JP2014000580A - 異材接合体、異材接合体用構造体、及び、異材接合体用リベット - Google Patents

Abstract

【課題】第１部材に予め孔を形成する工程や据え込み加工の設備が不要であると共に、金属間化合物の生成及び第１部材の軟化を抑制し、異材接合体全体の高い強度を確保する。
【解決手段】異材接合体１０は、第１部材１、第２部材２、及びリベット３を含む。第１部材１はアルミニウム合金、リベット３及び第２部材２は鋼から構成されている。リベット３及び第２部材２を構成する鋼の軟化温度は第１部材１を構成するアルミニウム合金の軟化温度よりも高い。リベット３は第１部材１にかしめ締結されており、リベット３の先端３ｂ２を第２部材２にスポット溶接することで、第１部材１と第２部材２とが互いに接合されている。第１部材１の裏面１ｂ及びリベット３の先端３ｂ２の周面には、それぞれ凹部１ｘ，３ｘ１が形成されている。先端３ｂ２の周囲には、凹部１ｘ，３ｘ１による空間Ｓが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに異なる金属材料から構成された第１部材及び第２部材をリベットを介して互いに接合することで形成される異材接合体、異材接合体用構造体、及び、異材接合体用リベットに関する。

互いに異なる金属材料から構成された第１部材及び第２部材を溶接により接合すると、両者の界面に脆性の高い金属間化合物（例えば第１部材がアルミニウム合金、第２部材が鋼から構成されている場合、Ａｌ−Ｆｅ系の金属間化合物）が生成され、接合強度が低減するという問題が生じ得る。そこで、当該問題を軽減するため、第２材料を構成する金属材料と主成分が同一の金属材料から構成されたリベットを第１部材にかしめ締結し、リベットの軸部先端を第２部材にスポット溶接するという技術が知られている（特許文献１及び２参照）。

しかしながら、特許文献１及び２の技術では、スポット溶接の際にリベットの軸部先端に生じる熱が、第１部材における軸部周囲の部分に伝わり、当該部分が軟化し得る。この場合、リベットの第１部材に対するかしめ締結力が弱まり、ひいては異材接合体全体の強度が低下してしまう。そこで、当該問題を軽減するため、特許文献３のように、リベットの軸部よりも大きな径の孔を予め第１部材に形成し、リベットの軸部を当該孔に貫挿させ、軸部先端を第２部材にスポット溶接した後、据え込み加工により軸部を膨らませ且つ頭部を第１部材の表面に配置することが考えられる。

特開２００９−２８５６７８号公報 特開２０１０−２０７８９８号公報 特開２００８−５３８２３２号公報

特許文献３の技術では、第１部材の軟化を抑制することはできるものの、リベットを第１部材にかしめ締結するのではなくリベットの軸部を膨張させる形態であるため、第１部材に加工硬化が生じず、かしめ締結の場合に比べてリベットの第１部材に対する固定強度が低く、ひいては異材接合体全体の強度が低くなり得る。さらに、特許文献３の技術では、第１部材に予め孔を形成する工程が必要であり、また、据え込み加工を行うための大掛かりな設備が必要となることから、製造に係る作業面や設備面においても不利である。

本発明の目的は、第１部材に予め孔を形成する工程や据え込み加工の設備が不要であると共に、金属間化合物の生成及び第１部材の軟化を抑制し、異材接合体全体の高い強度を確保することができる、異材接合体、異材接合体用構造体、及び、異材接合体用リベットを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の第１観点によると、金属材料から構成された第１部材と、前記第１部材を構成する金属材料よりも軟化温度が高い金属材料から構成され、頭部及び前記頭部から延出した軸部を有するリベットであって、前記頭部が前記第１部材の表面に配置され且つ前記軸部が前記第１部材の前記表面から裏面に亘って前記第１部材を貫通し、前記第１部材にかしめ締結された、リベットと、前記リベットを構成する金属材料と主成分が同一の金属材料から構成され、前記軸部の先端がスポット溶接されることで、前記リベットを介して前記第１部材と接合された、第２部材と、を備え、前記軸部における前記先端の周面、及び、前記第１部材における前記周面と対向する対向面の少なくとも一方に、凹部が形成されていることを特徴とする、異材接合体が提供される。

本発明の第２観点によると、金属材料から構成された第１部材と、前記第１部材を構成する金属材料よりも軟化温度が高い金属材料から構成され、頭部及び前記頭部から延出した軸部を有するリベットであって、前記頭部が前記第１部材の表面に配置され且つ前記軸部が前記第１部材の前記表面から裏面に亘って前記第１部材を貫通し、前記第１部材にかしめ締結された、リベットと、を備え、前記軸部における前記先端の周面、及び、前記第１部材における前記周面と対向する対向面の少なくとも一方に、凹部が形成されていることを特徴とする、異材接合体用構造体が提供される。

本発明の第３観点によると、頭部及び前記頭部から延出した軸部を有すると共に、前記頭部が金属材料から構成された第１部材の表面に配置され且つ前記軸部が前記第１部材にの前記表面から裏面に亘って前記第１部材を貫通し、前記第１部材にかしめ締結される、リベットであって、前記第１部材を構成する金属材料よりも軟化温度が高い金属材料から構成され、前記軸部における先端の周面に凹部が形成されていることを特徴とする、異材接合体用リベットが提供される。

上記第１〜第３観点によれば、第２部材を構成する金属材料と主成分が同一の金属材料から構成されたリベットを第１部材にかしめ締結し、リベットの軸部先端を第２部材にスポット溶接することで、金属間化合物の生成を抑制することができる。また、第１部材に予め孔を形成する工程や据え込み加工の設備が不要である。さらに、凹部によってリベットの軸部先端の周囲に空間が確保されるため、スポット溶接の際にリベットの軸部先端に生じる熱が第１部材における軸部周囲の部分に伝わるのが抑制され、第１部材の軟化を抑制することができる。したがって、上記第１〜第３観点によれば、第１部材に予め孔を形成する工程や据え込み加工の設備が不要であると共に、金属間化合物の生成及び第１部材の軟化を抑制し、異材接合体全体の高い強度を確保することができる。

上記第１及び第２観点では、前記対向面に凹部が形成されており、前記第１部材における前記凹部を画定する部分の硬度が、前記第１部材における前記凹部を画定する部分以外の部分の硬度よりも高くてよい。上記構成によれば、スポット溶接の際に第１部材の当該部分に熱が伝わったとしても、当該部分の強度低下が抑制され、異材接合体全体の高い強度を確実に確保することができる。

上記第１及び第２観点では、複数の前記リベットが互いに離隔しつつ前記第１部材にかしめ締結されており、少なくとも１の前記リベットにおける少なくとも前記第１部材と接触する部分に、絶縁層が形成されてよい。上記第３観点に係るリベットは、少なくとも前記第１部材と接触する部分に、絶縁層が形成されてよい。上記構成によれば、複数のリベットを設けることで、各リベットにかかる荷重を低減することができ、リベットを介した第１及び第２部材の接合強度を向上させることができる。また、複数のリベットを設ける場合において、１のリベットを第２部材にスポット溶接した後に当該リベットに隣接して配置されたリベットを第２部材にスポット溶接する際、溶接電流が既に溶接されたリベットに向かって流れ易い。そのため、溶接が適切に行われず、リベットの第２部材に対する接合強度が低下し得る。これに対し、上記構成によれば、絶縁層の存在により、溶接電流が既に溶接されたリベットに向かって流れるのが防止される。これにより、上記の問題を軽減することができる。

上記第１及び第２観点では、前記対向面に凹部が形成されており、前記頭部における前記第１部材の前記表面と対向する面に、前記軸部の軸線と平行な方向から見て前記対向面に形成された凹部と重なる溝が形成されてよい。上記構成によれば、凹部を容易に形成することができる。

上記第１及び第２観点では、前記第１部材がアルミニウム合金から構成され、前記リベット及び前記第２部材が鋼から構成されてよい。上記第３観点に係るリベットは、鋼から構成されてよい。上記構成によれば、第１部材を比較的軽量なアルミニウム合金で構成し、第２部材を比較的低コストな鋼で構成することで、異材接合体の軽量化及び低コスト化の両方を実現することができる。

第１部材に予め孔を形成する工程や据え込み加工の設備が不要であると共に、金属間化合物の生成及び第１部材の軟化を抑制し、異材接合体全体の高い強度を確保することができる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係る異材接合体を示す部分断面図である。（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る異材接合体用構造体を示す部分断面図である。（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る異材接合体用リベットを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る異材接合体を製造する際に、各リベットを第２部材にスポット溶接する工程を示す部分断面図である。 本発明の一実施形態に係る異材接合体用構造体及び異材接合体の製造方法を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る異材接合体の製造工程を示す図であり、（ａ）はリベットを第１部材の表面に配置する工程を示す部分断面図、（ｂ）はプレス加工によってリベットを第１部材にかしめ締結すると共に第１部材の裏面に凹部を形成する工程を示す部分断面図である。 リベットの軸部先端の周面に形成される凹部の変形例を示す部分拡大断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

先ず、本発明の一実施形態に係る異材接合体１０について説明する。

異材接合体１０は、図１（ａ）及び図２に示すように、第１部材１、第２部材２、及び、複数のリベット３を含む。第１部材１及び第２部材２は、共に板状である。第１部材１は、金属材料から構成されている。リベット３は、第１部材１を構成する金属材料よりも軟化温度が高い金属材料から構成されている。第２部材２は、リベット３を構成する金属材料と主成分が同一の金属材料から構成されている。本実施形態において、第１部材１はアルミニウム合金、リベット３及び第２部材２は鋼から構成されている。リベット３及び第２部材２を構成する鋼の軟化温度（例えば略１０００℃）は、第１部材１を構成するアルミニウム合金の軟化温度（例えば略３００〜４００℃）よりも高い。

各リベット３は、円盤状の頭部３ａ、及び、頭部３ａから延出した略円柱状の軸部３ｂを有する。各リベット３は、頭部３ａが第１部材１の表面１ａに配置され、且つ、軸部３ｂが表面１ａから裏面１ｂに亘って第１部材１を貫通している。裏面１ｂは、第１部材１における表面１ａとは反対側の面である。複数のリベット３は、図２に示すように、互いに離隔しつつ、第１部材１における軸部３ｂの周囲部分が塑性流動することで、第１部材１に対して抜去されないよう強固にかしめ締結されている。

軸部３ｂは、頭部３ａと接続する基端３ｂ１、及び、基端３ｂ１とは反対側の先端３ｂ２を有する。

第２部材２は、軸部３ｂの先端３ｂ２がスポット溶接されることで、リベット３を介して第１部材１と接合されている。

各リベット３における先端３ｂ２の周面には、図２に示すように、環状の凹部３ｘ１が形成されている。凹部３ｘ１は、先端３ｂ２から基端３ｂ１に向かう方向（図１（ａ）において上方向）及び軸部３ｂの周面から軸部３ｂの軸線Ｏに向かう方向（図１（ａ）において、右側の凹部３ｘ１では左方向、左側の凹部３ｘ１では右方向）に凸となっている。

第１部材１の裏面１ｂにも、環状の凹部１ｘが形成されている。凹部１ｘは、第１部材１における各リベット３の先端３ｂ２の周面と対向する対向面に、形成されている。第１部材１における凹部１ｘを画定する部分の硬度は、第１部材１における凹部１ｘを画定する部分以外の部分の硬度よりも高い。

各リベット３における先端３ｂ２の周囲には、第１部材１、軸部３ｂ、及び第２部材２と接する空間Ｓが設けられている。空間Ｓは、凹部１ｘ，３ｘ１によって構成されている。

ここで、図１（ｂ）に示すように、第１部材１の裏面１ｂに沿った面内における空間Ｓの外径をｄ０（本実施形態では凹部１ｘの外径に相当）、先端３ｂ２の径をｄ１、及び頭部３ａの径をｄ２としたとき、下記式（１）の値が、１０％以上１００％以下であることが好ましく、２０％以上５０％以下であることがより好ましい。また、リベット３のみに着目し、上記「第１部材１の裏面１ｂに沿った面内における空間Ｓの外径」を「軸部３ｂと直交し且つ先端３ｂ２を通る面内における凹部３ｘ１の外径」と読み替えた場合でも、下記式（１）の値が、１０％以上１００％以下であることが好ましく、２０％以上５０％以下であることがより好ましい。
（ｄ０−ｄ１）／（ｄ２−ｄ１） ・・・（１）

頭部３ａの底面には、溝３ｘ２が形成されている。溝３ｘ２は、基端３ｂ１の周囲に、環状に形成されている。溝３ｘ２は、軸部３ｂの軸線Ｏと平行な方向から見て凹部１ｘと重なる位置に設けられている。

図２に示すように、互いに隣接する２つのリベット３の一方には、絶縁層３ｙが形成されている。絶縁層３ｙは、当該リベット３における第１部材１と接触する部分（頭部３ａの底面及び軸部３ｂ周面）に形成されている。これにより、リベット３毎に順次上下に電極５０ａ，５０ｂを配置してスポット溶接を行う場合において、先に１の（図２の右側の）リベット３を第２部材２に溶接した後に当該リベット３に隣接して配置された（図２の左側の）リベット３を第２部材２に溶接する際、溶接電流が矢印５０Ｙのように既に溶接された（図２の右側の）リベット３に向かって流れるのが防止される。このとき溶接電流は、絶縁層３ｙの存在により、矢印５０Ｘのように、図２の左側のリベット３の頭部３ａから軸部３ｂを通って当該軸部３ｂの先端３ｂ２に向かって、適正に流れる。

スポット溶接時にリベット３が溶融して流れ出すことを防止するため、第１部材１の端部に最も近い位置に配置されたリベット３の軸中心から第１部材１の端部の縁までの距離は、少なくとも軸部３ｂの径の２．５倍程度確保することが好ましい。

次いで、本発明の一実施形態に係る異材接合体用構造体１０ｘについて説明する。

異材接合体用構造体１０ｘは、図１（ｂ）に示すように、第１部材１及び複数のリベット３を含み、異材接合体１０から第２部材２を省略したものである。異材接合体用構造体１０ｘにおいても、先端３ｂ２の周囲に、空間Ｓが設けられている。空間Ｓは、第１部材１及び軸部３ｂと接している。

次いで、異材接合体１０及び異材接合体用構造体１０ｘの製造方法について説明する。

異材接合体１０を製造するには、先ず、異材接合体用構造体１０ｘを製造し、その後、異材接合体用構造体１０ｘにおける各リベット３を第２部材２にスポット溶接し、リベット３を介して第１部材１と第２部材２とを互いに接合するという工程が必要となる。

異材接合体用構造体１０ｘを製造するには、先ず、例えば、切削、研削等の機械加工、又は、鍛造により、複数のリベット３のそれぞれに凹部３ｘ１及び溝３ｘ２を形成する（図３のＳ１）。Ｓ１の後、用意したリベット３の半数において、頭部３ａの底面及び軸部３ｂ周面に、絶縁層３ｙを形成する（Ｓ２）。Ｓ２では、絶縁性を有する塗料をリベット３の上記各面に塗布することで、絶縁層３ｙを形成してよい（例えば、ジオメット（登録商標）処理やディスゴ（登録商標）処理を採用してよい）。

Ｓ２の後、図４（ａ）に示すように、第１部材１の表面１ａに先端３ｂ２が対向するように、リベット３を配置する（Ｓ３）。このとき、Ｓ２で絶縁層３ｙを形成したリベット３と、絶縁層３ｙを形成していないリベット３とを交互に配置する。

Ｓ３の後、図４（ｂ）に示すように、プレス加工を行い、リベット３を第１部材１にかしめ締結すると共に、凹部１ｘを形成する（Ｓ４）。Ｓ４では、先ず、各リベット３において、頭部３ａの表面に上側プレス部材６０ａ、第１部材１の裏面１ｂに下側プレス部材６０ｂをそれぞれ配置する。下側プレス部材６０ｂにおける裏面１ｂと接触する部分には、他の部分よりも外径が小さい縮径部６０ｐが設けられている。縮径部６０ｐの外径は、凹部１ｘの外径と同じである。下側プレス部材６０ｂは、軸部３ｂの径と略同一径の穴６０ｘを有し、穴６０ｘと軸部３ｂとが位置合わせされるように配置される。そして、下側プレス部材６０ｂを静止させた状態で、上側プレス部材６０ａを下降させる。すると、軸部３ｂが表面１ａから裏面１ｂに亘って第１部材１を貫通し、頭部３ａが表面１ａに配置される。またこのとき、第１部材１における軸部３ｂの周囲部分が塑性流動する。その後、上側プレス部材６０ａを静止させた状態で、下側プレス部材６０ｂを上昇させる。すると、縮径部６０ｐの押圧によって裏面１ｂに凹部１ｘが形成されると共に、溝３ｘ２に第１部材１が入り込む。このようにして、複数のリベット３が互いに離隔しつつ第１部材１にかしめ締結されると共に、複数のリベット３それぞれにおける先端３ｂ２の周囲に、凹部１ｘ，３ｘ１によって構成される空間Ｓが設けられる。また、プレス加工により凹部１ｘを形成したことで、第１部材１における凹部１ｘを画定する部分の硬度は、第１部材１における凹部１ｘを画定する部分以外の部分の硬度よりも高くなる。

なお、リベット３の先端３ｂ２のサイズ、形状等によっては、プレス加工のみでリベット３を第１部材１に貫通させることが困難な場合があり得る。このような場合には、第１部材１の裏面１ｂにおける先端３ｂ２が配置されるべき位置に予めコイニング加工等で凹部を設けておき、その後プレス加工を行うことが好ましい。

以上の工程（Ｓ１〜Ｓ４）により、異材接合体用構造体１０ｘが完成する。

異材接合体１０を製造するには、Ｓ４の後、さらに、図２に示すように、第１部材１の裏面１ｂと対向するように第２部材２を配置する（Ｓ５）。Ｓ５の後、複数のリベット３それぞれにおける先端３ｂ２の周囲に、凹部１ｘ，３ｘ１によって構成される空間Ｓを確保しつつ、第２部材２に先端３ｂ２をスポット溶接する（Ｓ６）。

以上の工程（Ｓ１〜Ｓ６）により、異材接合体１０が完成する。

以上に述べたように、本実施形態に係る異材接合体１０、異材接合体用構造体１０ｘ、及び、異材接合体用リベット３によれば、第２部材２を構成する金属材料と主成分が同一の金属材料から構成されたリベット３を第１部材１にかしめ締結し、リベット３の先端３ｂ２を第２部材２にスポット溶接することで、金属間化合物の生成を抑制することができる。また、第１部材１に予め孔を形成する工程や据え込み加工の設備が不要である。さらに、凹部１ｘ，３ｘ１によって先端３ｂ２の周囲に空間Ｓが確保されるため、スポット溶接の際に先端３ｂ２に生じる熱が第１部材１における軸部３ｂ周囲の部分に伝わるのが抑制され、第１部材１の軟化を抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、第１部材１に予め孔を形成する工程や据え込み加工の設備が不要であると共に、金属間化合物の生成及び第１部材１の軟化を抑制し、異材接合体１０全体の高い強度を確保することができる。

第１部材１における凹部１ｘを画定する部分の硬度を高くしたことで、スポット溶接の際に第１部材１の当該部分に熱が伝わったとしても、当該部分の強度低下が抑制され、異材接合体１０全体の高い強度を確実に確保することができる。

複数のリベット３を設けることで、各リベット３にかかる荷重を低減することができ、リベット３を介した第１及び第２部材１，２の接合強度を向上させることができる。さらに、絶縁層３ｙを形成したことで、溶接電流が図２の矢印５０Ｙのように既に溶接されたリベット３に向かって流れるのが防止されるため、リベット３の第２部材２に対する接合強度の低下を抑制することができる。

リベット３に溝３ｘ２が形成されていることで、凹部１ｘを容易に形成することができる。当該効果は、第１部材１の厚みが小さい場合に特に顕著に得ることができる。

第１部材１を比較的軽量なアルミニウム合金で構成し、第２部材２を比較的低コストな鋼で構成することで、異材接合体１０の軽量化及び低コスト化の両方を実現することができる。

リベット３の軸部３ｂにおける先端３ｂ２の周面に凹部３ｘ１を設けたことで、スポット溶接において軸線Ｏを中心とした溶接部をより確実に形成することができる。

上記式（１）の数値を１０％以上１００％以下（より好ましくは２０％以上５０％以下）に限定することで、リベット３の第１部材１に対するかしめ締結力の確保と第１部材１の軟化防止との両方をより確実に実現することができる。

複数のリベット３を設けた構成において、各リベット３の先端３ｂ２の周囲に空間Ｓを確保することで、各リベット３の軸部３ｂ周囲における第１部材１の軟化を抑制し、異材接合体１０全体の高い強度を確実に確保することができる。

Ｓ４において、リベット３のかしめ締結と凹部１ｘの形成とをプレス加工により同時に行うことで、製造工程の簡素化が実現される。

続いて、本発明を実施例により具体的に説明する。

本発明の実施例１〜５及び比較例１では、ＪＩＳ規格のアルミニウム材ＡＡ６０２２（厚み１ｍｍ、調質Ｔ４）から構成された板状の第１部材、軟鋼製のリベット、及び、ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ（厚み１ｍｍ）から構成された板状の第２部材を用いた。そして、油圧プレスによりリベットを第１部材にかしめ締結することで異材接合体用構造体を製造した後、第２部材を第１部材の裏面と対向するように配置し、リベットと第２部材とを一対の電極で挟持しつつ７０００Ａ，２００ｍｓｅｃ，電極加圧力３ｋＮの条件下でリベットを第２部材にスポット溶接した。

実施例１は、リベットの軸部先端の周面に凹部が形成され且つ第１部材の対向面に凹部が形成されていない。実施例２は、リベットの軸部先端の周面に凹部が形成されておらず且つ第１部材の対向面に凹部が形成されている。実施例３，４，５は、リベットの軸部先端の周面及び第１部材の対向面の両方に凹部が形成されている。比較例１は、凹部が形成されていない。実施例１，３〜５のリベットは、頭部の径＝１０ｍｍ、軸部の径＝６ｍｍであり、軸部先端の周面に形成された凹部の深さ＝０．３ｍｍである。式（１）の値の算出にあたり、実施例１ではリベットの軸部の径をｄ０、実施例２〜５では第１部材の凹部の外径をｄ０とした。

表１に示す「硬度比」は、第１部材における異なる２つの位置での硬度の比である。具体的には、リベットをスポット溶接した後、第１部材におけるリベットの軸部の周面から１ｍｍ離隔した位置でのビッカース硬度Ｈｖ０、及び、第１部材におけるリベットの軸部の周面から１５ｍｍ離隔した位置でのビッカース硬度Ｈｔを計測し、Ｈｖ０／Ｈｔを硬度比とした。硬度比の値が小さいほど、第１部材における軸部周囲の部分が軟化していると評価される。

表１に示す「かしめ締結力」は、以下のように評価したものである。即ち、油圧プレスによりリベットを第１部材にかしめ締結することで異材接合体用構造体を製造した後、リベットを第２部材にスポット溶接する前に、荷重試験機に異材接合体用構造体をセットした。そして、リベットの軸部先端に、リベットの軸部先端から頭部に向かう方向の荷重を付与し、リベットが第１部材から抜去される荷重を測定した。当該荷重が０．４ｋＮ以上の場合は○、０．４ｋＮ未満の場合は×、と評価した。

表１から、実施例１〜５は、硬度比の値が８５〜９８％と比較的大きく、第１部材における軸部周囲の部分の軟化が抑制されたことが分かる。一方、比較例１は、硬度比の値が６０％と比較的小さく、第１部材における軸部周囲の部分が実施例１〜５に比べて軟化したことが分かる。これは、比較例１では、凹部が形成されていないので、リベットの軸部先端の周囲に空間が確保されず、スポット溶接の際にリベットの軸部先端に生じる熱が、第１部材における軸部周囲の部分に伝わり易いためと推察される。

また、表１から、実施例５は、実施例１〜４に比べて、かしめ締結力が弱いことが分かる。これは、実施例５では、第１部材の対向面に形成された凹部の外径が比較的大きく、式（１）の値が１００％を超えているためと推察される。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態や実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

第１部材、第２部材、及びリベットを構成する金属材料は、アルミニウム合金や鋼に限定されず、リベットを構成する金属材料が第１部材を構成する金属よりも軟化温度が高く且つ第２部材を構成する金属材料がリベットを構成する金属材料と主成分が同一である限りは、任意の金属材料であってよい。例えば、リベット及び第２部材を構成する金属材料は、同種又は同一組成であることに限定されず、主成分が同一であればよい。主成分が同一の金属材料としては、例えば、鉄基合金である普通鋼、特殊鋼、めっき鋼、高張力鋼、ステンレス、軟鋼等、又は、アルミ基合金であるＪＩＳ規格の１０００〜８０００系合金等が挙げられる。

第１部材及び第２部材は、板状であることに限定されず、例えば、円筒や角筒等の中空状であってもよく、また、押出材、鋳物等であってもよい。

リベットの頭部の横断面形状、軸部先端の第２部材と接触する部分の形状、第１部材の裏面に沿った面内における空間（リベットの軸部先端の周面に形成された凹部、第１部材の対向面に形成された凹部等）の外形は、円形に限定されず、例えば楕円、多角形等であってもよい。リベットの頭部の横断面形状、軸部先端の第２部材と接触する部分の形状、上記空間の外形が円形以外の場合、ｄ０，ｄ１，ｄ２において、当該形状に内接する円の径を適用すればよい。

リベットの軸部先端の周面に形成された凹部は、任意の形状であってよい。例えば、当該凹部は、上述の実施形態のように断面が曲線で構成されるものに限定されず、図５（ａ）のように断面が直線で構成されるものであってもよい。図５（ａ）では、軸部１０３ｂの先端１０３ｂ２の周面に、先端１０３ｂ２から基端に向かう方向（図５（ａ）において上方向）及び軸部１０３ｂの周面から軸部１０３ｂの軸線Ｏに向かう方向（図５（ａ）において、右側の凹部では左方向、左側の凹部では右方向）に凸となる凹部１０３ｘが形成されている。また、当該凹部は、リベットの軸部先端から基端に向かう方向及び軸部の周面から軸部の軸線に向かう方向に凸となる形状に限定されず、図５（ｂ），（ｃ）のように上記方向に凸とならない形状であってもよい。図５（ｂ）では、軸部２０３ｂの先端２０３ｂ２の周面に、先端２０３ｂ２が先細り状になるように、凹部２０３ｘが形成されている。図５（ｃ）では、軸部３０３ｂの先端３０３ｂ２の周面に、先端３０３ｂ２近傍が湾曲状になるように、凹部３０３ｘが形成されている。

異材接合体又は異材接合体用構造体において、リベットの数は１以上の任意の数であってよく、リベットの配置態様も任意である。また、異材接合体又は異材接合体用構造体に複数のリベットを設けた場合に、各リベットの先端の周囲に空間が設けられることに限定されず、少なくとも１のリベットの先端の周囲に空間が設けられてよい。絶縁層は、少なくとも１のリベットにおける、少なくとも第１部材と接触する部分に、形成されればよい。例えば、上述の実施形態では互いに隣接する２つのリベットの一方に絶縁層を形成しているが、３つ置き、又は、全てのリベットに絶縁層を形成してもよい。また、１のリベットにおいて、第１部材と接触する部分以外の部分（例えば、頭部の表面等）にも、絶縁層を形成してよい。

絶縁層は、溶接電流が既に溶接されたリベットに向かって流れるのを防止できる限り、電気を完全に通さない層に限定されない。絶縁層の材料としては、溶接電流が既に溶接されたリベットに向かって流れるのを防止できる程度の電気抵抗を有する材料を、適宜選択してよい。

絶縁層の形成にあたっては、ジオメット（登録商標）処理やディスゴ（登録商標）処理に限定されず、これら以外の任意の手法（例えば、亜鉛メッキ後にクロメート処理を行う手法等）を採用してよい。

第１部材に凹部が設けられる場合において、リベットの頭部に溝を設けなくてもよい。

第１部材における凹部を画定する部分の硬度は、第１部材における凹部を画定する部分以外の部分の硬度よりも高いことに限定されない。凹部は、プレス加工ではなく、切削等の機械加工により形成されてもよい。

リベットのかしめ締結と第１部材における凹部の形成とは、同時に行うことに限定されず、リベットのかしめ締結の後に第１部材に凹部を形成してもよい。

凹部は、リベットの軸部先端の周面、及び、第１部材の対向面の少なくとも一方に形成されればよい。つまり、リベットの軸部先端の周面に凹部が形成され且つ第１部材の対向面に凹部が形成されていない形態、及び、リベットの軸部先端の周面に凹部が形成されておらず且つ第１部材の対向面に凹部が形成されている形態も、本発明に該当する。なお、上記各形態においても、上記式（１）の値が、１０％以上１００％以下であることが好ましく、２０％以上５０％以下であることがより好ましい。式（１）の値の算出にあたり、上記２つの形態のうち、前者の形態ではリベットの軸部の径をｄ０、後者の形態では第１部材の凹部の外径をｄ０とする。

１ 第１部材
１ａ 表面
１ｂ 裏面
１ｘ 凹部
２ 第２部材
３ リベット
３ａ 頭部
３ｂ 軸部
３ｂ２ 先端
３ｘ１ 凹部
３ｘ２ 溝
３ｙ 絶縁層
１０ 異材接合体
１０ｘ 異材接合体用構造体

Claims (15)

1. 金属材料から構成された第１部材と、
   前記第１部材を構成する金属材料よりも軟化温度が高い金属材料から構成され、頭部及び前記頭部から延出した軸部を有するリベットであって、前記頭部が前記第１部材の表面に配置され且つ前記軸部が前記第１部材の前記表面から裏面に亘って前記第１部材を貫通し、前記第１部材にかしめ締結された、リベットと、
   前記リベットを構成する金属材料と主成分が同一の金属材料から構成され、前記軸部の先端がスポット溶接されることで、前記リベットを介して前記第１部材と接合された、第２部材と、を備え、
   前記軸部における前記先端の周面、及び、前記第１部材における前記周面と対向する対向面の少なくとも一方に、凹部が形成されていることを特徴とする、異材接合体。
2. 前記対向面に凹部が形成されており、
   前記第１部材における前記凹部を画定する部分の硬度が、前記第１部材における前記凹部を画定する部分以外の部分の硬度よりも高いことを特徴とする、請求項１に記載の異材接合体。
3. 複数の前記リベットが互いに離隔しつつ前記第１部材にかしめ締結されており、
   少なくとも１の前記リベットにおける少なくとも前記第１部材と接触する部分に、絶縁層が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の異材接合体。
4. 前記対向面に凹部が形成されており、
   前記第１部材における前記凹部を画定する部分の硬度が、前記第１部材における前記凹部を画定する部分以外の部分の硬度よりも高く、
   複数の前記リベットが互いに離隔しつつ前記第１部材にかしめ締結されており、
   少なくとも１の前記リベットにおける少なくとも前記第１部材と接触する部分に、絶縁層が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の異材接合体。
5. 前記対向面に凹部が形成されており、
   前記頭部における前記第１部材の前記表面と対向する面に、前記軸部の軸線と平行な方向から見て前記対向面に形成された凹部と重なる溝が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の異材接合体。
6. 前記第１部材がアルミニウム合金から構成され、前記リベット及び前記第２部材が鋼から構成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の異材接合体。
7. 金属材料から構成された第１部材と、
   前記第１部材を構成する金属材料よりも軟化温度が高い金属材料から構成され、頭部及び前記頭部から延出した軸部を有するリベットであって、前記頭部が前記第１部材の表面に配置され且つ前記軸部が前記第１部材の前記表面から裏面に亘って前記第１部材を貫通し、前記第１部材にかしめ締結された、リベットと、を備え、
   前記軸部における前記先端の周面、及び、前記第１部材における前記周面と対向する対向面の少なくとも一方に、凹部が形成されていることを特徴とする、異材接合体用構造体。
8. 前記対向面に凹部が形成されており、
   前記第１部材における前記凹部を画定する部分の硬度が、前記第１部材における前記凹部を画定する部分以外の部分の硬度よりも高いことを特徴とする、請求項７に記載の異材接合体用構造体。
9. 複数の前記リベットが互いに離隔しつつ前記第１部材にかしめ締結されており、
   少なくとも１の前記リベットにおける少なくとも前記第１部材と接触する部分に、絶縁層が形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の異材接合体用構造体。
10. 前記対向面に凹部が形成されており、
    前記第１部材における前記凹部を画定する部分の硬度が、前記第１部材における前記凹部を画定する部分以外の部分の硬度よりも高く、
    複数の前記リベットが互いに離隔しつつ前記第１部材にかしめ締結されており、
    少なくとも１の前記リベットにおける少なくとも前記第１部材と接触する部分に、絶縁層が形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の異材接合体用構造体。
11. 前記対向面に凹部が形成されており、
    前記頭部における前記第１部材の前記表面と対向する面に、前記軸部の軸線と平行な方向から見て前記対向面に形成された凹部と重なる溝が形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の異材接合体用構造体。
12. 前記第１部材がアルミニウム合金から構成され、前記リベットが鋼から構成されていることを特徴とする、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の異材接合体用構造体。
13. 頭部及び前記頭部から延出した軸部を有すると共に、前記頭部が金属材料から構成された第１部材の表面に配置され且つ前記軸部が前記第１部材の前記表面から裏面に亘って前記第１部材を貫通し、前記第１部材にかしめ締結される、リベットであって、
    前記第１部材を構成する金属材料よりも軟化温度が高い金属材料から構成され、
    前記軸部における先端の周面に凹部が形成されていることを特徴とする、異材接合体用リベット。
14. 少なくとも前記第１部材と接触する部分に、絶縁層が形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載のリベット。
15. 鋼から構成されていることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載のリベット。

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