异种材料接合用铆钉、异种材料接合用构件、异种材料接合体的制造方法以及异种材料接合体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及异种材料接合用铆钉、异种材料接合用构件、异种材料接合体的制造方法以及异种材料接合体。
【背景技术】
[0002]近年来，在制造汽车、铁路车辆等的构造体时，研究将以往使用的钢材的一部分换为铝、镁等轻合金。由此，能够实现车身的轻型化。为此，需要进行轻合金与钢材的异种材料接合。
[0003]作为异种材料接合的方法，能够列举出点焊、基于螺栓的接合、基于铆钉的接合、以及使用粘合剂进行的接合等。其中，在使用钢制的铆钉对轻合金进行铆接固定并且对铆钉与钢材进行点焊的方法中，为了能够实现稳固的异种材料接合，因此针对铆钉的改良进行了各种研究。
[0004]例如，在专利文献I中，公开了利用设置在铆钉的头部之下的突起部固定被接合材料的技术。根据该技术，能够防止固定后的铆钉与被接合材料的偏移。另外，在专利文献2中，公开了轴部的前端面形成为内侧部分比周缘部隆起的形状的异种材料接合用铆钉。根据该技术，能够使焊接时的来自电极的电流尽可能地靠近铆钉的轴中央附近流动。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:德国专利申请公开第4237361号说明书
[0008]专利文献2:日本特开2010 - 207898号公报
[0009]然而，在专利文献I所记载的铆钉中，由于使突起部刺入被接合材料进行固定，因此，在铆钉的刺入部位附近，被接合材料的塑性流动受到阻碍。由此，难以将被接合材料铆接紧固于铆钉。此外，在进行点焊时，在电极的目标位置从铆钉中心向外侧偏离的情况下，点焊的熔核以偏离铆钉中心的方式形成，在被接合材料采用熔点比铆钉低的材质的情况下，被接合材料容易产生软化。在此基础上，因电极的加压而使铆钉的突起部向软化的被接合材料陷入，形成铆钉的轴相对于垂直状态大幅倾斜的状态。其结果是，铆钉的头部朝向被接合材料的咬入局部偏离。另外，在其相反侧的咬入部分产生薄壁化，铆钉与被接合材料的接合强度显著降低。此外，铆钉为了按压被接合材料而需要在头部形成平坦部，另外，从接合体的外观等观点来看，理想的是尽量使头部的厚度较薄(0.5?3_，优选为0.8?2mm)。但是，从生产成本的观点考虑，优选通过锻造来形成铆钉，但是在锻造铆钉时，存在难以在头部形成平坦部并且使头部的厚度变薄的问题。
[0010]另外，在专利文献2所记载的技术中，也存在如下问题:若在进行点焊时电极的目标位置大幅偏离铆钉中心，则因被接合材料的软化状态而使铆钉倾斜，使得铆钉与被接合材料的接合强度容易降低。如此，以往的铆钉在提高异种材料的接合强度的方面存在不足。
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]因此，本发明的目的在于，提供能够在头部形成平坦部且能够使头部的厚度变薄、并且能够提高异种材料接合体的接合强度的异种材料接合用铆钉、异种材料接合用构件、使用了异种材料接合用铆钉的异种材料接合体以及该异种材料接合体的制造方法。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]为了解决上述课题，本发明的发明人进行了深入研究，其结果是完成了本发明，提供一种异种材料接合用铆钉，具备:轴部，其插入到第一被接合材料内，该轴部的前端焊接在材料种类与所述第一被接合材料不同的第二被接合材料；以及板状的头部，其设置于所述轴部的在轴向上与所述前端相反一侧的基端，在所述头部上形成有:第一倒角部，其位于与所述第一被接合材料相接的面的外缘；环状槽，其位于与所述第一被接合材料相接的面的所述轴部周围；以及平坦部，其位于与所述第一被接合材料相接的面的所述第一倒角部与所述环状槽之间，所述异种材料接合用铆钉由与所述第二被接合材料同种的材料构成。
[0015]由于该异种材料接合用铆钉在头部设置有第一倒角部，因此即便在进行点焊时，在电极与铆钉之间产生位置偏移、即电极的目标位置的偏移，也能抑制头部向第一被接合材料内倾斜并刺入。此外，该异种材料接合用铆钉不需要采用使头部的外缘部的厚度增厚的结构。
[0016]另外，该异种材料接合用铆钉也可以构成为，在所述环状槽的外缘形成有第二倒角部。在这种情况下，所述第二倒角部也可以是曲面部或者斜面倒角部。
[0017]另外，所述第一倒角部也可以是曲面部或者斜面倒角部。
[0018]另外，本发明提供一种异种材料接合用构件，具有:所述的异种材料接合用铆钉；以及插入有该异种材料接合用铆钉的所述第一被接合材料，所述头部与所述第一被接合材料相接，将所述轴部向所述第一被接合材料插入至所述轴部的所述前端从所述第一被接合材料突出的位置，通过所述头部的所述平坦部来按压所述第一被接合材料，并且所述第一被接合材料向所述环状槽进行塑性流动，从而使所述异种材料接合用铆钉铆接固定于所述第一被接合材料。
[0019]另外，本发明提供一种异种材料接合体的制造方法，包括以下工序:将所述的异种材料接合用铆钉的所述头部与所述第一被接合材料相接，使所述轴部向所述第一被接合材料插入至所述轴部的所述前端从所述第一被接合材料突出的位置，通过所述头部的所述平坦部来按压所述第一被接合材料，并且使所述第一被接合材料向所述环状槽塑性流动，从而使所述异种材料接合用铆钉铆接固定于所述第一被接合材料；使铆接固定有所述异种材料接合用铆钉的所述第一被接合材料与所述第二被接合材料重叠；以及对所述第二被接合材料与所述异种材料接合用铆钉进行点焊。
[0020]也可以是，在该制造方法中的对所述第二被接合材料与所述异种材料接合用铆钉进行点焊的工序中，一边通过电极对所述异种材料接合用铆钉的所述头部进行加压，一边向所述第二被接合材料与所述异种材料接合用铆钉通电，由此一边对所述轴部的所述前端与所述第二被接合材料进行焊接，一边将所述轴部的前端区域从轴中心向外缘方向扩宽。
[0021]另外，本发明提供一种通过所述的异种材料接合体的制造方法而制造的异种材料接合体。
[0022]发明效果
[0023]根据本发明，能够在头部形成平坦部且使头部的厚度变薄，并且能够提高异种材料接合体的接合强度。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的第一实施方式的异种材料接合用铆钉的立体图。
[0025]图2是第一实施方式的异种材料接合用铆钉的轴向剖视图。
[0026]图3A是示出第一倒角部为曲面部的情况的轴向剖视图。
[0027]图3B是示出第一倒角部为斜面倒角部的情况的轴向剖视图。
[0028]图4A是示出使用第一实施方式的异种材料接合用铆钉进行点焊的状态的轴向剖视图。
[0029]图4B是示出使用第一实施方式的异种材料接合用铆钉进行点焊的状态的轴向剖视图。
[0030]图4C是示出使用相关技术的异种材料接合用铆钉进行点焊的状态的轴向剖视图。
[0031]图4D是示出使用相关技术的异种材料接合用铆钉进行点焊的状态的轴向剖视图。
[0032]图5A是利用被膜覆盖第一实施方式的异种材料接合用铆钉的一部分的工序的说明图。
[0033]图5B是利用被膜覆盖第一实施方式的异种材料接合用铆钉的一部分的工序的说明图。
[0034]图5C是利用被膜覆盖第一实施方式的异种材料接合用铆钉的一部分的工序的说明图。
[0035]图6是从第一实施方式的异种材料接合用铆钉局部去除被膜的工序的说明图。
[0036]图7A是第一实施方式的异种材料接合用铆钉的仰视图。
[0037]图7B是异种材料接合用铆钉的仰视图。
[0038]图7C是异种材料接合用铆钉的仰视图。
[0039]图7D是异种材料接合用铆钉的仰视图。
[0040]图7E是异种材料接合用铆钉的仰视图。
[0041]图8A是第一实施方式的异种材料接合用铆钉的俯视图。
[0042]图8B是异种材料接合用铆钉的俯视图。
[0043]图8C是异种材料接合用铆钉的俯视图。
[0044]图8D是异种材料接合用铆钉的俯视图。
[0045]图9A是异种材料接合用铆钉的轴向剖视图。
[0046]图9B是异种材料接合用铆钉的轴向剖视图。
[0047]图9C是异种材料接合用铆钉的轴向剖视图。
[0048]图9D是异种材料接合用铆钉的轴向剖视图。
[0049]图9E是异种材料接合用铆钉的轴向剖视图。
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