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JP2015164840A - 異材パネル構造体 - Google Patents

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Abstract

【課題】接合部のずれや反りの発生が抑制され、かつアウターパネルの外観性が優れた異材パネル構造体。【解決手段】第１の金属材料からなるアウターパネル２と、該アウターパネルの下面側に配置され、第１の金属材料よりも融点が高い第２の金属材料からなるインナーパネル３と、第２の金属材料と同種材料からなり、頭部と軸部を備えるリベット６と、を有し、前記アウターパネルは、周縁部を折り曲げて形成され、接着剤層を介してインナーパネルを保持するヘム加工部を備え、前記リベットは頭部をアウターパネル表面に残し、軸部がアウターパネルのヘム加工部の下面側からインナーパネルに向かって貫通し、該軸部先端がインナーパネルとスポット溶接され、前記インナーパネルにはリベットと相対する位置で該リベットの軸方向に向かう突起部が備えられ、溶接後の前記突起部とアウターパネルとの間に接着剤層９又は接着剤層と空隙からなる断熱部が形成される。【選択図】図４

Description

本発明は、材質が異なる２以上の金属部材により構成される異材パネル構造体に関する。より詳しくは、自動車ボディなどに使用される異材パネル構造体に関する。
自動車では、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、アルミニウム合金など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、トランクなど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組み合わせた異材パネル構造体とすることもある。具体的には、意匠性、軽量性及び衝突エネルギーの吸収性など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。
アルミニウム合金製アウターパネルと鋼製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（ヘミング加工やはぜ折加工ともいう。）によって、これらを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及びフェノール系樹脂など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。
一方、前述した異材パネル構造体は、自動車ボディに組み立てられて塗装された後、１７０〜２００℃の高温で塗装焼付（ベーキング）が行われるが、その際、アルミニウム合金製アウターパネルと鋼製インナーパネルの線膨張率の差によるヘム部のずれにより、アルミニウム合金製アウターパネル側に反りが生じる熱変形の問題が発生することがある。このような熱変形を防止する方法としては、ヘム加工によってインナーパネルとアウターパネルとを一体化する際に、パネル構造体の各コーナー部の所定の位置をフラックコアードワイヤ（ＦＣＷ）で部分的にＴＩＧ溶接接合する方法が提案されている（特許文献１参照）。
上記特許文献１に記載の方法は、溶接接合部の強度が十分に確保できれば、ヘム部のずれを防止するために非常に有効である。
しかし、鋼材とアルミニウム材のような異材接合においては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においても溶接部の、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。
このような金属間化合物が発生しない溶接方法として、一方の材料と同種の材料からなるリベットを用いてスポット溶接を行う方法が提案されている（特許文献２参照）。
特開２０１３−１８４１９８号公報 特開２０１０−２０７８９８号公報
特許文献２に記載のリベットをアルミニウム合金製アウターパネルと鋼製インナーパネル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、この方法をアルミニウム合金製アウターパネルのヘムに適用した場合、スポット溶接で生じるリベット先端の溶融部の熱がアルミニウム材に伝わり、アウターパネルに膨出部分が生じ、パネル製品の外観を著しく損なう場合があった。
自動車ボディ用部材では、外観が重視されるため、接合強度だけでなく、アウターパネルの外観性を劣化させない接合方法が求められている。
そこで、本発明は、ヘム加工部におけるアウターパネルとインナーパネルのずれ、パネル反りの発生が抑制され、かつアウターパネルの外観性が優れた異材パネル構造体を提供することを主目的とする。
本発明に係る異材パネル構造体は、第１の金属材料からなるアウターパネルと、このアウターパネルの下面側に配置され、第１の金属材料よりも融点が高い第２の金属材料からなるインナーパネルと、前記第２の金属材料と同種の材料からなり、頭部と軸部を備えるリベットと、を有し、前記アウターパネルは、周縁部を折り曲げて形成され、接着剤層を介して前記インナーパネルを保持するヘム加工部を備え、前記リベットは、前記頭部をアウターパネル表面に残して、前記軸部が前記アウターパネルの前記ヘム加工部の下面側から前記インナーパネルに向かって貫通し、前記軸部先端がインナーパネルとスポット溶接され、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の軸方向に向かう突起部が備えられ、溶接後の前記インナーパネルの前記突起部と前記アウターパネルとの間に接着剤層又は接着剤層と空隙からなる断熱部が形成されているものである。
前記リベットは、頭部及び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ていてもよい。
この場合、前記リベットには、前記アウターパネルと接触する部分に、前記インナーパネルよりも抵抗率が高い皮膜が設けられていてもよい。
本発明の異材パネル構造体は、前記アウターパネルと前記インナーパネルとの間に接着剤層が設けられていてもよい。
また、前記リベットは、例えば前記インナーパネルのコーナー部に接合されていてもよい。
本発明の異材パネル構造体は、例えば前記第１の金属材料がアルミニウム又はアルミニウム合金とし、前記第２の金属材料が鉄又は鉄合金としてもよい。
本発明によれば、ヘム加工部におけるアウターパネルとインナーパネルのずれ、パネル反りの発生を抑制しつつ、アウターパネルの膨出部の形成も抑制することができるため、外観性に優れた異材パネル構造体が得られる。
パネルの焼付塗装時の熱膨張と収縮による異材パネル構造体の変形の工程を模式的に示す図である。 図１Ａのヘム加工部を示す拡大断面図である。 Ａは従来のリベットを用いたスポット溶接方法をパネルの接合に用いた例を模式的に示す図であり、Ｂはスポット溶接時にアウターパネル１０２に生じる膨出部を模式的に示す断面図である。 異材パネル構造体の一例であるエンジンフードを示す底面図である。 本実施形態の異材パネル構造体のヘム加工部４を示す断面図である。 Ａ〜Ｇはインナーパネルに形成される突起部の形状例を模式的に示す斜視図である。 Ａ〜Ｄはリベットの構造例を示すリベットの軸方向断面図である。 Ａ〜Ｄはインナーパネルの突起部とリベットの組合せを模式的に示す断面図である。 Ａ及びＢはリベットの取り付け方法をその工程順に示す模式断面図である。 Ａ〜Ｃはリベットの他の取り付け方法をその工程順に示す模式断面図である。
以下、本発明を実施するための形態について、添付の図面を参照して、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
［異材パネル構造体の熱変形の機構］
図１Ａ及び図１Ｂはパネルの焼付塗装時の熱膨張収縮による異材パネル構造体の変形の工程を模式的に示す図であり、図１Ａは構造体全体を示す模式図であり、図１Ｂはそのヘム加工部を示す拡大断面図である。図１Ａに示す異材パネル構造体１０１は、アウターパネル１０２がアルミニウム合金板により形成されており、インナーパネル１０３が鋼板により形成されている。
即ち、アウターパネル１０２は、インナーパネル１０３よりも線膨張率が大きい。
このため、図１Ｂに示すように、塗装焼付の際の加熱により、アウターパネル１０２の折り曲げられた部分が熱膨張によりパネル外側方向に向かって大きくずれて、インナーパネル１０３を挟み込んでいた位置からずれてはみ出すずれ変形、所謂「ヘムずれ」が生じる。一方、アウターパネル１０２とインナーパネル１０３の間に塗布された接着剤層１０５は、塗装焼付の際の加熱により熱硬化が開始するため、ヘム加工部１０４が大きくずれた状態でインナーパネル１０３に接着固定される。
そして、焼付塗装終了後にアウターパネル１０２が収縮し、この現象がアウターパネル１０２の線長の変化となり、図１Ａに示すような異材パネル構造体１０１のアウターパネル１０２に、上側に向かう反りが生じる原因となる。アウターパネル１０２にこのような反りが生じると、異材パネル構造体１０１の全体又はコーナー部に変形が生じるため、形状精度が高い自動車パネルを得ることは困難である。
［全体構成］
そこで、本発明者は、ヘム加工部の変形を抑制するため、ヘム加工部におけるアウターパネルとインナーパネルとのヘムずれを防止すべく、脆い金属間化合物を発生させずに高い接合強度を得ることができるリベットを用いたスポット溶接方法を適用することとした。図２Ａはリベットを用いて異材パネル構造体をスポット溶接する際の構成を模式的に示す図である。
しかしながら、図２Ａに示すように、リベット１０６を用いたスポット溶接により、ヘム加工部におけるアウターパネル１０２とインナーパネル１０３の接合を行うと、溶融部１０７の熱が反対側のアウターパネル１０２に伝播し、アウターパネル１０２が部分的に軟化する。この方法では、溶接用電極１０８ａ，１０８ｂとアウターパネル１０２との間に板状の中間電極１０９を挟んで溶接しても、図２Ｂに示すようにアウターパネル１０２の熱軟化部１０２ａが外側に向かって凸状に膨らむことがある。これにより、アウターパネル１０２の外観が劣化し、溶接後に膨出部分１０２ｂを平らに削るなどの作業が必要となる。
そこで、本実施形態の異材パネル接合体では、溶接接合する際に、アウターパネルへの熱影響を抑制するため、リベットが接合される部分はインナーパネルとアウターパネルとの間に接着剤層又は接着剤層と空隙からなる断熱部を設け、溶接時の熱がアウターパネルに伝達されないようにした。具体的には、本実施形態の異材パネル構造体は、第１の金属材料からなり、折り曲げ加工により周縁部に折り曲げ部が形成されたアウターパネルと、第１の金属材料とは材質が異なる第２の金属材料からなり、端部がアウターパネルの折り曲げ部により挟持されているインナーパネルと、インナーパネルと同種の金属材料からなり、頭部と軸部とを備え、軸部が折り曲げ部の端部においてアウターパネルを貫通し、先端がインナーパネルに溶接接合されている１又は複数のリベットを有する。そして、インナーパネルにはリベットとの接合部分に中空状の突起部（凸部ともいう。）が形成されており、この突起部により、インナーパネル（リベットが溶接されている箇所）と、アウターパネルとの間に接着剤層又は接着剤層と空隙からなる断熱部を形成するように構成されている。
図３は異材パネル構造体の一例であるエンジンフードを示す底面図である。図４は本実施形態の異材パネル構造体のヘム加工部４を示す断面図である。図３に示すように、本実施形態の異材パネル構造体１は、アウターパネル２の周縁部に折り曲げられ、この折り曲げ部によりインナーパネル３の端部が挟持されて、ヘム加工部４が形成されている。なお、本実施形態の異材パネル構造体１は、図３に示すフード（ボンネット）の他、トランクやドアパネルなどの自動車ボディ用の各種部材に適用することができる。そして、当然ながら、これらの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。
［アウターパネル２］
アウターパネル２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、例えばアルミニウム板又はアルミニウム合金板を、プレス成形など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２に用いるアルミニウム合金は、強度、成形性及び耐食性など、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系などのアルミニウム合金が使用できる。自動車など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が好ましい。
具体的には、６Ｎ０１、６０１６、６１１１及び６０２２などのように、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２に成形する際は、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分という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）やその後の時効処理（質別記号Ｔ６等）、過時効処理（質別記号Ｔ７）などが施されて、アウターパネル２のプレス成形素材となる。
一方、アウターパネル２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、剛性及び成形性などのアウターパネル２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３］
インナーパネル３は、断面ハット状（断面形状がハット型又はＨＡＴ型などともいう。）の部材であり、例えば鉄板又は鋼板などの鉄合金板を、プレス成形など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。また、図４に示すように、インナーパネル３には、少なくともリベット６が接合される部分に、中空状の突起部３ａが形成されている。
図５Ａ〜Ｇはインナーパネル３に形成される突起部３ａの形状例を模式的に示す斜視図である。インナーパネル３の突起部３ａは、中空状であれば、その外形は特に限定されるものではなく、例えば図５Ａに示す円錐状、図５Ｂに示す円錐台形状、図５Ｃに示す錐台形状、図５Ｄに示す角柱状、図５Ｅに示すドーム形状、図５Ｆに示すビード形状など、種々の形状を適用することができる。
また、突起部３ａ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が、０．１〜２．０ｍｍが好ましく、０．３〜１．５ｍｍがより好ましい。突起部３ａの高さをこの範囲にすることにより、図４に示すように、突起部３ａとアウターパネル２との間に接着剤層又は接着剤層と空隙からなる断熱部８が設けられ、溶接接合時に溶融部７の熱がアウターパネル２に伝播することを防止することができると共に、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２に加わることを防止することもできる。
一方、インナーパネル３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などで被覆されていてもよいし、裸材であってもよい。本実施形態の異材パネル構造体に用いる鋼材は、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）やステンレス鋼などの冷延鋼板も適用することが可能である。
また、鋼板の厚さ（板厚）も、自動車ボディの軽量化、強度、剛性及び成形性などのインナーパネル３としての要求特性の兼ね合いから、０.３〜３ｍｍの範囲で適宜選択することができる。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り、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。
［ヘム加工部４］ 図４に示すように、ヘム加工部４は、アウターパネル２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ており、このヘム加工部４により、アウターパネル２がインナーパネル３に接着剤層９を介して結合されている。尚、接着剤層９については後に説明する。
［リベット６］
図６Ａ〜Ｄはリベットの構造例を示す断面図であり、図７Ａ〜Ｄはインナーパネルの突起部とリベットの組合せを模式的に示す断面図である。また、図８及び図９はリベットの取り付け方法をその工程順に示す模試断面図である。図６Ａ〜Ｄに示すように、リベット６は頭部６ａと軸部６ｂとで構成されている。なお、リベット６の形状は特に限定されるものではなく、図６Ａ及び図６Ｄに示すように先端が円錐状となっていてもよく、また図６Ｂ及びＣに示すように先端が平面状になっていてもよい。また、頭部６ａ及び軸部６ｂの形状及び大きさも、用途や方法に応じて、適宜選択することができる。
更に、リベット６とインナーパネル３の突起部３ａとの組み合わせも、特に限定されものではなく、例えば、突起部３ａが円錐状又は角錐状の場合は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、先端が円錐状及び平面状のいずれの形状のリベット６も使用することが可能である。また、突起部３ａが円錐台形状又は錐台形状の場合は、図７Ｃに示すように先端が円錐状のリベット６を突起部３ａに接触させて溶接することもできるが、図７Ｄに示すようにリベット６の先端を突起部３ａに押し込んだ状態で溶接することもできる。
リベット６は、インナーパネル３と同種の金属材料で形成されたものを用いる。これにより、接合部に脆い金属間化合物が形成されることがないため、高い接合強度を維持することができる。なお、リベット６とインナーパネル３との接合強度が低いと、ヘムずれを十分に防止することができなくなる。また、例えばインナーパネル３が鋼材で形成されている場合は、リベット６も軟鋼などの鋼材で形成することで、既存の鋼材スポット溶接ラインを用いてスポット溶接を行うことができる。
更に、スポット溶接により溶接接合する場合は、リベット６のアウターパネル２と接触する部分に、鋼材などのインナーパネル３を構成する材料よりも抵抗率が高い材料からなる皮膜が設けられていることが好ましい。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２に分流し、溶接部の電流が低下することを防止できる。
リベット６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など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などの合成樹脂を含む皮膜、鉄の酸化皮膜（黒皮）、無電界Ｎｉ−Ｐめっき皮膜などが挙げられる。リベット６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）など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６の頭部６ａ及び／又は軸部６ｂは、アウターパネル２にかしめられていることが好ましい。リベット６、アウターパネル２にかしめ締結することにより、溶接前は、溶接工程までの搬送時にリベット６が外れることがなくなり、溶接後は接着剤層９が経時劣化してもアウターパネル２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、例えば図８Ａ及び図８Ｂに示すようにリベット６をアウターパネル２に打ち込んで、頭部６ａに被締結材（アウターパネル２）を塑性流動させてもよいし、予め被締結材（アウターパネル２）に下穴をあけておき、リベット６の頭部６ａに被締結材（アウターパネル２）を塑性流動させてかしめてもよい。又は、図９Ａ〜Ｃに示すように、打ち抜き治具１１ａ，１１ｂによりアウターパネル２の一部２ａを打ち抜くことにより形成された下穴に、この下穴よりも径の小さい軸部６ｂを有するリベット６を挿入して、軸方向に据えこみを行って軸部６ｂを太らせることにより、アウターパネル２とかしめ締結
することもできる。
［接着剤層９］
本実施形態の異材パネル構造体は、図４に示すように、アウターパネル２とインナーパネル３との間に接着剤層９が設けられている。そして、アウターパネル２の周縁部を折り返す際は、接着剤層９を介して、インナーパネル３のフランジの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２の周縁部、インナーパネル３のフランジの周縁部が、接着剤層９を介して組み合わされた積層構造のヘム加工部４が形成され、異材パネル構造体として一体化される。
接着剤層９を形成する際は、ヘム加工（ヘミング加工、特にフラットヘム加工）において、アウターパネル２の周縁部を折り返し、インナーパネル３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２の周縁部の内側領域に熱硬化性樹脂接着剤を塗布すればよい。その際、熱硬化性樹脂接着剤は、アルミニウムと鉄との異材同士が直接接触して生じる電食を防止することができ、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２の周縁部全体に亘って（囲むように）塗布することが好ましい。
接着剤層９を形成する熱可塑性樹脂接着剤としては、自動車ボディパネルの塗装焼付け硬化時に硬化して、パネル構造体としての要求接着強度を発揮できるものであればよく、例えばエポキシ樹脂系接着剤、ポリエステル樹脂接着剤及びフェノール樹脂接着剤などが挙げられる。
［溶接方法］
リベット６とインナーパネル３は、溶接により接合する。異材パネル構造体のような複合構造では、塗装焼付硬化時に、アルミニウムと鋼との線膨張率の差に起因して、アルミニウム合金製アウターパネル２のヘムずれや、それに伴って生じる拘束されたアウターパネル２の熱変形が問題となる。アウターパネル２の熱変形を抑制するためには、アウターパネル２のヘムずれを防止することが有効であり、例えば各コーナー部５などのように、所定の箇所を点状に溶接し、アウターパネル２とインナーパネル３とを相互に固定しておくことにより、パネル材料の熱膨張収縮に伴う移動を抑えることができる（図３参照）。
ここで、リベット６の軸部６ｂの先端とインナーパネル３との溶接は、抵抗スポット溶接で行う。抵抗スポット溶接は、インナーパネル３とアウターパネル２との間に接着剤層９が存在していても、電極を圧着して接合部の接着剤層９を排除しつつ溶接することができるため、接合強度の点で好適である。
なお、スポット溶接を行う場合、アウターパネル２の表面平滑性を確保するため、アウターパネル２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、鋼板などの熱伝導性が高い材料からなる若しく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。
リベット６とインナーパネル３とを溶接接合する際は、高熱の溶融部７が形成されるが、本実施形態の異材パネル構造体では、インナーパネル３の接合部分に前記突起部３ａが形成されている。このため、前記突起部３ａの裏面には、アウターパネル２との間に接着剤層又は接着剤層と空隙からなる断熱部８が形成される。更に、前記突起部３ａは中空状に形成されているため、前記接着剤層又は接着剤層と空隙からなる断熱部８は厚く形成される。これにより、アウターパネル２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２の軟化が低減されるため、リベット６の先端の押込みによるアウターパネル２の膨出を抑制することができる。
本実施形態の異材パネル構造体では、リベット６によりインナーパネル３とアウターパネル２とが固定されているため、ヘム加工部４におけるずれや反りの発生を抑制することができる。また、本実施形態の異材パネル構造体は、インナーパネル３のリベット６が接合される部分に、中空状の突起部３ａを形成し、インナーパネル３とアウターパネル２との間に接着剤層又は接着剤層と空隙からなる断熱部８を設けているため、溶接時の熱がアウターパネル２に直接伝達されることがなくなる。これにより、アウターパネル２に軟化部分が生じ難くなるため、アウターパネル２に膨出する部分が発生しなくなり、手直しなどを行わなくても、外観性に優れた自動車パネルを製造することが可能となる。
次に、本発明の実施例により、本発明の効果について具体的に説明する。
＜実施例１＞
本実施例においては、先ず、アルミニウム合金板（ＡＡ６０２２、板厚１．２ｍｍ、幅３００ｍｍ）に対し、図６Ａに示す形状の軟鋼製のリベットの軸部を図８Ａ及び図８Ｂに示す方法で、貫通させて、当該リベットの頭部をかしめ締結し、アウターパネルを成形した。
そして、リベットが締結されたアウターパネルに接着剤を塗布し、インナーパネルとしてのＧＡ鋼板（板厚０．８ｍｍ、幅３００ｍｍ）を重ね合わせた後、アウターパネルを折り曲げてインナーパネルを接着剤の層を介して挟み込むようにヘム加工を行った。その後、インナーパネルのリベットの軸部先端と相対する位置に、円錐状の突起部（高さ０．８ｍｍ、円錐の根元直径２ｍｍ）を設けた。
そして、１対の電極でリベットとアウターパネルとを挟み、加圧力を５ｋＮ〜３００ｋＮ、電流値を１ｋＡ〜１０ｋＡ、通電時間を１０ミリ秒〜４００ミリ秒とし、鋼板側のナゲット溶融径が２〜３ｍｍとなるように調整しながら、スポット溶接を行った。この時、実施例１のインナーパネルとアウターパネルとの間には約０．５ｍｍの断熱部が形成されていた。
＜比較例＞
比較例１として、突起部の無いインナーパネルをアウターパネルのヘム加工部で接着剤の層を介して挟み込み、実施例と同じリベットを打ち込んだものを準備した。
また、比較例２として、リベットを打ち込まずに接着剤のみでアウターパネルにインナーパネルを接合したものを準備した。
＜スポット溶接部のアウターパネル外観観察結果＞
溶接後のアウターパネル外面を３Ｄ形状測定装置（ＶＥＣＣＯ社製 ＷＹＣＯ ＮＴ９３００）で計測した。
その結果、実施例１および溶接を行っていない比較例２ではアウターパネルに膨出部は生じず、接合部分のアウターパネルの表面の凹凸は１５μｍ以下であり良好な平滑性が確認された。
一方、比較例１はアウターパネル（リベットの反対側）に膨出部が生じ表面に４０μｍの凹凸が生じていた。
＜ヘムずれの有無＞
実施例１、比較例１および２のヘム加工後のヘム加工継手（接合体）を試験炉内で１７０℃×２０分加熱した後、取り出して冷却後ヘム加工部のずれ（加熱前後のヘム加工部の位置ずれ）の有無を確認した。
実施例１、比較例１のヘム加工継手ではヘムずれは生じなかったが、比較例２では約１０ｍｍのヘム加工部のずれが生じていた。
＜継手強度＞
実施例１、比較例１の溶接後のヘム加工継手を幅３０ｍｍで切り出して引張り試験片を作成し、アウターパネルのヘム加工部の端部とインナーパネルとをチャッキングして、リベットの軸に対して垂直方向（一軸方向）に引張り、継手の破断状態を確認した。
その結果、引張強度は実施例１、比較例１ともに３ｋＮを示した。又、破断位置は溶接金属部ではなくＧＡ鋼材側で母材破断（ボタン状破断）しており、良好な継手強度が得られていることが確認された。
１、１０１ 異材パネル接合体
２、１０２ アウターパネル
３、１０３ インナーパネル
３ａ 突起部
４、１０４ ヘム加工部
５ コーナー部
６、１０６ リベット
６ａ 頭部
６ｂ 軸部
７、１０７ 溶融部
８ 接着剤層又は接着剤層と空隙からなる断熱部
９、１０５ 接着剤層（樹脂層）
１１ａ、１１ｂ 打ち抜き治具

Claims (5)

  1. 第１の金属材料からなるアウターパネルと、このアウターパネルの下面側に配置され、第１の金属材料よりも融点が高い第２の金属材料からなるインナーパネルと、前記第２の金属材料と同種の材料からなり、頭部と軸部を備えるリベットと、を有し、
    前記アウターパネルは、周縁部を折り曲げて形成され、接着剤層を介して前記インナーパネルを保持するヘム加工部を備え、
    前記リベットは、前記頭部をアウターパネル表面に残して、前記軸部が前記アウターパネルの前記ヘム加工部の下面側から前記インナーパネルに向かって貫通し、前記軸部先端がインナーパネルとスポット溶接され、
    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の軸方向に向かう突起部が備えられ、
    溶接後の前記インナーパネルの前記突起部と前記アウターパネルとの間に接着剤層又は接着剤層と空隙からなる断熱部が形成されていることを特徴とする異材パネル構造体。
  2. 前記リベットの前記頭部及び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ている請求項１に記載の異材パネル構造体。
  3. 前記リベットには、前記アウターパネルと接触する部分に、前記インナーパネルよりも抵抗率が高い皮膜が設けられている請求項１又は２に記載の異材パネル構造体。
  4. 前記リベットは、前記インナーパネルのコーナー部に接合されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の異材パネル構造体。
  5. 前記第１の金属材料はアルミニウム又はアルミニウム合金であり、前記第２の金属材料は鉄又は鉄合金である請求項１〜４のいずれか１項に記載の異材パネル構造体。
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