JP2022115536A - 金属部品の接合方法、接合部品の製造方法、及び金属部品の接合構造 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、複数の金属部品の板状部を重ねて、バーリング加工で形成されたフランジ部をかしめて接合する金属部品の接合技術に関する。すなわち、本実施形態は、バーリング加工を用いたかしめ接合の技術に関するものである。
下穴工程101は、かしめ材2の板状部(接合部)に下穴2aを形成する工程である。
第1凹形状形成工程102Aは、バーリング工程103の前に、かしめ材2における下穴2aの外周部となる領域を、立ち上げ方向とは反対側に凹の第1の凹形状3とする成形工程である。ここで、第1の凹形状3内に、具体的には第1の凹形状3の底面部内にフランジ部2Aとなる領域ARAが設定される。
第2凹形状形成工程102Bは、バーリング工程103の前に、かしめ相手材1における開口1Aの外周部となる領域を、かしめ材2の上にかしめ相手材1を重ねた状態で第1の凹形状3と同方向に凹で且つ第1の凹形状内に位置する第2の凹形状4とする工程である。
また、かしめ相手材1は、2枚以上であってもよい。
以下の例では、かしめ材2及びかしめ相手材1を構成する金属板がそれぞれ1枚ずつの場合とする。かしめ相手材1が2枚以上であってもよい。
開口工程100及び下穴工程101は、図2に示すように、かしめ相手材1若しくはかしめ材2を構成する金属板を厚さ方向でダイ10と板押え11とで拘束した状態で、穴形状と同じ断面形状のパンチ12を板厚方向に下降することで板を打ち抜き、金属板1,2に穴1a、2aを形成する。
本実施形態では、図3に示すように、1つのプレス金型によって、第1凹形状形成工程102A、第2凹形状形成工程102B、及びバーリング工程103を一連のプレス加工として実行する場合を例に挙げる。第1凹形状形成工程102A、第2凹形状形成工程102B、及びバーリング工程103を個別のプレス工程としてもよい。
この図3(a)→(b)の処理が、第1凹形状形成工程102A及び第2凹形状形成工程102Bを構成する。
この図3の(b)→(c)の処理が、バーリング工程を構成する。
かしめ工程104は、バーリング工程103の後に実行される。
かしめ工程104では、まず、図3(c)で形成した、下穴2aと開口1aを同心に、かしめ材2の上にかしめ相手材1を重ねた状態のまま、ダイ16でかしめ材2及びかしめ相手材1を支持する。ダイ16は、下型13をそのまま使用すればよい。
(1)上記実施形態では、かしめ材2について、下穴2aを形成した後に、第1の凹形状3の成形を行う場合を例示したが、これに限定されない。例えば、図6(a)→(b)に示すように、第1の凹形状3に倣った凹部を有する下型18と、第1の凹形状3に倣った張出部を有する上型19で、下穴を開口していないかしめ材2をプレスして第1の凹形状3を形成した後に、図6(c)→(d)のように、上型21と下型20で拘束し、第1の凹形状3の中央部を、抜きパンチ22で板を打ち抜いて下穴2aを形成するようにしても良い。この場合、第1の凹形状3の形成の際に、平底の伸びフランジ成形を無視することができ、伸びフランジ割れリスクを低減することができる。
この場合、かしめ材2とかしめ相手材1とを重ねて、一回のプレス加工で、第1の凹形状3と第2の凹形状4を形成するようにしてもよい。
また、かしめ材2とかしめ相手材1とを重ねた際に、第2の凹形状4は、第1の凹形状内に位置する大きさとする。
本実施形態のようにバーリング加工前に第1の凹形状3を形成しない場合、すなわち、平板状のかしめ材2に下穴2aを形成し(打抜きにより打抜き穴を加工し)、下穴2aに対してバーリング成形を施して、フランジ部2A(バーリング部)を形成した場合、図7(a)に示すように、フランジ部2Aは、円筒形状となって板面に対して垂直方向に成形される。このため、かしめの工程(図7(b)~(d)参照)にて、フランジ部2Aを上側から押し潰すと、図7(c)のように、フランジ部2Aの先端部の端面が潰れて、図7(d)のように、かしめができないか不十分である可能性がある。
この結果、確実に、かしめ接合を実現することが可能となる。
本開示は、以下のような構成も取ることができる。
(1)本実施形態は、複数の金属部品の板状部を、バーリング加工で形成されたフランジ部をかしめて接合する金属部品の接合方法であって、上記複数の金属部品から選択した金属部品であるかしめ材の板状部に下穴を形成する工程と、上記かしめ材以外の金属部品であるかしめ相手材の板状部における接合位置に開口を形成する工程と、上記かしめ材の下穴外周にバーリング加工を施して、下穴の周囲を立ち上げてフランジ部を形成するバーリング工程と、上記下穴と上記開口とを合わせてかしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で、上記フランジ部をかしめて板状部同士を接合するかしめ工程と、を備え、上記バーリング工程の前に、上記かしめ材における上記下穴の外周部となる領域を、上記フランジ部の立ち上げ方向とは反対側に凹の第1の凹形状とする第1凹形状形成工程と、上記バーリング工程の前に、上記かしめ相手材における上記開口の外周部となる領域を、上記かしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で上記第1の凹形状と同方向に凹で且つ上記第1の凹形状内に位置する第2の凹形状とする第2凹形状形成工程と、を有し、上記第1の凹形状内に、上記フランジ部となる領域が設定され、上記バーリング工程は、上記第1凹形状形成工程及び第2凹形状形成工程の後に実行され、上記下穴と上記開口とを合わせてかしめ材の上にかしめ相手材を重ね、且つ上記第1の凹形状内の外周部及び上記第2の凹形状内の外周部を拘束した状態で、下穴の周囲を立ち上げて上記フランジ部を形成し、上記かしめ工程は、上記第2の凹形状内の外周部で形成される凹部に向けて、上記フランジ部を曲げ成形することでかしめて、板状部同士を接合する。
この構成によれば、第1の凹形状と第2の凹形状を、一回のプレス加工で形成できる。
すなわち、重ねた状態とするだけで、第1の凹形状と第2の凹形状の凹みの成形が一つの金型で済み、第1の凹形状と第2の凹形状の位置合わせが簡単になる。
この構成によれば、仮にかしめ相手材1がアルミ合金材などの部材から構成されていても、より確実に異種材接合が可能となる。
この構成によれば、バーリング加工を用いた接合部品をより簡易に製造可能となる。
接合部品は、例えば自動車車体部品である。
金属部品の接合構造。
本実施形態に基づく上述のかしめ接合方法によって、本構造を構成することが可能である。
1a 開口
2 かしめ材(金属部品)
2A フランジ部
2a 下穴
3 第1の凹形状
4 第2の凹形状
100 開口工程
101 下穴工程
102A 第1凹形状形成工程
102B 第2凹形状形成工程
103 バーリング工程
104 かしめ工程
Claims (5)
- 複数の金属部品の板状部を、バーリング加工で形成されたフランジ部をかしめて接合する金属部品の接合方法であって、
上記複数の金属部品から選択した金属部品であるかしめ材の板状部に下穴を形成する工程と、
上記かしめ材以外の金属部品であるかしめ相手材の板状部における接合位置に開口を形成する工程と、
上記かしめ材の下穴外周にバーリング加工を施して、下穴の周囲を立ち上げてフランジ部を形成するバーリング工程と、
上記下穴と上記開口とを合わせてかしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で、上記フランジ部をかしめて板状部同士を接合するかしめ工程と、
を備え、
上記バーリング工程の前に、上記かしめ材における上記下穴の外周部となる領域を、上記フランジ部の立ち上げ方向とは反対側に凹の第1の凹形状とする第1凹形状形成工程と、
上記バーリング工程の前に、上記かしめ相手材における上記開口の外周部となる領域を、上記かしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で上記第1の凹形状と同方向に凹で且つ上記第1の凹形状内に位置する第2の凹形状とする第2凹形状形成工程と、
を有し、
上記第1の凹形状内に、上記フランジ部となる領域が設定され、
上記バーリング工程は、上記下穴と上記開口とを合わせて上記かしめ材の上に上記かしめ相手材を重ね、且つ上記第1の凹形状内の外周部及び上記第2の凹形状内の外周部を拘束した状態で、上記下穴の周囲を立ち上げて上記フランジ部を形成し、
上記かしめ工程は、上記第2の凹形状内の外周部に向けて、上記フランジ部を曲げ成形することでかしめて、板状部同士を接合する、
ことを特徴とする金属部品の接合方法。 - 上記第1凹形状形成工程と第2凹形状形成工程とは、かしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で、1つのプレス加工で行われる、ことを特徴とする請求項1に記載した金属部品の接合方法。
- 上記金属部品のうち、少なくともかしめ相手材は、引張強度が270MPa以上の金属板からなる、請求項1又は請求項2に記載した金属部品の接合方法。
- 複数の金属部品の板状部を、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の金属部品の接合方法で接合する、接合部品の製造方法。
- 複数の金属部品の板状部が重ねられ、上記複数の金属部品から選択した金属部品であるかしめ材の板状部に形成された穴の外周部をバーリング加工で立ち上げられたフランジ部が、上記かしめ材以外の金属部品であるかしめ相手材の板状部における接合位置に形成された開口に挿入され、当該フランジ部が上記開口の外周側に向けてかしめられることで、重ねられた上記複数の板状部分が接合された金属部品の接合構造であって、
上記フランジ部、及び上記フランジ部でかしめられた上記かしめ相手材の上記開口の外周部がともに、かしめられた部分の外周部に対し傾斜している、
金属部品の接合構造。
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