スポット溶接材
【課題】簡単な構成で、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで量産性に優れ、材料選択の自在性に優れると共に、機械的強度を大幅に向上させ、直接溶接できない金属部材同士を確実かつ強固に接合することができる接合強度の安定性と均一性、耐久性に優れたスポット溶接材の提供。
【解決手段】（ａ）一方の金属部材と溶接される第１接合面を有する基部と、基部の第１接合面と反対側に突出した嵌合突部と、を備えた第１部材と、（ｂ）第１部材の嵌合突部が嵌合される嵌合孔部と、第１部材の基部と反対側で他方の金属部材と溶接される第２接合面と、を備え、第１部材に嵌着された第２部材と、を有し、第１部材が、嵌合突部の先端部を第２部材の第２接合面側で圧縮拡径して嵌合孔部の周縁に係合させた圧着部を備えている。
【解決手段】（ａ）一方の金属部材と溶接される第１接合面を有する基部と、基部の第１接合面と反対側に突出した嵌合突部と、を備えた第１部材と、（ｂ）第１部材の嵌合突部が嵌合される嵌合孔部と、第１部材の基部と反対側で他方の金属部材と溶接される第２接合面と、を備え、第１部材に嵌着された第２部材と、を有し、第１部材が、嵌合突部の先端部を第２部材の第２接合面側で圧縮拡径して嵌合孔部の周縁に係合させた圧着部を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接溶接できない金属部材同士を簡便かつ確実に溶接できるスポット溶接材に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部材同士を接合する方法として溶接が用いられているが、例えば、鋼とアルミニウム、鋼とチタンのような異種金属同士を溶接すると、接合部には入熱により金属間化合物が形成されて脆化相を生じることがあるため、満足な溶接強度を得ることができなかった。
そこで、例えば（特許文献１）には、鋼系材とアルミニウム系材とのクラッド材を、それぞれの同種材料系材が対向するようにして、被溶接材である鋼系材とアルミニウム系材との接合界面にインサートし、アルミニウム系材はアルミニウム系材同士で、鋼系材は鋼系材同士で溶融するようにし、Ａｌ−Ｆｅ系の金属間化合物を生成すること無しに異材接合を行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−５５０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）などで用いるクラッド材は、２種の金属を爆着、ＨＩＰ、圧着などで接合したものであるため、クラッド材自体がその界面で剥離し易く、強度が不十分で、耐久性、長寿命性に欠けると共に、界面強度のばらつきが発生し易く、接合強度の安定性、均一性に欠けるという課題を有していた。
（２）そして、クラッド材自体或いはクラッド材と接合対象金属との接合強度を高めるために、クラッド材の組成、表面処理、クラッド材自体の接合条件や接合方法、クラッド材と接合対象金属との溶接条件などについては様々な検討が行われているが、クラッド材自体の構造に着目して検討を行ったものはなかった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するもので、簡単な構成で、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで量産性に優れ、材料選択の自在性に優れると共に、機械的強度を大幅に向上させ、直接溶接できない金属部材同士を確実かつ強固に接合することができる接合強度の安定性と均一性、耐久性に優れたスポット溶接材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明のスポット溶接材、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載のスポット溶接材は、材質の異なる２つの金属部材の溶接に用いられるスポット溶接材であって、（ａ）一方の前記金属部材と溶接される第１接合面を有する基部と、前記基部の前記第１接合面と反対側に突出した嵌合突部と、を備えた第１部材と、（ｂ）前記第１部材の前記嵌合突部が嵌合される嵌合孔部と、前記第１部材の前記基部と反対側で他方の前記金属部材と溶接される第２接合面と、を備え、前記第１部材に嵌着された第２部材と、を有し、前記第１部材が、前記嵌合突部の先端部を前記第２部材の前記第２接合面側で圧縮拡径して前記嵌合孔部の周縁に係合させた圧着部を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）第１部材の嵌合突部が第２部材の嵌合孔部に嵌合され、第１部材が嵌合突部の先端部を第２部材の第２接合面側で圧縮拡径して嵌合孔部の周縁に係合させた圧着部を有するので、第１部材に対して第２部材を強固に嵌着することができ、第１部材から第２部材が脱落することがなく、均一で安定した機械的強度を得ることができ、耐久性、長寿命性に優れる。
（２）第１部材の基部が一方の金属部材と溶接される第１接合面を有し、第２部材が第１部材の基部と反対側で他方の金属部材と溶接される第２接合面を有するので、直接溶接できない２つの金属部材同士を簡便かつ確実に溶接することができ、施工性に優れる。
（３）第１部材の嵌合突部を第２部材の嵌合孔部に挿通し、第１部材の嵌合突部の先端部を第２部材の第２接合面側で圧縮拡径するだけで、嵌合孔部の周縁に係合する圧着部を形成して第１部材と第２部材を一体化することができるので、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで、量産性、材料選択の自在性に優れる。
【０００７】
ここで、このスポット溶接材は、直接溶接ができない異種金属で形成された部材の接合に好適に用いられる。
第１部材及び第２部材の材質は、それぞれ接合対象となる一方の金属部材及び他方の金属部材と同一の材質を適宜、選択することができる。
第１部材の基部の外形形状は、円形状や多角形状など、適宜、選択することができる。また、嵌合突部は円柱状や多角柱状などに形成することができる。
第２部材は、第１部材の嵌合突部が挿通される嵌合孔部を備えていればよく、外形形状は、円形状や多角形状など、適宜、選択することができる。また、嵌合孔部の形状は、第１部材の嵌合突部の形状に応じて、適宜、選択することができるが、嵌合突部が挿通できればよいので、必ずしも嵌合突部と同一形状である必要はない。例えば、丸孔や角孔でもよいし、長孔状でもよい。
第１部材及び第２部材の外形寸法は、適宜、選択することができるが、第１部材及び第２部材を円形に形成する場合の直径は５ｍｍ程度である。
尚、第２部材の嵌合孔部の第２接合面側の周壁部に、第２接合面に向かって拡開したテーパ部を形成した場合、第１部材の嵌合突部がテーパ部に沿って変形し易く、圧着部が嵌合孔部の周縁でテーパ部と確実に係合して固定安定性に優れる。テーパ部は直線状でもよいし、円弧などの曲線状でもよい。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスポット溶接材であって、前記第２部材が、前記第２接合面に前記第１部材の前記圧着部より突出して形設された溶接用突起を備えた構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）第２部材が、第２接合面に第１部材の圧着部より突出して形設された溶接用突起を有することにより、第２部材と他方の金属部材を溶接する際に、溶接用突起を利用して確実に溶接することができ、第１部材の圧着部が溶接の邪魔になることがなく、溶接の作業性、接合強度の安定性、接合の確実性に優れる。
【０００９】
ここで、溶接用突起は、第１部材の圧着部より突出していればよく、形状は、適宜、選択することができる。具体的には、円柱状、角柱状、半球状などの複数の突起を独立させて形成してもよいし、矩形状や半円状などの断面を有する凸条に形成してもよい。また、溶接用突起の数や配置などは適宜、選択することができるが、複数の溶接用突起を等角度間隔で配置した場合、スポット溶接材の傾きが発生し難く、固定安定性に優れる。尚、溶接用突起は第２部材と一体に形設することが好ましい。溶接用突起が第２部材との界面（第２接合面）で剥離することを防止し、十分な強度を確保するためである。
【００１０】
本発明の請求項３に記載のスポット溶接材は、材質の異なる２つの金属部材の溶接に用いられるスポット溶接材であって、（ａ）一方の前記金属部材と溶接される第１接合面を有する基部と、前記基部の前記第１接合面と反対側に突出した嵌合突部と、を備えた第１部材と、（ｂ）前記第１部材の前記嵌合突部が嵌合される嵌合凹部と、前記第１部材の前記基部と反対側で他方の前記金属部材と溶接される第２接合面と、を備え、前記第１部材に嵌着された第２部材と、を有し、前記第１部材が、前記嵌合突部の外周面に形設された係合凹部を備え、前記第２部材が、前記嵌合凹部の周壁部の少なくとも一部を前記嵌合凹部の内側に変形させて前記第１部材の前記係合凹部に係合された嵌着部を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）第１部材の嵌合突部が第２部材の嵌合凹部に嵌合され、第１部材が嵌合突部の外周面に形設された係合凹部を備え、第２部材が嵌合凹部の周壁部の少なくとも一部を嵌合凹部の内側に変形させて第１部材の係合凹部に係合された嵌着部を有するので、第１部材に対して第２部材を強固に嵌着することができ、第１部材から第２部材が脱落することがなく、均一で安定した機械的強度を得ることができ、耐久性、長寿命性に優れる。
（２）第１部材の基部が一方の金属部材と溶接される第１接合面を有し、第２部材が第１部材の基部と反対側で他方の金属部材と溶接される第２接合面を有するので、直接溶接できない２つの金属部材同士を簡便かつ確実に溶接することができ、施工性に優れる。
（３）第１部材の嵌合突部を第２部材の嵌合凹部に挿入し、第２部材の嵌合凹部の周壁部の少なくとも一部をかしめなどにより嵌合凹部の内側に変形させるだけで、第１部材の係合凹部に係合する嵌着部を形成して第１部材と第２部材を一体化することができるので、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで、量産性、材料選択の自在性に優れる。
【００１１】
ここで、このスポット溶接材は、直接溶接ができない異種金属で形成された部材の接合に好適に用いられる。
第１部材及び第２部材の材質は、それぞれ接合対象となる一方の金属部材及び他方の金属部材と同一の材質を適宜、選択することができる。
第１部材の基部の外形形状は、円形状や多角形状など、適宜、選択することができる。また、嵌合突部は円柱状や多角柱状などに形成することができる。係合凹部は嵌合突部の外周面に形設されるが、嵌合突部の外周面に１乃至複数の凹凸部を形成してもよいし、１乃至複数の凹条部を形成してもよい。また、嵌合突部の先端部に拡径部を形成することにより、嵌合突部の拡径部以外を係合凹部とすることもできる。
第２部材は、第１部材の嵌合突部が挿入される嵌合凹部を備えていればよく、外形形状は、円形状や多角形状など、適宜、選択することができる。また、嵌合凹部の形状は、第１部材の嵌合突部の形状に応じて、適宜、選択することができるが、嵌合突部が挿入できればよいので、必ずしも嵌合突部と同一形状である必要はない。例えば、丸孔や角孔でもよいし、長孔状でもよい。また、嵌合凹部は全周が周壁部で囲まれている必要はなく、溝状（凹条）に形成してもよい。
尚、嵌着部は、第１部材の嵌合突部を第２部材の嵌合凹部に挿入した状態で、第２部材の嵌合凹部の周壁部を第１部材の嵌合突部の中心軸に向かってかしめたり、絞り加工したりして形成してもよいし、第１部材と第２部材を嵌合突部の長手方向に圧縮し、第２部材の嵌合凹部の周壁部を嵌合突部の中心軸に向かって巻き込むように変形させて形成してもよい。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のスポット溶接材であって、前記第１部材の前記嵌合突部の先端部を前記第２部材の前記嵌合凹部の内部で圧縮拡径して前記嵌着部に係合させた拡径部を備えた構成を有している。
この構成により、請求項３の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）第１部材の嵌合突部の先端部を第２部材の嵌合凹部の内部で圧縮拡径して嵌着部に係合させた拡径部を有することにより、嵌着部と拡径部を確実に係合させてより強固に固定することができ、固定の安定性、確実性、耐久性に優れる。
【００１３】
ここで、第１部材の嵌合突部の変形前の形状は適宜、選択することができるが、上下方向に圧縮された際に先端部が拡径し易いように、根元にくびれ状の係合凹部を有するものが好ましい。そして、第２部材の周壁部における変形前の先端部を先細り状に形成したり、予め内側に傾斜或いは湾曲（屈曲）させたりすることにより、製造時に周壁部の先端部が嵌合凹部の内側に向かって変形し、嵌着部が形成されると共に、第１部材の嵌合突部の先端が第２部材の嵌合凹部の底面で圧縮され拡径して拡径部が形成され、嵌着部が嵌合突部の係合凹部及び拡径部と確実に係合して固定される。尚、嵌合凹部は溝状（凹条）に形成することもでき、その場合、押し出し加工や引き抜き加工を行うことにより、簡便に周壁部の先端部を嵌合凹部の内側に傾斜或いは湾曲（屈曲）させた形状を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明のスポット溶接材によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）第２部材の嵌合孔部に挿通された第１部材の嵌合突部の先端部に、嵌合孔部の嵌合孔部の孔径より大径で嵌合孔部の周縁に係合する圧着部が形設されたことにより、２つの金属部材の間にインサートして溶接した後も、第１部材と第２部材が一体化して分離することがなく、均一で安定した機械的強度を有し、耐久性、長寿命性に優れた接合構造を実現することができる量産性、施工性、溶接の信頼性、確実性に優れたスポット溶接材を提供することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）第２部材に形成された第２接合面と他方の金属部材を溶接する際に、第２接合面に突設された溶接用突起を利用して確実に溶接することができ、第１部材の圧着部が溶接の邪魔になることがなく、溶接の作業性、接合強度の安定性、接合の確実性に優れたスポット溶接材を提供することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）第２部材の嵌合凹部に挿入された第１部材の嵌合突部の外周面に係合凹部が形設され、第２部材の嵌合凹部の周壁部に第１部材の係合凹部に係合する嵌着部が形設されたことにより、２つの金属部材の間にインサートして溶接した後も、第１部材と第２部材が一体化して分離することがなく、均一で安定した機械的強度を有し、耐久性、長寿命性に優れた接合構造を実現することができる量産性、施工性、溶接の信頼性、確実性に優れたスポット溶接材を提供することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）第１部材の嵌合突部の先端部が圧縮拡径されて形成された拡径部により、第２部材を確実に保持することができる固定の安定性、確実性、耐久性に優れたスポット溶接材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）実施の形態１におけるスポット溶接材を示す斜視図 （ｂ）実施の形態１におけるスポット溶接材の要部断面模式図
【図２】実施の形態１におけるスポット溶接材の製造方法を示す要部断面模式図
【図３】（ａ）実施の形態２におけるスポット溶接材の示す斜視図 （ｂ）実施の形態２におけるスポット溶接材の要部断面模式図
【図４】実施の形態２におけるスポット溶接材の製造方法を示す要部断面模式図
【図５】実施の形態２におけるスポット溶接材の製造方法の変形例を示す要部断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるスポット溶接材について、以下図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は実施の形態１におけるスポット溶接材を示す斜視図であり、図１（ｂ）は実施の形態１におけるスポット溶接材の要部断面模式図である。
図１中、１は直径が５ｍｍ程度に形成され異なる２つの金属部材の溶接に用いられる実施の形態１におけるスポット溶接材、２はチタンやアルミニウム等の金属で形成されたリベット状の第１部材、３は略円板状に形成され一方の金属部材と溶接される第１接合面３ａを有する第１部材２の基部、４は基部３の第１接合面３ａと反対側に突出した第１部材２の嵌合突部、４ａは嵌合突部４の先端部を後述する第２部材５の第２接合面６ａ側で圧縮拡径して嵌合孔部６ｂの周縁に係合させた第１部材２の圧着部（図１（ｂ））、５はニッケルや鉄等の金属で円環状に形成され第１部材２に嵌着されたスポット溶接材１の第２部材、６ａは第１部材２の基部３と反対側で他方の金属部材と溶接される第２接合面、６ｂは第１部材２の嵌合突部４が嵌合される第２部材５の嵌合孔部（図１（ｂ））、６ｃは嵌合孔部６ｂの第２接合面６ａ側の周壁部に第２接合面６ａに向かって拡開したテーパ部（図１（ｂ））、７は第１部材２の圧着部４ａより突出するように第２接合面６ａに第２部材５と一体に形設された３箇所の溶接用突起である。
【００２０】
スポット溶接材１の第１部材２及び第２部材５の材質は、それぞれ接合対象となる一方の金属部材及び他方の金属部材と同一の材質を適宜、選択することができる。
第１部材２の基部３や第２部材５の外形形状は、円形状に限らず、多角形状でもよい。また、第１部材２の嵌合突部４は円柱状以外に多角柱状などに形成してもよい。
第２部材５の嵌合孔部６ｂの形状は、第１部材２の嵌合突部４の形状に応じて、適宜、選択することができるが、必ずしも嵌合突部４と同一形状である必要はない。丸孔の他に角孔でもよいし、長孔状でもよい。
【００２１】
次に、実施の形態１におけるスポット溶接材の製造方法について説明する。
図２は実施の形態１におけるスポット溶接材の製造方法を示す要部断面模式図である。
図２中、４ｂは第１部材２の嵌合突部４の変形前の先端部である。
図２に示すように、第１部材２の嵌合突部４を第２部材５の嵌合孔部６ｂに挿通した後、第１部材２と第２部材５をプレス機等で上下方向に圧縮し、嵌合突部４の先端部４ｂを第２部材５の第２接合面６ａ側で圧縮拡径する。これにより、図１（ｂ）に示したように、第２部材５の嵌合孔部６ｂの第２接合面６ａ側の周縁（テーパ部６ｃ）に係合する圧着部４ａが形成される。このとき、第２部材５の嵌合孔部６ｂの第２接合面６ａ側の周壁部に、第２接合面６ａに向かって拡開したテーパ部６ｃが形成されているので、第１部材２の嵌合突部４がテーパ部６ｃに沿って変形し易く、圧着部４ａが嵌合孔部６ｂの周縁でテーパ部６ｃと確実に係合して固定安定性に優れる。尚、本実施の形態では、テーパ部６ｃを円弧状（曲線状）に形成したが、テーパ部６ｃは直線状でもよい。
【００２２】
スポット溶接材１は第１接合面３ａにおいて、第１部材２の材質と同じチタンやアルミニウム等の金属と溶接され、第２接合面６ａにおいて、第２部材５の材質と同じニッケルや鉄等の金属と溶接される。このとき、第２部材５の第２接合面６ａに溶接用突起７が突設されていることにより、圧着部４ａが第２接合面６ａよりも盛り上がっている場合でも、溶接用突起７を接合対象となる他方の金属部材に確実に接触させることができ、溶接用突起７に抵抗発熱を集中させて接合（溶接）を短時間で確実に行うことができ施工性に優れる。溶接用突起７の形状、数、配置などは本実施の形態に限定されるものではなく、適宜、選択することができる。例えば、溶接用突起７の形状は、角柱状や半球状などでもよい。尚、溶接用突起７を等角度間隔で配置した場合、スポット溶接材１の傾きが発生し難く、固定安定性に優れる。
【００２３】
実施の形態１のスポット溶接材は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）第１部材の嵌合突部が第２部材の嵌合孔部に嵌合され、第１部材が嵌合突部の先端部を第２部材の第２接合面側で圧縮拡径して嵌合孔部の周縁に係合させた圧着部を有するので、第１部材に対して第２部材を強固に嵌着することができ、第１部材から第２部材が脱落することがなく、均一で安定した機械的強度を得ることができ、耐久性、長寿命性に優れる。
（２）第１部材の基部が一方の金属部材と溶接される第１接合面を有し、第２部材が第１部材の基部と反対側で他方の金属部材と溶接される第２接合面を有するので、直接溶接できない２つの金属部材同士を簡便かつ確実に溶接することができ、施工性に優れる。
（３）第１部材の嵌合突部を第２部材の嵌合孔部に挿通し、第１部材の嵌合突部の先端部を第２部材の第２接合面側で圧縮拡径するだけで、嵌合孔部の周縁に係合する圧着部を形成して第１部材と第２部材を一体化することができるので、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで、量産性、材料選択の自在性に優れる。
（４）第２部材が、第２接合面に第１部材の圧着部より突出して形設された溶接用突起を有することにより、第２部材と他方の金属部材を溶接する際に、溶接用突起を利用して確実に溶接することができ、第１部材の圧着部が溶接の邪魔になることがなく、溶接の作業性、接合強度の安定性、接合の確実性に優れる。
【００２４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるスポット溶接材について、以下図面を参照しながら説明する。尚、実施の形態１と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
図３（ａ）は実施の形態２におけるスポット溶接材の示す斜視図であり、図３（ｂ）は実施の形態２におけるスポット溶接材の要部断面模式図である。
図３において、実施の形態２におけるスポット溶接材１ａが実施の形態１と異なるのは、第１部材２ａが圧着部４ａを有する嵌合突部４の代わりに、先端部に拡径部４ｃが形設され根元側に拡径部４ｃよりも小径の係合凹部４ｄが形設された嵌合突部４Ａを備えている点と、第２部材５ａが嵌合孔部６ｂの代わりにキャップ状の嵌合凹部８ａを有し、溶接用突起７を備えておらず、嵌合凹部８ａの周壁部８ｂの一部を嵌合凹部８ａの内側に巻き込むように変形させて第１部材２ａの係合凹部４ｄに係合させた嵌着部８ｃを備えている点である。
【００２５】
次に、実施の形態２におけるスポット溶接材の製造方法について説明する。
図４は実施の形態２におけるスポット溶接材の製造方法を示す要部断面模式図である。
図４中、８ｄは第２部材５ａの嵌合凹部８ａの周壁部８ｂにおける変形前の先端部である。
図４に示すように、第１部材２ａの嵌合突部４Ａを第２部材５ａの嵌合凹部８ａに挿入した後、第１部材２ａと第２部材５ａをプレス機などで上下方向に圧縮し、周壁部８ｂの先端部８ｄを嵌合凹部８ａの内側に巻き込むように変形させる。これにより、図３（ｂ）に示したように、第１部材２ａの係合凹部４ｄに係合する嵌着部８ｃが形成される。このとき、第２部材５ａの周壁部８ｂにおける先端部８ｄを先細り状に形成する等して外周面を内側（中心側）に傾斜させることにより、先端部８ｄが嵌合凹部８ａの内側に向かって変形し易く、嵌着部８ｃが嵌合突部４Ａの係合凹部４ｄと確実に係合して固定安定性に優れる。
尚、実施の形態２のスポット溶接材１ａの使用方法は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００２６】
本実施の形態では、嵌合突部４Ａの先端部に拡径部４ｃを形成することにより、嵌合突部４Ａの拡径部４ｃ以外を係合凹部４ｄとしたが、係合凹部４ｄはこれに限定されるものではなく、嵌合突部４Ａの外周面に１乃至複数の凹凸部を形成してもよいし、１乃至複数の凹条部を形成してもよい。また、嵌着部８ｃの形状も係合凹部４ｄの形状に応じて、適宜、選択することができ、第２部材５ａの嵌合凹部８ａの周壁部８ｂを第１部材２ａの嵌合突部４Ａの中心軸に向かってかしめたり、絞り加工したりして形成することもできる。
尚、本実施の形態では、嵌合凹部８ａをキャップ状に形成したが、嵌合凹部８ａは全周が周壁部８ｂで囲まれている必要はなく、溝状（凹条）に形成してもよい。
【００２７】
次に、実施の形態２におけるスポット溶接材の製造方法の変形例について説明する。図５は実施の形態２におけるスポット溶接材の製造方法の変形例を示す要部断面模式図である。
図５において、変形例における製造方法が実施の形態２と異なるのは、実施の形態２の第１部材２ａの代わりに、略球状に形成された嵌合突部４Ｂを有する第１部材２ｂを用いている点と、第２部材５ａの代わりに、周壁部８ｂの先端部８ｅが予め内側に湾曲（折曲）された第２部材５ｂを用いている点である。これにより、第１部材２ｂの嵌合突部４Ｂを第２部材５ｂの嵌合凹部８ａに挿入した後、第１部材２ｂと第２部材５ｂをプレス機などで上下方向に圧縮すると、周壁部８ｂの先端部８ｅが嵌合凹部８ａの内側に向かって変形し、図３（ｂ）と同様の嵌着部８ｃが形成されると共に、第１部材２ｂの嵌合突部４Ｂの先端が第２部材５ｂの嵌合凹部８ａの底面８ｆで圧縮されて拡径し、図３（ｂ）と同様の拡径部４ｃが形成される。
尚、嵌合凹部８ａは溝状（凹条）に形成することもでき、その場合、押し出し加工や引き抜き加工を行うことにより、簡便に周壁部８ｂの先端部８ｅを嵌合凹部８ａの内側に傾斜或いは湾曲（屈曲）させた形状を得ることができる。
【００２８】
本実施の形態では、第１部材２ｂの嵌合突部４Ｂの変形前の形状を略球状に形成したが、その形状はこれに限定されるものではなく、適宜、選択することができる。尚、上下方向に圧縮された際に先端部が拡径し易いように、根元にくびれ状の係合凹部４ｄを有するものが好適に用いられる。
また、第２部材５ｂの嵌合凹部８ａは溝状（凹条）に形成することもでき、その場合、押し出し加工や引き抜き加工を行うことにより、簡便に周壁部の先端部を嵌合凹部の内側に傾斜或いは湾曲（屈曲）させた形状を得ることができる。
【００２９】
実施の形態２のスポット溶接材は、以下の作用を有する。
（１）第１部材の嵌合突部が第２部材の嵌合凹部に嵌合され、第１部材が嵌合突部の外周面に形設された係合凹部を備え、第２部材が嵌合凹部の周壁部の少なくとも一部を嵌合凹部の内側に変形させて第１部材の係合凹部に係合された嵌着部を有するので、第１部材に対して第２部材を強固に嵌着することができ、第１部材から第２部材が脱落することがなく、均一で安定した機械的強度を得ることができ、耐久性、長寿命性に優れる。
（２）第１部材の基部が一方の金属部材と溶接される第１接合面を有し、第２部材が第１部材の基部と反対側で他方の金属部材と溶接される第２接合面を有するので、直接溶接できない２つの金属部材同士を簡便かつ確実に溶接することができ、施工性に優れる。
（３）第１部材の嵌合突部を第２部材の嵌合凹部に挿入し、第２部材の嵌合凹部の周壁部の少なくとも一部をかしめなどにより嵌合凹部の内側に変形させるだけで、第１部材の係合凹部に係合する嵌着部を形成して第１部材と第２部材を一体化することができるので、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで、量産性、材料選択の自在性に優れる。
（４）第１部材の嵌合突部の先端部を第２部材の嵌合凹部の内部で圧縮拡径して嵌着部に係合させた拡径部を有することにより、嵌着部と拡径部を確実に係合させてより強固に固定することができ、固定の安定性、確実性、耐久性に優れる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、簡単な構成で、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで量産性に優れ、材料選択の自在性に優れると共に、機械的強度を大幅に向上させ、直接溶接できない金属部材同士を確実かつ強固に接合することができる接合強度の安定性と均一性、耐久性に優れたスポット溶接材の提供を行って、従来の溶接では強固に接合できなかった異種金属間の確実な接合を実現することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１，１ａ スポット溶接材
２，２ａ，２ｂ 第１部材
３ 基部
３ａ 第１接合面
４，４Ａ，４Ｂ 嵌合突部
４ａ 圧着部
４ｂ 先端部
４ｃ 拡径部
４ｄ 係合凹部
５，５ａ，５ｂ 第２部材
６ａ 第２接合面
６ｂ 嵌合孔部
６ｃ テーパ部
７ 溶接用突起
８ａ 嵌合凹部
８ｂ 周壁部
８ｃ 嵌着部
８ｄ，８ｅ 先端部
８ｆ 底面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直接溶接できない金属部材同士を簡便かつ確実に溶接できるスポット溶接材に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属部材同士を接合する方法として溶接が用いられているが、例えば、鋼とアルミニウム、鋼とチタンのような異種金属同士を溶接すると、接合部には入熱により金属間化合物が形成されて脆化相を生じることがあるため、満足な溶接強度を得ることができなかった。
そこで、例えば（特許文献１）には、鋼系材とアルミニウム系材とのクラッド材を、それぞれの同種材料系材が対向するようにして、被溶接材である鋼系材とアルミニウム系材との接合界面にインサートし、アルミニウム系材はアルミニウム系材同士で、鋼系材は鋼系材同士で溶融するようにし、Ａｌ−Ｆｅ系の金属間化合物を生成すること無しに異材接合を行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−５５０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）などで用いるクラッド材は、２種の金属を爆着、ＨＩＰ、圧着などで接合したものであるため、クラッド材自体がその界面で剥離し易く、強度が不十分で、耐久性、長寿命性に欠けると共に、界面強度のばらつきが発生し易く、接合強度の安定性、均一性に欠けるという課題を有していた。
（２）そして、クラッド材自体或いはクラッド材と接合対象金属との接合強度を高めるために、クラッド材の組成、表面処理、クラッド材自体の接合条件や接合方法、クラッド材と接合対象金属との溶接条件などについては様々な検討が行われているが、クラッド材自体の構造に着目して検討を行ったものはなかった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するもので、簡単な構成で、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで量産性に優れ、材料選択の自在性に優れると共に、機械的強度を大幅に向上させ、直接溶接できない金属部材同士を確実かつ強固に接合することができる接合強度の安定性と均一性、耐久性に優れたスポット溶接材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明のスポット溶接材、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載のスポット溶接材は、材質の異なる２つの金属部材の溶接に用いられるスポット溶接材であって、（ａ）一方の前記金属部材と溶接される第１接合面を有する基部と、前記基部の前記第１接合面と反対側に突出した嵌合突部と、を備えた第１部材と、（ｂ）前記第１部材の前記嵌合突部が嵌合される嵌合孔部と、前記第１部材の前記基部と反対側で他方の前記金属部材と溶接される第２接合面と、を備え、前記第１部材に嵌着された第２部材と、を有し、前記第１部材が、前記嵌合突部の先端部を前記第２部材の前記第２接合面側で圧縮拡径して前記嵌合孔部の周縁に係合させた圧着部を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）第１部材の嵌合突部が第２部材の嵌合孔部に嵌合され、第１部材が嵌合突部の先端部を第２部材の第２接合面側で圧縮拡径して嵌合孔部の周縁に係合させた圧着部を有するので、第１部材に対して第２部材を強固に嵌着することができ、第１部材から第２部材が脱落することがなく、均一で安定した機械的強度を得ることができ、耐久性、長寿命性に優れる。
（２）第１部材の基部が一方の金属部材と溶接される第１接合面を有し、第２部材が第１部材の基部と反対側で他方の金属部材と溶接される第２接合面を有するので、直接溶接できない２つの金属部材同士を簡便かつ確実に溶接することができ、施工性に優れる。
（３）第１部材の嵌合突部を第２部材の嵌合孔部に挿通し、第１部材の嵌合突部の先端部を第２部材の第２接合面側で圧縮拡径するだけで、嵌合孔部の周縁に係合する圧着部を形成して第１部材と第２部材を一体化することができるので、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで、量産性、材料選択の自在性に優れる。
【０００７】
ここで、このスポット溶接材は、直接溶接ができない異種金属で形成された部材の接合に好適に用いられる。
第１部材及び第２部材の材質は、それぞれ接合対象となる一方の金属部材及び他方の金属部材と同一の材質を適宜、選択することができる。
第１部材の基部の外形形状は、円形状や多角形状など、適宜、選択することができる。また、嵌合突部は円柱状や多角柱状などに形成することができる。
第２部材は、第１部材の嵌合突部が挿通される嵌合孔部を備えていればよく、外形形状は、円形状や多角形状など、適宜、選択することができる。また、嵌合孔部の形状は、第１部材の嵌合突部の形状に応じて、適宜、選択することができるが、嵌合突部が挿通できればよいので、必ずしも嵌合突部と同一形状である必要はない。例えば、丸孔や角孔でもよいし、長孔状でもよい。
第１部材及び第２部材の外形寸法は、適宜、選択することができるが、第１部材及び第２部材を円形に形成する場合の直径は５ｍｍ程度である。
尚、第２部材の嵌合孔部の第２接合面側の周壁部に、第２接合面に向かって拡開したテーパ部を形成した場合、第１部材の嵌合突部がテーパ部に沿って変形し易く、圧着部が嵌合孔部の周縁でテーパ部と確実に係合して固定安定性に優れる。テーパ部は直線状でもよいし、円弧などの曲線状でもよい。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスポット溶接材であって、前記第２部材が、前記第２接合面に前記第１部材の前記圧着部より突出して形設された溶接用突起を備えた構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）第２部材が、第２接合面に第１部材の圧着部より突出して形設された溶接用突起を有することにより、第２部材と他方の金属部材を溶接する際に、溶接用突起を利用して確実に溶接することができ、第１部材の圧着部が溶接の邪魔になることがなく、溶接の作業性、接合強度の安定性、接合の確実性に優れる。
【０００９】
ここで、溶接用突起は、第１部材の圧着部より突出していればよく、形状は、適宜、選択することができる。具体的には、円柱状、角柱状、半球状などの複数の突起を独立させて形成してもよいし、矩形状や半円状などの断面を有する凸条に形成してもよい。また、溶接用突起の数や配置などは適宜、選択することができるが、複数の溶接用突起を等角度間隔で配置した場合、スポット溶接材の傾きが発生し難く、固定安定性に優れる。尚、溶接用突起は第２部材と一体に形設することが好ましい。溶接用突起が第２部材との界面（第２接合面）で剥離することを防止し、十分な強度を確保するためである。
【００１０】
本発明の請求項３に記載のスポット溶接材は、材質の異なる２つの金属部材の溶接に用いられるスポット溶接材であって、（ａ）一方の前記金属部材と溶接される第１接合面を有する基部と、前記基部の前記第１接合面と反対側に突出した嵌合突部と、を備えた第１部材と、（ｂ）前記第１部材の前記嵌合突部が嵌合される嵌合凹部と、前記第１部材の前記基部と反対側で他方の前記金属部材と溶接される第２接合面と、を備え、前記第１部材に嵌着された第２部材と、を有し、前記第１部材が、前記嵌合突部の外周面に形設された係合凹部を備え、前記第２部材が、前記嵌合凹部の周壁部の少なくとも一部を前記嵌合凹部の内側に変形させて前記第１部材の前記係合凹部に係合された嵌着部を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）第１部材の嵌合突部が第２部材の嵌合凹部に嵌合され、第１部材が嵌合突部の外周面に形設された係合凹部を備え、第２部材が嵌合凹部の周壁部の少なくとも一部を嵌合凹部の内側に変形させて第１部材の係合凹部に係合された嵌着部を有するので、第１部材に対して第２部材を強固に嵌着することができ、第１部材から第２部材が脱落することがなく、均一で安定した機械的強度を得ることができ、耐久性、長寿命性に優れる。
（２）第１部材の基部が一方の金属部材と溶接される第１接合面を有し、第２部材が第１部材の基部と反対側で他方の金属部材と溶接される第２接合面を有するので、直接溶接できない２つの金属部材同士を簡便かつ確実に溶接することができ、施工性に優れる。
（３）第１部材の嵌合突部を第２部材の嵌合凹部に挿入し、第２部材の嵌合凹部の周壁部の少なくとも一部をかしめなどにより嵌合凹部の内側に変形させるだけで、第１部材の係合凹部に係合する嵌着部を形成して第１部材と第２部材を一体化することができるので、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで、量産性、材料選択の自在性に優れる。
【００１１】
ここで、このスポット溶接材は、直接溶接ができない異種金属で形成された部材の接合に好適に用いられる。
第１部材及び第２部材の材質は、それぞれ接合対象となる一方の金属部材及び他方の金属部材と同一の材質を適宜、選択することができる。
第１部材の基部の外形形状は、円形状や多角形状など、適宜、選択することができる。また、嵌合突部は円柱状や多角柱状などに形成することができる。係合凹部は嵌合突部の外周面に形設されるが、嵌合突部の外周面に１乃至複数の凹凸部を形成してもよいし、１乃至複数の凹条部を形成してもよい。また、嵌合突部の先端部に拡径部を形成することにより、嵌合突部の拡径部以外を係合凹部とすることもできる。
第２部材は、第１部材の嵌合突部が挿入される嵌合凹部を備えていればよく、外形形状は、円形状や多角形状など、適宜、選択することができる。また、嵌合凹部の形状は、第１部材の嵌合突部の形状に応じて、適宜、選択することができるが、嵌合突部が挿入できればよいので、必ずしも嵌合突部と同一形状である必要はない。例えば、丸孔や角孔でもよいし、長孔状でもよい。また、嵌合凹部は全周が周壁部で囲まれている必要はなく、溝状（凹条）に形成してもよい。
尚、嵌着部は、第１部材の嵌合突部を第２部材の嵌合凹部に挿入した状態で、第２部材の嵌合凹部の周壁部を第１部材の嵌合突部の中心軸に向かってかしめたり、絞り加工したりして形成してもよいし、第１部材と第２部材を嵌合突部の長手方向に圧縮し、第２部材の嵌合凹部の周壁部を嵌合突部の中心軸に向かって巻き込むように変形させて形成してもよい。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のスポット溶接材であって、前記第１部材の前記嵌合突部の先端部を前記第２部材の前記嵌合凹部の内部で圧縮拡径して前記嵌着部に係合させた拡径部を備えた構成を有している。
この構成により、請求項３の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）第１部材の嵌合突部の先端部を第２部材の嵌合凹部の内部で圧縮拡径して嵌着部に係合させた拡径部を有することにより、嵌着部と拡径部を確実に係合させてより強固に固定することができ、固定の安定性、確実性、耐久性に優れる。
【００１３】
ここで、第１部材の嵌合突部の変形前の形状は適宜、選択することができるが、上下方向に圧縮された際に先端部が拡径し易いように、根元にくびれ状の係合凹部を有するものが好ましい。そして、第２部材の周壁部における変形前の先端部を先細り状に形成したり、予め内側に傾斜或いは湾曲（屈曲）させたりすることにより、製造時に周壁部の先端部が嵌合凹部の内側に向かって変形し、嵌着部が形成されると共に、第１部材の嵌合突部の先端が第２部材の嵌合凹部の底面で圧縮され拡径して拡径部が形成され、嵌着部が嵌合突部の係合凹部及び拡径部と確実に係合して固定される。尚、嵌合凹部は溝状（凹条）に形成することもでき、その場合、押し出し加工や引き抜き加工を行うことにより、簡便に周壁部の先端部を嵌合凹部の内側に傾斜或いは湾曲（屈曲）させた形状を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明のスポット溶接材によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）第２部材の嵌合孔部に挿通された第１部材の嵌合突部の先端部に、嵌合孔部の嵌合孔部の孔径より大径で嵌合孔部の周縁に係合する圧着部が形設されたことにより、２つの金属部材の間にインサートして溶接した後も、第１部材と第２部材が一体化して分離することがなく、均一で安定した機械的強度を有し、耐久性、長寿命性に優れた接合構造を実現することができる量産性、施工性、溶接の信頼性、確実性に優れたスポット溶接材を提供することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）第２部材に形成された第２接合面と他方の金属部材を溶接する際に、第２接合面に突設された溶接用突起を利用して確実に溶接することができ、第１部材の圧着部が溶接の邪魔になることがなく、溶接の作業性、接合強度の安定性、接合の確実性に優れたスポット溶接材を提供することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）第２部材の嵌合凹部に挿入された第１部材の嵌合突部の外周面に係合凹部が形設され、第２部材の嵌合凹部の周壁部に第１部材の係合凹部に係合する嵌着部が形設されたことにより、２つの金属部材の間にインサートして溶接した後も、第１部材と第２部材が一体化して分離することがなく、均一で安定した機械的強度を有し、耐久性、長寿命性に優れた接合構造を実現することができる量産性、施工性、溶接の信頼性、確実性に優れたスポット溶接材を提供することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）第１部材の嵌合突部の先端部が圧縮拡径されて形成された拡径部により、第２部材を確実に保持することができる固定の安定性、確実性、耐久性に優れたスポット溶接材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）実施の形態１におけるスポット溶接材を示す斜視図 （ｂ）実施の形態１におけるスポット溶接材の要部断面模式図
【図２】実施の形態１におけるスポット溶接材の製造方法を示す要部断面模式図
【図３】（ａ）実施の形態２におけるスポット溶接材の示す斜視図 （ｂ）実施の形態２におけるスポット溶接材の要部断面模式図
【図４】実施の形態２におけるスポット溶接材の製造方法を示す要部断面模式図
【図５】実施の形態２におけるスポット溶接材の製造方法の変形例を示す要部断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるスポット溶接材について、以下図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は実施の形態１におけるスポット溶接材を示す斜視図であり、図１（ｂ）は実施の形態１におけるスポット溶接材の要部断面模式図である。
図１中、１は直径が５ｍｍ程度に形成され異なる２つの金属部材の溶接に用いられる実施の形態１におけるスポット溶接材、２はチタンやアルミニウム等の金属で形成されたリベット状の第１部材、３は略円板状に形成され一方の金属部材と溶接される第１接合面３ａを有する第１部材２の基部、４は基部３の第１接合面３ａと反対側に突出した第１部材２の嵌合突部、４ａは嵌合突部４の先端部を後述する第２部材５の第２接合面６ａ側で圧縮拡径して嵌合孔部６ｂの周縁に係合させた第１部材２の圧着部（図１（ｂ））、５はニッケルや鉄等の金属で円環状に形成され第１部材２に嵌着されたスポット溶接材１の第２部材、６ａは第１部材２の基部３と反対側で他方の金属部材と溶接される第２接合面、６ｂは第１部材２の嵌合突部４が嵌合される第２部材５の嵌合孔部（図１（ｂ））、６ｃは嵌合孔部６ｂの第２接合面６ａ側の周壁部に第２接合面６ａに向かって拡開したテーパ部（図１（ｂ））、７は第１部材２の圧着部４ａより突出するように第２接合面６ａに第２部材５と一体に形設された３箇所の溶接用突起である。
【００２０】
スポット溶接材１の第１部材２及び第２部材５の材質は、それぞれ接合対象となる一方の金属部材及び他方の金属部材と同一の材質を適宜、選択することができる。
第１部材２の基部３や第２部材５の外形形状は、円形状に限らず、多角形状でもよい。また、第１部材２の嵌合突部４は円柱状以外に多角柱状などに形成してもよい。
第２部材５の嵌合孔部６ｂの形状は、第１部材２の嵌合突部４の形状に応じて、適宜、選択することができるが、必ずしも嵌合突部４と同一形状である必要はない。丸孔の他に角孔でもよいし、長孔状でもよい。
【００２１】
次に、実施の形態１におけるスポット溶接材の製造方法について説明する。
図２は実施の形態１におけるスポット溶接材の製造方法を示す要部断面模式図である。
図２中、４ｂは第１部材２の嵌合突部４の変形前の先端部である。
図２に示すように、第１部材２の嵌合突部４を第２部材５の嵌合孔部６ｂに挿通した後、第１部材２と第２部材５をプレス機等で上下方向に圧縮し、嵌合突部４の先端部４ｂを第２部材５の第２接合面６ａ側で圧縮拡径する。これにより、図１（ｂ）に示したように、第２部材５の嵌合孔部６ｂの第２接合面６ａ側の周縁（テーパ部６ｃ）に係合する圧着部４ａが形成される。このとき、第２部材５の嵌合孔部６ｂの第２接合面６ａ側の周壁部に、第２接合面６ａに向かって拡開したテーパ部６ｃが形成されているので、第１部材２の嵌合突部４がテーパ部６ｃに沿って変形し易く、圧着部４ａが嵌合孔部６ｂの周縁でテーパ部６ｃと確実に係合して固定安定性に優れる。尚、本実施の形態では、テーパ部６ｃを円弧状（曲線状）に形成したが、テーパ部６ｃは直線状でもよい。
【００２２】
スポット溶接材１は第１接合面３ａにおいて、第１部材２の材質と同じチタンやアルミニウム等の金属と溶接され、第２接合面６ａにおいて、第２部材５の材質と同じニッケルや鉄等の金属と溶接される。このとき、第２部材５の第２接合面６ａに溶接用突起７が突設されていることにより、圧着部４ａが第２接合面６ａよりも盛り上がっている場合でも、溶接用突起７を接合対象となる他方の金属部材に確実に接触させることができ、溶接用突起７に抵抗発熱を集中させて接合（溶接）を短時間で確実に行うことができ施工性に優れる。溶接用突起７の形状、数、配置などは本実施の形態に限定されるものではなく、適宜、選択することができる。例えば、溶接用突起７の形状は、角柱状や半球状などでもよい。尚、溶接用突起７を等角度間隔で配置した場合、スポット溶接材１の傾きが発生し難く、固定安定性に優れる。
【００２３】
実施の形態１のスポット溶接材は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）第１部材の嵌合突部が第２部材の嵌合孔部に嵌合され、第１部材が嵌合突部の先端部を第２部材の第２接合面側で圧縮拡径して嵌合孔部の周縁に係合させた圧着部を有するので、第１部材に対して第２部材を強固に嵌着することができ、第１部材から第２部材が脱落することがなく、均一で安定した機械的強度を得ることができ、耐久性、長寿命性に優れる。
（２）第１部材の基部が一方の金属部材と溶接される第１接合面を有し、第２部材が第１部材の基部と反対側で他方の金属部材と溶接される第２接合面を有するので、直接溶接できない２つの金属部材同士を簡便かつ確実に溶接することができ、施工性に優れる。
（３）第１部材の嵌合突部を第２部材の嵌合孔部に挿通し、第１部材の嵌合突部の先端部を第２部材の第２接合面側で圧縮拡径するだけで、嵌合孔部の周縁に係合する圧着部を形成して第１部材と第２部材を一体化することができるので、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで、量産性、材料選択の自在性に優れる。
（４）第２部材が、第２接合面に第１部材の圧着部より突出して形設された溶接用突起を有することにより、第２部材と他方の金属部材を溶接する際に、溶接用突起を利用して確実に溶接することができ、第１部材の圧着部が溶接の邪魔になることがなく、溶接の作業性、接合強度の安定性、接合の確実性に優れる。
【００２４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるスポット溶接材について、以下図面を参照しながら説明する。尚、実施の形態１と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。
図３（ａ）は実施の形態２におけるスポット溶接材の示す斜視図であり、図３（ｂ）は実施の形態２におけるスポット溶接材の要部断面模式図である。
図３において、実施の形態２におけるスポット溶接材１ａが実施の形態１と異なるのは、第１部材２ａが圧着部４ａを有する嵌合突部４の代わりに、先端部に拡径部４ｃが形設され根元側に拡径部４ｃよりも小径の係合凹部４ｄが形設された嵌合突部４Ａを備えている点と、第２部材５ａが嵌合孔部６ｂの代わりにキャップ状の嵌合凹部８ａを有し、溶接用突起７を備えておらず、嵌合凹部８ａの周壁部８ｂの一部を嵌合凹部８ａの内側に巻き込むように変形させて第１部材２ａの係合凹部４ｄに係合させた嵌着部８ｃを備えている点である。
【００２５】
次に、実施の形態２におけるスポット溶接材の製造方法について説明する。
図４は実施の形態２におけるスポット溶接材の製造方法を示す要部断面模式図である。
図４中、８ｄは第２部材５ａの嵌合凹部８ａの周壁部８ｂにおける変形前の先端部である。
図４に示すように、第１部材２ａの嵌合突部４Ａを第２部材５ａの嵌合凹部８ａに挿入した後、第１部材２ａと第２部材５ａをプレス機などで上下方向に圧縮し、周壁部８ｂの先端部８ｄを嵌合凹部８ａの内側に巻き込むように変形させる。これにより、図３（ｂ）に示したように、第１部材２ａの係合凹部４ｄに係合する嵌着部８ｃが形成される。このとき、第２部材５ａの周壁部８ｂにおける先端部８ｄを先細り状に形成する等して外周面を内側（中心側）に傾斜させることにより、先端部８ｄが嵌合凹部８ａの内側に向かって変形し易く、嵌着部８ｃが嵌合突部４Ａの係合凹部４ｄと確実に係合して固定安定性に優れる。
尚、実施の形態２のスポット溶接材１ａの使用方法は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００２６】
本実施の形態では、嵌合突部４Ａの先端部に拡径部４ｃを形成することにより、嵌合突部４Ａの拡径部４ｃ以外を係合凹部４ｄとしたが、係合凹部４ｄはこれに限定されるものではなく、嵌合突部４Ａの外周面に１乃至複数の凹凸部を形成してもよいし、１乃至複数の凹条部を形成してもよい。また、嵌着部８ｃの形状も係合凹部４ｄの形状に応じて、適宜、選択することができ、第２部材５ａの嵌合凹部８ａの周壁部８ｂを第１部材２ａの嵌合突部４Ａの中心軸に向かってかしめたり、絞り加工したりして形成することもできる。
尚、本実施の形態では、嵌合凹部８ａをキャップ状に形成したが、嵌合凹部８ａは全周が周壁部８ｂで囲まれている必要はなく、溝状（凹条）に形成してもよい。
【００２７】
次に、実施の形態２におけるスポット溶接材の製造方法の変形例について説明する。図５は実施の形態２におけるスポット溶接材の製造方法の変形例を示す要部断面模式図である。
図５において、変形例における製造方法が実施の形態２と異なるのは、実施の形態２の第１部材２ａの代わりに、略球状に形成された嵌合突部４Ｂを有する第１部材２ｂを用いている点と、第２部材５ａの代わりに、周壁部８ｂの先端部８ｅが予め内側に湾曲（折曲）された第２部材５ｂを用いている点である。これにより、第１部材２ｂの嵌合突部４Ｂを第２部材５ｂの嵌合凹部８ａに挿入した後、第１部材２ｂと第２部材５ｂをプレス機などで上下方向に圧縮すると、周壁部８ｂの先端部８ｅが嵌合凹部８ａの内側に向かって変形し、図３（ｂ）と同様の嵌着部８ｃが形成されると共に、第１部材２ｂの嵌合突部４Ｂの先端が第２部材５ｂの嵌合凹部８ａの底面８ｆで圧縮されて拡径し、図３（ｂ）と同様の拡径部４ｃが形成される。
尚、嵌合凹部８ａは溝状（凹条）に形成することもでき、その場合、押し出し加工や引き抜き加工を行うことにより、簡便に周壁部８ｂの先端部８ｅを嵌合凹部８ａの内側に傾斜或いは湾曲（屈曲）させた形状を得ることができる。
【００２８】
本実施の形態では、第１部材２ｂの嵌合突部４Ｂの変形前の形状を略球状に形成したが、その形状はこれに限定されるものではなく、適宜、選択することができる。尚、上下方向に圧縮された際に先端部が拡径し易いように、根元にくびれ状の係合凹部４ｄを有するものが好適に用いられる。
また、第２部材５ｂの嵌合凹部８ａは溝状（凹条）に形成することもでき、その場合、押し出し加工や引き抜き加工を行うことにより、簡便に周壁部の先端部を嵌合凹部の内側に傾斜或いは湾曲（屈曲）させた形状を得ることができる。
【００２９】
実施の形態２のスポット溶接材は、以下の作用を有する。
（１）第１部材の嵌合突部が第２部材の嵌合凹部に嵌合され、第１部材が嵌合突部の外周面に形設された係合凹部を備え、第２部材が嵌合凹部の周壁部の少なくとも一部を嵌合凹部の内側に変形させて第１部材の係合凹部に係合された嵌着部を有するので、第１部材に対して第２部材を強固に嵌着することができ、第１部材から第２部材が脱落することがなく、均一で安定した機械的強度を得ることができ、耐久性、長寿命性に優れる。
（２）第１部材の基部が一方の金属部材と溶接される第１接合面を有し、第２部材が第１部材の基部と反対側で他方の金属部材と溶接される第２接合面を有するので、直接溶接できない２つの金属部材同士を簡便かつ確実に溶接することができ、施工性に優れる。
（３）第１部材の嵌合突部を第２部材の嵌合凹部に挿入し、第２部材の嵌合凹部の周壁部の少なくとも一部をかしめなどにより嵌合凹部の内側に変形させるだけで、第１部材の係合凹部に係合する嵌着部を形成して第１部材と第２部材を一体化することができるので、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで、量産性、材料選択の自在性に優れる。
（４）第１部材の嵌合突部の先端部を第２部材の嵌合凹部の内部で圧縮拡径して嵌着部に係合させた拡径部を有することにより、嵌着部と拡径部を確実に係合させてより強固に固定することができ、固定の安定性、確実性、耐久性に優れる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、簡単な構成で、部品点数、加工工数が少なく、製造工程を簡素化することができ、高歩留まりで量産性に優れ、材料選択の自在性に優れると共に、機械的強度を大幅に向上させ、直接溶接できない金属部材同士を確実かつ強固に接合することができる接合強度の安定性と均一性、耐久性に優れたスポット溶接材の提供を行って、従来の溶接では強固に接合できなかった異種金属間の確実な接合を実現することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１，１ａ スポット溶接材
２，２ａ，２ｂ 第１部材
３ 基部
３ａ 第１接合面
４，４Ａ，４Ｂ 嵌合突部
４ａ 圧着部
４ｂ 先端部
４ｃ 拡径部
４ｄ 係合凹部
５，５ａ，５ｂ 第２部材
６ａ 第２接合面
６ｂ 嵌合孔部
６ｃ テーパ部
７ 溶接用突起
８ａ 嵌合凹部
８ｂ 周壁部
８ｃ 嵌着部
８ｄ，８ｅ 先端部
８ｆ 底面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材質の異なる２つの金属部材の溶接に用いられるスポット溶接材であって、
（ａ）一方の前記金属部材と溶接される第１接合面を有する基部と、前記基部の前記第１接合面と反対側に突出した嵌合突部と、を備えた第１部材と、
（ｂ）前記第１部材の前記嵌合突部が嵌合される嵌合孔部と、前記第１部材の前記基部と反対側で他方の前記金属部材と溶接される第２接合面と、を備え、前記第１部材に嵌着された第２部材と、
を有し、
前記第１部材が、前記嵌合突部の先端部を前記第２部材の前記第２接合面側で圧縮拡径して前記嵌合孔部の周縁に係合させた圧着部を備えたことを特徴とするスポット溶接材。
【請求項２】
前記第２部材が、前記第２接合面に前記第１部材の前記圧着部より突出して形設された溶接用突起を備えたことを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接材。
【請求項３】
材質の異なる２つの金属部材の溶接に用いられるスポット溶接材であって、
（ａ）一方の前記金属部材と溶接される第１接合面を有する基部と、前記基部の前記第１接合面と反対側に突出した嵌合突部と、を備えた第１部材と、
（ｂ）前記第１部材の前記嵌合突部が嵌合される嵌合凹部と、前記第１部材の前記基部と反対側で他方の前記金属部材と溶接される第２接合面と、を備え、前記第１部材に嵌着された第２部材と、
を有し、
前記第１部材が、前記嵌合突部の外周面に形設された係合凹部を備え、前記第２部材が、前記嵌合凹部の周壁部の少なくとも一部を前記嵌合凹部の内側に変形させて前記第１部材の前記係合凹部に係合された嵌着部を備えたことを特徴とするスポット溶接材。
【請求項４】
前記第１部材の前記嵌合突部の先端部を前記第２部材の前記嵌合凹部の内部で圧縮拡径して前記嵌着部に係合させた拡径部を備えたことを特徴とする請求項３に記載のスポット溶接材。
【請求項１】
材質の異なる２つの金属部材の溶接に用いられるスポット溶接材であって、
（ａ）一方の前記金属部材と溶接される第１接合面を有する基部と、前記基部の前記第１接合面と反対側に突出した嵌合突部と、を備えた第１部材と、
（ｂ）前記第１部材の前記嵌合突部が嵌合される嵌合孔部と、前記第１部材の前記基部と反対側で他方の前記金属部材と溶接される第２接合面と、を備え、前記第１部材に嵌着された第２部材と、
を有し、
前記第１部材が、前記嵌合突部の先端部を前記第２部材の前記第２接合面側で圧縮拡径して前記嵌合孔部の周縁に係合させた圧着部を備えたことを特徴とするスポット溶接材。
【請求項２】
前記第２部材が、前記第２接合面に前記第１部材の前記圧着部より突出して形設された溶接用突起を備えたことを特徴とする請求項１に記載のスポット溶接材。
【請求項３】
材質の異なる２つの金属部材の溶接に用いられるスポット溶接材であって、
（ａ）一方の前記金属部材と溶接される第１接合面を有する基部と、前記基部の前記第１接合面と反対側に突出した嵌合突部と、を備えた第１部材と、
（ｂ）前記第１部材の前記嵌合突部が嵌合される嵌合凹部と、前記第１部材の前記基部と反対側で他方の前記金属部材と溶接される第２接合面と、を備え、前記第１部材に嵌着された第２部材と、
を有し、
前記第１部材が、前記嵌合突部の外周面に形設された係合凹部を備え、前記第２部材が、前記嵌合凹部の周壁部の少なくとも一部を前記嵌合凹部の内側に変形させて前記第１部材の前記係合凹部に係合された嵌着部を備えたことを特徴とするスポット溶接材。
【請求項４】
前記第１部材の前記嵌合突部の先端部を前記第２部材の前記嵌合凹部の内部で圧縮拡径して前記嵌着部に係合させた拡径部を備えたことを特徴とする請求項３に記載のスポット溶接材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２４０３４５（Ｐ２０１１−２４０３４５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１１５５１（Ｐ２０１０−１１１５５１）
【出願日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【出願人】（３０５００９２３４）伸興テクノ株式会社 (3)
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【出願人】（３０５００９２３４）伸興テクノ株式会社 (3)
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