WO2022045014A1 - 異材接合方法、及びこれに用いるリベット - Google Patents

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resin layer
joining method
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哲 岩瀬
美速 今村
真三樹 奥田
舞 吉澤
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11—Spot welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/16—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
    • B23K11/20—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded of different metals

Definitions

  • the present invention relates to a method for joining dissimilar materials and a rivet used therein.
  • Patent Document 2 discloses a joining method for providing such an adhesive layer.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and provides a dissimilar material joining method capable of suppressing the generation of dust and the like and performing good spot welding in a weld bond method using rivets, and a rivet used therefor.
  • the purpose is a dissimilar material joining method capable of suppressing the generation of dust and the like and performing good spot welding in a weld bond method using rivets, and a rivet used therefor.
  • the present invention has the following configuration. (1) The shaft portion of the rivet having the head portion and the shaft portion is driven into the first member to penetrate the rivet. A resin layer is provided between the first member to which the rivet penetrates and the second member that can be welded to the rivet, between the tip end side of the shaft portion of the rivet of the first member and the second member. Place them on top of each other with the rivets in between. A dissimilar material joining method in which the rivet and the second member are sandwiched between a pair of electrodes, and spot welding is performed while energizing the electrodes while applying pressure while removing the resin layer from the electrodes.
  • the rivet is provided with an annular stepped portion formed along the circumferential direction and projecting in the axial direction at a connection portion with the shaft portion on the back side of the head portion.
  • the annular stepped portion presses the first member, and the inner peripheral edge portion of the through hole of the shaft portion in the first member is moved to the second member side.
  • Forming a protruding annular protrusion By pressurizing between the electrodes during spot welding, a gap is formed between the first member and the second member on the radial outer side of the annular protrusion, and the resin layer is discharged into the gap. Spot weld, Dissimilar material joining method.
  • the first member provided with the prepared hole and the annular protrusion on the peripheral edge of the prepared hole is arranged so as to be overlapped with the second member with the resin layer interposed therebetween.
  • the shaft portion of the rivet weldable to the second member having the head and the shaft portion is passed through the prepared hole of the first member.
  • a dissimilar material joining method in which the rivet and the second member are sandwiched between a pair of electrodes, and spot welding is performed while energizing the electrodes while applying pressure while removing the resin layer from the electrodes.
  • the rivet is provided with an annular stepped portion formed along the circumferential direction and projecting in the axial direction at a connection portion with the shaft portion on the back side of the head portion.
  • a rivet having a head and a shaft.
  • a resin layer is provided between the first member, which is attached through the shaft portion, and the second member that can be welded to the rivet, between the tip end side of the shaft portion of the rivet of the first member and the second member.
  • the rivet and the second member are sandwiched between a pair of electrodes, and the resin layer is spot-welded while being energized while being pressurized between the electrodes.
  • a rivet provided with an annular stepped portion formed along the circumferential direction and protruding in the axial direction at a connection portion with the shaft portion on the back side of the head.
  • dissimilar materials in the weld bond method using rivets, dissimilar materials can be joined by good spot welding that suppresses the generation of dust and the like.
  • FIG. 1A is an external perspective view of a rivet used in the dissimilar material joining method according to the present invention.
  • FIG. 1B is an external perspective view of a rivet used in the dissimilar material joining method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a process explanatory view showing the rivet driving process step by step in (A) to (C).
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the aluminum material in which the rivets are driven.
  • FIG. 3B is a bottom view seen from below of FIG. 3A.
  • FIG. 4 is a process explanatory view showing a state in which an aluminum material into which rivets have been driven is overlapped with a steel material with a resin layer interposed therebetween.
  • FIG. 1A is an external perspective view of a rivet used in the dissimilar material joining method according to the present invention.
  • FIG. 1B is an external perspective view of a rivet used in the dissimilar material joining method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a process explanatory view showing the rivet driving process
  • FIG. 5 is a process explanatory view showing a state of resistance spot welding of an aluminum material and a steel material using rivets.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the state from the pressurization between the electrodes to the energization stepwise in (A) to (C).
  • FIG. 7 is a process explanatory view showing other methods of fixing the rivet to the aluminum material by (A) and (B).
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing another configuration of the dissimilar material joint shown in FIG.
  • FIG. 9A is a partially enlarged cross-sectional view showing another shape of the annular stepped portion of the rivet.
  • FIG. 9B is a partially enlarged cross-sectional view showing another shape of the annular stepped portion of the rivet.
  • FIG. 9C is a partially enlarged cross-sectional view showing another shape of the annular stepped portion of the rivet.
  • an annular stepped portion protruding in the axial direction is provided on the back side of the head of the rivet to be used.
  • a method of joining dissimilar materials by joining an aluminum material and a steel material using steel rivets is illustrated, but the combination of materials of each member to be joined is arbitrary.
  • ⁇ Rivet composition> 1A and 1B are external perspective views of rivets used in the dissimilar material joining method according to the present invention.
  • the rivet 11 is made of steel and has a disk-shaped head portion 13 and a shaft portion 15 coaxially connected to the center of the head portion 13.
  • the rivet 11 is formed at the connection portion with the shaft portion 15 on the back side of the head portion 13 (inner peripheral portion of the annular head back surface 13a) along the circumferential direction so as to surround the shaft portion 15 and protrudes in the axial direction.
  • An annular stepped portion 17 is provided.
  • the annular stepped portion 17 serves as an outer peripheral edge at the corners and corners due to the step, that is, the corner portion 17a connected to the back surface 13a of the head, the corner portion 17b connected to the side surface 15b of the shaft portion, and the protruding tip.
  • Each of the corner portions 17c is chamfered in a curved shape in the axial cross section.
  • the shaft portion 15 shown in FIGS. 1A and 1B has a columnar shape having a constant diameter, but may have a shape that gradually increases from the base end on the head 13 side toward the tip end, and the shaft cross section has a shaft cross section. It may be an ellipse.
  • the tip surface (shaft tip surface) 15a of the shaft portion 15 is a curved surface protruding in the axial direction.
  • the curved top portion 19 of the shaft portion tip surface 15a coincides with the central axis L of the shaft portion 15.
  • a conical shape projection may be formed in which the top portion 19 is a protruding tip.
  • FIG. 2 is a process explanatory view showing the driving process of the rivet 11 step by step in (A) to (C).
  • the aluminum material 23 is placed on the die 21 having a cylindrical upper portion, and the rivet 11 is placed above the die 21.
  • An annular recess 21a is formed on the inner peripheral side of the upper surface of the die 21.
  • the head 13 of the rivet 11 is driven toward the aluminum material 23 by the punch 25.
  • the aluminum material 23 a wrought material of 2000 series, 3000 series, 4000 series, 5000 series, 6000 series, 7000 series aluminum alloy, or 1000 series pure aluminum can be used. From the viewpoint of weldability, 5000 series, 6000 series, and 7000 series aluminum alloys are particularly preferable.
  • the aluminum material 23 is not limited to the plate material, but may be an extruded member (pipe material, or a hollow, solid, deformed cross-section profile material) or a forged material (plate material, ribbed material). Further, the surface of the aluminum material 23 may be subjected to various surface treatments such as a blast treatment, an etching treatment, and a brush polishing treatment as a preliminary treatment. In that case, the organic matter on the surface of the aluminum material is removed, and the bonding quality is improved.
  • the shaft portion 15 of the rivet 11 penetrates the aluminum material 23, and the tip surface 15a of the shaft portion is exposed on the lower surface of the aluminum material 23. Further, the annular stepped portion 17 formed on the head 13 enters the aluminum material 23, and the rivet 11 is caulked and fixed to the aluminum material 23. Further, an annular protrusion 26 is formed in which the inner peripheral edge portion of the through hole through which the shaft portion 15 of the aluminum material 23 penetrates protrudes toward the insertion direction of the shaft portion 15.
  • the driving of the rivet 11 may be performed at the same time as the press molding in, for example, the press molding step (trimming step) of the aluminum material 23. That is, when the aluminum material 23 is press-molded, a punch is installed in the press mold, or the press mold itself is used instead of the punch, and the rivet 11 is punched out at the same time as the press mold is lowered. As a result, the rivet 11 is caulked and fixed to the aluminum material 23. In this state, when the aluminum material 23 is conveyed to the resistance spot welding line, the rivet 11 is caulked and fixed to the aluminum material 23, so that the rivet 11 does not fall during the transfer process. Therefore, the workability of joining can be improved.
  • the press molding step triming step
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the aluminum material 23 into which the rivet 11 is driven
  • FIG. 3B is a bottom view seen from below of FIG. 3A.
  • the annular protrusion 26 of the aluminum material 23 shown in FIG. 3A is formed to be equal to or lower than the height of the outer peripheral edge 31 of the shaft portion tip surface 15a with respect to the axial direction of the shaft portion 15 of the rivet 11. That is, the annular protrusion 26 does not protrude from the shaft portion 15.
  • the radial outer side of the annular protrusion 26 of the aluminum material 23 is not affected by the pushing by the annular stepped portion 17 of the rivet 11 and the plastic flow into the recess 21a (see FIG. 2) of the die 21, and has the original shape. It is a flat surface 23a of. That is, the flat surface 23a of the aluminum material 23 is recessed from the annular protrusion 26 by a distance S.
  • the axial positions of the rivet 11 and the aluminum material 23 in FIG. 3A are in the order of the top portion 19, the outer peripheral edge 31, the annular protrusion 26, and the flat surface 23a of the shaft portion tip surface 15a from the lower side.
  • FIG. 4 is a process explanatory view showing a state in which the aluminum material 23 into which the rivet 11 is driven is overlapped with the steel material 29 with the resin layer 27 interposed therebetween.
  • a resin layer 27 is formed on one side surface of the steel material 29.
  • the resin layer 27 is an adhesive that joins the aluminum material 23 and the steel material 29. Further, since the resin layer 27 has an electrical insulating property, it firmly joins the aluminum material 23 and the steel material 29 while preventing electrolytic corrosion due to contact with each other.
  • a resin layer 27 is formed on one side surface of the steel material 29.
  • the resin layer 27 is an adhesive that joins the aluminum material 23 and the steel material 29. Further, since the resin layer 27 has an electrical insulating property, it firmly joins the aluminum material 23 and the steel material 29 while preventing electrolytic corrosion due to contact with each other.
  • the adhesive used for the resin layer 27 may be applied to the steel material 29 in a liquid or viscous state, or may be applied to the aluminum material 23. Further, the resin layer 27 is not limited to the application of the adhesive, and a sheet-shaped adhesive sheet may be arranged. When an adhesive sheet is used, the adhesive sheet may be adhered to the steel material 29, the aluminum material 23, or both in advance, or may be adhered together when the aluminum material 23 and the steel material 29 are overlapped. As a result, the resin layer 27 is sandwiched and arranged between the surface of the aluminum material 23 on the tip end side of the shaft portion of the rivet 11 and the surface of the steel material 29.
  • FIG. 5 is a process explanatory view showing a state in which the aluminum material 23 and the steel material 29 are spot-welded by resistance using the rivet 11.
  • the aluminum material 23 provided with the rivet 11 and the steel material 29 overlapping the aluminum material 23 are sandwiched between the pair of electrodes 33 and 35 at the positions of the rivets 11.
  • a pressurizing device not shown
  • energization is performed between the electrodes by a power supply device (not shown) (current I).
  • a nugget 37 (see FIG. 6) having a desired size is formed between the shaft tip surface 15a of the rivet 11 and the steel material 29.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the state from the pressurization between the electrodes to the energization stepwise in (A) to (C).
  • the shaft tip surface 15a of the rivet 11 is pressed against the resin layer 27 by sandwiching the electrodes 33 and 35 shown in FIG. 4, and the resin layer 27 presses the top 19 of the rivet 11. It is extruded radially outward in the center.
  • the resin layer 27 in contact with the tip surface 15a of the shaft portion of the rivet 11 is heated and melted, and flows outward in the radial direction (arrow M) or is partially sublimated. ..
  • a slight gap is formed between the annular protrusion 26 and the steel material 29, and the resin layer 27 is smoothly discharged outward from this gap in the radial direction.
  • the resin layer 27 is substantially completely discharged from the vicinity of the central axis L of the tip surface 15a of the shaft portion.
  • the shaft portion tip surface 15a and the steel material 29 are in close contact with each other without the resin layer 27 intervening between them, and heating by energization is performed.
  • the nugget 37 is formed by melting both of them.
  • the nugget 37 grows from the central axis L as a starting point.
  • the annular protrusion 26 is strongly pressed against the steel material 29 by the pressurization between the electrodes (arrow F).
  • the nugget 37 grows by energization, but on the radial outer side of the shaft portion 15 of the rivet 11, the annular protrusion 26 keeps pushing the steel material 29 strongly, so that the nugget 37 is a melted body. (Melted steel) is blocked and dust can be prevented.
  • the nugget 37 grows from the central axis L of the shaft portion 15 as a starting point with energization, and the rivet 11 and the steel material 29 are sufficient while suppressing the deviation from the central axis L and the generation of dust. It can grow to a size that gives a good bond strength.
  • the annular stepped portion 17 is the inner peripheral edge portion of the through hole of the shaft portion 15 in the aluminum material 23.
  • the annular protrusion 26 is formed in the rivet. During spot welding, the annular protrusion 26 forms a gap between the aluminum material 23 and the steel material 29 on the radial outer side of the annular protrusion 26 by pressurization between the electrodes, and the resin layer 27 is smoothly formed from this gap. Is discharged to.
  • a nugget 37 is generated starting from the central portion of the shaft portion 15 in which the resin layer 27 does not exist, and on the radial outer side of the shaft portion 15, the annular protrusion 26 acts as a weir to generate dust. To prevent.
  • the rivet 11 is crimped to the aluminum material 23 by the annular stepped portion 17, the aluminum material 23 and the rivet 11 are crimped to the spot welded portion between the steel-steel similar materials of the rivet 11 and the steel material 29. It is possible to generate work hardening by the above method and further apply mutual bonding force (mechanical bonding force). Therefore, due to the synergistic effect of both spot welding and caulking, high joint strength as a dissimilar material joint can be obtained. Further, when the rivet 11 is pushed into the aluminum material 23 and crimped, cracking on the aluminum material 23 side can be prevented.
  • FIG. 7 is a process explanatory view showing other methods of fixing the rivet 11 to the aluminum material 23 by (A) and (B).
  • a prepared hole 23b having an inner diameter through which the shaft portion 15 of the rivet 11 can penetrate is provided in advance at the portion where the rivet 11 of the aluminum material 23 is provided.
  • a prepared hole 23b having an inner diameter through which the shaft portion 15 of the rivet 11 can penetrate is provided in advance at the portion where the rivet 11 of the aluminum material 23 is provided.
  • the annular protrusion 26 of the prepared hole 23b may be formed so as to protrude from the aluminum material 23 after the rivet 11 is fixed, and the forming method thereof is not limited.
  • the caulking joint of the rivet 11 to the aluminum material 23 may be performed, for example, in the press molding process of the vehicle body when the aluminum material 23 is a vehicle body structural material of an automobile. Further, apart from such a press forming process, it may be carried out in a process before and after the press forming process, for example, an aluminum plate manufacturing process or the like.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing another configuration of the dissimilar material joint shown in FIG.
  • another steel material 30 is superposed on the opposite side of the steel material 29 on the aluminum material 23 side.
  • the number of steel materials may be three or more, and the plate thickness may be the same or different.
  • the number of sheets and the plate thickness are arbitrary as long as the annular protrusion 26 can be formed.
  • FIG. 9A, 9B, and 9C are partially enlarged cross-sectional views showing another shape of the annular stepped portion of the rivet.
  • the annular stepped portion 17 of the rivet 11 is not limited to the shape shown in FIG. 1B.
  • the annular stepped portion 17A may have a shape in which the annular corner portions 17a and 17b and the annular corner portions 17c are at right angles to each other in the axial cross section. In this case, the bite of the aluminum material to the rivet 11 is improved, and the caulking joint strength can be improved.
  • the annular stepped portion 17B is an inclined surface that expands radially outward from the corner portion 17b on the head back surface 13a side of the shaft portion side surface 15b toward the shaft portion tip surface 15a of the rivet 11. It may be an annular protrusion having 17d and a cylindrical surface 17e extending in the axial direction from the back surface 13a of the head and having a corner portion 17c formed at the tip thereof.
  • the annular stepped portion 17B is pressed against the aluminum material 23 as shown in FIG. 7B, the aluminum material enters between the cylindrical surface 17e and the shaft portion side surface 15b due to plastic flow.
  • the portion including the corner portion 17c of the protrusion is deformed radially outward and bites into the aluminum material 23. As a result, the rivet 11 and the aluminum material 23 are crimped more firmly.
  • the annular stepped portion 17C has the above-mentioned inclined surface 17d and the inclined surface 17f extending in the axial direction from the back surface 13a of the head and expanding radially outward toward the tip surface 15a of the shaft portion.
  • the angle of the corner portion 17c in the shaft cross section is smaller than that in the case of the annular stepped portion 17B, the bite into the aluminum material 23 is good, and a stronger caulking state can be obtained.
  • ⁇ Rivet surface treatment> Next, a process of forming a film on the surface of the rivet 11 will be described. It is preferable to provide a zinc highly eutectic nickel plating film having a nickel eutectic ratio of, for example, 13 to 18% on the surface of the rivet 11.
  • the zinc highly eutectic nickel plating film preferably has a film thickness of 5 to 10 ⁇ m, and can have excellent corrosion resistance and heat resistance. As a result, electrolytic corrosion can be effectively prevented.
  • This chemical conversion film may be a chromate film obtained by subjecting a chromate treatment (JIS H 0201) to the surface of a rivet plated with zinc highly eutectic nickel.
  • the chromate film is a thinner film than paints and the like, and can ensure high corrosion resistance and heat resistance. Further, in electrodeposition coating or the like after joining different materials, the adhesion of the paint is improved.
  • a zircon-based chemical conversion film may be formed. Examples of the zircon-based chemical conversion treatment include a chemical conversion treatment using zirconium phosphate. By using a zircon-based chemical conversion film, a chromium-free treatment can be performed.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or applied by those skilled in the art based on the mutual combination of the configurations of the embodiments, the description of the specification, and the well-known technique.
  • the invention is planned and is included in the scope for which protection is sought.
  • the shaft portion of the rivet having the head portion and the shaft portion is driven into the first member to penetrate the rivet.
  • a resin layer is provided between the first member to which the rivet penetrates and the second member that can be welded to the rivet, between the tip end side of the shaft portion of the rivet of the first member and the second member. Place them on top of each other with the rivets in between.
  • a dissimilar material joining method in which the rivet and the second member are sandwiched between a pair of electrodes, and spot welding is performed while energizing the electrodes while applying pressure while removing the resin layer from the electrodes.
  • the rivet is provided with an annular stepped portion formed along the circumferential direction and projecting in the axial direction at a connection portion with the shaft portion on the back side of the head portion.
  • the annular stepped portion presses the first member, and the inner peripheral edge portion of the through hole of the shaft portion in the first member is moved to the second member side.
  • Forming a protruding annular protrusion By pressurizing between the electrodes during spot welding, a gap is formed between the first member and the second member on the radial outer side of the annular protrusion, and the resin layer is discharged into the gap. Spot weld, Dissimilar material joining method.
  • the resin layer can be reliably removed from the interface between the rivet and the second member, and the rivet and the second member can be satisfactorily spot welded without generating dust. Further, by driving the rivet into the first member, the rivet can be prevented from coming off, and the handleability and the workability of welding can be improved.
  • the first member provided with the prepared hole and the annular protrusion on the peripheral edge of the prepared hole is arranged so as to be overlapped with the second member with the resin layer interposed therebetween.
  • the shaft portion of the rivet weldable to the second member having the head and the shaft portion is passed through the prepared hole of the first member.
  • a dissimilar material joining method in which the rivet and the second member are sandwiched between a pair of electrodes, and spot welding is performed while energizing the electrodes while applying pressure while removing the resin layer from the electrodes.
  • the rivet is provided with an annular stepped portion formed along the circumferential direction and projecting in the axial direction at a connection portion with the shaft portion on the back side of the head portion.
  • the resin layer can be reliably removed from the interface between the rivet and the second member, and the rivet and the second member can be satisfactorily spot welded without generating dust. Further, since the process of inserting the rivet into the prepared hole of the first member can be performed at any timing such as the process before and after the press forming process of the first member or the press forming process, the process is free. The degree can be improved.
  • a rivet having a head and a shaft.
  • a resin layer is provided between the first member, which is attached through the shaft portion, and the second member that can be welded to the rivet, between the tip end side of the shaft portion of the rivet of the first member and the second member.
  • the rivet and the second member are sandwiched between a pair of electrodes, and the resin layer is spot-welded while being energized while being pressurized between the electrodes.
  • a rivet provided with an annular stepped portion formed along the circumferential direction and protruding in the axial direction at a connection portion with the shaft portion on the back side of the head. According to this rivet, a resin layer is formed from an interface with a second member. It can be reliably removed and spot welded to the second member without generating dust. As a result, the joining strength at the time of joining different materials can be improved.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)
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Abstract

頭部と軸部とを有するリベットが取り付けられた第１部材としてのアルミニウム材と、第２部材としての鋼材とを、アルミニウム材のリベットの軸部先端側の面と鋼材の表面との間に樹脂層を挟んで重ねて配置する。リベットと鋼材とを一対の電極で挟み、電極間で加圧した状態で通電しながら、樹脂層を電極間から排除しつつスポット溶接する。このリベットにおける、頭部裏側の軸部との接続部に、周方向に沿って形成され軸方向へ突出する環状段付部を設けた。

Description

異材接合方法、及びこれに用いるリベット
　本発明は、異材接合方法、及びこれに用いるリベットに関する。
　近年、排気ガス等による地球環境問題に対して、自動車等の輸送機における車体の軽量化によって燃費の向上を図る取り組みがなされている。車体の軽量化をできるだけ阻害せず、自動車の車体衝突時の安全性を高めるため、自動車の車体構造に対して、従来から使用されている鋼材の一部を、より軽量でエネルギー吸収性にも優れたアルミニウム合金材等の軽合金材に置換した適用例が増加しつつある。
　これらのアルミニウム合金材は、車体の全ての部分をアルミニウム合金材で構成しない限り、通常の自動車の車体で元々汎用されている鋼板又は型鋼等の鋼材（鋼部材）と組み合わせて使用する必要がある。そのため、必然的にアルミニウム合金材と鋼材との異種金属同士の接合（異材接合）が必要となる。このような異材接合方法が特許文献１に開示されている
　また、アルミニウム合金材と鋼部材との間には、両者の電位差による腐食（電食）を防ぎ、更に接合強度を確保するために接着剤層を設ける場合が多い。そのような接着材層を設ける接合方法が特許文献２に開示されている。
日本国特開２０１０－２０７８９８号公報 日本国特開２０１５－２４４３６号公報
　しかし、特許文献２の接合方法では、接着剤が存在する部分では金属同士が接触しないため、リベットが溶接される部分から接着剤を予め除去しておく必要がある。この接着剤の除去工程は非常に手間がかかり、現実的ではない。
　そこで、接着剤を残したままにして、スポット溶接時に接着剤が排除されるように溶接する、いわゆるウエルドボンド法の適用が望ましい。しかし、ウエルドボンド法をそのまま適用すると、溶接部から火花・チリが発生しやすく、所望のナゲット形状が得られにくくなり、その結果、接合強度が低下する。このことは、アルミニウムと鋼材との異材接合に限らず、他の異材同士の組み合わせであっても同様に生じる。
　本発明は上記の問題を解決したものであり、リベットを使用したウエルドボンド法において、チリ等の発生を抑制して良好なスポット溶接ができる異材接合方法、及びこれに用いるリベットを提供することを目的とする。
　本発明は下記の構成からなる。
（１）　頭部と軸部とを有するリベットの前記軸部を、第１部材に打ち込んで貫通させ、
　前記リベットが貫通して取り付けられた前記第１部材と、前記リベットと溶接可能な第２部材とを、前記第１部材の前記リベットの軸部先端側と前記第２部材との間に樹脂層を挟んで重ねて配置し、
　前記リベットと前記第２部材とを一対の電極で挟み、電極間で加圧した状態で通電しながら、前記樹脂層を前記電極間から排除しつつスポット溶接する異材接合方法であって、
　前記リベットは、前記頭部の裏側における前記軸部との接続部に、周方向に沿って形成され軸方向へ突出する環状段付部を備え、
　前記リベットを前記第１部材に打ち込んで取り付けるとき、前記環状段付部が前記第１部材を押圧して、前記第１部材における前記軸部の貫通孔の内周縁部を前記第２部材側に突出させた環状突部を形成し、
　前記スポット溶接時の前記電極間の加圧により、前記第１部材の前記環状突部の径方向外側の前記第２部材との間に隙間を形成し、前記樹脂層を前記隙間に排出しつつスポット溶接する、
異材接合方法。
（２）　下孔と該下孔の周縁に環状突部とが設けられた第１部材を、樹脂層を挟んで第２部材に重ねて配置し、
　頭部と軸部とを有する前記第２部材と溶接可能なリベットの前記軸部を、前記第１部材の前記下孔に貫通させ、
　前記リベットと前記第２部材とを一対の電極で挟み、電極間で加圧した状態で通電しながら、前記樹脂層を前記電極間から排除しつつスポット溶接する異材接合方法であって、
　前記リベットは、前記頭部の裏側における前記軸部との接続部に、周方向に沿って形成され軸方向へ突出する環状段付部を備え、
　前記スポット溶接時の前記電極間の加圧により、前記第１部材の前記環状突部の径方向外側の前記第２部材との間に隙間を形成し、前記樹脂層を前記隙間に排出しつつスポット溶接する、
異材接合方法。
（３）　頭部と軸部とを有するリベットであって、
　前記軸部が貫通して取り付けられた第１部材と、前記リベットに溶接可能な第２部材とを、前記第１部材の前記リベットの軸部先端側と前記第２部材との間に樹脂層を挟んで重ねて配置し、前記リベットと前記第２部材とを一対の電極で挟み、電極間で加圧した状態で通電しながら、前記樹脂層を前記電極間から排除しつつスポット溶接する異材接合に用いられ、
　前記頭部の裏側における前記軸部との接続部に、周方向に沿って形成され軸方向へ突出する環状段付部を備えるリベット。
　本発明によれば、リベットを使用したウエルドボンド法において、チリ等の発生を抑制した良好なスポット溶接により異材接合が行える。
図１Ａは、本発明に係る異材接合方法で使用するリベットの外観斜視図である。 図１Ｂは、本発明に係る異材接合方法で使用するリベットの外観斜視図である。 図２は、リベットの打ち込み工程を（Ａ）～（Ｃ）に段階的に示す工程説明図である。 図３Ａは、リベットが打ち込まれたアルミニウム材の断面図である。 図３Ｂは、図３Ａの下方から見た下面図である。 図４は、リベットが打ち込まれたアルミニウム材を、樹脂層を挟んで鋼材と重ねる様子を示す工程説明図である。 図５は、アルミニウム材と鋼材とをリベットを用いて抵抗スポット溶接する様子を示す工程説明図である。 図６は、電極間を加圧してから通電するまでの様子を（Ａ）～（Ｃ）に段階的に示す説明図である。 図７は、アルミニウム材にリベットを固定する他の方法を（Ａ），（Ｂ）で示す工程説明図である。 図８は、図６に示す異材接合体の他の構成を示す断面図である。 図９Ａは、リベットの環状段付部の他の形状を示す一部拡大断面図である。 図９Ｂは、リベットの環状段付部の他の形状を示す一部拡大断面図である。 図９Ｃは、リベットの環状段付部の他の形状を示す一部拡大断面図である。
　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。本発明の異材接合方法においては、使用するリベットの頭部の裏側に軸方向へ突出する環状段付部を設けている。ここでは、アルミニウム材と鋼材とを鋼製のリベットを用いて接合する異材接合方法を例示するが、接合する各部材の材質の組み合わせは任意である。
＜リベットの構成＞
　図１Ａ、図１Ｂは、本発明に係る異材接合方法で使用するリベットの外観斜視図である。
　リベット１１は、鋼製であって、円板状の頭部１３と、頭部１３の中心と同軸に接続される軸部１５とを有する。リベット１１は、頭部１３の裏側における軸部１５との接続部（環状の頭部裏面１３ａの内周部）に、軸部１５を取り囲むように周方向に沿って形成され、軸方向に突出する環状段付部１７を備える。環状段付部１７は、段付きによる角部及び隅部、即ち、頭部裏面１３ａと接続される隅部１７ａ、軸部側面１５ｂと接続される隅部１７ｂ及び突出した先端で外周縁となる角部１７ｃのそれぞれが、軸断面で曲面状に面取りされている。
　なお、図１Ａ、図１Ｂに示す軸部１５は、直径が一定の円柱状であるが、頭部１３側の基端から先端に向けて徐々に大きくなる形状であってもよく、軸断面が楕円であってもよい。
　軸部１５の先端面（軸部先端面）１５ａは、軸方向に突出する湾曲面となっている。軸部先端面１５ａの湾曲の頂部１９は、軸部１５の中心軸Ｌと一致している。また、湾曲面に代えて、頂部１９を突出先端とする円錐形状（プロジェクション）であってもよい。
＜異材接合方法の手順＞
　次に、上記のリベット１１を使用して、アルミニウム材と鋼材とを異材接合する手順を説明する。
　図２は、リベット１１の打ち込み工程を（Ａ）～（Ｃ）に段階的に示す工程説明図である。
　図２の（Ａ）に示すように、上部が円筒状のダイ２１の上にアルミニウム材２３を載置し、リベット１１をこのダイ２１の上方に配置する。ダイ２１の上面の内周側には環状の凹部２１ａが形成されている。そして、リベット１１の頭部１３をポンチ２５によりアルミニウム材２３に向けて打ち込む。
　アルミニウム材２３としては、２０００系、３０００系、４０００系、５０００系、６０００系、７０００系のアルミニウム合金、又は１０００系の純アルミニウムの展伸材を利用できる。溶接性の観点から、特に５０００系、６０００系、７０００系のアルミニウム合金であることが好ましい。また、アルミニウム材２３としては、板材に限らず、押出部材（パイプ材、又は中空、中実、異形断面の形材）、鍛造材（板材、リブ付材）であってもよい。さらに、アルミニウム材２３の表面に、予備処理としてブラスト処理、エッチング処理、ブラシ研磨処理等の各種表面処理を施してもよい。その場合には、アルミニウム材の表面の有機物が除去され、接合品質が向上する。
　図２の（Ｂ）に示すように、ポンチ２５を下降させて、リベット１１をアルミニウム材２３に押し込むと、アルミニウム材２３における軸部１５に対向する部分が軸部１５により打ち抜かれ、この打ち抜かれた部分（ブランク）２３Ａがダイ２１の内側に落下する。また、リベット１１がポンチ２５によりアルミニウム材２３に向けて押圧されて、アルミニウム材２３が、頭部１３とダイ２１との間に挟まれる。これにより、リベット１１の環状段付部１７がアルミニウム材２３に押し込まれるとともに、ダイ２１の上面に形成された凹部２１ａ内にアルミニウム材２３が塑性流動して進入する。
　こうして、図２の（Ｃ）に示すように、リベット１１の軸部１５がアルミニウム材２３を貫通し、軸部先端面１５ａがアルミニウム材２３の下面に露出する。また、頭部１３に形成された環状段付部１７がアルミニウム材２３に入り込み、リベット１１がアルミニウム材２３にかしめ固定される。また、アルミニウム材２３の軸部１５が貫通する貫通孔の内周縁部が、軸部１５の挿入方向先方に向けて突出した環状突部２６が形成される。
　このリベット１１の打ち込みは、例えば、アルミニウム材２３のプレス成形工程（トリミング工程）にて、プレス成形と同時に行ってもよい。即ち、アルミニウム材２３をプレス成形する際に、プレスの型にポンチを設置し、又はポンチの代わりにプレス型自体を使用して、リベット１１をプレス型の下降と同時に打ち抜く。これにより、リベット１１がアルミニウム材２３にかしめ固定される。この状態では、アルミニウム材２３が抵抗スポット溶接ラインに搬送される際、リベット１１はアルミニウム材２３にかしめ固定されているので、搬送の過程でリベット１１が落下することはない。したがって、接合の施工性を高められる。
　図３Ａは、リベット１１が打ち込まれたアルミニウム材２３の断面図、図３Ｂは、図３Ａの下方から見た下面図である。
　図３Ａに示すアルミニウム材２３の環状突部２６は、リベット１１の軸部１５の軸方向に関して、軸部先端面１５ａの外周縁３１の高さと等しいか、外周縁３１よりも低く形成される。つまり、環状突部２６は、軸部１５から突出していない。そして、アルミニウム材２３の環状突部２６の径方向外側は、リベット１１の環状段付部１７による押し込みとダイ２１の凹部２１ａ（図２参照）への塑性流動の影響を受けず、元々の形状の平坦面２３ａとなっている。つまり、アルミニウム材２３の平坦面２３ａは、環状突部２６から距離Ｓだけ凹んでいる。
　したがって、リベット１１とアルミニウム材２３の図３Ａにおける軸方向の位置は、下側から軸部先端面１５ａの頂部１９、外周縁３１、環状突部２６、平坦面２３ａの順になっている。
　図４は、リベット１１が打ち込まれたアルミニウム材２３を、樹脂層２７を挟んで鋼材２９と重ねる様子を示す工程説明図である。
　鋼材２９の片側表面には樹脂層２７が形成される。樹脂層２７は、アルミニウム材２３と鋼材２９とを接合する接着剤である。また、樹脂層２７は電気絶縁性を有することで、アルミニウム材２３と鋼材２９との接触による電食を防止しつつ、両者を強固に接合する。
　鋼材２９としては、軟鋼、高張力鋼等を利用できる。鋼材２９の片側表面には樹脂層２７が形成される。樹脂層２７は、アルミニウム材２３と鋼材２９とを接合する接着剤である。また、樹脂層２７は電気絶縁性を有することで、アルミニウム材２３と鋼材２９との接触による電食を防止しつつ、両者を強固に接合する。
　樹脂層２７に用いる接着剤は、液体又は粘性のある状態で鋼材２９に塗布されてもよいが、アルミニウム材２３に塗布してもよい。また、樹脂層２７は、接着剤の塗布に限らず、シート状の接着シートを配置することでもよい。接着シートを用いる場合は、接着シートを鋼材２９又はアルミニウム材２３、あるいは双方に予め接着させておいてもよいが、アルミニウム材２３と鋼材２９とを重ねるときに一緒に接着してもよい。これにより、アルミニウム材２３におけるリベット１１の軸部先端側の面と、鋼材２９の表面との間に樹脂層２７が挟まれて配置される。
　図５は、アルミニウム材２３と鋼材２９とをリベット１１を用いて抵抗スポット溶接する様子を示す工程説明図である。
　リベット１１が設けられたアルミニウム材２３と、アルミニウム材２３に重なる鋼材２９とを、リベット１１の位置で一対の電極３３，３５により挟み込む。そして、不図示の加圧装置によって電極３３，３５の一方を他方に向けて加圧しつつ、不図示の電源装置によって電極間に通電する（電流Ｉ）。すると、リベット１１の軸部先端面１５ａと鋼材２９との間に、所望の大きさのナゲット３７（図６参照）が形成される。
　ここで、アルミニウム材２３と鋼材２９を電極間で加圧し、電極間に通電してナゲット３７を形成するまでの様子を詳細に説明する。
　図６は、電極間を加圧してから通電するまでの様子を（Ａ）～（Ｃ）に段階的に示す説明図である。
　図６の（Ａ）に示すように、リベット１１の軸部先端面１５ａが、図４に示す電極３３，３５の挟み込みによって樹脂層２７に押し当てられ、樹脂層２７がリベット１１の頂部１９を中心に、径方向外側に押し出される。そして、電極間の通電により、リベットの１１の軸部先端面１５ａに接触する樹脂層２７は、加熱されて溶融し、径方向外側に向けて流動（矢印Ｍ）するか、一部が昇華する。このとき、環状突部２６と鋼材２９との間には僅かな隙間が形成され、この隙間から樹脂層２７が径方向外側に円滑に排出される。これにより、少なくとも軸部先端面１５ａの中心軸Ｌ付近からは樹脂層２７が略完全に排出される。
　そして、図６の（Ｂ）に示すように、中心軸Ｌ付近では、軸部先端面１５ａと鋼材２９とが、双方の間に樹脂層２７が介在することなく密着しており、通電による加熱によって双方が溶融することでナゲット３７が形成される。ナゲット３７は、中心軸Ｌを起点として成長する。このとき、電極間の加圧によって環状突部２６が鋼材２９に強く押し当てられる（矢印Ｆ）。
　図６の（Ｃ）に示すように、通電によりナゲット３７が成長するが、リベット１１の軸部１５の径方向外側では、環状突部２６が鋼材２９を強く押し続けるため、ナゲット３７の溶融体（鋼の溶湯）が堰き止められ、チリの発生を防止できる。
　このようにして、ナゲット３７は、通電に伴い、軸部１５の中心軸Ｌを始点として成長し、中心軸Ｌからの偏りと、チリの発生を抑制しつつ、リベット１１と鋼材２９とが十分な接合強度が得られる大きさにまで成長できる。
　以上のように、リベット１１が環状段付部１７を備えることで、リベット１１をアルミニウム材２３に打ち込んで取り付けるとき、環状段付部１７がアルミニウム材２３における軸部１５の貫通孔の内周縁部に環状突部２６を形成する。この環状突部２６は、スポット溶接時に、電極間の加圧によって、環状突部２６の径方向外側でアルミニウム材２３と鋼材２９との間に隙間を形成し、この隙間から樹脂層２７が円滑に排出される。さらに、電極間の通電によって、樹脂層２７の存在しない軸部１５の中央部を起点としてナゲット３７を発生させ、軸部１５の径方向外側では、環状突部２６が堰となってチリの発生を防止する。
　これによれば、抵抗スポット溶接によって樹脂層２７を介して異材接合する場合でも、火花、チリを発生させることなく、軸部１５の中心に所望の大きさのナゲットを安定して形成でき、必要十分な接合強度を得られる。
　また、リベット１１が環状段付部１７によってアルミニウム材２３とかしめられることで、リベット１１と鋼材２９との鋼－鋼の同種材同士のスポット溶接部に、このアルミニウム材２３とリベット１１とのかしめによる加工硬化を発生させ、互いの接合力（機械的な接合力）を更に加えることができる。このため、スポット溶接とかしめとの両接合の相乗効果によって、異材接合体としての高い接合強度が得られる。さらに、リベット１１をアルミニウム材２３に押し込んで、かしめる際に、アルミニウム材２３側の割れ発生も防止できる。
＜他の構成例＞
　上記例ではリベット１１をアルミニウム材２３に打ち込むことで、リベット１１をアルミニウム材２３にかしめ固定していたが、リベット１１のアルミニウム材２３への固定方法はこれに限らない。
　図７は、アルミニウム材２３にリベット１１を固定する他の方法を（Ａ），（Ｂ）で示す工程説明図である。
　図７の（Ａ）に示すように、アルミニウム材２３のリベット１１を設ける部位に、予めリベット１１の軸部１５が貫通可能な内径の下孔２３ｂを設けておく。この下孔２３ｂを形成するときに、例えば、前述した図２に示すダイ２１と、リベット１１の環状段付部１７の外形状を備えるポンチとを用いて、図７の（Ａ）に示すように、下孔２３ｂの周縁に環状突部２６を形成しておく。そして、図７の（Ｂ）に示すように、この下孔２３ｂにリベット１１の軸部１５をプレス等により貫通させることで、リベット１１をアルミニウム材２３に固定する。
　下孔２３ｂの環状突部２６は、リベット１１が固定された後にアルミニウム材２３から突出して形成されていればよく、その形成方法は限定されない。
　リベット１１のプレスによるアルミニウム材２３へのかしめ接合は、例えば、アルミニウム材２３が自動車の車体構造材である場合、車体のプレス成形工程の中で実施してもよい。また、このようなプレス成形工程とは別途に、その前後の工程、例えばアルミニウム板の製造工程等で実施してもよい。
　図８は、図６に示す異材接合体の他の構成を示す断面図である。
　ここでは、鋼材２９のアルミニウム材２３側の反対側に、更に別の鋼材３０を重ねている。この構成によれば、複数の鋼材２９、３０を重ね合わせてリベット１１とスポット溶接することで、３枚の材料を一度の溶接で簡単に接合できる。そして、鋼材２９，３０が複数枚設けられることで、接合体の強度を向上でき、異材接合の適用範囲を拡大できる。なお、鋼材の枚数は３枚以上であってもよく、板厚は同じであってもよく、異なっていてもよい。同様にアルミニウム材２３についても、環状突部２６が形成できる範囲で、枚数、板厚は任意である。
　図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、リベットの環状段付部の他の形状を示す一部拡大断面図である。
　リベット１１の環状段付部１７は、図１Ｂに示す形状に限らない。図９Ａに示すように、環状段付部１７Ａを、環状の隅部１７ａ，１７ｂ及び環状の角部１７ｃが、軸断面でそれぞれ直角となる形状にしてもよい。この場合、リベット１１へのアルミニウム材の食い付きが良化され、かしめ接合強度を向上できる。
　さらに、図９Ｂに示すように、環状段付部１７Ｂは、軸部側面１５ｂの頭部裏面１３ａ側の隅部１７ｂから、リベット１１の軸部先端面１５ａに向かうほど径方向外側に広がる傾斜面１７ｄと、頭部裏面１３ａから軸方向に延びる円筒面１７ｅとを有し、先端に角部１７ｃが形成された環状の突起としてもよい。この場合、図７の（Ｂ）に示すように環状段付部１７Ｂがアルミニウム材２３に押し付けられると、円筒面１７ｅと軸部側面１５ｂとの間にアルミニウム材が塑性流動により入り込むことに加え、突起の角部１７ｃを含む部分が径方向外側に変形して、アルミニウム材２３に食い込むようになる。これにより、リベット１１とアルミニウム材２３とをより強固にかしめられる。
　そして、図９Ｃに示すように、環状段付部１７Ｃは、前述した傾斜面１７ｄと、頭部裏面１３ａから軸方向に延び、軸部先端面１５ａに向かうほど径方向外側に広がる傾斜面１７ｆとを有し、先端に角部１７ｃが形成された環状の突起としてもよい。この場合、軸断面における角部１７ｃの角度が環状段付部１７Ｂの場合よりも小さく、アルミニウム材２３への食い込みが良好となって、より強固なかしめ状態が得られる。
＜リベットの表面処理＞
　次に、リベット１１を表面に皮膜を形成する処理を説明する。
　リベット１１の表面に、例えば１３～１８％のニッケル共晶率となる亜鉛高共晶ニッケルめっき皮膜を設けることが好ましい。
　亜鉛高共晶ニッケルめっき皮膜は、５～１０μｍの膜厚が好ましく、耐食性、耐熱性に優れた特性にできる。これにより、電食を効果的に防止できる。
　また、リベット１１の亜鉛高共晶ニッケルめっき皮膜上に更に化成皮膜を設けることが好ましい。この化成皮膜は、亜鉛高共晶ニッケルめっきを施したリベットの表面に、クロメート処理（ＪＩＳ　Ｈ　０２０１）を施して得られる、クロメート皮膜であってもよい。
　クロメート皮膜は、塗料等と比較して薄い皮膜で、高い耐食性、耐熱性を確保できる。また、異材接合後の電着塗装等において、塗料の密着性が良好となる。
　また、クロメート皮膜に代えて、ジルコン系の化成皮膜を形成してもよい。ジルコン系の化成処理としては、例えば、リン酸ジルコニウムを用いた化成形性処理が挙げられる。ジルコン系の化成皮膜を用いることで、クロムフリー化した処理にできる。
　本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせること、及び明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
　以上のとおり、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）　頭部と軸部とを有するリベットの前記軸部を、第１部材に打ち込んで貫通させ、
　前記リベットが貫通して取り付けられた前記第１部材と、前記リベットと溶接可能な第２部材とを、前記第１部材の前記リベットの軸部先端側と前記第２部材との間に樹脂層を挟んで重ねて配置し、
　前記リベットと前記第２部材とを一対の電極で挟み、電極間で加圧した状態で通電しながら、前記樹脂層を前記電極間から排除しつつスポット溶接する異材接合方法であって、
　前記リベットは、前記頭部の裏側における前記軸部との接続部に、周方向に沿って形成され軸方向へ突出する環状段付部を備え、
　前記リベットを前記第１部材に打ち込んで取り付けるとき、前記環状段付部が前記第１部材を押圧して、前記第１部材における前記軸部の貫通孔の内周縁部を前記第２部材側に突出させた環状突部を形成し、
　前記スポット溶接時の前記電極間の加圧により、前記第１部材の前記環状突部の径方向外側の前記第２部材との間に隙間を形成し、前記樹脂層を前記隙間に排出しつつスポット溶接する、
異材接合方法。
　この異材接合方法によれば、リベットと第２部材との界面から樹脂層を確実に除去して、リベットと第２部材とをチリを発生させずに良好にスポット溶接できる。また、リベットを第１部材に打ち込むことで、リベットの抜け落ちが防止され、ハンドリング性、溶接の施工性を向上できる。
（２）　下孔と該下孔の周縁に環状突起とが設けられた第１部材を、樹脂層を挟んで第２部材に重ねて配置し、
　頭部と軸部とを有する前記第２部材と溶接可能なリベットの前記軸部を、前記第１部材の前記下孔に貫通させ、
　前記リベットと前記第２部材とを一対の電極で挟み、電極間で加圧した状態で通電しながら、前記樹脂層を前記電極間から排除しつつスポット溶接する異材接合方法であって、
　前記リベットは、前記頭部の裏側における前記軸部との接続部に、周方向に沿って形成され軸方向へ突出する環状段付部を備え、
　前記スポット溶接時の前記電極間の加圧により、前記第１部材の前記環状突部の径方向外側の前記第２部材との間に隙間を形成し、前記樹脂層を前記隙間に排出しつつスポット溶接する、
異材接合方法。
　この異材接合方法によれば、リベットと第２部材との界面から樹脂層を確実に除去して、リベットと第２部材とをチリを発生させずに良好にスポット溶接できる。また、リベットを第１部材の下孔に挿入する処理を、第１部材のプレス成形工程、又はプレス成形工程とは別途に、その前後の工程等の任意のタイミングで実施できるため、工程の自由度を向上できる。
（３）　前記第２部材における前記第１部材の反対側に、更に前記第２部材と同種の部材を重ねてスポット溶接する（１）又は（２）に記載の異材接合方法。
　この異材接合方法によれば、鋼材が複数枚設けられることで、接合体の強度を向上でき、異材接合の適用範囲を拡大できる。
（４）　前記リベットに亜鉛高共晶ニッケルめっき皮膜が設けられている（１）～（３）のいずれか１つに記載の異材接合方法。
　この異材接合方法によれば、リベットを耐食性、耐熱性に優れた特性にできる。
（５）　前記リベットの前記亜鉛高共晶ニッケルめっき皮膜を覆う化成皮膜が更に設けられている（４）に記載の異材接合方法。
　この異材接合方法によれば、高い耐食性、耐熱性を確保でき、異材接合後の電着塗装等において、塗料の密着性が良好となる。
（６）　前記化成皮膜は、クロメート皮膜である（５）に記載の異材接合方法。
　この異材接合方法によれば、広く知られた処理であるため、種々の条件下であっても良好な皮膜が安定して得られる。
（７）　前記化成皮膜は、ジルコニウム系の化成皮膜である（５）に記載の異材接合方法。
　この異材接合方法によれば、化成皮膜をクロムフリー化した処理で形成できる。
（８）　頭部と軸部とを有するリベットであって、
　前記軸部が貫通して取り付けられた第１部材と、前記リベットに溶接可能な第２部材とを、前記第１部材の前記リベットの軸部先端側と前記第２部材との間に樹脂層を挟んで重ねて配置し、前記リベットと前記第２部材とを一対の電極で挟み、電極間で加圧した状態で通電しながら、前記樹脂層を前記電極間から排除しつつスポット溶接する異材接合に用いられ、
　前記頭部の裏側における前記軸部との接続部に、周方向に沿って形成され軸方向へ突出する環状段付部を備えるリベット
　このリベットによれば、第２部材との界面から樹脂層を確実に除去して、第２部材とチリを発生させずに良好にスポット溶接できる。これにより、異材接合時の接合強度を向上できる。
　なお、本出願は、２０２０年８月２８日出願の日本特許出願（特願２０２０－１４４６１９）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
　１１　リベット
　１３　頭部
　１３ａ　頭部裏面
　１５　軸部
　１５ａ　軸部先端面
　１５ｂ　軸部側面
　１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ　環状段付部
　１７ａ　隅部
　１７ｂ　隅部
　１７ｃ　角部
　１７ｄ　傾斜面
　１７ｅ　円筒面
　１７ｆ　傾斜面
　１９　頂部
　２１　ダイ
　２１ａ　凹部
　２３　アルミニウム材（第１部材）
　２３ａ　平坦面
　２３ｂ　下孔
　２５　ポンチ
　２６　環状突部
　２７　樹脂層
　２９　鋼材（第２部材）
　３０　鋼材（同種の部材）
　３１　外周縁
　３３，３５　電極
　３７　ナゲット

Claims (9)

  1. 　頭部と軸部とを有するリベットの前記軸部を、第１部材に打ち込んで貫通させ、
    　前記リベットが貫通して取り付けられた前記第１部材と、前記リベットと溶接可能な第２部材とを、前記第１部材の前記リベットの軸部先端側と前記第２部材との間に樹脂層を挟んで重ねて配置し、
    　前記リベットと前記第２部材とを一対の電極で挟み、電極間で加圧した状態で通電しながら、前記樹脂層を前記電極間から排除しつつスポット溶接する異材接合方法であって、
    　前記リベットは、前記頭部の裏側における前記軸部との接続部に、周方向に沿って形成され軸方向へ突出する環状段付部を備え、
    　前記リベットを前記第１部材に打ち込んで取り付けるとき、前記環状段付部が前記第１部材を押圧して、前記第１部材における前記軸部の貫通孔の内周縁部を前記第２部材側に突出させた環状突部を形成し、
    　前記スポット溶接時の前記電極間の加圧により、前記第１部材の前記環状突部の径方向外側の前記第２部材との間に隙間を形成し、前記樹脂層を前記隙間に排出しつつスポット溶接する、
    異材接合方法。
  2. 　下孔と該下孔の周縁に環状突部とが設けられた第１部材を、樹脂層を挟んで第２部材に重ねて配置し、
    　頭部と軸部とを有する前記第２部材と溶接可能なリベットの前記軸部を、前記第１部材の前記下孔に貫通させ、
    　前記リベットと前記第２部材とを一対の電極で挟み、電極間で加圧した状態で通電しながら、前記樹脂層を前記電極間から排除しつつスポット溶接する異材接合方法であって、
    　前記リベットは、前記頭部の裏側における前記軸部との接続部に、周方向に沿って形成され軸方向へ突出する環状段付部を備え、
    　前記スポット溶接時の前記電極間の加圧により、前記第１部材の前記環状突部の径方向外側の前記第２部材との間に隙間を形成し、前記樹脂層を前記隙間に排出しつつスポット溶接する、
    異材接合方法。
  3. 　前記第２部材における前記第１部材の反対側に、更に前記第２部材と同種の部材を重ねてスポット溶接する請求項１に記載の異材接合方法。
  4. 　前記第２部材における前記第１部材の反対側に、更に前記第２部材と同種の部材を重ねてスポット溶接する請求項２に記載の異材接合方法。
  5. 　前記リベットに亜鉛高共晶ニッケルめっき皮膜が設けられている請求項１～４のいずれか１項に記載の異材接合方法。
  6. 　前記リベットの前記亜鉛高共晶ニッケルめっき皮膜を覆う化成皮膜が更に設けられている請求項５に記載の異材接合方法。
  7. 　前記化成皮膜は、クロメート皮膜である請求項６に記載の異材接合方法。
  8. 　前記化成皮膜は、ジルコニウム系の化成皮膜である請求項６に記載の異材接合方法。
  9. 　頭部と軸部とを有するリベットであって、
    　前記軸部が貫通して取り付けられた第１部材と、前記リベットに溶接可能な第２部材とを、前記第１部材の前記リベットの軸部先端側と前記第２部材との間に樹脂層を挟んで重ねて配置し、前記リベットと前記第２部材とを一対の電極で挟み、電極間で加圧した状態で通電しながら、前記樹脂層を前記電極間から排除しつつスポット溶接する異材接合に用いられ、
    　前記頭部の裏側における前記軸部との接続部に、周方向に沿って形成され軸方向へ突出する環状段付部を備えるリベット。
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