特許 7332966 継手の製造方法、継手、及び自動車部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-16

(45)【発行日】2023-08-24

(54)【発明の名称】継手の製造方法、継手、及び自動車部品

(51)【国際特許分類】

   F16B 37/04 20060101AFI20230817BHJP

   B62D 27/02 20060101ALI20230817BHJP

   B21D 39/00 20060101ALI20230817BHJP

【ＦＩ】

F16B37/04 E

B62D27/02

B21D39/00 D

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022534132

(86)(22)【出願日】2021-07-02

(86)【国際出願番号】 JP2021025215

(87)【国際公開番号】W WO2022004890

(87)【国際公開日】2022-01-06

【審査請求日】2022-06-29

(31)【優先権主張番号】P 2020115833

(32)【優先日】2020-07-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡田 徹

(72)【発明者】

【氏名】富士本 博紀

(72)【発明者】

【氏名】古迫 誠司

(72)【発明者】

【氏名】泰山 正則

【審査官】鵜飼 博人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０５６４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０５６９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０２４１５６９５（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平０６－１８５５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０１７５９３３９（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２２４８２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｂ ２３／００ －４３／０２

Ｂ６２Ｄ ２７／０２

Ｂ２１Ｄ ３９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸部と、前記軸部の軸方向端部に設けられたフランジと、を備えた締結部材であって、
前記締結部材には、前記軸部の軸方向に沿って前記軸部及び前記フランジを貫通する第１の貫通穴があり、
前記フランジにおける前記第１の貫通穴は、ネジ穴であって、
前記軸部の横断面における前記第１の貫通穴の径は、前記フランジの横断面における前記ネジ穴の谷径より大きい、
前記締結部材を、第２の貫通穴のある第１の板材に固定する継手の製造方法であって、
前記第１の板材の前記第２の貫通穴に、前記締結部材の前記軸部を通すこと、
前記第１の板材に前記フランジを当接させること、
前記軸部の先端を潰して前記軸部を径方向外側に拡げて前記第１の板材をかしめるとともに、前記軸部の軸方向に沿って見て前記軸部における前記第１の貫通穴の縁よりも前記軸部を径方向内側に延出させること、
を備える継手の製造方法。

【請求項2】

前記フランジの外径は、前記軸部の外径より大きく、
前記フランジの肉厚は、前記軸部の肉厚より厚い、
請求項１に記載の継手の製造方法。

【請求項3】

前記軸部は、雄ネジである、
請求項１又は請求項２に記載の継手の製造方法。

【請求項4】

軸部と、前記軸部の軸方向端部に設けられたフランジと、を備えた締結部材であって、
前記締結部材には、前記軸部の軸方向に沿って前記軸部及び前記フランジを貫通する第１の貫通穴があり、
前記フランジにおける前記第１の貫通穴は、ネジ穴であって、
前記軸部の横断面における前記第１の貫通穴の径は、前記フランジの横断面における前記ネジ穴の谷径より大きい、
前記締結部材を、第２の貫通穴のある第１の板材に固定する継手の製造方法であって、
前記第１の板材の前記第２の貫通穴に、前記締結部材の前記軸部を通すこと、
前記第１の板材に前記フランジを当接させること、
前記軸部の先端を潰して前記第１の板材をかしめること、
を備え、
前記第２の貫通穴は、ネジ穴であって、
前記軸部は、雄ネジであって、
前記軸部を前記第２の貫通穴にねじ込む、
継手の製造方法。

【請求項5】

前記第２の貫通穴は、多角穴であって、
前記軸部を前記第２の貫通穴に係合する、
請求項１～請求項３の何れか１項に記載の継手の製造方法。

【請求項6】

前記締結部材を軸方向両側から一対の加熱加圧部材で挟んだ状態で、前記一対の加熱加圧部材によって前記締結部材を加熱するとともに前記締結部材の軸方向に加圧することにより、前記軸部の先端を潰して前記第１の板材をかしめる、
請求項１～請求項５の何れか１項に記載の継手の製造方法。

【請求項7】

前記締結部材は、金属製であって、
前記第１の板材は、引張強さが７８０ＭＰａ以上の鋼板であって、
前記一対の加熱加圧部材は、一対の電極である、
請求項６に記載の継手の製造方法。

【請求項8】

第３の貫通穴のある第２の板材の前記第３の貫通穴に、ネジ部材の雄ネジ部を通すこと、
前記雄ネジ部を前記軸部の前記第１の貫通穴に通すこと、
前記雄ネジ部を前記ネジ穴にねじ込んで前記第２の板材を固定すること、
を備える請求項１～請求項７の何れか１項に記載の継手の製造方法。

【請求項9】

前記第１の板材は、前記第２の板材と反対側に膨出するとともに、頂部に前記第２の貫通穴のある膨出部を有する、
請求項８に記載の継手の製造方法。

【請求項10】

第２の貫通穴のある板材と、
軸部と、前記軸部の軸方向端部に設けられたフランジと、を備え、前記軸部が前記第２の貫通穴に通された状態で、前記フランジが前記板材に当接された締結部材と、
を備え、
前記締結部材には、前記軸部の軸方向に沿って前記軸部及び前記フランジを貫通する第１の貫通穴があり、
前記フランジにおける前記第１の貫通穴は、ネジ穴であって、
前記軸部の横断面における前記第１の貫通穴の径は、前記フランジの横断面における前記ネジ穴の谷径より大きく、
前記第２の貫通穴から突出する前記軸部の先端部には、前記軸部の径方向外側へ拡がり前記フランジとで前記板材をかしめるかしめ部、及び前記軸部の軸方向に沿って見て前記軸部における前記第１の貫通穴の縁よりも前記軸部の径方向内側へ延出する延出部が形成されている、
継手。

【請求項11】

請求項１０に記載の継手を備える自動車部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願が開示する技術は、継手の製造方法、継手、及び自動車部品に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、鋼板等の板材に金属製のナットを接合するための装置としては、プロジェクション溶接装置が知られている（例えば、特開２０１９－９８３８５号公報参照）。このプロジェクション溶接装置では、一対の電極によって、板材及びナット（プロジェクションナット）を挟んだ状態で、一対の電極間が通電される。ナットの軸方向一方側の端部には、ナットの周方向に間隔を空けて複数の凸部が形成されている。この複数の凸部と板材との複数の点接触部が、プロジェクション溶接により接合される。

【0003】

このようなプロジェクション溶接による接合技術は、例えば、自動車の車体パネルの接合構造に広く利用されている（例えば、特開２０１９－９３８１９号公報参照）。このプロジェクション溶接による接合技術を用いた車体パネルの接合構造では、例えば、ナット（ウェルドナット）が接合された第一車体パネル材に第二車体パネル材が重ねられる。そして、第二車体パネル材の挿通穴に挿通されたボルトがナットにねじ込まれることにより、第二車体パネル材が第一車体パネル材に接合される。

【0004】

以上は、プロジェクション溶接により、板材とナットとを接合する技術に関する説明である。板材にナットを固定する技術としては、次の技術がある。

【0005】

例えば、第一の固定技術では、ナット本体の軸方向一方側の端部に、内筒及び外壁を有するナット、すなわち、ピアスナットが用いられている（例えば、特開平１１－１９３８０８号公報、特開２００５－２４０８３６号公報、特許第５１０６２７９号公報、及び特許第５８７６４０５号公報参照）。このピアスナットを用いた固定技術では、板材にセットされたナットが、打込工具によって打ち込まれる。これにより、ナットの内筒によって板材の一部が打ち抜かれ、板材に穴が形成される。そして、この穴に内筒が挿入されると共に、穴の周囲部が内筒と外壁との間にかしめられることにより、板材にナットが固定される。

【0006】

また、例えば、第二の固定技術では、フランジ部及び胴部を有するナット、すなわち、かしめナットが用いられている（例えば、特許第４０９３６７４号公報、特開２００１－０６５５２５号公報、特開平０９－１２６２１５号公報、特開２００８－１７５３７９号公報参照）。このかしめナットを用いた固定技術では、板材の穴に挿入されたナットの胴部が軸方向に潰されることにより、胴部に環状のかしめ変形部が形成される。そして、ナットのフランジ部及びかしめ変形部によって板材を挟んだ状態で、板材にナットが固定される。

【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、上記従来の技術では、次の課題がある。すなわち、プロジェクション溶接による接合技術を用いた車体パネルの接合構造では、第二車体パネル材の挿通穴に通されたボルトを、第一車体パネル材に接合されたナットにねじ込む際に、ボルトによってナットが押し込まれる。したがって、ナットが第一車体パネル材から剥離される方向の押し込み荷重が、ナットに作用する。

【0008】

ここで、プロジェクション溶接による接合技術では、ナットの周方向の全長に亘ってナットと板材とが溶接により接合されるのではなく、ナットに形成された複数の凸部と板材との複数の点接触部が、プロジェクション溶接により接合される。このため、ナットの剥離強度が不足する虞がある。また、ナットの剥離強度を高めるため、点接触部の溶融径を大きくすると、スパッタが発生する虞がある。このスパッタがナットのネジ穴に付着すると、ボルトをナットにねじ込めなくなる虞がある。

【0009】

また、ピアスナットを用いた上述の固定技術では、ナット本体から内筒に亘ってネジ穴が形成されている。したがって、打ち込まれたナットの内筒によって板材の一部を打ち抜く際に、内筒が変形すると共に、内筒の変形に伴ってネジ穴も変形する虞がある。

【0010】

また、かしめナットを用いた固定技術においても、ナットの胴部にネジ穴が形成されている。そのため、胴部が軸方向に潰され、当該胴部にかしめ変形部が形成される際に、ネジ穴が変形する虞がある。

【0011】

本願が開示する技術は、一例として、締結部材の剥離強度を確保すると共に、締結部材のネジ穴にネジ部材の雄ネジ部がねじ込み難くなることを抑制することを第一の目的とする。

【0012】

また、本願が開示する技術は、締結部材の剥離、及び締結部材のネジ穴にネジ部材の雄ネジ部がねじ込み難くなることを抑制すると共に、第１の板材と第２の板材とを適切に接合することを第二の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

第１態様に係る締結部材は、軸部と、前記軸部の軸方向端部に設けられたフランジと、を備えた締結部材であって、前記締結部材には、前記軸部の軸方向に沿って前記軸部及び前記フランジを貫通する第１の貫通穴があり、前記フランジにおける前記第１の貫通穴は、ネジ穴であって、前記軸部の横断面における前記第１の貫通穴の径は、前記フランジの横断面における前記ネジ穴の谷径より大きい。

【0014】

第２態様に係る締結部材は、第１態様に係る締結部材において、前記フランジの外径は、前記軸部の外径より大きく、前記フランジの肉厚は、前記軸部の肉厚より厚い。

【0015】

第３態様に係る締結部材は、第１態様又は第２態様に係る締結部材において、軸部は、雄ネジである。

【0016】

第４態様に係る継手の接合方法は、第２の貫通穴のある第１の板材の前記第２の貫通穴に、第１態様～第３態様の何れか１つに係る前記軸部を通すこと、前記第１の板材に前記フランジを当接させること、前記軸部の先端を潰して前記第１の板材をかしめること、を備える。

【0017】

第５態様に係る継手の接合方法は、第４態様に係る継手の製造方法において、前記フランジの外径は、前記軸部の外径より大きく、前記フランジの肉厚は、前記軸部の肉厚より厚い。

【0018】

第６態様に係る継手の接合方法は、第４態様又は第５態様に係る継手の製造方法において、前記第２の貫通穴は、ネジ穴であって、前記軸部は、雄ネジであって、前記軸部を前記第２の貫通穴にねじ込む。

【0019】

第７態様に係る継手の接合方法は、第４態様又は第５態様に係る継手の製造方法において、前記第２の貫通穴は、多角穴であって、前記軸部を前記第２の貫通穴に係合する。

【0020】

第８態様に係る継手の接合方法は、第４態様～第７態様の何れか１つに係る継手の製造方法において、前記締結部材を軸方向両側から一対の加熱加圧部材で挟んだ状態で、前記一対の加熱加圧部材によって前記締結部材を加熱するとともに前記締結部材の軸方向に加圧することにより、前記軸部の先端を潰して前記第１の板材をかしめる。

【0021】

第９態様に係る継手の接合方法は、第８態様に係る継手の製造方法において、前記締結部材は、金属製であって、前記第１の板材は、引張強さが７８０ＭＰａ以上の鋼板であって、前記一対の加熱加圧部材は、一対の電極である。

【0022】

第１０態様に係る継手の接合方法は、第４態様～第９態様の何れか１つに係る継手の製造方法において、第３の貫通穴のある第２の板材の前記第３の貫通穴に、ネジ部材の雄ネジ部を通すこと、前記雄ネジ部を前記軸部の前記第１の貫通穴に通すこと、前記雄ネジ部を前記ネジ穴にねじ込んで前記第２の板材を固定すること、を備える。

【0023】

第１１態様に係る継手の接合方法は、第１０態様に係る継手の製造方法において、前記第１の板材は、前記第２の板材と反対側に膨出するとともに、頂部に前記第２の貫通穴のある膨出部を有する。

【0024】

第１２態様に係る継手は、第２の貫通穴のある板材と、前記軸部が前記第２の貫通穴に通された状態で、前記フランジが前記板材に当接された第１態様～第３態様の何れか１つに係る締結部材と、を備え、前記第２の貫通穴から突出する前記軸部の先端部には、前記フランジとで前記板材をかしめるかしめ部が形成されている。

【0025】

第１３態様に係る自動車部品は、第１２態様に係る継手を備える。

【発明の効果】

【0026】

本願が開示する技術によれば、一例として、締結部材の剥離強度を確保すると共に、締結部材のネジ穴にネジ部材の雄ネジ部がねじ込み難くなることを抑制することができる。

【0027】

また、本願が開示する技術は、締結部材の剥離、及び締結部材のネジ穴にネジ部材の雄ネジ部がねじ込み難くなることを抑制すると共に、第１の板材と第２の板材とを適切に接合することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1A】第一実施形態に係る締結部材を示す正面図である。

【図1B】第一実施形態に係る締結部材を示す縦断面図である。

【図2A】第一実施形態に係る継手の製造方法の第一工程を説明する断面図である。

【図2B】第一実施形態に係る継手の製造方法の第二工程を説明する断面図である。

【図3A】第一実施形態に係る板材接合方法の第一工程を説明する断面図である。

【図3B】第一実施形態に係る板材接合方法の第二工程を説明する断面図である。

【図4A】第二実施形態に係る継手の製造方法の第一工程を説明する断面図である。

【図4B】第二実施形態に係る継手の製造方法の第二工程を説明する断面図である。

【図5A】第二実施形態に係る板材接合方法の第一工程を説明する断面図である。

【図5B】第二実施形態に係る板材接合方法の第二工程を説明する断面図である。

【図6A】第三実施形態に係る締結部材を示す正面図である。

【図6B】第三実施形態に係る締結部材を示す縦断面図である。

【図7A】第三実施形態に係る継手の製造方法の第一工程を説明する断面図である。

【図7B】第三実施形態に係る継手の製造方法の第二工程を説明する断面図である。

【図8A】第三実施形態に係る板材接合方法の第一工程を説明する断面図である。

【図8B】第三実施形態に係る板材接合方法の第二工程を説明する断面図である。

【図9】第四実施形態に係る接合継手の分解斜視図である。

【図10A】第五実施形態に係る継手の製造方法の第一工程を説明する断面図である。

【図10B】第五実施形態に係る継手の製造方法の第二工程を説明する断面図である。

【図11A】第一比較例に係るナットを示す正面図である。

【図11B】第一比較例に係るナットを示す縦断面図である。

【図12A】第一比較例に係る継手の製造方法の第一工程を説明する断面図である。

【図12B】第一比較例に係る継手の製造方法の第二工程を説明する断面図である。

【図13A】第二比較例に係るナットを示す縦断面図である。

【図13B】第二比較例に係る接合継手を示す縦断面図である。

【図14A】第三比較例に係るナットを示す縦断面図である。

【図14B】第三比較例に係る接合継手を示す縦断面図である。

【図15A】第四比較例に係る継手の製造方法の第一工程を説明する断面図である。

【図15B】第四比較例に係る継手の製造方法の第二工程を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

［第一実施形態］
はじめに、本発明の第一実施形態について説明する。

【0030】

図１Ａ、及び図１Ｂは、第一実施形態に係る締結部材１０を示す図である。図１Ａは、締結部材１０の正面図である。図１Ｂは、締結部材１０の縦断面図である。矢印Ａ１は、締結部材１０の軸方向一方側を示し、矢印Ａ２は、締結部材１０の軸方向他方側を示している。

【0031】

図１Ａ、及び図１Ｂに示されるように、締結部材１０（例えば、リベットナット、ナット）は、軸部１２と、軸部１２の軸方向端部に設けられたフランジ１１とを有する。また、締結部材１０には、軸部１２の軸方向に沿って、軸部１２及びフランジ１１を貫通する第１の貫通穴がある。この締結部材１０は、一例として、金属製である。

【0032】

フランジ１１（ナット本体、雌ネジ部）は、環状に形成されている。このフランジ１１における第１の貫通穴は、ネジ穴１３である。ネジ穴１３は、フランジ１１の中心部に形成されている。なお、フランジ１１における第１の貫通穴の全体がネジ穴１３とされても良いし、フランジ１１における第１の貫通穴の一部がネジ穴１３とされても良い。軸部１２（筒状部）は、フランジ１１の軸方向一方側の端部から突出している。この軸部１２は、円筒である。また、軸部１２における第１の貫通穴は、貫通穴１４である。貫通穴１４は、軸部１２の中心部に形成されている。

【0033】

ネジ穴１３及び貫通穴１４は、締結部材１０を軸部１２の軸方向に貫通する第１の貫通穴を構成している。貫通穴１４は、ネジ穴１３と同軸に配置されるとともに、ネジ穴１３と通じている。フランジ１１の外径Ｄ１は、軸部１２の外径Ｄ２よりも大きい。軸部１２の横断面における貫通穴１４の径ｄ２（内径）は、フランジ１１の横断面におけるネジ穴１３の谷径ｄ１（内径、穴径）よりも大きい。また、フランジ１１の肉厚（Ｄ１－ｄ１）は、軸部１２の肉厚（Ｄ２－ｄ２）よりも厚い。なお、ネジ穴１３の谷径ｄ１とは、雌ネジの谷底に接する仮想的な円筒の直径を意味する。

【0034】

続いて、第一実施形態に係る継手の製造方法について説明する。

【0035】

図２Ａ、及び図２Ｂは、第一実施形態に係る継手の製造方法（接合継手の製造方法）を説明する図である。図２Ａは、継手の製造方法の第一工程を説明する図である。図２Ｂは、継手の製造方法の第二工程を説明する図である。

【0036】

第一実施形態に係る継手の製造方法は、板材２０の被接合部２１に締結部材１０を固定して、被接合部２１及び締結部材１０を備える接合継手３０を得る方法である。板材２０は、例えば、引張強さが７８０ＭＰａ以上の鋼板であり、好ましくは、引張強さが９８０ＭＰａ以上の鋼板である。また、板材２０を構成する鋼板の板厚は、例えば、０．５ｍｍ～４．０ｍｍである。なお、板材２０は、表面処理鋼板でもよい。また、板材２０は、第１の板材の一例である。

【0037】

被接合部２１には、当該被接合部２１を板厚方向に貫通する貫通穴２２（通し穴）が形成されている。貫通穴２２は、断面が円形状の丸穴である。被接合部２１は、貫通穴２２を含む所定の範囲の部位である。なお、貫通穴２２は、第２の貫通穴の一例である。また、図２Ａ、及び図２Ｂでは、板材２０のうちの被接合部２１のみが示されている。被接合部２１は、第一板面２１Ａと、この第一板面２１Ａとは反対側の第二板面２１Ｂとを有している。

【0038】

第一実施形態に係る継手の製造方法は、締結部材１０を被接合部２１に固定する工程として、第一工程及び第二工程を備える。

【0039】

図２Ａに示されるように、第一工程では、第一板面２１Ａ側から軸部１２を貫通穴２２に通し、フランジ１１を板材２０の第一板面２１Ａにおける貫通穴２２の周囲部に当接させる。また、軸部１２の先端（先端部）を被接合部２１の第二板面２１Ｂから突出させる。

【0040】

軸部１２の軸長Ｌは、被接合部２１の板厚Ｔよりも長い。また、フランジ１１の外径Ｄ１は、貫通穴２２の径ｄ３よりも大きい。また、軸部１２の外径Ｄ２は、貫通穴２２の径ｄ３よりも小さい。被接合部２１に対する締結部材１０のがたつきを抑制するためには、軸部１２の外径Ｄ２が、貫通穴２２の径ｄ３よりも僅かに小さいことが望ましい。なお、軸部１２は、貫通穴２２に圧入されてもよい。

【0041】

図２Ｂに示されるように、第二工程では、締結部材１０の軸方向両側から締結部材１０を一対の電極４０で挟んだ状態とする。一対の電極４０は、「一対の加熱加圧部材」の一例である。そして、一対の電極４０間に通電し、この一対の電極４０によって締結部材１０を通電加熱しながら締結部材１０の軸方向に加圧することにより、軸部１２の先端を潰して板材２０をかしめる。これにより、軸部１２の先端部には、軸部１２の径方向外側に拡がるかしめ部１５が形成される。このかしめ部１５は、軸部１２の周方向に沿って環状に形成される。なお、一対の電極４０による締結部材１０の加熱及び加圧は、必ずしも同時に行う必要はなく、別々に行うことも可能である。

【0042】

このとき、かしめ部１５の外径Ｄ４が、貫通穴２２の径ｄ３よりも大きくなるように、かしめ部１５が形成される。これにより、かしめ部１５は、第二板面２１Ｂにおける貫通穴２２の周囲部に圧着（係止）される。つまり、フランジ状に形成されたかしめ部１５が、第二板面２１Ｂにおける貫通穴２２の周囲部に重なり、この貫通穴２２の周囲部に引っ掛かった状態となる。

【0043】

このようにして、フランジ１１を第一板面２１Ａにおける貫通穴２２の周囲部に当接させる。また、第二板面２１Ｂにおける貫通穴２２の周囲部に圧着するかしめ部１５を軸部１２の先端部に形成する。これにより、フランジ１１及びかしめ部１５によって被接合部２１を挟んだ状態で、被接合部２１に締結部材１０が固定される。また、フランジ１１及びかしめ部１５によって被接合部２１を加圧した状態で挟むことにより、被接合部２１に対する締結部材１０の回転が規制される。

【0044】

なお、軸部１２の先端が変形することにより、この軸部１２の先端部には、上述のかしめ部１５に加えて、軸部１２の径方向内側に延出する延出部１６が形成される。この延出部１６は、軸部１２の周方向に沿って環状に形成される。

【0045】

ところで、延出部１６の内径ｄ４がネジ穴１３の谷径ｄ１よりも小さくなると、後述するように、締結部材１０の軸方向一方側（矢印Ａ１側）からネジ穴１３にボルトをねじ込むことができなくなる（螺入できなくなる）。

【0046】

そこで、第二工程では、延出部１６の内径ｄ４がネジ穴１３の谷径ｄ１よりも小さくならないように、一対の電極４０による加熱温度、加圧力、加圧時間、又は一対の電極４０の形状等により、軸部１２の先端部の径方向内側への変形量が調整される。また、延出部１６の内径ｄ４がネジ穴１３の谷径ｄ１よりも小さくならないように、加圧変形前の軸部１２の貫通穴１４の径ｄ２の大きさが設定される。これにより、延出部１６の内径ｄ４が、ネジ穴１３の谷径ｄ１よりも小さくなることが抑制される。さらに、加圧変形前の軸部１２の貫通穴１４には、フランジ１１側に向かって先細りになるテーパを設けてもよい。これにより、軸部１２が軸方向に変形する際に、軸部１２が内側に変形し難くなるため、内径ｄ４がネジ穴１３の谷径ｄ１よりも小さくなることが抑制される。

【0047】

この第二工程は、溶接工程ではなく、かしめ工程である。そのため、この第二工程では、被接合部２１が溶融しない加熱温度で、一対の電極４０によって締結部材１０を通電加熱しながら加圧する。

【0048】

この第二工程では、鋼板である板材２０が溶融しないため、大気中や板材２０の表面の防錆油から水素が板材２０の内部に侵入することが抑制される。また、板材２０が高温から急冷されず、フレッシュマルテンサイトにならないことから、板材２０に水素脆化が生じることが抑制される。これらのことは、プロジェクション溶接に比べて、第一実施形態の優位な特徴である。なお、水素脆化とは、鋼板中に吸収された水素により鋼板に割れが生じたり、鋼板の強度（延性又は靭性）が低下したりする現象のことである。

【0049】

第一実施形態に係る継手の製造方法では、以上の要領により、板材２０に形成された被接合部２１に締結部材１０が接合される。これにより、被接合部２１及び締結部材１０を備える接合継手３０が得られる。この接合継手３０は、例えば、自動車部品に好適である。このような接合継手３０を備える自動車部品としては、例えば、Ａピラー、Ｂピラー、サイドメンバ、ロッカ、ルーフサイドレール、及びバンパリインフォースメント等の車体骨格部材が挙げられる。

【0050】

この接合継手３０において、締結部材１０は、ネジ穴１３を有するフランジ１１と、フランジ１１の軸方向一方側の端部（軸方向端部）から突出する軸部１２とを備える。軸部１２は、ネジ穴１３と同軸に形成された貫通穴１４を有する。軸部１２は、被接合部２１に形成された貫通穴２２に通されている。フランジ１１は、第一板面２１Ａにおける貫通穴２２の周囲部に当接している。軸部１２の先端部は、被接合部２１の第二板面２１Ｂから突出している。この軸部１２の先端部には、第二板面２１Ｂにおける貫通穴２２の周囲部に圧着（係止）されたかしめ部１５が形成されている。

【0051】

続いて、第一実施形態に係る板材接合方法について説明する。

【0052】

図３Ａ、及び図３Ｂは、第一実施形態に係る板材接合方法を説明する図である。図３Ａは、板材接合方法の第一工程を説明する図である。図３Ｂは、板材接合方法の第二工程を説明する図である。

【0053】

なお、以降の説明では、板材接合方法によって得らえる板材接合構造７０の第２の板材５０及び第２の被接合部５１と区別するために、板材２０を第１の板材２０と称し、被接合部２１を第１の被接合部２１と称する。

【0054】

第一実施形態に係る板材接合方法は、第１の板材２０の第１の被接合部２１に、第１の板材２０とは別の第２の板材５０の第２の被接合部５１を接合する方法である。

【0055】

第一実施形態に係る板材接合方法は、第１の被接合部２１に第２の被接合部５１を接合する工程として、第一工程及び第二工程を備える。

【0056】

図３Ａに示されるように、第一工程では、上述の第一実施形態に係る継手の製造方法によって製造された接合継手３０における第１の被接合部２１に、第２の板材５０の第２の被接合部５１を重ね合わせる。

【0057】

第２の被接合部５１は、膨出部５３を有する。膨出部５３は、第２の板材５０の平坦部５４に対して第１の板材２０と反対側に膨出する形状を有する。膨出部５３の頂部には、第２の板材５０の板厚方向に貫通する貫通穴５２（挿通穴）が形成されている。第二工程では、膨出部５３の内側に軸部１２の先端部が位置すると共に、貫通穴５２が締結部材１０と同軸上に位置するように、第１の被接合部２１に対して第２の被接合部５１が位置決めされる。なお、貫通穴５２は、第３の貫通穴の一例である。

【0058】

図３Ｂに示されるように、第二工程では、ボルト６０を用いる。ボルト６０は、頭部６１及び雄ネジ部６３を有する。この第二工程では、第２の被接合部５１側から雄ネジ部６３を貫通穴５２に通すと共に、雄ネジ部６３を締結部材１０のネジ穴１３にねじ込む（螺入する）。これにより、締結部材１０のフランジ１１とボルト６０の頭部６１とによって、第１の被接合部２１及び第２の被接合部５１が挟まれた状態で、第１の被接合部２１及び第２の被接合部５１が接合される。なお、ボルト６０は、ネジ部材の一例である。

【0059】

第一実施形態に係る板材接合方法では、以上の要領により、締結部材１０及びボルト６０を用いて第１の被接合部２１及び第２の被接合部５１が接合される。これにより、締結部材１０、ボルト６０、第１の被接合部２１、及び第２の被接合部５１を備える板材接合構造７０が得られる。

【0060】

このような板材接合構造７０は、例えば、自動車の車体パネルの接合構造、特に、高強度鋼板である車体パネルを含む自動車部品に好適である。板材接合構造７０を備える自動車部品としては、例えば、Ａピラー、Ｂピラー、サイドメンバ、ロッカ、ルーフサイドレール、バンパリインフォースメント等の車体骨格部材が挙げられる。この板材接合構造７０は、負荷応力が高い部位（点）に特に好適である。しかしながら、板材接合構造７０は、自動車部品以外に適用されてもよいことは勿論である。

【0061】

なお、図２Ａ、及び図２Ｂに示される継手の製造方法における第一工程及び第二工程を、第一実施形態に係る板材接合方法における第一工程及び第二工程（前工程）とする場合、図３Ａ、及び図３Ｂに示される第一工程及び第二工程（後工程）は、第一実施形態に係る板材接合方法における第三工程及び第四工程にそれぞれ相当する。

【0062】

また、第一実施形態に係る継手の製造方法は、貫通穴２２のある第１の板材２０の貫通穴２２に、締結部材１０の軸部１２を通すこと、第１の板材２０にフランジ１１を当接させること、軸部１２の先端を潰して第１の板材２０をかしめること、貫通穴５２のある第２の板材５０の貫通穴５２に、ネジ部材としてのボルト６０の雄ネジ部６３を通すこと、雄ネジ部６３を軸部１２の貫通穴１４に通すこと、雄ネジ部６３をネジ穴１３にねじ込んで第２の板材５０を固定すること、を備える。

【0063】

続いて、第一実施形態の作用及び効果について説明する。

【0064】

第一実施形態によれば、継手の製造方法（図２Ｂ参照）の第二工程において、締結部材１０の軸方向両側から締結部材１０を一対の電極４０で挟んだ状態で、一対の電極４０によって締結部材１０を通電加熱しながら加圧する。そして、軸部１２の先端を潰すことにより、軸部１２の先端部に第二板面２１Ｂにおける貫通穴２２の周囲部に圧着されるかしめ部１５を形成する。

【0065】

したがって、かしめ部１５が貫通穴２２の周囲部に圧着することにより、かしめ部１５が貫通穴２２の周囲部に引っ掛かる抜止部として機能するので、締結部材１０の剥離強度が高められる。これにより、図３Ａ、及び図３Ｂに示されるように、ボルト６０の雄ネジ部６３を締結部材１０のネジ穴１３にねじ込む際に、締結部材１０が第１の被接合部２１から剥離する方向の押し込み荷重が締結部材１０に作用しても、第１の被接合部２１から締結部材１０が剥離することが抑制される。

【0066】

特に、かしめ部１５は、軸部１２の周方向に沿って環状に形成される。そのため、第一実施形態は、例えば、複数の点接触部でナットと第１の被接合部２１が接合されるプロジェクション溶接と比べて、締結部材１０の剥離強度を高めることができる。

【0067】

また、第一実施形態によれば、継手の製造方法（図３Ａ、及び図３Ｂ参照）の第二工程において、第１の被接合部２１が溶融しない加熱温度で、一対の電極４０によって締結部材１０を通電加熱しながら加圧し、軸部１２の先端を潰す。つまり、この第二工程では、プロジェクション溶接よりも第１の被接合部２１の加熱温度が低いかしめ加工の条件の下で、締結部材１０を通電加熱しながら加圧する。したがって、第１の被接合部２１は溶融しないので、第１の被接合部２１に水素脆化が生じることが抑制される。これにより、第１の被接合部２１、及び接合継手３０の品質を確保することができる。

【0068】

また、締結部材１０は、フランジ１１と、フランジ１１の軸方向一方側の端部から突出する軸部１２とを備えている。この締結部材１０のネジ穴１３は、軸部１２に形成されておらず、フランジ１１にのみ形成されている。したがって、継手の製造方法（図２Ａ、及び図２Ｂ参照）の第二工程において、軸部１２の先端を潰してかしめ部１５を形成する際に、ネジ穴１３が変形し難くなる。しかも、上述の通り、第二工程では、第１の被接合部２１は溶融しないので、ネジ穴１３にスパッタが付着することが抑制される。以上により、ネジ穴１３にボルト６０の雄ネジ部６３がねじ込み難くなることが抑制される。

【0069】

また、継手の製造方法の第二工程において、潰される軸部１２の先端は、ネジ穴１３を有するフランジ１１から離れた位置にあるので、ネジ穴１３の変形がさらに抑制される。しかも、フランジ１１の肉厚が、軸部１２の肉厚よりも厚いので、一対の電極４０で通電しながら締結部材１０を加圧したときに、フランジ１１の電流密度が、軸部１２の電流密度よりも低くなる。そのため、フランジ１１は、軸部１２に比べて、温度が上がらないので、フランジ１１のネジ穴１３の変形がさらに抑制される。なお、フランジ１１の肉厚は、軸部１２の肉厚の例えば、１．５倍以上が好適である。

【0070】

このように、第一実施形態では、締結部材１０の剥離、及び締結部材１０のネジ穴１３にボルト６０の雄ネジ部６３がねじ込み難くなることを抑制すると共に、第１の板材２０と第２の板材５０とを適切に接合することができる。

【0071】

また、第一実施形態では、第１の被接合部２１の貫通穴２２は、断面が円形状の丸穴である。そのため、例えば、板材接合構造７０が自動車の車体パネルの接合構造に適用された場合に、ボルト６０及び締結部材１０を通じて第１の被接合部２１に荷重が作用しても、貫通穴２２の周囲部の一部に、応力が集中することを抑制することができる。

【0072】

続いて、第一実施形態と比較例との比較について説明する。

【0073】

（第一比較例との比較）
図１１Ａ、及び図１１Ｂは、第一比較例に係るナット１１０を示す図である。図１１Ａは、ナット１１０の正面図である。図１１Ｂは、ナット１１０の縦断面図である。

【0074】

第一比較例に係るナット１１０は、プロジェクション溶接装置によって板材に接合されるプロジェクションナットである。このナット１１０の軸方向一方側の端部には、複数の凸部１１５が形成されている。複数の凸部１１５は、ナット１１０の周方向に間隔を空けて配置されている。

【0075】

図１２Ａ、及び図１２Ｂは、第一比較例に係る継手の製造方法を説明する図である。図１２Ａは、継手の製造方法の第一工程を説明する図である。図１２Ｂは、継手の製造方法の第二工程を説明する図である。

【0076】

第一比較例に係る継手の製造方法では、第一工程において、ナット１１０が板材１５０の被接合部１５１の上にセットされる。次いで、第二工程において、一対の電極１６０によって被接合部１５１及びナット１１０を挟んだ状態で、一対の電極１６０間が通電される。

【0077】

そして、複数の凸部１１５と被接合部１５１との複数の点接触部で、ナット１１０及び被接合部１５１がプロジェクション溶接により接合される。このプロジェクション溶接により、ナット１１０と被接合部１５１との接合部には、複数の溶接部１１６が形成される。第一比較例に係る継手の製造方法では、以上の要領で、ナット１１０及び被接合部１５１を有する接合継手が得られる。

【0078】

しかしながら、第一比較例では、ナット１１０の周方向の全長に亘ってナット１１０と被接合部１５１とが溶接で接合されず、ナット１１０に形成された複数の凸部１１５と被接合部１５１との複数の点接触部が、プロジェクション溶接により接合される。このため、ボルトがナット１１０に押し込まれる際に、ナット１１０に作用する押し込み荷重に対して、ナット１１０の剥離強度が不足する虞がある。

【0079】

第一比較例では、特に、板材１５０の鋼板強度が高くなると、溶接部１１６の靱性が低下するため、ナット１１０の剥離強度が不足する虞が高くなる。また、鋼板強度が高くなると、溶接部１１６が硬くなるため、溶接部１１６に水素脆化が生じる虞がある。

【0080】

また、第一比較例では、複数の凸部１１５と第１の被接合部２１との複数の点接触部の加熱温度が高くなると共に加圧時間が長くなると、次のようになる。すなわち、溶接部１１６が硬くなると共に、複数の点接触部に形成される複数の溶接部１１６に、大気中、又は第１の板材１５０の表面の防錆油から水素が侵入しやすくなる。そのため、第１の板材１５０が高強度鋼板の場合は、水素脆化が生じる可能性が高くなる。特に、１．５ＧＰａ級を超える高強度鋼板では、水素脆化の問題が顕在化する。

【0081】

ここで、水素脆化の影響を小さくするために、溶接部１１６の大きさを小さくすることが考えられる。しかしながら、この場合には、ナット１１０の剥離強度が低下する。一方、ナット１１０の剥離強度を向上させるために、溶接部１１６の大きさを大きくすることが考えられる。しかしながら、この場合には、水素脆化の影響が大きくなる。すなわち、剥離強度と水素脆化とは、トレードオフの関係にある。

【0082】

これに対して、第一実施形態（図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、及び図２Ｂ参照）では、一対の電極４０によって締結部材１０を通電加熱しながら加圧して、軸部１２の先端を潰す。これにより、軸部１２の先端部に、第二板面２１Ｂにおける貫通穴２２の周囲部に圧着されるかしめ部１５を形成する。このかしめ部１５は、軸部１２の周方向に沿って環状に形成され、貫通穴２２の周囲部に引っ掛かる抜止部として機能する。したがって、第一実施形態は、第一比較例に係るプロジェクション溶接と比べて、締結部材１０の剥離強度を高めることができる。また、第１の被接合部２１は溶融しないので、第１の被接合部２１を含む第１の板材２０が高強度鋼板の場合でも、第１の被接合部２１の靱性が低下しにくい。すなわち、第一実施形態は、高強度鋼板においても、高い効果を得ることができる。

【0083】

また、第一実施形態は、第１の被接合部２１が溶融しない加熱温度で、一対の電極４０によって締結部材１０を通電加熱しながら加圧する。つまり、第一実施形態では、プロジェクション溶接よりも第１の被接合部２１の加熱温度が低いかしめ加工の条件の下で、締結部材１０を通電加熱しながら加圧する。したがって、第１の被接合部２１は溶融しないので、第１の被接合部２１に水素脆化が生じることが抑制される。特に、第一実施形態は、１．５ＧＰａ級を超える高強度鋼板において、水素脆化を抑制することができるので、高強度鋼板において、高い効果を得ることができる。

【0084】

このように、第一実施形態は、剥離強度の向上と水素脆化の抑制とを両立させることができる。

【0085】

（第二比較例、及び第三比較例との比較）
図１３Ａ、及び図１３Ｂは、第二比較例に係るナット１２０及び接合継手を示す図である。図１３Ａは、ナット１２０の縦断面図である。図１３Ｂは、接合継手の縦断面図である。

【0086】

第二比較例に係るナット１２０は、ナット本体１２１の軸方向一方側の端部に内筒１２２と外壁１２５（外筒）を有するピアスナットである。この第二比較例では、板材１５０にセットされたナット１２０を打込工具で打込む。これにより、内筒１２２によって板材１５０の一部が打ち抜かれ、板材１５０に穴１５２が形成される。この穴１５２に内筒１２２が挿入されると共に、穴１５２の周囲部が内筒１２２と外壁１２５との間でかしめられることにより、板材１５０にナット１２０が固定される。

【0087】

しかしながら、第二比較例では、ナット本体１２１から内筒１２２に亘ってネジ穴１２３が形成されている。したがって、打ち込まれたナット１２０の内筒１２２によって、板材１５０の一部を打ち抜く際に、内筒１２２が変形するとともに、当該内筒１２２の変形に伴ってネジ穴１２３も変形する虞がある。

【0088】

また、第二比較例は、冷間で板材１５０にナット１２０を打ち込むので、高強度鋼板への適用が困難である。

【0089】

図１４Ａ、及び図１４Ｂは、第三比較例に係るナット１３０及び接合継手を示す図である。図１４Ａは、ナット１３０の縦断面図である。図１４Ｂは、接合継手の縦断面図である。

【0090】

第三比較例に係るナット１３０は、外壁１２５が凸部である以外は、第二比較例に係るナット１２０（図１３Ａ、及び図１３Ｂ参照）と同様の構成である。第三比較例において、第二比較例と同様の構成については、同一の符号を用いている。

【0091】

第三比較例に係るナット１３０においても、ナット本体１２１から内筒１２２に亘ってネジ穴１２３が形成されている。したがって、打ち込まれたナット１３０の内筒１２２によって、板材１５０の一部を打ち抜く際に、内筒１２２が変形するとともに、当該内筒１２２の変形に伴ってネジ穴１２３も変形する虞がある。

【0092】

また、第三比較例においても、冷間で板材１５０にナット１３０を打ち込むので、高強度鋼板への適用が困難である。

【0093】

これに対し、第一実施形態（図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、及び図２Ｂ参照）に係る締結部材１０は、フランジ１１と、フランジ１１の軸方向一方側の端部から突出する軸部１２とを備えている。締結部材１０のネジ穴１３は、軸部１２に形成されておらず、フランジ１１にのみ形成されている。したがって、継手の製造方法の第二工程において、軸部１２の先端を潰してかしめ部１５を形成しても、ネジ穴１３の変形が抑制される。

【0094】

また、第一実施形態では、軸部１２の先端を潰して締結部材１０を第１の板材２０に固定するので、高強度鋼板への適用が可能である。

【0095】

（第四比較例との比較）
図１５Ａ、及び図１５Ｂは、第四比較例に係る継手の製造方法を示す図である。図１５Ａは、継手の製造方法の第一工程を説明する図である。図１５Ｂは、継手の製造方法の第二工程を説明する図である。

【0096】

第四比較例では、フランジ部１４１と胴部１４２を有するナット１４０、すなわち、かしめナットが用いられている。この第四比較例では、板材１５０の穴１５２にナット１４０の胴部１４２が挿入された状態で、当該胴部１４２を軸方向に潰すことにより、環状のかしめ変形部１４５が胴部１４２に形成される。これらのナット１４０のフランジ部１４１及びかしめ変形部１４５によって板材１５０を挟んだ状態で、板材１５０にナット１４０が固定される。

【0097】

しかしながら、この第四比較例では、ナット１４０の胴部１４２にネジ穴１４３が形成されている。このネジ穴１４３にかしめ変形部１４５が隣接するため、胴部１４２にかしめ変形部１４５が形成される際に、ネジ穴１４３が変形する虞がある。

【0098】

これに対し、第一実施形態（図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、及び図２Ｂ参照）に係る締結部材１０は、フランジ１１と、フランジ１１の軸方向一方側の端部から突出する軸部１２とを備えている。この締結部材１０のネジ穴１３は、軸部１２に形成されておらず、フランジ１１にのみ形成されている。したがって、継手の製造方法の第二工程において、軸部１２の先端を潰してかしめ部１５を形成しても、ネジ穴１３の変形が抑制される。

【0099】

特に、継手の製造方法の第二工程において、潰される軸部１２の先端は、ネジ穴１３を有するフランジ１１から離れた位置にある。そのため、第一実施形態は、第四比較例（図１５Ａ、及び図１５Ｂ参照）のようにネジ穴１３にかしめ変形部１４５が隣接する場合に比して、ネジ穴１３の変形が抑制される。

【0100】

続いて、実施例について説明する。

【0101】

第一実施形態（図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、及び図３Ｂ参照）を適用した実施例と、上述の第一比較例（図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａ、及び図１２Ｂ参照）を適用した比較例とを比較する。

【0102】

実施例では、板材として、１．５ＧＰａ級亜鉛めっきホットスタンプ鋼板を用いた。板材の板厚は、２．０ｍｍである。実施例で用いた締結部材の形状は、雌ネジ部の外径が１６ｍｍ、雌ネジ部の長さが１０ｍｍ、ネジ穴の谷径（内径）が６ｍｍ（Ｍ６）、軸部の長さが８ｍｍ、軸部の外径が１４ｍｍ、軸部の貫通穴の径が８ｍｍ、軸部の肉厚が３ｍｍである。比較例では、ＪＩＳ Ｂ １１６３に記載の四角ナットを用いた。実施例で使用する一対の電極は、直径が１６ｍｍ、先端がフラット、材料がＣｕ－Ｃｒ合金の電極とした。プロジェクション溶接である比較例でも本実施例と同じ電極を用いた。

【0103】

実施例では、かしめ加工に応じた電流を一対の電極間に流した。比較例では、プロジェクション溶接に応じた電流を一対の電極間に流した。実施例では、加圧力を３９２０Ｎ、通電時間を１０ｃｙｃｌｅ、保持時間を１０ｃｙｃｌｅ（１ｃｙcｌｅ＝１／６０秒）とした。比較例１では、一対の電極間に流す電流を１０．０ｋＡとし、比較例２では、一対の電極間に流す電流を１３．０ｋＡとした。

【0104】

表１には、実施例、比較例１、及び比較例２の結果が示されている。評価項目は、「締結部材又はナットの剥離強度」と、「ボルトの螺入不良」とした。締結部材又はナットの剥離強度は、ＪＩＳ Ｂ １１９６付属書Ａで評価した。ボルトのねじ込み不良は、ボルトをナットにねじ込めるか否かで評価した。そして、ボルトをナットにねじ込めた場合を「無し」とし、ボルトをナットにねじ込めない場合を「有り」とした。

【0105】

表１に示されるように、比較例１では、ボルトのねじ込み不良が「無し」となったが、一対の電極間に流す電流を小さくしたため、点接触部の溶融径が小さくなり、ナットの剥離強度が低くなった。また、比較例２では、ナットの剥離強度は高かったが、一対の電極間に流す電流を大きくしたため、スパッタが発生した。この結果、スパッタがナットのネジ穴に付着し、ボルトのねじ込み不良が「有り」となった。一方、実施例では、締結部材の高い剥離強度が得られると共に、ボルトのねじ込み不良が「無し」となった。また、比較例１，２において、１．５ＧＰａ級亜鉛めっきホットスタンプ鋼板の代わりに、引張強度が２．０ＧＰａ以上の鋼板を用いた場合では、水素脆化割れが発生することがあった。これに対し、実施例において、１．５ＧＰａ級亜鉛めっきホットスタンプ鋼板の代わりに、引張強度が２．０ＧＰａ以上の鋼板を用いた場合では、水素脆化割れは認められなかった。

【0106】

【表1】

【0107】

続いて、第一実施形態の変形例について説明する。

【0108】

上記第一実施形態では、好ましい例として、第１の板材２０が鋼板とされ、締結部材１０が金属製とされている。しかし、第１の板材２０は鋼板以外でもよい。また、締結部材１０は、金属製以外でもよい。

【0109】

また、例えば、第１の板材２０及び締結部材１０は、樹脂製でもよい。第１の板材２０及び締結部材１０が樹脂製の場合には、一対の電極４０の代わりに、例えばヒータ等の加熱機能を有する一対の加熱加圧部材を用いて、締結部材１０を加熱しながら加圧すればよい。

【0110】

また、上記第一実施形態では、第１の被接合部２１の第二板面２１Ｂに第２の被接合部５１が重ね合わされ、これらの第１の被接合部２１及び第２の被接合部５１が締結部材１０及びボルト６０によって接合される。しかし、第１の被接合部２１の第一板面２１Ａに第２の被接合部５１が重ね合わされ、これらの第１の被接合部２１及び第２の被接合部５１が締結部材１０及びボルト６０によって接合されてもよい。

【0111】

また、上記第一実施形態では、貫通穴１４及びネジ穴１３の境界と、軸部１２及びフランジ１１の境界との位置が、軸方向で一致している。しかし、貫通穴１４及びネジ穴１３の境界と、軸部１２及びフランジ１１の境界との軸方向の位置は、例えば、第１の板材２０の板厚分程度ずれてもよい。

【0112】

［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。

【0113】

図４Ａ、及び図４Ｂは、第二実施形態に係る継手の製造方法を説明する図である。図４Ａは、継手の製造方法の第一工程を説明する図である。図４Ｂは、継手の製造方法の第二工程を説明する図である。

【0114】

第二実施形態では、上述の第一実施形態に対し、第１の被接合部２１の構成が次のように変更されている。すなわち、第１の被接合部２１は、膨出部２３を有する。膨出部２３は、第１の板材２０の平坦部２４に対して第一板面２１Ａ側に膨出する。膨出部２３の頂部には、貫通穴２２が形成されている。膨出部２３は、電極４０と干渉しない程度の内径を有している。膨出部２３は、例えば、プレス成形により作製できる。

【0115】

第二実施形態に係る継手の製造方法では、上記第一実施形態と同様に、第一工程で締結部材１０の軸部１２を貫通穴２２に通し、第二工程で一対の電極４０によって締結部材１０を通電加熱しながら加圧する。

【0116】

ただし、第二実施形態に係る継手の製造方法では、第二工程において、一対の電極４０で締結部材１０を通電加熱しながら加圧する。これにより、膨出部２３の頂部に対する軸部１２の先端の突出高さｈ２が、第二板面２１Ｂにおいて膨出部２３の頂部と平坦部２４との間に形成された段差の高さｈ１よりも低くなるように、軸部１２の先端を潰す。すなわち、第二工程において、一対の電極４０で締結部材１０を通電加熱しながら加圧することによって、軸部１２が膨出部２３内に収まるように、軸部１２の先端を潰す。これにより、軸部１２の先端が、平坦部２４よりも突出することが抑制される。

【0117】

図５Ａ、及び図５Ｂは、第二実施形態に係る板材接合方法を説明する図である。図５Ａは、板材接合方法の第一工程を説明する図である。図５Ｂは、板材接合方法の第二工程を説明する図である。

【0118】

第２の被接合部５１は、一例として、平坦に形成されている。そして、第二実施形態に係る板材接合方法では、上記第一実施形態と同様に、第２の被接合部５１側からボルト６０の雄ネジ部６３を貫通穴５２に通す。そして、ボルト６０の雄ネジ部６３を締結部材１０のネジ穴１３にねじ込むことにより、第１の被接合部２１及び第２の被接合部５１を接合する。

【0119】

第二実施形態によれば、膨出部２３の頂部に対する軸部１２の先端の突出高さｈ２が、第二板面２１Ｂにおいて膨出部２３の頂部と平坦部２４との間に形成された段差の高さｈ１よりも低い。そのため、軸部１２の先端が、平坦部２４よりも突出することが抑制される。したがって、軸部１２の先端が第２の被接合部５１に干渉することが抑制されるので、第２の被接合部５１を平坦な形状にすることができる。これにより、第２の被接合部５１を含む第２の板材５０の形状の自由度を向上させることができる。

【0120】

［第三実施形態］
次に、第三実施形態について説明する。

【0121】

図６Ａ、及び図６Ｂは、第三実施形態に係る締結部材１０を示す図である。図６Ａは、締結部材１０の正面図である。図６Ｂは、締結部材１０の縦断面図である。

【0122】

第三実施形態では、上述の第一実施形態に対し、締結部材１０の構成が次のように変更されている。すなわち、軸部１２は、外周面にネジ山を有する雄ネジとされている。なお、軸部１２の外周面に形成されたネジ山以外の構成は、上述の第一実施形態と同様である。

【0123】

図７Ａ、及び図７Ｂは、第三実施形態に係る継手の製造方法を説明する図である。図７Ａは、継手の製造方法の第一工程を説明する図である。図７Ｂは、継手の製造方法の第二工程を説明する図である。

【0124】

第三実施形態では、上述の第一実施形態に対し、第１の被接合部２１の構成が次のように変更されている。すなわち、第１の被接合部２１に形成された貫通穴２２は、内周面にネジ溝を有するネジ穴とされている。なお、貫通穴２２の内周面に形成されたネジ穴以外の構成は、上述の第一実施形態と同様である。

【0125】

第三実施形態に係る継手の製造方法では、第一工程において、雄ネジである軸部１２をネジ穴である貫通穴２２にねじ込む。このとき、フランジ１１が第一板面２１Ａにおける貫通穴２２の周囲部に当接すると共に、軸部１２の先端が第１の被接合部２１の第二板面２１Ｂから突出するまで、雄ネジである軸部１２をネジ穴である貫通穴２２にねじ込む。

【0126】

次いで、第二工程において、一対の電極４０によって締結部材１０を通電加熱しながら加圧する。このとき、軸部１２の先端に、第二板面２１Ｂにおける貫通穴２２の周囲部に圧着するかしめ部１５を形成することは、第一実施形態と同様である。これにより、フランジ１１及びかしめ部１５によって、第１の被接合部２１を挟んだ状態で、第１の被接合部２１に締結部材１０が固定される。

【0127】

図８Ａ、及び図８Ｂは、第三実施形態に係る板材接合方法を説明する図である。図８Ａは、板材接合方法の第一工程を説明する図である。図８Ｂは、板材接合方法の第二工程を説明する図である。

【0128】

第三実施形態に係る板材接合方法では、上記第一実施形態と同様に、第２の被接合部５１側からボルト６０の雄ネジ部６３を貫通穴５２に通す。そして、雄ネジ部６３を締結部材１０のネジ穴１３にねじ込むことにより、第１の被接合部２１及び第２の被接合部５１を接合する。

【0129】

第三実施形態によれば、軸部１２は、雄ネジとされている。また、貫通穴２２は、ネジ穴とされている。雄ネジである軸部１２は、ネジ穴である貫通穴２２にねじ込まれている。また、締結部材１０は、軸部１２の先端にかしめ部１５が形成された状態では、第１の被接合部２１が、当該第１の被接合部２１の板厚方向の両側からフランジ１１及びかしめ部１５によって挟まれた状態になる。したがって、締結部材１０が、第１の被接合部２１に対して回転することが抑制される。

【0130】

つまり、締結部材１０に回転力が作用した場合には、雄ネジである軸部１２とネジ穴である貫通穴２２とのネジ構造によって、締結部材１０に作用した回転力が締結部材１０の軸力に変換される。しかし、フランジ１１及びかしめ部１５によって、第１の被接合部２１を挟み込むことにより、締結部材１０の軸方向の移動が拘束される。このようにフランジ１１及びかしめ部１５によって締結部材１０の軸方向の移動を拘束すると、締結部材１０の回転も拘束される。これにより、締結部材１０が第１の被接合部２１に対して回転することが抑制される。

【0131】

［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態について説明する。

【0132】

図９は、第四実施形態に係る接合継手３０の分解斜視図である。第四実施形態では、上述の第一実施形態に対し、締結部材１０及び第１の被接合部２１の構成が次のように変更されている。

【0133】

すなわち、軸部１２は、多角筒とされている。また、貫通穴２２は、多角穴とされている。軸部１２の外周形状及び貫通穴２２の内周形状は、一例として、正六角形とされているが、正六角形以外の多角形状でもよい。また、軸部１２と貫通穴２２とで多角形状が異なっていてもよい。軸部１２は、貫通穴２２に係合される。つまり、軸部１２は、軸周りに回転不能に貫通穴２２に固定される。

【0134】

第四実施形態において、上記以外の構成は、第一実施形態と同様である。また、第四実施形態において、継手の製造方法及び板材接合方法は、第一実施形態と同様である。

【0135】

第四実施形態では、多角筒である軸部１２が、多角穴である貫通穴２２に係合されることにより、締結部材１０が第１の被接合部２１に対して回転することを防止することができる。

【0136】

なお、貫通穴２２は、八角形以下が望ましい。貫通穴２２の角の数が増えるに従って貫通穴２２が円形に近づき、締結部材１０の回転抑制効果が減少するためである。

【0137】

また、第四実施形態では、多角筒である軸部１２が、多角穴である貫通穴２２に通される。しかし、例えば、円筒である軸部１２を、多角穴である貫通穴２２に通してもよい。この場合、一対の電極４０によって、軸部１２の先端を潰してかしめ部１５を形成する際に、貫通穴２２内において軸部１２が拡径し、貫通穴２２の内周面に係合される。これにより、締結部材１０が第１の板材２０に対して回転することを防止することができる。

【0138】

［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態について説明する。

【0139】

図１０Ａ、及び図１０Ｂは、第五実施形態に係る継手の製造方法を説明する図である。図１０Ａは、継手の製造方法の第一工程を説明する図である。図１０Ｂは、継手の製造方法の第二工程を説明する図である。

【0140】

第五実施形態では、複数枚の第１の板材２０が重ねられている。また、複数枚の第１の板材２０の各々に、第１の被接合部２１が形成されている。そして、重ね合わされた複数枚の第１の被接合部２１に締結部材１０を固定することにより、複数枚の第１の被接合部２１と締結部材１０とを備える接合継手３０が製造される。

【0141】

なお、複数枚の第１の板材２０のうち少なくとも１枚は、引張強さが７８０ＭＰａ以上の鋼板であり、好ましくは、引張強さが９８０ＭＰａ以上の鋼板である。また、その鋼板の板厚は、例えば、０．５ｍｍ～４．０ｍｍである。なお、複数枚の第１の板材２０のうち少なくとも１枚は、表面処理鋼板でもよい。

【0142】

第五実施形態のように、重ね合わされた複数枚の第１の被接合部２１に締結部材１０を固定する場合でも、第一実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。

【0143】

以上、第一実施形態～第五実施形態について説明した。しかし、本願が開示する技術は、上記第一実施形態～第五実施形態に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施可能であることは勿論である。

【0144】

また、上記第一実施形態～第五実施形態のうち、組み合わせ可能な実施形態は、適宜組み合わされてもよい。

【0145】

また、２０２０年７月３日に出願された日本国特許出願２０２０－１１５８３３号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

【0146】

なお、以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

【0147】

(付記１）
板材に形成された接合部にナットを固定して、前記接合部及び前記ナットを備える接合継手を得る接合継手の製造方法において、
前記ナットは、ネジ穴を有する雌ネジ部と、前記ネジ穴と同軸に形成された貫通穴を有し、前記雌ネジ部の軸方向一方側の端部から突出する軸部とを備え、前記雌ネジ部の外径は、前記軸部の外径より大きく、前記雌ネジ部の肉厚は、前記軸部の肉厚より厚く、
前記ナットを前記接合部に固定する工程として、
前記軸部を前記接合部に形成された通し穴に挿通して、前記雌ネジ部を前記接合部の第一板面に当接させると共に、前記軸部の先端部を前記接合部の第二板面から突出させる第一工程と、
前記ナットの軸方向両側から前記ナットを一対の加熱加圧部材で挟んだ状態で、前記一対の加熱加圧部材によって前記ナットを加熱しながら加圧することにより前記軸部の先端部をかしめて、前記軸部の先端部に前記第二板面における前記通し穴の周囲部に係止するかしめ部を形成する第二工程と、
を備える接合継手の製造方法。
(付記２）
前記通し穴は、ネジ穴であり、
前記軸部は、雄ネジであり、
前記第一工程において、前記軸部を前記通し穴に螺入する、
付記１に記載の接合継手の製造方法。
(付記３）
前記通し穴は、多角穴であり、
前記軸部は、多角筒であり、
前記第一工程において、前記軸部を前記通し穴に係合する、
付記１に記載の接合継手の製造方法。
(付記４）
前記接合部は、前記板材に形成された平坦部に対して前記第一板面の側に膨出し、頂部に前記通し穴が形成された膨出部を有する、
付記１～付記３のいずれか一つに記載の接合継手の製造方法。
(付記５）
前記第二工程において、前記一対の加熱加圧部材で前記ナットを加熱しながら加圧することによって、前記膨出部の頂部に対する前記軸部の先端部の突出高さが、前記膨出部の頂部と前記平坦部との間で前記第二板面に形成された段差の高さよりも低くなるように、前記軸部の先端部をかしめる、
付記４に記載の接合継手の製造方法。
(付記６）
前記ナットは、金属製であり、
前記板材は、引張強さが７８０ＭＰａ以上の鋼板であり、
前記加熱加圧部材は、電極である、
付記１～付記５のいずれか一つに記載の接合継手の製造方法。
(付記７）
付記１～付記６のいずれか一つに記載の接合継手の製造方法によって製造された前記接合継手における前記接合部としての第一接合部に、前記板材としての第一板材とは別の第二板材に形成された第二接合部を重ね合わせ、
前記第二接合部に形成された挿通穴にボルトのネジ部を挿通すると共に、前記ネジ部を前記ナットの前記ネジ穴に螺入して、前記第一接合部及び前記第二接合部を接合する、
ことを含む板材接合方法。
(付記８）
板材に形成された接合部と、前記接合部に接合されたナットとを備える接合継手において、
前記ナットは、ネジ穴を有する雌ネジ部と、前記ネジ穴と同軸に形成された貫通穴を有し、前記雌ネジ部の軸方向一方側の端部から突出する軸部とを備え、前記雌ネジ部の外径は、前記軸部の外径より大きく、前記雌ネジ部の肉厚は、前記軸部の肉厚より厚く、
前記軸部は、前記接合部に形成された通し穴に挿通され、
前記雌ネジ部は、前記接合部の第一板面に当接し、
前記軸部の先端部は、前記接合部の第二板面から突出し、
前記軸部の先端部には、前記第二板面における前記通し穴の周囲部に係止されたかしめ部が形成されている、
接合継手。
(付記９）
前記通し穴は、ネジ穴であり、
前記軸部は、雄ネジであり、前記通し穴に螺入されている、
付記８に記載の接合継手。
(付記１０）
前記通し穴は、多角穴であり、
前記軸部は、多角筒であり、前記通し穴に係合されている、
付記８に記載の接合継手。
(付記１１）
前記接合部は、前記板材に形成された平坦部に対して前記第一板面の側に膨出し、頂部に前記通し穴が形成された膨出部を有する、
付記８～付記１０のいずれか一つに記載の接合継手。
(付記１２）
前記膨出部の頂部に対する前記軸部の先端部の突出高さが、前記膨出部の頂部と前記平坦部との間で前記第二板面に形成された段差の高さよりも低い、
付記１０に記載の接合継手。
(付記１３）
前記ナットは、金属製であり、
前記板材は、引張強さが７８０ＭＰａ以上の鋼板である、
付記８～付記１２のいずれか一つに記載の接合継手。
(付記１４）
付記８～付記１３のいずれか一つに記載の接合継手を備える自動車部品。
(付記１５）
付記８～付記１３のいずれか一つに記載の接合継手と、
前記板材としての第一板材とは別の第二板材に形成され、前記接合部としての第一接合部に重ね合わされた第二接合部と、
前記第二接合部に形成された挿通穴にネジ部が挿通されると共に、前記ネジ部が前記ナットの前記ネジ穴に螺入され、前記第一接合部及び前記第二接合部を接合するボルトと、
を備える板材接合構造。
(付記１６）
付記１５に記載の板材接合構造を備える自動車部品。
(付記１７）
ネジ穴を有する雌ネジ部と、
前記ネジ穴と同軸に形成された貫通穴を有し、前記雌ネジ部の軸方向一方側の端部から突出する軸部と、
を備え、
前記雌ネジ部の外径は、前記軸部の外径より大きく、前記雌ネジ部の肉厚は、前記軸部の肉厚より厚い、
ナット。
(付記１８）
前記軸部は、雄ネジである、
付記１７に記載のナット。
(付記１９）
前記軸部は、多角筒である、
付記１７に記載のナット。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【図15A】

【図15B】