(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面または両面に亜鉛系めっき層が形成されている亜鉛系めっき鋼板と、
前記亜鉛系めっき層に一方の面の少なくとも一部が対向して配置されたアルミニウム合金板と、
前記亜鉛系めっき鋼板と前記アルミニウム合金板との間の少なくとも一部に配置された接着剤層と、
前記亜鉛系めっき鋼板と前記接着剤層と前記アルミニウム合金板との積層部を機械的接合してなる接合部とを有し、
前記接着剤層が、エポキシ樹脂と、体積分率で１％以上６０％以下のＺｎ含有粒子とを含有するものであり、
前記Ｚｎ含有粒子が、Ｚｎ粒子またはＺｎ合金粒子であり、前記Ｚｎ合金粒子が、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で２０質量％以下含有し、残部がＺｎおよび不可避不純物からなるものであることを特徴とする異種金属接合継手。
【請求項２】
前記接着剤層が、体積分率で４０％超のＺｎ含有粒子を含有することを特徴とする請求項１に記載の異種金属接合継手。
【請求項３】
前記Ｚｎ合金粒子が、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で１.７質量％未満含有するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の異種金属接合継手。
【請求項４】
前記Ｚｎ含有粒子の平均粒径が、１μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の異種金属接合継手。
【請求項５】
前記Ｚｎ含有粒子の粒径の標準偏差が、前記粒径に０.３を乗じた寸法以上であることを特徴とする請求項４に記載の異種金属接合継手。
【請求項６】
前記Ｚｎ含有粒子の粒径の分布ヒストグラムが、２つの峰を有することを特徴とする請求項４に記載の異種金属接合継手。
【請求項７】
前記接着剤層が、平面視で前記接合部およびその周辺領域に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の異種金属接合継手。
【請求項８】
一方の面または両面に亜鉛系めっき層が形成されている亜鉛系めっき鋼板の前記亜鉛系めっき層に、アルミニウム合金板の一方の面の少なくとも一部を、接着剤層を介して対向配置して積層部を形成する工程と、前記積層部を機械的接合する工程とを備え、
前記接着剤層として、エポキシ樹脂と、体積分率で１％以上６０％以下のＺｎ含有粒子とを含有し、前記Ｚｎ含有粒子が、Ｚｎ粒子またはＺｎ合金粒子であり、前記Ｚｎ合金粒子が、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で２０質量％以下含有し、残部がＺｎおよび不可避不純物からなるものを用いることを特徴とする異種金属の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種金属接合継手および異種金属の接合方法に関し、特に、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板とが機械的接合されてなり、自動車の車体等に好適に用いられる耐食性に優れた異種金属接合継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の低燃費化を目的とした軽量化のために、車体の一部にアルミニウム合金板を使用するニーズが高まってきている。このような車体を製造する方法として、鋼板とアルミニウム合金板とを接合する様々な方法が検討されている。
【０００３】
従来、鋼板とアルミニウム合金板との接合方法として、溶接接合法、固相接合、機械的接合法、ろう付け、接着などが検討されている（例えば、非特許文献１参照）。これらの接合方法の中でも、機械的接合法は、脆弱な金属間化合物の生成がないため、注目されている。また、異なる金属同士が接触すると、イオン化傾向の差による異種金属接触腐食が起こる。このため、機械的接合法は、接着接合と併用して用いる場合がある。
【０００４】
また、鋼板とアルミニウム合金板とを、接着剤を併用したスポット溶接（ウェルドボンド接合）により接合する方法もある。ウェルドボンド接合に用いる接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂と、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を含有するＺｎ合金粒子とを含有する接着剤がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の接着剤は、Ｚｎ合金粒子を含むものであるため、優れた耐食性向上効果が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１５２７８７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】自動車ボディにおける鋼板とアルミニウム合金板との異種金属接合技術、新日鉄技報第３９３号、２０１２、ｐ９１〜９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の接着剤を、機械的接合法と併用して用いても、以下に示すように、接着剤による耐食性向上効果が充分に得られない場合があった。
すなわち、接着剤からなる接着剤層を介して亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板とを対向配置し、これらを機械的接合法により接合する場合、接合時に亜鉛系めっき鋼板およびアルミニウム合金板に変形応力が付与される。このため、接合部近傍に配置された接着剤層にも、接合に伴う変形応力が付与される。
【０００８】
上述したように、特許文献１に記載の接着剤は、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を含有するＺｎ合金粒子を含むものである。このようなＺｎ合金粒子は、硬度が高い。したがって、機械的接合法による接合時に、亜鉛系めっき鋼板およびアルミニウム合金板が変形し、それに追従して接着剤層に含まれるエポキシ樹脂が変形しても、Ｚｎ合金粒子は変形にしにくい。このため、接合時に亜鉛系めっき鋼板およびアルミニウム合金板が変形しても、それに追従して接着剤層が充分に変形できない場合があった。その結果、接着剤層に、接合部材による機械的接合に関与する穴以外に、接合部近傍の接着剤層が破れることによる亀裂などの隙間が形成されてしまう場合があった。接着剤層にこのような隙間が形成されると、隙間を介して亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板との間に水などが侵入して、耐食性が充分に得られない場合があった。
【０００９】
また、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板とをスポット溶接により接合する場合、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板との間にＺｎ合金粒子が入り込んでも、接合継手の強度が低下することはない。一方、機械的接合法を用いてこれらを接合する場合に、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板との間に硬いＺｎ合金粒子が入り込むと、Ｚｎ合金粒子よりも柔らかいアルミニウム合金板に、Ｚｎ合金粒子の一部が食い込む。そして、アルミ合金板に食い込まずに残存するＺｎ合金粒子が、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板との密着を妨げて、機械的接合のかしめ力を減殺させてしまう。このため、Ｚｎ合金粒子を含有する接着剤と機械的接合法とを併用した場合には、十分な接合強度が得られない場合があった。
【００１０】
また、リベットなどの接合部材を用いて、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板とを機械的接合法により接合すると、接合部材と、亜鉛系めっき鋼板および／またはアルミニウム合金板との接合面に隙間が形成される場合がある。そして、この隙間から水などが侵入して、接合部近傍の亜鉛系めっき鋼板やアルミニウム合金板、接合部材が腐食する場合があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、接着剤を併用する機械的接合法により接合された耐食性および接合強度に優れた異種金属接合継手および異種金属の接合方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、接着剤を併用する機械的接合法により接合された異種金属接合継手の耐食性を向上させるため、亜鉛系めっき鋼板およびアルミニウム合金板の変形に追従して変形でき、充分な接合強度が得られる接着剤層とすべく、鋭意検討を重ねた。
その結果、接着剤層に含まれている硬度の高いＺｎ合金粒子を、Ｚｎ粒子に代える、またはＺｎ合金粒子の含有量を少なくすればよいことが分かった。このことにより、機械的接合に伴う接合部近傍の接着剤層の破れを防止できる。また、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板との間に入り込んだＺｎ含有粒子が、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板との密着を妨げて、機械的接合のかしめ力を減殺させることを防止できる。
しかし、Ｚｎ合金粒子をＺｎ粒子に代えたり、Ｚｎ合金粒子の含有量を少なくしたりすると、Ｚｎ合金粒子による耐食性向上効果が不十分となる場合があった。
【００１３】
そこで、本発明者は、Ｚｎ合金粒子による耐食性向上効果を補うべく、以下に示すように、さらに検討を重ねた。
すなわち、接着剤を併用する機械的接合法では、接着剤による接合強度への寄与は機械的接合による接合強度への寄与と比較して僅かである。したがって、接着剤に含まれる接着成分を少なくし、接着剤による接着強度への寄与を少なくしても、充分な接合強度を確保できる。
【００１４】
そこで、本発明者は、接着剤に含まれる接着成分を、接着強度を確保でき、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板との接合面に水などの間隙液が侵入するのを防止できる範囲で少なくし、耐食性向上に寄与するＺｎ粒子の含有量を多くした。その結果、接合部材による機械的接合に関与する穴以外の機械的接合に伴う接合部近傍の接着剤層の破れを防止しつつ、接合面に水などの間隙液が侵入するのを防止でき、耐食性を向上させることができることを見出した。さらに、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板との間に入り込んだＺｎ含有粒子による接合強度の減殺を防止できるため、充分な接合強度が得られ、しかも接合部材を用いた場合に接合部材との接合面に形成される隙間から水などが侵入した場合にも充分な耐食性が得られることを見出し、本発明を想到した。
【００１５】
（１）  一方の面または両面に亜鉛系めっき層が形成されている亜鉛系めっき鋼板と、前記亜鉛系めっき層に一方の面の少なくとも一部が対向して配置されたアルミニウム合金板と、前記亜鉛系めっき鋼板と前記アルミニウム合金板との間の少なくとも一部に配置された接着剤層と、前記亜鉛系めっき鋼板と前記接着剤層と前記アルミニウム合金板との積層部を機械的接合してなる接合部とを有し、前記接着剤層が、エポキシ樹脂と、体積分率で１％以上６０％以下のＺｎ含有粒子とを含有するものであり、前記Ｚｎ含有粒子が、Ｚｎ粒子またはＺｎ合金粒子であり、前記Ｚｎ合金粒子が、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で２０質量％以下含有し、残部がＺｎおよび不可避不純物からなるものであることを特徴とする異種金属接合継手。
【００１６】
（２）  前記接着剤層が、体積分率で４０％超のＺｎ含有粒子を含有することを特徴とする（１）に記載の異種金属接合継手。
（３）  前記Ｚｎ合金粒子が、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で１.７質量％未満含有するものであることを特徴とする（１）または（２）に記載の異種金属接合継手。
（４）  前記Ｚｎ含有粒子の平均粒径が、１μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の異種金属接合継手。
【００１７】
（５）  前記Ｚｎ含有粒子の粒径の標準偏差が、前記粒径に０.３を乗じた寸法以上であることを特徴とする（４）に記載の異種金属接合継手。
（６）  前記Ｚｎ含有粒子の粒径の分布ヒストグラムが、２つの峰を有することを特徴とする（４）に記載の異種金属接合継手。
（７）  前記接着剤層が、平面視で前記接合部およびその周辺領域に配置されていることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の異種金属接合継手。
【００１８】
（８）  一方の面または両面に亜鉛系めっき層が形成されている亜鉛系めっき鋼板の前記亜鉛系めっき層に、アルミニウム合金板の一方の面の少なくとも一部を、接着剤層を介して対向配置して積層部を形成する工程と、前記積層部を機械的接合する工程とを備え、前記接着剤層として、エポキシ樹脂と、体積分率で１％以上６０％以下のＺｎ含有粒子とを含有し、前記Ｚｎ含有粒子が、Ｚｎ粒子またはＺｎ合金粒子であり、前記Ｚｎ合金粒子が、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で２０質量％以下含有し、残部がＺｎおよび不可避不純物からなるものを用いることを特徴とする異種金属の接合方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の異種金属接合継手は、亜鉛系めっき鋼板と接着剤層とアルミニウム合金板との積層部を機械的接合してなる接合部を有する。そして、接着剤層として、エポキシ樹脂と、体積分率で１％以上６０％以下のＺｎ含有粒子とを含有し、Ｚｎ含有粒子が、Ｚｎ粒子またはＺｎ合金粒子であり、前記Ｚｎ合金粒子が、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で２０質量％以下含有し、残部がＺｎおよび不可避不純物からなるものを用いる。このため、本発明の異種金属接合継手によれば、機械的接合に伴う接合部近傍の接着剤層の破れを防止しつつ、接合面に水などの間隙液が侵入するのを防止でき、しかも接合部材を用いた場合に接合部材との接合面に形成される隙間から水などが侵入した場合にも充分な耐食性が得られる。
【００２０】
さらに、本発明の異種金属接合継手では、亜鉛系めっき鋼板と接着剤層とアルミニウム合金板との積層部において、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板との接触を接着剤層が妨げるため、優れた耐食性が得られる。また、本発明の異種金属接合継手では、Ｚｎ含有粒子が、Ｚｎ粒子または上記のＺｎ合金粒子であるため、Ｚｎ含有粒子の硬度が充分に低いものとなる。このため、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板との間に入り込んだＺｎ含有粒子が、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板との密着を妨げることを防止でき、優れた接合強度が得られる。
【００２１】
また、本発明の異種金属の接合方法は、亜鉛系めっき鋼板にアルミニウム合金板を、接着剤層を介して対向配置して積層部を形成し、これを機械的接合する工程を有する。そして、接着剤層として、エポキシ樹脂と、体積分率で１％以上６０％以下のＺｎ含有粒子とを含有し、Ｚｎ含有粒子が、Ｚｎ粒子または、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で２０質量％以下含有し、残部がＺｎおよび不可避不純物からなるＺｎ合金粒子を含むものを用いる。このため、耐食性および接合強度に優れた異種金属接合継手が得られる。
【００２２】
このように、本発明によれば、接着剤を併用する機械的接合法により接合された耐食性および接合強度に優れた異種金属接合継手が得られる。したがって、本発明の異種金属接合継手および異種金属の接合方法を用いて、例えば、亜鉛系めっき鋼板が多用されている自動車の車体の一部を、容易にアルミニウム合金板に置換でき、自動車の大幅な軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の異種金属接合継手の一部を拡大して示した断面模式図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は、リベットを用いる機械的接合方法を説明するための概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の異種金属接合継手の他の例の一部を拡大して示した断面模式図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、ＴＯＸ（登録商標）を用いる機械的接合方法を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。
（第１実施形態）
「異種金属接合継手」
図１は、本発明の異種金属接合継手の一部を拡大して示した断面図である。図１に示す異種金属接合継手１は、亜鉛系めっき鋼板２と、亜鉛系めっき鋼板２上に配置されたアルミニウム合金板３と、亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３との間の少なくとも一部に配置された接着剤層４と、亜鉛系めっき鋼板２と接着剤層４とアルミニウム合金板３との積層部を機械的接合してなる接合部７とを有している。
【００２５】
図１に示す異種金属接合継手１の接合部７では、亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３とが接合部材であるリベット７１によって機械的接合されている。リベット７１は、図１に示すように、異種金属接合継手１の表面に露出している円盤状の頭部７１ａと、円筒状の脚部７１ｂとが一体化された形状を有している。円盤状の頭部７１ａの中心は、円筒状の脚部７１ｂの中心軸と略一致している。脚部７１ｂの外形は、頭部７１ａに接続されている基部７１ｃでは、頭部７１ａの外形よりも小さくなっている。そして、頭部７１ａから離れるにしたがって、脚部７１ｂの外形は緩やかに広がっており、図１に示すように、先端７１ｄの外形が最も大きくなっている。
【００２６】
リベット７１の頭部７１ａは、図１に示すように、異種金属接合継手１の表面に露出しており、脚部７１ｂは、異種金属接合継手１内に食い込んでいる。図１に示すように、脚部７１ｂは、アルミニウム合金板３および接着剤層４を貫通して亜鉛系めっき鋼板２に達している。脚部７１ｂの先端７１ｄは、亜鉛系めっき鋼板２を貫通することなく、亜鉛系めっき鋼板２に食い込んでいる。
【００２７】
このように図１に示すリベット７１では、亜鉛系めっき鋼板２の頭部７１ａ側に配置されたアルミニウム合金板３を脚部７１ｂが貫通している。そして、亜鉛系めっき鋼板２に、基部７１ｃよりも平面視で大きい外形を有する先端７１ｄが食い込んでいることにより、アルミニウム合金板３と亜鉛系めっき鋼板２とを締結している。
図１に示す接合部７においては、リベット７１の外周と亜鉛系めっき鋼板２のアルミニウム合金板３側表面との接合位置と、接合位置から外側に向かって亜鉛系めっき鋼板２に食い込んだリベット７１の外周の最も外側の位置との距離であるインターロック寸法Ｄ１が０．１ｍｍ以上であることが好ましい。インターロック寸法Ｄ１が０．１ｍｍ以上である場合、より優れた接合強度が得られる。
【００２８】
図１に示す接合部７において、リベット７１の頭部７１ａが露出している上面７ａは、異種金属接合継手１の表面（アルミニウム合金板３の亜鉛系めっき鋼板２と反対側の面）と略同一平面を形成している。また、接合部７の下面７ｂには、異種金属接合継手１の裏面（亜鉛系めっき鋼板２のアルミニウム合金板３と反対側の面）から盛り上がった凸部が形成されている。図１に示すように、下面７ｂに形成されている凸部において、平面視でリベット７１の中心部と重なる位置には、窪み７ｃが形成されている。
【００２９】
リベット７１の形状は、締結される亜鉛系めっき鋼板２およびアルミニウム合金板３の厚みや、必要とされる接合強度などに応じて決定される。また、リベット７１の材料は、異種金属接合継手１の用途などに応じて決定される。
【００３０】
亜鉛系めっき鋼板２は、鋼板のアルミニウム合金板３と対向する側の面（図１における上面）に亜鉛系めっき層２ａが形成されているものである。なお、本発明において用いられる亜鉛系めっき鋼板２は、少なくとも一方の面に亜鉛系めっき層２ａが形成されているものであればよく、両面に亜鉛系めっき層２ａが形成されているものであってもよい。
【００３１】
本発明において亜鉛系めっき鋼板２に用いられる鋼板については、特に限定されるものではなく、例えば、極低Ｃ型（フェライト主体組織）、Ａｌ−ｋ型（フェライト中にパーライトを含む組織）、２相組織型（例えば、フェライト中にマルテンサイトを含む組織、フェライト中にベイナイトを含む組織）、加工誘起変態型（フェライト中に残留オーステナイトを含む組織）、微細結晶型（フェライト主体組織）等、いずれの型の鋼板であっても良い。
【００３２】
亜鉛系めっき鋼板２の有する亜鉛系めっき層２ａとしては、亜鉛系のめっき層であれば特に限定されるものではなく、例えば、Ｚｎ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ａｌ、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ等からなるものを用いることができる。
亜鉛系めっき層２ａの目付量は、特に限定されないが、例えば、亜鉛系めっき鋼板２が鋼板の両面に亜鉛系めっき層が形成されているものである場合、片面あたり１００ｇ／ｍ2以下のものであることが望ましい。
【００３３】
また、亜鉛系めっき鋼板２の接合部７以外の部分の板厚は、特に限定されるものではなく、例えば、自動車ボデーで用いられる０．５０〜２．３ｍｍ程度の厚さのものを用いることができる。
亜鉛系めっき鋼板２の引張強さも、特に限定されるものではなく、例えば、自動車ボデーで用いられる２７０〜１４７０ＭＰａ級程度のものを用いることができる。
【００３４】
図１に示すように、アルミニウム合金板３は、一方の面（図１における下面）の一部が亜鉛系めっき鋼板２の亜鉛系めっき層２ａと対向して配置されている。
アルミニウム合金板３としては、特に限定されるものではなく、例えば、自動車ボデーで用いられる５０００（Ａｌ−Ｍｇ）系、６０００（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ）系等を用いることができる。
また、アルミニウム合金板３の接合部７以外の部分の板厚は、特に限定されるものではなく、例えば、自動車ボデー等で用いられる０．７０〜２．０ｍｍ程度の厚さのものを用いることができる。
【００３５】
図１に示す異種金属接合継手１において、接着剤層４は、亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３との間の一部に配置されている。接着剤層４は、平面視で接合部７およびその周辺領域に配置されている。
【００３６】
接着剤層４は、図１に示すように、エポキシ樹脂５と、体積分率で１％以上６０％以下のＺｎ含有粒子６とを含有するものである。接着剤層４は、必要に応じてエポキシ樹脂５とＺｎ含有粒子６の他に、炭酸カルシウム、タルク、シリカ等の充填材、顔料等、ウェルドボンド接合の接着剤の硬化物に一般的に含まれる添加剤が、適量含有されているものであってもよい。
エポキシ樹脂５としては、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型等、ウェルドボンド接合の接着剤の硬化物に一般的に含まれるものが挙げられる。
【００３７】
本実施形態においては、接着剤層４中のＺｎ含有粒子６の含有量が、体積分率で１％以上であるので、Ｚｎ含有粒子６を含有することによる耐食性向上効果が得られる。接着剤層４は、より一層耐食性を向上させるために、体積分率で４０％超のＺｎ含有粒子６を含有することが好ましい。
また、接着剤層４中のＺｎ含有粒子６の含有量が、体積分率で６０％以下であるので、エポキシ樹脂５を充分に含む接着剤層４となる。このため、亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３とが充分に密着しているものになるとともに、エポキシ樹脂５によってめっき鋼板２とアルミニウム合金板３との接着強度を確保できる。しかも、接着剤層４がエポキシ樹脂５を充分に含むものであるため、機械的接合に伴う亜鉛系めっき鋼板２およびアルミニウム合金板３の変形に追従しやすい接着剤層４となる。
【００３８】
Ｚｎ含有粒子６は、Ｚｎ粒子またはＺｎ合金粒子である。Ｚｎ含有粒子６がＺｎ粒子である場合、Ｚｎ粒子の硬度がＺｎ合金粒子と比較して低く、変形しやすいものであるため、接着剤層４が、機械的接合に伴う亜鉛系めっき鋼板２およびアルミニウム合金板３の変形に追従しやすいものとなり、好ましい。また、Ｚｎ粒子は硬度が充分に低いものであるため、亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３との間に入り込んだＺｎ含有粒子６による接合強度の減殺を防止でき、優れた接合強度が得られる。また、Ｚｎ含有粒子６がＺｎ合金粒子である場合、Ｚｎ合金粒子がＺｎ粒子と比較して耐食性向上効果の高いものであるため、優れた耐食性が得られ、好ましい。
【００３９】
また、本実施形態においては、亜鉛系めっき鋼板２およびアルミニウム合金板３の変形に追従しやすい接着剤層４とするために、Ｚｎ合金粒子として、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で２０質量％以下含有し、残部がＺｎおよび不可避不純物からなる硬度の充分に低いものを用いる。Ｚｎ合金粒子は、より一層硬度の低いＺｎ含有粒子６とするために、上記元素を合計で１.７質量％未満含有するものであることが好ましい。
【００４０】
Ｚｎ合金粒子としては、具体的には、Ｚｎ-Ｎｉ、Ｚｎ-Ｍｇ、Ｚｎ-Ｃｒ、Ｚｎ-Ｃｏ、Ｚｎ-Ａｌ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｍｇ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｃｒ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｃｏ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ａｌ、Ｚｎ-Ｍｇ-Ｃｒ、Ｚｎ-Ｍｇ-Ｃｏ、Ｚｎ-Ｍｇ-Ａｌ、Ｚｎ-Ｃｒ-Ｃｏ、Ｚｎ-Ｃｒ-Ａｌ、Ｚｎ-Ｃｏ-Ａｌ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｍｇ-Ｃｒ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｍｇ-Ｃｏ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｍｇ-Ａｌ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｃｒ-Ｃｏ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｃｒ-Ａｌ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｍｇ-Ｃｒ-Ｃｏ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｍｇ-Ｃｒ-Ａｌ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｍｇ-Ｃｏ-Ａｌ、Ｚｎ-Ｍｇ-Ｃｒ-Ｃｏ-Ａｌ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｃｒ-Ｃｏ-Ａｌ、Ｚｎ-Ｎｉ-Ｍｇ-Ｃｒ-Ｃｏ-Ａｌが挙げられる。
【００４１】
Ｚｎ含有粒子６の平均粒径は、特に限定されるものではないが、１μｍ以上８０μｍ以下であることが好ましい。Ｚｎ含有粒子６の平均粒径が１μｍ以上である場合、容易に入手可能であり好ましい。また、Ｚｎ含有粒子６の平均粒径が８０μｍ以下である場合、Ｚｎ含有粒子６が水などの間隙液に溶解しやすいものとなり、より一層優れた耐食性が得られる。
【００４２】
Ｚｎ含有粒子６の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。Ｚｎ含有粒子６の平均粒径が５μｍ以上である場合、より一層容易に入手できる。また、Ｚｎ含有粒子６の平均粒径が３０μｍ以下である場合、接着剤層４が亜鉛系めっき鋼板２およびアルミニウム合金板３の変形に伴って、より一層追従しやすいものとなる。また、Ｚｎ含有粒子６の平均粒径が３０μｍ以下であると、機械的接合時に亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３との間に入り込んだＺｎ含有粒子６が、これらの密着を阻害することを防止でき、優れた接合強度が得られる。
【００４３】
なお、本発明において、Ｚｎ含有粒子６の粒径とは、光学顕微鏡を用いて観察した像を画像解析装置に取り込んで算出したＺｎ含有粒子６の円相当径の平均値を意味する。
【００４４】
Ｚｎ含有粒子６は、粒径の標準偏差σが、粒径に０.３を乗じた寸法以上であることが好ましい。Ｚｎ含有粒子６の粒径の標準偏差σが上記範囲である場合、Ｚｎ含有粒子６の粒径のばらつきが充分に大きいものとなる。Ｚｎ含有粒子６は、粒径の標準偏差σが、粒径に０.４を乗じた寸法以上であるものとし、Ｚｎ含有粒子６の粒径のばらつきが、より一層大きいものとすることがより好ましい。
【００４５】
また、Ｚｎ含有粒子６の粒径のばらつきが大きいものとするために、Ｚｎ含有粒子６は、粒径の分布ヒストグラムが、２つの峰を有するものであってもよい。粒径の分布ヒストグラムが、２つの峰を有するＺｎ含有粒子６としては、粒径の異なる２種類のＺｎ含有粒子を混合してなるものが挙げられる。
【００４６】
Ｚｎ含有粒子６は、揮発法（蒸発凝固法）や、アトマイズ法（噴霧法）等の汎用の粉末製造方法で製造できる。
【００４７】
図１に示す異種金属接合継手１は、亜鉛系めっき鋼板２と接着剤層４とアルミニウム合金板３との積層部を機械的接合してなる接合部７を有し、接着剤層４が、エポキシ樹脂５と、体積分率で１％以上６０％以下のＺｎ含有粒子６とを含有するものであり、Ｚｎ含有粒子６が、Ｚｎ粒子またはＺｎ合金粒子であり、Ｚｎ合金粒子が、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で２０質量％以下含有し、残部がＺｎおよび不可避不純物からなるものであるので、以下に示すように、優れた耐食性が得られる。
【００４８】
すなわち、接着剤層４中のＺｎ含有粒子６の含有量が、体積分率で１％以上であるので、Ｚｎ含有粒子６を含有することによる耐食性向上効果が得られる。また、Ｚｎ含有粒子６の含有量が、体積分率で６０％以下であるので、エポキシ樹脂５を充分に含む接着剤層４となり、亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３とが充分に密着しているものとなる。よって、亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３との接合面に、水などの間隙液が侵入するのを防止でき、優れた耐食性が得られる異種金属接合継手１となる。
【００４９】
しかも、接着剤層４がエポキシ樹脂５を充分に含むものであるため、機械的接合に伴う亜鉛系めっき鋼板２およびアルミニウム合金板３の変形に追従しやすい接着剤層４となる。よって、リベット７１による機械的接合に関与する穴以外の機械的接合に伴う接合部近傍の接着剤層４の破れを防止でき、優れた耐食性が得られる。
【００５０】
また、Ｚｎ含有粒子６は、Ｚｎ粒子またはＺｎ合金粒子であり、Ｚｎ合金粒子が、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で２０質量％以下含有し、残部がＺｎおよび不可避不純物からなるものであるので、充分に硬度が低いものとなる。このため、Ｚｎ含有粒子６を含む接着剤層４は、Ｚｎ含有粒子６を含有することによる耐食性向上効果が得られ、しかも亜鉛系めっき鋼板２およびアルミニウム合金板３の変形に追従しやすく、リベット７１による機械的接合に関与する穴以外に、機械的接合に伴う接合部７近傍の接着剤層４の破れが生じにくく、優れた耐食性が得られるものとなる。また、Ｚｎ含有粒子６の硬度が充分に低いため、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板との間に入り込んだ接着剤層４中のＺｎ含有粒子６が、機械的接合のかしめ力を減殺させることを防止できる。よって、優れた接合強度が得られる。
さらに、図１に示す異種金属接合継手１では、亜鉛系めっき鋼板２と接着剤層４とアルミニウム合金板３との積層部において、接着剤層４が亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３との接触を妨げるため、優れた耐食性が得られる。
【００５１】
また、本実施形態において、接着剤層４が、体積分率で４０％超のＺｎ含有粒子６を含有するものである場合、Ｚｎ含有粒子６による耐食性向上効果が、より効果的に得られる。
また、本実施形態において、接着剤層４に含まれるＺｎ合金粒子が、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で１.７質量％未満含有するものである場合、Ｚｎ合金粒子の硬度が、より一層低いものとなる。したがって、Ｚｎ含有粒子６が上記元素を含むＺｎ合金粒子である場合に、機械的接合に伴う接合部７近傍の接着剤層４の破れを、より効果的に防止できる。また、機械的接合時に亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３との間に入り込んだＺｎ含有粒子６が、これらの密着を阻害することを、より効果的に防止できる。
また、本実施形態において、Ｚｎ含有粒子６の平均粒径が、１μｍ以上８０μｍ以下である場合、容易に入手可能であり、しかもＺｎ含有粒子６が水などの間隙液に溶解しやすいものとなるため、より一層優れた耐食性が得られる。
【００５２】
また、本実施形態において、Ｚｎ含有粒子６の粒径の標準偏差が、粒径に０.３を乗じた寸法以上である場合や、Ｚｎ含有粒子６の粒径の分布ヒストグラムが、２つの峰を有するものである場合、Ｚｎ含有粒子６の粒径のばらつきが大きいため、以下に示す効果が得られる。すなわち、Ｚｎ含有粒子６の粒径のばらつきが大きいと、接着剤層４中の大きいＺｎ含有粒子６の周囲に小さいＺｎ含有粒子６が配置される。このことにより、アルミニウム合金板３と亜鉛系めっき鋼板２との間に、Ｚｎ含有粒子６が偏らずに均一に分散した接着剤層４となる。その結果、接着剤層４中のＺｎ含有粒子６による耐食性向上効果が、より効果的に得られ、より優れた耐食性が得られる。
【００５３】
また、図１に示す異種金属接合継手１では、接合部７において、リベット７１を用いてアルミニウム合金板３と亜鉛系めっき鋼板２とを締結している。リベット７１を用いる場合、例えば、ブラインドリベットを用いる場合のように、予めアルミニウム合金板３および亜鉛系めっき鋼板２に下穴を設ける必要がなく、容易に機械的接合を行うことができる。また、リベット７１を用いる場合には、アルミニウム合金板３を脚部７１ｂが貫通し、基部７１ｃよりも平面視で大きい外形を有する先端７１ｄが亜鉛系めっき鋼板２に食い込んでいることにより、アルミニウム合金板３と亜鉛系めっき鋼板２とを締結している。したがって、リベット７１を用いる場合には、ＴＯＸ（登録商標）などの接合部材を用いる場合と比較して、確実かつ高強度でアルミニウム合金板３と亜鉛系めっき鋼板２とを機械的接合できる。
【００５４】
また、図１に示す異種金属接合継手１においては、接着剤層４が平面視で接合部７およびその周辺領域に配置されているので、接合部７およびその周辺領域の耐食性が優れた異種金属接合継手１となる。
【００５５】
「異種金属の接合方法」
次に、本発明の異種金属の接合方法の一例として、図１に示す異種金属接合継手１の製造方法を例に挙げて説明する。
図１に示す異種金属接合継手１を製造するには、まず、一方の面または両面に亜鉛系めっき層２ａが形成されている亜鉛系めっき鋼板２と、アルミニウム合金板３とを用意する。
【００５６】
次いで、亜鉛系めっき鋼板２のアルミニウム合金板３と接合される面および／またはアルミニウム合金板３の亜鉛系めっき鋼板２と接合される面に、接着剤層４となる接着剤を塗布する。
接着剤層４となる接着剤としては、上述したエポキシ樹脂５と、体積分率で１％以上６０％以下の上述したＺｎ含有粒子６とを含有するものが用いられる。接着剤は、必要に応じて、上述したエポキシ樹脂５と上述したＺｎ含有粒子６に加えて、亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３とを接合する接着剤に一般的に含まれる溶剤、可塑剤などの添加剤が適量含有されているものであってもよい。また、接着剤は、エポキシ樹脂を含む従来の接着剤に、上述したＺｎ含有粒子６を混合して分散させたものであってもよい。
【００５７】
エポキシ樹脂を含む従来の接着剤としては、一液加熱硬化型接着剤や二液硬化型接着剤などを用いることができ、例えば、一液加熱硬化型接着剤であるＩＷ２０１０（商品名；住友スリーエム株式会社製）、ＳＷ２２１４（商品名；住友スリーエム株式会社製）、Ｘ７４１６（商品名；住友スリーエム株式会社製）などを好ましく用いることができる。
【００５８】
次に、本実施形態においては、亜鉛系めっき鋼板２の亜鉛系めっき層２ａに、アルミニウム合金板３の一方の面の一部を、接着剤を介して対向配置する。その後、接着剤を硬化させて接着剤層４とする硬化処理を行う。接着剤の硬化処理としては、所定の温度で所定の時間加熱する処理が挙げられる。硬化処理の温度や時間などの条件は、接着剤の種類や接着剤層４の厚みなどに応じて適宜決定できる。
【００５９】
次に、このようにして得られた亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３とが接着剤層４を介して対向配置されてなる積層部を、機械的接合する。本実施形態における機械的接合は、リベット７１を用いて、例えば、以下に示す方法により行う。
図２（ａ）および図２（ｂ）は、リベットを用いる機械的接合方法を説明するための概略断面図である。はじめに、図２（ａ）に示すように、リベット７１を用意する。図２（ａ）に示すリベット７１の脚部７２は、図１に示す脚部７１ｂとは異なり、頭部７１ａに接続されている基部７１ｃから先端７１ｄまで略均一の外径を有する円筒状の形状となっている。
【００６０】
次に、図２（ａ）に示すように、亜鉛系めっき鋼板２と接着剤層４とアルミニウム合金板３との積層体を、ダイ８２上にアルミニウム合金板３を上に向けて配置する。図２（ａ）に示すように、ダイ８２の積層体との対向面（図２（ａ）においては上面）には、図１に示す接合部７の下面７ｂに形成された凸部に対応する形状を有する穴８２ａが形成されている。
【００６１】
次に、図２（ａ）に示すように、リベット７１の脚部７２の先端７１ｄをアルミニウム合金板３に向けて、リベット７１を配置する。リベット７１を配置する位置は、図２（ａ）に示すように、亜鉛系めっき鋼板２と接着剤層４とアルミニウム合金板３との積層体上において、ダイ８２の穴８２ａと積層体を挟んで対向する位置である。
【００６２】
続いて、図２（ｂ）に示すように、パンチ８１を用いて、リベット７１をアルミニウム合金板３に押し当てて加圧する。このことにより、図２（ｂ）に示すように、リベット７１の先端７１ｄをアルミニウム合金板３および接着剤層４に圧入させて貫通させ、脚部７１ｂの先端７１ｄを亜鉛系めっき鋼板２に食い込ませる。その後、パンチ８１を用いてリベット７１をさらに加圧することにより、図２（ｂ）に示すダイ８２の穴８２ａの形状に沿って、亜鉛系めっき鋼板２と接着剤層４とアルミニウム合金板３とが変形するとともに、亜鉛系めっき鋼板２内で脚部７２の先端７１ｄが広げられる（図１参照）。本実施形態においては、接着剤層４に含まれるＺｎ粒子の硬度がＺｎ合金粒子と比較して低く、接着剤層４が変形しやすいものであるため、亜鉛系めっき鋼板２およびアルミニウム合金板３の変形に追従して、接着剤層４が容易に変形する。
【００６３】
そして、図１に示すように、リベット７１の頭部７１ａが、アルミニウム合金板３の亜鉛系めっき鋼板２と反対側の面と略同一平面の位置となるまで、リベット７１をさらに加圧する。このことにより、図１に示すように、脚部７１ｂの先端７１ｄが、亜鉛系めっき鋼板２を貫通することなく、亜鉛系めっき鋼板２に食い込んだ状態となる。また、接合部７の下面７ｂには、異種金属接合継手１の裏面（亜鉛系めっき鋼板２のアルミニウム合金板３と反対側の面）から盛り上がった凸部が形成される。以上の工程により、リベット７１により、アルミニウム合金板３と亜鉛系めっき鋼板２とが締結される。
【００６４】
本実施形態の異種金属接合継手１の製造方法は、亜鉛系めっき鋼板２の亜鉛系めっき層２ａに、アルミニウム合金板３の一部を、上述した接着剤層４を介して対向配置して積層部を形成する工程と、積層部を機械的接合する工程とを備えている。したがって、本実施形態によれば、機械的接合に伴う接合部７近傍の接着剤層４の破れを防止しつつ、接合面に水などの間隙液が侵入するのを防止でき、しかもリベット７１との接合面に形成される隙間から水などが侵入した場合にも充分な耐食性が得られる。また、機械的接合時に亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３との間に入り込んだＺｎ含有粒子６が、これらの密着を阻害することを効果的に防止でき、優れた接合強度が得られる。
【００６５】
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態においては、１枚の亜鉛系めっき鋼板と１枚のアルミニウム合金板とを、リベットを用いた機械的接合により接合する場合を例に挙げて説明したが、亜鉛系めっき鋼板および／またはアルミニウム合金板は複数枚であってもよい。複数の亜鉛系めっき鋼板を用いる場合、各亜鉛系めっき鋼板の種類や厚みは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、複数のアルミニウム合金板を用いる場合も同様に、各アルミニウム合金板の種類や厚みは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００６６】
また、図１に示す異種金属接合継手１では、リベット７１の頭部７１ａ側にアルミニウム合金板３が配置されている場合を例に挙げて説明したが、アルミニウム合金板３と亜鉛系めっき鋼板２との配置関係を逆にし、リベット７１の頭部７１ａ側に亜鉛系めっき鋼板２を配置してもよい。
また、図１に示す異種金属接合継手１では、接合部材としてリベット７１を用いた場合を例に挙げて説明したが、リベット７１に代えて、ボルト、ナット、ねじ、ブラインドリベット、ＴＯＸ（登録商標）、Ｔｏｇ−Ｌ−Ｌｏｇ（登録商標）、ＦＤＳ（登録商標）などを用いてもよい。
【００６７】
（第２実施形態）
「異種金属接合継手」
図３は、本発明の異種金属接合継手の他の例の一部を拡大して示した断面模式図である。図３に示す異種金属接合継手１０において、図１に示す異種金属接合継手１と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
図３に示すように、異種金属接合継手１０は、亜鉛系めっき鋼板２と接着剤層４とアルミニウム合金板３との積層部１１を、ＴＯＸ（登録商標）によって機械的接合してなる接合部９を有している。
【００６８】
図３に示す異種金属接合継手１０では、接合部９の積層部１１を形成しているいずれの層にも、機械的接合に関与する穴は形成されていない。したがって、図３に示す異種金属接合継手１０では、平面視で接合部９およびその周辺領域を形成している亜鉛系めっき鋼板２と、接着剤層４と、アルミニウム合金板３の各層は、連続した層として存在している。
【００６９】
図３に示す異種金属接合継手１０の接合部９では、積層部１１のアルミニウム合金板３側の面に平面視略円形の凹部９ａが形成されている。図３に示すように、接合部９では、積層部１１を形成している亜鉛系めっき鋼板２と接着剤層４とアルミニウム合金板３とが、凹部９ａの形状に沿って変形している。このため、図３に示すように、接合部９を形成している積層部１１の亜鉛系めっき鋼板２側の面には、凸部９ｄが形成されている。
【００７０】
図３に示すように、凹部９ａの底部９ｂを形成している積層部１１の厚みは、凹部９ａの形成されていない領域の積層部１１の厚みよりも薄くなっている。
【００７１】
図３に示す異種金属接合継手１０の接合部９においては、平面視で凸部９ｄ（凹部９ａ）の壁内における亜鉛系めっき鋼板２の最も内側の位置が、平面視でアルミニウム合金板３の最も外側の位置よりも内側となっている。したがって、接合部９において、平面視でアルミニウム合金板３が亜鉛系めっき鋼板２に食い込んでいる。平面視で亜鉛系めっき鋼板２の最も内側の位置と、平面視でアルミニウム合金板３の最も外側の位置との距離であるインターロック寸法Ｄ２は、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。インターロック寸法Ｄ２が０．１ｍｍ以上である場合、より優れた接合強度が得られる。
【００７２】
ＴＯＸ（登録商標）によって機械的接合してなる接合部９では、図３に示すように、平面視でアルミニウム合金板３が亜鉛系めっき鋼板２に食い込んでいる凸部９ｄ（凹部９ａ）が形成されていることにより、アルミニウム合金板３と亜鉛系めっき鋼板２とが締結されている。
接合部９を形成している凸部９ｄ（凹部９ａ）の形状は、締結される亜鉛系めっき鋼板２およびアルミニウム合金板３の厚みや、必要とされる接合強度などに応じて決定され、特に限定されない。
【００７３】
図３に示す異種金属接合継手１０は、亜鉛系めっき鋼板２と接着剤層４とアルミニウム合金板３との積層部１１を機械的接合してなる接合部９を有し、図１に示す異種金属接合継手１と同じ接着剤層４を有するものであるので、図１に示す異種金属接合継手１と同様に、優れた接合強度および耐食性が得られる。
【００７４】
しかも、図３に示す異種金属接合継手１０では、機械的接合に関与する穴がないため、平面視で接合部９およびその周辺領域を形成している亜鉛系めっき鋼板２と、接着剤層４と、アルミニウム合金板３の各層が、連続した層として存在している。したがって、積層部１１の全体において、亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３との接合面に、水などの間隙液が侵入するのを効果的に防止できる、また、積層部１１の全体において、亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３との接触を、接着剤層４によって妨げることができ、優れた耐食性が得られる。
【００７５】
「異種金属の接合方法」
次に、図３に示す異種金属接合継手１０の製造方法を説明する。
図３に示す異種金属接合継手１０を製造するには、まず、図１に示す異種金属接合継手１の製造方法と同様にして、積層部１１を形成する工程までの各工程を行う。
次いで、ＴＯＸ（登録商標）による機械的接合を、以下に示す方法により行う。
【００７６】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、ＴＯＸ（登録商標）を用いる機械的接合方法を説明するための概略断面図である。なお、図４（ａ）および図４（ｂ）においては、接着剤層４を形成しているエポキシ樹脂５およびＺｎ含有粒子６の記載を省略して示している。
はじめに、図４（ａ）に示すように、亜鉛系めっき鋼板２と接着剤層４とアルミニウム合金板３との積層体１１を、ダイ９２上にアルミニウム合金板３を上に向けて配置する。
図４（ａ）に示すように、ダイ９２の積層体１１との対向面（図４（ａ）においては上面）には、図３に示す接合部９を形成している凸部９ｄに対応する形状を有する穴９２ａが形成されている。
【００７７】
次に、図４（ａ）に示すように、パンチ９１を用意する。パンチ９１は、図３に示す接合部９の凹部９ａの内面形状に対応する外面形状を有する先端部９３を有する。次いで、パンチ９１の先端部９３をアルミニウム合金板３に向けて配置する。パンチ９１を配置する位置は、図４（ａ）に示すように、亜鉛系めっき鋼板２と接着剤層４とアルミニウム合金板３との積層体１１上において、ダイ９２の穴９２ａと積層体１１を挟んで対向する位置である。
【００７８】
続いて、図４（ｂ）に示すように、パンチ９１の先端部９３をアルミニウム合金板３に押し当てて加圧する。このことにより、図４（ｂ）に示すように、先端部９３を積層体１１に圧入させて、積層体１１の亜鉛系めっき鋼板２側の面をダイ９２の穴９２ａに食い込ませ、加圧する。このことにより、図４（ｂ）に示すダイ９２の穴９２ａの形状に沿って、亜鉛系めっき鋼板２と接着剤層４とアルミニウム合金板３の各層が変形し、図３に示す形状を有する接合部９が形成される。
本実施形態においては、接着剤層４に含まれるＺｎ粒子の硬度が低く、接着剤層４が変形しやすいものであるため、亜鉛系めっき鋼板２およびアルミニウム合金板３の変形に追従して、接着剤層４が容易に変形する。
以上の工程により、ＴＯＸ（登録商標）によって、アルミニウム合金板３と亜鉛系めっき鋼板２とが締結される。
【００７９】
本実施形態の異種金属接合継手１０の製造方法は、亜鉛系めっき鋼板２の亜鉛系めっき層２ａに、アルミニウム合金板３の一部を、上述した接着剤層４を介して対向配置して積層部１１を形成する工程と、積層部１１を機械的接合する工程とを備えている。したがって、本実施形態によれば、機械的接合に伴う接合部９近傍の接着剤層４の破れを防止しつつ、接合面に水などの間隙液が侵入するのを防止できる。また、機械的接合時に亜鉛系めっき鋼板２とアルミニウム合金板３との間に入り込んだＺｎ含有粒子６が、これらの密着を阻害することを効果的に防止でき、優れた接合強度が得られる。
【実施例】
【００８０】
下記に示す亜鉛系めっき鋼板と、アルミニウム合金板とを用意し、亜鉛系めっき鋼板に、アルミニウム合金板の一部を、表１〜表３に示す組成の接着剤を介して対向配置し、１２０℃で６０分間加熱して接着剤を硬化させる硬化処理を行った。硬化後に得られた接着剤の厚みはほぼ１００μｍであった。
その後、亜鉛系めっき鋼板とアルミニウム合金板とが接着剤層を介して対向配置されてなる積層部を、機械的接合した。
【００８１】
機械的接合は、接合部材としてリベット（セルフピアスリベット（ＳＰＲ）；商品名ＳＰＲ-ＰＯＰ、ポップリベット・ファスナー社製）を用いて以下に示す方法により行った。
すなわち、亜鉛系めっき鋼板と接着剤層とアルミニウム合金板との積層体を、ダイ上にアルミニウム合金板を上に向けて配置した。次に、アルミニウム合金板の上の所定の位置に、脚部の先端をアルミニウム合金板に向けてリベットを配置した。続いて、パンチを用いてリベットをアルミニウム合金板に押し当てて加圧し、リベットの脚部をアルミニウム合金板および接着剤層に圧入させて貫通させ、脚部の先端を亜鉛系めっき鋼板に食い込ませた。その後、パンチを用いて、リベットの頭部が、アルミニウム合金板の亜鉛系めっき鋼板と反対側の面と略同一平面の位置となるまで、リベットをさらに加圧した。
以上の工程により、アルミニウム合金板と亜鉛系めっき鋼板とを締結し、実施例１〜５８、比較例１〜７の試験体を得た。
【００８２】
亜鉛系めっき鋼板には、ＪＩＳ  Ｇ  ３３０２に定められている厚み０．８ｍｍ、板幅３０ｍｍ、長さ１００ｍｍのＳＧＣ４４０  Ｆ０６を用いた。
また、アルミニウム合金板には、ＪＩＳ  Ｈ  ４０００に定められている厚み１ｍｍ、板幅３０ｍｍ、長さ１００ｍｍのＡ５１８２Ｐ−Ｏ材を用いた。
試験体の形状は、ＪＩＳ  Ｚ  ３１３６にしたがって、板幅３０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、重ね代３０ｍｍとした。
【００８３】
接着剤としては、エポキシ樹脂を含む接着剤である一液エポキシ加熱硬化型接着剤スコッチウェルドＩＷ２０１０（商品名；住友スリーエム株式会社製）に、表１〜表３に示す組成、平均粒径、標準偏差、分布ヒストグラムの峰の数のＺｎ含有粒子を、表１〜表３に示す体積分率となるように混合して分散させたものを用いた。
【００８４】
なお、Ｚｎ含有粒子がＺｎ合金粒子である場合の組成は、Ｚｎ合金粒子としての化学分析値に基づいて算出した。また、表１〜表３に記載の元素記号の前の数値は、その元素のＺｎ合金粒子中の含有量（質量％）を示す。
また、Ｚｎ含有粒子の平均粒径は、試験体の接着剤層の断面を光学顕微鏡で観察した像を画像解析装置に取り込んで、観察視野内のＺｎ含有粒子の円相当径を算出し、その平均値を用いた。
また、Ｚｎ含有粒子の体積分率は、試験体の接着剤層の断面を光学顕微鏡で観察し、観察視野内の接着剤層におけるＺｎ含有粒子の体積を算出した。
【００８５】
なお、接着剤層が、複数のＺｎ含有粒子を含有する場合も同様に、試験体の接着剤層の断面を光学顕微鏡で観察してＺｎ含有粒子の平均粒径および体積分率を算出した。
観察視野は、接着剤層の厚み×２ｍｍとした。
【００８６】
このようにして得られた実施例１〜５８、比較例１〜７の各試験体について、以下に示す方法により、耐食性、接着剤層の追従性、機械接合性を評価した。その結果を表４および表５に示す。
【００８７】
【表１】
0006393592.tif 000002
【００８８】
【表２】
0006393592.tif 000003
【００８９】
【表３】
0006393592.tif 000004
【００９０】
【表４】
0006393592.tif 000005
【００９１】
【表５】
0006393592.tif 000006
【００９２】
「耐食性」
耐食性は、自動車用外観腐食試験法のＪＡＳＯ  Ｍ６０９−９１試験を用いて行った。腐食の程度は継手をはがして、ナゲット周辺部を中心に目視で五段階評価（良い←１、２、３、４、５→悪い）し、評点３以上を良好とした。
「追従性」
接着剤層の追従性は、試験体の接合部の断面を観察し、接合部材による機械的接合に関与する穴以外に、接着剤層に複数の破れがある場合を「×」、破れが一箇所のみの場合を「△」、接合部材による機械的接合に関与する穴以外の破れが接着剤層にない場合を「○」と評価した。
【００９３】
「機械接合性」
機械接合性は、試験体の接合部の断面を観察し、リベットの外周と亜鉛系めっき鋼板２のアルミニウム合金板３側表面との接合位置と、接合位置から外側に向かって亜鉛系めっき鋼板２に食い込んだリベットの外周の最も外側の位置との距離である図１に示すインターロック寸法Ｄ１を測定した。
そして、インターロック寸法が０．１ｍｍ未満である場合を「×」、インターロック寸法が０．１ｍｍ以上である場合を「○」と評価した。
【００９４】
表４および表５に示すように、実施例１〜５８の試験体は、Ｚｎ含有粒子の組成および体積分率が本発明で規定された範囲にあるため、良好な耐食性、接着剤層の追従性、機械接合性の追従性が得られている。
特に、体積分率で４０％超のＺｎ含有粒子を含有し、Ｚｎ含有粒子の平均粒径が１μｍ〜８０μｍの範囲である実施例１、５、７〜９、１１〜１４、１６、１８〜２３、２７〜３５、３７〜５５の試験体は、耐食性の評価が４または５であり良好であった。
また、Ｚｎ含有粒子の粒径の分布ヒストグラムが、２つの峰を有する実施例４７〜５０の試験体は、耐食性の評価が５であり良好であった。
また、Ｚｎ合金粒子が、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌから選ばれる一種または二種以上の元素を合計で１.７質量％未満含有する試験体は、接着剤層の追従性が良好であった。
【００９５】
比較例１では、Ｚｎ含有粒子の体積分率が少ないため、充分な耐食性が得られなかった。また、比較例２では、Ｚｎ含有粒子の体積分率が多いため、耐食性および追従性が充分に得られなかった。
比較例３、４では、Ｚｎ含有粒子の組成が本発明で規定された範囲外であるため、耐食性および追従性、機械接合性が充分に得られなかった。
比較例５では、Ｚｎ含有粒子の体積分率が少なく、Ｚｎ含有粒子の平均粒径が大きいため、充分な耐食性が得られなかった。
比較例６では、Ｚｎ含有粒子の組成および体積分率が本発明で規定された範囲外であるため、耐食性および追従性、機械接合性が充分に得られなかった。
比較例７では、Ｚｎ含有粒子の組成が本発明で規定された範囲外であるため、耐食性および追従性、機械接合性が充分に得られなかった。
【符号の説明】
【００９６】
１、１０：異種金属接合継手、２：亜鉛系めっき鋼板、２ａ：亜鉛系めっき層、３：アルミニウム合金板、４：接着剤層、５：エポキシ樹脂、６：Ｚｎ含有粒子、７、９：接合部、９ａ：凹部、９ｂ：底部、９ｄ：凸部、１１：積層部、７１：リベット、７１ａ：頭部、７１ｂ、７２：脚部、７１ｃ：基部、７１ｄ：先端、８１、９１：パンチ、８２、９２：ダイ、８２ａ、９２ａ：穴、９３：先端部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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