JP6574724B2

JP6574724B2 - 異材パネル構造体

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Publication number: JP6574724B2
Application number: JP2016044222A
Authority: JP
Inventors: 岩瀬　哲; 哲岩瀬; 今村　美速; 美速今村
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2019-09-11
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Also published as: EP3428462A1; CN108138822A; EP3428462A4; CN108138822B; KR20180105717A; KR102001797B1; US20190048910A1; WO2017154479A1; JP2017160949A

Description

本発明は、異材パネル構造体に関する。

自動車等の車両においては、走行性、操作性、又は燃費を向上させるために、車体の軽量化が求められている。このため、種々の自動車ボディ部品では、これまでの鉄鋼材料に代えて、アルミニウム合金等のように、比重の小さい材料が適用され始めている。例えば、フード（ボンネット）、ドア、トランク等の自動車パネル構造体は、アウターパネル（外板）とインナーパネル（内板）とで構成される中空構造体であるが、これらのパネルの材料としてアルミニウム合金材の利用が検討されている。

その場合、アウターパネル及びインナーパネルの両方をアルミニウム合金板に変更することもできるが、各パネルの要求特性に応じた特性の素材同士を、互いに組み合わせた異材パネル構造体とすることもできる。具体的には、意匠性、軽量性、及び衝突エネルギーの吸収性等が要求されるアウターパネルをアルミニウム合金板で形成し、形状が複雑で成形深さが深いインナーパネルを成形性に優れた鋼板で形成することが考えられる。

アルミニウム合金により形成されたアウターパネルと、鋼板により形成されたインナーパネルとを用いて異材パネル構造体を製造する方法としては、例えば、アウターパネルの周縁部を折り返してインナーパネルのフランジ周縁部を挟み込むヘム加工（ヘミング加工）によって、相互に一体化する方法がある。この方法では、通常、アウターパネルとインナーパネルとの間に、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂等の熱硬化性樹脂により、電食防止のための絶縁層も兼ねた接着剤層（樹脂層）が設けられる。

その場合、アウターパネルとインナーパネルとの間に、樹脂接着剤層や樹脂接着テープ層を挟んだ状態で溶接が行われる。しかし、ＴＩＧ溶接の他、ＭＩＧ用溶接、レーザ溶接、スポット溶接のいずれの溶接方法を採用しても、溶接部の接合界面に脆い金属間化合物（例えば、アルミニウムと鉄の金属間化合物であるＡｌ₂Ｆｅ₅）が発生し、十分な接合強度が得られないことがある。

そこで、アルミニウム合金板と鋼板との接合強度を高めるために、アルミニウム合金板を打ち抜いた鋼製のリベットと鋼板とをスポット溶接する方法が提案されている（特許文献１参照）。また、スポット溶接時の溶融ナゲットからの熱影響を防止するために、インナープレートにアウタープレート側に突出する隆起部を設ける方法が提案されている（特許文献２参照）。更に、隆起部（又は突起部）を設けたインナープレートをヘム加工する方法も提案されている（特許文献３参照）。

特開２０１５−１６４８４０号公報特開昭５６−８０３８０号公報特開２００８−２２９６９７号公報

特許文献１に記載の方法のように、リベットをアウターパネル（アルミニウム合金板）とインナーパネル（鋼板）との接合に用いた場合、リベットとインナーパネルが共に鋼材であるため、接合部分においてＡｌ₂Ｆｅ₅のような脆い金属間化合物は生じない。
しかし、この方法をアウターパネルのヘム加工に適用した場合、スポット溶接で生じるリベット先端の溶融ナゲットから伝わる熱により、アウターパネルに膨出部が生じ、パネル製品の外観を著しく損なう場合がある。

そこで、特許文献２に記載されているように、インナーパネルにアウターパネル側に突出する突出部（隆起部）を設けて、その突起部内の空間で熱の伝達を防止する方法が有効となる。
しかし、このような突出部を設ける場合には、ヘム加工が難しくなる。すなわち、突出部を設けた場所とそれ以外の場所の変形状態が異なるため、アウターパネル側における折り曲げ部の形成等、予備加工が必要となる。
また、アウターパネルのデザイン性の観点からは、ヘム曲げ部の曲率半径を小さくすることが好ましいが、インナーパネルに突出部があると、ヘム曲げ部の曲率半径を小さくすることができない。

そこで、本発明は、アルミニウム板又はアルミニウム合金板からなるアウターパネルと鋼板からなるインナーパネルとが強固に接合され、且つアウターパネルのヘム曲げ部の曲率半径が従来のものよりも小さい異材パネル構造体を提供することを目的とする。

本発明は下記構成からなる。
アルミニウム板又はアルミニウム合金板からなるアウターパネルと、前記アウターパネルに対面して配置され、鋼板からなるインナーパネルと、頭部及び軸部を有する鋼製のリベットと、を備える異材パネル構造体であって、
前記アウターパネルは、周縁部を折り曲げたヘム曲げ部と、該ヘム曲げ部からアウターパネル周縁までの折り返し部とを有するヘム部が形成され、
前記ヘム部の内側面に前記インナーパネルの周縁部が樹脂層を介して保持され、
前記リベットは、前記頭部が前記アウターパネルに係止され、前記軸部が前記アウターパネルの前記折り返し部の外側面から前記インナーパネルに向かって前記アウターパネルを貫通して配置され、
前記リベットの軸部先端の中央部には、前記頭部に向けて凹むリベット軸凹部が形成され、
前記インナーパネルには、前記リベットと相対する位置で前記リベット側に突出したインナー突起部が設けられ、
前記リベット軸凹部内に前記インナー突起部が配置されて、前記リベット軸凹部の中央部と前記インナー突起部の先端とが接触する部位に溶融ナゲットが形成されており、
前記インナー突起部と前記アウターパネルとの間に、前記樹脂層と空隙のうち、少なくとも前記樹脂層を含む第１断熱部が形成されている異材パネル構造体。

また、上記異材パネル構造体において、前記リベット軸凹部と、前記インナー突起部との間に、前記樹脂層と空隙のうち、少なくとも前記樹脂層を含む第２断熱部が形成されていてもよい。
また、前記リベットは、前記頭部と前記軸部の少なくとも一方が、前記アウターパネルにかしめられた状態にされていてもよい。

本発明によれば、アルミニウム板又はアルミニウム合金板からなるアウターパネルと鋼板からなるインナーパネルとが強固に接合され、且つアウターパネルのヘム曲げ部の曲率半径が従来のものよりも小さい異材パネル構造体を得ることができる。

本発明に係る異材パネル構造体のヘム部の構造を示す断面図である。図１の異材パネル構造体におけるリベットとインナーパネルとの接触状態を示す断面図である。（Ａ）は図１に示すヘム部のヘム加工直後の断面図、（Ｂ）は参考例としてのヘム部の断面図である。（Ａ）はインナーパネルの突起部の形状を例示する断面図、（Ｂ）はインナーパネルの突起部の別の形状を例示する断面図である。（Ａ）はリベットの別の構成例を示す断面図、（Ｂ）はリベットの更に別の構成例を示す断面図、（Ｃ）はリベットの更に別の構成例を示す断面図である。リベットとインナーパネルのスポット溶接方法の一例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜異材パネル構造体の構造＞
図１は異材パネル構造体のヘム部の構造を示す断面図である。
本構成の異材パネル構造体１００は、アウターパネル１０とインナーパネル２０とリベット３０とを有する。アウターパネル１０は、アルミニウム板又はアルミニウム合金板からなる。インナーパネル２０は、鋼板からなり、アウターパネル１０に対面して配置される。リベット３０は、鋼材からなり、頭部３１と軸部３２とを有する。アウターパネル１０は、その周縁部にヘム部１２が形成され、このヘム部１２の内側面にインナーパネル２０の周縁部が樹脂層４０を介して保持される。ヘム部１２は、アウターパネル１０の周縁部を折り曲げたヘム曲げ部１２ａと、ヘム曲げ部１２ａからアウターパネル１０の周端縁までの折り返し部１２ｂとを有する。このヘム部１２は、アウターパネル１０の周縁部の一部に形成されていてもよく、周縁部全周にわたって形成されていてもよい。

アウターパネル１０のヘム部１２の複数箇所には、リベット３０が設けられる。リベット３０は、その軸部３２が折り返し部１２ｂ側からインナーパネル２０に向かって突出して配置される。リベット３０の頭部３１は、アウターパネル１０にかしめにより係止される。また、リベット３０の軸部３２は、ヘム部１２の折り返し部１２ｂを貫通する。

図２は図１の異材パネル構造体におけるリベット３０とインナーパネル２０との接触状態を示す断面図である。
リベット３０の軸部３２の先端における中央部には、頭部３１側に凹むリベット軸凹部３３が設けられる。一方、インナーパネル２０には、リベット３０と相対する位置でリベット３０側に突出したインナー突起部２１が設けられ、リベット軸凹部３３内にインナー突起部２１が配置される。

そして、リベット軸凹部３３の中央部（最奥部）インナー突起部２１の先端とが接触する部位Ｐには、図１に示すように、溶融ナゲット５０が形成される。

図３（Ａ）は図２に示すリベット３０及びインナーパネル２０と、アウターパネル１０とが接合されたヘム部１２の断面図である。
インナー突起部２１のリベット３０とは反対側の面と、この面に対面するアウターパネル１０との間には隙間Ｓ１が形成される。また、リベット軸凹部３３とインナー突起部２１との間には隙間Ｓ２が形成される。この隙間Ｓ２は、インナー突起部２１の傾斜がリベット軸凹部３３の傾斜より急峻であることにより形成される。更に、リベット３０の軸部３２の周囲におけるインナーパネル２０とアウターパネル１０との間には隙間Ｓ３，Ｓ４が形成される。

隙間Ｓ１，Ｓ２には、樹脂層４０、又は樹脂層４０と空隙からなる断熱部が形成される。例えば、図１に示す場合は、図３に示す隙間Ｓ１には樹脂層４０と空隙４３と有する第１断熱部４５Ａが形成され、図３に示す隙間Ｓ２には、樹脂層４０からなる第２断熱部４５Ｂが形成される。なお、図示はしないが、隙間Ｓ１の全体が樹脂層４０によって充填されていてもよい。

また、図２に示すリベット軸凹部３３とインナー突起部２１との間の隙間Ｓ２には、図１に示すように樹脂層４０が配置されるか、図示はしないが樹脂が流動せず、一部に空隙が形成される。このため、リベット軸凹部３３とインナー突起部２１との間の第２断熱部４５Ｂは、樹脂層４０、又は樹脂層４０と空隙とから形成される。

つまり、第１断熱部４５Ａと第２断熱部４５Ｂを有する断熱部４５は、樹脂層４０と空隙とのうち、少なくとも樹脂層４０を含んで構成され、アウターパネル１０とインナーパネル２０との接合機能と断熱機能とを兼ね備える。

更に、隙間Ｓ３，Ｓ４には樹脂層４０が形成され、アウターパネル１０がインナーパネル２０に接合される。

上記構成の異材パネル構造体１００のリベット固定手順は次の通りである。
まず、アウターパネル１０の周縁部に樹脂接着剤や樹脂シール材を塗着して、接着剤層を設ける、又は周縁部に樹脂接着テープを貼り付ける。次に、アウターパネル１０の周縁部にリベット３０を打ち込む。そして、リベット３０を取り付けたアウターパネル１０の周縁部と、インナーパネル２０の周縁部とを、組み合わせてヘム曲げを施す。このヘム曲げにより、前述の隙間Ｓ１に樹脂層４０と空隙４３が形成され、隙間Ｓ２に樹脂層４０が形成される。

次に、リベット軸凹部３３の中央部（最奥部）とインナー突起部２１の先端とを接触させた状態で、双方の接触部分をスポット溶接する。これにより、リベット軸凹部３３とインナー突起部２１との間に溶融ナゲット５０が形成され、アウターパネル１０とインナーパネル２０とがリベット３０を介して接合される。

上記手順により固定された異材パネル構造体１００によれば、リベット３０の軸部先端におけるリベット軸凹部３３の内側に、インナーパネル２０のインナー突起部２１が挿入される。これにより、図３（Ａ）に示すように、インナー突起部２１がリベット３０側に突出していても、このインナー突起部２１の突出分がリベット軸凹部３３に収容される。よって、アウターパネル１０のヘム曲げ部１２ａの曲率半径Ｒ_１を小さくできる。これに対し、リベット３０の軸部３２の先端に凹部を有さない通常のリベットでは、図３（Ｂ）に参考図を示すように、アウターパネル１０を折り曲げる際に、リベット３５の軸部３６の先端面３６ａとインナー突起部２１とが干渉する。そのため、アウターパネル１０を折り曲げたヘム曲げ部１２ａの曲率半径Ｒ_２を小さくできない。

図３（Ａ）の例においては、アウターパネル１０の表出側となる主面１０ａと、主面１０ａから反転され折り返し部１２ｂとなる裏面１０ｂとが、互いに平行になる大きな曲率（１／Ｒ_１）にヘム加工が施される。これにより、平坦な折り返し部１２ｂを有するデザイン性に優れたヘム部１２が得られる。これに対し、通常のリベットを用いた異材パネル構造体では、図３（Ｂ）に示すように、曲げ加工の曲率（１／Ｒ_２）が不足し、ヘム部１２の接合強度やデザイン性を高められない。

更に、本構成の異材パネル構造体１００によれば、インナー突起部２１とアウターパネル１０との間の隙間Ｓ１に形成された第１断熱部、及びリベット軸凹部３３とインナー突起部２１との間に形成された第２断熱部により、溶融ナゲット５０からアウターパネル１０への熱伝達が抑制される。これにより、アウターパネル１０は、溶融ナゲット５０から伝播される熱影響が軽減され、アウターパネル１０の主面１０ａに熱による膨出部が生じることはない。つまり、本構成によれば、アウターパネル１０の周縁部を大きな曲率で曲げ加工でき、しかも、高品質でデザイン性に優れたヘム部１２が得られる。

また、本構成によれば、図３（Ａ）に示すように、インナー突起部２１の先端部とリベット軸凹部３３の最奥部とが接触していることで、溶接電流を両者の接触部に集中して流すことができる。その結果、溶融ナゲット５０をリベット３０の頭部３１に近い箇所に形成でき、これにより、溶融ナゲット５０をアウターパネル１０からできるだけ離れた箇所に形成できる。よって、アウターパネル１０に溶融ナゲット５０からの熱影響が及ぶことを抑制できる。

そして、第２断熱部４５Ｂは、インナー突起部２１とアウターパネル１０との間に形成される第１断熱部４５Ａによる熱伝達抑止効果と相まって、溶融ナゲット５０からアウターパネル１０への熱伝達を一層抑制する。

また、溶融ナゲット５０が形成される部分では、インナーパネル２０とリベット３０が共に鋼材で形成されるため、両者の接合部に脆い金属間化合物が発生することがなく、長期間にわたり高い接合強度が得られる。

なお、本構成の異材パネル構造体１００は、フード（ボンネット）の他、トランクやドアパネル等の自動車ボディ用の各種部材に好適に適用可能である。そして、異材パネル構造体１００は、各パネル用途に応じて、その立体形状や平面形状及びヘム加工の施工範囲は異なるものである。

次に、上記構成の異材パネル構造体１００における各部の具体的な構成について以下に詳細に説明する。
＜アウターパネル＞
アウターパネル１０は、車体外側に向かって全体に３次元の円弧状に湾曲している平板状部材であり、アルミニウム板又はアルミニウム合金板を、プレス成形等の各種成形方法を用いて、所定形状に成形することにより得られる。

アウターパネル１０に用いるアルミニウム合金は、強度、成形性及び耐食性等、適用する車体構造の要求特性に応じて適宜選択することができ、例えばＪＩＳ規格やＡＡ規格で規定される３０００系、５０００系、６０００系及び７０００系等のアルミニウム合金が使用できる。自動車等の車体を軽量化するため、薄肉化の観点からは、高強度で成形性にも優れたアルミニウム合金をアウターパネル１０に用いることが好ましい。

具体的には、６Ｎ０１、６０１６、６１１１及び６０２２等のように、組成におけるシリコンとマグネシウムの比（＝Ｓｉ／Ｍｇ）が１以上で、Ｍｇに対してＳｉを過剰に含有しているＳｉ過剰型の６０００系アルミニウム合金が好ましい。これらの６０００系アルミニウム合金板は、アウターパネル１０に成形する際、強度（耐力）を低くして成形性を確保し、その後の塗装焼付け処理において、１５０〜１８０℃の低温で１０〜５０分程の短時間の人工時効処理によって、時効硬化して強度（耐力）が高くなる特性（ベークハード性、ＢＨ性）を有する。

前述したアルミニウム合金材は、冷間圧延や熱間押出後に、溶体化処理及び焼き入れ処理（質別記号Ｔ４）され、その後に所定の形状にプレス成形加工等の加工がなされ、アウターパネル１０のプレス成形素材となる。更にその後、車体に組み付けられ、焼付塗装により時効処理（質別記号Ｔ６等）、過時効処理（質別記号Ｔ７）等が施される。

アウターパネル１０用のアルミニウム合金板の厚さ（板厚）は、自動車ボディの軽量化、強度、剛性、及び成形性等のアウターパネル１０としての要求特性の兼ね合いから、一般に、０.５〜３ｍｍの範囲から適宜選択される。ここで、アルミニウム合金板の厚さが薄すぎる場合、自動車部材としての必要な強度や剛性を確保できないことがある。一方、アルミニウム合金板の厚さが厚すぎると、自動車ボディの軽量化ができず、ヘム加工も難しくなる。

＜インナーパネル＞
インナーパネル２０は、断面形状がハット（ＨＡＴ）形の部材であり、例えば鉄板又は鋼板等の鉄合金板を、プレス成形等の各種成形方法を用いて、所定のハット形状に成形することにより得られる。また、インナーパネル２０には、少なくともリベット３０が配置される部分に、中空状のインナー突起部２１が形成される。

インナー突起部２１は、中空状で且つリベット軸凹部３３に収容されるものであれば、その外形は特に限定されるものではない。例えば、図４（Ａ）に示されるドーム形状（部分球面形状）や図４（Ｂ）に示される錐形状の他、角柱状、ビード形状等、種々の形状を適用できる。

また、インナー突起部２１の高さも、特に限定されるものではなく、適用部材に応じて適宜選択することができる。インナー突起部２１の高さは、例えば０．１〜２．０ｍｍが好ましく、０．３〜１．５ｍｍがより好ましい。インナー突起部２１の高さをこの範囲にすることにより、図１に示すように、インナー突起部２１とアウターパネル１０との間に第１断熱部４５Ａ、リベット軸凹部３３とインナー突起部２１との間に第２断熱部４５Ｂが形成される。これらの断熱部４５により、溶接接合時に溶融ナゲット５０の熱がアウターパネル１０に伝播することを防止できる。また、スポット溶接により接合する場合は、電極による押圧力がアウターパネル１０に加わることを防止できる。

一方、インナーパネル２０に用いられる鋼板は、その表面に、汎用される亜鉛系やアルミニウム系の被覆層がめっき等で被覆されていてもよく、裸材であってもよい。本構成の異材パネル構造体１００に用いる鋼材は、従来の鋼製インナーパネルと同様に、安価な軟鋼板を用いることもできるが、高張力鋼（ハイテン）やステンレス鋼等の冷延鋼板も適用することが可能である。

また、インナーパネル２０に使用される鋼板の厚さ（板厚）も、自動車ボディの軽量化、強度、剛性、及び成形性等、インナーパネル２０としての要求特性との兼ね合いから、０.３〜３ｍｍの範囲で適宜選択できる。ただし、鋼板の厚さが薄すぎると、自動車部材としての必要な強度や剛性を確保できないことがある。また、鋼板の厚さが厚すぎると、自動車ボディを軽量化することが困難となる。

＜ヘム部＞
ヘム部１２は、アウターパネル１０の周縁部をヘム曲げ（折り曲げ）することによって形成され、このアウターパネル１０のヘム部１２において、インナーパネル２０が樹脂層４０を介して結合される。ヘム部１２のヘム形状は、フラットヘム、ロープドヘムのいずれでもよい。図１及び図３（Ａ）に例示されたヘム部１２は、フラットヘムのヘム形状であり、ダイスを使用した折り曲げ加工やローラを使用した加工によって形成できる。

＜リベット＞
図５（Ａ）〜（Ｃ）はリベット３０の構造例を示す断面図である。リベット軸凹部３３の形状は特に限定されるものではなく、インナー突起部２１を収容可能であればよい。例えば、ドーム形状（図５（Ａ））、錐台形状（図５（Ｂ））、錐形状（図５（Ｃ））、等、種々の形状が選択可能である。また、リベット３０の頭部３１及び軸部３２の形状、及びその大きさも、用途や方法に応じて適宜選択できる。

なお、スポット溶接により溶接接合する場合は、リベット３０のアウターパネル１０と接触する部分に、インナーパネル２０を構成する材料（鋼材）よりも電気抵抗率が高い（以下、「高抵抗」と記す）材料からなる皮膜が設けられることが好ましい。このような高抵抗の皮膜を設けることにより、スポット溶接時の溶接電流がアウターパネル１０に分流して、溶接部の電流が低下することを防止できる。

リベット３０に設けられる高抵抗皮膜の具体例としては、亜鉛、鉛及びアルミニウム等の比較的抵抗率が高い金属を含む皮膜、ポリエステル系樹脂やシリコーン系樹脂等の合成樹脂を含む皮膜、鉄の酸化皮膜（黒皮）、無電界Ｎｉ−Ｐめっき皮膜等が挙げられる。リベット３０に設けられる高抵抗皮膜は、ディスゴ（登録商標）、ジオメット（登録商標）及びラフレ（登録商標）等の市販の表面処理剤を用いて形成された絶縁皮膜でもよい。

更に、リベット３０の頭部３１と軸部３２の少なくとも一方は、アウターパネル１０にかしめられていることが好ましい。リベット３０をアウターパネル１０にかしめ締結することにより、溶接前におけるリベット３０の外れを防止できる。また、溶接後に樹脂層４０が経時劣化してもアウターパネル１０との最低接合強度を維持することができる。

かしめ締結は、リベット３０をアウターパネル１０に打ち込んで、リベット３０の頭部３１にアウターパネル１０を塑性流動させてもよいし、予めアウターパネル１０に下孔をあけておき、リベット３０の頭部３１にアウターパネル１０を塑性流動させてかしめてもよい。

＜樹脂層＞
本実施形態の異材パネル構造体１００は、図１に示すように、ヘム部１２におけるアウターパネル１０とインナーパネル２０との間に樹脂層４０が設けられる。そして、アウターパネル１０の周縁部を折り返す際は、樹脂層４０を介して、インナーパネル２０のフランジ周縁部を挟み込み一体化する。これにより、アウターパネル１０の周縁部、インナーパネル２０のフランジ周縁部が、樹脂層４０を介して組み合わされた積層構造のヘム部１２が形成され、異材パネル構造体１００として一体化される。

樹脂層４０を形成する際は、ヘム加工（特にフラットヘム加工）において、アウターパネル１０の周縁部を折り返し、インナーパネル２０のフランジ周縁部を挟み込む前に、これに対向するアウターパネル１０の周縁部の内側領域に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等の樹脂接着剤や樹脂シール材を塗布するか、樹脂接着テープを貼り付ければよい。樹脂層４０は、アルミニウムと鉄との異材同士が直接接触することにより生じる電食を防止し、かつ、異材同士（異材パネル構造体）の接合強度を高めるため、アウターパネル１０の周縁部全体に亘って（囲むように）塗布又は設置されることが好ましい。樹脂層４０を形成する接着剤やテープ、シーラとしては、例えばエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びフェノール樹脂が適宜用いられる。

＜溶接方法＞
リベット３０とインナーパネル２０は、スポット溶接により接合される。スポット溶接は、溶接部を電極で挟み込んで板厚方向に電流を流すことにより溶接するダイレクトスポット溶接でもよいし、図６に示すように、リベット３０の頭部３１側のみに複数の電極４８を配置し、溶接対象であるインナーパネル２０を通して電極４８間に電流を流すことにより溶接するインダイレクトスポット溶接でもよい。

なお、スポット溶接を行う場合、アウターパネル１０の表面平滑性を確保するため、アウターパネル１０側に板を当てながら溶接することが好ましい。その際、用いる板は、鋼板等の熱伝導性が高い材料からなる、又は冷媒を通流させる流路を備えるパネル又はブロック部材が好ましい。
又、レーザ溶接を行う場合、リベット３０の頭部３１からレーザービームを照射して、リベット３０を貫通する溶融接合部を形成し、溶接対象であるインナーパネルと接合してもよい。

リベット３０とインナーパネル２０とを溶接する際は、リベット３０とインナーパネル２０との接触部で高熱の溶融ナゲット５０が形成される。しかし、本構成の異材パネル構造体１００では、接合部分におけるインナーパネル２０とアウターパネル１０との間にインナー突起部２１による隙間Ｓ１，Ｓ２が形成される。その結果、インナー突起部２１の裏側の隙間Ｓ１には、アウターパネル１０との間に第１断熱部４５Ａが形成され、更にインナー突起部２１とリベット軸凹部３３の間の隙間Ｓ２にも第２断熱部４５Ｂが形成される。これにより、スポット溶接の際のアウターパネル１０への熱伝達が遮断又は著しく小さくなる。その結果、アウターパネル１０の軟化が低減されて、リベット３０の先端の押し込みによるアウターパネル１０の膨出が抑制され、デザイン性に優れた外観の自動車パネルを製造することが可能となる。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）アルミニウム板又はアルミニウム合金板からなるアウターパネルと、前記アウターパネルに対面して配置され、鋼板からなるインナーパネルと、頭部及び軸部を有する鋼製のリベットと、を備える異材パネル構造体であって、
前記アウターパネルは、周縁部を折り曲げたヘム曲げ部と、該ヘム曲げ部からアウターパネル周縁までの折り返し部とを有するヘム部が形成され、
前記ヘム部の内側面に前記インナーパネルの周縁部が樹脂層を介して保持され、
前記リベットは、前記頭部が前記アウターパネルに係止され、前記軸部が前記アウターパネルの前記折り返し部の外側面から前記インナーパネルに向かって前記アウターパネルを貫通して配置され、
前記リベットの軸部先端の中央部には、前記頭部に向けて凹むリベット軸凹部が形成され、
前記インナーパネルには、前記リベットと相対する位置で前記リベット側に突出したインナー突起部が設けられ、
前記リベット軸凹部内に前記インナー突起部が配置されて、前記リベット軸凹部の中央部と前記インナー突起部の先端とが接触する部位に溶融ナゲットが形成されており、
前記インナー突起部と前記アウターパネルとの間に、前記樹脂層と空隙のうち、少なくとも前記樹脂層を含む第１断熱部が形成されている異材パネル構造体。

上記構成の異材パネル構造体は、リベットの軸部の先端に凹部を設け、その凹部内にインナーパネル２０の突起部を収納するように配置したことで、溶融ナゲットによる熱影響を抑制すると共に、ヘム曲げ部の曲率半径を小さくすることができる。このため、インナーパネルの突起部を収容し得る部分（凹部）が設けられていない通常のリベットを使用した場合と比較して、大きな曲率で曲げ加工が可能となり、デザイン性に優れたヘム部が得られる。

（２）前記リベット軸凹部と、前記インナー突起部との間に、前記樹脂層と空隙のうち、少なくとも前記樹脂層を含む第２断熱部が形成されている（１）の異材パネル構造体。

上記構成の異材パネル構造体は、リベットの凹部とインナーパネルの突起部との間に第２断熱部が形成される。この第２断熱部により、インナーパネルの突起部とアウターパネルとの間に形成される第１断熱部による熱伝達抑止効果と相まって、溶融ナゲットによる熱影響を効率よく抑制できる。

（３）前記リベットは、前記頭部と前記軸部の少なくとも一方が、前記アウターパネルにかしめられた状態にされている（１）又は（２）に記載の異材パネル構造体。

上記構成の異材パネル構造体は、溶接前におけるアウターパネルからのリベットの外れを防止すると共に、溶接後における樹脂層の経時劣化の影響を排して、リベットとアウターパネルとの最低接合強度を維持できる。

１０アウターパネル
１２ヘム部
１２ａヘム曲げ部
１２ｂ折り返し部
２０インナーパネル
２１インナー突起部
３０リベット
３１頭部
３２軸部
３３リベット軸凹部
４０樹脂層
４５Ａ第１断熱部
４５Ｂ第２断熱部
４５断熱部
５０溶融ナゲット
１００異材パネル構造体

Claims

アルミニウム板又はアルミニウム合金板からなるアウターパネルと、前記アウターパネルに対面して配置され、鋼板からなるインナーパネルと、頭部及び軸部を有する鋼製のリベットと、を備える異材パネル構造体であって、
前記アウターパネルは、周縁部を折り曲げたヘム曲げ部と、該ヘム曲げ部からアウターパネル周縁までの折り返し部とを有するヘム部が形成され、
前記ヘム部の内側面に前記インナーパネルの周縁部が樹脂層を介して保持され、
前記リベットは、前記頭部が前記アウターパネルに係止され、前記軸部が前記アウターパネルの前記折り返し部の外側面から前記インナーパネルに向かって前記アウターパネルを貫通して配置され、
前記リベットの軸部先端の中央部には、前記頭部に向けて凹むリベット軸凹部が形成され、
前記インナーパネルには、前記リベットと相対する位置で前記リベット側に突出したインナー突起部が設けられ、
前記リベット軸凹部内に前記インナー突起部が配置されて、前記リベット軸凹部の中央部と前記インナー突起部の先端とが接触する部位に溶融ナゲットが形成されており、
前記インナー突起部と前記アウターパネルとの間に、前記樹脂層と空隙のうち、少なくとも前記樹脂層を含む第１断熱部が形成されている異材パネル構造体。
前記リベット軸凹部と、前記インナー突起部との間に、前記樹脂層と空隙のうち、少なくとも前記樹脂層を含む第２断熱部が形成されている請求項１に記載の異材パネル構造体。
前記リベットは、前記頭部と前記軸部の少なくとも一方が、前記アウターパネルにかしめられた状態にされている請求項１又は２に記載の異材パネル構造体。