JP2016223564A - 金属製品及び金属部品の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属部品における対向する端部同士を接合してなる金属製品であって、幅方向及び板厚方向の揺動を効果的に制御できると共に、製造にかかるコストを極力減ずる事ができる他、容易に取り外しをする事のできる金属製品及び金属部材の接合方法の提供。【解決手段】金属部品における対向する端部同士を接合してなる金属製品であって、接合される端部の夫々には、接合した際の幅方向の揺動を制御する凸部又は当該凸部と継合する凹部、及び接合した際の板厚方向の揺動を制御する係止片又は当該当該係止片を受容する溝部、のそれぞれが少なくとも１つ以上形成されている事を特徴とする金属製品を提供する。【選択図】図１

Description

金属部品における対向する端部同士を接合してなる金属製品及び金属部品の接合方法に関し、特に幅方向及び板厚方向の揺動を効果的に制御できると共に、製造にかかるコストを極力減ずる事ができる他、容易に取り外しをする事のできる金属製品及び金属部品の接合方法に関する。

金属部品の端部を接合する技術としては、溶接、ボルト締め、リベット止め等多数ある。例えば溶接を用いた場合には、部品の端部を強力に接合する事が可能であるものの、当該溶接作業は手作業である故、製品の加工時間が増加する他、作業者によって接合状態にバラつきが発生し易いことから、大量生産には不向きであった。また、ボルト締めやリベット止めの方法では、ボルトやリベットといった別部材が必要になることからコストが増加する問題がある他、ボルトやリベットが製品平面より突出して設けられる事から、外観面に対しては使用し難い面があった。さらに、リベット止めの方法を利用した際には、容易に取り外しをすることが困難にもなる為、半永久的な締結用途に限定されてしまう問題もあった。

そこで、従前においても上記のような溶接等の手段を用いる事無く、接合作業が簡単で、接合精度を高いものとすることのできる金属部品の接合構造については種々検討され、提案されている。

例えば、特許文献１（特開平０８−１１２６３０号広報）では、接合作業が簡単で、しかも接合精度が高い枠体用金属板の接合構造が提案されている。即ち、該文献１では第１の枠体用金属板の接合縁に、凸部と凹部を形成し、第１の枠体用金属板と接合する第２の枠体用金属板の接合縁に、前記凸部、凹部と逆のパターンで凸部と凹部を形成し、両接合縁の凸部、凹部と凸部、凹部とを嵌合して圧入することにより両枠体用金属板を接合してなることを特徴とする枠体用金属板の接合構造が提案されている。

また、特許文献２（特開２０００−３１４２７７号広報）では、接合部に隙間や目違いを生じることなく、しかも強靱で溶接手段を用いない建築用金属枠の接合構造が提案されている。即ち、該文献２では所定断面を有した長尺の金属製枠材に、その見込み面方向に向けてＶ字状の切り欠き部を設けると共に、見込み面に位置する前記切り欠き端面には所定間隔を存して複数の係止片をそれぞれ交互に対向して一体的に突設してあり、上記金属製枠材をＶ字状切り欠き部に沿って折曲して切り欠き端面同志を当接し、相互に噛合した上記係止片の先端側を折曲して枠隅部を形成してあることを特徴とする建築用金属枠の接合構造が提案されている。

さらに、特許文献３（特開２０１４−００８５１８号広報）では、矩形、多角形及び楕円形の何れかの形状を有する金属板又は金属棒の端部を水平方向に分割する際に、分割部分の切れ込み長さを自由に調整でき、かつ平滑な分割面を形成できる端部分割方法及びその方法によって製造される金属部品とその接合方法が提案されている。即ち、該文献３では、矩形、多角形及び楕円形の何れかの形状を有する金属板又は円形、楕円形、矩形及び多角形の何れかの断面形状を有する金属棒の端部を、前記金属板又は金属棒に対して水平方向に分割する方法であって、前記の金属板の両面又は前記の金属棒の周辺の少なくとも対向する２箇所を押え型で挟持し、前記の金属板又は金属棒の一端面縁部に割裂パンチ又はすり割りパンチをプレス成形することによって、前記の金属板又は金属棒を水平方向に割裂又はすり割りによる分割を行う工程と、該分割の裂け目部分に前記の割裂パンチ又はすり割りパンチをプレス成形する操作を１回又は２回以上繰返して前記の割裂又はすり割りによる分割をさらに進める工程とを有し、各プレス成形する操作の度に、あらかじめ前記の金属板の両面又は前記の金属棒の周辺の少なくとも対向する２箇所を挟持する押え型の少なくとも片側の押え型の位置を、前記の金属板又は金属棒の１端面端部から分割しようとする部分の先端までの距離に応じて移動することを特徴とする金属板又は金属棒の端部分割方法が提案されている。

特開平０８−１１２６３０号広報 特開２０００−３１４２７７号広報 特開２０１４−００８５１８号広報

前述の通り、従前においても溶接等の手段を用いる事無く、接合作業が簡単で、接合精度を高いものとすることのできる金属部品の接合構造については種々検討され、提案されている。しかしながら、前記特許文献１の技術では、接合された金属部品の板厚方向の揺動を制御する為に第３の金属部材を用意し、これを設置する工程が必要であり、製造にかかるコストや加工時間・工程が増加する問題があった。

そこで、本発明では接合された金属部品の板厚方向の揺動を制御する為に別部材（接続金具等）を用意し、これを設置する必要が無く、製造にかかるコストを減ずる事のできる、金属製品及び金属部品の接合方法を提供する事を第１の課題とする。

また、この特許文献１の技術では、第３の金属部材を用いてかしめる必要があり、前記特許文献３では割裂又はすり割りによる分割を行った金属板に対して別の金属板を挿入して溶着やボルト締め等を行う必要があった。その結果、製造にかかる手間が多くなる他、接合後に部品同士を取り外す事が困難になっていた。そして取り外しが困難である場合には、一方の部品のみが破損してしまい、破損した部品のみを交換必要な場合にも対応が困難になる為、半永久的な締結用途に限定されてしまう問題があった。また、ボルト締めリベット止め等を用いた際には、ボルトやリベットが製品平面より突出して設けられる事から、外観上の要請や設置部分における空間上の要請次第では、使用し難い面があり、使用用途が限定されてしまうおそれもあった。

そこで、本発明では接合するに当たりかしめ等を行う必要が無く、製造にかかる手間を極力減ずる事ができる上、接合部が製品平面より突出する事が無く、容易に取り外しをする事のできる、金属製品及び金属部品の接合方法を提供する事を第２の課題とする。

さらに、前記特許文献２の技術では、金属製枠材をＶ字状切り欠き部に沿って折り曲げる必要があった。しかしながら、Ｖ字状切り欠き部を形成することで板厚の極端に薄い部分を折り曲げることになり、部材強度が低下してしまう為に、接合途中或いは接合後に当該切り欠き部を基準として破損または損壊が生じるおそれがあった。

そこで、本発明では接合する上で部品の強度が低下する事無く、接合途中或いは接合後に破損や損壊が生じてしまうおそれを極力減ずる事のできる金属製品及び金属部品の接合方法を提供する事を第３の課題とする。

前記課題の少なくとも何れかを解決するべく、本発明では接合する上で別部材（接続金具等）を用いる事無く、幅方向及び板厚方向の揺動を無くするか或いは制御できる金属製品、及び金属部品の接合方法を提供する。

即ち、本発明は金属部品における対向する端部同士を接合してなる金属製品であって、接合される端部の夫々には、「接合した際の幅方向の揺動を制御する凸部又は当該凸部と継合する凹部」、及び「接合した際の板厚方向の揺動を制御する係止片又は当該当該係止片を受容する溝部」、のそれぞれが少なくとも１つ以上形成されている事を特徴とする金属製品、及び金属部品の接合方法を提供するものである。なお、「接合」は継ぎ合わせるか否かを問わず接した状態で合わせることを意味し、「継合」は接しているか否かを問わず継ぎ合わせる事を意味するが、両者ともに「連結」する意味合いで使用する。

本発明にかかる金属製品で利用できる金属の種類としては特段の制約は無く、例えば機械構造用炭素鋼、一般構造用炭素鋼等を含む炭素鋼であったり、クロム鋼、ニッケル鋼等の合金鋼、可鍛鋳鉄等の鋳鉄を含む鉄鋼、或いは銅、アルミニウム、ニッケル、合金、金、銀、銅、スズ、鉛、マグネシウム、チタン、亜鉛、合金等を含む非鉄金属等を広く利用することができる。特に、本発明では溶接のように接合部を溶融させる必要が無い為、融点の高い鋼やアルミニウム等を利用する場合にも、加熱に伴う危険を極力減ずる事ができる。

また、本発明にかかる金属製品では、一方の端部における凸部を、他方の端部の凹部に接合乃至は継合すると共に、一方の端部における係止片を、他方の端部の溝部に接合する事で、幅方向及び板厚方向の揺動を阻止又は制御できる（詳細は後述する）。ここで言う金属部品の端部同士の接合乃至は継合とは、２つの金属部品の端部同士を繋ぎ合わせる場合の他、１つの金属部品における端部同士を繋ぎ合わせる場合であっても良い。即ち、本発明にかかる金属製品としては、一定の長さを有する製品（望ましくは長尺な金属製品）であって、これを長さ方向に曲折させて、円形または多角形の環状とし、その突き合せ端部同士に、「接合した際の幅方向の揺動を制御する凸部又は当該凸部と継合する凹部」、及び「接合した際の板厚方向の揺動を制御する係止片又は当該当該係止片を受容する溝部」、のそれぞれが少なくとも１つ以上形成した金属製品としてもよい。特に、このような環状の金属製品とした場合には、ビスを用いることなく、また溶接を行うことなく、環状であって、且つ付き合う端部同士を確実に連結させた金属製品とする事ができる。そしてこのように形成した環状の金属製品にあっては、端部同士の連結状態を任意に解除する事ができる。よって、例えば耐用期間満了などにより廃棄する場合でも、連結状態を解除して、廃棄しやすい形状にする事ができる。

本発明にかかる金属製品では、突き合せて配置される端部同士を嵌合するだけで接合が完了する為、かしめやボルト締め、或いは溶接等を行う必要が無く、接合作業が容易であり、製品の大量生産を行う場合にも対応が容易となる。

また、上記のように接合作業が容易な他、接合後も容易に取り外しを行う事ができる。よって、当該金属製品が半永久的な締結用途に限定されてしまうことが無い。したがって、例えば当該製品の利用者が一方の部品のみを破損させてしまい、破損した部品のみを交換必要な場合にも対応が容易である他、量産工程において、接合後に部品単品の不具合（外観不具合や寸法不具合など）が発見された場合にも、該部品を取り外して修理や交換等の対応を行う事が可能となる。

さらに、当該金属製品では、ボルトやリベット等の接続部品（または接続金具）を必要としない為、製造にかかる製品のコストを極力減ずることができる。特に、本発明にかかる金属製品では、上記ボルトやリベット等の接続部品を用いない事から、接合部を平面なものとする事ができ、その他の部材（例えば組立にかかる部材等）や利用者が当該接合部に衝突したとしても、破損や怪我を生じるおそれを極力減ずることができる。

ここで、本発明にかかる金属製品において、幅方向及び板厚方向の揺動を制御する具体的な構成について説明する。

本発明にかかる金属製品では、接合される端部の夫々に、接合した際の幅方向の揺動を制御する「凸部」又は「当該凸部と継合する凹部」、及び接合した際の板厚方向の揺動を制御する「係止片」又は「当該当該係止片を受容する溝部」、のそれぞれが少なくとも１つ以上形成されている。即ち、金属部品における一方の端部に対して、接合した際の幅方向の揺動を制御する凸部を形成する場合には、他方の端部に当該凸部と継合する凹部を形成する。同様に、金属部品における一方の端部に接合した際の板厚方向の揺動を制御する係止片を形成する場合には、他方の端部に当該当該係止片を受容する溝部を形成する。その為、例えば一方の端部に凸部及び係止片を各々１つずつ形成する場合には、他方の端部に当該凸部と継合する凹部及び係止片を受容する溝部を各々１つずつ形成する事ができる。また、一方の端部に凸部を１つ及び係止片を２つ形成する場合には、他方の端部には当該凸部と継合する凹部を１つ及び係止片を受容する溝部を２つ形成することもできる。さらには、一方の端部に凸部を１つ及び溝部を１つ形成する場合には、他方の端部には凹部を１つ及び係止片を１つ形成することもできる。

前記凸部は、金属部品における一方の端部に対して接合方向に沿って突設され、他方の端部に設けられる凹部と継合させる事で、接合した際の幅方向の揺動を制御することができる。当該凸部は、接合方向に沿って突設されていれば良く、様々な形状に形成できるが、凹部と継合した際に破損や損壊を生じない程度の強度を有する形状に形成されるのが望ましい。例えば当該凸部は、端部から接合方向に突出して設けられた舌片として形成でき、その突出した舌片形状を板状、棒状、円形状、或いは横断面形状が「Ｖ」字状になるよう形成することができる。そして、当該凸部を、他方の端部に対して当該凸部が継合される形状に形成された凹部と継合することによって、幅方向の揺動を制御することができる。当該凹部は、凸部が継合される形状に形成されていれば良いが、特に、当該凹部の形状を、凸部を相補する形状に形成し、互いが密着するよう形成する事によって、幅方向のガタツキをより抑えることができ、位置ズレの生じにくい構成とする事が出来る。

なお、当該凸部には幅方向に拡がる突出部が形成されるのが望ましい。これは、当該突出部を設ける事で、接合方向とは逆向きに引っ張っても端部同士が外れる事が無く、安定した接合状態を構築することができる為である。当該突出部は、接合方向とは逆向きに引っ張った際の端部同士の外れを防止できれば良い為、例えば幅方向に突出する舌片として形成でき、当該幅方向に突出する舌片を板状或いは棒状等に形成して、凸部の先端側や、中間側、或いは基端側に対して１又は複数個形成して設ける事ができる。その他、当該突出部を凸部の基端側から先端側に向かって徐々に幅方向に拡がるような形状に形成して設けても構わない。

なお、凸部に対して当該突出部を形成する場合には、前記凹部に対して当該突出部が嵌め込まれる突出受部を形成するのが望ましい。当該突出受部は、突出部が嵌め込まれる形状に形成されていれば良いが、特に、当該突出受部の形状を、突出部を相補する形状に形成し、互いが密着するよう形成する事によって、長さ方向のガタツキをより抑えることができ、位置ズレの生じにくい構成とする事が出来る。即ち、凸部に対して当該係止突出部を設け、当該突出部を突出受部に嵌め込む事で、突出部が引っ掛かりとなって、幅方向だけでなく長さ方向の揺動をも制御することが可能になり、より安定した接合状態を構築することが可能になる。

また、前記係止片は、一方の端部に対して接合方向に沿って突設され、他方の端部における溝部と継合させる事で、接合した際の板厚方向の揺動を制御することができる。当該係止片は、接合方向に沿って突設され、接合した際の板厚方向の揺動を制御できれば良い為、様々な形状に形成することができる。例えば、当該係止片は、接合方向に突出する舌片として形成でき、厚さ方向に沿う縦断面形状が「コ」字状、「Ｕ」字状、或いは「Ｖ」字状等に形成することができるが、本発明においては縦断面形状が「Ｖ」字状になるよう形成されるのが望ましい。これは、当該係止片を、縦断面形状が接合方向に「Ｖ」字状に突出するように形成することで、他方の端部における溝部と接合される際に、「くさび効果」が働いて相補的に密着した強い接合状態を実現でき、板厚方向の揺動を効果的に制御することができる為である。さらに、「くさび効果」によって、端部同士の摩擦を軽減できる為、部品の破損や損壊が生じる可能性を効果的に減ずる事もできる。当該係止片を受容する溝部は、係止片を受容できる形状に形成されていれば良いが、特に、当該溝部の形状を、係止片を相補する形状（即ち、相互に補い合う形状）に形成し、互いが密着するよう形成する事によって、板厚方向のガタツキをより抑えることができ、位置ズレの生じにくい構成とする事が出来る。

なお、当該係止片を、縦断面形状が接合方向に突出する「Ｖ」字状になるよう形成する場合には、接合方向に傾斜した「Ｖ」字にかかる傾斜角度を20度〜60度の範囲（更に望ましくは30度〜45度の範囲）で形成するのが望ましい。これは、接合方向に傾斜した「Ｖ」字にかかる傾斜角度を20度〜60度の範囲で形成する事で、板厚方向の揺動を効果的に制御することができる為である。例えば、当該係止片において、接合方向に傾斜した「Ｖ」字にかかる傾斜角度を20度より小さい角度に形成した場合には、鋭角が鋭くなるために該係止片が破損や損壊を生じる可能性が高くなる。一方で、当該係止片において、接合方向に傾斜した「Ｖ」字にかかる傾斜角度を60度より大きい角度に形成した場合には、溝部と接合された際に板厚方向の揺動を制御することができなく、ガタツキが生じる可能性がある為である。

また、当該係止片は一方の端部に対して１つ以上設けられるが、設ける箇所及び数量について特段の制約は無く、例えば凸部の上部に且つ始端部から突出するよう１つ設けたり、凸部の両脇で且つ始端部から各１箇所ずつ設けたり、或いは凸部に対して直接係止片の形状を形成することもできる。但し、本発明においては、当該係止片を凸部の両脇に突設するのが望ましい。これは、当該係止片を凸部の両脇に突設することで、端部同士を接合する際に、接合作業性を阻害することが無い他、板厚方向の揺動の制御をより強く実施することができる為である。

上記で説明した金属部品の端部形状を形成するに当たっては、ミーリングやディスクグラインダーを用いた切削加工や、プレス加工、レーザー加工、或いは押出成形加工、等の手法を用いて形成することができるが、本発明にあってはプレス加工を用いて形成するのが望ましい。プレス加工によって形成することで、肉薄の部品に対しても加工でき、寸法精度も高いものが実現できる他、加工時間の短縮も可能になる為である。特に、様々な加工速度と動作モード能力を持つプレス機を用いて加工する事で、精度の確保とバリの発生を効果的に抑制する事ができ、板厚が最小１mm以下から最大10ｍｍ以上という金属部品をも加工することが可能になる。よって、例えば板厚が１mm以下である金属板の端部に対して、接合方向に傾斜した「Ｖ」字にかかる傾斜角度が30度〜100度という係止片を形成する場合にも、寸法公差が±0.1mmという寸法精度で加工が可能である他、さらに順送型を用いる等すれば、部品の大量生産を行う場合にも、部品製造にかかる時間並びにコストを効果的に減ずる事ができる。

特に、前記係止片は金属製品の端面に、板厚と直交する方向（幅方向）に延伸して突出するように形成されており、これは前記凸部又は凹部を形成する際のプレス加工によって形成する事ができる。また、この係止片を受容する溝部は、ミーリングによって形成する他、前記係止片と同じ形状に形成された治具を押し当てて成形することもできる。よって、本発明の金属製品の端部構造は、プレス加工によって、前記凸部、凹部及び係止片（必要に応じて、更に突出部及び突出受部）をプレス加工によって同時に形成する事ができ、その後においては治具を押し当てる事により溝部を成形するだけでよく、製造工程を簡素化する事ができる。

上記によって形成された金属部品は、一方の端部における凸部を、他方の端部の凹部に接合すると共に、一方の端部における係止片を、他方の端部の溝部に接合する事で、本発明にかかる接合方法とすることができる。本発明にかかる接合方法では、前述したようにかしめやボルト締め等を行う必要が無く、対抗する端部同士を嵌合するだけで接合が完了する為、接合作業が容易であり、製品の大量生産を行う場合にも対応が容易となるものである。よって当該接合方法を用いる事で、建築用部材や家電（ＴＶなど）用部材、或いは車両用部材等の各種フレーム類の接合部や、板厚が1mm程度で形成された精密機器のプレート等の接合部にも利用することができ、半永久的な締結用途に限定されてしまうことも無い。さらに、接合した部品を取り外して修理や交換等も行いやすい為、部品の効率的な利用が可能になる。

本発明では、金属部品における対向する端部同士を接合してなる金属製品であって、接合される端部の夫々には、接合した際の幅方向の揺動を制御する凸部又は当該凸部と継合する凹部、及び接合した際の板厚方向の揺動を制御する係止片又は当該当該係止片を受容する溝部、のそれぞれが少なくとも１つ以上形成されている事を特徴とする金属製品、及び金属部材の接合方法を提供する。

本発明にかかる金属製品及び金属部材の接合方法では、端部同士を嵌合するだけで接合が完了し、係止片によって板厚方向の揺動を効果的に制御できる。よって、接合された金属部品の板厚方向の揺動を制御する為に別部材（例えば、ボルトやリベット等の接続部品や接続金具等）を用意する事無く、また溶接なども不要にできる事から、製造にかかるコストや工程を減ずる事ができる。

また、本発明にかかる金属製品及び金属部材の接合方法では、かしめやボルト締め等を行う必要が無く、端部同士を嵌合するだけで接合が完了する為、接合作業が容易であり、製造にかかる手間を極力減ずる事ができる他、接合部が製品平面から突出する事も無い。なお、上記のように接合作業が容易な他、接合後も部品を容易に取り外す事ができる為、当該金属製品が半永久的な締結用途に限定されてしまうことが無い。

さらに、本発明にかかる金属製品及び金属部材の接合方法では、接合する際に板厚の極端に薄い部分を折り曲げたりする事が無い為、接合する上で部品の強度が低下する事が無く、接合途中或いは接合後に該部品が破損や損壊を生じてしまう可能性を極力減ずる事ができる。

本実施の形態にかかる金属製品及び金属部品の接合方法を示す図であり、（Ａ）一方の金属部品の端部形状を示す斜視図、（Ｂ）他方の金属部品の端部形状を示す斜視図、（Ｃ）２つの金属部品の端部同士を接合してなる金属製品を示す斜視図。 本実施の形態にかかる一方の金属部品の端部形状を示す図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）側面図。 本実施の形態にかかる他方の金属部品の端部形状を示す図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）側面図。 他の実施の形態にかかる金属部品の様々な端部形状を示す斜視図。 さらに他の実施の形態にかかる金属部品の様々な端部形状を示す斜視図。 さらに他の実施の形態にかかる金属部品の端部形状を示す図であり、（Ａ）平面図、（Ｂ）斜視図。 従来の金属製品及び金属部品の接合方法を示す図であり、（Ａ）一方の金属部品の端部形状を示す斜視図、（Ｂ）他方の金属部品の端部形状を示す斜視図、（Ｃ）２つの金属部品の端部同士を接合してなる金属製品を示す斜視図、（Ｄ）板厚方向に揺動させた場合の部品のズレを示す斜視図、（Ｅ）長さ方向に揺動させた場合の部品のズレを示す斜視図。

以下、図面を参照しながら、本実施の形態にかかる金属製品及び金属部品の接合方法を具体的に説明する。

図１〜図３に示す通り、本実施の形態ではアルミニウム製の２つの金属部品の端部同士を接合する事で金属製品Mを製造している。具体的には、図１（Ａ）及び図２に示すように、一方の金属部品10の端部に対して、接合した際の幅方向の揺動を制御する凸部11を接合方向に沿って突設すると共に、接合した際の板厚方向の揺動を制御する係止片12を突設している。そして、図１（Ｂ）及び図３に示すように、他方の金属部品20の端部に対しては、前記凸部11が嵌め込まれる凹部21と、前記係止片12を受容する溝部22を形成している。本実施の形態では、図１（Ｃ）に示すように、一方の金属部品10の端部における凸部11を、他方の金属部品20の端部の凹部21に接合すると共に、一方の金属部品10の端部における係止片12を、他方の金属部品20の端部の溝部22に接合する事で、金属製品Mを製造している。

なお、本実施の形態では２つの金属部品の端部同士を接合しているが、１つの金属部品における端部同士を接合させても当該接合強度に影響を及ぼすことは無い。即ち、当該接合方法を用いる事で、１つの金属部品の端部に対して本実施の形態にかかる構造を形成し、当該金属部品を円状或いは多角形状等に折り曲げて端部同士を接合して金属部品を製造する事も可能である。

ここで、比較のために図７を参照しながら従来の金属製品M'及び金属部品の接合方法を説明する。従来の金属製品M'においては、図７（Ａ）に示す一方の金属部品50の端部における凸部51と、図７（Ｂ）に示す他方の金属部品60の端部における凹部61とを接合する事によって、図７（Ｃ）に示す金属製品M'を製造している。しかしながら、従来の金属製品M'においては、図７（Ｄ）のように製品M'に対して板厚方向の揺動が生じた際には、板厚方向にズレが生じ、段差が生じてしまっていた。また、図７（Ｅ）のように、製品M'に対して長さ方向の揺動が生じた際には、長さ方向にズレが生じ、隙間が発生する問題があった。当該、板厚方向及び長さ方向の揺動を制御する為にも、従来は溶接や、ボルト締め、リベット止め等の手法を用いて接合を強化する手段を用いていた。

一方で、本実施の形態にかかる金属製品及び金属部品の接合方法にあっては、図１〜図３に示すように、一方の金属部品10における前記凸部11を、端部から接合方向に突出した舌片として形成し、該舌片形状を板状に形成している。また、他方の金属部品20における凸部11が嵌め込まれる凹部21は、当該凸部11を相補する形状に形成している為、幅方向の揺動を効果的に抑えることができる構成としている。

また、当該凸部11には、凸部11の基端側から先端側に向かって徐々に幅方向に拡がる形状の突出部13を形成している。そして、凹部21に対して当該突出部13が嵌め込まれる突出受部23を形成し、当該突出部13と突出受部23とを接合する事で、接合後に接合方向とは逆向きに引っ張っても端部同士が外れる可能性を減じ、安定した接合状態を構築している。即ち、当該突出部13を設け、当該突出部13を突出受部23に嵌め込む事で、突出部13が引っ掛かりとなって、幅方向だけでなく長さ方向の揺動をも制御することが可能になり、より安定した接合状態を構築することを可能にしている。

また、本実施の形態にかかる係止片12は、縦断面形状が接合方向に突出する「Ｖ」字状になるよう形成している。これは、当該係止片12を縦断面形状が接合方向に突出する「Ｖ」字状になるよう形成する事で、他方の端部における溝部22と接合される際に、「くさび効果」が働き、相補的に継合した強い接合状態を実現でき、板厚方向の揺動を効果的に制御することができる為である。さらに、「くさび効果」によって、端部同士の摩擦を軽減できる為、部品の破損や損壊が生じる可能性を効果的に減ずる事もできる。当該係止片12を受容する溝部22は、係止片12を相補する形状に形成し、互いが密着するよう形成している事で、板厚方向のガタツキをより抑えることができ、位置ズレの生じにくい構成としている。

特に、本実施の形態では、当該係止片12を、縦断面形状が接合方向に突出する「Ｖ」字状になるよう形成し、接合方向に傾斜した「Ｖ」字にかかる傾斜角度を30度で形成する事で、板厚方向の揺動を効果的に制御している他、当該係止片12が破損や損壊を生じる可能性を極力減じる構成としている。さらに、当該係止片12は凸部11の両脇に突設させている事で、端部同士を接合する際に、接合作業性を阻害することが無い他、板厚方向の揺動の制御をより強く実施できる構成としている。

なお、本実施の形態にかかる金属部品の端部形状を形成するに当たっては、順送型サーボプレス機を用いて順送型で加工を行っている。当該サーボプレス機を用いて加工する事で、安定した成形効果を得られ、同時にバリの発生を効果的に抑制する事ができ、又順送型の採用により、部品の大量生産を行う場合にも、部品製造にかかる時間並びにコストを効果的に減ずる事ができる。

上記のように、本実施の形態にかかる金属製品M及び金属部品の接合方法では、溶接のように接合部を溶融させる必要が無い為、融点の高い鋼やアルミニウム等を利用する場合にも、加熱に伴う危険を極力減ずる事ができる。

また、対向する端部同士を嵌合するだけで接合が完了する為、かしめやボルト締め等を行う必要が無く、接合作業が容易であり、製品の大量生産を行う場合にも対応が容易となる。特に、接合作業が容易な他、接合後も容易に取り外しを行う事ができる為、当該金属製品Mが半永久的な締結用途に限定されてしまうことが無い。

さらに、当該金属製品Mでは、ボルトやリベット等の接続部品（または接続金具）を必要としない為、製造にかかる製品のコストを極力減ずることができる。特に、本実施の形態にかかる金属製品Mでは、上記ボルトやリベット等の接続部品を用いない事から、接合部を平面なものとする事ができ、その他の部材（例えば組立にかかる部材等）や利用者が当該接合部に衝突したとしても、破損や怪我を生じる可能性を極力減ずることができる構成としている。

なお、図４、図５、及び図６に示すように、金属部品の端部形状としては様々形成できる。例えば、図４（Ａ）で示すように、一方の金属部品10における突出部13を幅方向に突出する板状の舌片として形成し、凸部11の中間側に対して両脇に設けると共に、他方の金属部品20における突出受部23を、当該突出部13を相補する形状に形成する事もできる。なお、当該凸部11は図４（Ａ）では一方の金属部品10の幅のほぼ中心位置に形成しているが、凸部11の中心位置を左右どちらかに偏心させて形成しても構わない。これは例えば左右どちらかに配線等のスペースを確保したい場合などに有効な手段となる。

または、図４（Ｂ）のように、突出部13を幅方向に突出する板状の舌片として形成し、凸部11の先端側、中間側、及び基端側に対して両脇に複数個設けることもできる。突出部13を複数個設ける事で、長さ方向の揺動をより抑える事が可能になる他、突出部13の破損や損壊の可能性を効果的に減じる事も可能になる。

さらに、図４（Ｃ）のように、突出部13を幅方向に突出する舌片として形成し、当該幅方向に突出する舌片を横断面形状が「Ｖ」字状になるよう形成し、凸部11の先端側から基端側にかけて並べるように複数配置して設ける事もできる。上記のように当該突出部13を形成する事で、他方の端部における凹部21と接合される際に、「くさび効果」が働き、相補的に密着した強い接合状態を実現できる為に、長さ方向の揺動を効果的に制御することができる。

他にも、図５（Ａ）のように、凸部11の先端側に直接溝部22を設けても構わない。即ち、凸部11の両脇に係止片12を設ける他、凸部11の先端側には当該溝部22を設け、一方で、凹部21には当該溝部22に嵌め込む係止片12を突設する事で、板厚方向の揺動をより確実に抑える事が可能となり、安定した接合状態を構築することができる。即ち、凸部の先端側及び基端側の双方において、係止片と溝部との係合を実現する事により、板厚方向のズレを無くし、継ぎ目を平坦にする事ができる。

また、図５（Ｂ）では、一方の金属部品10における端部に凸部11を形成し、係止片12を凸部11を有する端部側ではなく、他方の端部側に形成した斜視図を示している。即ち、この場合では、一方の金属部品10における端部に形成された凸部11と、他方の端部における凹部21を接合すると共に、他方の端部における凹部21の両脇に形成された係止片12を、一方の端部における凸部11の両脇に形成された溝部22に接合する事で、部品同士が接合される形となる。

さらに、図６（Ａ）では一方の端部に対して、凸部11の上部で且つ始端部から突出するよう係止片12を設けた場合の平面図、そして図６（Ｂ）はその場合の斜視図を示している。即ち、この場合は金属部品の板厚が厚い場合等に有効で、凸部11を厚く形成する必要が無くなり、製品の軽量化にも繋げることが可能となる。

M 金属製品
10 一方の金属部品
11 凸部
12 係止片
13 突出部
20 他方の金属部品
21 凹部
22 溝部
23 突出受部

Claims (5)

1. 金属部品における対向する端部同士を接合してなる金属製品であって、
   接合される端部の夫々には、接合した際の幅方向の揺動を制御する凸部又は当該凸部と継合する凹部、及び接合した際の板厚方向の揺動を制御する係止片又は当該当該係止片を受容する溝部、のそれぞれが少なくとも１つ以上形成されている事を特徴とする金属製品。
   
2. 前記凸部には、幅方向に拡がる突出部が形成されると共に
   前記凹部には、当該突出部が嵌め込まれる突出受部が形成されている、請求項１に記載の金属製品。
   
3. 前記係止片は、縦断面形状が接合方向に突出する「Ｖ」字状に形成され、凸部の両脇に突設されている事を特徴とする、請求項１又は２に記載の金属製品。
   
4. 金属部品における対向する端部同士を接合してなる接合方法であって、
   一方の端部に突設された接合した際の幅方向の揺動を制御する凸部と、他方の端部に形成された前記凸部が嵌め込まれる凹部とが接合されると共に、
   一方の端部に突設された接合した際の板厚方向の揺動を制御する係止片と、他方の端部に形成された前記係止片を受容する溝部とが接合される事を特徴とする、接合方法。
   
5. 請求項１〜３の何れか１項に記載の金属部品の端部形状を形成する金属加工方法であって、
   前記係止片はプレス機を用いて加工する事を特徴とする、金属加工方法。