JP4050509B2 - 金属板の機械的接合装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数枚の金属板を重ね合わせた状態で、切込線を形成し、切込線の付近の切込部を押し伸ばすことで、両金属板の機械的な接合を行う接合方法および接合装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
前記のような接合方法および接合装置に関して、従来、例えば特開平05ー76962号に示される技術が存在する。すなわち、図6に示すように、2枚の金属板51を重ね合わせた状態で第1回転工具対により挟圧し、このとき各回転工具に設けた突き出し刃と受け溝により2状の切込線53を形成し、さらに切込線53の間の切込部55を断面凹形に押し伸ばす。
【0003】
その後、第2回転工具対57、59で再び2枚の金属板51を挟圧し、このとき一方の回転工具57に設けられた突出部61を、切込部55の跡部分である切込窓63に挿入し、突出部61のフラットな先端で切込部55の断面凹形をフラットにし、これにより切込部61を拡幅し切込窓63より大きくする。よって、切込部55は切込窓63には戻らずに済み、接合が外れてしまうことを防止する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術では、第2回転工具の突出部61を切込窓63に挿入するためには、第1回転工具と第2回転工具との正確な同調が必要であった。そして、わずかな同調誤差が接合部の不良につながるものであった。
また、対で設けられる第1回転工具の突き出し刃と受け溝の同調が必要であり、第1回転工具同士のスリップなどがあると、装置の運転を停止して調整をする必要があった。
【0005】
また、第2回転工具の突出部61で切込部55を拡幅する作業を行うためには、切込部55と切込窓63側との間に板厚方向の隙間65が必然的に必要となり、この隙間65のために金属板51のしっかりした接合、特に圧接状態での接合は困難になってしまう。
【0006】
この発明は、以上の課題を解決するために成されたものであり、第1回転工具と第2回転工具との正確な同調が不要であり、第1回転工具同士の同調が不要であり、しっかりした圧接状態での接合が可能な金属板の機械的接合方法および装置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】
以上の課題を解決するために、第1の発明は、複数枚の金属板を重ね合わせた状態で挟圧する第1回転工具対と、第1回転工具対のうち一方の雄回転工具の外周に設けられた切込刃と、前記第1回転工具対のうち他方の雌回転工具の外周に設けられ前記切込刃に対応する溝刃と、前記切込刃と前記溝刃とによって形成された切込線の付近の切込部が、前記切込動作により斜めに押し伸ばされた状態で、前記複数枚の金属板を挟圧することにより、前記切込部を押圧し切込線の外側まで拡幅し、前記切込部の端部分と切込線の外側部分を重ね合わせて圧接する第2回転工具対と、を備えたことを特徴とする金属板の機械的接合装置である。
【0008】
第2の発明は、前記切込刃は、前記雄回転工具の回転の軸を含む断面で、直角三角形の断面形状を有する凸部分が、前記回転軸方向に対となって対象に配置され、これにより全体が略V字状になり、各凸部分の前記直角三角形の斜辺にクサビ状突起を有し、前記溝刃は、前記切込刃の断面に対応する断面形状を有し、雌回転工具の全周に二条の溝として形成されたことを特徴とする請求項1に記載の金属板の機械的接合装置である。
【0009】
第3の発明は、前記切込刃は、前記一対の凸部分と、両部分の間の中央平面部分とに、3つに分割可能であり、前記溝刃は、前記二条の溝の部分と、両部分の間の中央平面部分とに、3つに分割可能であることを特徴とする請求項2に記載の金属板の機械的接合装置である。
【0010】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図1〜図5に示す。
図3に示すように、この実施形態で接合を行うワークは、建設床材であるデッキプレート1である。このデッキプレート1は、下面に複数条のリブ3が形成される。このリブ3はデッキプレート1を屈曲して一体的に形成されるもので、二等辺三角形の袋状の断面を有する。この二等辺三角形の頂部付近は、デッキプレート1の材料である金属板5が2枚重ね合わされた状態となっており、この実施形態の機械的接合方法によって切込部7が形成され、接合される。
【0011】
なお、リブ3の二等辺三角形に底辺部分には水抜き孔9が形成される。また、デッキプレート1の本体部分には多数のエンボス11が形成されている。
図4に示すように、図3のデッキプレート1は図示しない移動手段によりリブ3の長手方向に移動され、この移動方向に第1回転工具対となる第1ロール対13と、第2回転工具対となる第2ロール対15が配置される。これら第1ロール対13と第2ロール対15の組は、一枚のデッキプレート1に形成される3条のリブ3に合わせて、3組が配置される。
【0012】
後で、述べるように、第1ロール対13が、リブ3の二等辺三角形の頂部付近の2枚の金属板5を重ね合わせた状態で挟圧するとともに、切込線を形成し、切込線の付近の切込部7を斜めに押し伸ばす。第2ロール対が、その後、再び2枚の金属板5を挟圧し、切込部7を押圧し、切込線の外側まで拡幅し、切込部7の両端部分と切込線の外側部分を重ね合わせて圧接する。
【0013】
図4、図2に示す第1および第2ロール対13、15を構成する合計4個の各ロールは、デッキプレート1の下面で二等辺三角形のリブ3の頂部付近3aを噛み込んで挟圧できるように、逆等脚台形(図示しない)の断面形状を有する。
第1ロール対13のうち一方のロールである雄回転工具13aには、外周に等間隔の4ヶ所に取付凹部17が形成され、切込動作を行うための切込刃19が、嵌合されている。
【0014】
図1(a)に示すように、この切込刃19は、雄回転工具13aの回転の軸(図中、上下方向の軸)を含む断面で、直角三角形の断面形状を有する凸部分21が、回転軸方向(図中、上下方向)に対となって対象に配置される。これにより、全体が略V字状になる。そして、各凸部分21の直角三角形の斜辺にクサビ状突起23を有し、切込部7に食い込み安くなり、切込部7を押し伸ばす力を大きくできる。また、切込刃19は、一対の凸部分21と、両凸部分21の間の中央平面部分25とに、3つに分割され、各部分21、25は合計三枚の分割ピースとなり、図示しないボルトなどで一体的に、取付凹部17に嵌合した状態で、締結される。
【0015】
第1ロール対13のうち他方のロールである雌回転工具13bには、外周に溝刃27が形成されている。図1(a)に示すように、この溝刃27は、切込刃19の断面に対応する断面形状を有する。すなわち、雌回転工具13bの回転の軸(図中、上下方向の軸)を含む断面で、直角三角形の断面形状の空間29を有する溝部分31が、回転軸方向(図中、上下方向)に対となって対象に、二条の溝として配置される。
【0016】
これにより、全体が略V字状の空間を有することになる。そして、溝刃27は、一対の溝部分31と、両溝部分31の間の中央平面部分33とに、3つに分割され、各部分31、33は合計三枚のリング状ピースとなり、図示しないボルトなどで一体的に、雌回転工具の外周に、締結される。
【0017】
第2回転工具対である第2ロール対15は、第1ロール対13が有するような刃19、27を有さず、単に圧接を行うように、外周は平坦な形状になっている。
(作用)
図4に示すように、デッキプレート1はリブ3の長手方向に移動され、各リブ3は順に第1ロール対13と第2ロール対15に噛み込まれる。このとき各ロール対13、15は、図2に示すように、二等辺三角形のリブ3の頂部付近3aを噛み込んで挟圧する。
【0018】
まず、第1ロール13の剪断用の切込刃19と溝刃27は、略V字状に設けられているので、図5に示すように、挟圧により2条の互いに平行な切込線35が形成される(図5(b))。これら切込線35の間の切込部7は、切込刃19のクサビ状突起23が食い込んで、切り込み動作の初期において溝刃19の空間29内へ、自由に押し伸ばされる。この押し伸ばしは、この切込部7の肉厚部分の塑性変形のみならず、切込部7を構成する2枚の金属板5、5が互いにずれることでも、切込部7の見かけ上の押し伸ばしが行われる。押し伸ばされた切込部7は、溝刃27の溝部分31の斜辺に沿って斜めの状態に変形し、切込部7の跡部分である切込線35に対し斜めの状態、すなわちクロスした状態となる(図1(a))。
【0019】
次に、第2ロール15により、切込部7は切込線35にクロスした状態で挟圧されるが、切込部7は押し伸ばされ実際の幅は既に広がっているので(図1(a))、この挟圧によって切込部7は切込線35の外側(図1(b)の上下側)まで拡幅される。そして、切込部7の両端部分(図1(b)の上下部分)と切込線35の外側部分が重ね合わされた状態で圧接される(図1(b))。
【0020】
(効果)
以上の実施形態によれば、第2ロール対15の挟圧で拡幅を行う作業の際に、従来(図6)のように突出部61を切込窓63に挿入する必要はなく、切込部7と切込窓を全体的に挟圧すればよく、よって第1ロール13と第2ロール15の正確な同調は不要となり、接合部の不良を無くすことが可能になる。
【0021】
また、第2ロール15の挟圧で拡幅を行う作業の際に、切込部7の両端部分と切込線35の外側部分を重ね合わせて圧接することになり、従来のような切込部55と切込窓63側との間に板厚方向の隙間65が不要になる。したがって、金属板5、5のしっかりした圧接状態での接合が可能になる。よって、接合強度が高くなる。
【0022】
この圧接状態により、デッキプレート1を建設床材に使用しコンクリートを打設した際に、切込部7付近に隙間が生じず、この隙間からコンクリートが漏れることを防止できる。
さらに、切込部7の押し伸ばしは、切込部7が塑性変形を起こして生じるのみならず、切込部7を構成する2枚の金属板5、5が互いにずれることによっても生じるので、小さな力でも大きな押し伸ばし効果がある。したがって装置を大型化する必要がない。
【0023】
また、第1回転工具対である第1ロール対13の雌回転具13bの溝刃27は、雌回転工具13bの全周に溝として形成されるので、この全周のどこへ切込刃19が合っても構わない。したがって、雌回転工具13bの溝刃27と雄回転工具13aの切込刃19との同調は不要であり、仮に雌回転具13bと雄回転具13aとのスリップなどがあっても、装置の運転を停止して調整をするなどのことは不要である。
【0024】
また、切込刃19に形成されたクサビ状突起23により、金属板5の切込部7はしっかりと食い込まれ、大きな力で斜めに押し伸ばされ、したがって、大きな拡幅が可能になり、よりしっかりした接合が行われる。
また、切込刃19が金属板5を介して溝刃27に侵入し、金属板5に切込線35を形成する初期に、金属板5は溝刃27の直角三角形の空間29の中へ自由に押し伸ばされる。つまり、従来のように刃物側面による拘束がない。したがって、押し伸ばしが十分に行われる。
【0025】
また、切込刃19と溝刃27は、3つに分割されているので、分割された部分21、25、31、33の一部を取り替えることで、切込部7を押し伸ばす量を変更でき、よって、切込部7の端部分と切込線35の外側部分を重ね合わせる重ね代の寸法を変更することが、容易に可能になる。
【0026】
(他の実施形態)
以上の実施形態においては、切込線35は2条形成されるものであったが、他の実施形態においては、一条でも、あるいは3条以上でもよい。すなわち、切込刃19は凸部分21を二つ有するものであったが、一つでも、あるいは三つ以上でも構わない。この切込刃19の凸部分21の数に合わせて、溝刃27も形状が設定される。
【0027】
また、以上の実施形態においては、切込刃19は、雄回転工具13aの円周上の4ヶ所設けられるものであったが、他の実施形態においては、1ヶ所、2ヶ所、3ヶ所、あるいは5ヶ所以上でもよい。
また、以上の実施形態においては、接合される金属板5は2枚であったが、他の実施形態においては、3枚以上であってもよい。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、第1、2、または3の発明によれば、第2回転工具による挟圧で拡幅を行う作業の際に、従来のように突出部を切込窓に挿入する必要はなく、全体的な挟圧でよく、よって第1回転工具と第2回転工具の正確な同調は不要となり、接合部の不良を無くすことが可能になる。
【0029】
また、第1回転工具で既に切込部は斜めに押し伸ばされた状態になっており、第2回転工具での挟圧で拡幅を行う作業の際には、切込部の端部分と切込線の外側部分を重ね合わせて圧接することになり、切込部と切込窓側との間に板厚方向の隙間が不要になり、よって金属板のしっかりした圧接状態での接合が可能になる。
【0030】
第2、または3の発明によれば、第1回転工具対の雌回転具の溝刃は、雌回転工具の全周に溝として形成されるので、雄回転工具の切込刃との同調が不要であり、雌回転具と雄回転具とのスリップなどがあっても、装置の運転を停止して調整をすることは不要である。
【0031】
また、クサビ状突起により、切込部を斜めに押し伸ばす力を大きくでき、したがって、大きな拡幅を可能にし、よりしっかりした接合が可能になる。
また、切込刃が溝刃に侵入して金属板に切込線を形成する初期に、金属板は溝刃の直角三角形の空間の中へ自由に押し伸ばされ、従来のように刃物側面による拘束がないので、押し伸ばしが十分に行われる。
【0032】
第3の発明によれば、3つの分割された部分の一部を取り替えることで、切込部を斜めに押し伸ばす量を変更し、よって、切込部の端部分と切込線の外側部分を重ね合わせる重ね代の寸法を変更することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、この発明の一実施形態の要部の切込動作を示す拡大断面図
(b)は、(a)の後の接合動作を示す拡大断面図である。
【図2】図1の各動作を行う回転工具からなる装置の平面図である。
【図3】(a)は、この発明の一実施形態の装置によって接合加工されるワークの全体斜視図
(b)は、(a)の要部を示す拡大断面図である。
【図4】図2の装置の全体を示す平面図である。
【図5】図3のワークに接合加工を施した状態を示すもので
(a)は全体斜視図
(b)は(a)の要部拡大図である。
【図6】従来例を示すもので、図1(b)に対応する図である。
【符号の説明】
1 デッキプレート 3 リブ
5 金属板 7 切込部
9 水抜き孔 11 エンボス
13 第1ロール対 15 第2ロール対
17 取付凹部
Claims (2)
- 複数枚の金属板を重ね合わせた状態で挟圧する第1回転工具対と、第1回転工具対のうち一方の雄回転工具の外周に設けられた切込刃と、前記第1回転工具対のうち他方の雌回転工具の外周に設けられ前記切込刃に対応する溝刃と、前記切込刃と前記溝刃とによって形成された切込線の付近の切込部が、前記切込動作により斜めに押し伸ばされた状態で、前記複数枚の金属板を挟圧することにより、前記切込部を押圧し切込線の外側まで拡幅し、前記切込部の端部分と切込線の外側部分を重ね合わせて圧接する第2回転工具対と、を備えた金属板の機械的接合装置であって、
前記切込刃は、前記雄回転工具の回転の軸を含む断面で、直角三角形の断面形状を有する凸部分が、前記回転軸方向に対となって対象に配置され、これにより全体が略V字状になり、各凸部分の前記直角三角形の斜辺にクサビ状突起を有し、前記溝刃は、前記切込刃の断面に対応する断面形状を有し、前記雌回転工具の全周に二条の溝として形成されたことを特徴とする金属板の機械的接合装置。 - 前記切込刃は、前記一対の凸部分と、両部分の間の中央平面部分とに、3つに分割可能であり、前記溝刃は、前記二条の溝の部分と、両部分の間の中央平面部分とに、3つに分割可能であることを特徴とする請求項1に記載の金属板の機械的接合装置。
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