JP7342893B2 - 金属部品の接合方法、及び接合部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、２以上の金属部品の板状部の部分を、バーリング成形を用いたかしめ加工により接合する接合方法、及びそれを適用した接合部品の製造方法に関する技術である。

近年、自動車車体の衝突安全性向上と軽量化を両立させるため、車体部品の異種材接合技術の開発が進んでいる。一般的に自動車プレス部品の接合として、スポット溶接等の接合方法が用いられるが、異種材の接合は金属間化合物などの課題がある。また、超ハイテン材においてもＬＭＥ等の溶接課題があり、溶接以外の接合方法が求められている。

上記スポット溶接の代替として、摩擦撹拌接合（ＦＳＷ）やセルフピアシングリベット、メカニカルクリンチングといった接合方法の開発が進んでいる。しかし、自動車部品の量産にこれらの技術を適用する場合、摩擦撹拌接合やセルフピアシングリベットでは設備投資や追加部品のコストアップ、メカニカルクリンチングでは接合強度の低下といった課題が挙げられる。

ここで、特許文献１には、２枚の金属板の下穴が一致するように重ね合わせ、この状態でバーリング成形を施して筒状のフランジ部を形成した後に、筒状のフランジ部の端部周縁部を他方の金属板を包み込むように拡径方向へ屈曲してかしめることで、端部かしめ部と最外側に位置する金属板の間に、他の金属板を狭着することを記載されている。

また、特許文献２に記載のプレス成形方法は、丸穴を有するベース金属板の上に丸穴を有する被接合金属板を各穴の中心が一致するように重ね合わせ、バーリング加工用のパンチを被接合金属板の丸穴に圧入することで、バーリング部の周縁部がベース金属板の内周部に圧着し、２枚の金属板が接合される、ことが記載されている。

また、特許文献３には、薄板金属板の重ね合わせ部に突き破りポンチを差し込んで、ガイド孔を形成すると共に、このガイド孔の周縁を裏面に向かって屈曲させるバーリング加工を行った後に、カウンタポンチを薄板金属板の裏面から屈曲縁に押し付けることにより、屈曲縁を重ね合わせ部の裏面に折り返すヘミング加工を行って薄板金属板を重ね合わせ部で結合する方法が記載されている。

特開平１１－２３９８３４号公報 特開平８－２１５７７８号公報 特開平６－１９０４７１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のプレス成形方法では、バーリング加工により立ち上がるフランジ部が円筒状となっており、金属板面に対して垂直方向（板面に対し９０度以下の立上り）までしか成形されない。このため、筒状のフランジ部の端部周縁部のかしめ工程で、フランジ部の先端部が潰されてかしめができない可能性がある。また、かしめ工程でフランジ部（バーリング部）の先端板端面が金型に潰されることで、当該金型が傷みやすくなり、量産コストが増加する可能性がある。

また、特許文献２に記載のプレス成形方法は、バーリング部の周縁部がベース金属板の端面に圧着する方法であり、この成形方法では、接合する金属板が薄板の場合に、十分な接合強度が得られない可能性がある。

更に、特許文献３に記載のプレス成形方法は、１つの工程で穴開けからかしめ加工まで実施することを前提としているため、金型構造が複雑になり、金型の製作費用や補修費などが増加する可能性がある。また、このプレス成形方法では、接合する板材の強度が高いハイテン材の場合には、金型制約上加工できない可能性がある。

本発明は、上記のような点を鑑みてなされたものであり、金型の構造を複雑化することなく、十分な接合強度を確保できる、バーリング加工を用いたかしめ接合の技術を提供することを目的とする。

課題解決のため、本発明の一態様は、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、上記かしめ工程において、上記バーリング加工後の第１の凹形状の部分を、上記立ち上げ方向に押し上げてから、若しくは押し上げつつ、上記フランジ部をかしめる。

本発明の態様によれば、かしめの際に、フランジ部の外周に形成された第１の凹形状の部分を、フランジ部の立ち上がり方向に押し上げることで、フランジ部が、かしめ相手材の上に巻きつくように変形する。そして、かしめ加工のプレスによって、よりその巻きつけられた部分をかしめることが可能となる。

このため、本発明の態様によれば、バーリング加工を用いたかしめ接合について、金型形状などの金型構造を複雑化することなく、十分な接合強度を確保できる接合構造体を取得することができる。この結果、本発明の態様によれば、例えば、自動車部品におけるハイテン材を用いたかしめ接合や、異種材接合が可能となり、自動車車体の軽量化に貢献できる。

本発明に基づく実施形態に係る接合方法の工程を説明する図である。 開口工程及び下穴工程を説明する図である。 第１凹形状形成工程及びバーリング工程を説明する図である。 第１の凹形状の部分とフランジ部となる領域の関係を示す平面図である。 各部の寸法位置を示す図である。 第１の凹形状の形成の別の例を説明する図である。 かしめ工程の例を説明する図である。 従来のかしめ接合の場合を説明する図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。
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。

ここで、「金属部品の板状部」と記載しているのは、少なくともかしめ接合される部分が板状となっていればよく、金属部品として、かしめ接合される箇所以外に板形状以外の部分を有していても良いことを表している。

本実施形態では、金属部品全体が板材からなる場合を例にして説明する。このため、金属部品及び金属部品の板状部をともに、金属板とも呼んで説明する。すなわち、本実施形態の例では、複数の金属板をかしめ接合する場合とする。また、バーリング加工を施す金属板をかしめ材と呼び、かしめ材以外の金属板をかしめ相手材と呼ぶ。

本実施形態の金属部品の接合方法は、図１に示すように、開口工程１００、下穴工程１０１、バーリング工程１０３、かしめ工程１０４を備える。更に、本実施形態の接合方法は、第１凹形状形成工程１０２Ａ、及び第２凹形状形成工程１０２Ｂを備える。各工程は、プレス加工で行われる。

開口工程１００は、かしめ相手材１の板状部における接合位置に開口１ａを形成する工程である。
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、フランジ部２Ａとなる領域が設定される。
第２凹形状形成工程１０２Ｂは、バーリング工程の前に、かしめ相手材における開口の外周部となる領域を、かしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で第１の凹形状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。

バーリング工程１０３は、かしめ材２の下穴２ａの外周にバーリング加工を施して、下穴２ａの周囲を立ち上げてフランジ部２Ａ（立上り部）を形成する工程である。本実施形態のバーリング工程１０４は、下穴２ａと開口１ａとを合わせてかしめ材２の上にかしめ相手材１を重ね、且つ第１の凹形状３内の外周部及び第２の凹形状４内の外周部を拘束した状態で、下穴２ａの周囲を立ち上げてフランジ部２Ａを形成する。バーリング工程１０４で、かしめ材２だけを拘束してバーリング加工を実施して、かしめ工程１０４の際に、かしめ材２の上に、第１の凹形状３内に第２の凹形状４を配置するようにしてかしめ相手材１を重ねても良い。

かしめ工程１０４は、かしめ相手材１の開口１ａにフランジ部２Ａを通して複数の板状部を重ねた状態として、フランジ部２Ａより外周の部分（例えば、凹形状３内の外周部３ａ）を曲げることでフランジ部２Ａをかしめて、複数の金属板同士（板状部同士）を接合する工程である。このとき、本実施形態では、かしめ工程において、上記バーリング加工後の第１の凹形状３の部分を、上記立ち上げ方向に押し上げてから、若しくは押し上げつつ、上記フランジ部２Ａをかしめる。

ここで、バーリング工程１０３の前に、開口工程１００、下穴工程１０１、第１凹形状形成工程１０２Ａ、及び第２凹形状形成工程１０２Ｂが行われるが、開口工程１００、下穴工程１０１、第１凹形状形成工程１０２Ａ、及び第２凹形状形成工程１０２Ｂの実行順序には特に限定はない。

また、接合される金属板の引張強度について、特に限定はない。例えば、接合される金属板のうち、少なくともかしめ相手材１は、引張強度が２７０ＭＰａ以上の鋼板やアルミ合金材などの金属板から構成されてもよい。かしめ材２も、引張強度が２７０ＭＰａ以上の鋼板やアルミ合金材などの金属板であってもよい。異種材料同士の接合の場合には、かしめ材２の引張強度が、かしめ相手材１の引用強度よりも大きくなるように設定することが好ましい。
また、かしめ相手材１は、２枚以上であってもよい。

次に、金属部品の具体的な接合方法の例を、図面を参照して説明する。
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、下穴工程１０１＞
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。
なお、開口１ａの径は、かしめ材２に設ける下穴２ａの径よりも大きい。具体的には、かしめ接合するためにかしめ相手材１とかしめ材２を重ねた際に、開口１ａの開口端は、フランジ部を形成する領域の外縁と同じか、それよりも外側に位置する。

＜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＞
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。
まず、図３（ａ）のように、下穴２ａと開口１ａが同心となるようにして、かしめ材２の上にかしめ相手材１を重ねた状態とし、図３（ａ）→（ｂ）のように、かしめ材２とかしめ相手材１とを同時に、かしめ相手材１における開口１ａの外周、及びかしめ材２における下穴２ａの外周であってフランジ部２Ａとなる領域ＡＲＡ（図４参照）の外側を、下型１３と上型１４で上下からプレスする。

このとき、下型１３の上面には、第１の凹形状３の形成位置に、第１の凹形状３に倣った形状の凹部１３ａが内周側に形成されている。また、上型１４の下面には、第１の凹形状３の形成位置に、第１の凹形状３に倣った形状の張出部１４ａが内周面側に形成されている。すなわち、凹部１３ａと張出部１４ａがプレス方向で対向している。

このため、図３（ａ）→（ｂ）のように、かしめ材２を下型１３と上型１４で上下からプレスすることで、下穴２ａの外周に第１の凹形状３が形成される。第１の凹形状３は、図４に示すように、第１の凹形状３の底面にフランジ形成領域ＡＲＡが配置されるだけの大きさの外周輪郭形状を有する。すなわち、第１の凹形状３内に、フランジ部２Ａとなる領域ＡＲＡを設定することが可能な大きさに、当該第１の凹形状３が設定されている。

また、第１の凹形状３の形成と同時に、かしめ相手材１の開口１ａの外周部に第２の凹形状４が形成される。本実施形態では、第２の凹形状４の部分の下面が、第１の凹形状３の上面に倣った形状となっている。
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。

続いて、図３（ｂ）のように、上型１４と下型１３でかしめ材２を拘束した状態で、下穴２ａに対して下側（立上り方向とは反対側）から、図３の（ｂ）→（ｃ）のように、バーリング用のパンチ１５を通過させることで、下穴２ａ外周を立ち上げてフランジ部２Ａを形成する。
この図３の（ｂ）→（ｃ）の処理が、バーリング工程を構成する。

このバーリング工程では、フランジ部２Ａの外周に位置した第１の凹形状３の外周部分、及び第２の凹形状４の外周部分は、上型１４と下型１３で拘束されているため、フランジ部２Ａの成形に影響することなく、若しくは影響が殆どないので、フランジ部２Ａの外周にリング状（ドーナツ状）の凹状態として残存している。

ここで、図５に示すように、フランジ部２Ａの内周面での直径（内径）をＤ１［ｍｍ］、かしめ材２の板厚をｔ［ｍｍ］とした場合、第１の凹形状３の外周輪郭形状の直径Ｄ２［ｍｍ］は、（Ｄ１＋２ｔ） ≦ Ｄ２ ≦ ５Ｄ１ とすることが望ましい。
Ｄ２を（Ｄ１＋２ｔ）より小さくすることは物理的に不可能であり、また、Ｄ２を５×Ｄ１より大きくすると伸びフランジ割れが発生する可能性がある。

また、第１の凹形状３の深さＸ［ｍｍ］は、ｔ ≦ Ｘ ≦ １０ｔ の範囲とすることが望ましい。Ｘを１０ｔより大きくなると伸びフランジ割れが発生する可能性がある。
またフランジ部２Ａの高さＹ［ｍｍ］は Ｘ ≦ Ｙ ≦ １０Ｘ の範囲とすることが望ましい。ＹがＸより小さいと、かしめ成形が成り立たず、Ｙが１０Ｘより大きいと、伸びフランジ割れが発生する可能性がある。

ここで、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２１ａを有する下型２１と、第１の凹形状３に倣った張出部２２ａを有する上型２２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２４と下型２３で拘束し、第１の凹形状３の中央部を、抜きパンチ２５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。

同様に、かしめ相手材１においても、第２の凹形状４をプレス加工で形成した後に、開口１ａを形成するようにしても良い。この場合も、第２の凹形状４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。
ここで、開口１ａの外周は、平面視でフランジ部２Ａとなる領域よりも外側と重なる領域であるため、第２の凹形状４は、平面視でフランジ部２Ａとなる領域よりも外側と重なる領域に形成される。
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。

＜かしめ工程１０４＞
かしめ工程１０４は、バーリング工程１０３によって立ち上げたフランジ部２Ａ及び当該フランジ部２Ａより外周に凹形状３が形成されたかしめ材２、及び第２の凹形状４を形成したかしめ相手材１を用いて（図７（ａ）参照）、実行される。
かしめ工程１０４では、まず、図７（ｂ）のように、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を重ねた状態とする。すなわち、フランジ部２Ａを開口１ａに挿入した状態とする。

そして、図７（ｂ）のように、かしめ材２の上にかしめ相手材１を重ねた状態のまま、第１の凹形状３の外周部を下型２６と上型２８で拘束する。符号２７は、上型２８の高さを調整して、かしめ材の厚さ相当の隙間を形成するスペーサーである。
ここで、本実施形態では、かしめ工程１０４のフランジ部２Ａをかしめるための上型２８として、図７（ｂ）に示すように、円錐上型２８を用いる。円錐上型２８は、円錐の先端が下穴内に臨むように下方に向けて設定される。この場合、第１の凹形状３を押し上げつつかしめが行われる。

次に、図７（ｂ）→（ｃ）のように、第１の凹形状３をパンチ２９で下側から立ち上がり方向に押し上げることで、リング状の第１の凹形状３部が外周側（下型で拘束側）を支点にフランジ部側が回転することで、フランジ部２Ａが拡径方向に変位する。

このとき、フランジ部２Ａは、上型２８の円錐部２８Ａの面に案内されることで、リング状の第１の凹形状３の部分が回転しながら曲げられるように、フランジ部２Ａが確実に拡径方向（負角の方向）に変形して、かしめ相手材１の上に巻き付いてかしめた状態となる。

ここで、円錐上型２８の円錐部２８Ａのパンチ頂角θ［°］は、θ ≦ １５０°の範囲とすることが望ましい。パンチ頂角θが１５０°より大きいと、かしめ時にリング状となった第１の凹形状３の部分が潰れて、かしめ接合できない可能性がある。またパンチ頂角θが小さい角度の場合、第１の凹形状３が回り易くなる。ただし、パンチ頂角θが小さくなるほど、スペーサー２７の厚さを厚くする必要があり、その分、かしめが緩くなる可能性がある。

なお、本実施形態では、第１の凹形状３の上に第２の凹形状４が重なっていることで、その分、第１の凹形状３の部分が潰れ難くなっている。
円錐型の上型２８を使用してかしめを実行することにより、決め押しの工程を省くことが可能となるが、上型２８で巻き付いたフランジ部２Ａに対し決め押しを実施しても良い。

上記の説明では、上型２８が下方へ突出する円錐部２８Ａを有し、その円錐部２８Ａの傾斜面で、フランジ部２Ａを案内する場合を説明しているが、これに限定されない。上型２８は、円錐部２Ａの代わりに、フランジ部２Ａを上記のように案内するための傾斜面を有するＲ形状が付与された上型でも良い。

ここで、上記説明では、下穴２ａが丸穴である場合を想定して記載しているが、下穴２ａの断面形状が円形でなくても良い。例えば下穴２ａの断面形状が、四隅の角部にＲや面取りが付与された四角形形状や楕円形状であっても良い。また、必ずしも下穴２ａの全周をバーリングする必要はなく、周方向の一部分だけをバーリングしてフランジ部２Ａとしても良い。形成したフランジ部２Ａをかしめることで、金属部品が接合可能であればよい。例えば、下穴が上記のような四角形状であれば、４隅の角部部分だけをバーリングしたり、４辺の部分だけをバーリングしたりしても良い。またこの場合には、上型２８の円錐部２８Ａを円錐以外の角錐などの錐体形状としても良い。

また、上記図７に示す例では、上記バーリング加工後の凹形状の部分を押し上げつつ、上型２８で上記フランジ部をかしめているが、これに限定されない。例えば、上記バーリング加工後の凹形状の部分を上記立ち上げ方向に押し上げてから、上型２８で上記フランジ部をかしめてもよい。

（動作その他）
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８（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８（ｂ）～（ｄ）参照）にて、フランジ部２Ａを上側から押し潰すと、図８（ｃ）のように、フランジ部２Ａの先端部の端面が潰れて、図８（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。

これに対し、本実施形態では、バーリング工程の前に、下穴２ａの外周部となる領域であって、フランジ部２Ａとなる領域ＡＲＡを完全に含む大きさの第１の凹形状３を、かしめ材２に形成しておく。
これによって、バーリング加工で立ち上がったフランジ部２Ａの外周の全周に無端環状の第１の凹形状３が配置される。

そして、かしめ工程において、バーリング工程後の第１の凹形状３をフランジ部２Ａの立上り方向に下側から押し上げるという簡単な操作で、フランジ部２Ａが拡径方向に変形、つまりかしめ工程でのプレス方向に対して、フランジ部２Ａが負角（拡径方向に角度がついた状態）となって、フランジ部２Ａをかしめ相手材１の上に巻きつけることが可能となる。
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。

（その他）
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、上記かしめ工程において、上記バーリング加工後の第１の凹形状の部分を、上記立ち上げ方向に押し上げてから、若しくは押し上げつつ、上記フランジ部をかしめる。

この構成によれば、バーリング工程の前に第１の凹形状を形成し、かしめ工程の際に、その第１の凹形状を押し上げるという、簡単な操作によって、フランジ部を確実に負角にした状態で、かしめを行うことができる。
この結果、バーリング加工を用いたかしめ接合について、金型形状などの金型構造を複雑化することなく、十分な接合強度を確保できる接合構造体を取得するができる。この結果、本発明の態様によれば、例えば、自動車部品におけるハイテン材を用いたかしめ接合や、異種材接合が可能となり、自動車車体の軽量化に貢献できる。

（２）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。
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。

（３）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する。
この構成によれば、フランジ部外周の第１凹形状及び第２の凹形状からなる凹部を、より確実に残すことが可能となる。

（４）上記フランジ部及び上記第１の凹形状の外周輪郭形状は、平面視円形形状であり、上記フランジ部の内周面の直径をＤ１［ｍｍ］、上記かしめ材の板厚をｔ［ｍｍ］とした場合、上記第１の凹形状３の外周輪郭形状の直径Ｄ２［ｍｍ］は（１）式の範囲とする。
（Ｄ１＋２ｔ） ≦ Ｄ２ ≦ ５・Ｄ１ ・・・（１）
この構成によれば、伸びフランジ割れをより確実に抑えつつ、かしめ接合を行うことができる。

（５）上記かしめ材の板厚をｔ［ｍｍ］とした場合、上記第１の凹形状の深さＸ［ｍｍ］は、（２）式の範囲とする。
ｔ ≦ Ｘ ≦ １０ｔ ・・・・（２）
この構成によれば、伸びフランジ割れをより確実に抑えつつ、かしめ接合を行うことができる。

（６）上記第１の凹形状の深さＸ［ｍｍ］とした場合、上記フランジ部の高さＹ［ｍｍ］は、（３）式の範囲とする。
Ｘ ≦ Ｙ ≦ １０Ｘ ・・・・（３）
この構成によれば、伸びフランジ割れをより確実に抑えつつ、かしめ接合を行うことができる。

（７） 上記かしめ工程で上記フランジ部をかしめるために使用するパンチは、上記フランジ部の先端部に当接する面が円錐形状となっており、その円錐形状のパンチ頂角θ［°］は、（４）式の範囲である。
θ ≦ １５０° ・・・・（４）
この構成によれば、かしめ工程において、第１の凹形状を持ち上げる際のフランジ部の変形を上型の円錐面によって案内してフランジ部がかしめ相手材１の上に確実に巻きつけてかしめた状態とする際に、上記角度とすることで、押し上げられる第１の凹形状の潰れを抑制して、より確実にフランジ部をかしめ相手材の上に巻きつけた状態にできる。
なお、パンチ頂角θは６０°以上とする。

（８）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。
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。

（９）本実施形態の接合部品の製造方法では、複数の金属部品の板状部を、本実施形態に記載の金属部品の接合方法で接合する。
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。

（１０）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、上記かしめ材の板状部における上記フランジ部より外周の部分が曲げられて、上記かしめ相手材の上記開口の外周面に上記かしめ材の上記フランジ部が当接することで、かしめられており、対向する上記フランジ部の面と上記かしめ相手材の上記開口の外周面とが、面接触状態で当接している、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。

１ かしめ相手材（金属部品）
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 (9)

1. 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、形成した上記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、
   形成した上記下穴と形成した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、形成した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、
   上記かしめ工程において、上記バーリング加工後の第１の凹形状の部分を、上記立ち上げ方向に押し上げてから、若しくは押し上げつつ、上記フランジ部をかしめる、
   ことを特徴とする金属部品の接合方法。
2. 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。
3. 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する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した金属部品の接合方法。
4. 上記フランジ部及び上記第１の凹形状の外周輪郭形状は、平面視円形形状であり、
   上記フランジ部の内周面の直径をＤ１［ｍｍ］、上記かしめ材の板厚をｔ［ｍｍ］とした場合、上記第１の凹形状の外周輪郭形状の直径Ｄ２［ｍｍ］は（１）式の範囲とすることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載した金属部品の接合方法。
   （Ｄ１＋２ｔ） ≦ Ｄ２ ≦ ５・Ｄ１ ・・・（１）
5. 上記かしめ材の板厚をｔ［ｍｍ］とした場合、上記第１の凹形状の深さＸ［ｍｍ］は、（２）式の範囲とすることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載した金属部品の接合方法。
   ｔ ≦ Ｘ ≦ １０ｔ ・・・・（２）
6. 上記第１の凹形状の深さＸ［ｍｍ］とした場合、上記フランジ部の高さＹ［ｍｍ］は、（３）式の範囲とすることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１項に記載した金属部品の接合方法。
   Ｘ ≦ Ｙ ≦ １０Ｘ ・・・・（３）
7. 上記かしめ工程で、上記フランジ部をかしめるために使用するパンチは、上記フランジ部の先端部に当接する面が円錐形状となっており、
   その円錐形状のパンチ頂角θ［°］は、（４）式の範囲である、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載した金属部品の接合方法。
   θ ≦ １５０° ・・・・（４）
8. 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～請求項６のいずれか１項に記載した金属部品の接合方法。
9. 複数の金属部品の板状部を、請求項１～請求項７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。

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