JP2570064Y2

JP2570064Y2 - プロジェクション溶接用治具

Info

Publication number: JP2570064Y2
Application number: JP6694093U
Authority: JP
Inventors: 弘毅柳川; 勝正林
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2008-04-28
Also published as: JPH0737476U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は条溝または突条を有する
金属焼結部材と他の金属焼結部材の位置決めを簡単に行
うことのできるプロジェクション溶接用治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉末冶金における接合技術は粉末焼結製
品の高い歩留り、良好な精度、高い生産性と経済性に加
え、複雑形状部品の増加と高精度化、プレス能力以上の
大型部品への焼結化、材質的高級化および機能の複雑化
などに対応するための有効な手段である。特に長手方向
にキー溝や突条を有する円筒状金属焼結部材どうしを接
合して長尺なものとすることは頻繁に行われるためその
重要度は大きいものがある。このような金属焼結部材の
有効な接合方法としてプロジェクション溶接法が注目さ
れている。前記プロジェクション溶接法は、一方の部材
の接合面に突起（プロジェクション）を形成し、他の部
材の接合面と加圧当接させたうえ、両部材を電極間には
さんで交流又は直流電流を通電し、その抵抗加熱により
前記突起を溶融させ、両部材を接合する方法である。し
かしながら、前記長手方向にキー溝や突条を有する円筒
状金属焼結部材どうしを接合する場合、キー溝や突条を
正確に一致させる必要があり、前記従来の方法では困難
であるという問題点がある。そこで、プロジェクション
溶接の際の接合面の位置決めを容易にする方法が種々開
示されている。

【０００３】特公昭４２−２２４２号公報は、２個の接
合体の対向面に凸部と凹部を形成し凸部を凹部に挿入し
て２個の接合体を位置決めした後、上記凸部と凹部をス
ポット溶接して２個の接合体を固着する方法を開示して
いる。

【０００４】また特開昭５８−１３４８１号公報は、一
方の部材の接合面の突起を複数形成し、他方の部材の接
合面に上記突起に対応して嵌合する凹孔を形成するとと
もに、上記突起と凹孔とを嵌合した時、嵌合部にリング
状の空所が形成されるように突起の基部外周および凹孔
の外周の双方あるいは一方に凹溝を形成し、一方の部材
の突起と他方の部材の凹孔とを嵌合することにより突起
と凹孔との接触部が電気抵抗を構成し、両部材に通電す
ることにより上記部材が抵抗加熱され、この加熱手段に
より突起を溶融して両部材を接合する方法を開示してい
る。

【０００５】

【考案が解決しようとする問題点】前記特公昭４２−２
２４２号公報およびの特開昭５８−１３４８１号公報の
接合方法では、正確に位置決めはされるが、微小な突起
と凹孔とをそれぞれ条溝もしくは突条に対して正確な位
置に形成し、かつこれらの微小な突起と凹孔とがぴった
りと一致するように位置をあわせて当接させる必要があ
り、その製造工程は極めて繁雑であるという問題点があ
る。

【０００６】本考案は上記問題点に基づいて成されたも
のであり、条溝または突条を有する金属焼結部材と他の
金属焼結部材の位置決めを簡単に行うことのできるプロ
ジェクション溶接用治具を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案の請求項１のプロ
ジェクション溶接用治具は、長手方向に条溝を有する一
方の金属焼結部材と長手方向に条溝を有する他方の金属
焼結部材とを前記各条溝が軸方向に一致するように位置
決めしてプロジェクション溶接により接合する際の治具
であって、前記治具は非導電性材料からなり、前記一方
の金属焼結部材と前記他方の金属焼結部材の接合部近傍
と外嵌可能な内面部と、前記条溝と概ね同じ幅を有し前
記内面部に形成された軸方向の突条とを備えるものであ
る。

【０００８】また請求項２のプロジェクション溶接用治
具は、長手方向に突条を有する一方の金属焼結部材と長
手方向に突条を有する他方の金属焼結部材とを前記各突
条が軸方向に一致するように位置決めしてプロジェクシ
ョン溶接により接合する際の治具であって、前記治具は
非導電性材料からなり、前記一方の金属焼結部材と前記
他方の金属焼結部材の接合部近傍と外嵌可能な内面部
と、前記突条と概ね同じ幅を有し前記内面部に形成され
た軸方向の条溝とを備えるものである。

【０００９】

【作用】請求項１のプロジェクション溶接用治具では、
一方の金属焼結部材を接合面の方からその条溝と治具の
突条とを嵌め合わせて摺動させ治具の内面部の概ね中央
まで挿入し、他方の金属焼結部材を接合面の方からその
条溝と治具の突条とを嵌め合わせて前記一方の金属焼結
部材と当接するまで摺動させて挿入することにより、前
記各条溝が軸方向に完全に一致するように一方の金属焼
結部材と他方の金属焼結部材との位置決めを行うもので
あり、極めて簡単である。

【００１０】また請求項２のプロジェクション溶接用治
具では、一方の金属焼結部材を接合面の方からその突条
と治具の条溝とを嵌め合わせて摺動させ治具の内面部の
概ね中央まで挿入し、他方の金属焼結部材を接合面の方
からその突条と治具の条溝とを嵌め合わせて前記一方の
金属焼結部材と当接するまで摺動させて挿入することに
より、前記各突条が軸方向に完全に一致するように一方
の金属焼結部材と他方の金属焼結部材との位置決めを行
うものであり、極めて簡単である。

【００１１】

【実施例】以下、本考案の第１実施例を図１乃至図８に
基づいて詳述する。プロジェクション溶接用治具１は、
図１および図２に示すように略直方体形状の本体２に、
およそ270 ゜の略円柱形状を形成する内面部３が形成さ
れたものであり、前記内面部３には軸方向の突条４が設
けられている。前記突条４は後述する接合対象となる金
属焼結部材５、６に形成された条溝たるキー溝７Ａおよ
び７Ｂと概ね同じ、好ましくはわずかに小さい幅を有す
る。前記プロジェクション溶接用治具１は、非導電性材
料からなる。前記非導電性材料としては、非導電性の熱
可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などのプラスチック、セラミ
ック等を用いることができる。これらの中では成形性が
良好な点でプラスチックが好ましく、特にエポキシ樹脂
などの熱硬化性樹脂が成形加工性が良好であるので好ま
しい。

【００１２】図３乃至図５は、上記治具１により位置決
めされた状態で保持される金属焼結部材を示す。前記金
属焼結部材は、一方の金属焼結部材たる金属焼結部材本
体５と他方の金属焼結部材たる被接合部材６とからな
り、これらは鉄粉末と炭素粉末などの原料粉末を粉末成
形プレスの金型により圧縮して成形し、この成形された
圧粉を焼結炉において焼結することにより得られたもの
である。前記金属焼結部材本体５は、円筒状で外側面に
キー溝７Ａを有し、その円環状の接合面８Ａには図４に
示すように数か所、本実施例においては６か所に突起９
が形成されている。この突起９は円錐台形状でｈ₁ の高
さおよびｗ₁ の幅を有する。また前記被接合部材６は、
円筒状で外側面にキー溝７Ｂを有し、その円環状の接合
面８Ｂには図５に示すように周方向に沿って円弧を形成
する条溝10を有する。この条溝10はｈ₂ の深さおよびｗ
₂ の幅を有する。前記条溝10の深さｈ₂ は前記突起９の
高さｈ₁ の10〜30％の範囲内であるのが好ましい。条溝
10の深さｈ₂ が突起９の高さｈ₁ の10％未満では、プロ
ジェクション溶接の際に突起９の溶融部が接合面８Ｂに
溢れ出るため接合面間の隙間が大きくなやすく、一方30
％を越えると両部材の接合強度が低下しやすくなる。ま
た前記条溝10の幅ｗ₂ は前記突起の幅ｗ₁ の100 〜120
％の範囲内であるのが好ましい。条溝10の幅ｗ₂ がｗ₁
の100 ％未満すなわちｗ₁ より小さいと、接合面間の隙
間が大きくなりやすく、一方120 ％を越えると接合強度
が低下しやすくなる。

【００１３】次に上述したような金属焼結部材本体５と
被接合部材６とを本考案の治具１を用いて保持してプロ
ジェクション溶接する方法について説明する。

【００１４】まず図６に示すように金属焼結部材本体５
を接合面８Ａの方から前記治具１の突条４とキー溝７Ａ
とを嵌合させるとともに前記治具１の内面部３を外嵌さ
せて概ね中央にまで挿入する。続いて図７に示ように被
接合部材６を接合面８Ｂの方から前記治具１の突条４と
キー溝７Ｂとを嵌合させて前記金属焼結部材本体５と当
接するまで摺動させて挿入する。このようにして前記金
属焼結部材本体５と被接合部材６とを保持するだけで、
キー溝７Ａおよび７Ｂを軸方向に完全に一致させること
ができ、従来にように微細な突起と凹孔とを合わせる必
要はない。

【００１５】その後常法によりプロジェクション溶接を
行えばよい。前記プロジェクション溶接は、例えば被接
合部材６に一方の電極プラテン（図示せず）を当接さ
せ、さらに金属焼結部材本体５に他方の電極プラテン
（図示せず）を押圧状態で当接させる。そして前記両電
極プラテン間に交流あるいは直流電流を流す。このと
き、金属焼結部材本体５と被接合部材６とが前記突起９
と条溝10とで接触しているために、電流および荷重がこ
こに集中する。そうすると、抵抗発熱が生じ突起９およ
び条溝10の突起９との接触部が溶融し両者は接合され
る。前記溶融は接合面８Ａと接合面８Ｂとが接触し、電
気抵抗が小さくなると終了し、図８に示すような長尺の
接合金属焼結部材11が得られる。特に前記第１実施例に
おいては、金属焼結部材本体５の接合面８Ａに複数の突
起９を形成し、被接合部材６の接合面８Ｂの前記突起９
の当接する箇所に条溝10を形成し、前記金属焼結部材本
体５の突起９を被接合部材６の条溝10に加圧当接すると
とともに前記両部材間に通電し、前記突起９を加熱溶融
して両部材を溶接しているので、突起９の溶融によるス
パッタは条溝10の側壁に衝突し、このため接合面８Ａに
飛散せず、条溝10に沿って広がるので金属焼結部材本体
５と被接合部材６とをほとんど隙間を生じることなく接
合することができる。しかも前記条溝10の深さを突起９
の高さに対して10〜30％とすることにより、十分な加熱
時間を確保することができ、その接合強度を大きくする
ことができる。また前記条溝10を前記突起９の幅の100
〜120 ％の幅とすることにより、突起９の溶融部が一層
良好に条溝10に広がる。

【００１６】次に本考案の第２実施例について説明す
る。図９および図10は本考案の第２実施例を示す。この
第２実施例は、前記第１実施例において金属焼結部材本
体５と被接合部材６に条溝たるキー溝７Ａおよび７Ｂの
代わりに突条70Ａおよび70Ｂが形成されており、それに
対応して治具１の突条４が条溝40に変更された以外ほぼ
同じである。すなわち、本考案の第２実施例のプロジェ
クション溶接用治具１は、略直方体形状の本体２におよ
そ270 ゜の略円柱形状を形成する内面部３が形成されて
おり、前記内面部３には軸方向の条溝40が設けられてい
る。前記条溝40は後述する保持対象となる金属焼結部材
本体５および被接合部材６に形成された突条70Ａおよび
70Ｂと概ね同じ、好ましくはわずかに大きい幅を有す
る。

【００１７】図11は、前記第２実施例のプロジェクショ
ン溶接用治具１により位置決めされた状態で保持される
金属焼結部材を示す。前記金属焼結部材は、金属焼結部
材本体５と被接合部材６とからなり、前記金属焼結部材
本体５は、円筒状で外側面に突条70Ａを有し、その円環
状の接合面８Ａには数か所、本実施例においては６か所
に突起９が形成されている。また前記被接合部材６は、
円筒状で外側面に突条70Ｂを有し、その円環状の接合面
８Ｂには周方向に沿って円弧を形成する条溝10を有す
る。

【００１８】上記第２実施例のプロジェクション溶接用
治具１は、前記第１実施例と同様に金属焼結部材本体５
を接合面８Ａの方から前記治具１の条溝40と突条70Ａと
を嵌合させるとともに前記治具１の内面部３を外嵌させ
て概ね中央にまで挿入し、続いて被接合部材６を接合面
８Ｂの方から前記治具１の条溝40と突条70Ｂとを嵌合さ
せて前記金属焼結部材本体５と当接するまで摺動させて
挿入するだけで突条70Ａおよび70Ｂを軸方向に完全に一
致させて金属焼結部材本体５と被接合部材６とを保持す
ることができる。

【００１９】上述したような本考案の第１実施例および
第２実施例のプロジェクション溶接用治具１は、いずれ
も金属焼結部材本体５と被接合部材６とを接合面８Ａお
よび８Ｂで当接させ、その当接させた部分を中心として
所望とする領域までその外形の型を取り、この型を用い
て非導電性材料を成型することにより製造することがで
きる。また、エポキシ系の樹脂の場合は樹脂を流しこみ
熱硬化させるだけせ簡単に製造できる。

【００２０】以上詳述したとおり本考案の請求項１のプ
ロジェクション溶接用治具は、長手方向に条溝たるキー
溝７Ａおよび７Ｂを有する金属焼結部材本体５と被接合
部材６とを前記各キー溝７Ａおよび７Ｂが軸方向に一致
するように位置決めしてプロジェクション溶接により接
合する際に使用するものであり、前記治具１は非導電性
材料からなり、前記金属焼結部材本体５と被接合部材６
の接合部近傍と外嵌可能な内面部３と、前記キー溝７Ａ
および７Ｂと概ね同じ幅を有し前記内面部３に形成され
た軸方向の突条４とを備えるものである。前記構成によ
り、金属焼結部材本体５をその接合面８Ａの方から前記
キー溝７Ａと治具の突条４とを嵌合して治具１の内面部
３の概ね中央まで摺動させて挿入し、被接合部材６をそ
の接合面８Ｂの方から前記キー溝７Ｂと治具の突条４と
を嵌合して前記金属焼結部材本体５と当接するまで摺動
させて挿入するだけで、前記各キー溝７Ａおよび７Ｂが
軸方向に完全に一致するように位置決めを行うことがで
き、極めて簡単である。

【００２１】また本考案の請求項２のプロジェクション
溶接用治具１は、長手方向に突条70Ａおよび70Ｂを有す
る金属焼結部材本体５と被接合部材６とを前記各突条70
Ａおよび70Ｂが軸方向に一致するように位置決めしてプ
ロジェクション溶接により接合する際に使用するもので
あり、前記治具１は非導電性材料からなり、前記治具１
は非導電性材料からなり、前記金属焼結部材本体５と被
接合部材６の接合部近傍と外嵌可能な内面部３と、前記
突条70Ａおよび70Ｂと概ね同じ幅を有し前記内面部３に
形成された軸方向の条溝40とを備えるものである。前記
構成により、金属焼結部材本体５をその接合面８Ａの方
から前記突条70Ａと治具の条溝40とを嵌合して治具１の
内面部３の概ね中央まで摺動させて挿入し、被接合部材
６をその接合面８Ｂの方から前記突条70Ｂと治具の条溝
40とを嵌合して前記金属焼結部材本体５と当接するまで
摺動させて挿入するだけで、前記各突条70Ａおよび70Ｂ
が軸方向に完全に一致するように位置決めを行うことが
でき、極めて簡単である。

【００２２】さらに前記第１および第２実施例において
は、金属焼結部材本体５の接合面８Ａに複数の突起９を
形成し、被接合部材６の接合面８Ｂの前記突起９の当接
する箇所にリング状の条溝10を形成し、前記金属焼結部
材本体５の突起９を被接合部材６の条溝10に加圧当接す
るととともに前記両部材間に通電し、前記突起９を加熱
溶融して両部材を溶接しているので、突起９の溶融によ
るスパッタは条溝10の側壁に衝突し、このため接合面８
Ａに飛散せず、条溝10に沿って広がるので金属焼結部材
本体５と被接合部材６とをほとんど隙間を生じることな
く接合することができる。しかも前記条溝10の深さを突
起９の高さに対して10〜30％とすることにより、十分な
加熱時間を確保することができ、その接合強度を大きく
することができる。また前記条溝10を前記突起９の幅の
100 〜120 ％の幅とすることにより、突起９の溶融部が
一層良好に条溝10に広がる。

【００２３】以上本考案を添付図面を参照して説明して
きたが、本考案のプロジェクション溶接用治具はこれに
限定されず、本考案の要旨の範囲内で種々の変更が可能
である。例えば、前記第１実施例および第２実施例にお
いては、円筒状の金属焼結部材本体５と被接合部材６を
保持するため略円柱形状の内面部３としたが、内面部３
の形状は金属焼結部材本体５と被接合部材６の外形にあ
わせて種々変更可能である。また前記第１実施例および
第２実施例においては治具１は円筒状の金属焼結部材本
体５と被接合部材６のおよそ270 ゜を包囲するように設
計されているが、金属焼結部材本体５と被接合部材６と
を保持できれば適宜変更可能である。例えば金属焼結部
材本体５と被接合部材６を360 ゜包囲するようにしても
よいし、あるいはおよそ200 ゜としてもよいし、場合に
よってはおよそ180 ゜としてもよい。さらにプロジェク
ション溶接用治具の長さは、前記第１実施例および第２
実施例のように金属焼結部材本体５と被接合部材６の接
合部近傍のみを包囲する長さである必要はなく、金属焼
結部材本体５と被接合部材６の長さの総和と同じ長さ、
あるいはこれらの範囲内で適宜変更可能である。

【００２４】

【考案の効果】本考案の請求項１のプロジェクション
溶接用治具は、長手方向に条溝を有する一方の金属焼結
部材と長手方向に条溝を有する他方の金属焼結部材とを
前記各条溝が軸方向に一致するように位置決めしてプロ
ジェクション溶接により接合する際の治具であって、前
記治具は非導電性材料からなり、前記一方の金属焼結部
材と前記他方の金属焼結部材の接合部近傍と外嵌可能な
内面部と、前記条溝と概ね同じ幅を有し前記内面部に形
成された軸方向の突条とを備えるものである。前記構成
に基づき、一方の金属焼結部材を接合面の方からその条
溝と治具の突条とを嵌め合わせて摺動させ治具の内面部
の概ね中央まで挿入し、他方の金属焼結部材を接合面の
方からその条溝と治具の突条とを嵌め合わせて前記一方
の金属焼結部材と当接するまで摺動させて挿入するだけ
で、長手方向に条溝を有する一方の金属焼結部材と他方
の金属焼結部材とを前記各条溝が軸方向に完全に一致す
るように位置決めすることができ、極めて簡単である。

【００２５】また請求項２のプロジェクション溶接用治
具は、長手方向に突条を有する一方の金属焼結部材と長
手方向に突条を有する他方の金属焼結部材とを前記各突
条が軸方向に一致するように位置決めしてプロジェクシ
ョン溶接により接合する際の治具であって、前記治具は
非導電性材料からなり、前記一方の金属焼結部材と前記
他方の金属焼結部材の接合部近傍と外嵌可能な内面部
と、前記突条と概ね同じ幅を有し前記内面部に形成され
た軸方向の条溝とを備えるものである。前記構成に基づ
き、一方の金属焼結部材を接合面の方からその突条と治
具の条溝とを嵌め合わせて摺動させ治具の内面部の概ね
中央まで挿入し、他方の金属焼結部材を接合面の方から
その突条と治具の条溝とを嵌め合わせて前記一方の金属
焼結部材と当接するまで摺動させて挿入するだけで、長
手方向に突条を有する一方の金属焼結部材と他方の金属
焼結部材とを前記各突条が軸方向に完全に一致するよう
に位置決めすることができ、極めて簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例のプロジェクション溶接用
治具を示す斜視図である。

【図２】前記第１実施例のプロジェクション溶接用治具
を示す平面図である。

【図３】前記第１実施例の治具で保持する金属焼結部材
本体と被接合部材とを示す斜視図である。

【図４】前記金属焼結部材本体の接合部を示し、(a) は
斜視図(b) は正面図である。

【図５】前記非接合部材の接合部を示し、(a) は斜視図
(b) は正面図である。

【図６】前記第１実施例の治具に金属焼結部材本体を挿
入した状態を示す斜視図である。

【図７】前記第１実施例の治具にさらに被接合部材を挿
入した状態を示す斜視図である。

【図８】前記第１実施例により接合した金属焼結部材を
示す斜視図である。

【図９】本考案の第２実施例のプロジェクション溶接用
治具を示す斜視図である。

【図10】前記第２実施例のプロジェクション溶接用治具
を示す平面図である。

【図11】前記第２実施例の治具で保持する金属焼結部材
本体と被接合部材とを示す斜視図である。

【符号の説明】

１プロジェクション溶接用治具３内面部４軸方向の突条５金属焼結部材本体（一方の金属焼結部材）６被接合部材（他方の金属焼結部材）７Ａ，７Ｂキー溝（長手方向の条溝） 40 軸方向の条溝 70Ａ，70Ｂ突条

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】長手方向に条溝を有する一方の金属焼結
部材と長手方向に条溝を有する他方の金属焼結部材とを
前記各条溝が軸方向に一致するように位置決めしてプロ
ジェクション溶接により接合する際の治具であって、前
記治具は非導電性材料からなり、前記一方の金属焼結部
材と前記他方の金属焼結部材の接合部近傍と外嵌可能な
内面部と、前記条溝と概ね同じ幅を有し前記内面部に形
成された軸方向の突条とを備えることを特徴とするプロ
ジェクション溶接用治具。
【請求項２】長手方向に突条を有する一方の金属焼結
部材と長手方向に突条を有する他方の金属焼結部材とを
前記各突条が軸方向に一致するように位置決めしてプロ
ジェクション溶接により接合する際の治具であって、前
記治具は非導電性材料からなり、前記一方の金属焼結部
材と前記他方の金属焼結部材の接合部近傍と外嵌可能な
内面部と、前記突条と概ね同じ幅を有し前記内面部に形
成された軸方向の条溝とを備えることを特徴とするプロ
ジェクション溶接用治具。