の強度が低下する問題がある。
【0004】
ここで、特許文献１には、異種金属から成る材料を重ね接合するに際して、重ね合わせた両材料の間に、接合予定部位を囲んでシール材を配置した状態で溶接する、異種金属の接合方法が提案されている。
【0005】
また、特許文献２には、鋼製の第１・第２フレームとアルミニウム合金製の補強部材との間に発泡性樹脂を充填し、鋼とアルミニウム合金とが直接接触することを回避することができるフレーム構造体の接合方法が記載されている。上記特許文献２によると、発泡性樹脂の強度を付加することにより、結合部を強化するとともに、電食の防止を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２００８－７５４号公報
【特許文献2】特開２００４－１００７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献１に記載の接合方法は、接合予定部位ごとにシール材を配置するか、接合予定部位を囲繞する凹部又は凸部を形成する必要があり、接合前の工程数が増加するとともに、接合工程自体が煩雑になってしまうという問題点がある。また、接合予定部位にシール材を配置すると、シール材は異種金属材料間に配置されるため、シール材が劣化した場合に交換することが困難である。
【0008】
また、特許文献２に記載のフレーム構造体の接合方法によると、発泡性樹脂の介在により鋼とアルミニウム合金とが直接接触することを防止することはできる。しかし、構造物の形状によっては異種金属同士を直接接合する必要があり、上記特許文献２に記載の方法では、異種金属同士が接触している領域がある場合における電食を防止することは困難である。
【0009】
上記特許文献２を例に挙げて、フレーム構造体について、以下に具体的に説明する。特許文献２におけるフレーム構造体は、断面がコ字形状であるフレームと薄板とが溶接され、閉断面形状が構成されたものである。このような構造において、フレームを構成する金属材料が、薄板を構成する金属材料と異なっていた場合に、特許文献２に係る接合方法では、フレームと薄板との接合部において、電食の発生を防止することはできない。
【0010】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、異種金属材料からなる部材同士の接合部に、水などの導電性の液体が浸入することを防止でき、これにより電食を防止することができる接合体及びその製造方法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】
（１） 第１の金属部材と、
上記第１の金属部材と異なる金属材料からなる第２の金属部材と、
上記第１の金属部材と上記第２の金属部材とを接合する溶接金属と、
を備え、内部に閉断面空間が形成された接合体であって、
上記閉断面空間の少なくとも一部は、上記第１の金属部材及び上記第２の金属部材で囲まれることにより構成されており、
上記接合体は、
上記第１の金属部材と上記第２の金属部材とが当接する当接面と、
上記第１の金属部材及び上記第２の金属部材のいずれか一方と、上記溶接金属と、が接触する接触面と、を有し、
上記溶接金属は、上記第１の金属部材と上記第２の金属部材とを上記当接面において接合しており、
上記閉断面空間の少なくとも一部が第１のシール材で充填されることにより、上記当接面のうち、上記閉断面空間に面する当接面内端部は上記接合体の外部から閉塞されており、
上記当接面のうち、上記接合体の外部に面する第１外端部は、第２のシール材で被覆され、
上記接触面のうち、上記接合体の外部に面する第２外端部は、第３のシール材で被覆されていることを特徴とする、接合体。
上記第１の金属部材と異なる金属材料からなる第２の金属部材と、
上記第１の金属部材と上記第２の金属部材とを接合する溶接金属と、
を備え、内部に閉断面空間が形成された接合体であって、
上記閉断面空間の少なくとも一部は、上記第１の金属部材及び上記第２の金属部材で囲まれることにより構成されており、
上記接合体は、
上記第１の金属部材と上記第２の金属部材とが当接する当接面と、
上記第１の金属部材及び上記第２の金属部材のいずれか一方と、上記溶接金属と、が接触する接触面と、を有し、
上記溶接金属は、上記第１の金属部材と上記第２の金属部材とを上記当接面において接合しており、
上記閉断面空間の少なくとも一部が第１のシール材で充填されることにより、上記当接面のうち、上記閉断面空間に面する当接面内端部は上記接合体の外部から閉塞されており、
上記当接面のうち、上記接合体の外部に面する第１外端部は、第２のシール材で被覆され、
上記接触面のうち、上記接合体の外部に面する第２外端部は、第３のシール材で被覆されていることを特徴とする、接合体。
【0012】
（２） 上記第１のシール材は、発泡性樹脂を含むことを特徴とする、（１）に記載の接合体。
【0013】
（３） 上記閉断面空間は、上記第１の金属部材及び上記第２の金属部材に囲まれることにより構成されていることを特徴とする、（１）又は（２）に記載の接合体。
【0014】
（４） 上記第３のシール材は、上記第２のシール材と同一の材料からなり、上記第２のシール材に連続して形成されていることを特徴とする、（１）～（３）のいずれか１つに記載の接合体。
【0015】
（５） 第１の金属部材と、
上記第１の金属部材と異なる金属材料からなる第２の金属部材と、
を備え、内部に閉断面空間が形成され、
上記閉断面空間の少なくとも一部が、上記第１の金属部材及び上記第２の金属部材で囲まれることにより構成された接合体の製造方法であって、
上記第１の金属部材と上記第２の金属部材とを当接させて当接面を構成し、上記当接面において上記第１の金属部材と上記第２の金属部材とを溶接して、溶接金属を形成する接合工程と、
上記閉断面空間の少なくとも一部を、第１のシール材で充填することにより、上記当接面のうち、上記閉断面空間に面する当接面内端部を上記接合体の外部から閉塞する、第１のシール材の充填工程と、
上記当接面のうち、上記接合体の外部に面する第１外端部を、第２のシール材で被覆する、第２のシール材による被覆工程と、
上記第１の金属部材及び上記第２の金属部材のいずれか一方と上記溶接金属とが接触する接触面のうち、上記接合体の外部に面する第２外端部を、第３のシール材で被覆する、第３のシール材による被覆工程と、を有することを特徴とする接合体の製造方法。
上記第１の金属部材と異なる金属材料からなる第２の金属部材と、
を備え、内部に閉断面空間が形成され、
上記閉断面空間の少なくとも一部が、上記第１の金属部材及び上記第２の金属部材で囲まれることにより構成された接合体の製造方法であって、
上記第１の金属部材と上記第２の金属部材とを当接させて当接面を構成し、上記当接面において上記第１の金属部材と上記第２の金属部材とを溶接して、溶接金属を形成する接合工程と、
上記閉断面空間の少なくとも一部を、第１のシール材で充填することにより、上記当接面のうち、上記閉断面空間に面する当接面内端部を上記接合体の外部から閉塞する、第１のシール材の充填工程と、
上記当接面のうち、上記接合体の外部に面する第１外端部を、第２のシール材で被覆する、第２のシール材による被覆工程と、
上記第１の金属部材及び上記第２の金属部材のいずれか一方と上記溶接金属とが接触する接触面のうち、上記接合体の外部に面する第２外端部を、第３のシール材で被覆する、第３のシール材による被覆工程と、を有することを特徴とする接合体の製造方法。
【0016】
（６） 上記第３のシール材は、上記第２のシール材と同一の材料からなり、上記第３のシール材による被覆工程は、上記第２のシール材による被覆工程に連続して実施されることを特徴とする、（５）に記載の接合体の製造方法。
【0017】
（７） 上記接合工程において、アーク溶接により上記溶接金属を形成し、
上記接合工程の後に、接合された上記第１の金属部材及び上記第２の金属部材に対して、カチオン電着塗装を実施する電着塗装工程を有することを特徴とする、（５）又は（６）に記載の接合体の製造方法。
上記接合工程の後に、接合された上記第１の金属部材及び上記第２の金属部材に対して、カチオン電着塗装を実施する電着塗装工程を有することを特徴とする、（５）又は（６）に記載の接合体の製造方法。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、異種金属材料からなる部材同士の接合部に、水などの導電性の液体が浸入することを防止でき、これにより電食を防止することができる、接合体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明者は、異種金属部材同士が接合された接合体のうち、特に異種金属部材によって閉断面空間が構成された接合体の電食を防止する方法について、種々検討を行った。その結果、異種金属同士が接触している面への液体等が浸入する経路を明確化し、特に、閉断面空間に発泡性樹脂などのシール材を充填することにより、閉断面空間からの液体の浸入を防止できることを見出した。
【0021】
以下、本発明に係る接合体及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下で説明する実施形態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、任意に変更して実施することができる。
【0022】
［接合体］
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る接合体を部分的に示す断面図である。
図１に示すように、接合体１０は、平板状の第１の金属部材２１と、この第１の金属部材２１と異なる金属材料からなる第２の金属部材３１と、を有する。第１の金属部材２１は、例えばアルミニウム合金製であり、第２の金属部材３１は、例えば鋼製である。また、第２の金属部材３１は、平板部３２と、平板部３２から窪んだ形状の凹部３４と、を有する。そして、凹部３４を囲む領域において、平板部３２と第１の金属部材２１とが当接しており、異種金属部材同士が接触する当接面３５が形成されている。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る接合体を部分的に示す断面図である。
図１に示すように、接合体１０は、平板状の第１の金属部材２１と、この第１の金属部材２１と異なる金属材料からなる第２の金属部材３１と、を有する。第１の金属部材２１は、例えばアルミニウム合金製であり、第２の金属部材３１は、例えば鋼製である。また、第２の金属部材３１は、平板部３２と、平板部３２から窪んだ形状の凹部３４と、を有する。そして、凹部３４を囲む領域において、平板部３２と第１の金属部材２１とが当接しており、異種金属部材同士が接触する当接面３５が形成されている。
【0023】
本実施形態において、第１の金属部材２１の方が、第２の金属部材３１の平板部３２よりも側方に延出しており、第１の金属部材２１の端面２１ａと、第２の金属部材３１の端面３１ａとは、互いにずれた位置に配置されている。
【0024】
第２の金属部材３１の平板部３２には、複数の穴３３が設けられており、穴３３には、第１の金属部材２１と同種の金属材料からなる溶接金属６１が形成されている。溶接金属６１は、穴３３によって露出された第１の金属部材２１の一部とともに、溶接材料が溶融することにより形成されたものであり、第２の金属部材３１の上面に、穴３３よりも大径に形成された余盛６１ａを有する。したがって、第２の金属部材３１は、溶接金属６１の余盛６１ａによって、物理的に第１の金属部材２１に固定され、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とが接合された接合体１０が形成されている。また、接合体１０の内部には、凹部３４及び第１の金属部材２１に囲まれた閉断面空間Ｓ１が形成されている。なお、上記溶接金属６１が形成された状態において、溶接金属６１と第２の金属部材３１とは接触しており、異種金属同士が接触する接触面３６を構成している。
【0025】
閉断面空間Ｓ１には、防水機能を有する第１のシール材７１が充填されている。これにより、当接面３５のうち、閉断面空間Ｓ１に面する当接面内端部５２が、接合体１０の外部から閉塞されている。また、溶接金属６１と第２の金属部材３１との境界部分、及び第２の金属部材３１の端面３１ａを覆うように、第２のシール材７２が塗布されている。これにより、当接面３５のうち、接合体１０の外部に面する第１外端部５１が、第２のシール材７２により被覆されている。同様に、溶接金属６１と第２の金属部材３１との接触面３６のうち、接合体１０の外部に面する第２外端部５５が、第２のシール材７２により被覆されている。
【0026】
ここで、電食が発生するメカニズム、及び電食の発生が防止された接合体を得るに至った経緯について、以下に詳細に説明する。
上述のとおり、異種金属同士が接触する領域に、水などの導電性の液体が触れると、電気が貴金属から卑金属に流れることで、卑金属がイオン化して電食による腐食が発生する可能性がある。
上述のとおり、異種金属同士が接触する領域に、水などの導電性の液体が触れると、電気が貴金属から卑金属に流れることで、卑金属がイオン化して電食による腐食が発生する可能性がある。
【0027】
電食には下記２つの条件が必要である。
［Ａ］接触する金属同士の電位差が大きいこと
［Ｂ］水などの導電性の液体が存在すること
［Ａ］接触する金属同士の電位差が大きいこと
［Ｂ］水などの導電性の液体が存在すること
【0028】
上記のことを踏まえると、上記２つの条件［Ａ］及び［Ｂ］のうち少なくとも一方を回避することで電食を防止することができる。
そこで、上記のような異種金属同士の接触による電食を防止する方法としては、以下に示す［１］～［４］の方法が挙げられる。
［１］金属同士の接触面に水などが付着することを防止する方法
［２］金属間の電位差をなくす方法。すなわち、電位差が同じ又は電位差が小さい金属を用いる方法
［３］通電経路を遮断する方法。すなわち、金属の接触面を絶縁する方法
［４］金属同士が直接接触することを防止する方法
そこで、上記のような異種金属同士の接触による電食を防止する方法としては、以下に示す［１］～［４］の方法が挙げられる。
［１］金属同士の接触面に水などが付着することを防止する方法
［２］金属間の電位差をなくす方法。すなわち、電位差が同じ又は電位差が小さい金属を用いる方法
［３］通電経路を遮断する方法。すなわち、金属の接触面を絶縁する方法
［４］金属同士が直接接触することを防止する方法
【0029】
本実施形態においては、上記［１］の条件を満足させることによって電食の防止を図っている。本実施形態に係る接合体１０において、異材同士が当接又は接触している当接面３５及び接触面３６に、水などの導電性の液体が浸入し得る経路について、具体的に説明する。
【0030】
（第１の浸入経路）
第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とが当接する当接面３５のうち、閉断面空間Ｓ１に面する当接面内端部５２からの浸入。
第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とが当接する当接面３５のうち、閉断面空間Ｓ１に面する当接面内端部５２からの浸入。
【0031】
（第２の浸入経路）
第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とが当接する当接面３５のうち、接合体１０の外部に面する第１外端部５１からの浸入。
第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とが当接する当接面３５のうち、接合体１０の外部に面する第１外端部５１からの浸入。
【0032】
（第３の浸入経路）
溶接金属６１と第２の金属部材３１とが接触する接触面３６のうち、接合体１０の外部に面する第２外端部５５からの浸入。
溶接金属６１と第２の金属部材３１とが接触する接触面３６のうち、接合体１０の外部に面する第２外端部５５からの浸入。
【0033】
本実施形態においては、第１の浸入経路からの液体の浸入を防止するために、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１の凹部３４とにより囲まれた閉断面空間Ｓ１に、防水機能を有する第１のシール材７１が充填されている。また、第２の浸入経路及び第３の浸入経路からの液体の浸入を防止するために、溶接金属６１と第２の金属部材３１との境界部分、及び第２の金属部材３１の端面３１ａを全体的に覆うように、第２のシール材７２が塗布されている。
【0034】
これにより、接合体１０においては、当接面内端部５２から当接面３５に液体が浸入することを効果的に防止することができるとともに、第１外端部５１から当接面３５への液体の浸入、及び第２外端部５５から接触面３６への液体の浸入を防止することができる。その結果、電食の発生を防止することができ、所望の強度を維持することができる。
【0035】
また、本実施形態においては、溶接金属６１と第１の金属部材２１とは、同種金属同士の溶接により強固に接合されており、第２の金属部材３１の平板部３２は、溶接金属６１の余盛６１ａにより、物理的に第１の金属部材２１に固定されるため、第１の金属部材２１と平板部３２とは、異種金属同士ながら互いに強固に接合することができる。
【0036】
なお、本実施形態では、第２の金属部材３１に穴３３が形成され、穴３３を充填する溶接金属６１が形成されているが、第１の金属部材２１に穴が形成され、第２の金属部材３１と同種の金属材料からなる溶接金属が形成されていてもよい。その場合には、第１の金属部材２１と溶接金属６１との間に、異種金属同士が接触する接触面が形成されることになる。
【0037】
さらに本実施形態においては、閉断面空間Ｓ１の全体に第１のシール材７１が充填されており、第１のシール材７１の体積が大きくなるため、閉断面空間Ｓ１の開放端部から当接面３５に液体が浸入することを防止する効果は著しく高くなる。また、当接面３５のうち、接合体１０の外部に面する第１外端部５１と、接触面３６のうち、接合体１０の外部に面する第２外端部５５とについては、いずれも外部に面しているため、第２のシール材７２は容易に追加や交換が可能である。
【0038】
なお、第２の金属部材３１の端面３１ａ（第２の浸入経路）と、溶接金属６１と第２の金属部材３１との境界部分（第３の浸入経路）を全体的に覆う第２のシール材７２としては、シリコーン系やウレタン系などの液状シール材を使用することが好ましい。所望の領域を第２のシール材７２で覆う方法としては、塗布の他、スプレーを使用する方法が挙げられる。また、被覆される領域の形状に追従できる柔軟性を有するシール材を貼付してもよい。
【0039】
本実施形態において、第２の金属部材３１の凹部３４の形状は特に限定されない。例えば、一方向に延びる形状であってもよいし、目的に応じてＴ字状や十字状、矩形状に形成されていてもよい。凹部３４が種々の形状で形成されていてもよいため、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１の平板部３２との当接面３５は広範囲にわたり、また、閉断面空間Ｓ１は複雑な形状となる場合がある。したがって、当接面３５のうち、閉断面空間Ｓ１に面する当接面内端部５２（第１の浸入経路）を被覆する第１のシール材７１としては、発泡性樹脂を含む第１のシール材７１を使用することが、作業性の観点から好ましい。発泡性樹脂を含む第１のシール材７１としては、発泡ウレタン樹脂、発泡スチレン樹脂、発泡オレフィン樹脂等を使用することが好ましい。
【0040】
上記のような発泡性樹脂は、従来より、強度の向上や、防音、振動の防止のために使用されることがあったが、水などの液体の浸入を防止するために使用されている例はなかった。本実施形態においては、特に液体の浸入を防止することが困難である閉断面空間Ｓ１に、発泡性樹脂を充填することにより、第１の浸入経路である当接面内端部５２をより効果的に閉塞することができ、さらに一層電食防止効果を得ることができる。
【0041】
なお、本発明においては、閉断面空間Ｓ１の一部のみに第１のシール材７１が充填されていてもよく、当接面３５のうち、閉断面空間Ｓ１に面する当接面内端部５２が接合体１０の外部から閉塞されている状態であればよい。例えば、閉断面空間Ｓ１の開放端部のみに第１のシール材７１が充填されていても、当接面３５における閉断面空間Ｓ１に面する当接面内端部５２側から当接面３５への液体の浸入を防止することができる。このような状態において、仮に第１のシール材７１が劣化した場合は、第１のシール材７１を閉断面空間Ｓ１に追加することにより、容易に液体の浸入を防止する効果を向上させることができる。
【0042】
また、本実施形態においては、第２の浸入経路及び第３の浸入経路を、第２のシール材７２により１工程で被覆されており、連続した第２のシール材７２が形成されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、溶接金属６１が形成されている箇所と、第１外端部５１とが離隔している場合や、第２の金属部材３１の平板部３２の方が、第１の金属部材２１よりも側方に延出している場合がある。このような場合には、溶接金属６１と第２の金属部材３１との境界部分が第２のシール材により被覆され、第２の金属部材３１の端面３１ａが第３のシール材で被覆されていてもよい。また、第２のシール材と第３のシール材とは、互いに異なる材料からなるものでもよい。
【0043】
図１に示す接合体１０は、内部に閉断面空間Ｓ１が形成された接合体の一例であり、接合体１０の一部が断面図によって示されているが、本発明においては、接合体の形状は特に限定されない。以下、他の接合体の形状例について、図２及び図３を用いて以下に説明する。なお、図２に示す第２実施形態、及び図３に示す第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、接合体の形状のみであるため、図２及び図３において、図１と同一物には同一符号を付して、詳細な説明は省略又は簡略化する。
【0044】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態に係る接合体を示す断面図である。図２に示すように、接合体２０は、断面ハット型であるアルミニウム合金製の第１の金属部材２２と、断面ハット型である鋼製の第２の金属部材２５とが接合されることにより形成されている。すなわち、第１の金属部材２２は、一方向に延びる凹部２３と、凹部２３の両側方に設けられた平板部２４とを有する。第２の金属部材２５も同様に、一方向に延びる凹部２６と、凹部２３の両側方に設けられた平板部３２とを有する。
図２は、本発明の第２実施形態に係る接合体を示す断面図である。図２に示すように、接合体２０は、断面ハット型であるアルミニウム合金製の第１の金属部材２２と、断面ハット型である鋼製の第２の金属部材２５とが接合されることにより形成されている。すなわち、第１の金属部材２２は、一方向に延びる凹部２３と、凹部２３の両側方に設けられた平板部２４とを有する。第２の金属部材２５も同様に、一方向に延びる凹部２６と、凹部２３の両側方に設けられた平板部３２とを有する。
【0045】
第１の金属部材２２の平板部２４は、第２の金属部材２５の平板部３２よりも側方に延出している。また、第２の金属部材２５の平板部３２には、穴３３が形成され、穴３３に溶接金属６１が充填されているとともに、穴３３よりも大きい径を有する余盛６１ａが形成されている。そして、第２の金属部材２５の平板部３２が、溶接金属６１の余盛６１ａと第１の金属部材２２の平板部２４とに挟まれることにより、第１の金属部材２２の平板部２４と第２の金属部材２５の平板部３２とが接合されている。
【0046】
第１の金属部材２２の平板部２４と、第２の金属部材２５の平板部３２とが接合されることにより、凹部２３と凹部２６との間に閉断面空間Ｓ１が形成されている。閉断面空間Ｓ１には、第１のシール材７１が充填されており、これにより、第１の金属部材２２と第２の金属部材２５とが当接した当接面３５のうち、閉断面空間Ｓ１に面する当接面内端部５２が接合体の外部から閉塞されている。
【0047】
また、上記当接面３５のうち、接合体２０の外部に面する第１外端部５１、及び溶接金属６１と第２の金属部材３１との接触面３６のうち、接合体２０の外部に面する第２外端部５５は、第２のシール材７２により被覆されている。
【0048】
上記のように構成された第２実施形態に係る接合体２０においても、当接面内端部５２及び第１外端部５１からの当接面３５への液体の浸入を防止することができるとともに、第２外端部５５からの接触面３６への液体の浸入を防止することができる。したがって、電食の発生が防止され、所望の強度を維持することができる。
【0049】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態に係る接合体を示す断面図である。図３に示すように、接合体３０は、平板状であるアルミニウム合金製の第１の金属部材２１と、湾曲した形状の鋼製の第２の金属部材２７と、第２の金属部材２７と同様の形状の第３の金属部材２８とが組み合わされて接合されることにより形成されている。第２の金属部材２７は、平板状の板材の対向する端面同士が直交する関係となるように屈曲されたものであり、平板部２７ａ、２７ｂと、屈曲により形成された湾曲部２７ｃとにより構成されている。第３の金属部材２８も同様に、平板状の板材の対向する端面同士が直交する関係となるように屈曲されたものであり、平板部２８ａ、２８ｂと、屈曲により形成された湾曲部２８ｃとにより構成されている。
図３は、本発明の第３実施形態に係る接合体を示す断面図である。図３に示すように、接合体３０は、平板状であるアルミニウム合金製の第１の金属部材２１と、湾曲した形状の鋼製の第２の金属部材２７と、第２の金属部材２７と同様の形状の第３の金属部材２８とが組み合わされて接合されることにより形成されている。第２の金属部材２７は、平板状の板材の対向する端面同士が直交する関係となるように屈曲されたものであり、平板部２７ａ、２７ｂと、屈曲により形成された湾曲部２７ｃとにより構成されている。第３の金属部材２８も同様に、平板状の板材の対向する端面同士が直交する関係となるように屈曲されたものであり、平板部２８ａ、２８ｂと、屈曲により形成された湾曲部２８ｃとにより構成されている。
【0050】
第２の金属部材２７と第３の金属部材２８とは、平板部２７ａと平板部２８ａとが重なり合うように配置されており、両者は不図示の接合部により接合されている。第２の金属部材２７の平板部２７ｂ、及び第３の金属部材２８の平板部２８ｂには、それぞれ穴３７、穴３８が形成されている。穴３７及び穴３８には、溶接金属６１が充填されているとともに、穴３３よりも大きい径を有する余盛６１ａが形成されており、これにより、第２の金属部材２７の平板部２７ｂ及び第３の金属部材２８の平板部２８ｂが、第１の金属部材２１に接合されている。なお、第２の金属部材２７の平板部２７ｂ、及び第３の金属部材２８の平板部２８ｂは、第１の金属部材２１の端面よりも側方に延出している。
【0051】
本実施形態においては、第１の金属部材２１と、第２の金属部材２７と、第３の金属部材２８とが接合されることにより接合体３０が形成されている。また、第１の金属部材２１と、第２の金属部材２７の突状面２７ｄと、第３の金属部材２８の突状面２８ｄとに囲まれた閉断面空間Ｓ１が形成されている。言い換えると、閉断面空間Ｓ１の少なくとも一部は、互いに異なる金属材料からなる第１の金属部材２１及び第２の金属部材２７で囲まれることにより構成されている。そして、閉断面空間Ｓ１には第１のシール材７１が充填されることにより、当接面３５のうち、閉断面空間Ｓ１に面する当接面内端部５２が接合体３０の外部から閉塞されている。
【0052】
また、本実施形態において、上記当接面３５のうち、接合体３０の外部に面する第１外端部５１は、接合体３０における溶接金属６１が形成されている面とは反対側の面に形成されている。したがって、第１外端部５１は第２のシール材７２で被覆され、第２外端部５５は第３のシール材７３で被覆されている。
【0053】
上記のように構成された第３実施形態に係る接合体３０においても、第１～第３の浸入経路からの当接面３５及び接触面３６への液体の浸入を防止することができるため、電食の発生が防止され、所望の強度を維持することができる。なお、本実施形態において、第２の金属部材２７と、第３の金属部材２８とは同一の材料により構成されているが、例えば、第３の金属部材２８は、第１の金属部材２１とも第２の金属部材２７とも異なる材料により構成されていてもよい。また、第２のシール材７２と第３のシール材７３とは、同一の材料からなるものであっても、互いに異なる材料からなるものであってもよい。
【0054】
次に、本発明の実施形態に係る接合体の製造方法について、第１実施形態に係る接合体１０を例に挙げて説明する。なお、図４Ａ～図４Ｄにおいて、図１と同一物には同一符号を付して、詳細な説明は省略又は簡略化する。
【0055】
［接合体の製造方法］
図４Ａ～図４Ｄは、本発明の実施形態に係る接合体の製造方法を示す断面図であり、図４Ａは、接合工程（工程１）を表し、図４Ｂは、電着塗装工程（工程２）を表し、図４Ｃは、第２のシール材による被覆工程（工程３）を表し、図４Ｄは、第１のシール材の充填工程（工程４）を表す。
図４Ａ～図４Ｄは、本発明の実施形態に係る接合体の製造方法を示す断面図であり、図４Ａは、接合工程（工程１）を表し、図４Ｂは、電着塗装工程（工程２）を表し、図４Ｃは、第２のシール材による被覆工程（工程３）を表し、図４Ｄは、第１のシール材の充填工程（工程４）を表す。
【0056】
（工程１：接合工程）
まず、図４Ａに示すように、平板状の第１の金属部材２１の上に、凹部３４を第１の金属部材２１側に向けて第２の金属部材３１を載置し、第２の金属部材３１の平板部３２と第１の金属部材２１とを当接させる。次に、アークスポット溶接により溶接ワイヤ６５を溶融させ、複数の穴３３を充填する溶接金属６１を形成し、更に溶接を続けることにより、平板部３２の上面に、穴３３よりも大きい径を有する余盛６１ａ（図４Ｂ参照）を形成する。これにより、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１の平板部３２とを接合する。
まず、図４Ａに示すように、平板状の第１の金属部材２１の上に、凹部３４を第１の金属部材２１側に向けて第２の金属部材３１を載置し、第２の金属部材３１の平板部３２と第１の金属部材２１とを当接させる。次に、アークスポット溶接により溶接ワイヤ６５を溶融させ、複数の穴３３を充填する溶接金属６１を形成し、更に溶接を続けることにより、平板部３２の上面に、穴３３よりも大きい径を有する余盛６１ａ（図４Ｂ参照）を形成する。これにより、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１の平板部３２とを接合する。
【0057】
（工程２：電着塗装工程）
その後、図４Ｂに示すように、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とが溶接金属６１により接合された接合素体４０を、水溶性塗料を溶かした槽内に浸漬させ、電着によりカチオン電着塗料を塗布し、焼付及び硬化させてカチオン電着塗装被膜６７を形成する。
その後、図４Ｂに示すように、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とが溶接金属６１により接合された接合素体４０を、水溶性塗料を溶かした槽内に浸漬させ、電着によりカチオン電着塗料を塗布し、焼付及び硬化させてカチオン電着塗装被膜６７を形成する。
【0058】
（工程３：第２のシール材による被覆工程）
その後、図４Ｃに示すように、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１との当接面３５のうち、接合素体４０の外部に面する第１外端部５１、及び、溶接金属６１と第２の金属部材３１との接触面３６のうち、接合素体４０の外部に面する第２外端部５５に第２のシール材７２を塗布し、第１外端部５１及び第２外端部５５を被覆する。
その後、図４Ｃに示すように、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１との当接面３５のうち、接合素体４０の外部に面する第１外端部５１、及び、溶接金属６１と第２の金属部材３１との接触面３６のうち、接合素体４０の外部に面する第２外端部５５に第２のシール材７２を塗布し、第１外端部５１及び第２外端部５５を被覆する。
【0059】
（工程４：第１のシール材の充填工程）
その後、図４Ｄに示すように、第２の金属部材３１の凹部２３と第１の金属部材２１とにより囲まれた閉断面空間Ｓ１に対して、防水機能を有する発泡性樹脂を含む第１のシール材７１を充填する。
その後、図４Ｄに示すように、第２の金属部材３１の凹部２３と第１の金属部材２１とにより囲まれた閉断面空間Ｓ１に対して、防水機能を有する発泡性樹脂を含む第１のシール材７１を充填する。
【0060】
本実施形態に係る接合体の製造方法によれば、第２のシール材による被覆工程により、第２の浸入経路からの当接面３５への液体の浸入、及び第３の浸入経路からの接触面３６への液体の浸入を効果的に防止することができる。また、第１のシール材の充填工程により、第１の浸入経路からの当接面３５への液体の浸入を効果的に防止することができる。したがって、電食の発生が防止され、所望の強度を維持することができる接合体を製造することができる。
【0061】
また、本実施形態では、溶接予定位置に予めシール材等を配置したり、接合前の部材に凹凸形状の加工を施す必要がなく、優れた耐食性を有する接合体を極めて容易に製造することができる。
【0062】
さらに、本実施形態においては、第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とをアーク溶接により接合し、溶接金属６１を形成した後に、カチオン電着塗装被膜６７を形成している。このように、第１の金属部材２１及び第２の金属部材３１の表面にカチオン電着塗装被膜６７を形成することにより、接合体１０の表面の耐食性を向上させることができる。ただし、本実施形態に示すように、溶接金属６１を形成する方法としてアーク溶接を使用した場合に、接合工程の前に電着塗装工程を実施すると、溶接金属６１が形成される周辺の領域におけるカチオン電着塗装被膜６７がアーク熱により揮発し、溶接不良が発生するおそれがある。したがって、アーク溶接により第１の金属部材２１と第２の金属部材３１とを接合する場合には、接合工程の後に電着塗装工程を実施することが好ましい。
【0063】
ただし、本実施形態において、互いに異なる材料からなる第１の金属部材と第２の金属部材とを接合する方法としては、特に限定されず、所望の強度が得られる接合方法であればよい。互いに異なる材料からなる部材同士の接合に適用できる接合方法としては、例えば、ボルトナット、ブラインドリベット、パンチリベット、セルフピアスリベット（ＳＰＲ：Ｓｅｌｆ－Ｐｉｅｒｃｉｎｇ Ｒｉｖｅｔｉｎｇ）、メカニカルクリンチ、ＦＤＳ（Ｆｌｏｗ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｓｃｒｅｗ（ＥＪＯＴ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧの登録商標））、インパクトＩｍｐＡｃＴ（Ｉｍｐｕｌｓｅ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｔａｃｋｉｎｇ）、ＲＥＷ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｗｅｌｄｉｎｇ）、摩擦圧接（ＦＥＷ：Ｆｒｉｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｗｅｌｄｉｎｇ）等を利用した接合方法が挙げられる。
【0064】
なお、電着塗装工程、第１のシール材の塗布工程及び第２のシール材の塗布工程の順序は、カチオン電着塗料を塗布した後の焼付温度や、シール材の種類によって、適宜変更可能である。また、第１のシール材の塗布工程と第２のシール材の塗布工程の順序も特に限定されない。さらに、上記第３実施形態で示すように、第１外端部５１を第２のシール材で覆う工程と、第２外端部５５を第３シール材で覆う工程とに分けて実施する場合には、その順序についても特に限定されない。
【符号の説明】
【0065】
１０，２０，３０ 接合体
２１，２２ 第１の金属部材
２３，２６，３４ 凹部
２４，２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂ，３２ 平板部
２５，２７，３１ 第２の金属部材
２８ 第３の金属部材
３３、３７、３８ 穴
３５ 当接面
３６ 接触面
５１ 第１外端部
５２ 当接面内端部
５５ 第２外端部
６１ 溶接金属
６５ 溶接ワイヤ
６７ カチオン電着塗装被膜
７１ 第１のシール材
７２ 第２のシール材
７３ 第３のシール材
Ｓ１ 閉断面空間
２１，２２ 第１の金属部材
２３，２６，３４ 凹部
２４，２７ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂ，３２ 平板部
２５，２７，３１ 第２の金属部材
２８ 第３の金属部材
３３、３７、３８ 穴
３５ 当接面
３６ 接触面
５１ 第１外端部
５２ 当接面内端部
５５ 第２外端部
６１ 溶接金属
６５ 溶接ワイヤ
６７ カチオン電着塗装被膜
７１ 第１のシール材
７２ 第２のシール材
７３ 第３のシール材
Ｓ１ 閉断面空間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】