JP2827187B2 - 金属板のかしめ接合方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，２枚の金属板を接合
するかしめ接合方法および装置に関し，特にロール成形
機で帯状の金属板より２枚の重ね合わせ部を有する断面
形状の成形品を成形する際に，前記金属板の重ね合わせ
部をかしめ接合するかしめ接合方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より，２枚の金属板を互いに接合す
る方法として，プレス機にセットしたポンチとダイスに
より図８〜図１０に示すように，重ね合わされた２枚の
金属板１，２に２本の切り込み線３を入れると同時に，
切り込み線間部分Ａを板厚の２倍分以上押し込み，次い
で，切り込み線間部分Ａをすえ込み加工（すなわち，材
料に圧縮力を加えて展延する塑性変形加工）して，その
幅ｂを元の切り込み線間の幅ａより広げる方法が公知で
ある。この接合方法では，単なる凸のポンチと凹のダイ
スとによる単純な金型で上記の押し込み幅広げ加工を行
うことはできないので，種々の工夫がなされている。例
えば，特公昭６３−５２９９８号では，図１１に示すよ
うに，ポンチ５は通常の単なる凸型であり，ダイス６側
は固定端７とその両側に設けた左右に拡開可能な板ばね
８とで構成し，このポンチ５とダイス６とにより重ね合
わされた２枚の金属板１，２をプレスした時に，ポンチ
５の左右のエッジ５ａとダイス６の左右の板ばね８の対
向エッジ８ａとで前記の２本の切り込み線３をいれると
同時に，この切り込み線間部分Ａを押し込み，ポンチ５
の先端面とダイス６の固定端７とで２枚の金属板１，２
の切り込み線間部分Ａをすえ込み加工して幅を広げると
いう方法である。このすえ込み加工の際，左右の板ばね
８が左右に逃げることで，前記の切り込み線間部分Ａの
幅が広がることを許容し，かつ，幅広げした部分Ａがダ
イス穴から抜き出されることを容易にする。

【０００３】なお，この特公昭６３−５２９９８号に
は，対向する１対のロールにポンチとダイスに相当する
部分をそれぞれ設けて，上述の押し込み幅広げ方式のか
しめ接合を行う方法が開示されている。しかし，このロ
ールに設けるダイス部分はやはり前述の通り側壁が拡開
可能な構造である。また，このロールを利用した方式
は，単に１対のロールで金属板のかしめ接合を行うもの
で，前後の装置は存在しない（ロール成形機のなかで設
けられたものではない）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のダイス６側
に拡開可能な板ばね８を設ける方法は，金型の一部が動
くものであるから構造的に複雑であり，また，弾性を持
つ材料を使用しなければならないので，高い硬度が要求
される工具として好ましくなく，耐久性が低いという問
題がある。

【０００５】ところで，この種の押し込み幅広げ方式に
よるかしめ接合を行う場合に最も問題となる点は，ダイ
ス穴内で幅広げ加工を行うという点である。つまり，ダ
イス内での幅広げを実際に可能にすることと，幅広げさ
れた部分をダイス穴から抜き出せるようにすることであ
り，これを実現する方法がこれまでの大きな関心事とな
ってきた。

【０００６】しかし，本発明者らは，ロール成形機で帯
状の金属板より２枚の重ね合せ部を有する断面形状の成
形品を成形する際に，その重ね合わせ部を接合する方法
を種々研究し実験を重ねた結果，ロール成形機におい
て，成形材に対して対向する１対のロールにそれぞれ設
けたポンチとダイス穴とにより押し込み幅広げ加工を行
った場合，金属板が成形ロールで強く掴まれているこ
と，ロール外周のダイス穴部分が金属板とともに前進
しつつ次第に金属板から離れていく軌跡をたどること，
および，その際のダイス穴部分の動きが対向する１対
のロールで金属板を挟持した状態で行われること等か
ら，図１１の板ばね８のようにダイス穴の側壁を拡開可
能にしなくても，幅広げされた部分をダイス穴部分から
引き抜く強力な力が働き，幅広げされた部分が円滑にダ
イス穴部分から容易に抜き出されるということ，およ
び，その場合に可能な幅広げ量はポンチとダイス穴との
せん断クリアランス相当分程度のあまり大きなものでは
ないが，それでも特に強力な剥離力が加わる使用条件で
なければ，十分使用に耐える程度の接合力が得られると
いうことを見い出した。

【０００７】本発明は上記の知見に基づいてなされたも
ので，ロール成形機による金属板の成形品に対して，ダ
イス穴側の側壁を拡開可能にするなどの複雑な機構によ
らずに，簡単にかつ能率的に金属板の重ね合せ部をかし
め接合する方法および装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は，ロール成形機で帯状の金属板より２枚の重ね合わ
せ部を有する断面形状の成形品を成形する際に，前記金
属板の重ね合わせ部をかしめ接合するかしめ接合方法で
あって，対向する１対のロールの外周にそれぞれ設けた
突き出し刃とこれに対向する受け溝とにより，この１対
のロールの間を通板される金属板の前記重ね合わせ部
に，ほぼ金属板送り方向をなす適宜の長さの２本の切り
込み線を入れると同時に切り込み線間部分を板厚２枚分
以上押し込み，かつ，切り込み線間部分を前記突き出し
刃の先端面と受け溝の底面とですえ込み加工して切り込
み線間隔方向の幅を広げ，このすえ込み加工され幅を広
げられた切り込み線間部分を，前記１対のロールとタン
デムに配置された，前記切り込み線間部分を押圧可能な
突出部を持つロールとこれに対向する円筒状のロールと
でさらにすえ込み加工することを特徴とする。

【０００９】請求項２はロール成形機に配置されるかし
め接合装置であって，上記のかしめ接合方法を具体的に
実施する装置である。

【００１０】

【作用】上記のかしめ接合方法において，受け溝の幅は
突き出し刃の幅よりせん断クリアランス分だけ広いの
で，受け溝内ですえ込み加工された切り込み線間部分
は，受け溝の側壁が拡開しなくても，僅かではあるがせ
ん断クリアランスに応じて幅が広がることができる。な
お，せん断加工における破断面は傾斜面となるので，す
え込み加工による幅広がり量を厳密にいうことはできな
いが，板厚方向の受け溝側部分の幅（受け溝側の面での
幅）がほとんど広がらないとしても，少なくとも突き出
し刃側部分（突き出し刃側の面）では確実に幅が広が
る。その上，前記のすえ込み加工され幅を広げられた切
り込み線間部分を，再すえ込みロールによりさらにすえ
込み加工するので，切り込み線間部分の幅がさらに十分
に広がる。

【００１１】こうしてかしめ接合された接合部におい
て，押し込まれ幅広げされた切り込み線間部分の両側縁
が打ち抜かれた穴部分の側縁に当たるので，２枚の金属
板の結合が行われる。

【００１２】この場合において，通常のプレス機による
押し込み幅広げ加工であれば，拡開可能でない固定の側
壁を持つダイス穴内において幅広げすると，この幅広げ
されダイス穴の側壁にかみ込んだ切り込み線間部分をダ
イス穴から引き出すことは極めて困難であるが，上記の
方法によれば，金属板が成形ロールで強く掴まれている
こと，ロール外周の受け溝部分が金属板とともに前進し
つつ次第に金属板から離れていく軌跡をたどること，お
よびその際の受け溝部分の動きが対向する１対のロール
で金属板を挟持した状態で行われること等から，幅広げ
された部分を受け溝部分から引き抜く強力な力が働き，
幅広げされた切り込み線間部分が円滑に受け溝部分から
抜き出される。

【００１３】この場合に得られる接合力は，切り込み線
間部分の可能な幅広げ量が受け溝の幅に制限された小さ
なものなので，例えばリベット接合等ほど強力ではない
が，特別大きな剥離力が加わることのない箇所の接合で
あれば，十分満足できる強度の接合力である。

【００１４】

【実施例】以下，本発明の一実施例を図１〜図１０を参
照して説明する。本発明により得られるかしめ接合部の
構造自体は，図８〜図１０に示した押し込み幅広げ方式
の接合部と同じである。本発明は，ロール成形機で帯状
の金属板より２枚の重ね合わせ部を有する断面形状の成
形品を成形する際に，この押し込み幅広げ方式のかしめ
接合構造により前記重ね合わせ部を接合する。以下の実
施例は，図７に示した断面形状の成形品１０における２
枚の金属板（鋼板）の重ね合わせ部１１をかしめ接合す
る場合を示す。なお．この成形品１０は，上面全体を平
坦にした鉄筋コンクリート床板用フラットデッキプレー
トであり，上面全体を平坦にするために図示のように垂
直な重ね合わせ部１１を持つ断面形状としている。この
フラットデッキプレートの上に打設したコンクリートが
重ね合わせ部１１の２枚の間（矢印（イ））から下部空
所に浸入することがないように，この重ね合わせ部１１
を隙間が生じないように接合することが要求される。な
お，実施例では，ロール成形機において図７のフラット
な上面が下側となるように上下逆向きで成形される。本
発明のかしめ接合装置は，タンデムに配置された多数段
の成形ロールにより重ね合わせ部１１が形成された後つ
まり成形ロールの最終段ロールスタンドの出側，あるい
は最終段近傍のロールスタンド間に配置する。図６にお
いて，符号１２および１３は最終段の前段および最終段
の成形ロールを示し，図示例では最終段の成形ロール１
３の出側にかしめ接合装置を配置している。符合１４は
かしめ接合装置のうちの前段に設けられる切込すえ込み
ロールを示す。

【００１５】前記切込すえ込みロール１４は，図１〜図
３および図３の要部を拡大した図４，図５に示すよう
に，成形材１０の重ね合わせ部１１（つまり重ね合わさ
れた２枚の金属板１，２）を挟んで通板させる突き出し
ロール１５と受けロール１６との１対のロールからなっ
ている。この１対のロール１５，１６は成形機の動力を
利用して駆動してもよいが，成形ロールによる材料の駆
動力があるので無駆動でもよい。

【００１６】前記突き出しロール１５は，両側縁の切断
用エッジ１７ａおよび円筒面の一部をなす先端面１７ｂ
を持ち，ロール外周１５ａから突出する突き出し刃１７
を備えている．図示例では図１等に示すように１８０°
対向する２箇所にこの突き出し刃１７を設けている。ま
た，突き出し刃１７は摩耗時に交換できるようにロール
本体とは別部材で製作しボルトでロール本体に取り付け
て着脱可能にしている。

【００１７】前記受けロール１６は，前記突き出し刃１
７の左右の切断用エッジ１７ａに対応する切断用エッジ
１８ａを持ち，かつ突き出し刃１７の先端面１７ｂとの
間に金属板の板厚ｔの２枚分以下のギャップｇ（すなわ
ち，ｇ〈２ｔ）を形成する底面１８ｂを持つ受け溝１８
を外周に備えている。図示例の受け溝１８は受けロール
１６の全周にわたって形成している。しかし，この受け
溝は突き出し刃１７に対向する部分のみ凹部となってい
る形状とすることもできる。そして，図示は省略した
が，上記の切込すえ込みロール１４の下流側（図６で右
側）にタンデムに，上述の突き出しロール１５と受けロ
ール１６とですえ込み加工され幅を広げられた切り込み
線間部分Ａをさらにすえ込み加工する再すえ込みロール
を配置する。この再すえ込みロールは，先にすえ込み加
工され幅を広げられた切り込み線間部分を押圧可能な突
出部を持つ突出部付きロールとこれに対向する円筒状の
ロールとからなるもので，前記突出部付きロールの突出
部が切り込み線間部分に嵌入するように同期させる。前
記突出部付きロールにおける突出部は，切り込みを入れ
る刃を持つものではないが，外形的には前記の突き出し
刃１７と概略同じものであり，したがって，前記突出部
付きロールは，外形的には前記突き出しロール１５と概
略同じものである。

【００１８】上記の切込すえ込みロール１４を備えたか
しめ接合装置によるかしめ接合の工程を図１〜図３を参
照して説明すると，図１は突き出しロール１５と受けロ
ール１６との間を成形材１０の重ね合わせ部１１（重ね
合わされた２枚の金属板１，２）が両ロール１５，１６
の外周面１５ａ，１６ａで挟持されて単に通板されてい
る状態であり，突き出し刃１７は重ね合わせ部１１から
離れている。

【００１９】成形材１０が送られ両ロール１５，１６が
回転すると，図２に示すように突き出し刃１７が金属板
に接触し切り込みおよび押し込み変形を開始する。両ロ
ール１５，１６が金属板１，２の前進とともにさらに回
転すると，突き出し刃１７と受け溝１８とにより金属板
１，２に２本の平行な切り込み線３（図８参照）が入れ
られると同時に，両切り込み線間部分Ａが板厚ｔの２枚
分以上押し込まれ，かつ，図４，図５に拡大して示すよ
うに，両切り込み線間部分Ａが突き出し刃１７の先端面
１７ｂと受け溝１８の底面１８ｂとですえ込み加工さ
れ，切り込み線間隔方向（図９で左右方向，図５で上下
方向）の幅が広げられる。

【００２０】この場合，突き出し刃１７と受け溝１８と
のせん断クリアランスは例えば０．２ｍｍ程度等と小さ
く，切り込み線間部分Ａの幅の広がりを許容する受け溝
１８の余裕幅が小さいので，すえ込み加工された切り込
み線間部分Ａの両側縁は受け溝１８の側壁に強くかみ込
むことになる。しかし，成形材１０が成形ロール１
２，１３で強く掴まれていること，受け溝１８の金属
板が押し込まれた部分が金属板１，２とともに前進しつ
つ次第に金属板１，２から離れていく軌跡をたどるこ
と，および，その際の受け溝１８の金属板を押し込ま
れた部分の動きが両ロール１５，１６で金属板１，２を
挟持した状態で行われること等から，幅広げされた部分
Ａを受け溝１８から引き抜く強力な力が働き，幅広げさ
れた切り込み線間部分Ａが円滑に受け溝１８から抜き出
される。

【００２１】次いで，切込すえ込みロール１４の下流に
配置された前記再すえ込みロールにより，先に突き出し
ロール１５と受けロール１６とですえ込み加工され幅を
広げられた切り込み線間部分Ａを，さらにすえこみ加工
して，切り込み線間部分Ａの幅をさらに広げる。こうし
てかしめ接合された２枚の金属板１，２は，押し込まれ
幅広げされた切り込み線間部分Ａの両側縁が打ち抜かれ
た穴部分の側縁に当たるので，２枚の金属板１，２の結
合が行われる。このかしめ接合により得られる接合力
は，受け溝１８の左右の側壁が拡開可能でなく固定であ
るから，すえ込み加工時の金属板の幅広げ量は突き出し
刃１７と受け溝１８とのせん断クリアランス相当分程度
の僅かなものであり，例えばリベット接合等ほど強力で
はない。しかし，図７に示したデッキプレート１０の重
ね合わせ部１１のように，特別大きな剥離力が加わるこ
とのない箇所の接合であれば，十分満足できる強度の接
合力である。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば，帯状の金属板よりロー
ル成形機で２枚の重ね合わせ部を有する断面形状の成形
品を成形する際に，ダイス穴側の側壁を拡開可能にする
等の複雑な機構によらずに，簡単かつ能率的に重ね合わ
せ部をかしめ接合することが可能となった。

【００２３】この場合に得られる接合力は，切り込み線
間部分の可能な幅広げ量が受け溝の幅に制限された小さ
なものなので，例えばリベット接合等ほど強力ではない
が，例えばフラットデッキプレートの垂直な重ね合わせ
部のように特別大きな剥離力が加わることのない箇所の
接合に適用した場合には，要求される接合強度を十分満
足する程度のものである。

【００２４】また，従来のダイスの側壁を板ばねで形成
する場合と異なり，十分硬度の高い工具材料を使用する
ことができ，可動部がないことと相まって，十分高い耐
久性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のかしめ接合方法の一実施例を説明する
もので，突き出しロールと受けロールとの間を金属板の
重ね合わせ部が通板される状態を示し，同図（イ）は平
面図，同図（ロ）は要部の正面図である。

【図２】図１の突き出しロールと受けロールとが回転し
て金属板の重ね合わせ部に押し込み幅広げ加工を開始す
る直前の状態を示し，同図（イ）は平面図，同図（ロ）
は要部の正面図である。

【図３】図２の突き出しロールと受けロールとがさらに
回転して金属板の重ね合わせ部に押し込み幅広げ加工を
行っている状態を示し，同図（イ）は平面図，同図
（ロ）は要部の正面図である。

【図４】図３（イ）の要部拡大図である。

【図５】図３（ロ）の要部拡大図である。

【図６】ロール成形機に上述のかしめ接合装置を配置し
た状態を示す側面図である。

【図７】本発明の実施例において加工対象とする成形品
の断面を示す図である。

【図８】本発明により実現しようとする，それ自体は公
知のかしめ接合構造の平面図である。

【図９】図８におけるＸ−Ｘ線断面図である。

【図１０】図８におけるＹ−Ｙ線断面図である。

【図１１】従来のかしめ接合装置を示す要部の斜視図で
ある。

【符号の説明】

１，２ 金属板 ３ 切り込み線 Ａ 切り込み線間部分 １０ 成形品（フラットデッキプレート） １１ 重ね合わせ部 １４ 切込すえ込みロール（かしめ接合装置） １５ 突き出しロール １６ 受けロール １７ 突き出し刃 １７ａ 切断用エッジ １７ｂ 先端面 １８ 受け溝 １８ａ 切断用エッジ １８ｂ 底面 ｇ ギャップ ｔ 金属板の板厚

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平１−127626（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−52998（ＪＰ，Ｂ２) 金型便覧編集委員会編、「金型便 覧」、昭和50年５月10日、553〜558頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21D 39/03 B21D 28/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロール成形機で帯状の金属板より２枚の
   重ね合わせ部を有する断面形状の成形品を成形する際
   に，前記金属板の重ね合わせ部をかしめ接合するかしめ
   接合方法であって， 対向する１対のロールの外周にそれぞれ設けた突き出し
   刃とこれに対向する受け溝とにより，この１対のロール
   の間を通板される金属板の前記重ね合わせ部に，ほぼ金
   属板送り方向をなす適宜の長さの２本の切り込み線を入
   れると同時に切り込み線間部分を板厚２枚分以上押し込
   み，かつ，切り込み線間部分を前記突き出し刃の先端面
   と受け溝の底面とですえ込み加工して切り込み線間隔方
   向の幅を広げ，このすえ込み加工され幅を広げられた切
   り込み線間部分を，前記１対のロールとタンデムに配置
   された，前記切り込み線間部分を押圧可能な突出部を持
   つロールとこれに対向する円筒状のロールとでさらにす
   え込み加工することを特徴とする金属板のかしめ接合方
   法。
2. 【請求項２】 ロール成形機に配置されるかしめ接合装
   置であって， 重ね合わされた２枚の金属板を挟んで通板させる突き出
   しロールと受けロールとの１対のロールと，この１対の
   ロールとタンデムに配置された１対の再すえ込みロール
   とからなり， 前記突き出しロールは，前記重ね合わされた２枚の金属
   板にほぼ金属板送り方向をなす適宜の長さの２本の切り
   込み線を入れ両切り込み線間部分を板厚２枚分以上押し
   込む，両側縁に切断用エッジを持つ突き出し刃を外周に
   備え， 前記受けロールは，前記突き出し刃の左右の切断用エッ
   ジに対応する切断用エッジを持ち，かつ突き出し刃の先
   端面との間に板厚２枚分以下のギャップを形成する底面
   を持つ受け溝を外周に備え， 前記再すえ込みロールは，先にすえ込み加工され幅を広
   げられた切り込み線間部分を押圧可能な突出部を持つロ
   ールとこれに対向する円筒状のロールとからなることを
   特徴とする金属板のかしめ接合装置。