JP2000167630A - 金属板加工部材の接合方法及び接合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一方の金属板加工部材の平面に他方の金属板加
工部材を垂直に、簡易な設備・治具でスム−ズに優れた
寸法精度で接合することを可能にする接合方法を提供す
る。 【解決手段】互いに接合される金属板加工部材３，４の
一方３に予め切り起こし接合片３１を起こすためのスリ
ットｓを入れておき、両部材３，４相互を位置合わせし
た状態で前記一方の部材３の接合片３１を起こして両部
材３，４の被接合部を重ね、前記位置合わせ状態を保持
しつつ両部材３，４の被接合部を接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属板加工部材の接
合方法及び装置に関し、特に一方の金属板加工部材の平
面に他方の金属板加工部材を垂直にかしめ接合で接合す
るのに有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】一方の金属板加工部材の平面に他方の金
属板加工部材を垂直に突き合わせて接合する場合、通常
ア−ク溶接、アプセット溶接またはフラッシュ溶接等で
接合している。

【０００３】この突合せ接合に代え、重ね接合で接合す
るには、（１）他方部材の接合端部をＬ形に曲げ加工
し、（２）この曲げ加工部材と前記一方の部材とを接合
ステ−ションに搬入し、（３）両部材を位置合わせして
（組み合わせて）かしめ接合またはリベット接合或いは
スポット溶接することが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この接
合方法では、曲げ加工のための装置の動作機構が複雑に
なる、両部材相互の位置合わせが容易ではない、曲げ加
工部材の接合ステ−ションへの搬入時に設備・治具との
干渉が生じ易く自動化が難しい、工数が多い等の不具合
がある。

【０００５】本発明の目的は、一方の金属板加工部材の
平面に他方の金属板加工部材を垂直に、簡易な設備・治
具でスム−ズに優れた寸法精度で接合することを可能に
する接合方法を提供することにある。

【０００６】本発明の更なる目的は、一方の筒型金属板
加工部材を他方の金属板加工部材の平面に垂直に、簡易
な設備・治具でスム−ズに優れた寸法精度でかしめ接合
することを可能にする接合方法及び接合装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る金属板加工
部材の一の接合方法は、互いに接合される金属板加工部
材の一方に予め切り起こし接合片を起こすためのスリッ
トを入れておき、両部材相互を位置合わせした状態で前
記一方の部材の接合片を起こして両部材の被接合部を重
ね、前記位置合わせ状態を保持しつつ両部材の被接合部
を接合することを特徴とする構成である。

【０００８】本発明に係る金属板加工部材の他の接合方
法は、互いに接合される金属板加工部材の一方が筒型で
あり、他方か前記筒型一端に垂直面で接合される部位を
有する部材であり、この他方部材に前記筒型内に納めら
れる寸法の切り起こし接合片を起こすためのスリットを
予め入れておき、両部材相互を位置合わせした状態で前
記他方部材の接合片を前記一方部材の筒型内に向け起こ
して筒型内面に重ね、前記位置合わせ状態を保持しつつ
両部材の重ね部を接合することを特徴とする構成であ
り、筒型を四角筒型とし、接合片を筒内面の対向する二
面に接合される二個とすることができる。

【０００９】本発明に係る金属板加工部材の接合装置
は、上記接合方法に使用する装置であり、他方部材の垂
直面部位の切り起こし接合片を起こしつつ一方部材の筒
型内に挿入されるコアがフレ−ムに取り付けられ、その
コアにかしめ用ダイスが取り付けられ、このダイスに対
する昇降式かしめ用パンチがフレ−ムに取り付けられな
ることを特徴とする構成であり、ワ−ク押え板を有し該
押え板にかしめ用パンチ挿入孔が設けられたワ−ク押え
治具を付設することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。

【００１１】図１の（イ）乃至図１の（ハ）は請求項１
に係る金属板加工部材の接合方法の一実施例を示す図面
である。

【００１２】図１において、１は位置決め治具を示し、
位置決めスロット１１を備えている。２はかしめ接合装
置を示し、前記スロット１１に入出されるコア部２１を
有するフレ−ム２２に昇降式のかしめ用パンチ２３とか
しめ用ダイス（かしめ用ダイスは図に現われていない）
を取付け、コア部２１を前記スロット１１に入出させ得
るように矢印方向に前進・後退移動させるための駆動部
（図示せず）を設けてある。

【００１３】３は一方の金属板加工部材であり、上記ス
ロット１１の内巾に等巾の切り起こし接合片を起こすた
めのスリットｓを予め入れてある。４は他方の金属板加
工部材であり、上記上記スロット１１の内巾に等しい巾
としてある。

【００１４】請求項１に係る発明により上記の両金属板
加工部材を接合するには、図１の（ロ）に示すように一
方の部材３を位置決め治具１の背面に当接すると共にス
ロット１１にスリットｓ，ｓを巾及び下端において位置
決めし、他方の部材４の先端をスロット１１に位置決め
する。これらの各部材３，４の個々の位置決めにより、
両部材相互が位置合わせされる。

【００１５】この位置合わせ状態を保持しつつ、かしめ
接合装置２を矢印方向に前進移動させ、図１の（ハ）に
示すようにコア部２１を位置決め治具のスロット１１に
挿入し接合片３１を前側に曲げて他方部材４に重ね、而
るのち、かしめ用パンチ２３を上昇させ重ね部をかしめ
接合する。

【００１６】このかしめ接合後は、かしめ接合装置２を
矢印方向とは反対方向に後退移動させ、接合した部材を
位置決め治具１から脱出させ、これにて本発明による接
合を終了する。

【００１７】図２は上記かしめ接合時の状態を示し（図
２において、２３はかしめ用パンチ、２４はかしめ用ダ
イス）、図２の（イ）の初期段階、図２の（ロ）の深絞
り段階、図２の（ハ）のかしめ段階、図２の（ニ）の接
合終了段階を経て終結される。

【００１８】この場合、かしめ用ダイスに図３の（イ）
及び図３の（ロ）に示すように、Ｃ形高剛性リング２４
１で胴締めした割りダイス２４を用い、かしめ接合部の
薄肉化を緩和することができる。

【００１９】上記請求項１に係る金属板加工部材の接合
方法によれば、予めスリットを入れた一定巾部分のス
リット下端位置を根元とする曲げにより接合片を起こし
ているから、接合片の長さ寸法精度を高精度にできる。
また、両部材のかしめ接合時、接合片の位置決め治具の
スロットへの嵌合によりかしめ接合に対し部材を安定に
固定できる。したがって、接合部の寸法精度や接合強度
を充分に高くできる。接合片の曲げ形成前に両部材相
互の位置合わせを行っており、接合片の曲げ形成後に両
部材相互の位置合わせを行う場合に較べ、曲げ片の干渉
無く位置合わせでき、位置合わせが容易である。両部
材相互を位置合わせした状態（組み合わせた状態）で接
合片を起こしているから、接合片を形成した後での両部
材の組み合せが不要であり、両部材の組合せと接合を一
工程で行うことができ、組み合せのための部材移動に伴
う曲げ形成接合片の設備・治具への干渉を排除し得、動
作のスム−ズ化を図ることができる。従って、生産性を
向上できる。各部材の位置決め治具に対する位置合わ
せ→かしめ接合装置の前進移動による一方部材のスリッ
ト間部分の押し曲げ→かしめ用パンチの作動によるかし
め接合→かしめ接合装置を後退移動させての接合部材の
取り出しという、一連の単純な工程により実施できるか
ら、自動化が容易である。

【００２０】図４の（イ）は請求項２の発明に係る接合
方法により接合した部材の斜視図を、図４の（ロ）は図
４の（イ）におけるロ−ロ断面図をそれぞれ示し、一方
の金属板加工部材３が断面Ｃ型材であり、他方の金属板
加工部材４が四角筒であって、Ｃ型材３のウエブから接
合片３１を２個切り起こし、これらの接合片３１，３１
を四角筒４の端部内の対向内面に重ね、各重ね部をかし
め接合してある。

【００２１】図５の（イ）は上記のかしめ接合に使用さ
れるかしめ接合装置の一例及びワ−ク押え治具の一例を
示している。

【００２２】かしめ接合装置２においては、昇降式のか
しめ用パンチ２３を上側及び下側に取付けたフレ−ム２
２に、これら上下のパンチ２３，２３間中央を水平方向
に延びるコア２１を支持させ、フレ−ム２２をガイドレ
−ル２５上を油圧シリンダ−２５１により前進・後退移
動可能に搭載し、図５の（ロ）に示すように、コア２１
に前記各かしめ用パンチ２３，２３に対する各かしめ用
ダイス２４，２４を取付けてある。

【００２３】図５の（ロ）は、かしめ用ダイスの上下可
動機構も示し、ダイス２４をコア２１のダイス挿入孔２
４１に納めると共にダイスベ−ス２４２にバネ２４３を
装着し、楔式ロッド２４４の矢印方向移動によりダイス
２４，２４をバネ２４３の圧縮反力のもとで同時に上下
移動させるようにしてある。図５の（イ）において、２
４５は図５の（ロ）での楔式ロッド２４４を矢印方向に
移動させるためのシリンダ−（油圧、空気圧、水圧式
等）であり、このシリンダ−に代えカム式、ネジ式、バ
ネ式等の使用も可能である。

【００２４】図５の符号１で示すワ−ク押え治具におい
ては、ワ−クを押える昇降式押え板１２にかしめ用パン
チ挿入用孔１３を貫設してあり、押え板１２を支持する
躯体１４は、前記のパンチ及びパンチ昇降用シリンダ−
並びにこれらを支持したフレ−ム先端部を干渉させるこ
となくスム−ズに入出させ得るように支脚構造としてあ
る。

【００２５】請求項２に係る金属板加工部材の接合方法
により図４に示す部材の接合を行うには、Ｃ型部材３の
ウエブに上下２個の切り起こし接合片を起こすためのス
リット（Ｈ形スリット）を予め入れておき、まず図６の
（イ）に示すようにＣ型部材３のウエブのスリットｓ部
位に四角筒型部材４の端を位置合わせし、ワ−ク押え治
具１の押え板１２でワ−ク３，４を挾持する。

【００２６】更に、図６の（ロ）に示すようにかしめ接
合装置２を前進移動させ、図６の（ハ）に示すようにダ
イス２４を表面下に納めた状態のコア２１をＣ型部材３
のウエブのスリットを拡開して四角筒型部材４の端部内
に進入させる。このコア２１の進入により接合片３１が
起こされて四角筒型部材４の端部内面に重ねられる（な
お、コア２１の進入に対し、ワ−ク押え板１２が四角筒
型部材４の端部の盛り上がりを防止する）。同時に、図
６の（ロ）に示すようにかしめ用パンチ２３，２３がワ
−ク押え板１２，１２上に移行され、かしめ用パンチ２
３とワ−ク押え板のパンチ挿入孔１３とダイス２４が上
下一直線上に揃えられる。

【００２７】而るのちは、かしめ用パンチ２３，２３を
ワ−ク押え板のパンチ挿通孔１３，１３を通してかしめ
用ダイス２４，２４に接近させると共にダイス２４，２
４を上り移動させ（楔式ロッドの操作により、ダイス穴
の底面をコアの後述する逃し溝の底面と同一レベルとす
るまで移動させる）、前記Ｃ型部材３の切り起こし接合
片３１，３１と四角筒型部材４の端部筒壁とをかしめ接
合する。この接合部内面にかしめ絞り代に応じた突子が
出現するので、コアに図５の（ハ）に示すように、コア
２１の後退移動時に当該突子を逃がすための溝２４６を
設けてある。この溝に代え、逃し溝の深さ分だけコア先
端部の厚みを切削することも可能である。 上記かしめ
接合後は、図５の（ロ）に示すようにダイス２４をバネ
２４３の圧縮反力でかしめ箇所から離脱させるように、
楔式ロッド２４４の操作により、ダイス２４，２４を下
り移動させると共にパンチ２３，２３をパンチ昇降用シ
リンダ−の作動により接合箇所から隔離させ、更にかし
め接合装置２の後退移動によりコア２１を接合部材内か
ら脱出させると共にかしめ用パンチ及びパンチ昇降用シ
リンダ−並びにフレ−ム先端部をワ−ク押え治具の躯体
内から脱出させ、更にワ−ク押え板を開放し、接合した
部材を取り出し、これにて本発明による接合を終了す
る。

【００２８】上記かしめ接合装置の前進・後退移動はサ
−ボモ−タや手動により行うことも可能である。

【００２９】上記コアの進入による接合片の曲げ加工に
おいては、図７の（イ）に示すようにコア先端を先細り
テ−パ面として接合片３１，３１の前進押し付け箇所を
接合片先端とすることが曲げ加工上有利である（押し付
け力ｆと押し付け箇所の高さｈとの積である曲げモ−メ
ントｍを低いｆのもとでも、ｈを高くすることにより充
分に大きくできることによる）。コア先端部を先細りテ
−パ面とすることに代え、図７の（ロ）に示すようにア
−ル面にすることも可能である。このコア先端部のテ−
パ付けまたはア−ル付けは、コア先端と接合片との漸次
的接触や接触抵抗の軽減により接合片表面の傷つきを防
止するうえにも有効である。

【００３０】上記請求項２に係る金属板加工部材の接合
方法の実施例では、特に上下の双方にかしめ用パンチを
配設し、コアに各パンチに対するそれぞれのかしめ用ダ
イスを取付け、コアに上下双方から反対方向の実質的に
等しい荷重を同時に作用させているから（かしめ接合の
場合の荷重は数トン、後述の抵抗溶接の場合の荷重は数
百ｋｇｆ）、コアに曲げモ−メントが作用することがな
く、コアのフレ−ムへの支持構造を簡易化できる。

【００３１】上記において、切り起こし接合片の箇数を
一箇とし、上下何れか一方からのかしめ接合とすること
も可能である。

【００３２】上記かしめ用パンチ及びかしめ用ダイスに
代え溶接用電極を取付け（電極をコアにコア表面と電極
表面とを面一にして埋め込み、コアに通電路を内蔵させ
る。コア側電極は固定式とし、上下可動とする必要はな
い）、上記かしめ接合に代え抵抗溶接を使用することも
可能である。

【００３３】上記請求項２に係る金属板加工部材の接合
方法の実施例によれば、既述した利点（請求項１に係る
金属板加工部材の接合方法の利点）の外、（ａ）Ｃ型部
材のウエブの切り起こし接合片を四角筒型部材の端部内
に嵌合させることにより接合強度を増大できる、（ｂ）
かしめ接合装置のコアに曲げモ−メントが作用しないの
で、コアのフレ−ムへの支持構造を簡易化でき、コアの
低剛性化による軽量化を図ることができる、（ｃ）格子
材をかしめ接合により製作でき、溶接接合での焼き鈍し
に起因する易腐食性化や強度低下及び部材表面のめっき
層剥離や蒸発を回避できる、（ｄ）コアの先端部にテ−
パまたはア−ルを付けることにより、切り起こし接合片
の曲げ加工を低い押付け力で行うことができ、かしめ接
合装置の前進・後退移動機構を小型化できる、等の利点
が得られる。

【００３４】

【実施例】板厚１．２ｍｍのリップ付きＣ型鋼材（溶融
亜鉛めっき品）と板厚０．５ｍｍ、断面寸法５０ｍｍ×
４０ｍｍの四角パイプ鋼材（溶融亜鉛めっき品）とを請
求項２に係る前記の接合方法によりかしめ接合した。

【００３５】かしめ接合装置のダイスにはダイス径φ６
ｍｍ、ダイス穴深さ０．８ｍｍのものを、パンチにはパ
ンチ径φ４ｍｍ、突き量１．８ｍｍのものをそれぞれ使
用し、パンチ加圧力を３０００ｋｇｆ、コアの挿入押圧
力を２０００ｋｇｆ、コアのストロ−クを２００ｍｍと
し、四角パイプ鋼材へのコアの進入深さを６０ｍｍとし
た。

【００３６】接合作業は極めてスム−ズであり、接合外
観も良好であった。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、一方の金属板加工部材
の平面に他方の金属板加工部材を垂直に、かしめ接合に
より接合できる。

【００３８】また、両部材相互を位置合わせし、その位
置合わせ状態を保持しつつ一方の部材の切り起こし接合
片を起こして他方部材の接合面部位に重ね、その重ね箇
所を接合しているから、一方の部材の切り起こし接合片
を起こしたのちに両部材を接合する場合に較べ位置合わ
せが簡単である。また、切り起こし接合片をスリット下
端位置での曲げにより形成しているから、その曲げ箇所
を一定の一に固定できて切り起こし接合片をばらつき無
く形成できる。更に各部材の位置合わせ→かしめ接合装
置の前進移動による一方部材のスリット間部分の押し曲
げ→かしめ用パンチの作動によるかしめ接合→かしめ接
合装置を後退移動させての接合部材の取り出しという、
一連の単純な工程により実施できるから自動化が容易で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係る金属板加工部材の接合方法を示
す図面である。

【図２】請求項１に係る金属板加工部材の接合方法での
かしめ接合の過程を示す図面である。

【図３】請求項１に係る金属板加工部材の接合方法での
上記とは別のかしめ接合の過程を示す図面である。

【図４】請求項２の接合方法で接合した接合部材を示す
図面である。

【図５】請求項３に係る金属板加工部材の接合装置を示
す図面である。

【図６】図５の接合装置を使用した金属板加工部材の接
合方法を示す図面である。

【図７】図６により示した金属板加工部材の接合方法で
の接合片の切り起こし状態を示す図面である。

【符号の説明】

２ かしめ接合装置 ２１ コア ２２ フレ−ム ２３ パンチ ２４ ダイス ３ 部材 ３１ 接合片 ｓ スリット ４ 部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに接合される金属板加工部材の一方に
   予め切り起こし接合片を起こすためのスリットを入れて
   おき、両部材相互を位置合わせした状態で前記一方の部
   材の接合片を起こして両部材の被接合部を重ね、前記位
   置合わせ状態を保持しつつ両部材の被接合部を接合する
   ことを特徴とする金属板加工部材の接合方法。
2. 【請求項２】互いに接合される金属板加工部材の一方が
   筒型であり、他方か前記筒型一端に垂直面で接合される
   部位を有する部材であり、この他方部材に前記筒型内に
   納められる寸法の切り起こし接合片を起こすためのスリ
   ットを予め入れておき、両部材相互を位置合わせした状
   態で前記他方部材の接合片を前記一方部材の筒型内に向
   け起こして筒型内面に重ね、前記位置合わせ状態を保持
   しつつ両部材の重ね部を接合することを特徴とする金属
   板加工部材の接合方法。
3. 【請求項３】筒型を四角筒型とし、接合片を筒内面の対
   向する二面に接合される二個とする請求項２記載の金属
   板加工部材の接合方法。
4. 【請求項４】請求項２または３記載の金属板加工部材の
   接合方法に使用する装置であり、他方部材の垂直面部位
   の切り起こし接合片を起こしつつ一方部材の筒型内に挿
   入されるコアがフレ−ムに取り付けられ、そのコアにか
   しめ用ダイスが取り付けられ、このダイスに対する昇降
   式かしめ用パンチがフレ−ムに取り付けられている金属
   板加工部材の接合装置。
5. 【請求項５】ワ−ク押え板を有し、該押え板にかしめ用
   パンチ挿入孔が設けられたワ−ク押え治具を備えている
   請求項４記載の金属板加工部材の接合装置。