(57)【要約】【課題】板状の部材とパイプ状の部材とを簡易かつ強固に接合するとともに、軽量化することができる接合体および自動車用シートフレームを提供すること。【解決手段】外周に沿って複数の貫通孔が形成される薄板と、一部が薄板に接する基部と、基部の表面であって薄板と接する側の表面に対して突出し、貫通孔に挿通されている突出部とを有する第１部材と、薄板を介して基部と反対側に配置され、第１部材と同じ系統の材料からなる第２部材と、を備え、薄板は、第１部材および第２部材を構成する材料よりも比重の小さい材料からなり、第２部材と、突出部の基部に連なる側と反対側の端部とは、各々の一部が溶融固化して接合されており、第２部材と突出部との接合界面を中心とし、該接合界面に対して直交する方向の３０％の範囲における接合後硬度差が、接合前硬度差に対して９０％以下となっている。【選択図】図３
2019089541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に沿って複数の貫通孔が形成される薄板と、
一部が前記薄板に接する基部と、前記基部の表面であって前記薄板と接する側の表面に対して突出し、前記貫通孔に挿通されている突出部とを有する第１部材と、
前記薄板を介して前記基部と反対側に配置され、前記第１部材と同じ系統の材料からなる第２部材と、
を備え、
前記薄板は、前記第１部材および前記第２部材を構成する材料よりも比重の小さい材料からなり、
前記第２部材と、前記突出部の前記基部に連なる側と反対側の端部とは、各々の一部が溶融固化して接合されており、
前記第２部材と前記突出部との接合界面を中心とし、該接合界面に対して直交する方向の３０％の範囲における硬度の最大値と最小値との差である接合後硬度差が、接合前の前記第１部材の硬度と、接合前の前記第２部材の硬度との差である接合前硬度差に対して９０％以下となっている
ことを特徴とする接合体。
【請求項２】
前記接合後硬度差が、前記接合前硬度差に対して８０％以下となっている
ことを特徴とする請求項１に記載の接合体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の接合体を備えることを特徴とする自動車用シートフレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合体および自動車用シートフレームに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用途において各種部品の軽量化を目的として、鉄系材料のアルミニウム系材料への置き換えが検討されている。アルミニウム系材料は、軽量化に適する一方、すべてをアルミニウム系材料とすると、十分な製品強度を得ることは難しい。そこで、鉄系材料の一部をアルミニウム系材料へ置き換えることが検討されている。鉄系材料をアルミニウム系材料に置き換える際、鉄系材料とアルミニウム系材料との接合が必要となる。
【０００３】
鉄系材料とアルミニウム系材料とを溶接して接合する際、接合強度の低下を引き起こす金属間化合物の生成を抑制する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１、２を参照）。特許文献１では、リベットをアルミニウム系材料にプレスすることによって、このリベットの一部をアルミニウム系材料に貫通させた後、このリベットと鉄系材料とをスポット溶接している。特許文献２では、長尺の部材（ファスナ）に対して複数箇所凹ませることによって突起部を形成し、この突起部を、互いに材料が異なる二つの部材のうちの一方の部材に形成された穴に挿通し、他方の部材の基部に接触させた状態で溶接している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１７−５１０４６４号公報
【特許文献２】特開２０１７−６４７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自動車用のシートフレームでは、アルミニウム系材料からなる板状のパネルに、鉄系材料からなるパイプ部材を接合してシートフレームの強度を確保する技術が採用される。しかしながら、特許文献１が開示する接合技術は、リベットをアルミニウム系材料に貫通させる際、アルミニウム系材料に溶接のための電流が導通して分流が生じるため、十分な接合強度を得るためには大電流が必要となる。さらに、アルミニウム系材料に絶縁性の被膜等が施されている場合には、貫通時に絶縁性の被膜が剥離し、リベットとアルミニウム系材料との間で電蝕が生じるため、結果として接合部の強度が低下する。また、特許文献１は、リベットをアルミニウム系材料に貫通させる工程が必要となり作業工数が増加するという課題があった。したがって、特許文献１が開示する接合技術は、板状の部材と、パイプ状の部材とを接合するには不向きであった。
【０００６】
また、特許文献２は、一方の部材に形成された穴の間隔に合わせて、ファスナに突起部を形成させる必要があり、突起部の形成において高い加工精度が求められる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、板状の部材とパイプ状の部材とを簡易かつ強固に接合するとともに、軽量化することができる接合体および自動用シートフレームを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる接合体は、外周に沿って複数の貫通孔が形成される薄板と、一部が前記薄板に接する基部と、前記基部の表面であって前記薄板と接する側の表面に対して突出し、前記貫通孔に挿通されている突出部とを有する第１部材と、前記薄板を介して前記基部と反対側に配置され、前記第１部材と同じ系統の材料からなる第２部材と、を備え、前記薄板は、前記第１部材および前記第２部材を構成する材料よりも比重の小さい材料からなり、前記第２部材と、前記突出部の前記基部に連なる側と反対側の端部とは、各々の一部が溶融固化して接合されており、前記第２部材と前記突出部との接合界面を中心とし、該接合界面に対して直交する方向の３０％の範囲における硬度の最大値と最小値との差である接合後硬度差が、接合前の前記第１部材の硬度と、接合前の前記第２部材の硬度との差である接合前硬度差に対して９０％以下となっていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる接合体は、上記の発明において、前記接合後硬度差が、前記接合前硬度差に対して８０％以下となっていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる自動車用シートフレームは、上記の発明にかかる接合体を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、板状の部材とパイプ状の部材とを簡易かつ強固に接合するとともに、軽量化することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームの正面図である。
【図２】図２は、図１の自動車用シートフレームの裏面図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線の一部拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームのバックパネルの構成を示す裏面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームの締結ピンの構成を示す断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームの接合方法（その１）を説明する図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームの接合方法（その２）を説明する図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームの接合方法（その３）を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームに加わる荷重を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームに加わる荷重を説明するための図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態の変形例にかかる自動車用シートフレームの一部拡大断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態の変形例にかかる自動車用シートフレームの締結ピンの構成を説明する図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態の変形例にかかる自動車用シートフレームの接合方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態）
まず、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームについて、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームの正面図である。図２は、図１の自動車用シートフレームの裏面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線の一部拡大断面図である。
【００１５】
自動車用シートフレーム１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるバックパネル２と、鉄または鉄系合金からなるフレーム管３と、バックパネル２とフレーム管３とを締結する締結ピン４と、を備える。自動車用シートフレーム１は、締結ピン４がバックパネル２を貫通した状態で、締結ピン４とフレーム管３とを接合することによって、フレーム管３がバックパネル２に固定される。
【００１６】
図４は、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームのバックパネルの構成を示す裏面図である。バックパネル２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の薄板であり、プレス加工等により成形される。アルミニウム合金としては、強度の高いものが好ましいが、プレス加工のしやすさ等の観点から、５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系）、６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）、７０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系）を使用することが好ましい。
【００１７】
バックパネル２には、板厚方向に貫通する複数の貫通孔２０が、バックパネル２の外周に沿って形成されている。貫通孔２０は、バックパネル２の外形を形成するプレス加工の際に同時に形成されることが、製造工程の簡略化の点で好ましい。
【００１８】
フレーム管３は、断面形状が円形の鉄または鉄系合金からなるパイプである。鉄系合金としては、９８０ＭＰａ以上１６００ＭＰａ以下の引張強度を有する鋼材、具体的には炭素鋼、高張力鋼、超高張力鋼、ステンレス鋼等を使用することができる。自動車用シートフレーム１の強度向上の点から、フレーム管３は高張力鋼から形成されることが好ましい。フレーム管３は、断面形状が楕円形状や矩形状や多角形状をなしていてもよい。なお、フレーム管３は、中実または板状のフレームであってもよい。
【００１９】
図５は、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームの締結ピンの構成を示す断面図である。図５はフレーム管３に締結する前の締結ピン４を示している。締結ピン４は、円板状をなす基部４１と、基部４１の内周に設けられ、該基部４１に対して一方に突出する突出部４２と、を有する。突出部４２は、基部４１のバックパネル２と接する接触面Ｐ1に設けられ、該接触面Ｐ1に対して半球状に突出した形状をなしている。締結ピン４は、フレーム管３と同じ系統の材料、例えば、上述した鉄または鉄系合金からなる部材により形成される。なお、溶接性と接合後の焼入れ性との観点から、締結ピン４は、炭素を０．１％以上０．５％以下の範囲で含んでいることがより好ましい。
【００２０】
締結ピン４の基部４１の最大厚さＴAは、バックパネル２の厚さＴBとの比（ＴA／ＴB）が、１≦ＴA／ＴB≦１．５０であることが好ましい（図３参照）。
【００２１】
本実施の形態において、バックパネル２の貫通孔２０の径をＤA、締結ピン４の基部４１における、締結ピン４の軸Ｎと垂直な方向の径をＤB、締結ピン４の突出部４２における軸Ｎと垂直な方向の径をＤC、フレーム管３の径をＤDとしたとき、径ＤA〜ＤDは、ＤC＜ＤA＜ＤB、ＤA＜ＤDの関係を有している。例えば、径ＤAと径ＤBとは、１．５≦ＤB／ＤA≦２．５の関係を有している。フレーム管３と締結ピン４とが接合されている状態において、突出部４２と貫通孔２０の内壁とは離間している（図３参照）。また、バックパネル２と基部４１とは接している。なお、本実施の形態において、径ＤDは、フレーム間３の外周のなす径に対応する。
【００２２】
フレーム管３と締結ピン４との接合部分（図３参照）では、接合界面を中心として厚さ方向（例えば軸Ｎ方向）の３０％の範囲における硬度の最大値と最小値との差（接合後硬度差）が、接合前のフレーム管３の硬度と、接合前の締結ピン４の硬度との差（接合前硬度差）の９０％以下、好ましくは８０％以下となっている。ここで、接合界面を中心に厚さ方向の３０％の範囲とは、接合界面から全体の厚さの１５％の位置を端点とする範囲である。また、接合界面は、接合前にフレーム管３と締結ピン４との境界であったと仮定される仮想の面であり、接合前のフレーム管３の肉厚をｔa、接合前の締結ピン４の高さをｔb、接合後の厚さをｔcとしたとき、締結ピン４（突出部４２）のフレーム管３に接合されていない側の表面からの位置として、ｔc×ｔb／（ｔa＋ｔb）で定義される位置とする。なお、上述した肉厚ｔa、高さｔb、厚さｔcは、接合前と接合後において、対応する位置を通過する同一軸上のものである。図３において、フレーム管３と締結ピン４との接合部分に示す破線は、接合前のフレーム管３の外縁であり、接合界面とは異なる。
【００２３】
次に、締結ピン４とフレーム管３との接合方法について、図６Ａ〜図６Ｃを参照して説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームの接合方法を説明する図である。まず、図６Ａに示すように、予め貫通孔２０が形成されたバックパネル２に対し、この貫通孔２０に合わせてフレーム管３を配置する。
【００２４】
バックパネル２にフレーム管３を配置した後、図６Ｂに示すように、締結ピン４の突出部４２を貫通孔２０に挿通してフレーム管３に当接させる（当接ステップ）。図６Ａおよび図６Ｂの状態では、図示しない治具を用いることによって、バックパネル２に対するフレーム管３および締結ピン４の位置が固定されている。なお、フレーム管３の配置より前に、締結ピン４を貫通孔２０に挿通させてもよい。
【００２５】
その後、フレーム管３の径方向において、二つの電極によりフレーム管３と締結ピン４とを挟み込んで、導通させることによって、抵抗スポット溶接が施され（図６Ｃ参照：接合ステップ）、フレーム管３と締結ピン４とが当接する境界部分を溶融固化させる。これにより、図３に示すような接合体を得ることができる。また、同じ材料からなるフレーム管３と締結ピン４とを抵抗スポット溶接することにより、金属間化合物の生成を抑制した接合を行うことができる。
【００２６】
本実施の形態のような、上面が平面をなす締結ピン４を用いることによって、例えば上面が曲面をなす締結ピンと比して、太い径の電極を使用することが可能となる。これにより、電極の連続使用耐久性が向上する。
【００２７】
図７および図８は、本発明の一実施の形態にかかる自動車用シートフレームに加わる荷重を説明するための図である。上述したようにして接合される自動車用シートフレーム１は、バックパネル２の板厚方向の荷重（剥離方向の荷重Ｆ1：図７参照）に対する耐久強度と、バックパネル２の板面と平行な方向の荷重（せん断方向の荷重Ｆ2：図８参照）に対する耐久強度と、を併せ持つ。
【００２８】
以上説明した実施の形態では、バックパネル２の貫通孔２０に締結ピン４の突出部４２を挿通し、突出部４２がフレーム管３と当接した状態で、抵抗スポット溶接を行うことによって、フレーム管３と基部４１とでバックパネル２を挟み込んで機械的に締結した自動車用シートフレーム１を作製する。この際、自動車用シートフレーム１では、フレーム管３と締結ピン４との接合部分において、接合界面を中心に厚さ方向の３０％の範囲における硬度差が、接合前のフレーム管３の硬度と、接合前の締結ピン４の硬度との差の９０％以下となっている。本実施の形態によれば、抵抗スポット溶接によって金属間化合物の生成を抑制して接合強度を確保することによって、板状の部材とパイプ状の部材とを簡易かつ強固に接合するとともに、軽量化することができる。
【００２９】
従来、溶接や、ＭＩＧ（Metal  Inert  Gas）ブレージング、レーザーブレージングのほか、リベットによる固定方法も知られている。例えば、本実施の形態にかかるバックパネル２とフレーム管３とを、リベットを用いて固定しようとする場合は、貫通孔２０が形成されていないバックパネルに対し、リベットにより貫通孔を形成した後、抵抗スポット溶接などによって接合することになる。この際、リベットによる穿孔によって、該リベットの軸部がバックパネルと密着するように接するため、抵抗スポット溶接時に電流が分流してしまい、適切に接合できないおそれがある。
【００３０】
なお、上述した実施の形態では、突出部４２と貫通孔２０の内壁とは離間しているものとして説明したが、突出部４２の一部と貫通孔２０の内壁の一部とが接していてもよい。
【００３１】
また、上述した実施の形態において、バックパネル２の表面に絶縁性の被膜を形成してもよいし、自動車用シートフレーム１の外表面に絶縁性の被膜を形成してもよい。
【００３２】
（実施の形態の変形例）
図９は、本発明の実施の形態の変形例にかかる自動車用シートフレームの一部拡大断面図である。本実施の形態の変形例にかかる自動車用シートフレームは、上述したバックパネル２、フレーム管３と、バックパネル２とフレーム管３とを締結する締結ピン４Ａと、を備える。以下、上述した実施の形態と同様の構成（バックパネル２およびフレーム管３）については説明を省略する。
【００３３】
締結ピン４Ａは、フレーム管３と同じ系統の材料、例えば、上述した鉄または鉄系合金を用いて、プレス加工により形成される。締結ピン４Ａは、バックパネル２と接する基部４１Ａと、該基部４１Ａに対して一方に突出する突出部４２Ａと、を有する。基部４１Ａは、突出部４２Ａの外周から放射状に延びる円環状をなしている。突出部４２Ａは、基部４１Ａの内周に連なり、基部４１Ａのバックパネル２と接する接触面Ｐ2に設けられ、該接触面Ｐ2に対して突出した形状をなしている。突出部４２Ａは、基部４１Ａとはオフセットした位置に設けられる平板状の平板部４２ａと、基部４１Ａと平板部４２ａとに連なる錐状部４２ｂとを有する。
【００３４】
図１０は、本発明の実施の形態の変形例にかかる自動車用シートフレームの締結ピンの構成を説明する図である。図１０の（ａ）は、締結ピン４Ａを突出部４２Ａ側から軸Ｎ方向にみた際の平面図である。図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）に示すＢ−Ｂ線断面図である。締結ピン４Ａは、均一な厚さを有している。締結ピン４Ａの厚さＴCは、バックパネル２の厚さＴBとの比（ＴC／ＴB）が、１≦ＴC／ＴB≦１．５０であることが好ましい。
【００３５】
締結ピン４Ａは、突出部４２Ａが、フレーム管３に溶接されて接合している。この際の溶接は、上述した抵抗スポット溶接である。
【００３６】
ここで、バックパネル２の貫通孔２０の径をＤA、締結ピン４Ａの基部４１Ａにおける、締結ピン４Ａの軸Ｎと垂直な方向の径をＤE、締結ピン４Ａの突出部４２Ａにおける軸Ｎと垂直な方向の径をＤF、フレーム管３の径をＤDとしたとき、径ＤA、ＤD〜ＤFは、ＤF＜ＤA＜ＤE、ＤA＜ＤDの関係を有している。フレーム管３と締結ピン４Ａとが接合されている状態において、突出部４２Ａと貫通孔２０の内壁とは離間している（図９参照）。また、バックパネル２と基部４１Ａとは接している。
【００３７】
次に、締結ピン４Ａとフレーム管３との接合方法について、図６Ａや図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の実施の形態の変形例にかかる自動車用シートフレームの接合方法を説明する図である。
【００３８】
まず、予め貫通孔２０が形成されたバックパネル２に対し、この貫通孔２０に合わせてフレーム管３を配置する（図６Ａ参照）。バックパネル２にフレーム管３を配置した後、締結ピン４Ａの突出部４２Ａを貫通孔２０に挿通してフレーム管３に当接させる（当接ステップ）。この状態では、図示しない治具を用いることによって、バックパネル２に対するフレーム管３および締結ピン４Ａの位置が固定されている。なお、フレーム管３の配置より前に、締結ピン４Ａを貫通孔２０に挿通させてもよい。
【００３９】
その後、図１１に示すように、フレーム管３の径方向において、二つの電極（図１１では一方の電極１００のみ図示）によりフレーム管３と締結ピン４Ａとを挟み込んで、導通させることによって、抵抗スポット溶接が施され（接合ステップ）、フレーム管３と締結ピン４Ａとが当接する境界部分を溶融固化させる。これにより、図９に示すような接合体を得ることができる。また、同じ材料からなるフレーム管３と締結ピン４Ａとを抵抗スポット溶接することにより、金属間化合物の生成を抑制した接合を行うことができる。
【００４０】
本変形例においても、フレーム管３と締結ピン４Ａとの接合部分（図９参照）では、接合界面を中心として厚さ方向（例えば軸Ｎ方向）の３０％の範囲における硬度の最大値と最小値との差（接合後硬度差）が、接合前のフレーム管３の硬度と、接合前の締結ピン４Ａの硬度との差（接合前硬度差）の９０％以下、好ましくは８０％以下となっている。なお、本変形例における接合界面は、接合前のフレーム管３の肉厚をｔa、接合前の締結ピン４Ａの平板部４２ａの板厚をｔd、接合後の厚さをｔeとしたとき、締結ピン４Ａ（平板部４２ａ）のフレーム管３に接合されていない側の表面からの位置として、ｔe×ｔd／（ｔa＋ｔd）で定義される位置とする。
【００４１】
フレーム管３と締結ピン４Ａとを溶接する抵抗スポット溶接に用いる電極１００は、先端が平面を有し、かつ側面が錐状をなしており、この錐状の側面の長手方向の中心軸に対する傾斜角度θ1は、締結ピン４Ａの軸Ｎに対する錐状部４２ｂの傾斜角度θ2以下である。これにより、電極１００の先端平面と平板部４２ａとが対向し、フレーム管３と平板部４２ａとの間に対して、効率的に電流を流すことができる。
【００４２】
以上説明した変形例では、バックパネル２の貫通孔２０に締結ピン４Ａの突出部４２Ａを挿通し、突出部４２Ａの基部４１Ａ側と反対側の端部がフレーム管３と当接した状態で、抵抗スポット溶接を行うことによって、フレーム管３と基部４１Ａとでバックパネル２を挟み込んで機械的に締結した自動車用シートフレームを作製することができる。本変形例によれば、抵抗スポット溶接によって金属間化合物を抑制して接合強度を確保することによって、板状の部材とパイプ状の部材とを強固に接合することができ、かつ軽量化することができる。
【００４３】
また、上述した本変形例によれば、上述した実施の形態に係る締結ピン４と比して軽量化が可能であり、プレスにより容易に成形可能な形状であるため締結ピン４Ａを安価に作製することができる。
【００４４】
一方、上述した実施の形態にかかる締結ピン４は、電極の先端面を、締結ピン４Ａの部（突出部４２Ａ）を狙う必要がないため、高度な位置決め精度が要求されない。このため、締結ピン４は、締結ピン４Ａと比して、生産性が高いといえる。
【００４５】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。本明細書では、自動車用シートフレームの例を用いて説明したが、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる薄板と、鉄または鉄合金からなる中空管と、基部および突出部を有する締結ピンとを用いて、中空管と締結ピンとを抵抗スポット溶接することにより作製した接合体を、自動車用シートフレーム以外の製品に適用してもよい。また、薄板と、中空管および締結ピンとは、アルミニウムと鉄との組合せに限らず、中空管および締結ピンを構成する材料よりも比重が小さい材料であれば、薄板として適用可能である。例えば中空管および締結ピンを構成する材料が鉄の場合、薄板として、ポリプロピレン、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）などの樹脂、チタンを主成分とする合金、マグネシウムを主成分とする合金等が適用できる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明にかかる自動車用シートフレームの実施例について説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００４７】
（実施例１）
アルミニウム合金（Ａ５１８２）からなり、貫通孔（貫通孔２０に対応）が形成され、さらに表面がカチオン塗装されているアルミニウムパネル（バックパネル２に対応）と、肉厚が１．６ｍｍ、引張り強さが１４７０ＭＰａ程度、ビッカース硬さがＨＶ４７８であるフレーム管（ＳＴＡＭ（自動車構造用電気抵抗溶接炭素鋼鋼管）：フレーム管３に対応）と、板厚が０．８ｍｍの板材を用いて形成され、ビッカース硬さがＨＶ９２である締結ピン（締結ピン４Ａに対応）とを用いて、電流値を５．０ｋＡ、通電時間を１００ミリ秒、フレーム管に対する締結ピンの加圧力を０．５ｋＮとする抵抗スポット溶接により、図９に示すような接合体を試験片として作製した。なお、締結ピンの突出部の径は、アルミニウムパネルの貫通孔の径よりも小さい。実施例１において、接合前の硬度差は３８６である。
【００４８】
（実施例２）
実施例２の試験片は、肉厚が１．０ｍｍ、引張り強さが９８０ＭＰａ程度、ビッカース硬さがＨＶ３５２であるフレーム管とし、接合時の電流値を４．０ｋＡとした以外は実施例１と同じである。実施例２において、接合前の硬度差は２６０である。
【００４９】
（実施例３）
実施例３の試験片は、肉厚が１．０ｍｍ、引張り強さが９８０ＭＰａ程度、ビッカース硬さがＨＶ３５２であるフレーム管とし、接合時の電流値を４．０ｋＡ、通電時間を１４０ミリ秒とした以外は実施例１と同じである。実施例３において、接合前の硬度差は２６０である。
【００５０】
（実施例４）
実施例４の試験片は、カチオン塗装されていないアルミニウムパネルとした以外は実施例１と同じである。実施例４において、接合前の硬度差は３８６である。
【００５１】
（実施例５）
実施例５の試験片は、肉厚が１．０ｍｍ、引張り強さが９８０ＭＰａ程度、ビッカース硬さがＨＶ３５２であるフレーム管とし、接合時の電流値を４．５ｋＡとした以外は実施例１と同じである。実施例５において、接合前の硬度差は２６０である。
【００５２】
（比較例１）
比較例１の試験片は、板厚が０．４ｍｍである締結ピンとし、接合時の電流値を７．０ｋＡ、加圧力を２．５ｋＮとした以外は実施例１と同じである。比較例１において、接合前の硬度差は３８６である。
【００５３】
（比較例２）
比較例２の試験片は、肉厚が１．０ｍｍ、引張り強さが９８０ＭＰａ程度、ビッカース硬さがＨＶ３５２であるフレーム管とし、接合時の電流値を７．０ｋＡ、加圧力を１．０ｋＮとした以外は実施例１と同じである。比較例２において、接合前の硬度差は２６０である。
【００５４】
実施例１〜５および比較例１、２にかかる各接合体について、剥離試験を行った。剥離試験では、図７に示す剥離荷重Ｆ1を徐々に大きくし、破断した際の剥離耐荷重を測定して、所定の剥離耐荷重を満たしているか否かを評価した。剥離試験では、所定の耐荷重を満たしていれば○、満たしていなければ×とした。剥離試験結果を、接合前のフレーム管３の肉厚ｔa、接合前の締結ピンの平板部（締結ピン４Ａの平板部４２ａに対応）の板厚ｔd、接合後の厚さｔe（図９、１０参照）とともに表１に示す。表１に示すように、実施例１〜５にかかる接合体は良好な結果が得られたのに対し、比較例１、２にかかる接合体は良好な結果が得られなかった。
【表１】
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【００５５】
また、実施例１〜５および比較例１、２にかかる各接合体について、接合後のビッカース硬さを測定した。具体的に、各接合体について、締結ピンの中心を通過し、厚さ方向に延びる軸に沿って、締結ピンの表面から０．１ｍｍごとにビッカース硬さを測定した。測定結果を表２に示す。
【表２】
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【００５６】
接合界面を中心とする３０％の範囲（表１中ハッチングで示す範囲）におけるビッカース硬さの硬度差（最大値と最小値との差：接合後硬度差）の、接合前のフレーム管の硬度と、接合前の締結ピンの硬度との差（接合前硬度差）に対する比率は、以下の通りである。
実施例１：（４７９．４−３４７．９）／３８６≒０．３４１
実施例２：（４０９．４−２１９．４）／２６０≒０．７３１
実施例３：（３９１．７−１９４．５）／２６０≒０．７５８
実施例４：（４６１．４−３０３．９）／３８６≒０．４０８
実施例５：（４２４．４−２６７．７）／２６０≒０．６０３
比較例１：（４７０．３−１０２．４）／３８６≒０．９５３
比較例２：（４２８．３−１８６．４）／２６０≒０．９３０
実施例１〜５にかかる接合体は、接合前硬度差に対する接合後硬度差の比率が９０％（０．９００）以下となっている。これに対し、比較例１、２にかかる接合体は、接合前硬度差に対する接合後硬度差の比率が９０％（０．９００）より大きくなっている。
【００５７】
上述した実施例では、図９に示すような接合体について説明したが、図３に示す接合体においても同様の硬度差を有すると考えられる。
【００５８】
以上説明したように、本発明に係る接合体および自動車用シートフレームは、板状の部材とパイプ状の部材とを簡易かつ強固に接合するとともに、軽量化するのに好適である。
【符号の説明】
【００５９】
１  自動車用シートフレーム
２  バックパネル
３  フレーム管
４  締結ピン
２０  貫通孔
４１、４１Ａ  基部
４２、４２Ａ  突出部
４２ａ  平板部
４２ｂ  錐状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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