特許 7027591 リベットおよび異材接合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-18

(45)【発行日】2022-03-01

(54)【発明の名称】リベットおよび異材接合方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 11/11 20060101AFI20220221BHJP

   B23K 11/20 20060101ALI20220221BHJP

   B23K 11/24 20060101ALI20220221BHJP

【ＦＩ】

B23K11/11 540

B23K11/20

B23K11/24 315

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021032311

(22)【出願日】2021-03-02

【審査請求日】2021-03-02

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591214527

【氏名又は名称】株式会社ジーテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(72)【発明者】

【氏名】矢吹 勇司

(72)【発明者】

【氏名】外舘 洋

【審査官】岩見 勤

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５０６５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０１３３４８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００７－５２１９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２１４３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６３８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０６９４９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ １１／１１

Ｂ２３Ｋ １１／２０

Ｂ２３Ｋ １１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１部材に重ねられた第２部材を貫通し、前記第１部材に抵抗溶接によって溶接される頭部と軸部とを備えるリベットであって、
前記頭部から突出して前記第２部材を貫通する前記軸部の外径は前記頭部の外径より小さく、
前記軸部は先端から前記頭部に向けて延びる穴を有し、
前記穴の開口側端部は、前記軸部の先端から前記頭部に向かうにしたがって次第に開口幅が小さくなるテーパー状に形成され、
前記穴の開口側端部の傾斜角となるテーパ角度は４５°であり、
軸部の先端から頭部に向けて延びる穴の深さは、前記頭部の内部に予め定めた容積の空室が形成される深さであり、
前記空室の容積は、前記軸部が前記第２部材を貫通した状態で前記第２部材の中に入った前記軸部の体積に相当する容積であることを特徴とするリベット。

【請求項2】

第１部材に重ねられた第２部材を貫通し、前記第１部材に抵抗溶接によって溶接される頭部と軸部とを備えるリベットであって、
前記頭部から突出して前記第２部材を貫通する前記軸部の外径は前記頭部の外径より小さく、
前記軸部は先端から前記頭部に向けて延びる穴を有し、
前記穴の開口側端部は、前記軸部の先端から前記頭部に向かうにしたがって次第に開口幅が小さくなるテーパー状に形成され、
前記穴の開口側端部の傾斜角となるテーパ角度は４５°であり、
前記頭部は、
前記軸部から径方向の外側に突出する円板部と、
前記円板部の外周部分に前記軸部の突設方向へ突設された円筒からなる筒状壁部とによって形成されていることを特徴とするリベット。

【請求項3】

請求項１または請求項２記載のリベットにおいて、
前記軸部の穴は非貫通穴であることを特徴とするリベット。

【請求項4】

請求項１～請求項３の何れか一つに記載のリベットにおいて、
前記第２部材の前記第１部材とは反対側の表面と対向する平坦な対接面を有する板状の頭部を有するリベット。

【請求項5】

請求項１、請求項３または請求項４の何れか一つに記載のリベットにおいて、
前記頭部は、円板状に形成され、
前記頭部の前記軸部から径方向の外側に向けて突出する部分は、径方向の全域にわたって厚みが一定になるように形成されていることを特徴とするリベット。

【請求項6】

請求項１～請求項５の何れか一つに記載のリベットにおいて、
前記軸部は、前記穴が軸心部に形成された円筒状に形成され、
前記軸部の外周部と内周部との少なくとも何れか一方は断面波形状に形成されていることを特徴とするリベット。

【請求項7】

請求項１～請求項６の何れか一つに記載のリベットにおいて、
前記第２部材の厚みが０．６ｍｍ～２ｍｍであるとき、
前記頭部の高さは２ｍｍ～５ｍｍであり、
前記頭部の外径は６．６ｍｍ～１０ｍｍであり、
前記軸部の長さは２．５ｍｍ～５．５ｍｍであり、
前記軸部の外径は４．６ｍｍ～８ｍｍであり、
前記穴の深さは３．９ｍｍ～１３．１ｍｍであり、
前記穴の内径は２．４ｍｍ～５．８ｍｍであることを特徴とするリベット。

【請求項8】

請求項１～請求項６の何れか一つに記載のリベットにおいて、
前記頭部の外径は前記軸部の外径より大きく、
前記頭部の外径と前記軸部の外径との差は２ｍｍ～１２ｍｍであることを特徴とするリベット。

【請求項9】

請求項１～請求項８の何れか一つに記載のリベットにおいて、
前記穴の内部は、前記軸部が前記第１部材に抵抗溶接によって溶接された状態において金属材料で満たされていることを特徴とするリベット。

【請求項10】

請求項１～請求項９のいずれか一つに記載のリベットを用いて、異種金属部材を含む複数の金属部材を抵抗溶接により接合する異材接合方法であって、
前記リベットを準備する第１工程と、
鋼材からなる第１部材に鋼材とは異なる材料から構成された第２部材を重ねて、前記リベットの頭部、前記リベットの軸部および前記第２部材、前記第１部材の順で並ぶように、前記リベットおよび前記第１、第２部材を第１電極と第２電極の間に挟み込む第２工程と、
前記第１電極と前記第２電極との間で前記リベットから前記第１部材に至る通電経路を流れる電流が予め定めた第１電流となる状態で前記リベットの先端部を前記第２部材に表面側から押し込む第１加圧通電を行い、前記第２部材を形成する材料の一部が、前記リベットの前記軸部に形成された穴のテーパ角度が４５°となるテーパー状の開口側端部からテーパー面に沿って前記穴内に溶融あるいは塑性流動によって入り込んで前記穴に収容されるように、前記軸部の先端部を前記第１部材に当接させる第３工程と、
前記軸部の先端部が前記第１部材に当接した状態で、前記第１電極と前記第２電極とを介して前記リベットと前記第１部材とに予め定めた第２電流で通電しながら前記リベットを前記第１部材に押し付ける第２加圧通電を行い、前記先端部と前記第１部材とを抵抗スポット溶接により溶接する第４工程
とを備える異材接合方法。

【請求項11】

請求項１０記載の異材接合方法において、
前記第１電流は、前記第２電流より小さく、０を含むことを特徴とする異材接合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、かしめによる締結と抵抗溶接による溶接とによって複数のワークを結合させるリベットおよびこのリベットを用いて行う異材接合方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車両の車体部品には高い強度が要求される。これに加え、近年ではこの種の車体部品は軽量であることが要求されている。このため、車体部品を構成する材料には、例えば、高張力鋼やアルミニウム材料が用いられるようになっている。また、高張力鋼とアルミニウム材料とを一体とした複合材料が用いられるようになっている。

【0003】

高張力鋼とアルミニウム材料とを一体化するにあたっては、例えば特許文献１に記載されているようなリベットが用いられる。このリベットは、円板状の頭部と、この頭部の軸心部に突設された円柱状の軸部とを有している。頭部には、軸部を囲むように環状の溝が形成されている。
特許文献１には、鉄板からなる第１部材とアルミニウム板からなる第２部材とを重ねてリベットで結合する異材接合方法が記載されている。この異材接合方法によれば、リベットは、軸部の先端が第１部材に接触するように第２部材に押し込まれ、第２部材の一部が軸部と置き換わった状態で溶接電流が流されて第１部材に抵抗溶接によって溶接される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－６９４９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に示すリベットでは、接合強度を高くするにも限界があり、しかも、接合後の外観品質が損なわれるおそれがあった。
接合強度を高くすることができない理由は２つ考えられる。
第１の理由は、リベットが第２部材を貫通するときに第２の部材の一部がリベットの軸部と充分に置き換わらないことがあるからである。このため、リベットが第１部材に充分に接触することができず、抵抗溶接時に生じるナゲットが小さくなるから、接合強度を高くすることができない。

【0006】

第２の理由は、軸部が第２部材に押し込まれることにより押し出された金属材料（アルミニウム材料）が、リベットの環状溝内に偏って収容されることがあるからである。環状溝に収容された金属材料は、リベットの頭部と第２部材とを結合する機能を有しているために、環状溝の全域に均等に収容されることが望ましい。しかし、この金属材料が環状溝内に偏って収容されると、頭部と第２部材との結合が弱い部分が生じることになるから、接合強度が低くなってしまう。

【0007】

接合後の外観品質が損なわれる理由は、接合時に押し出された金属材料の全てが頭部の環状溝に収容されるとは限らないからである。押し出された金属材料は、環状溝に入らずに頭部の外に飛び出したり、環状溝に収まりきらずに外側に飛散する可能性がある。第２部材の表面側（リベットの外側）に飛散した金属材料が第２部材の表面に付着することにより、製品の外観品質が損なわれることになる。また、接合時に溶融した金属材料が第２部材の表面側に出ることもあり、このような場合には、溶融した金属材料が第２部材の表面に付着して固化し、アルミニウム塊となる。アルミニウム塊が第２部材の表面に固着していると、電着塗装の塗装性に悪影響を及ぼしかねない。
接合時に押し出された金属材料が大気中に飛ばされると、工場環境が汚染されることにもなる。

【0008】

本発明の目的は、第１部材に重ねられた第２部材を貫通し、第１部材に抵抗溶接によって溶接されるリベットにおいて、接合強度の向上と、接合後の外観品質の向上とを図ることである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この目的を達成するために、本発明に係るリベットは、第１部材に重ねられた第２部材を貫通し、前記第１部材に抵抗溶接によって溶接される頭部と軸部とを備えるリベットであって、前記頭部から突出して前記第２部材を貫通する前記軸部の外径は前記頭部の外径より小さく、前記軸部は先端から前記頭部に向けて延びる穴を有するものである。

【0010】

本発明は、前記リベットにおいて、前記第２部材の前記第１部材とは反対側の表面と対向する平坦な対接面を有する板状の頭部を有していてもよい。

【0011】

本発明は、前記リベットにおいて、軸部の先端から頭部に向けて延びる穴の深さは、前記頭部の内部に予め定めた容積の空室が形成される深さであり、前記空室の容積は、前記軸部が前記第２部材を貫通した状態で前記第２部材の中に入った前記軸部の体積に相当する容積であってもよい。

【0012】

本発明は、前記リベットにおいて、前記穴の開口側端部は、前記軸部の先端から前記頭部に向かうにしたがって次第に開口幅が小さくなるテーパー状に形成されていてもよい。

【0013】

本発明は、前記リベットにおいて、前記軸部の先端部は、先端に向かうにしたがって次第に形成幅が小さくなるテーパー状に形成され、前記穴は、前記テーパーの中心に開口していてもよい。

【0014】

本発明は、前記リベットにおいて、前記頭部は、円板状に形成され、前記頭部の前記軸部から径方向の外側に向けて突出する部分は、径方向の全域にわたって厚みが一定になるように形成されていてもよい。

【0015】

本発明は、前記リベットにおいて、前記頭部は、前記軸部から径方向の外側に突出する円板部と、前記円板部の外周部分に前記軸部の突設方向へ突設された円筒からなる筒状壁部とによって形成されていてもよい。

【0016】

本発明は、前記リベットにおいて、前記軸部は、前記穴が軸心部に形成された円筒状に形成され、前記軸部の外周部と内周部との少なくとも何れか一方は断面波形状に形成されていてもよい。

【0017】

本発明に係る異材接合方法は、前記発明のリベットを用いて、異種金属部材を含む複数の金属部材を抵抗溶接により接合する異材接合方法であって、前記リベットを準備する第１工程と、鋼材からなる第１部材に鋼材とは異なる材料から構成された第２部材を重ねて、前記リベットの頭部、前記リベットの軸部および前記第２部材、前記第１部材の順で並ぶように、前記リベットおよび前記第１、第２部材を第１電極と第２電極の間に挟み込む第２工程と、前記第１電極と前記第２電極との間で前記リベットから前記第１部材に至る通電経路を流れる電流が予め定めた第１電流となる状態で前記リベットの先端部を前記第２部材に表面側から押し込む第１加圧通電を行い、前記軸部の先端部を前記第１部材に当接させる第３工程と、前記軸部の先端部が前記第１部材に当接した状態で、前記第１電極と前記第２電極とを介して前記リベットと前記第１部材とに予め定めた第２電流で通電しながら前記リベットを前記第１部材に押し付ける第２加圧通電を行い、前記先端部と前記第１部材とを抵抗スポット溶接により溶接する第４工程とを備える異材接合方法である。

【0018】

本発明は、前記異材接合方法において、前記第１電流は、前記第２電流より小さく、０を含んでいてもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、接合時に押し出される金属材料の全てを軸部の穴に収容することができるから、第２部材とリベットの軸部とが充分に置き換わり、接合強度を高くすることができる。また、接合時に第２部材の表面側に金属材料が飛散することがない。
本発明に係る異材接合方法によれば、第３工程でリベットから第１部材に至る通電経路に通電することにより第２部材を軟化させることができるから、軸部の穴に第２部材が入り易くなるとともにリベットを第２部材に容易に押し込むことができ、第４工程でリベットを第１部材に強固に押し付けることが可能になる。
したがって、接合強度の向上と、接合後の外観品質の向上とを図ることが可能なリベットおよび異材接合方法を提供することができる。また、本発明によるリベットを使用すれば、工場環境が汚染されることも防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明に係るリベットの断面図である。

【図2】図２は、リベットの平面図である。

【図3】図３は、リベットの各部の寸法を説明するための断面図である。

【図4】図４は、本発明に係る異材接合方法を説明するためのフローチャートである。

【図5】図５は、異材接合方法の第２工程を説明するための断面図である。

【図6】図６は、異材接合方法の第３工程を説明するための断面図である。

【図7】図７は、異材接合方法の第４工程を説明するための断面図である。

【図8】図８は、加圧電流の変化を示すグラフである。

【図9】図９は、第３工程の変形例を説明するための図である。

【図10】図１０は、リベットと搬送用レールの一部の平面図である。

【図11】図１１は、図１０におけるXI－XI線断面図である。

【図12】図１２は、リベットの変形例を示す断面図である。

【図13】図１３は、リベットの変形例を示す断面図である。

【図14】図１４は、リベットの変形例を示す断面図である。

【図15】図１５は、リベットの変形例を示す断面図である。

【図16】図１６は、リベットの変形例を示す断面図である。

【図17】図１７は、リベットの変形例を示す断面図である。

【図18】図１８は、リベットの変形例を示す断面図である。

【図19】図１９は、リベットの変形例を示す断面図である。

【図20】図２０は、リベットの変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明に係るリベットおよび異材接合方法の一実施の形態を図１～図１１を参照して詳細に説明する。
図１に示すリベット１は、異種金属部材を含む複数の金属部材を抵抗溶接により接合するためのものである。複数の金属部材は、この実施の形態においては互いに重ねられた第１部材２と第２部材３である。図１に示すリベット１は第１部材２に重ねられた第２部材３を貫通し、第１部材２に抵抗スポット溶接によって溶接されるものである。図１の破断位置は、図２中にI－I線によって示す位置である。第１部材２は鋼材からなる板である。第２部材３はアルミニウム材料からなる板である。これらの第１部材２と第２部材３は、リベット１によって互いに結合されることにより、図示してはいないが、自動車の車体部品となるように構成されている。すなわち、第１部材２と第２部材３は、これら両者を重ねた状態で車体部品となるような厚みのものが用いられている。

【0022】

リベット１は、頭部１１と、この頭部１１に突設された軸部１２とによって構成されている。このリベット１を形成する材料は、例えば冷間圧造用炭素鋼などの鋼を挙げることができる。
頭部１１は、円板状に形成されている。頭部１１の軸部１２から径方向の外側に向けて突出する突出部１１ａは、径方向の全域にわたって厚みが一定になるように形成されている。このため、突出部１１ａの第２部材３と対向する環状の対接面１３は、第２部材３の第１部材２とは反対側の表面３ａと平行になるように平坦に形成されている。

【0023】

軸部１２の軸心部には、軸部１２の先端から頭部１１の内部まで延びる非貫通穴からなる穴１４が形成されている。穴１４の深さは、頭部１１の内部に予め定めた容積の空室１５が形成される深さである。空室１５の容積は、図３に示すように、軸部１２が第２部材３を貫通した状態で第２部材３の中に入った軸部１２の体積に相当する容積である。図３においては、軸部１２における第２部材３の中に入った部分を図３中に左下がりに傾斜したハッチングよって示している。

【0024】

この実施の形態によるリベット１においては、穴１４の開口側端部１４ａがテーパー状に形成されている。このテーパーは、軸部１２の先端から頭部１１に向かうにしたがって次第に開口幅が小さくなるようなテーパーである。開口側端部１４ａの外周縁となる先端は、軸部１２の外周面に接続されている。開口側端部１４ａと軸部１２の外周面とが交わる部分は、鋭角に尖る角になっている。

【0025】

ここで、リベット１および第２部材３の寸法について説明する。
・頭部１１の外径Ｄ１は、６．６ｍｍ～１６ｍｍである。頭部１１は第２部材３を抱える役割を果たすので、大きいほどよいが、軽量化を考慮すると小さい方がよい。頭部１１の好ましい外径Ｄ１は、６．６ｍｍ～１０ｍｍである。
・頭部１１の高さＨは、１．１ｍｍ～３２ｍｍである。頭部１１が薄過ぎると強度が不足し、厚過ぎると他部品に干渉するおそれがある。頭部１１の好ましい高さＨは、２ｍｍ～５ｍｍである。

【0026】

・軸部１２の外径Ｄ２は、４．６ｍｍ～８．６ｍｍである。軸部１２の軸径が小さいと溶接強度が不足するおそれがある。軸部１２の好ましい外径Ｄ２は、４．６ｍｍ～８ｍｍである。
・頭部１１の外径Ｄ１と軸部１２の外径Ｄ２の差は、最低２ｍｍは必要である。この差が小さ過ぎると、第２部材３を押さえる力が弱くなり、大き過ぎると、頭部１１が他部品と干渉するおそれがある。外径Ｄ１と外径Ｄ２の好ましい差は、２ｍｍ～１２ｍｍである。

【0027】

・軸部１２の長さＬは２ｍｍ～６．５ｍｍである。軸部１２の長さＬは、第２部材３の厚みによって適宜設置する必要がある。軸部１２の好ましい長さＬは、２．５ｍｍ～５．５ｍｍである。
・穴１４の内径Ｄ３は、２．４ｍｍ～６．４ｍｍである。穴１４の内径は、小さ過ぎると、貫通した第２部材３の材料（アルミニウム材）を収容するために穴１４の深さを深くする必要が生じ、内径が大き過ぎると軸足（軸部１２）の強度が不足するおそれがある。穴１４の好ましい内径Ｄ３は、２．４ｍｍ～５．８ｍｍである。

【0028】

・穴１４の深さｄは、２．９ｍｍ～３６．８ｍｍである。穴１４の深さは、浅過ぎると、第２部材３に軸部１２が貫通することにより排除された第２部材３の一部を収容することができなくなる。また、穴１４の深さが深過ぎると、頭部１１の高さを高くする必要があり、他部品との干渉のおそれがある。穴１４の好ましい深さｄは、３．９ｍｍ～１３．１ｍｍである。
・開口側端部１４ａの傾斜角αは１０°～８０°の範囲であれば実施可能であるが、傾斜角αは４５°とすることが好ましい。
・第２部材３の厚みｔは０．５ｍｍ～４ｍｍが好ましい。この理由は、自動車に用いられ、市場に流通している多くの材料の厚みが０．５ｍｍ～４ｍｍだからである。第２部材３のさらに好ましい厚みは、０．６ｍｍ～２ｍｍである。

【0029】

次に、リベット１を使用して第１部材２と第２部材３とを結合する異材接合方法を図４に示すフローチャートと、図５～図７に示す工程毎の状態を示す断面図および図８に示す電流変化グラフとを参照して説明する。
この実施の形態による異材接合方法は、図４のフローチャートに示すように、第１工程Ｓ１～第４工程Ｓ４によって行う。

【0030】

第１工程Ｓ１においては、リベット１を準備する。
第２工程においては、図５に示すように、加圧装置２１の支持台２２の上に第１部材２と第２部材３とをこの順序で重ね、第２部材３の目標締結位置にリベット１の軸部１２を重ねる。このとき、リベット１は、加圧装置２１の押圧子２３に図示していないクランプによって支持された状態で第２部材３に当接する。支持台２２と押圧子２３は、抵抗スポット溶接機２４の第１電極２４ａと第２電極２４ｂとして機能するように構成されている。
すなわち、第２工程においては、第１部材２に第２部材３を重ねて、リベット１の頭部１１、リベット１の軸部１２および第２部材３、第１部材２の順で並ぶように、リベット１１および第１、第２部材２，３を第１電極２４ａと第２電極２４ｂとの間に挟み込む。第１工程においては、第１電極２４ａと第２電極２４ｂとの間に電流を流すことはない。

【0031】

第３工程Ｓ３においては、第１電極２４ａと第２電極２４ｂとの間でリベット１から第１部材２に至る通電経路を流れる電流が予め定めた第１電流Ａ（図８参照）となる状態とするとともに加圧装置２１の押圧子２３を第２部材３に向けて移動させ、リベット１の軸部１２の先端部を第２部材３に表面側から押し込む第１加圧通電を行う。

【0032】

このリベット１を押し込む工程においては、第２部材３に第１電流Ａが流れることにより第２部材３が発熱して軟化する。このため、図６に示すように、第２部材３を形成する材料であるアルミニウム材の一部２４が穴１４の開口側端部１４ａのテーパー面に沿って穴１４の内部に溶融あるいは塑性流動によって入り込む。このようにアルミニウム材の一部２５が穴１４に収容されるために、リベット１の押し込み時に軸部１２が確実に第２部材３の内部に挿入され、第２部材３の一部がリベット１の軸部１２に置き換わる。第３工程Ｓ３においては、このリベット１の押し込みを行うことによって軸部１２の先端部を第１部材２に当接させる。

【0033】

第４工程Ｓ４においては、リベット１の軸部１２の先端部が第１部材２に当接した状態で、第１電極２４ａと第２電極２４ｂとを介してリベット１と第１部材２とに予め定めた第２電流Ｂで通電しながらリベット１を第１部材２に押し付ける第２加圧通電を行う。第２電流Ｂは、図８に示すように、第３工程の第１電流Ａより大きい。このように第２加圧通電が行われることにより、軸部１２の先端部と第１部材２とが抵抗スポット溶接により溶接される。このとき、リベット１の軸部１２の先端部が溶融することにより、頭部１１が第２部材３の表面３ａに当接するまで軸部１２が送り込まれる。この軸部１２の溶融に伴って第１部材２の一部と第２部材３の一部とが溶融し、軸部１２の先端部を中心としてナゲット２６が生じる。
このように抵抗スポット溶接が行われることにより、第１部材２と第２部材３とがリベット１を介して結合される。

【0034】

この異材接合方法において、第３工程Ｓ３は、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように第１電流を０として行ってもよい。図９（Ａ）は第３工程を説明するための断面図、図９（Ｂ）は加圧電流の変化を示すグラフである。すなわち、第３工程Ｓ３は、第１電極２４ａと第２電極２４ｂとに給電することなくリベット１の軸部１２を第２部材３に押し込んで実施することができる。

【0035】

この実施の形態によるリベット１によれば、軸部１２を第２部材３に押し込む第３工程で押し出された金属材料（第２部材３の一部２５）が一箇所に集まるように軸部１２の穴１４に収容される。このため、第２部材３を構成する金属材料が軸部１２の外面と穴１４の穴壁面とに密着し、軸部１２が第２部材３に強固に結合されるようになる。また、第３工程で第２部材３の一部とリベット１の軸部１２とが充分に置き換わるようになるから、軸部１２の先端が第１部材２に充分に押し付けられた状態で第４工程において抵抗スポット溶接が行われる。

【0036】

さらに、接合時に金属材料が第２部材３の表面側に出るようなことはないから、第２部材３の表面を接合前と同じ状態に保つことができる。
したがって、接合強度の向上と、接合後の外観品質の向上とを図ることが可能なリベットおよび異材接合方法を提供することができる。この実施の形態によるリベット１を使用すれば、工場環境が汚染されることも防ぐことができる。
さらにまた、この実施の形態に示すリベット１の軸部１２には穴１４が形成されているから、従来のリベットと較べると軽量化を図ることができる。

【0037】

この実施の形態によるリベット１の穴１４の開口側端部１４ａは、軸部１２の先端から頭部１１に向かうにしたがって次第に開口幅が小さくなるテーパー状に形成されている。このため、リベット１が第２部材３に押し込まれるときにアルミニウム材を塑性流動により穴１４に導くことができるから、第２部材３に軸部１２を容易に押し込むことができるし、押し込む過程で軸部１２の進む方向を第２部材３の厚み方向に規制することができる。したがって、軸部１２の先端が第１部材２に正しく接触するから、抵抗スポット溶接の信頼性を高くすることができる。

【0038】

この実施の形態によるリベット１の頭部１１は、径方向の全域にわたって厚みが一定になるように形成されている。この実施の形態による頭部１１は、従来のリベットの頭部、すなわち環状溝を有する頭部とは異なり、頭部１１の外周面が軸部１２の外周面から径方向に突出する長さが短くなるように形成することができる。
このため、このリベット１は、図１０および図１１に示すように、頭部１１の裏（軸部１２が突設されている一側）を通る一対の搬送用レール３１を使用して容易に搬送することができる。

【0039】

これらの搬送用レール３１は、軸部１２を径方向の両側から挟むように並び、頭部１１の外周面の一部と裏面の一部とに接触して頭部１１を移動自在に支える搬送路３１ａを有している。搬送用レール３１に載せられたリベット１は、傾斜した搬送用レール３１に沿って自重で滑って送られたり、図示していないプッシャによって押されて送られる。従来の環状溝が頭部に形成されたリベットでは、頭部と搬送用レール３１との接触部分の面積が大きくなるために、移動時の摩擦抵抗が大きくなる。このため、従来のリベットを搬送用レール３１で搬送することは容易ではなかった。

【0040】

また、この実施の形態で示すように頭部１１の外周面が軸部１２の外周面から径方向に突出する長さが短いと、マスの集中化を図ることができるから、搬送を含めてリベット１を例えばロボットハンド（図示せず）で把持する操作など、リベット１を取り扱う操作を容易に行うことができる。

【0041】

（軸部の変形例）
リベットの軸部は図１２～図１５に示すように形成することができる。これらの図において、図１～図１１によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図１２に示す軸部４１の先端部は、先端に向かうにしたがって次第に形成幅が小さくなるテーパー状に形成されている。
軸部４１をこのように形成することにより、軸部４１を第２部材３に押し込む際の抵抗が小さくなるから、押し込み時のリベット１に加える押圧力を小さくすることができる。

【0042】

図１３に示す軸部４２の先端部は、先端に向かうにしたがって次第に形成幅が小さくなるテーパー状のテーパー部４２ａと、テーパー部４２ａの先端部分に形成された平坦部４２ｂとを有している。
軸部４２をこのように形成することにより、軸部４２を第２部材３に押し込む際の抵抗を小さくすることができるとともに、軸部４２と第１部材２との接触部分の面積を充分に確保することができる。このため、押し込み時の押圧力を低減できるとともに抵抗スポット溶接の信頼性を向上させることができる。

【0043】

図１４と図１５に示す軸部４３，４４は、頭部１１側の基端から先端に向かうにしたがって次第に細くなる円筒状に形成されている。この円筒状の軸部４３，４４の穴１４は、軸部４３，４４の先端から頭部１１に向けて延びる穴径が一定の円筒面４５と、この円筒面４５に接続されて軸部４３，４４の先端から離れるにしたがって穴径が漸次小さくなるテーパー面４６とを有する形状に形成されている。
軸部４３，４４がこのように形成されていることにより、第２部材３に押し込まれる軸部４３，４４の体積が上述した各例の軸部１２，４１，４２と較べて少なくなるから、押し込みを容易に行うことができる。
図１４に示す頭部１１の対接面１３は、軸部４３と同様に傾斜したテーパー面となるように形成されている。すなわち、図１４に示す頭部１１は、第２部材３の表面３ａと対向する平坦な対接面１３を有している。

【0044】

図１６に示す軸部４７は、外周部と内周部とが断面波形状に形成されている。詳述すると、この軸部４７の外周部は、大径部４７ａと小径部４７ｂとが軸線方向に交互に並ぶように形成されている。また、内周部は、大径部４７ｃと小径部４７ｄとが軸線方向に交互に並ぶように形成されている。
図１７に示す軸部４８は、外周部が断面波形状に形成されている。この軸部４８の外周部は、大径部４８ａと小径部４８ｂとが軸線方向に交互に並ぶように形成されている。
図１８に示す軸部４９は、内周部が断面波形状に形成されている。この軸部４９の内周部は、大径部４９ａと小径部４９ｂとが軸線方向に交互に並ぶように形成されている。
軸部４７～４９をこのように形成することにより、外周部と内周部とに形成されている凹凸が第２部材３に係合するようになるから、より一層強固に第１部材２と第２部材３とを締結することができる。

【0045】

（リベットの頭部の変形例）
リベットの頭部は図１９および図２０に示すように形成することができる。これらの図において、図１～図１８によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図１９および図２０に示す頭部５１は、軸部４１，４２から径方向の外側に突出する円板部５１ａと、この円板部５１ａの外周部分に軸部４１，４２の突設方向へ突設された円筒からなる筒状壁部５１ｂとによって形成されている。このように筒状壁部５１ｂが頭部５１に設けられることにより、筒状壁部５１ｂと軸部４１，４２との間に環状の溝５２が形成される。

【0046】

図１９に示すリベット１の軸部４１の先端部は、先端に向かうにしたがって次第に形成幅が小さくなるテーパー状に形成されている。穴１４は、テーパーの中心に開口している。
図２０に示すリベット１の軸部４２の先端部は、先端に向かうにしたがって次第に形成幅が小さくなるテーパー状のテーパー部４２ａと、テーパー部４２ａの先端部分に形成された平坦部４２ｂとを有している。

【0047】

図１９および図２０に示すリベット１においては、軸部４１，４２を第２部材３に押し込むときにアルミニウム材が塑性流動により環状の溝５２と軸部４１，４２の穴１４とに入るようになる。このため、この実施の形態によれば、アルミニウム材をリベット１の２箇所で保持できるようになるから、更に接合強度が高いリベットを得ることができる。

【0048】

上述した実施の形態によるリベット１は、頭部１１，５１が円板状で軸部１２，４１～４４，４７～４９が円筒状に形成されている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、頭部１１，５１と軸部１２，４１～４４，４７～４９の軸線方向から見た形状は、円形でなくてもよく、三角形、四角形など多角形でもよい。

【符号の説明】

【0049】

１…リベット、１１，５１…頭部、２…第１部材２、３…第２部材、１２，４１～４４，４７～４９…軸部、１４…穴、１４ａ…開口側端部、１５…空室、５１ａ…円板部、５１ｂ…筒状壁部、Ｓ１…第１工程、Ｓ２…第２工程、Ｓ３…第３工程、Ｓ４…第４工程。

【要約】

【課題】第１部材に重ねられた第２部材を貫通し、第１部材に抵抗溶接によって溶接されるリベットにおいて、接合強度の向上と、接合後の外観品質の向上とを図る。
【解決手段】第１部材２に重ねられた第２部材３を貫通し、第１部材２に抵抗溶接によって溶接される、頭部１１と軸部１２とを備えるリベット１である。頭部１１から突出して第２部材３を貫通する軸部１２の外径は頭部１１の外径より小さい。軸部１２は先端から頭部１１に向けて延びる穴１４を有する。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】