JP2014226698A - Rivet joint structure and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rivet joint structure which suppresses the softening of a second member, and stabilizing weld strength.SOLUTION: In a rivet joint structure 1, while a rivet 30 formed by the same kind of metal as a first member 10 penetrates a second member 20 made by a different material from the first member to make the rivet and the first member abut on each other, the first member and the rivet are welded, thereby joining the first member and the second member. The rivet has a structure welded so as to form a melting portion or a friction agitation joint portion along an axis of a rivet shaft portion 36 from a rivet head portion 31 direction exposed from the second member or the first member side.

Description

本発明は、異種金属部材の接合を、一方の部材を貫通して他方の部材に当接するリベットを介して溶接して行ったリベット接合構造体及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a rivet joint structure in which joining of dissimilar metal members is performed by welding through a rivet that penetrates one member and abuts against the other member, and a manufacturing method thereof.

一般に、アルミニウムパネルと、鉄パネルなどの異種金属を溶接して構成される接合構造体は、一例として、車体部材の中で面積が大きなボンネット材、ドア材等に使用され剛性を維持してより軽量化するために使用されている。この接合構造体では、異種金属パネルが接合されることから、ピンやリベットが使用されている。そして、接合構造体では、例えば、リベットを鉄パネルと同種の材料で形成して、リベットと鉄パネルとをスポット溶接することで、異種金属パネルを接合することが従来行われている（例えば、特許文献１参照）。   In general, a joined structure constructed by welding dissimilar metals such as an aluminum panel and an iron panel is used as an example for a bonnet material, door material, etc. having a large area in a body member, and maintains rigidity. Used to reduce weight. In this joint structure, pins and rivets are used because dissimilar metal panels are joined. In the joining structure, for example, it is conventionally performed to form dissimilar metal panels by forming a rivet of the same kind of material as an iron panel and spot welding the rivet and the iron panel (for example, Patent Document 1).

ピンやリベットを使用する接合構造体では、異種金属パネルを強固に接合できるため、異種金属パネル同士を直接溶接することで接合する構造よりも接合強度が高くなる。また、接合構造体では、アルミニウムパネルに予めリベットを貫通させて打設しておき、リベット軸先端部をアルミニウムパネルから露出させ、露出しているリベット軸先端部に鉄パネルの表面を当接させた状態でスポット溶接する製造方法が示されている。この接合構造体の製造方法では、異種金属パネルの一方にリベットを打設した後に他方のパネルと当接させた状態でスポット溶接しているので、接合強度を維持して作業効率を向上させることができる。   In a joined structure using pins and rivets, different metal panels can be firmly joined, so that the joint strength is higher than a structure in which different metal panels are joined together by direct welding. Also, in the bonded structure, a rivet is pierced through the aluminum panel in advance, the rivet shaft tip is exposed from the aluminum panel, and the surface of the iron panel is brought into contact with the exposed rivet shaft tip. A manufacturing method for spot welding in a heated state is shown. In this method for manufacturing a joined structure, spot welding is performed in a state where a rivet is placed on one of the dissimilar metal panels and then brought into contact with the other panel, so that the joining strength is maintained and work efficiency is improved. Can do.

特開２００９−２８５６７８号公報JP 2009-285678 A

しかし、前記した従来の接合構造体及びその製造方法では、以下に示すような問題点が存在していた。
従来の接合構造体では、スポット溶接時の電極位置のずれにより、溶融ナゲットが融点の低いアルミニウム部材である第２部材の近傍に形成されることにより、第２部材の軟化を生じる場合があった。 However, the above-described conventional bonded structure and manufacturing method thereof have the following problems.
In the conventional joint structure, due to the displacement of the electrode position at the time of spot welding, the melted nugget may be formed in the vicinity of the second member that is an aluminum member having a low melting point, which may cause softening of the second member. .

また、接合構造体の製造方法では、リベットを複数打設する場合、リベットの打設位置がお互いに近いと、スポット溶接時に流れる電流が分流を起こし、必要な継手強度を確保するための溶融ナゲットの大きさがばらつくという問題が発生する場合があった。
さらに、接合構造体の製造方法では、スポット溶接により異種金属パネルを溶接して接合するため、パネルの表面及び裏面の両側に電極を配置する必要があり、溶接可能な構造体の形状・作業スペースに制限があり、より溶接施工性の良い工法が望まれていた。 In addition, in the method of manufacturing a joined structure, when a plurality of rivets are to be placed, if the rivet placement positions are close to each other, the current that flows during spot welding causes a shunt, and a molten nugget to ensure the required joint strength In some cases, the size of the scatter varies.
Furthermore, in the manufacturing method of the joint structure, since dissimilar metal panels are welded and joined by spot welding, it is necessary to arrange electrodes on both the front and back surfaces of the panel. Therefore, there has been a demand for a method with better welding workability.

本発明は、前記した問題点に鑑み創案されたものであり、第２部材の軟化が抑制され、溶接強度が安定したリベット接合構造体を提供すると共に、リベットの接合位置の影響を受けずに溶接作業が行え、かつ、作業スペースを異種金属パネルの両側に必要としないリベット接合構造体の溶接方法を提供することを課題とする。   The present invention has been devised in view of the above-described problems, and provides a rivet joint structure in which softening of the second member is suppressed and welding strength is stable, and without being affected by the joining position of the rivet. It is an object of the present invention to provide a method for welding a rivet joint structure that can perform a welding operation and does not require work spaces on both sides of a dissimilar metal panel.

上記課題を解決するために本発明に係るリベット接合構造体は、以下のように構成した。すなわち、リベット接合構造体は、第１部材と同種の金属で形成されたリベットを、前記第１部材と異材の第２部材を貫通させて、前記リベットと前記第１部材とを当接した状態で、前記第１部材と前記リベットを溶接して、前記第１部材と前記第２部材とを接合したリベット接合構造体であって、前記リベットは、第２部材から露出するリベット頭部方向から、又は、前記第１部材側からリベット軸部の軸線に沿って溶融部を形成して溶接された構成を備えることとした。   In order to solve the above-described problems, the rivet joint structure according to the present invention is configured as follows. That is, the rivet joint structure is a state in which a rivet formed of the same kind of metal as that of the first member passes through the first member and the second member made of a different material, and the rivet and the first member are in contact with each other. A rivet joint structure in which the first member and the rivet are welded to join the first member and the second member, the rivet from the direction of the rivet head exposed from the second member. Alternatively, a configuration is provided in which a melted portion is formed and welded along the axis of the rivet shaft portion from the first member side.

かかる構成により、リベット接合構造体は、第１部材と当接するリベットが、リベット頭部側又は第１部材側からリベット軸部に沿って溶融部を形成して溶接されているため、スポット溶接のように溶融部が第２部材の近くに形成されることがなくなり、第２部材の軟化が抑制され、かつ、第１部材との接合強度を確保することができる。なお、リベット接合構造体は、第１部材側からリベット軸部に沿って溶接する場合には、溶接ジグを利用して、あらかじめ溶接位置を決めておくことや、あるいは、ロボットに溶接位置を予め教示しておく事、レーザ溶接においてはリモート溶接法である、ミラー・スキャン法やロボット・スキャン法等を採用することによりビーム照射の正確な位置決めをして溶接されることになる。   With this configuration, the rivet joint structure is welded so that the rivet that comes into contact with the first member forms a melted portion along the rivet shaft portion from the rivet head side or the first member side. Thus, the melted portion is not formed near the second member, the softening of the second member is suppressed, and the bonding strength with the first member can be ensured. When the rivet joint structure is welded from the first member side along the rivet shaft portion, the welding position is determined in advance using a welding jig, or the welding position is set in advance to the robot. As taught, laser welding uses a mirror scanning method, a robot scanning method, or the like, which is a remote welding method, so that the beam irradiation is accurately positioned and welded.

また、リベットの頭部に凹部を設けておくことにより、第１部材とリベットの溶融部が
短くなり熱エネルギーの投入量が少なくてすみ、溶接熱による歪や第２部材の軟化を防止
することができる。更に、凹部の形状を三角錐状や、放物線状にすることにより、レーザ光の狙い位置が若干ずれても凹部内でレーザ光が反射して中央に集中し、効率よく溶接
を行うことができる。 Also, by providing a recess in the rivet head, the melted portion of the first member and the rivet is shortened, and the amount of heat energy input can be reduced, thereby preventing distortion due to welding heat and softening of the second member. Can do. Furthermore, by forming the concave portion into a triangular pyramid shape or a parabolic shape, the laser beam is reflected in the concave portion and concentrated in the center even if the target position of the laser beam is slightly shifted, enabling efficient welding. .

さらに、前記リベット接合構造体は、リベットのリベット軸部を貫通し、かつ、前記第１部材の厚みを貫通しない位置まで溶融して溶接された構成を備えることとしてもよい。
かかる構成により、リベット接合構造体は、第１部材を貫通しない状態で溶接されているので、第１部材の表面の変形がほとんどなく溶接強度も確保できる。 Further, the rivet joint structure may have a configuration in which it is melted and welded to a position that penetrates the rivet shaft portion of the rivet and does not penetrate the thickness of the first member.
With this configuration, the rivet joint structure is welded without penetrating the first member, so that the surface of the first member is hardly deformed and the welding strength can be ensured.

そして、前記リベット接合構造体は、リベットのリベット軸部及び前記第１部材を貫通するように溶融して溶接された構成としても構わない。
かかる構成により、リベット接合構造体は、リベットから第１部材を貫通することで、ブローホール等の溶接欠陥が減少し、接合強度が大きくなる。 The rivet joint structure may be melted and welded so as to penetrate the rivet shaft portion of the rivet and the first member.
With this configuration, the rivet joint structure passes through the first member from the rivet, thereby reducing welding defects such as blow holes and increasing the joint strength.

また、リベット接合構造体は、第１部材と同種の金属で形成されたリベットを、前記第１部材と異材の第２部材を貫通させて、前記リベットと前記第１部材とを当接した状態で、前記第１部材と前記リベットを接合して、前記第１部材と前記第２部材とを接合したリベット接合構造体であって、前記リベットは、第２部材から露出するリベット頭部方向から、又は、前記第１部材側から、リベット軸部の軸線に沿って摩擦撹拌接合部を形成して接合された構成を備える構成としてもよい。そして、前記リベットは、前記リベット頭部に凹部を備えることや、また、前記リベットのリベット軸部を貫通し、かつ、前記第１部材を貫通しないように摩擦撹拌接合部を形成して接合された構成とすることや、あるいは、前記リベットのリベット軸部及び前記第１部材を貫通するように摩擦撹拌接合部を形成して接合された構成を備える構成としてもよい。   The rivet joint structure is a state in which a rivet formed of the same kind of metal as that of the first member is passed through the second member made of a different material and the rivet is in contact with the first member. A rivet joint structure in which the first member and the rivet are joined and the first member and the second member are joined, the rivet from the direction of the rivet head exposed from the second member. Or it is good also as a structure provided with the structure joined and formed from the said 1st member side along the axis line of a rivet axial part. The rivet is joined by providing a concave portion in the rivet head, or by forming a friction stir joint so as to penetrate the rivet shaft portion of the rivet and not penetrate the first member. It is good also as a structure provided with the structure which was made into the structure which was made to join, or formed and formed the friction stirring joining part so that the rivet shaft part of the said rivet and the said 1st member might be penetrated.

かかる構成により、リベット接合構造体は、摩擦撹拌接合により接合する場合も上記で述べた溶融溶接による接合と同様の作用を奏する。   With such a configuration, the rivet joint structure exhibits the same action as the joint by fusion welding described above even when joining by friction stir welding.

また、上記課題を解決するために本発明に係るリベット接合構造体の接合方法として、以下に示す手順とした。すなわち、リベット接合構造体の接合方法は、第１部材と同種の金属で形成したリベットを、前記第１部材と接合する異材の第２部材を貫通させて打設する第１工程と、前記第１部材に対面して前記第２部材を貫通したリベットのリベット頭部方向から、又は、前記第１部材側から、リベット軸部の軸線に沿って溶融する第２工程と、を行い溶接（又は摩擦撹拌溶接）することとした。そして、前記リベットを溶融する溶融溶接手段として、前記リベット頭部側から、又は、前記第１部材側からの溶接となる片面施工で行うことがよい。さらに、前記接合を行う手段が、レーザ溶接手段、ＴＩＧ溶接手段、ＭＩＧ溶接手段のいずれかであることとしてもよい。   Moreover, in order to solve the said subject, it was set as the procedure shown below as a joining method of the rivet joining structure which concerns on this invention. That is, the method of joining the rivet joint structure includes a first step of driving a rivet formed of the same kind of metal as the first member through a second member of a different material that joins the first member; A second step of melting along the axis of the rivet shaft portion from the direction of the rivet head of the rivet facing the one member and penetrating the second member or from the first member side, and welding (or Friction stir welding). And it is good to carry out by the single-sided construction used as the welding from the said rivet head side or the said 1st member side as a fusion welding means to fuse | melt the said rivet. Furthermore, the means for performing the joining may be any one of laser welding means, TIG welding means, and MIG welding means.

かかる手順により、リベット接合構造体の製造方法は、リベットを第２部材に貫通させ打設して、貫通したリベットのリベット軸部の軸線に沿って、リベット頭部側あるいは第１部材側のどちらか一方側から溶融させて接合するので、スポット溶接のように溶融ナゲットが第２部材に近接して配置されることにより生じる、第２部材の軟化が生じず、第１部材とリベットとの接合強度も安定する。また、リベット接合構造体の製造方法は、溶接時にリベット接合構造体の一方側からの作業であり、また、リベットと第１部材を電気的に接続する必要がない。特に、溶融溶接手段として、レーザ溶接手段等を使用することで、作業効率が一層向上する。   By such a procedure, the manufacturing method of the rivet joint structure allows the rivet to pass through the second member and be driven along either the rivet head side or the first member side along the axis of the rivet shaft portion of the rivet penetrated. Since the melted nugget is joined from one side, the second member is not softened as the molten nugget is arranged close to the second member as in spot welding, and the first member and the rivet are joined. The strength is stable. Moreover, the manufacturing method of a rivet joining structure is an operation | work from the one side of a rivet joining structure at the time of welding, and does not need to electrically connect a rivet and a 1st member. In particular, working efficiency is further improved by using laser welding means or the like as the fusion welding means.

さらに、リベット接合構造体の接合方法において、前記リベット頭部に凹部を設けていてもよい。これにより、溶接の入熱を低減することができ接合体の歪及び第２部材の軟化が防止できる。   Furthermore, in the method for joining rivet joint structures, a recess may be provided in the rivet head. Thereby, the heat input of welding can be reduced and the distortion of a joined body and the softening of a 2nd member can be prevented.

本発明に係るリベット接合構造体及びその製造方法は、以下に示すような優れた効果を奏するものである。
リベット接合構造体は、スポット溶接を行わずに、リベットの軸線に沿って溶融して同種金属の第１部材とリベットとが溶接されるため、変形が少なく安定した接合強度を確保することができる。 The rivet joint structure and the manufacturing method thereof according to the present invention have the following excellent effects.
The rivet joint structure melts along the axis of the rivet and does not perform spot welding, and the first member of the same metal and the rivet are welded, so that a stable joint strength can be secured with little deformation. .

リベット接合構造体の製造方法では、第２部材にリベット打設（第２部材へのリベット穿孔、かしめ）して第１部材をリベット軸端面に当接するように第２部材に重ねて、第１部材側又は第２部材側のいずれか一方からリベット軸部に沿って溶融させて接合するので、スポット溶接のような溶融ナゲットのずれが生じず、第２部材の軟化が生じない。そのため、リベット接合構造体の製造方法では、溶接作業では片面施工で対応でき、また、安定した接合強度を確保してリベット接合構造体の製造をすることができる。   In the manufacturing method of the rivet joint structure, the first member is overlapped with the second member so as to contact the end surface of the rivet shaft by rivet-setting the second member (rivet drilling or caulking to the second member). Since either the member side or the second member side is melted and joined along the rivet shaft portion, the molten nugget does not shift as in spot welding, and the second member is not softened. Therefore, in the manufacturing method of the rivet joint structure, the welding operation can be handled by single-sided construction, and the rivet joint structure can be manufactured while securing a stable joint strength.

リベット接合構造体の製造方法では、特に、レーザ溶接手段を使用することでミラー等の使用により短時間で多数のリベットを精度よく溶接することができ、作業効率に優れている。   In the method of manufacturing a rivet joint structure, in particular, by using a laser welding means, a large number of rivets can be accurately welded in a short time by using a mirror or the like, and the work efficiency is excellent.

（ａ）は、本発明に係るリベット接合構造体の全体を模式的に示す斜視図、（ｂ）は、本発明に係るリベット接合構造体の一部を模式的に断面で示す断面図である。(A) is a perspective view schematically showing the entire rivet joint structure according to the present invention, and (b) is a cross-sectional view schematically showing a part of the rivet joint structure according to the present invention. . （ａ）は、本発明に係るリベット接合構造体に使用するリベットと第２部材であるルーフパネルの関係を模式的に断面にして示す断面図、（ｂ）は本発明に係るリベット接合構造体を一部切欠いて模式的に示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows typically the cross section of the relationship between the rivet used for the rivet joining structure which concerns on this invention, and the roof panel which is a 2nd member, (b) is the rivet joining structure which concerns on this invention FIG. （ａ）〜（ｄ）は、本発明に係るリベット接合構造体の製造工程においてリベットを第２部材に打設して第１部材である車体フレームパネルを当接するまでの状態を模式的に断面で示す断面図である。(A)-(d) is a cross-sectional view schematically showing a state until a rivet is placed on a second member and a vehicle body frame panel as a first member is brought into contact with each other in the manufacturing process of the rivet joint structure according to the present invention. It is sectional drawing shown by. （ａ）、（ｂ）は、本発明に係るリベット接合構造体の製造工程においてリベットを溶融して第１部材に溶接する状態を模式的に断面で示す断面図である。(A), (b) is sectional drawing which shows typically the state which fuse | melts a rivet and welds it to a 1st member in the manufacturing process of the rivet joining structure which concerns on this invention. 本発明に係るリベット接合構造体の打設装置にリベットが収納された状態を模式的に断面で示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the state by which the rivet was accommodated in the placement apparatus of the rivet junction structure which concerns on this invention in a cross section. 本発明に係るリベット接合構造体の第２部材をプレス加工すると共にリベットを打設した状態を一部断面にして模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the state which pressed the 2nd member of the rivet joining structure body which concerns on this invention, and nailed the rivet, and made it a partial cross section. （ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るリベット接合構造体においてリベットを打設する工程からリベットを溶接する工程までを一部省略して模式的に示す断面図である。(A)-(c) is sectional drawing which abbreviate | omits a part from the process of setting a rivet to the process of welding a rivet in the rivet joining structure which concerns on this invention, and is shown typically. 本発明に係るリベット接合構造体のリベットを溶接する状態を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the state which welds the rivet of the rivet junction structure which concerns on this invention. （ａ）〜（ｃ）本発明に係るリベット接合構造体の他の溶接工程を模式的に示す斜視図、断面図、断面図である。(A)-(c) It is the perspective view, sectional drawing, and sectional drawing which show typically the other welding process of the rivet joining structure which concerns on this invention. （ａ）、（ｂ）は本発明に係るリベット接合構造体の他のリベットの構造をそれぞれ示す断面図である。(A), (b) is sectional drawing which shows the structure of the other rivet of the rivet junction structure which concerns on this invention, respectively. （ａ）、（ｂ）は、本発明に係るリベット接合構造体の他の製造工程においてリベットを溶融して第１部材に溶接する状態を模式的に断面で示す断面図である。(A), (b) is sectional drawing which shows typically the state which fuse | melts a rivet and welds it to a 1st member in the other manufacturing process of the rivet joining structure which concerns on this invention.

以下、本発明に係るリベット接合構造体及びその製造方法について、図面を参照して説明する。なお、リベット接合構造体（以下、接合構造体という）は、その一例として、第１部材である車体フレームパネルに、第２部材であるルーフパネルを、接合部材であるリベットを介してレーザ溶接装置により接合したものを説明する。
図１に示すように、接合構造体１は、車体フレームパネル１０にルーフパネル２０を、リベット３０を介して溶接して接合した構成を備えている。この接合構造体１は、車体フレームパネル１０及びリベット３０が例えば、鉄系金属材料で形成されると共に、ルーフパネル２０がアルミニウム合金で形成されている。接合構造体１は、ここでは、鋼板から加工した車体フレームパネル１０及びアルミニウム合金板から加工したルーフパネル２０を異種金属として接合対象部材としている。 Hereinafter, a rivet joint structure and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings. As an example of the rivet joint structure (hereinafter referred to as a joint structure), a laser welding apparatus is provided by attaching a roof panel as a second member to a vehicle body frame panel as a first member via a rivet as a joint member. Will be described.
As shown in FIG. 1, the joint structure 1 has a configuration in which a roof panel 20 is welded to a vehicle body frame panel 10 via a rivet 30 and joined. In the joint structure 1, the vehicle body frame panel 10 and the rivet 30 are formed of, for example, an iron-based metal material, and the roof panel 20 is formed of an aluminum alloy. Here, the joining structure 1 uses, as dissimilar metals, a body frame panel 10 processed from a steel plate and a roof panel 20 processed from an aluminum alloy plate as members to be joined.

第１部材である車体フレームパネル１０は、ここでは、車体に採用される鋼板である平パネルから折り曲げ加工等の加工が施されたものである。この車体フレームパネル１０は、鉄系金属であり、車体として使用されている鉄を主成分とする鉄系金属であれば、特にその成分が限定されるものではない。そして、車体フレームパネル１０は、接合される位置は、車体フレームパネル１０のルーフサイドレール１１の位置を接合位置としている。また、車体フレームパネル１０は、その形状を車体のフレーム形状としている。この車体フレームパネル１０は、その形状や、接合位置について特に限定されるものではない。   Here, the vehicle body frame panel 10 as the first member is obtained by subjecting a flat panel, which is a steel plate employed in the vehicle body, to a process such as bending. The vehicle body frame panel 10 is an iron-based metal, and the component is not particularly limited as long as it is an iron-based metal mainly composed of iron used as a vehicle body. And the position where the vehicle body frame panel 10 is joined has the position of the roof side rail 11 of the vehicle body frame panel 10 as the joining position. The body frame panel 10 has the shape of the body frame. The body frame panel 10 is not particularly limited with respect to its shape and joining position.

第２部材であるルーフパネル２０は、ここでは、アルミニウム合金板の平パネルからプレス加工等が施されたものである。このルーフパネル２０は、例えば６０００系のアルミニウム合金が使用されているが、この他に、２０００系、３０００系、５０００系、７０００系等の任意の材種のアルミニウム合金が採用され、特にその成分が限定されるものではない。
ルーフパネル２０は、一例として、リベット３０が打設されて接合される接合位置として周縁部分として設定されている。ルーフパネル２０は、車体フレームパネル１０のルーフサイドレール１１の位置に当接するよう形成されているが、その厚みや形状や大きさは特に限定されるものではない。
尚、本実施形態では、一例として自動車パネルへの適用例を説明するが、アルミニウム材の形態として板材に限らず、押出形材や鋳物も採用することができ、適用対象も自動車の各構成部品や建材等、様々な用途に適用することができる。 Here, the roof panel 20 that is the second member is a flat panel made of an aluminum alloy plate that has been pressed or the like. The roof panel 20 is made of, for example, a 6000 series aluminum alloy. In addition to this, an aluminum alloy of any grade such as 2000 series, 3000 series, 5000 series, 7000 series, etc. is adopted, and particularly its components. Is not limited.
As an example, the roof panel 20 is set as a peripheral portion as a joining position where the rivet 30 is placed and joined. The roof panel 20 is formed so as to contact the position of the roof side rail 11 of the vehicle body frame panel 10, but the thickness, shape, and size thereof are not particularly limited.
In the present embodiment, an example of application to an automobile panel will be described as an example. However, the form of an aluminum material is not limited to a plate material, and an extruded shape or a casting can also be adopted. It can be applied to various applications such as building materials.

ここでは、ルーフパネル２０は、リベット３０が貫通する位置に溶接凹部（溶接用凹部）２１が形成されることになる。
溶接凹部２１は、リベット３０が貫通する際にリベット３０と相対して第２部材の反対側に配置されたカウンターパンチ（図７参照）により押し上げられて形成されるものであり、リベット３０の溝部３３へ第２部材を流動させてしっかりとかしめ固着するものである。又、この溶接凹部を設けることで第１部材と第２部材との間に空間を設けることができる。これによって第１部材やリベットからの溶接の熱の伝達を防止することでき第２部材の軟化を防止することができる。 Here, the roof panel 20 is formed with a welding recess (welding recess) 21 at a position through which the rivet 30 passes.
The weld recess 21 is formed by being pushed up by a counter punch (see FIG. 7) disposed on the opposite side of the second member relative to the rivet 30 when the rivet 30 penetrates. The second member is caused to flow to 33 and firmly fixed by caulking. Moreover, a space can be provided between the first member and the second member by providing the weld recess. As a result, heat transfer from the first member and rivet can be prevented and softening of the second member can be prevented.

図２に示すように、リベット３０は、車体フレームパネル１０とルーフパネル２０とを接合させるものである。このリベット３０は、リベット頭部である頭部３１と、この頭部３１の直径Ｈ１よりも小さく形成されたリベット軸部である軸部３６と、を備えている。   As shown in FIG. 2, the rivet 30 joins the vehicle body frame panel 10 and the roof panel 20. The rivet 30 includes a head portion 31 that is a rivet head portion and a shaft portion 36 that is a rivet shaft portion that is formed smaller than the diameter H1 of the head portion 31.

頭部３１は、軸部３６の直径Ａ１よりも大きく形成されたフランジ部３２と、このフランジ部３２の下面側で軸部３６の外周縁回りに環状に形成された環状凹部３３と、フランジ部３２の上面側で軸部３６とは反端側に突出するように形成した段部３４と、この段部３４の軸線中心に向かって傾斜するように凹ませた凹部３５とを備えている。
環状凹部３３は、リベット３０がルーフパネル２０に打設されたときに、そのルーフパネル２０の表面部分２２を流動させて噛み込むためのものである。この環状凹部３３は、基端軸部３７の外周縁の位置に軸基端に連続するように形成されている。また、この環状凹部３３の凹部幅Ｈ３は、フランジ部３２の直径方向におけるフランジ幅Ｈ２の２／３を超えないように設定されている。さらに、環状凹部３３の凹部深さＨＴは、フランジ部３２の板厚ＨＲの１／２を超えないように形成されている。環状凹部３３の凹部幅Ｈ３及び凹部深さＨＴは、前記した値を超えてしまうとフランジ部３２の強度を低下させてしまうことになり好ましくない。 The head portion 31 includes a flange portion 32 formed larger than the diameter A1 of the shaft portion 36, an annular recess 33 formed annularly around the outer peripheral edge of the shaft portion 36 on the lower surface side of the flange portion 32, and a flange portion. 32 is provided with a step portion 34 formed so as to protrude opposite to the shaft portion 36 on the upper surface side of the shaft 32, and a recess portion 35 recessed so as to incline toward the axis center of the step portion 34.
The annular recess 33 is for allowing the surface portion 22 of the roof panel 20 to flow and bite when the rivet 30 is driven into the roof panel 20. The annular recess 33 is formed at the position of the outer peripheral edge of the base end shaft portion 37 so as to continue to the shaft base end. The recess width H3 of the annular recess 33 is set so as not to exceed 2/3 of the flange width H2 in the diameter direction of the flange portion 32. Further, the recess depth HT of the annular recess 33 is formed so as not to exceed 1/2 of the plate thickness HR of the flange portion 32. If the recess width H3 and the recess depth HT of the annular recess 33 exceed the above-described values, the strength of the flange portion 32 is lowered, which is not preferable.

段部３４は、本発明において必須の構成ではなく、フランジ部３２は平坦であっても差し支えないが、段部３４を設けることで、例えば摩擦撹拌接合の撹拌棒が当接して摩擦撹拌の処理を行う目安となる位置や、レーザ溶接装置Ｌｓ（図７（ｃ）参照）のレーザ照射位置等を特定しやすいという効果を奏するものである。この段部３４は、フランジ部３２の表面側から連続して段外縁が円形状に突出して形成されている。なお、段部３４の直径は、後記する先端軸部３８の直径Ａ２と同じ大きさになるようにここでは形成されている。
段部３４に形成された凹部３５は、溶融された金属の変形状態を吸収して頭部３１側に当接する他の部材がある場合には、当接状態を揃えるためにも有効となる。この凹部３５の窪み形状はここでは断面Ｖ字型に形成されている。 The step portion 34 is not an essential component in the present invention, and the flange portion 32 may be flat. However, by providing the step portion 34, for example, a stirrer for friction stir welding contacts and a friction stir process is performed. This provides an effect that it is easy to specify a position that serves as a guideline for performing laser irradiation, a laser irradiation position of the laser welding apparatus Ls (see FIG. 7C), and the like. The step portion 34 is formed so that the step outer edge protrudes in a circular shape continuously from the surface side of the flange portion 32. In addition, the diameter of the step part 34 is formed here so that it may become the same magnitude | size as the diameter A2 of the front-end | tip shaft part 38 mentioned later.
The concave portion 35 formed in the stepped portion 34 is also effective for aligning the contact state when there is another member that absorbs the deformed state of the molten metal and contacts the head 31 side. Here, the recess 35 is formed in a V-shaped cross section.

軸部３６は、ルーフパネル２０を貫通して車体フレームパネル１０に当接させるためのものである。この軸部３６は、ここでは、基端軸部３７と、先端軸部３８と、円錐頂部３９とを備えている。
基端軸部３７は、頭部３１の下面から連続して形成され、その先端側に連続して当該基端軸部３７の直径Ａ１より小さな直径Ａ２の先端軸部３８が形成されている。そして、先端軸部３８は、その先端側に連続して、先端面の中心が突出するように形成した円錐頂部３９を備えている。 The shaft portion 36 is for penetrating the roof panel 20 and contacting the vehicle body frame panel 10. Here, the shaft portion 36 includes a proximal end shaft portion 37, a distal end shaft portion 38, and a conical apex portion 39.
The proximal shaft portion 37 is formed continuously from the lower surface of the head portion 31, and a distal shaft portion 38 having a diameter A 2 smaller than the diameter A 1 of the proximal shaft portion 37 is formed continuously at the distal end side. And the front-end | tip shaft part 38 is provided with the cone top part 39 formed so that the center of the front-end | tip surface might protrude from the front end side.

円錐頂部３９は、ルーフパネル２０に貫通させる際に、材料に食い込み易くするためのものである。また、先端軸部３８及び円錐頂部３９の長さＡＰは、ルーフパネル２０を貫通したときに、車体フレームパネル１０の表面に当接した状態となるように設定されることが望ましい。ここでは、軸部３６において、フランジ部３２下面から円錐頂部３９の先端までの長さＡＲが、ルーフパネル２０の板厚ＴＡと同等か同等以上となるように設定されている。また、先端軸部３８及び円錐頂部３９の長さＡＰは、ルーフパネル２０の穴深さＴｄと同等あるいは同等以上となるように設定されている。尚、材料への食い込み易さが必要でなければ、軸部３６の先端はフラット形状、フラット形状に溝を設けた形状、円弧状、多角錐状であってもよい。   The conical top portion 39 is for facilitating biting into the material when penetrating the roof panel 20. Further, it is desirable that the lengths AP of the distal end shaft portion 38 and the conical apex portion 39 are set so as to be in contact with the surface of the vehicle body frame panel 10 when passing through the roof panel 20. Here, in the shaft portion 36, the length AR from the lower surface of the flange portion 32 to the tip of the cone top portion 39 is set to be equal to or greater than the plate thickness TA of the roof panel 20. Further, the length AP of the distal end shaft portion 38 and the conical top portion 39 is set to be equal to or greater than the hole depth Td of the roof panel 20. If the ease of biting into the material is not necessary, the tip of the shaft portion 36 may be flat, flat, grooved, arcuate, or polygonal.

図２（ｂ）に示すように、接合構造体１は、リベット３０を打設してルーフパネル２０及び車体フレームパネル１０を当接させた状態でリベット３０を溶接することで構成されている。接合構造体１は、リベット３０の頭部３１から車体フレームパネル１０の一部まで例えばレーザ溶接により溶融した溶融部３０Ｍにより溶接される。したがって、接合構造体１は、溶融部３０Ｍが第２部材側に偏ることなく配置されるため第２部材の軟化が生じず、溶接強度が高く安定した構造が得られる。また、接合構造体１は、溶接凹部２１が溶接部３１を形成するときに熱の伝達を抑制するため、車体フレームパネル１０の熱による変形を抑えることができる。   As shown in FIG. 2B, the joining structure 1 is configured by placing the rivet 30 and welding the rivet 30 in a state where the roof panel 20 and the vehicle body frame panel 10 are in contact with each other. The joint structure 1 is welded from the head portion 31 of the rivet 30 to a part of the vehicle body frame panel 10 by a melted portion 30M melted by, for example, laser welding. Therefore, since the joining structure 1 is arranged without the melting portion 30M being biased toward the second member, the second member is not softened, and a stable structure with high welding strength is obtained. Moreover, since the joining structure 1 suppresses transmission of heat when the weld recess 21 forms the welded portion 31, it is possible to suppress deformation of the vehicle body frame panel 10 due to heat.

以上の構成を備える接合構造体１の製造工程について図３及び図４を主として図５乃至図８を参照して説明する。接合構造体１は、片面施工で作業を行うことができる溶接手段で溶接される。ここでは、一例として、レーザ溶接装置Ｌｓ（図７（ｃ）参照）による溶接作業で接合される構成として説明する。   A manufacturing process of the bonded structure 1 having the above configuration will be described with reference to FIGS. 3 and 4 mainly with reference to FIGS. The joint structure 1 is welded by a welding means capable of performing work by single-side construction. Here, as an example, a description is given of a configuration in which welding is performed by a laser welding apparatus Ls (see FIG. 7C).

車体フレームパネル１０とルーフパネル２０とは、プレス加工等が別々のラインで行われその基本形状が形成されている。車体フレームパネル１０は、ここでは、車体の骨格となる形状に鉄パネルから各加工工程を経て形成されている。そして、車体の天井となる部位が開放された状態の車体フレームパネル１０として組み立てられた状態で搬送ラインに沿って送られてくる。また、ルーフパネル２０は、ここでは、平坦パネルをプレス加工装置に設置され、プレス加工作業とリベット３０の打設作業が同じ場所で行われている。   The vehicle body frame panel 10 and the roof panel 20 are formed in a basic shape by performing press working or the like on separate lines. Here, the vehicle body frame panel 10 is formed from an iron panel in a shape serving as a skeleton of the vehicle body through various processing steps. And it sends along a conveyance line in the state assembled as the vehicle body frame panel 10 of the state which the site | part used as the ceiling of a vehicle body is open | released. Further, here, the roof panel 20 is a flat panel installed in a press working apparatus, and the press working work and the rivet 30 placing work are performed at the same place.

図３（ａ）に示すように、ルーフパネル２０は、アルミニウム合金から所定の大きさ、所定の形状に切り出された平板の状態で準備される。なお、ルーフパネル２０は、リベット３０を打設する際に、リベット３０の頭部３１が当接する面とは反対側からカウンターパンチ（図５のＤｕ）で第２部材を押し上げ、その打設する位置に溶接凹部２１が形成されることになる。この溶接凹部２１は、リベット３０の軸部３６の先端軸部３８と同等あるいは、先端軸部３８よりも穴深さＴｄが浅く形成されている。平板の状態のルーフパネル２０は、アームロボット等によりプレス加工装置Ｐｓに搬送されて加工位置に設置される。   As shown in FIG. 3A, the roof panel 20 is prepared in the form of a flat plate cut out from an aluminum alloy into a predetermined size and a predetermined shape. When the rivet 30 is driven, the roof panel 20 pushes up the second member with a counter punch (Du in FIG. 5) from the side opposite to the surface with which the head 31 of the rivet 30 comes into contact. A welding recess 21 is formed at the position. The weld recess 21 is formed to have a hole depth Td that is the same as or smaller than the tip shaft portion 38 of the shaft portion 36 of the rivet 30. The roof panel 20 in a flat state is conveyed to the press working apparatus Ps by an arm robot or the like, and is set at a working position.

ルーフパネル２０に打設されるリベット３０は、図５に示すように、供給用のカセット収納体１３０に収納された状態で、作業者の手作業あるいはアームロボット（図示せず）により、プレス加工装置Ｐｓの打設位置に着脱自在に装着される。カセット収納体１３０は、筒状の収納本体１３１と、この収納本体１３１の先端に設けた保持手段１３２とを備えている。そして、収納本体１３１は、リベット３０の軸部３６を他方の開口に向けた状態で軸線方向に一列に収納する空間を有している。また、保持手段１３２は、Ｃリング状の弾性部材が装着されており、押型ポンチＤｐにより押されることで、弾性部材のＣリング開口が弾性力に抗して拡張させられて、収納本体１３１の先端に収納されているリベット３０を打設位置に供給する構成を備えている。   As shown in FIG. 5, the rivet 30 placed on the roof panel 20 is stored in a supply cassette housing 130 and is pressed by an operator's manual operation or an arm robot (not shown). The device Ps is detachably mounted at the placement position. The cassette storage body 130 includes a cylindrical storage body 131 and holding means 132 provided at the tip of the storage body 131. The storage body 131 has a space for storing the rivet 30 in a line in the axial direction with the shaft portion 36 facing the other opening. The holding means 132 is provided with a C-ring-shaped elastic member. When the holding means 132 is pressed by the pressing punch Dp, the C-ring opening of the elastic member is expanded against the elastic force, and A configuration is provided in which the rivet 30 stored at the tip is supplied to the placing position.

そして、カセット収納体１３０が装着される位置の上下には、打設手段Ｄｓの押型ポンチＤｐと、この押型ポンチＤｐに対向して設けたカウンターパンチＤｕが設置されている。なお、押型ポンチＤｐとカウンターパンチＤｕとは、プレス加工装置Ｐｓとは異なるタイミング、あるいは、同じタイミングで動作できるように構成されている。   Above and below the position where the cassette housing 130 is mounted, there are installed a punch punch Dp of the placing means Ds and a counter punch Du provided facing the punch punch Dp. Note that the punch punch Dp and the counter punch Du are configured to be able to operate at a timing different from the pressing device Ps or at the same timing.

ルーフパネル２０は、プレス加工装置Ｐｓの下金型１４２及び上金型１４１によりプレス加工が施される。また、ルーフパネル２０がプレス加工装置Ｐｓでプレス加工された状態において、図３（ｃ）に示すように、リベット３０の打設作業も併せて行われる（第１工程）。そして、リベット３０の打設作業が行われたときに、溶接凹部２１がルーフパネル２０に形成され、溶接凹部２１が形成されることでリベット３０の環状凹部３３内にルーフパネル２０の部材がかしめられて入り込むことになる。なお、プレス加工作業及び打設作業は、作業のタイミングについて、どちらか一方が先あるいは同時のいずれであっても構わない。   The roof panel 20 is pressed by the lower mold 142 and the upper mold 141 of the press processing apparatus Ps. In addition, in the state where the roof panel 20 is pressed by the press processing apparatus Ps, as shown in FIG. 3C, the placing operation of the rivet 30 is also performed (first step). When the rivet 30 is placed, the weld recess 21 is formed in the roof panel 20, and the weld recess 21 is formed so that the member of the roof panel 20 is caulked in the annular recess 33 of the rivet 30. It will be entered. It should be noted that either the pressing work or the placing work may be performed earlier or at the same time.

図５及び図７（ａ）に示すように、打設作業は、カセット収納体１３０に収納されているリベット３０が、押型ポンチＤｐで直接押されるかまたは整列する他のリベット３０を介して押される。図５に示すように、押されたリベット３０は、カセット収納体１３０の保持手段１３２の弾性力に抗してＣリング状の保持手段１３２を押し広げて打設位置に供給され、かつ、カウンターパンチＤｕに向かって押型ポンチＤｐで押圧される。そのため、リベット３０は、軸部３６がルーフパネル２０を貫通し、環状凹部３３内にルーフパネル２０の部材をかしめる。打設作業でリベット３０がルーフパネル２０に打設されたときに、ルーフパネル２０の打ち抜かれた打ち抜き片２０ａが下方に落下して廃棄される。   As shown in FIG. 5 and FIG. 7 (a), in the placing operation, the rivet 30 housed in the cassette housing 130 is pushed directly by the push punch Dp or pushed through another rivet 30 aligned. It is. As shown in FIG. 5, the pushed rivet 30 pushes the C-ring-shaped holding means 132 against the elastic force of the holding means 132 of the cassette housing 130 and is supplied to the placement position. It is pressed toward the punch Du by the pressing punch Dp. Therefore, in the rivet 30, the shaft portion 36 penetrates the roof panel 20, and the member of the roof panel 20 is caulked in the annular recess 33. When the rivet 30 is driven on the roof panel 20 by the driving operation, the punched piece 20a punched out of the roof panel 20 falls downward and is discarded.

ルーフパネル２０は、プレス加工が施されると共に予め設定された数のリベット３０が打設して取り付けられると、次の作業位置に図示しないハンドラ等の搬送手段により搬送される。ここでは、ルーフパネル２０は、図示しない搬送手段により搬送され、図７（ｂ）に示すように、車体フレームパネル１０の所定位置に設置される。
ルーフパネル２０が車体フレームパネル１０に設置されると、図７（ｃ）及び図８に示すように、レーザ溶接装置Ｌｓのレーザ溶接トーチＴｃがロボットアームＲａで移動してリベット３０の頭部３１側からレーザ溶接作業が行われる（第２工程）。レーザ溶接装置Ｌｓによりリベット３０を溶接する場合には、ＸＹＺ座標空間において溶接位置を設定して、かつ、レーザ照射時間、レーザ照射幅、レーザ溶接深さ等を設定することで、レーザ溶接トーチＴｃを支持するロボットアームＲａの移動を迅速に行い、レーザ溶接作業をスムーズにすることができる。 When the roof panel 20 is pressed and a predetermined number of rivets 30 are driven and attached, the roof panel 20 is transported to the next work position by transport means such as a handler (not shown). Here, the roof panel 20 is transported by transport means (not shown), and is installed at a predetermined position of the vehicle body frame panel 10 as shown in FIG.
When the roof panel 20 is installed on the vehicle body frame panel 10, the laser welding torch Tc of the laser welding apparatus Ls is moved by the robot arm Ra and the head 31 of the rivet 30 as shown in FIGS. 7C and 8. Laser welding work is performed from the side (second step). When the rivet 30 is welded by the laser welding apparatus Ls, the laser welding torch Tc is set by setting the welding position in the XYZ coordinate space and setting the laser irradiation time, the laser irradiation width, the laser welding depth, and the like. The robot arm Ra that supports can be moved quickly, and the laser welding operation can be made smooth.

レーザ溶接作業は、レーザ溶接深さ等が既に設定されているので、溶接個所が複数存在しても短時間で車体フレームパネル１０にルーフパネル２０がリベット３０を介して溶接される。また、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、レーザ溶接装置Ｌｓでは、レーザ光の幅であるレーザ照射幅が軸部３６の直径よりも小さく、かつ、接合に必要な範囲となるように設定されているので、リベット３０の頭部３１の露出している部分の変形を最小限に抑えることができる。   In the laser welding operation, since the laser welding depth and the like are already set, the roof panel 20 is welded to the vehicle body frame panel 10 via the rivet 30 in a short time even if there are a plurality of welding points. As shown in FIGS. 4A and 4B, in the laser welding apparatus Ls, the laser irradiation width, which is the width of the laser light, is smaller than the diameter of the shaft portion 36 and is in a range necessary for joining. Therefore, the deformation of the exposed portion of the head 31 of the rivet 30 can be minimized.

そして、レーザ溶接装置Ｌｓは、ここでは、レーザ光の照射条件が、車体フレームパネル１０をリベット３０側から貫通しないで溶接するように設定されている。したがって、車体フレームパネル１０及びルーフパネル２０は、リベット３０の頭部３１側から軸線に沿って連続して溶融されて、車体フレームパネル１０とリベット３０とが溶融部３０Ｍを形成して溶接され、接合構造体１として常に一定の溶接強度を確保できる。   In the laser welding apparatus Ls, here, the irradiation condition of the laser beam is set so as to perform welding without penetrating the vehicle body frame panel 10 from the rivet 30 side. Therefore, the vehicle body frame panel 10 and the roof panel 20 are continuously melted along the axis from the head 31 side of the rivet 30, and the vehicle body frame panel 10 and the rivet 30 are welded to form a melting portion 30M. A constant welding strength can always be secured as the joint structure 1.

リベット３０がレーザ溶接装置Ｌｓにより溶接される場合、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、軸部３６の軸線に沿ってレーザ光（点線矢印で示す）が照射されることで、リベット３０の軸線に沿った位置及び車体フレームパネル１０の表面側が溶融して溶融部３０Ｍを形成する。また、溶融した溶融部３０Ｍは、溶接凹部２１があることで熱の伝達が緩和されて車体フレームパネル１０の熱による変形を抑制することができる。溶融された溶融部３０Ｍは、接合構造体１は、レーザ溶接装置Ｌｓで溶接されると、そのリベット３０の頭部３１の凹部から軸部３６に沿って円錐頂部３９を超えて車体フレームパネル１０側までレーザ光が連通して溶接が行われる。そのため、接合構造体１では、スポット溶接のような溶融ナゲットの偏在が生じず第２部材の軟化が生じない。   When the rivet 30 is welded by the laser welding apparatus Ls, as shown in FIGS. 4A and 4B, laser light (indicated by a dotted arrow) is irradiated along the axis of the shaft portion 36. A position along the axis of the rivet 30 and the surface side of the vehicle body frame panel 10 are melted to form a melted portion 30M. Further, the melted melted portion 30M has the weld recess 21 so that heat transfer is mitigated and deformation of the vehicle body frame panel 10 due to heat can be suppressed. When the molten structure 30M is melted, the joining structure 1 is welded by the laser welding apparatus Ls, and the vehicle body frame panel 10 extends from the concave portion of the head 31 of the rivet 30 to the conical apex 39 along the shaft portion 36. Laser light communicates to the side and welding is performed. For this reason, in the bonded structure 1, the melted nugget is not unevenly distributed as in spot welding, and the second member is not softened.

また、接合構造体１は、リベット３０と車体フレームパネル１０とを溶接する際に溶接位置に対して片面施工で溶接作業を行うことができるので、車体フレームパネル１０の溶接姿勢を変更させることや、あるいは、溶接個所を電極で挟み込むような溶接設備を必要としない。   Moreover, since the joining structure 1 can perform welding work by single-sided construction with respect to the welding position when welding the rivet 30 and the vehicle body frame panel 10, the welding posture of the vehicle body frame panel 10 can be changed. Alternatively, no welding equipment is required for sandwiching the welding point between the electrodes.

そして、レーザ溶接作業が終了した車体フレームパネル１０は、搬送レールに沿って次の作業工程に送られる。
このようにして溶接された接合構造体１は、リベット３０の頭部３１側から軸部３６側にレーザ光により溶融して接合されているので、溶接強度が安定しており、また、リベット３０の設置間隔が互いに近い位置にあっても、電流を部材間に流す必要がないので、スポット溶接のような溶接電流の分流現象による接合強度の低下は生じることがない。 Then, the vehicle body frame panel 10 for which the laser welding work is completed is sent to the next work process along the transport rail.
Since the joined structure 1 welded in this manner is melted and joined by laser light from the head portion 31 side to the shaft portion 36 side of the rivet 30, the welding strength is stable, and the rivet 30. Even when the installation intervals are close to each other, it is not necessary to pass a current between the members, so that the joining strength is not reduced due to the shunting phenomenon of the welding current such as spot welding.

なお、レーザ溶接装置Ｌｓによりリベット３０の軸部３６に沿って溶接する場合、頭部３１とは反対側となる第１部材である車体フレームパネル１０側から溶接作業を行うようにしても構わない。つまり、図９に示すように、リベット３０の軸部３６の位置は、作業空間におけるＸＹＺ座標において設定されているので、レーザ溶接装置Ｌｓのレーザ作業開始位置を車体フレームパネル１０側から特定でき（図９（ａ）参照）、前記したレーザ溶接の条件により作業が行われる（図９（ｂ）参照）。溶接されたリベット３０は、図９
ｃ）に示すように、車体フレームパネル１０側からリベット３０の軸部３６及び頭部３１まで軸部３６に沿って溶融して溶接されることであっても構わない。 When welding along the shaft portion 36 of the rivet 30 with the laser welding apparatus Ls, the welding operation may be performed from the side of the vehicle body frame panel 10 that is the first member opposite to the head portion 31. . That is, as shown in FIG. 9, since the position of the shaft portion 36 of the rivet 30 is set in the XYZ coordinates in the work space, the laser work start position of the laser welding apparatus Ls can be specified from the vehicle body frame panel 10 side ( 9 (a)), the operation is performed under the laser welding conditions described above (see FIG. 9 (b)). The welded rivet 30 is shown in FIG.
As shown in c), the shaft portion 36 and the head portion 31 of the rivet 30 from the vehicle body frame panel 10 side may be melted and welded along the shaft portion 36.

また、図１０に示すように、使用されるリベット３０Ｂ、３０Ｃの構成であっても構わない。なお既に説明したリベット３０と同じ構成は同じ符号を付して説明を省略する。図１０（ａ）に示すように、リベット３０Ｂは、頭部３１Ｂの段部３４ｂがフランジ部３２から段差を形成した円柱状に突出するように形成されている。このように、リベット３０Ｂは、段部３４ｂのように凹部がない場合も本発明の効果を奏する。また、図１０（ｂ）に示すように、リベット３０Ｃは、頭部３１Ｃのフランジ部３２ｃの上面が平坦に形成されている。そして、リベット３０Ｃは、軸部３６Ｃの基端軸部３７ｃと、その基端軸部３７ｃの端面に円錐頂部３９とを備えるように構成されている。このように、リベット３０Ｃは、構成がシンプルに形成されることで、製造が容易で、かつ、ＴＩＧ溶接等を行うときに、溶接開始面が基端軸部３７ｃの延長線上におけるフランジ部３２ｃの位置となり都合がよい。   Moreover, as shown in FIG. 10, the structure of the rivets 30B and 30C used may be sufficient. Note that the same components as those of the rivet 30 already described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in FIG. 10A, the rivet 30B is formed so that the stepped portion 34b of the head portion 31B protrudes from the flange portion 32 into a columnar shape. Thus, the rivet 30B also has the effect of the present invention even when there is no recess like the step 34b. As shown in FIG. 10B, the rivet 30C has a flat upper surface of the flange portion 32c of the head portion 31C. The rivet 30C is configured to include a base end shaft portion 37c of the shaft portion 36C and a conical apex portion 39 on the end surface of the base end shaft portion 37c. Thus, the rivet 30C has a simple configuration, and is easy to manufacture. When performing TIG welding or the like, the welding start surface of the flange portion 32c on the extension line of the proximal end shaft portion 37c is used. Location is convenient.

さらに、図１１に示すように、レーザ溶接作業を行う場合に、リベット３０から第１部材である車体フレームパネル１０まで貫通して溶融部３０Ｍを形成するようなキーホール溶接とする構成であっても構わない。図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、レーザ溶接作業は、リベット３０の頭部３１から車体フレームパネル１０の裏面までに溶融部３０Ｍが形成されるようにレーザ溶接条件を設定して行われる。溶融部３０Ｍがリベット３０の軸部３６に沿ってリベット３０、ルーフパネル２０及び車体フレームパネル１０までの全ての部分に形成されることで、溶接凹部２１に入り込んで接合するために有効となる溶接面積を大きくすることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 11, when laser welding work is performed, keyhole welding is performed so as to penetrate from the rivet 30 to the vehicle body frame panel 10 that is the first member to form the melted portion 30M. It doesn't matter. As shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), the laser welding operation is performed by setting laser welding conditions so that a melted portion 30M is formed from the head 31 of the rivet 30 to the back surface of the vehicle body frame panel 10. Done. Welding 30M is formed in all parts from the rivet 30, the roof panel 20 and the vehicle body frame panel 10 along the shaft portion 36 of the rivet 30, so that welding that is effective for entering and joining the welding recess 21 is achieved. The area can be increased.

なお、図１１で説明したレーザ溶接方法は、図１０に示すリベット３０Ｂ、３０Ｃにおいても適用することができることはもちろんである。
また、ここでは、レーザ溶接作業を主として説明したが、摩擦撹拌溶接手段、ＴＩＧ溶接手段、ＭＩＧ溶接手段のいずれかであっても構わない。すなわち、片面施工で行うことができる溶接手段であれば、特に限定されるものではない。
また、ここでは、第２部材の材料としてアルミニウム合金を一例として示したが、リベット３０（３０Ｂ、３０Ｃ）により接合できるものであれば、マグネシウム合金、チタン合金等の他の金属であることや、あるいは、炭素繊維強化プラスチック等の金属以外の素材であっても構わない。また、第１部材及びリベット３０（３０Ｂ、３０Ｃ）も同系の素材であれば鉄系金属に限定されるものではない。 Of course, the laser welding method described in FIG. 11 can also be applied to the rivets 30B and 30C shown in FIG.
Although the laser welding operation is mainly described here, any of friction stir welding means, TIG welding means, and MIG welding means may be used. That is, the welding means is not particularly limited as long as it can be performed by single-sided construction.
In addition, here, an aluminum alloy is shown as an example of the material of the second member, but if it can be joined by the rivet 30 (30B, 30C), it may be another metal such as a magnesium alloy, a titanium alloy, Alternatively, a material other than metal such as carbon fiber reinforced plastic may be used. The first member and the rivet 30 (30B, 30C) are not limited to ferrous metals as long as they are similar materials.

１ リベット接合構造体
１０ 車体フレームパネル
１１ ルーフサイドレール
２０ ルーフパネル
２０ａ 打ち抜き片
２１ 溶接凹部
２２ 表面部分
３０ リベット
３０Ｍ 溶融金属
３１ 頭部
３２ フランジ部
３３ 環状凹部
３４ 段部
３４ｂ 段部
３５ 凹部
３６ 軸部
３７ 基端軸部
３８ 先端軸部
３９ 円錐頂部
４２ 収納本体
１３０ カセット収納体
１３１ 収納本体
１３２ 保持手段
１４１ 上金型
１４２ 下金型
Ｄｐ 押型ポンチ
Ｄｓ 打設手段
Ｄｕ カウンターパンチ
Ｌｓ レーザ溶接装置
Ｐｓ プレス加工装置
Ｒａ ロボットアーム
Ｔｃ レーザ溶接トーチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rivet joining structure 10 Car body frame panel 11 Roof side rail 20 Roof panel 20a Punching piece 21 Welding recessed part 22 Surface part 30 Rivet 30M Molten metal 31 Head 32 Flange part 33 Annular recessed part 34 Step part 34b Step part 35 Concave part 36 Shaft part 37 Base shaft portion 38 Tip shaft portion 39 Conical top portion 42 Storage body 130 Cassette storage body 131 Storage body 132 Holding means 141 Upper mold 142 Lower mold Dp Stamping punch Ds Placing means Du Counter punch Ls Laser welding device Ps Press processing Equipment Ra Robot arm Tc Laser welding torch

Claims (13)

第１部材と同種の金属で形成されたリベットを、前記第１部材と異材の第２部材を貫通させて、前記リベットと前記第１部材とを当接した状態で、前記第１部材と前記リベットを溶接して、前記第１部材と前記第２部材とを接合したリベット接合構造体であって、
前記リベットは、第２部材から露出するリベット頭部方向から、又は、前記第１部材側から、リベット軸部の軸線に沿って溶融部を形成して溶接された構成を備えることを特徴とするリベット接合構造体。 A rivet formed of the same kind of metal as that of the first member is passed through the second member made of a different material from the first member, and the rivet and the first member are in contact with each other. A rivet joint structure in which a rivet is welded to join the first member and the second member,
The rivet has a configuration in which a melted portion is formed and welded along the axis of the rivet shaft portion from the direction of the rivet head exposed from the second member or from the first member side. Rivet joint structure. 前記リベットは、リベット頭部に凹部を備えることを特徴とする請求項１に記載のリベット接合構造体。   The rivet joint structure according to claim 1, wherein the rivet includes a recess in a rivet head. 前記リベットのリベット軸部を貫通し、かつ、前記第１部材を貫通しないように溶融部を形成して溶接された構成を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリベット接合構造体。   3. The rivet joint according to claim 1, further comprising: a welded portion that is welded so as to penetrate the rivet shaft portion of the rivet and not to penetrate the first member. Structure. 前記リベットのリベット軸部及び前記第１部材を貫通するように溶融部を形成して溶接された構成を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリベット接合構造体。   3. The rivet joint structure according to claim 1, further comprising: a welded portion that is welded so as to penetrate the rivet shaft portion of the rivet and the first member. 4. 第１部材と同種の金属で形成されたリベットを、前記第１部材と異材の第２部材を貫通させて、前記リベットと前記第１部材とを当接した状態で、前記第１部材と前記リベットを接合して、前記第１部材と前記第２部材とを接合したリベット接合構造体であって、
前記リベットは、第２部材から露出するリベット頭部方向から、又は、前記第１部材側から、リベット軸部の軸線に沿って摩擦撹拌接合部を形成して接合された構成を備えることを特徴とするリベット接合構造体。 A rivet formed of the same kind of metal as that of the first member is passed through the second member made of a different material from the first member, and the rivet and the first member are in contact with each other. A rivet joint structure in which a rivet is joined to join the first member and the second member,
The rivet has a configuration in which a friction stir joint is formed along the axis of the rivet shaft from the direction of the rivet head exposed from the second member or from the first member side. Riveted joint structure. 前記リベットは、前記リベット頭部に凹部を備えることを特徴とする請求項５に記載のリベット接合構造体。   The rivet joint structure according to claim 5, wherein the rivet includes a recess in the rivet head. 前記リベットのリベット軸部を貫通し、かつ、前記第１部材を貫通しないように摩擦撹拌接合部を形成して接合された構成を備えることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のリベット接合構造体。   7. The structure according to claim 5, further comprising: a friction stir welding portion formed so as to penetrate the rivet shaft portion of the rivet and not penetrate the first member. Rivet joint structure. 前記リベットのリベット軸部及び前記第１部材を貫通するように摩擦撹拌接合部を形成して接合された構成を備えることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のリベット接合接構造体。   7. The rivet joint structure according to claim 5, further comprising a friction stir joint formed so as to penetrate the rivet shaft portion of the rivet and the first member. . 請求項１から請求項４いずれか一項のリベット接合構造体の製造方法であって、
第１部材と同種の金属で形成したリベットを、前記第１部材と接合する異材の第２部材を貫通させて配置する第１工程と、
前記第１部材に対面して前記第２部材を貫通したリベットのリベット頭部方向から、又は、前記第１部材側から、リベット軸部の軸線に沿って溶融する第２工程と、を行い前記第１部材と前記リベットとを溶接することを特徴とするリベット接合構造体の製造方法。 It is a manufacturing method of the rivet junction structure according to any one of claims 1 to 4,
A first step of disposing a rivet formed of the same kind of metal as the first member through a second member of a different material that joins the first member;
Performing a second step of melting along the axis of the rivet shaft from the rivet head direction of the rivet facing the first member or penetrating the second member, or from the first member side, and A method for manufacturing a rivet joint structure, comprising welding a first member and the rivet. 請求項５から請求項８いずれか一項のリベット接合構造体の製造方法であって、
第１部材と同種の金属で形成したリベットを、前記第１部材と接合する異材の第２部材を貫通させて配置する第１工程と、
前記第１部材に対面して前記第２部材を貫通したリベットのリベット頭部方向から、又は、前記第１部材側から、リベット軸部の軸線に沿って溶融する第２工程と、を行い前記第１部材と前記リベットとを摩擦撹拌接合溶接することを特徴とするリベット接合構造体の製造方法。 A method for manufacturing a rivet joint structure according to any one of claims 5 to 8,
A first step of disposing a rivet formed of the same kind of metal as the first member through a second member of a different material that joins the first member;
Performing a second step of melting along the axis of the rivet shaft from the rivet head direction of the rivet facing the first member or penetrating the second member, or from the first member side, and A method for producing a rivet joint structure, comprising: friction stir welding the first member and the rivet. 前記リベットを接合する接合手段として、前記リベット頭部側から、又は、前記第１部材側からの溶接となる片面施工で行うことを特徴とする請求項９に記載のリベット接合構造体の製造方法。   The method for manufacturing a rivet joint structure according to claim 9, wherein the joining means for joining the rivets is performed by one-side construction which is welding from the rivet head side or from the first member side. . 前記リベットを接合する接合手段として、前記リベット頭部側から、又は、前記第１部材側からの摩擦撹拌接合溶接となる片面施工で行うことを特徴とする請求項１０に記載のリベット接合構造体の製造方法。   The rivet joint structure according to claim 10, wherein the rivet is joined by one-side construction which is friction stir welding from the rivet head side or the first member side as joining means for joining the rivets. Manufacturing method. 前記接合が、レーザ溶接、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接のいずれかであることを特徴とする請求項１１に記載のリベット接合構造体の製造方法。   The method of manufacturing a rivet joint structure according to claim 11, wherein the joining is any one of laser welding, TIG welding, and MIG welding.
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