JP2008532771A - 金属板材の熱接合装置及び熱接合方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)技術分野
本発明は、金属板材を熱接合するための装置及び方法に関する。より詳細には、本発明は、金属板材の酸化膜除去と接合とを同時に行え、かつ、金属板材に強い接合圧力を加えて金属板材間の接合力を強化できるという利点を有する、金属板材の熱接合装置及び熱接合方法に関する。
一般に、2枚の金属板材を接合させる方法としては溶接法が周知である。しかし、金属板材が厚い場合や金属板材の材料が互いに異なる場合には、溶接法によっては接合させ難い。特に、熱間圧延工程では、厚い金属板材を連続的に圧延するために、移動する厚い金属板材を迅速に接合しなければならない。したがって、熱間圧延工程では溶接法はほとんど使用されていない。
本発明の第1の有利な点は、強いクランプ力を付与するクランプによって金属板材の重なり部に上下方向の圧力をかけるため、2枚の金属板材の移動が規制されるとともに強い接合圧力が維持される点にある。
支持フレーム;
前記支持フレームの上部に設置され、金属板材をクランプするためのクランプシリンダが設置された上部接合金型;
前記支持フレームの下部に設置され、金属板材をクランプするためのクランプシリンダが設置された下部接合金型;
金属板材の酸化膜及び過剰金属を切削するシェービング刃が形成されたシェービング金型;
前記上部接合金型に対応して設置され、前記シェービング金型を水平に移動可能に挿入した下部クランプ;並びに
前記下部接合金型に対応して設置され、前記シェービング金型を水平に移動可能に挿入した上部クランプ。
2 左側金属板材
3 右側金属板材
4 金属板材の先端部
5 重なる表面
6 過剰金属
7 上部接合金型
8 下部接合金型
9 上部クランプ
10 下部クランプ
11 シェービング金型
12 シェービング刃
12a 湾曲面
13 ダスト保管空間
14 過剰金属保管空間
15 排出用スプリング
16 突き出し用スプリング
17 ストッパ
18 スライディングロッド
19 ラッパ状挿入口
20 挿入ローラ
21 クランプシリンダ
22 接合シリンダ
23 支持フレーム
24 車輪
25 油圧タンク
26 油圧ポンプ
27 ヒータ挿入空間
Claims (18)
- 金属板材を接合金型で可塑性流動によって熱接合するための装置であって、以下のものを含む装置:
金属板材に圧縮荷重を加えて重なった金属板材を加圧する上部接合金型及び下部接合金型、前記上部接合金型には重なる金属板材のうち左側金属板材の先端部が置かれ、前記下部接合金型には重なる金属板材のうち右側金属板材の先端部が置かれることによって、上部接合金型が下向きに移動する時、重なる加熱金属板材に接合荷重が作用し、前記上部接合金型及び下部接合金型が2枚の金属板材を重ねる;
シェービング金型を挿入するスプリング挿入孔とこれらスプリング挿入孔に排出用スプリングを支持する支持部とが形成された上部クランプ及び下部クランプ、前記上部接合金型が雄形状に形成されると共に前記下部クランプがこの上部接合金型に対応した雌形状に形成されることによって前記上部接合金型及び下部クランプが密係合すると金属板材が正確な重なり位置に固定され、前記下部接合金型が雌形状に形成されると共に前記上部クランプがこの下部接合金型に対応した雄形状に形成されることによって前記下部接合金型及び上部クランプが密係合すると金属板材の幅方向への押し出しが防止され、かつ、前記上部クランプのクランプシリンダをシリンダロッドで下部クランプに連結すると共に下部クランプのクランプシリンダをシリンダロッドで上部クランプに連結することによって、前記上部及び下部接合金型並びに下部及び上部クランプの間に置かれた金属板材がクランプされる;
シェービング刃とこのシェービング刃の手前に設けたダスト保管空間とを有し、前記上部及び下部接合金型に接当している下部及び上部クランプの各先端縁に挿入されて金属板材の表面の酸化膜を切削するシェービング金型、このシェービング金型の後部に設けた前記排出用スプリングの弾性によってシェービング金型を突出させた状態で前記上部及び下部接合金型に2枚の金属板材が同時に挿入されると、一方の金属板材の挿入力によって一側面の排出用スプリングが収縮すると共に他方の金属板材の表面が前記シェービング金型のシェービング刃によって切削されて重なり面にある酸化膜が除去され、重なった金属板材が圧縮されて可塑性流動によって接合される時には、シェービング金型の湾曲面と上部及び下部クランプと金属板材の各先端部とによって囲まれた過剰金属保管空間に金属板材の過剰金属及び酸化膜クズが押し出されることによって金属板材の接合と前記過剰金属保管空間への過剰金属の押し出しとが同時に行われ、前記過剰金属保管空間に溜まった酸化膜クズは前記スプリング挿入孔に設けた前記排出用スプリングの復元力によって排出されるように構成されており、かつ、前記過剰金属保管空間の体積が金属板材の重なる部分の体積の半分であり、シェービング金型の湾曲面が台形に形成されている。 - 請求項1に記載の装置であって、
前記上部接合金型の上端部が前記上部クランプの上端上方に延長されると共に前記上部クランプの上端に連結されたスライディングロッドがこの延長部を貫通しており、前記上部接合金型が上部クランプと共に下向きに移動して重なった金属板材を圧縮するように構成され、
前記下部クランプの下端にストッパを設けることによって上部接合金型が金属板材の厚さに応じた一定の距離だけ金属板材を圧縮するように構成され、かつ、
前記上部及び下部接合金型が金属板材の接合後に分離されると、前記上部クランプの上端及び前記下部クランプの下端に設けた突き出し用スプリングの復元力によって、前記上部及び下部クランプが上下に突出し、過剰金属及び酸化膜クズを排出するように構成された装置。 - 金属板材の熱接合方法であって、以下の段階を含む方法:
シェービング金型の先端部に形成したダスト保管空間に酸化膜クズを保管し、純粋な金属面を露出させた状態で金属板材を重ねる段階、この段階では、上部及び下部接合金型に接触している下部及び上部クランプに挿入されているシェービング金型の後部に設けた排出用スプリングの弾性によってシェービング金型が突出した状態で、接合金型にその左右のラッパ状挿入口から金属板材を強制的に挿入すると、金属板材の挿入力によって接合金型において排出用スプリングが収縮し、金属板材の重なる表面とその表面の酸化膜とがシェービング刃によって切削される;
金属板材の重なる表面に圧力荷重を加える段階、この段階では、下部接合金型及びこれと対を成す上部クランプで重なった金属板材のうち右側金属板材をクランプして右側に押されないようにすると共に、上部接合金型及びこれと対を成す下部クランプで重なった金属板材のうち左側金属板材をクランプして左側に押されないようにすることによって、上部及び下部接合金型と下部及び上部クランプとによる密係合構造によって金属板材が幅方向に押し出されないようにし、かつ、上部接合金型が接合シリンダによって下向きに移動すると、下部接合金型に置かれた左右金属板材の重なる表面が圧縮される;並びに
上部接合金型の下端部及びシェービング金型の下端部が一直線上に位置すると過剰金属の排出を完了させる段階、この段階では、台形に形成されたシェービング金型の湾曲面と上部クランプの下端部と金属板材の先端部とで囲まれた過剰金属保管空間に、金属板材の重なった表面にある酸化膜クズと共に過剰金属が押し出され、かつ、重なった左右金属板材が各々混ざって可塑性流動によって接合する時には、前記過剰金属保管空間の体積が金属板材の重なる部分の体積の半分である。 - 請求項3に記載の方法であって、上部及び下部接合金型並びに上部及び下部クランプを支持するための適正数の支柱を有する支持フレームの下端部に車輪を設けることによって、移動中の後行金属板材が接合金型にその左側のラッパ状挿入口から挿入されると、後行金属板材がその慣性力によって接合装置を押してこれと共に移動させ、停止している先行金属板材を接合金型にその右側のラッパ状挿入口から自動的に挿入させて、後行・先行金属板材が接合金型と共に同一速度で移動する状態で後行・先行金属板材を重ねると同時に上部接合金型の圧力によって接合させる方法。
- 2枚の金属板材の材料が互いに異なる請求項3に記載の方法。
- 重なった金属板材に圧力を加えて金属板材を熱接合する金属板材熱接合装置であって、以下のものを含む金属板材熱接合装置:
支持フレーム;
前記支持フレームの上部に設置され、金属板材をクランプするためのクランプシリンダが設置された上部接合金型;
前記支持フレームの下部に設置され、金属板材をクランプするためのクランプシリンダが設置された下部接合金型;
金属板材の酸化膜及び過剰金属を切削するシェービング刃が形成されたシェービング金型;
前記上部接合金型に対応して設置され、前記シェービング金型を水平に移動可能に挿入した下部クランプ;並びに
前記下部接合金型に対応して設置され、前記シェービング金型を水平に移動可能に挿入した上部クランプ。 - 前記上部及び下部接合金型のクランプシリンダが下部及び上部クランプにシリンダロッドで各々連結されている請求項6に記載の装置。
- 前記上部接合金型及び上部クランプは雄形状に形成され、前記下部クランプ及び下部接合金型は各々前記上部接合金型及び上部クランプを囲む雌形状に形成されて、前記上部接合金型及び下部クランプ、前記下部接合金型及び上部クランプが各々密に係合する請求項6に記載の装置。
- 前記シェービング金型の一側面に複数個のロッドが形成され、これらロッドを挿入する複数個のスプリング挿入孔が前記上部クランプの下部及び前記下部クランプの上部に水平に穿孔され、前記スプリング挿入孔には排出用スプリングを支持する支持部が形成されている請求項6に記載の装置。
- 前記シェービング金型は、ロッドが形成された前記一側面の反対面が湾曲面に形成されている請求項9に記載の装置。
- 前記シェービング金型の、金属板材と接触する面にダスト保管空間が形成されている請求項6に記載の装置。
- 前記上部及び下部接合金型並びに下部及び上部クランプの左右側に金属板材を挿入するラッパ状挿入口が形成され、各入口部の高さが外側に向かって大きくなっている請求項6に記載の装置。
- 前記上部クランプの上端及び下部クランプの下端に各々スライディングロッドが設置され、各スライディングロッドの下端又は上端にストッパが附設され、金属板材の厚さに合わせて上部及び下部クランプの位置を調整可能に構成されている請求項6に記載の装置。
- 前記スライディングロッドが突き出し用スプリングによって弾性支持されている請求項13に記載の装置。
- 前記上部接合金型の上部が前記上部クランプの上方に延長され、この延長部に、前記上部クランプの上端に連結されたスライディングロッドが貫通する請求項13に記載の装置。
- 前記支持フレームの下端に車輪が設置されている請求項6に記載の装置。
- 重なる金属板材に圧力を加えて金属板材を熱接合する方法であって、重ねた金属板材を接合する接合金型に金属板材を挿入すると同時に、重なる金属板材を切削するシェービング刃によって金属板材の重なる表面の酸化膜を除去する方法。
- 金属板材に圧力を加えて金属板材を接合すると共に、過剰金属を保管するための過剰金属保管空間に接合後の過剰金属を押し出す請求項17に記載の方法。
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