JP6260592B2 - 異種材接合構造及び異種材接合体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、異種材接合構造及び異種材接合体の製造方法に関する。

異種材同士を接合する技術が知られている（特許文献１〜特許文献３参照）。例えば、下記特許文献１には、鋼製のピアスメタルを用いて鋼製部材とアルミニウム合金部材とを接合する発明が開示されている。簡単に説明すると、この発明のピアスメタルは、円柱状の軸部を備えると共に、この軸部の軸線方向一端側に当該軸部よりも径が大きい円板状の頭部を一体に備えている。このピアスメタルは、その軸部がアルミニウム合金部材に打ち込まれることで、軸部がアルミニウム合金部材に貫通孔を形成すると共に頭部がアルミニウム合金部材の表面に接触する。そして、そのように打ち込まれたピアスメタルがかしめられた後に、ピアスメタルの軸部の先端部と鋼製部材とがスポット溶接で接合されることで、鋼製部材とアルミニウム合金部材とがピアスメタルを介して接合されている。

この先行技術では、その製造時にピアスメタルの円柱状の軸部でアルミニウム合金部材を打ち抜くことになるので、ピアスメタルの軸部の外周面とアルミニウム合金部材の貫通孔の内周面とが接した構造になる。このため、例えば塗装乾燥工程等における加熱時に、鋼製部材とアルミニウム合金部材との線膨張差に起因して両部材間に伸びの違いが生じると、ピアスメタルの軸部及びアルミニウム合金部材の貫通孔に荷重が作用するが、加熱時における鋼製部材とアルミニウム合金部材との線膨張差は比較的小さいため、鋼製部材とアルミニウム合金部材との接合状態は良好に維持される。

特開２０１３−２２６２２号公報 特開２０１３−１３３０４４号公報 特開２００５−３０８１１６号公報

ところで、上記特許文献１に記載された先行技術における接合対象は、いずれも金属製部材であるが、軽量化の観点等から金属製部材と樹脂製部材とを接合するニーズがある。しかしながら、加熱時における金属製部材と樹脂製部材との線膨張差は、加熱時における異種の金属製部材同士の線膨張差よりも大きい場合が多いので、前記先行技術のような形状のピアスメタル（鋲）を用いて金属製部材と樹脂製部材とを接合する構造では、加熱時に金属製部材と樹脂製部材との接合状態を良好に維持する点において改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して、鋲を用いて金属製の被接合部材と樹脂製の被接合部材とを接合しても加熱時に金属製の被接合部材と樹脂製の被接合部材との接合状態を良好に維持することができる異種材接合構造及び異種材接合体の製造方法を得ることが目的である。

請求項１に記載する本発明の異種材接合構造は、樹脂製とされ、貫通した孔部が形成された板状の第一被接合部材と、金属製とされ、前記孔部及びその外周部に対向配置された部位を備える板状の第二被接合部材と、前記孔部の内側に配置されて前記第一被接合部材の板厚方向を軸線方向とする軸状部と、前記軸状部の軸線方向一端側に一体に形成されて前記孔部の外側に配置された頭部と、を備え、前記頭部の一部を構成する鍔部が前記第一被接合部材の表面と接触すると共に、前記軸状部の軸線方向他端側の端部が溶接部を介して前記第二被接合部材に接合され、前記鍔部が前記第二被接合部材との間に前記第一被接合部材を挟んだ金属製の鋲と、を有し、前記軸状部は、前記頭部の中心部から延出した短柱状の軸部と、前記軸部に連続して形成され、径寸法が前記軸部の径寸法よりも大きく設定された拡径部を有すると共に、前記溶接部を介して前記第二被接合部材に接合されたパンチ部と、を備え、前記孔部は、前記軸部の外周側に設定されて内径寸法が前記拡径部の径寸法と同等に設定された孔小径部と、前記パンチ部の外周側に設定されて内径寸法が前記拡径部の径寸法よりも大きく設定された孔大径部と、を備え、前記孔部の内周面と前記軸状部の外周面との間には全周に亘って当該軸状部の径方向に隙間が設定されている。

上記構成によれば、金属製の鋲の鍔部が樹脂製の第一被接合部材の表面と接触すると共に、鋲の軸状部が第一被接合部材の孔部の内側に配置されかつ当該軸状部のパンチ部が溶接部を介して金属製の第二被接合部材に接合され、鍔部が第二被接合部材との間に第一被接合部材を挟んでいる。

ここで、軸状部のパンチ部は、鋲の頭部から延出した軸部（軸状部の一部）に連続して形成され、径寸法が軸部の径寸法よりも大きく設定された拡径部を有しており、孔部の一部で軸部の外周側に設定された孔小径部は、内径寸法が拡径部の径寸法と同等に設定されている。すなわち、孔小径部の内径寸法は、軸部の径寸法よりも大きく設定されている。また、孔部の他の一部でパンチ部の外周側に設定された孔大径部は、内径寸法が拡径部の径寸法よりも大きく設定されている。そして、孔部の内周面と軸状部の外周面との間には全周に亘って当該軸状部の径方向に隙間が設定されているので、加熱時に樹脂製の第一被接合部材と金属製の第二被接合部材との線膨張差に起因して両部材間に軸状部の径方向に沿った伸びの違いが生じても、前記隙間で伸びの違いが吸収される。このため、前記伸びの違いに起因した軸状部及び孔部への荷重入力を防止又は抑制することができる。

請求項２に記載する本発明の異種材接合構造は、請求項１に記載の構成において、前記第一被接合部材は、一般部と、前記一般部から前記第二被接合部材の側に突出し、前記孔大径部が形成される部位を含んで構成され、前記孔大径部における前記第二被接合部材の側の開口端の外周側に全周に亘って座面部が形成されると共に、前記座面部が前記第二被接合部材に面接触する突出部と、を備えた繊維強化樹脂製の部材とされ、前記鍔部は、前記軸状部の軸線方向に見て前記座面部の全部と重なるように設定されている。

上記構成によれば、第一被接合部材は繊維強化樹脂製となっているので、強化繊維の異方性に起因して反りが生じる。しかしながら、第一被接合部材には一般部から第二被接合部材の側に突出した突出部が形成されると共に、突出部には第二被接合部材に面接触する座面部が形成されているので、このような突出部が形成されない構造に比べて反りの影響を抑えられ、第二被接合部材に対して第一被接合部材を精度良く面接触させることができる。

一方、突出部には孔小径部よりも内径寸法が大きく設定された孔大径部が形成されているので、座面部は、例えば孔大径部が形成されない対比構造と比べて鋲の軸線（中心軸）から離れた位置に設定される。これに対して、鋲の鍔部は、軸状部の軸線方向に見て第一被接合部材の座面部の全部と重なるように設定されているので、座面部が鋲の軸線から離れた位置に設定されていても、第一被接合部材に対しては、鋲の軸状部の外周側の全周に亘って鍔部と第二被接合部材との間で軸状部の軸線方向に沿った方向の締結力を良好に作用させることができる。

請求項３に記載する本発明の異種材接合体の製造方法は、短柱状の軸部と、前記軸部の軸線方向一端側に一体に形成されて径寸法が前記軸部の径寸法よりも大きく設定された頭部と、前記軸部の軸線方向他端側に一体に形成されて径寸法が前記軸部の径寸法よりも大きくかつ前記頭部の径寸法よりも小さく設定された拡径部を有するパンチ部と、を備えた鋲を用いて、樹脂製で板状とされて凹部が形成されると共に前記凹部の内径寸法が前記拡径部の径寸法よりも大きくかつ前記頭部の径寸法よりも小さく設定された第一被接合部材と、金属製で板状の第二被接合部材と、を接合する異種材接合体の製造方法であって、前記第一被接合部材に対して前記凹部の形成面とは反対側の表面から前記凹部の内側中央部へ前記パンチ部を貫通させて前記頭部の一部を構成する鍔部を前記第一被接合部材の前記表面に接触させる第一工程と、前記第一工程の後に、前記第二被接合部材を前記第一被接合部材に対して前記凹部の形成面の側に対向配置させて前記鋲の前記鍔部と前記第二被接合部材との間に前記第一被接合部材を挟みながら前記鋲の前記パンチ部の端部を前記第二被接合部材に溶接する第二工程と、を有する。

上記構成によれば、第一工程では、第一被接合部材に対して凹部の形成面とは反対側の表面から凹部の内側中央部へ鋲のパンチ部を貫通させて鋲の頭部の一部を構成する鍔部を第一被接合部材の表面に接触させる。ここで、鋲は、パンチ部と頭部とが軸部によって繋がれ、パンチ部は、その拡径部の径寸法が短柱状の軸部の径寸法よりも大きく設定されているので、第一被接合部材においてパンチ部に貫通された孔部分の内周面と、鋲の軸部との間には、軸部の外周側の全周に亘って隙間が形成される。また、凹部の内径寸法は、鋲の拡径部の径寸法よりも大きく設定されているので、鋲のパンチ部の外周側にはその全周に亘って隙間が形成される。

第一工程の後の第二工程では、第二被接合部材を第一被接合部材に対して凹部の形成面の側に対向配置させて鋲の鍔部と第二被接合部材との間に第一被接合部材を挟みながら鋲のパンチ部の端部を第二被接合部材に溶接する。ここで、鍔部を備えた頭部の径寸法は、パンチ部の拡径部の径寸法及び凹部の内径寸法のいずれよりも大きく設定されているので、第一被接合部材に対しては、鋲の軸部及びパンチ部の外周側の全周に亘って鍔部と第二被接合部材との間で鋲の軸線方向に沿った方向の締結力を作用させることができる。以上により、鋲を用いて第一被接合部材と第二被接合部材とを接合することができる。

そして、製造された異種材接合体が加熱された場合、樹脂製の第一被接合部材と金属製の第二被接合部材との線膨張差に起因して両部材間に軸部の径方向に沿った伸びの違いが生じても、前記隙間で伸びの違いが吸収される。このため、前記伸びの違いに起因した軸部及びパンチ部並びにそれらの外周側の貫通孔への荷重入力を防止又は抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、鋲を用いて金属製の被接合部材と樹脂製の被接合部材とを接合しても加熱時に金属製の被接合部材と樹脂製の被接合部材との接合状態を良好に維持することができるという優れた効果を有する。

本発明の一実施形態に係る異種材接合構造を示す断面図である。 図１の異種材接合構造を備えた異種材接合体の製造方法の工程を示す断面図である。図２（Ａ）は第一工程において第一被接合部材に対して凹部の形成面とは反対側の表面にパンチ部を当てた状態を示す。図２（Ｂ）は第一工程において第一被接合部材の凹部の内側中央部へパンチ部を貫通させて鍔部を第一被接合部材の表面に接触させた状態を示す。図２（Ｃ）は第二工程において鋲のパンチ部の端部を第二被接合部材にスポット溶接した状態を示す。 図２（Ａ）の状態における鋲及び第一被接合部材を斜め下方側から見た状態で示す斜視図である。 図１の異種材接合構造を備えた異種材接合体を加熱した状態を示す断面図である。

本発明の一実施形態に係る異種材接合構造及び異種材接合体の製造方法について図１〜図４を用いて説明する。図１には、本実施形態に係る異種材接合構造１０を鋲１６（詳細後述）の軸線ＣＬに沿って切断した状態の断面図が示されている。

（実施形態の構成）
図１に示されるように、異種材接合構造１０においては、樹脂製で板状の第一被接合部材１２（上板）と、この第一被接合部材１２と対向する部位を備えた金属製で板状の第二被接合部材１４（下板）とが、金属製の鋲１６によって接合されている。この異種材接合構造１０は、樹脂製パネル部材と金属製パネル部材とを接合する種々の構造部に適用することができる。一例として、異種材接合構造１０は、車両の構造部に適用でき、例えば、樹脂製のフロアパネルと金属製のロッカインナパネルとを接合する構造部や樹脂製のフロアパネルと金属製のダッシュパネル（車体客室前壁）とを接合する構造部等に適用することができる。

第一被接合部材１２は、本実施形態では、一例として繊維強化樹脂製の部材とされている。第一被接合部材１２を構成する繊維強化樹脂材は、繊維（強化繊維）を樹脂で固め成る複合材（本実施形態では一例として炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）材）である。この第一被接合部材１２は、例えば車両のフロアパネルに適用可能である。

第一被接合部材１２には、その板厚方向に貫通した孔部２４が形成されている。第一被接合部材１２は、図１に示された形状を、孔部２４の中心軸線（本実施形態では鋲１６の軸線ＣＬと一致する軸線）回りに回転させた形状を有している。より具体的には、第一被接合部材１２は、所定の板厚の一般部２０を備えると共に、この一般部２０から第二被接合部材１４の側に突出した突出部２２を備えている。また、第一被接合部材１２に形成された孔部２４は、一般部２０に形成された孔小径部２６と、突出部２２に形成された孔大径部２８と、を備えている。孔小径部２６及び孔大径部２８は、それぞれ一定の内径寸法に設定されており、孔大径部２８の内径寸法は、孔小径部２６の内径寸法よりも大きく設定されている。また、孔小径部２６の内周面と孔大径部２８の内周面とは、孔部２４の貫通方向に直交する接続面２７によって繋がれている。

突出部２２には、孔大径部２８における第二被接合部材１４の側の開口端２８Ａの外周側に全周に亘って座面部２２Ａが形成されており、この座面部２２Ａは環状に形成されて（図３参照）第二被接合部材１４に面接触している。また、突出部２２の外径寸法は、一般部２０の側から第二被接合部材１４の側へ向けて徐々に小さくなるように設定されている。

第二被接合部材１４は、本実施形態では、一例としてアルミニウム合金製の部材とされている。第二被接合部材１４は、第一被接合部材１２の孔部２４及びその外周部に対向配置された部位を備えている。この第二被接合部材１４は、例えば車両のロッカインナパネルやダッシュパネルに適用可能である。

一方、鋲１６は、第二被接合部材１４と溶接可能な材料で構成されている。鋲１６は、図１に示された形状をその軸線ＣＬ回りに回転させた形状に形成されており（図３参照）、軸状部３０及び頭部３６を備えている。軸状部３０は、第一被接合部材１２の孔部２４の内側に配置され、第一被接合部材１２の板厚方向を軸線方向としている。なお、鋲１６の軸線方向と軸状部３０の軸線方向は一致している。また、頭部３６は、軸状部３０の軸線方向一端側（図中では上端側）において軸状部３０と一体に形成され、孔部２４の外側に配置されている。この頭部３６は、円板状の部位とされ、軸状部３０に連続する中心部３６Ａを備えると共に、中心部３６Ａから鍔状に延出された鍔部３６Ｂを備えている。

また、鋲１６は、頭部３６の一部を構成する鍔部３６Ｂが第一被接合部材１２の表面１２Ｘと面接触すると共に、軸状部３０の軸線方向他端側（図中では下端側）の端部がスポット溶接部１８（打点を「×」印で示す。）を介して第二被接合部材１４に接合され、鍔部３６Ｂが第二被接合部材１４との間に第一被接合部材１２を挟んでいる。また、鍔部３６Ｂは、軸状部３０の軸線方向に見て第一被接合部材１２の座面部２２Ａの全部と重なるように設定されている。なお、本実施形態では、一例として、頭部３６の径寸法は、座面部２２Ａの外周端で形成される円形状の径寸法と同等に設定されている。

鋲１６の軸状部３０は、軸部３２とパンチ部３４とを備えている。軸部３２は、鋲１６の頭部３６の中心部３６Ａから軸状部３０の軸線方向に沿って延出した短円柱状に形成されている。軸部３２の径寸法は、頭部３６の径寸法よりも小さく設定されている。また、パンチ部３４は、軸部３２に対して頭部３６の側とは反対側に連続して一体に形成されている。

このパンチ部３４は、拡径部３４Ａと先細り部３４Ｂとを有している。拡径部３４Ａは、軸部３２に連続して形成され、径寸法が一定で軸部３２の径寸法よりも大きくかつ頭部３６の径寸法よりも小さく設定されている。また、先細り部３４Ｂは、拡径部３４Ａに対して軸部３２の側とは反対側に連続して形成され、拡径部３４Ａの側とは反対側に向かうに従って径が徐々に縮小されている。この先細り部３４Ｂの先端面は、円形状とされた被接合面３４Ｃとされ、被接合面３４Ｃは、スポット溶接部１８を介して第二被接合部材１４に接合されている。本実施形態ではパンチ部３４における被接合面３４Ｃの径寸法は、軸部３２の径寸法よりも若干小さく設定されている。

ここで、前述した第一被接合部材１２の孔部２４と鋲１６の軸状部３０等との関係について説明する。まず、孔部２４の一部を構成する孔小径部２６は、軸部３２の外周側に設定され、内径寸法が拡径部３４Ａの径寸法と同等に設定されている。また、孔部２４の一部を構成する孔大径部２８は、パンチ部３４の外周側に設定され、内径寸法が拡径部３４Ａの径寸法よりも大きくかつ頭部３６の径寸法よりも小さく設定されている。そして、孔部２４の内周面と軸状部３０の外周面との間には全周に亘って当該軸状部３０の径方向に隙間３８が設定されている。また、本実施形態では、軸部３２と孔小径部２６との間における軸状部３０の径方向の隙間寸法と、拡径部３４Ａと孔大径部２８との間における軸状部３０の径方向の隙間寸法とは、同等の寸法に設定されている。

なお、突出部２２に形成された環状の座面部２２Ａは、その半径方向内側の端縁から半径方向外側の端縁までの寸法Ｘが、孔部２４と軸状部３０との間における軸状部３０の径方向の隙間寸法の最小値よりも大きく設定されている。

（異種材接合体の製造方法及び作用・効果）
次に、上述した異種材接合構造１０を備えた構造体である異種材接合体１０Ａの製造方法について説明すると共に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、異種材接合体１０Ａ（図２（Ｃ）参照）の製造方法の第一工程が示され、図３には、図２（Ａ）の状態における鋲１６及び第一被接合部材１２を斜め下方側から見た状態の斜視図が示されている。また、図２（Ｃ）には、異種材接合体１０Ａの製造方法の第二工程が示されている。

図２（Ａ）及び図３に示されるように、第一被接合部材１２と第二被接合部材１４（図２（Ｃ）参照）とが接合される前の状態における第一被接合部材１２は、図１に示される孔小径部２６が形成されていない。なお、以下の説明及び図面においては、第一被接合部材１２に孔小径部２６が形成されていない状態の第一被接合部材についても符号１２を付す。また、図３では、孔小径部２６（図１参照）の形成予定位置２６Ｐを二点鎖線で示す。図２（Ａ）及び図３に示されるように、第二被接合部材１４（図２（Ｃ）参照）に接合される前の状態の第一被接合部材１２には、突出部２２に凹部４０が形成されている。凹部４０は、前述した孔大径部２８（図１参照）の形成位置に形成されている。凹部４０の内径寸法は、鋲１６の拡径部３４Ａの径寸法よりも大きくかつ鋲１６の頭部３６の径寸法よりも小さく設定されている。

図２（Ａ）に示されるように、第一工程では、第一被接合部材１２は、座面部２２Ａが円筒状の支持台４２によって支持される。第一被接合部材１２の上方側には、第一被接合部材１２の凹部４０の内側中央部の直上側（締結位置の直上側）にパンチ部３４を向けた鋲１６が配置され、鋲１６がポンチ４４によって上方側から押圧される（矢印ｆ参照）。すなわち、第一工程では、第一被接合部材１２に対して凹部４０の形成面１２Ｙとは反対側の表面１２Ｘからパンチ部３４を打ち込んで図２（Ｂ）に示されるように凹部４０の内側中央部へパンチ部３４を貫通させて第一被接合部材１２に孔小径部２６を形成すると共に鋲１６の鍔部３６Ｂを第一被接合部材１２の表面１２Ｘに面接触させる。なお、図２（Ｂ）では鋲１６のパンチ部３４によって第一被接合部材１２から打ち抜かれた部分を符号１２Ａで示している。

この第一工程によって、鋲１６を配置するための貫通孔を事前に形成しておく必要がなく、また、鋲１６は第一被接合部材１２の表面１２Ｘに支持されて仮止めされる。また、第一工程によって第一被接合部材１２においてパンチ部３４によって貫通された孔小径部２６の内周面と、鋲１６の軸部３２との間には、軸部３２の外周側の全周に亘って隙間が形成される。また、凹部４０の内径寸法は、鋲１６の拡径部３４Ａの径寸法よりも大きく設定されているので、鋲１６のパンチ部３４の外周側にはその全周に亘って隙間が形成される。

次に、第一工程の後の第二工程では、支持台４２を第一被接合部材１２から離間する方向に退避させると共に、ポンチ４４を鋲１６から離間する方向に退避させた後、図２（Ｃ）に示されるように、第二被接合部材１４を第一被接合部材１２に対して凹部４０の形成面１２Ｙの側に対向配置させる。そして、この第二工程では、鋲１６の頭部３６の中心部３６Ａ、軸状部３０及び第二被接合部材１４を挟み込むように一対の電極４６、４８が配置され、鋲１６の鍔部３６Ｂと第二被接合部材１４との間に第一被接合部材１２を挟み込みながら一対の電極４６、４８間に通電させることで、鋲１６のパンチ部３４の端部を第二被接合部材１４にスポット溶接する。

ここで、鍔部３６Ｂを備えた頭部３６の径寸法は、パンチ部３４の拡径部３４Ａの径寸法及び凹部４０の内径寸法のいずれよりも大きく設定されている。したがって、第一被接合部材１２に対しては、鋲１６の軸部３２及びパンチ部３４の外周側の全周に亘って鍔部３６Ｂと第二被接合部材１４との間で鋲１６の軸線方向に沿った方向の締結力を作用させることができる。なお、この第二工程の後には、電極４６を鋲１６から離間する方向に退避させると共に電極４８を第二被接合部材１４から離間する方向に退避させる。

以上により、樹脂製の第一被接合部材１２と金属製の第二被接合部材１４とを鋲１６を用いて接合することができる。すなわち、本実施形態に係る異種材接合体１０Ａが製造される。

上述した製造方法により製造された異種材接合構造１０を備える異種材接合体１０Ａでは、図１に示されるように、第一被接合部材１２の孔部２４の内周面と鋲１６の軸状部３０の外周面との間には全周に亘って当該軸状部３０の径方向に隙間３８が設定されている。このため、例えば車両の塗装乾燥工程等における加熱時に第一被接合部材１２と第二被接合部材１４との線膨張差に起因して両部材間に軸状部３０の径方向に沿った伸びの違いが生じても、図４に示されるように、隙間３８で伸びの違いが吸収される。このため、前記伸びの違いに起因した軸状部３０及び孔部２４への荷重入力を防止又は抑制することができる。

図４について補足説明すると、加熱によって金属製の第二被接合部材１４が繊維強化樹脂製の第一被接合部材１２に対して図中左側へ相対的に伸びることで、第二被接合部材１４に接合された鋲１６が第一被接合部材１２に対して図中左側に相対移動している。しかしながら、第一被接合部材１２の孔部２４の内周面に対する鋲１６の軸状部３０の相対移動量が加熱前の隙間３８の（図中左右方向の）最短の長さより短いと、孔部２４の内周面への鋲１６の軸状部３０の当接が防止され、軸状部３０及び孔部２４への荷重入力が防止される。また、仮に第一被接合部材１２の孔部２４の内周面に対する鋲１６の軸状部３０の相対移動量が加熱前の隙間３８の（図中左右方向の）最短の長さと同等の場合、孔部２４の内周面に鋲１６の軸状部３０は当接するものの軸状部３０及び孔部２４への荷重入力は抑制される。

ところで、図１に示される異種材接合構造１０を備える異種材接合体１０Ａでは、第一被接合部材１２は繊維強化樹脂製となっているので、強化繊維の異方性に起因して反りが生じる。しかしながら、第一被接合部材１２には一般部２０から第二被接合部材１４の側に突出した突出部２２が形成されると共に、突出部２２には第二被接合部材１４に面接触する座面部２２Ａが形成されているので、このような突出部２２が形成されない構造に比べて反りの影響を抑えられ、第二被接合部材１４に対して第一被接合部材１２を精度良く面接触させることができる。

一方、突出部２２には孔小径部２６よりも内径寸法が大きく設定された孔大径部２８が形成されているので、座面部２２Ａは、例えば孔大径部２８が形成されない対比構造と比べて鋲１６の軸線ＣＬから離れた位置に設定される。これに対して、本実施形態では、鋲１６の鍔部３６Ｂは、軸状部３０の軸線方向に見て第一被接合部材１２の座面部２２Ａの全部と重なるように設定されているので、座面部２２Ａが鋲１６の軸線ＣＬから離れた位置に設定されていても、第一被接合部材１２に対しては、鋲１６の軸状部３０の外周側の全周に亘って鍔部３６Ｂと第二被接合部材１４との間で軸状部３０の軸線方向に沿った方向の締結力を良好に作用させることができる。

なお、本実施形態では、鋲１６の鍔部３６Ｂが軸状部３０の軸線方向に見て第一被接合部材１２の座面部２２Ａの全部と重なるように設定されていることに加えて、突出部２２に形成された環状の座面部２２Ａは、その半径方向内側の端縁から半径方向外側の端縁までの寸法Ｘが、孔部２４と軸状部３０との間における軸状部３０の径方向の隙間寸法の最小値よりも大きく設定されている。このため、加熱時に第一被接合部材１２と第二被接合部材１４との間に軸状部３０の径方向に沿った伸びの違いが生じることで、図４に示されるように、鍔部３６Ｂと第一被接合部材１２とが軸状部３０の径方向に沿って相対移動した場合に、仮に軸状部３０の外周面と孔部２４の内周面とが当接した状態（図示省略）になっても、第一被接合部材１２に対しては、鋲１６の軸状部３０の外周側の全周に亘って鍔部３６Ｂと第二被接合部材１４との間で軸状部３０の軸線方向に沿った方向の締結力を作用させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、鋲１６を用いて樹脂製の第一被接合部材１２と金属製の第二被接合部材１４とを接合しても加熱時に樹脂製の第一被接合部材１２と金属製の第二被接合部材１４との接合状態を良好に維持することができる。

また、本実施形態では、第二被接合部材１４と鋲１６との接合を既存の溶接設備で行うことができる。このため、第二被接合部材１４と鋲１６とを接合するための設備を別途設ける必要がないので、そのような設備を別途設ける場合と比べて設備を新設しない分、コストを抑えることができる。

（実施形態の補足説明）
なお、上記実施形態では、第一被接合部材１２が炭素繊維強化樹脂製とされているが、第一被接合部材は、例えば、ガラス繊維強化樹脂製等のような他の繊維強化樹脂製とされてもよいし、強化繊維を含有しない樹脂製とされてもよい。また、上記実施形態では、第二被接合部材１４がアルミニウム合金製とされているが、第二被接合部材１４は、例えば、鋼製等のような他の金属製とされてもよい。

また、上記実施形態では、第一被接合部材１２に突出部２２が形成されているが、例えば、上記実施形態の突出部２２に相当する部位が形成されずに上記実施形態の一般部２０に相当する部位に孔大径部が形成される構成も採リ得る。

また、上記実施形態では、突出部２２の外径寸法は、一般部２０の側から第二被接合部材１４の側へ向けて徐々に小さくなるように設定されているが、突出部（２２）の外径寸法は、突出部（２２）の突出方向の全長に亘って一定に設定されてもよい。

また、上記実施形態では、鋲１６のパンチ部３４は、スポット溶接部１８を介して第二被接合部材１４に接合されているが、鋲のパンチ部は、スポット溶接部以外の溶接部を介して第二被接合部材に接合されていてもよい。

また、上記実施形態の変形例として、パンチ部３４における被接合面３４Ｃの径寸法は、軸部３２の径寸法と同等に設定してもよいし、軸部３２の径寸法よりも大きく設定してもよい。

また、上記実施形態では、鋲１６の頭部３６の径寸法は、第一被接合部材１２の座面部２２Ａの外周端で形成される円形状の径寸法と同等に設定されているが、鋲の頭部の径寸法が第一被接合部材の座面部の外周端で形成される円形状の径寸法よりも大きく設定される構成も採り得る。なお、そのような構成の場合においては、例えば、鋲の頭部の半径の寸法が、第一被接合部材の座面部の外周端で形成される円形状の半径の寸法と、孔部と軸状部との間における当該軸状部の径方向の隙間寸法の最小値と、を加算した寸法以上の寸法に設定されてもよい。このような構成では、加熱時に第一被接合部材と第二被接合部材との間に軸状部の径方向に沿った伸びの違いが生じることで仮に軸状部の外周面と孔部の内周面とが当接した状態になっても、軸状部の軸線方向に見て鋲の鍔部と第一被接合部材の座面部との重なり量は維持される。

なお、請求項１に記載の「隙間が設定されている」及び請求項２に記載の「前記鍔部は、前記軸状部の軸線方向に見て前記座面部の全部と重なるように設定されている」は、上記実施形態のように通常時（非加熱時）の構成を規定したものである。

なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０ 異種材接合構造
１０Ａ 異種材接合体
１２ 第一被接合部材
１２Ｘ 表面
１２Ｙ 凹部の形成面
１４ 第二被接合部材
１６ 鋲
１８ スポット溶接部（溶接部）
２０ 一般部
２２ 突出部
２２Ａ 座面部
２４ 孔部
２６ 孔小径部
２８ 孔大径部
３０ 軸状部
３２ 軸部
３４ パンチ部
３４Ａ 拡径部
３６ 頭部
３６Ａ 頭部の中心部
３６Ｂ 鍔部
３８ 隙間
４０ 凹部

Claims (3)

1. 樹脂製とされ、貫通した孔部が形成された板状の第一被接合部材と、
   金属製とされ、前記孔部及びその外周部に対向配置された部位を備える板状の第二被接合部材と、
   前記孔部の内側に配置されて前記第一被接合部材の板厚方向を軸線方向とする軸状部と、前記軸状部の軸線方向一端側に一体に形成されて前記孔部の外側に配置された頭部と、を備え、前記頭部の一部を構成する鍔部が前記第一被接合部材の表面と接触すると共に、前記軸状部の軸線方向他端側の端部が溶接部を介して前記第二被接合部材に接合され、前記鍔部が前記第二被接合部材との間に前記第一被接合部材を挟んだ金属製の鋲と、
   を有し、
   前記軸状部は、
   前記頭部の中心部から延出した短柱状の軸部と、
   前記軸部に連続して形成され、径寸法が前記軸部の径寸法よりも大きく設定された拡径部を有すると共に、前記溶接部を介して前記第二被接合部材に接合されたパンチ部と、
   を備え、
   前記孔部は、前記軸部の外周側に設定されて内径寸法が前記拡径部の径寸法と同等に設定された孔小径部と、前記パンチ部の外周側に設定されて内径寸法が前記拡径部の径寸法よりも大きく設定された孔大径部と、を備え、前記孔部の内周面と前記軸状部の外周面との間には全周に亘って当該軸状部の径方向に隙間が設定されている、異種材接合構造。
2. 前記第一被接合部材は、
   一般部と、
   前記一般部から前記第二被接合部材の側に突出し、前記孔大径部が形成される部位を含んで構成され、前記孔大径部における前記第二被接合部材の側の開口端の外周側に全周に亘って座面部が形成されると共に、前記座面部が前記第二被接合部材に面接触する突出部と、
   を備えた繊維強化樹脂製の部材とされ、
   前記鍔部は、前記軸状部の軸線方向に見て前記座面部の全部と重なるように設定されている、請求項１に記載の異種材接合構造。
3. 短柱状の軸部と、前記軸部の軸線方向一端側に一体に形成されて径寸法が前記軸部の径寸法よりも大きく設定された頭部と、前記軸部の軸線方向他端側に一体に形成されて径寸法が前記軸部の径寸法よりも大きくかつ前記頭部の径寸法よりも小さく設定された拡径部を有するパンチ部と、を備えた鋲を用いて、
   樹脂製で板状とされて凹部が形成されると共に前記凹部の内径寸法が前記拡径部の径寸法よりも大きくかつ前記頭部の径寸法よりも小さく設定された第一被接合部材と、金属製で板状の第二被接合部材と、を接合する異種材接合体の製造方法であって、
   前記第一被接合部材に対して前記凹部の形成面とは反対側の表面から前記凹部の内側中央部へ前記パンチ部を貫通させて前記頭部の一部を構成する鍔部を前記第一被接合部材の前記表面に接触させる第一工程と、
   前記第一工程の後に、前記第二被接合部材を前記第一被接合部材に対して前記凹部の形成面の側に対向配置させて前記鋲の前記鍔部と前記第二被接合部材との間に前記第一被接合部材を挟みながら前記鋲の前記パンチ部の端部を前記第二被接合部材に溶接する第二工程と、
   を有する異種材接合体の製造方法。

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