JP7027591B1 - リベットおよび異材接合方法 - Google Patents
リベットおよび異材接合方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7027591B1 JP7027591B1 JP2021032311A JP2021032311A JP7027591B1 JP 7027591 B1 JP7027591 B1 JP 7027591B1 JP 2021032311 A JP2021032311 A JP 2021032311A JP 2021032311 A JP2021032311 A JP 2021032311A JP 7027591 B1 JP7027591 B1 JP 7027591B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rivet
- shaft portion
- head
- hole
- tip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 25
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 16
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Resistance Welding (AREA)
Abstract
Description
特許文献1には、鉄板からなる第1部材とアルミニウム板からなる第2部材とを重ねてリベットで結合する異材接合方法が記載されている。この異材接合方法によれば、リベットは、軸部の先端が第1部材に接触するように第2部材に押し込まれ、第2部材の一部が軸部と置き換わった状態で溶接電流が流されて第1部材に抵抗溶接によって溶接される。
接合強度を高くすることができない理由は2つ考えられる。
第1の理由は、リベットが第2部材を貫通するときに第2の部材の一部がリベットの軸部と充分に置き換わらないことがあるからである。このため、リベットが第1部材に充分に接触することができず、抵抗溶接時に生じるナゲットが小さくなるから、接合強度を高くすることができない。
接合時に押し出された金属材料が大気中に飛ばされると、工場環境が汚染されることにもなる。
本発明に係る異材接合方法によれば、第3工程でリベットから第1部材に至る通電経路に通電することにより第2部材を軟化させることができるから、軸部の穴に第2部材が入り易くなるとともにリベットを第2部材に容易に押し込むことができ、第4工程でリベットを第1部材に強固に押し付けることが可能になる。
したがって、接合強度の向上と、接合後の外観品質の向上とを図ることが可能なリベットおよび異材接合方法を提供することができる。また、本発明によるリベットを使用すれば、工場環境が汚染されることも防ぐことができる。
図1に示すリベット1は、異種金属部材を含む複数の金属部材を抵抗溶接により接合するためのものである。複数の金属部材は、この実施の形態においては互いに重ねられた第1部材2と第2部材3である。図1に示すリベット1は第1部材2に重ねられた第2部材3を貫通し、第1部材2に抵抗スポット溶接によって溶接されるものである。図1の破断位置は、図2中にI-I線によって示す位置である。第1部材2は鋼材からなる板である。第2部材3はアルミニウム材料からなる板である。これらの第1部材2と第2部材3は、リベット1によって互いに結合されることにより、図示してはいないが、自動車の車体部品となるように構成されている。すなわち、第1部材2と第2部材3は、これら両者を重ねた状態で車体部品となるような厚みのものが用いられている。
頭部11は、円板状に形成されている。頭部11の軸部12から径方向の外側に向けて突出する突出部11aは、径方向の全域にわたって厚みが一定になるように形成されている。このため、突出部11aの第2部材3と対向する環状の対接面13は、第2部材3の第1部材2とは反対側の表面3aと平行になるように平坦に形成されている。
・頭部11の外径D1は、6.6mm~16mmである。頭部11は第2部材3を抱える役割を果たすので、大きいほどよいが、軽量化を考慮すると小さい方がよい。頭部11の好ましい外径D1は、6.6mm~10mmである。
・頭部11の高さHは、1.1mm~32mmである。頭部11が薄過ぎると強度が不足し、厚過ぎると他部品に干渉するおそれがある。頭部11の好ましい高さHは、2mm~5mmである。
・頭部11の外径D1と軸部12の外径D2の差は、最低2mmは必要である。この差が小さ過ぎると、第2部材3を押さえる力が弱くなり、大き過ぎると、頭部11が他部品と干渉するおそれがある。外径D1と外径D2の好ましい差は、2mm~12mmである。
・穴14の内径D3は、2.4mm~6.4mmである。穴14の内径は、小さ過ぎると、貫通した第2部材3の材料(アルミニウム材)を収容するために穴14の深さを深くする必要が生じ、内径が大き過ぎると軸足(軸部12)の強度が不足するおそれがある。穴14の好ましい内径D3は、2.4mm~5.8mmである。
・開口側端部14aの傾斜角αは10°~80°の範囲であれば実施可能であるが、傾斜角αは45°とすることが好ましい。
・第2部材3の厚みtは0.5mm~4mmが好ましい。この理由は、自動車に用いられ、市場に流通している多くの材料の厚みが0.5mm~4mmだからである。第2部材3のさらに好ましい厚みは、0.6mm~2mmである。
この実施の形態による異材接合方法は、図4のフローチャートに示すように、第1工程S1~第4工程S4によって行う。
第2工程においては、図5に示すように、加圧装置21の支持台22の上に第1部材2と第2部材3とをこの順序で重ね、第2部材3の目標締結位置にリベット1の軸部12を重ねる。このとき、リベット1は、加圧装置21の押圧子23に図示していないクランプによって支持された状態で第2部材3に当接する。支持台22と押圧子23は、抵抗スポット溶接機24の第1電極24aと第2電極24bとして機能するように構成されている。
すなわち、第2工程においては、第1部材2に第2部材3を重ねて、リベット1の頭部11、リベット1の軸部12および第2部材3、第1部材2の順で並ぶように、リベット11および第1、第2部材2,3を第1電極24aと第2電極24bとの間に挟み込む。第1工程においては、第1電極24aと第2電極24bとの間に電流を流すことはない。
このように抵抗スポット溶接が行われることにより、第1部材2と第2部材3とがリベット1を介して結合される。
したがって、接合強度の向上と、接合後の外観品質の向上とを図ることが可能なリベットおよび異材接合方法を提供することができる。この実施の形態によるリベット1を使用すれば、工場環境が汚染されることも防ぐことができる。
さらにまた、この実施の形態に示すリベット1の軸部12には穴14が形成されているから、従来のリベットと較べると軽量化を図ることができる。
このため、このリベット1は、図10および図11に示すように、頭部11の裏(軸部12が突設されている一側)を通る一対の搬送用レール31を使用して容易に搬送することができる。
リベットの軸部は図12~図15に示すように形成することができる。これらの図において、図1~図11によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図12に示す軸部41の先端部は、先端に向かうにしたがって次第に形成幅が小さくなるテーパー状に形成されている。
軸部41をこのように形成することにより、軸部41を第2部材3に押し込む際の抵抗が小さくなるから、押し込み時のリベット1に加える押圧力を小さくすることができる。
軸部42をこのように形成することにより、軸部42を第2部材3に押し込む際の抵抗を小さくすることができるとともに、軸部42と第1部材2との接触部分の面積を充分に確保することができる。このため、押し込み時の押圧力を低減できるとともに抵抗スポット溶接の信頼性を向上させることができる。
軸部43,44がこのように形成されていることにより、第2部材3に押し込まれる軸部43,44の体積が上述した各例の軸部12,41,42と較べて少なくなるから、押し込みを容易に行うことができる。
図14に示す頭部11の対接面13は、軸部43と同様に傾斜したテーパー面となるように形成されている。すなわち、図14に示す頭部11は、第2部材3の表面3aと対向する平坦な対接面13を有している。
図17に示す軸部48は、外周部が断面波形状に形成されている。この軸部48の外周部は、大径部48aと小径部48bとが軸線方向に交互に並ぶように形成されている。
図18に示す軸部49は、内周部が断面波形状に形成されている。この軸部49の内周部は、大径部49aと小径部49bとが軸線方向に交互に並ぶように形成されている。
軸部47~49をこのように形成することにより、外周部と内周部とに形成されている凹凸が第2部材3に係合するようになるから、より一層強固に第1部材2と第2部材3とを締結することができる。
リベットの頭部は図19および図20に示すように形成することができる。これらの図において、図1~図18によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図19および図20に示す頭部51は、軸部41,42から径方向の外側に突出する円板部51aと、この円板部51aの外周部分に軸部41,42の突設方向へ突設された円筒からなる筒状壁部51bとによって形成されている。このように筒状壁部51bが頭部51に設けられることにより、筒状壁部51bと軸部41,42との間に環状の溝52が形成される。
図20に示すリベット1の軸部42の先端部は、先端に向かうにしたがって次第に形成幅が小さくなるテーパー状のテーパー部42aと、テーパー部42aの先端部分に形成された平坦部42bとを有している。
Claims (11)
- 第1部材に重ねられた第2部材を貫通し、前記第1部材に抵抗溶接によって溶接される頭部と軸部とを備えるリベットであって、
前記頭部から突出して前記第2部材を貫通する前記軸部の外径は前記頭部の外径より小さく、
前記軸部は先端から前記頭部に向けて延びる穴を有し、
前記穴の開口側端部は、前記軸部の先端から前記頭部に向かうにしたがって次第に開口幅が小さくなるテーパー状に形成され、
前記穴の開口側端部の傾斜角となるテーパ角度は45°であり、
軸部の先端から頭部に向けて延びる穴の深さは、前記頭部の内部に予め定めた容積の空室が形成される深さであり、
前記空室の容積は、前記軸部が前記第2部材を貫通した状態で前記第2部材の中に入った前記軸部の体積に相当する容積であることを特徴とするリベット。 - 第1部材に重ねられた第2部材を貫通し、前記第1部材に抵抗溶接によって溶接される頭部と軸部とを備えるリベットであって、
前記頭部から突出して前記第2部材を貫通する前記軸部の外径は前記頭部の外径より小さく、
前記軸部は先端から前記頭部に向けて延びる穴を有し、
前記穴の開口側端部は、前記軸部の先端から前記頭部に向かうにしたがって次第に開口幅が小さくなるテーパー状に形成され、
前記穴の開口側端部の傾斜角となるテーパ角度は45°であり、
前記頭部は、
前記軸部から径方向の外側に突出する円板部と、
前記円板部の外周部分に前記軸部の突設方向へ突設された円筒からなる筒状壁部とによって形成されていることを特徴とするリベット。 - 請求項1または請求項2記載のリベットにおいて、
前記軸部の穴は非貫通穴であることを特徴とするリベット。 - 請求項1~請求項3の何れか一つに記載のリベットにおいて、
前記第2部材の前記第1部材とは反対側の表面と対向する平坦な対接面を有する板状の頭部を有するリベット。 - 請求項1、請求項3または請求項4の何れか一つに記載のリベットにおいて、
前記頭部は、円板状に形成され、
前記頭部の前記軸部から径方向の外側に向けて突出する部分は、径方向の全域にわたって厚みが一定になるように形成されていることを特徴とするリベット。 - 請求項1~請求項5の何れか一つに記載のリベットにおいて、
前記軸部は、前記穴が軸心部に形成された円筒状に形成され、
前記軸部の外周部と内周部との少なくとも何れか一方は断面波形状に形成されていることを特徴とするリベット。 - 請求項1~請求項6の何れか一つに記載のリベットにおいて、
前記第2部材の厚みが0.6mm~2mmであるとき、
前記頭部の高さは2mm~5mmであり、
前記頭部の外径は6.6mm~10mmであり、
前記軸部の長さは2.5mm~5.5mmであり、
前記軸部の外径は4.6mm~8mmであり、
前記穴の深さは3.9mm~13.1mmであり、
前記穴の内径は2.4mm~5.8mmであることを特徴とするリベット。 - 請求項1~請求項6の何れか一つに記載のリベットにおいて、
前記頭部の外径は前記軸部の外径より大きく、
前記頭部の外径と前記軸部の外径との差は2mm~12mmであることを特徴とするリベット。 - 請求項1~請求項8の何れか一つに記載のリベットにおいて、
前記穴の内部は、前記軸部が前記第1部材に抵抗溶接によって溶接された状態において金属材料で満たされていることを特徴とするリベット。 - 請求項1~請求項9のいずれか一つに記載のリベットを用いて、異種金属部材を含む複数の金属部材を抵抗溶接により接合する異材接合方法であって、
前記リベットを準備する第1工程と、
鋼材からなる第1部材に鋼材とは異なる材料から構成された第2部材を重ねて、前記リベットの頭部、前記リベットの軸部および前記第2部材、前記第1部材の順で並ぶように、前記リベットおよび前記第1、第2部材を第1電極と第2電極の間に挟み込む第2工程と、
前記第1電極と前記第2電極との間で前記リベットから前記第1部材に至る通電経路を流れる電流が予め定めた第1電流となる状態で前記リベットの先端部を前記第2部材に表面側から押し込む第1加圧通電を行い、前記第2部材を形成する材料の一部が、前記リベットの前記軸部に形成された穴のテーパ角度が45°となるテーパー状の開口側端部からテーパー面に沿って前記穴内に溶融あるいは塑性流動によって入り込んで前記穴に収容されるように、前記軸部の先端部を前記第1部材に当接させる第3工程と、
前記軸部の先端部が前記第1部材に当接した状態で、前記第1電極と前記第2電極とを介して前記リベットと前記第1部材とに予め定めた第2電流で通電しながら前記リベットを前記第1部材に押し付ける第2加圧通電を行い、前記先端部と前記第1部材とを抵抗スポット溶接により溶接する第4工程
とを備える異材接合方法。 - 請求項10記載の異材接合方法において、
前記第1電流は、前記第2電流より小さく、0を含むことを特徴とする異材接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021032311A JP7027591B1 (ja) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | リベットおよび異材接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021032311A JP7027591B1 (ja) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | リベットおよび異材接合方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7027591B1 true JP7027591B1 (ja) | 2022-03-01 |
JP2022133565A JP2022133565A (ja) | 2022-09-14 |
Family
ID=81183875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021032311A Active JP7027591B1 (ja) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | リベットおよび異材接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7027591B1 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050133483A1 (en) | 2003-12-18 | 2005-06-23 | Wenkao Hou | Method of joining dissimilar materials |
JP2007521964A (ja) | 2004-01-27 | 2007-08-09 | アダム オペル アクチエンゲゼルシャフト | 1つ又は複数の接続点で機械的に接合するとともに加圧溶接することによって、2つ以上の、形状部品又は金属板を接合する方法 |
JP2017506583A (ja) | 2014-02-11 | 2017-03-09 | マグナ インターナショナル インコーポレイテッド | 異種材料の接合方法 |
JP2019063819A (ja) | 2017-09-29 | 2019-04-25 | アイシン高丘株式会社 | 車体部品の製造方法 |
JP2020069499A (ja) | 2018-10-31 | 2020-05-07 | トヨタ自動車株式会社 | 異材接合方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2954476B2 (ja) * | 1994-01-28 | 1999-09-27 | 新日本製鐵株式会社 | 鉄系金属材料とアルミニウム系金属材料との接合方法 |
-
2021
- 2021-03-02 JP JP2021032311A patent/JP7027591B1/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050133483A1 (en) | 2003-12-18 | 2005-06-23 | Wenkao Hou | Method of joining dissimilar materials |
JP2007521964A (ja) | 2004-01-27 | 2007-08-09 | アダム オペル アクチエンゲゼルシャフト | 1つ又は複数の接続点で機械的に接合するとともに加圧溶接することによって、2つ以上の、形状部品又は金属板を接合する方法 |
JP2017506583A (ja) | 2014-02-11 | 2017-03-09 | マグナ インターナショナル インコーポレイテッド | 異種材料の接合方法 |
JP2019063819A (ja) | 2017-09-29 | 2019-04-25 | アイシン高丘株式会社 | 車体部品の製造方法 |
JP2020069499A (ja) | 2018-10-31 | 2020-05-07 | トヨタ自動車株式会社 | 異材接合方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022133565A (ja) | 2022-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101936486B1 (ko) | 저항 용접 체결구, 장치 및 방법 | |
JP7029610B2 (ja) | 溶接方法 | |
JP7038279B2 (ja) | 接合構造およびそのアーク溶接方法 | |
JP7012205B2 (ja) | 接合構造 | |
JP7015998B2 (ja) | レーザ溶接方法 | |
JP6998513B2 (ja) | 接合構造 | |
JP2000197969A (ja) | 一体化成形用ブランクおよびその成形方法 | |
JP4868226B2 (ja) | 異種金属の接合方法 | |
JP3861719B2 (ja) | 摩擦撹拌接合法 | |
JP7027591B1 (ja) | リベットおよび異材接合方法 | |
CN108884851B (zh) | 接合结构 | |
JP6431329B2 (ja) | 異材接合用ピアスメタル及び異材接合方法 | |
JP6906145B2 (ja) | 接合構造 | |
WO2022201928A1 (ja) | 抵抗溶接方法 | |
KR102394629B1 (ko) | 핫스탬핑 강판의 접합방법 | |
JP2006205190A (ja) | 異種金属材料の接合方法 | |
KR102352109B1 (ko) | 이종소재 조립방법 및 이종소재 조립체 | |
CN114473164B (zh) | 对异种金属工件堆叠式总成电阻点焊的方法及电阻点焊的异种金属堆叠式总成 | |
KR102625616B1 (ko) | 이종 소재로 이루어지는 선루프의 조립방법 | |
JP7522413B2 (ja) | 異材接合体の製造方法 | |
JP2023105755A (ja) | 抵抗溶接用エレメント及び抵抗溶接方法 | |
JP2023147941A (ja) | 溶接方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210302 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20210302 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210615 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211220 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220118 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7027591 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |