JPH0833987A - 異種材料の接合方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性を有するアルミニウム板Ｗ１および鉄
板Ｗ２の異種金属材料同士を接合する場合、接合のため
の孔の加工や位置決め等を要することなく、抵抗溶接に
より良好に接合できるようにする。 【構成】 アルミニウム板Ｗ１および鉄板Ｗ２の両材料
を重ね合わせかつアルミニウム板Ｗ１が、鉄材料からな
る係止ピースＷ３側に位置するように配置し、該係止ピ
ースＷ３を介して接合装置の電極１，２間で加圧通電し
て、アルミニウム板Ｗ１を係止ピースＷ３により溶融さ
せて孔開けする。その後、引き続き、係止ピースＷ３と
鉄板Ｗ２とを抵抗溶接することで、係止ピースＷ３およ
び鉄板Ｗ２間でアルミニウム板Ｗ１を挟持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば鉄およびアルミ
ニウム等の異種材料の一体に接合する方法および装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、異種金属を接合する場合、両金
属同士を溶融させて接合する冶金的接合は、各材料の融
点や線膨張係数が異なり、或いは脆い金属間化合物が生
成する等の理由から、実用的とされておらず、従って、
通常はリベット止めやボルトおよびナット締結による機
械的接合が採用されている。

【０００３】しかし、このようにリベットやボルトによ
る接合では、それらを貫通させる孔を材料に加工すると
ともに、リベットやボルトを孔に挿通させるために位置
決めする必要があり、それら作業が面倒である。

【０００４】この他、この種異種材料の接合方法とし
て、従来、例えば特開平４―２５３５７８号公報に示さ
れるように、アルミニウム板とステンレス鋼板との異種
材料を接合する場合において、予めアルミニウム部とス
テンレス鋼部とが背中合わせに接合されて製造されたク
ラッド材を使用し、アルミニウム板とステンレス鋼板と
の間にクラッド材をそのアルミニウム部がアルミニウム
板に、またステンレス鋼部がステンレス鋼板にそれぞれ
対向するように配置して、クラッド材のアルミニウム部
をアルミニウム板に、またステンレス鋼部をステンレス
鋼板にそれぞれ加圧溶接させることにより、アルミニウ
ム板とステンレス鋼板とをクラッド材を介して接合する
ものが提案されている。

【０００５】また、特開昭５７―１９０７８３号公報に
は、導電性部材と非導電性部材を重ね合わせて抵抗溶接
機の電極間に配置し、非導電性部材に対し、錐状の突起
を有する導電性の接合チップを電極の加圧により圧入し
て突起を導電性部材に接触させ、その状態で電極間に通
電してチップを導電性部材に溶接し、チップと導電性部
材との間に非導電性部材を挟持することにより、導電性
部材および非導電性部材同士を接合することが提案され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の提
案例では、孔の加工や位置決めを不要とすることができ
る反面、以下のような問題がある。すなわち、前者の特
開平４―２５３５７８号公報に示されるものでは、接合
しようとする異種材料を組み合わせた特殊なクラッド材
を必要とし、それがない材料同士は接合することはでき
ない。

【０００７】一方、後者の特開昭５７―１９０７８３号
公報のものでは、導電性材料と非導電性材料との接合を
行うものであり、接合しようとする両材料が何れも導電
性を有する金属等であるときには適用できない。また、
非導電性材料を接合チップの圧入により孔開けするの
で、その加圧時に非導電性材料にクラックが発生する虞
れがある。

【０００８】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上記後者の提案例の考え方に着目し、
それを改良することにより、孔の加工や位置決め等を要
することなく、金属等の導電性材料同士であっても抵抗
溶接により良好に接合できるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべ
く、この発明では、電極間において導電性の異種材料
を、一方の導電性材料と同じ材料の係止ピースを介して
加圧通電することで、その係止ピースで発生する抵抗熱
により他方の材料を溶融させてそれに孔を開け、その
後、係止ピースの先端部を一方の材料に抵抗溶接により
接合することにより、係止ピースと一方の材料との間に
他方の材料を挟持することとした。

【００１０】具体的には、請求項１〜５の発明は、各々
導電性を有する第１および第２の異種材料を接合する方
法である。

【００１１】すなわち、請求項１の発明では、まず、上
記第１および第２の両材料を重ね合わせかつ第１材料が
第２材料と同じ材料からなる係止ピース側に位置するよ
うに配置し、その状態で両材料を上記係止ピースを介し
て電極間で加圧通電することにより、第１材料を係止ピ
ースにより溶融させて孔開けする。その後、引き続いて
上記係止ピースと第２材料とを抵抗溶接することによ
り、両者間で上記第１材料を挟持して、第１および第２
材料を接合する。

【００１２】請求項２の発明では、上記電極間に通電す
る電流値を、第１材料の孔開け時と係止ピースの第２材
料への溶接時とで２段階に切り換える。

【００１３】請求項３の発明では、上記第１材料はアル
ミニウムとし、第２材料および係止ピースは鉄とする。

【００１４】請求項４の発明では、上記係止ピースにお
いて、第１材料を孔開けするときに該第１材料に接する
部分をめっきする。

【００１５】また、請求項５の発明では、同様に、係止
ピースにおいて第１材料を孔開けするときに該第１材料
に接する部分を保護管で覆う。

【００１６】一方、請求項６および７の発明では、各々
導電性を有する第１および第２の導電性の異種材料を接
合する接合装置である。

【００１７】すなわち、請求項６の発明では、互いに間
隔をあけて接離可能に配置され、かつ一方に、上記第２
材料と同じ材料からなる係止ピースを装着可能な装着部
が形成され、各々の間に両材料が上記装着部に装着され
た係止ピース側に第１材料を位置付けるように重ね合わ
されて配置される１対の電極と、この電極を上記重ね合
わされた両材料が係止ピースを介して加圧されるように
駆動する加圧手段と、この加圧手段により上記電極が両
材料を加圧した状態で、係止ピースを介して電極間に通
電するとともに、第１材料が係止ピースにより溶融孔開
けされた後に係止ピースと第２材料とが抵抗溶接されて
両者間に上記第１材料が挟持されるよう、電極間に流れ
る電流の大きさおよび通電時間を制御する通電制御手段
とを備える。

【００１８】また、請求項７の発明では、請求項２の発
明と同様に、通電制御手段は、第１材料の孔開け時と係
止ピースの第２材料への溶接時とで電極間の電流値を２
段階に切り換えるように構成する。

【００１９】

【作用】上記の構成により、請求項１又は６の発明で
は、互いに対向する１対の電極の一方の装着部に係止ピ
ースを装着した後、第１および第２材料を重ね合わせか
つ第１材料が上記装着部に装着された係止ピース側に位
置するように配置し、加圧手段により電極を駆動して上
記重ね合わされた材料を上記係止ピースを介して電極間
で加圧して通電し、その電極間に流れる電流の大きさお
よび通電時間を通電制御手段により制御する。

【００２０】このことにより、まず、電極間で電流は、
装着部に装着されている係止ピース、該係止ピースに接
触している第１材料、および該第１材料に重ね合わされ
た第２材料を経由して流れ、このときの係止ピースの抵
抗発熱により、該係止ピースに接触している第１材料が
加熱されて溶融され、電極の加圧力により孔開けされ
る。

【００２１】この係止ピースは第１材料にそれを穿孔し
ながら進入し、その先端が第２材料に接触すると、今度
は、電極間の電流は係止ピースおよび第２材料を経て流
れ、このときの係止ピースと第２材料との抵抗発熱によ
り両者が抵抗溶接される。この溶接状態では係止ピース
と第２材料との間に上記第１材料が挟持され、このこと
で両材料が係止ピースを介して一体に接合される。

【００２２】したがって、両材料を接合する係止ピース
自体で第１材料を孔開けし、その後、係止ピースと第２
材料との間に第１材料を挟持して接合するので、接合の
ための孔加工やその孔に対する位置決め等が不要とな
り、接合作業を容易にすることができる。

【００２３】また、電極間で両材料および係止ピースを
経て電流を流し、そのときの発熱により第１材料を溶融
孔開けするので、接合しようとする両材料が何れも導電
性を有する金属等であっても、それらを良好に接合する
ことができる。

【００２４】しかも、係止ピースの発熱により第１材料
を溶融させながら孔開けするので、その第１材料にクラ
ックが発生することはなく、接合安定性を高めることが
できる。

【００２５】また、このように電極間で加圧通電して両
材料を接合するので、接合装置としては通常のスポット
溶接機等を使用して、それに係止ピース装着部や通電制
御手段等の改良を加えるだけでよく、接合装置が簡易に
得られる。

【００２６】請求項２又は７の発明では、上記係止ピー
スによって第１材料を孔開けする工程と係止ピースを第
２材料へ溶接する工程とで電極間に通電する電流値が２
段階に切り換えられる。このため、各工程で電流値が適
正になり、第１材料を孔開けする工程では、過大な電流
値により係止ピースと第１材料とが大きく反応し、脆い
金属間化合物の生成によって接合強度が低下したり、或
いは溶融された材料が飛ばされるいわゆるちりの発生が
増加したりすることを防止できる。一方、係止ピースを
第２材料へ溶接する工程では、電流値の不足により溶接
不良になることはない。よって、両材料の接合強度を安
定させることができるとともに、ちりの発生を抑制する
ことができる。

【００２７】請求項３の発明では、アルミニウムと鉄と
を接合する場合、両者を重ね合わせて電極間で鉄製の係
止ピースを介して加圧通電すると、まず、係止ピースに
よりアルミニウムが溶融されて穿孔され、その後、係止
ピースが鉄に抵抗溶接されて、該係止ピースと鉄との間
にアルミニウムが挟持される。よって、導電性を有する
異種金属同士であるアルミニウムおよび鉄を良好に接合
一体化することができる。

【００２８】請求項４の発明では、係止ピースにおいて
第１材料を孔開けするときに該第１材料に接する部分が
めっきされているので、係止ピースにより第１材料を孔
開けする工程で、係止ピースと第１材料とが反応して金
属間化合物が生成されるのをめっきによって抑制するこ
とができる。

【００２９】また、請求項５の発明では、係止ピースに
おいて第１材料を孔開けするときに該第１材料に接する
部分が保護管で覆われているので、係止ピースにより第
１材料を孔開けする工程では、保護管を優先的に第１材
料と反応させて、その分、係止ピース自体と第１材料と
の反応を抑制することができる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （実施例１）図１は本発明の実施例１に係る接合装置の
要部を示し、この接合装置は導電性を有する第１材料と
してのアルミニウム板Ｗ１と、これとは異なるが同様に
導電性を要する鉄板Ｗ２とを係止ピースＷ３を介して接
合するために用いられる。

【００３１】上記係止ピースＷ３は鉄板Ｗ２と同じ材料
の鉄からなるもので、図２に拡大詳示するように、円板
状のフランジ部Ｗ４と、このフランジ部Ｗ４の中心にフ
ランジ部Ｗ４の中心線方向に延びるように一体に突設さ
れた軸状の連結部Ｗ５とからなり、連結部Ｗ５の先端部
は先細りテーパ状とされている。

【００３２】上記接合装置の基本構成は周知のスポット
溶接機と同様であり、その電極の構造および通電制御シ
ステムのみが異なる。すなわち、この接合装置は、図４
に示すように、例えば上下に間隔をあけて対向配置され
た１対の電極１，２を有し、下側電極１はロアアーム３
の先端部に、また上側電極２はアッパアーム４の先端部
にそれぞれ固定されている。上記ロアアーム３およびア
ッパアーム４の中間部同士は揺動軸５によりそれぞれ揺
動可能に連結支持され、両アーム３，４の後端部（先端
部と反対側）間には加圧手段としてのエアシリンダ６が
架設されており、このシリンダ６の伸縮作動によりアー
ム３，４を揺動させて上下電極１，２を同士を互いに接
離させ、両電極１，２の間隔を変えるようになってい
る。

【００３３】図１に示す如く、上記下側電極１において
上側電極２と対向する上面には上記係止ピースＷ３を装
着するための装着部８が形成されている。この装着部８
は、係止ピースＷ３のフランジ部Ｗ４の厚さ方向半部を
嵌合可能な円形状の凹陥部とされており、この装着部８
に係止ピースＷ３が装着された状態ではその連結部Ｗ５
が上方の上側電極２に向けて延びるようにセットされ
る。

【００３４】そして、シリンダ６の収縮作動により両電
極１，２の間隔を拡げておき、下側電極１の装着部８に
係止ピースＷ３を装着した後、両電極１，２間にアルミ
ニウム板Ｗ１および鉄板Ｗ２を、アルミニウム板Ｗ１が
上記装着部８に装着された係止ピースＷ３側つまり下側
に位置付けられるように重ね合わせて配置しておき、シ
リンダ６の伸長作動により上下電極１，２を接近させ、
両電極１，２によりアルミニウム板Ｗ１および鉄板Ｗ２
を係止ピースＷ３を介して所定の加圧力で加圧するとと
もに、その加圧状態で後述の電源１２から電極１，２間
に電流を流すようになっている。

【００３５】上記両電極１，２はトランス１０および制
御装置１１を介して電源１２に接続されている。上記制
御装置１１は通電制御手段を構成するもので、電極１，
２によるアルミニウム板Ｗ１および鉄板Ｗ２の加圧状態
で係止ピースＷ３を介して電極１，２間に通電するとと
もに、アルミニウム板Ｗ１が係止ピースＷ３により溶融
孔開けされた後に係止ピースＷ３と鉄板Ｗ２とが抵抗溶
接されて両者間にアルミニウム板Ｗ１が挟持されるよう
に電極１，２間に流れる電流の大きさおよび通電時間を
制御する。すなわち、アルミニウム板Ｗ１が係止ピース
Ｗ３により溶融孔開けされる工程（孔開け工程）と、そ
の後に係止ピースＷ３と鉄板Ｗ２とが抵抗溶接される工
程（溶接工程）とをそれぞれ所定の時間として各工程毎
に電極１，２間の電流値を２段階に切り換え、図３に示
す如く、孔開け工程での電流値を溶接工程での電流値よ
りも小さくして約１／２としている。

【００３６】具体例について説明すると、例えば自動車
の車体におけるボンネットを構成する内外パネルの一部
品としてアルミニウム板Ｗ１と鉄板Ｗ２とを接合する場
合において、アルミニウム板Ｗ１および鉄板Ｗ２の板厚
が共に０．６〜１．５ｍｍの範囲にあり、係止ピースＷ
３の連結部Ｗ５の外径が１．５〜３ｍｍであるとき、孔
開け工程での電極１，２間の通電時間を３〜８サイクル
（１サイクル＝（１／６０）秒）とすると、その電流値
が２０００〜４０００Ａ／ｍｍ² であり、電極１，２に
よる加圧力は３０〜１００ｋｇ／ｍｍ² であることが好
ましい。すなわち、上記電流値が２０００Ａ／ｍｍ² 未
満であると、係止ピースＷ３による発熱量が不足してア
ルミニウム板Ｗ１が旨く穿孔されない。一方、電流値が
４０００Ａ／ｍｍ² を越えると、係止ピースＷ３とアル
ミニウム板Ｗ１との反応が大きくなり過ぎ、この反応に
より脆い金属間化合物が大きく生成されて接合強度が不
足する。また、電極１，２による加圧力が３０ｋｇ／ｍ
ｍ² 未満であると、加圧力不足によりアルミニウム板Ｗ
１が良好に孔開けされない一方、加圧力が１００ｋｇ／
ｍｍ² を越えると、過大な加圧力により係止ピースＷ３
が変形する虞れがある。

【００３７】また、溶接工程では電極１，２間の通電時
間を６〜１４サイクルとすると、その電流値が３０００
〜８０００Ａ／ｍｍ² で、電極１，２による加圧力は孔
開け工程と同じ３０〜１００ｋｇ／ｍｍ² であることが
好ましい。上記電流値が３０００Ａ／ｍｍ² 未満である
と、係止ピースＷ３による発熱量が不足して鉄板Ｗ２と
溶接されない一方、電流値が８０００Ａ／ｍｍ² を越え
ると、溶接部の溶け落ち、ブローホールの発生、強度低
下、ちりの増大等、過大電流に伴う一般的な溶接不良を
招く。また、加圧力が３０ｋｇ／ｍｍ² 未満であると、
加圧力不足により係止ピースＷ３が鉄板Ｗ２に良好に溶
接されない一方、１００ｋｇ／ｍｍ² を越えると、過大
な加圧力により係止ピースＷ３が変形し、溶接代がなく
なって強度が低下し、ちりが増加するという問題があ
る。

【００３８】次に、上記接合装置を用いてアルミニウム
板Ｗ１と鉄板Ｗ２とを接合する方法について図１により
説明する。予め、シリンダ６の収縮作動により両アーム
３，４を回動させて両電極１，２の間隔を拡げておき、
その状態で、まず、下側電極１上面の装着部８に係止ピ
ースＷ３のフランジ部Ｗ４をその連結部Ｗ５が上側電極
２に向くように装着する。

【００３９】次いで、図１（ａ）に示すように、接合し
ようとするアルミニウム板Ｗ１および鉄板Ｗ２をアルミ
ニウム板Ｗ１が下側になるように重ね合わせ、その重ね
合わされた両板Ｗ１，Ｗ２を電極１，２間に配置して、
その接合箇所のアルミニウム板Ｗ１が上記係止ピースＷ
３の連結部Ｗ５に一致するように位置付ける。

【００４０】この後、シリンダ６の伸長作動により両電
極１，２を接近させて該両電極１，２との間に上記両板
Ｗ１，Ｗ２の接合箇所を係止ピースＷ３を介して挟み込
み、両電極１，２によりアルミニウム板Ｗ１および鉄板
Ｗ２を係止ピースＷ３を介して加圧する。

【００４１】この加圧状態で電源１２から制御装置１１
およびトランス１０を介して電極１，２間に通電し、ま
ず孔開け工程を行う。すなわち、図１（ｂ）に示す如く
鉄板Ｗ２、アルミニウム板Ｗ１および係止ピースＷ３を
介して電極１，２間で電流が流れ、この電流により係止
ピースＷ３の連結部Ｗ５が抵抗発熱して、その熱により
連結部Ｗ５に接しているアルミニウム板Ｗ１が溶融し、
電極１，２間の加圧力を受けた連結部Ｗ５により穿孔さ
れる。

【００４２】この穿孔が進行して、係止ピースＷ３の連
結部Ｗ５先端が鉄板Ｗ２の下面に接触すると、溶接工程
に移行する。この溶接工程では、上記電極１，２間に同
じ加圧力を保ったまま、この電極１，２間に流れる電流
値を増大させる。この電流により係止ピースＷ３の連結
部Ｗ５と鉄板Ｗ２とが抵抗発熱により溶融し、両者の接
触部が抵抗溶接される。この溶接が進行すると、連結部
Ｗ５が鉄板Ｗ２内に溶け込んで短くなり、フランジ部Ｗ
４がアルミニウム板Ｗ１の下面に当接すると、実質的に
接合が完了する。この状態は、図１（ｃ）に示すように
係止ピースＷ３のフランジ部Ｗ４と、その連結部Ｗ５に
溶接されている鉄板Ｗ２との間にアルミニウム板Ｗ１が
挟持された状態となり、このことで、鉄板Ｗ２とアルミ
ニウム板Ｗ１とが係止ピースＷ３を介して一体に接合さ
れる。

【００４３】したがって、この実施例では、最初の孔開
け工程で、アルミニウム板Ｗ１および鉄板Ｗ２同士を接
合する係止ピースＷ３自体を発熱させて、その熱により
アルミニウム板Ｗ１を加熱溶融させて孔開けし、その後
の溶接工程で、係止ピースＷ３を鉄板Ｗ２に抵抗溶接し
て両者間にアルミニウム板Ｗ１を挟持して接合するの
で、リベット接合やボルト止めのための孔加工やその孔
に対する位置決め等は全く不要であり、異種金属である
アルミニウム板Ｗ１と鉄板Ｗ２との接合作業を容易に行
うことができる。

【００４４】また、このように電極１，２間で加圧通電
して両材料を接合するので、接合装置として基本的に通
常のスポット溶接機を使用でき、その下側電極１に係止
ピースＷ３の装着部８を形成するとともに、制御装置１
１で電極１，２間の通電時間や電流値を可変とする改良
を加えるだけでよく、接合装置が簡易に得られ、実施が
容易となる。

【００４５】さらに、電極１，２間でアルミニウム板Ｗ
１と鉄板Ｗ２とに係止ピースＷ３を介して電流を流し、
そのときの発熱によりアルミニウム板Ｗ１を溶融孔開け
するので、異種金属であるアルミニウム板Ｗ１と鉄板Ｗ
２とを良好に接合することができる。

【００４６】しかも、係止ピースＷ３の発熱によりアル
ミニウム板Ｗ１を溶融させながら孔開けするので、電極
１，２による加圧力自体のみで穿孔する場合のように、
アルミニウム板Ｗ１にクラックが発生することは全くな
く、接合強度を高めることができる。

【００４７】また、孔開け工程では電極１，２間の電流
値を小さくしておき、その後の溶接工程で電流値を増大
させて、両工程間で電流値を２段階に切り換えるので
（図３参照）、各工程での電流値を適正に維持すること
ができる。すなわち、両工程に亘って電流値を一定にす
ると、孔開け工程では、電流値が相対的に過大となり、
係止ピースＷ３とアルミニウム板Ｗ１とが大きく反応
し、脆い金属間化合物の生成によって強度が低下した
り、或いは溶融された材料が飛ばされるちりの発生が増
加したりすることがある。一方、溶接工程では、電流値
が相対的に不足して溶接不良になることがある。しか
し、この実施例では、各工程での電流値が適正に維持さ
れるので、上記問題を一掃することができる。よって、
このようにして接合されたアルミニウム板Ｗ１および鉄
板Ｗ２は、異種金属同士であっても両者の接合強度が安
定し、ちりの発生も少なく、良好な接合形態を示す。

【００４８】尚、図２に仮想線にて示すように、上記係
止ピースＷ３においてアルミニウム板Ｗ１を孔開けする
ときに該アルミニウム板Ｗ１に接する部分である連結部
Ｗ５の外周を、鉄板Ｗ２と同じ材料の鉄からなる円筒状
の保護管Ｗ６で覆うようにしてもよい。こうすると、孔
開け工程では、保護管Ｗ６がその周りのアルミニウム板
Ｗ１と優先的に反応するので、その分、係止ピースＷ３
自体とアルミニウム板Ｗ１との反応が抑制される。よっ
て、係止ピースＷ３とアルミニウム板Ｗ１との反応によ
る金属間化合物の生成を抑えて、接合強度をさらに増大
させることができる。

【００４９】また、この他、上記保護管Ｗ６で覆う代わ
りに連結部Ｗ５外周をめっきするようにしてもよく、孔
開け工程で係止ピースＷ３とアルミニウム板Ｗ１との反
応による金属間化合物の生成をめっきによって抑制でき
る。

【００５０】さらに、上記実施例では、アルミニウム板
Ｗ１と鉄板Ｗ２との接合工程を孔開け工程および溶接工
程の２工程とし、両工程での電極１，２による加圧力を
共に同じとしているが、各工程での加圧力を要求に応じ
て変化させることもできる。

【００５１】また、上記実施例では、孔開け工程および
溶接工程での電流値を変えているが、一定にしてもよ
い。しかし、各板Ｗ１，Ｗ２の板厚が薄い場合には、上
記実施例のように各工程で電流値を変える方が、接合強
度を安定にしかつちりの発生が少なくなる等の点で好ま
しい。

【００５２】さらに、上記実施例では、電極１，２間に
アルミニウム板Ｗ１、鉄板Ｗ２および係止ピースＷ３を
挟んだまま孔開け工程および溶接工程を継続させたが、
途中で電極１，２間の電流値等が変えられない場合に
は、孔開け工程の終了時に一旦アルミニウム板Ｗ１、鉄
板Ｗ２および係止ピースＷ３を電極１，２間から取り出
し、電流値等を切り換えた後、再度電極１，２間に挟ん
で加圧するようにしてもよい。

【００５３】（実施例２）図５および図６は実施例２を
示し（尚、図１および図２と同じ部分については同じ符
号を付してその詳細な説明は省略する）、係止ピースＷ
３の形状を変えたものである。

【００５４】すなわち、この実施例では、係止ピースＷ
３′における連結部Ｗ５′は、図６に拡大詳示するよう
に、その基端部でフランジ部Ｗ４′と同径でそれに連続
し、フランジ部Ｗ４′から離れるに伴って小径になる先
細りテーパ形状とされており、係止ピースＷ３′は全体
として略円錐形状とされている。

【００５５】したがって、この実施例では、図５（ａ）
に示すように、孔開け工程で電極１，２間にアルミニウ
ム板Ｗ１および鉄板Ｗ２をアルミニウム板Ｗ１が係止ピ
ースＷ３′上に乗るように配置して、両電極１，２によ
り加圧すると、係止ピースＷ３′の連結部Ｗ５′の発熱
によりアルミニウム板Ｗ１が溶融されて穿孔される。そ
の後、係止ピースＷ３′の連結部Ｗ５′先端が鉄板Ｗ２
に接触して溶接工程となり、図５（ｂ）に示す如く、係
止ピースＷ３′の連結部Ｗ５′先端が鉄板Ｗ２に抵抗溶
接され、このことで、アルミニウム板Ｗ１と鉄板Ｗ２と
が、鉄板Ｗ２と係止ピースＷ３′の連結部Ｗ５′との間
にアルミニウム板Ｗ１を挟持して接合される。よって、
この実施例でも上記実施例１と同様の作用効果を奏する
ことができる。

【００５６】また、上記実施例１のように、係止ピース
Ｗ３がフランジ部Ｗ４と軸状の連結部Ｗ５とを一体化し
た構造であると、連結部Ｗ５が鉄板Ｗ２に十分に溶接さ
れる前にフランジ部Ｗ４がアルミニウム板Ｗ１に接触す
ると、電流がフランジ部Ｗ４を介してアルミニウム板Ｗ
１に分散され、溶接工程が終了して連結部Ｗ５のそれ以
上の溶接が行われないことがある。この実施例２では、
係止ピースＷ３′が略円錐形状であり、その連結部Ｗ
５′全体が先細りテーパ状であるので、図５（ｂ）に示
すように、溶接工程の終了時に係止ピースＷ３′により
鉄板Ｗ２との間にアルミニウム板Ｗ１を挟持したとき、
その溶接終了位置にある程度の余裕範囲を持たせ、テー
パ状連結部Ｗ５′のどの位置でも安定してアルミニウム
板Ｗ１を挟持することができ、安定した接合強度を確保
することができる利点がある。

【００５７】また、図７に示すように、係止ピースＷ
３′をそのフランジ部Ｗ４′の下面（連結部Ｗ５′と反
対側の面）がアルミニウム板Ｗ１の下面と面一になるま
でアルミニウム板Ｗ１に埋没させることもでき、アルミ
ニウム板Ｗ１の表面での係止ピースＷ３′の突出をなく
して外観見映え等を良くすることができる。

【００５８】尚、上記各実施例では、アルミニウム板Ｗ
１と鉄板Ｗ２とを接合する場合であるが、この他、鉄お
よびマグネシウム等、その他の導電性を有する異種材料
を接合する場合にも適用することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は６の
発明によると、各々導電性を有する第１および第２の異
種材料を接合する場合において、両材料を重ね合わせか
つ第１材料が第２材料と同じ材料からなる係止ピース側
に位置するように配置し、該係止ピースを介して電極間
で加圧通電して、第１材料を係止ピースにより溶融させ
て孔開けし、その後、係止ピースと第２材料とを抵抗溶
接して、両者間で上記第１材料を挟持するようにしたこ
とにより、接合のための孔加工やその孔に対する位置決
め等を不要として、接合作業の容易化を図りつつ、導電
性を有する金属等の異種材料同士を良好な接合強度でも
って接合することができるとともに、接合装置として通
常のスポット溶接機等を改良して使用でき、接合装置が
簡易に得られる。

【００６０】請求項２又は７の発明によると、電極間に
通電する電流値を、第１材料の孔開け時と係止ピースの
第２材料への溶接時とで２段階に切り換えることによ
り、各工程での電流値を適正として、両材料の接合強度
の安定化およびちり発生の抑制を図ることができる。

【００６１】請求項３の発明によれは、第１材料はアル
ミニウムとし、第２材料および係止ピースは鉄としたこ
とにより、導電性を有する異種金属同士であるアルミニ
ウムおよび鉄を良好に接合一体化することができる。

【００６２】請求項４の発明では、係止ピースにおいて
第１材料を孔開けするときに該第１材料に接する部分を
めっきした。また、請求項５の発明では、同じ部分を保
護管で覆う構成とした。従って、これら発明によると、
係止ピースと第１材料とが反応して金属間化合物が生成
されるのをめっき又は保護管によって抑制して、両材料
の接合強度のより一層の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１においてアルミニウム板およ
び鉄板を接合する工程を示す断面図である。

【図２】係止ピースの拡大断面図である。

【図３】各工程での電流値の変化を示す特性図である。

【図４】接合装置の概略図である。

【図５】実施例２を示す図１相当図である。

【図６】実施例２に係る係止ピースの拡大断面図であ
る。

【図７】実施例２の変形例を示す断面図である。

【符号の説明】

１，２ 電極 ６ シリンダ（加圧手段） ８ 装着部 １１ 制御装置（通電制御手段） Ｗ１ アルミニウム板（第１材料） Ｗ２ 鉄板（第２材料） Ｗ３，Ｗ３′ 係止ピース Ｗ４，Ｗ４′ フランジ部 Ｗ５，Ｗ５′ 連結部 Ｗ６ 保護管

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々導電性を有する第１および第２の異
   種材料を接合する方法であって、 上記第１および第２材料を重ね合わせかつ第１材料が第
   ２材料と同じ材料からなる係止ピース側に位置するよう
   に配置して、該係止ピースを介して電極間で加圧通電す
   ることにより、第１材料を係止ピースにより溶融させて
   孔開けし、 その後、上記係止ピースと第２材料とを抵抗溶接するこ
   とにより、両者間で上記第１材料を挟持して、第１およ
   び第２材料を接合することを特徴とする異種材料の接合
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の異種材料の接合方法にお
   いて、 電極間に通電する電流値を、第１材料の孔開け時と係止
   ピースの第２材料への溶接時とで２段階に切り換えるこ
   とを特徴とする異種材料の接合方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の異種材料の接合方法にお
   いて、 第１材料はアルミニウムであり、 第２材料および係止ピースは鉄であることを特徴とする
   異種材料の接合方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の異種材料の接合方法にお
   いて、 係止ピースにおいて第１材料を孔開けするときに該第１
   材料に接する部分をめっきすることを特徴とする異種材
   料の接合方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の異種材料の接合方法にお
   いて、 係止ピースにおいて第１材料を孔開けするときに該第１
   材料に接する部分を保護管で覆うことを特徴とする異種
   材料の接合方法。
6. 【請求項６】 各々導電性を有する第１および第２の導
   電性の異種材料を接合する装置であって、 互いに間隔をあけて接離可能に配置され、かつ一方に、
   上記第２材料と同じ材料からなる係止ピースを装着可能
   な装着部が形成され、各々の間に上記第１および第２材
   料が、上記装着部に装着された係止ピース側に第１材料
   を位置付けるように重ね合わされて配置される１対の電
   極と、 上記電極を上記重ね合わされた両材料が係止ピースを介
   して加圧されるように駆動する加圧手段と、 上記加圧手段により電極が両材料を加圧した状態で、係
   止ピースを介して電極間に通電するとともに、第１材料
   が係止ピースにより溶融孔開けされた後に係止ピースと
   第２材料とが抵抗溶接されて両者間に上記第１材料が挟
   持されるよう、電極間に流れる電流の大きさおよび通電
   時間を制御する通電制御手段とを備えたことを特徴とす
   る異種材料の接合装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の異種材料の接合装置にお
   いて、 通電制御手段は、第１材料の孔開け時と係止ピースの第
   ２材料への溶接時とで電極間の電流値を２段階に切り換
   えるように構成されていることを特徴とする異種材料の
   接合装置。