JPH02207978A

JPH02207978A - 金属部材およびその接合方法

Info

Publication number: JPH02207978A
Application number: JP1027370A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Kikuchi; 菊地　宏佳; Hiroto Kosuge; 小菅　弘人; Shunsuke Suzuki; 俊輔鈴木
Original assignee: NDC Co Ltd; Nippon Dia Clevite Co Ltd
Current assignee: NDC Co Ltd; Nippon Dia Clevite Co Ltd
Priority date: 1989-02-08
Filing date: 1989-02-08
Publication date: 1990-08-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【発明の目的】

（産業上の利用分野）この発明は、多孔質金属部材と非多孔質金属部材とを接
合するのに利用され、例えば、多孔質アルミニウム吸音
板とこの多孔質アルミニウム吸音板の取付金具とを接合
するのに利用される金属部材およびその接合方法に関す
るものである。（従来の技術）従来、多孔質金属部材としては、粉末を焼結したもの、
溶融して発泡させたもの、ｔａｍを圧縮成形したものな
ど、各種の製法によって作られたものがあり、気孔率が
３０％以上を有しているものは吸音材料として有用なも
のとなっている。また１本出願人は、アルミニウム（合金を含む、）粉末
よ、このアルミニウム粉末よりも融点の低い添加粉末と
を混合し、非酸化性雰囲気中でアルミニウム粉末の融点
よりも低い温度で焼結することによって、気孔率が３０
〜７０％の多孔質アルミニウム金属部材を開発した（特
公昭５６−１１３７５号公報、米国特許第４．２８３．
４６５号明細書）。この多孔質アルミニウム金属部材は、気孔率が３０〜７
０％であることから、無気孔材料に比べてかなり軽量な
ものであると共に、優れた吸音性能を発揮するので、各
種機械装置の吸音など幅広い分野において利用され、さ
らには建材の一部として吸音板に多く使用されている。そして、このような多孔質アルミニウム金属板を建物の
内外において壁や天井等に使用する場合には、矩形の平
板状をなす多孔質アルミニウム金属部材を多数使用する
こととなるが、多孔質アルミニウム金属部材を野縁等の
下地材に取付けるにあたっては、例えば第８図および第
９図に示すように、多孔質金属板５１を下地材５２に当
てた状態にしてビス５３で固定したり、接着剤を用いて
固定したり、これらを併用して固定したりしていた。（発明が解決しようとする課題）しかしながら、多孔質アルミニウム金属部材をビス止め
や接着剤により取付けると、例えば第８図および第９図
に示したビス止めの場合に、多孔質アルミニウム金属部
材の表面にこれとは質感の異なるビス５３の頭部が露出
することとなるので、とくに内装用の吸音パネルとして
用いるときに見栄えの悪いものになるという課題があっ
た。また、接着剤を用いる場合には十分な強度が得られなか
ったり、経時劣化を起したりすることがあるという課題
があった。（発明の目的）この発明は、このような従来の課題に着目してなされた
もので、例えば吸音部材として利用される多孔質金属部
材と例えば前記吸音部材の取付金具として利用される非
多孔質金属部材とをビス類や接着剤類を用いることなく
接合することが可能である金属部材およびその接合方法
を提供することを目的としている。

【発明の構成】

（課題を解決するための手段）この発明に係る金属部材の接合方法は、多孔質金属部材
の接合面側と少なくとも１個所ないしは複数個所に突起
を形成した非多孔質金属部材の接合面側とを重ね合わせ
て加圧することにより前記非多孔質金属部材の接合面側
に形成した突起を前記多孔質金属部材の接合面側に没入
させて突起の近傍部分における多孔質金属部材の気孔を
少なくシ（密度を高め）た緻密部分を形成した状態とし
、この状態で通電発熱させることにより接合する構成と
したことを特徴としており、このような金属部材の接合
方法の構成を上述した従来の課題を解決するための手段
としている。この発明に係る金属部材の接合方法において用いられる
多孔質金属部材は、その材質、形状、気孔率等において
特に限定されるものではないが、例えば多孔質アルミニ
ウム金属板が用いられ、アルミニウム（合金を含む、〕
粉末と、このアルミニウム粉末よりも融点の低い溢加粉
末とを混合し、非酸化性雰囲気中でアルミニウム粉末の
融点よりも低い温度で焼結することによって、気孔率が
３０〜７０％程度のものとした多孔質アルミニウム金属
部材が用いられ、そのほか溶融発泡により製造したもの
や繊維状原料を圧縮成形したもの等が用いられる。また、上記の多孔質金属部材と接合する非多孔質金属部
材においても、その材料、形状等は特に限定されず、！
！ｉ合の相手材である多孔質金属部材の材質や形状さら
には使用目的等に適合した材質や形状のものが用いられ
る。そして、この非多孔質金属部材の接合面側に少なくとも
１個所ないしは複数個所に突起を形成するにあたっては
１例えば金属プレートをプレスにより局部的に変形させ
て突起を形成する（突起の反対面側が凹む）手法や、片
面に突起を有する金属ブラケットを鍛造や鋳造等により
形成する（突起の反対側が必ずしも凹まない）手法など
を採用することが可能であり、これもまた特に限定され
ず、突起の数においても多孔質金属部材の寸法や所要接
合強度等に応じて適宜選定される。そして、前記多孔質金属部材の接合面側と前記少なくと
も１個所に突起を形成した非多孔質金属部材の接合面側
とを重ね合わせてこれらの接合面が相互に接近ないしは
接触する方向に加圧することにより前記非多孔質金属部
材の接合面側に形成した少なくとも１個所の突起を前記
多孔質金属部材の接合面側に当該突起の全部ないしは基
部を残して没入させて緻密部分を形成し、この状態で通
電して発熱溶融させると共に必要に応じてさらに加圧す
ることにより前記突起の部分で両金属部材を接合する。（発明の作用）例えば、吸音材として使用される多孔質金属部材である
多孔質アルミニウム吸音板は、気孔率が３０〜７０％の
連通した空孔を有しているので、例えば−前約な無孔質
の金属部材同士の接合に用いられるＭＩＧ溶接法やＴＺ
Ｇ溶接法によって、少なくとも一方が多孔質である金属
部材の接合を行おうとすると、溶接ビードが均一に融着
せず部分的に融断して穴があくことがあり、仮に溶接さ
れたときでも接合面とは反対側の表面部分に加熱ないし
は溶融による変質部分が形成されるので、とくに内装用
として化粧性が要求される吸音板であるときには不適当
なものとなる。また、少なくとも一方が多孔質である金属部材を重ね合
わせてスポット溶接を行おうとすると、一方の金属部材
と他方の金属部材との（すなわち、金属と金属との）接
触部分が著しく少なくなり、また接触部分の面積も一定
しないものとなるので、一定の溶接電流で接合できる確
率はかなり小さいものとなる。さらに、通常の金属部材の接合面の一方側に突起を設け
て両接合面を重ねた状態にして通電し、突起部分の局部
加熱に合わせて接合面を加圧するいわゆる突起溶接法が
あるが、この突起溶接法を利用して、非多孔質金属部材
の接合面に少なくとも１個所の突起を形成して多孔質金
属部材の接合面とを重ねた状態にして通電し、突起部分
の局部加熱に合わせて接合面を加圧して接合させようと
した場合には、突起部分の溶融と共に多孔質金属部材の
前記突起と接触する部分も溶融してしまい、第３図に示
すような三次元網状体の構造を有する多孔質金属部材の
多孔部分に融体が流れ込んで深部にまで溶融が促進され
、溶融が連鎖的に生ずることによって接合部とは反対側
の面が変質したり溶融したりするので、上記の突起溶接
法をそのまま多孔質金属部材の接合に適用することはで
きないことがわかった。そこで、この発明においては、第１図に示すように、非
多孔質金属部材１の接合面１ａ側の少なくとも１個所に
突起１ｂを形成して、多孔質金属部材２の接合面２ａと
重ね合わせ、通電電極３゜４の少なくともいずれか一方
を動かして加圧することにより、第２図に示すように非
多孔質金属部材１の接合面１ａに形成した突起１ｂを多
孔質金属部材２の接合面２ａに没入させ、多孔質金属部
材２には前記突起１ｂによって押圧された低気孔率の緻
密部分２ｂを形成させた状態とし、その後通電すること
によって電流は突起１ｂおよび緻密部分２ｂを主に流れ
るので、突起１ｂおよび緻密部分２ｂが溶融して凝固後
に接合する。このとき、多孔質金属部材２は通電抵抗が大となる突起
部分１ｂの近傍部分でより多く溶融し、気孔の部分にま
で融体が流れ込むことがないので、接合部とは反対側の
面に変質が生じたり溶融をきたしたりするようなことは
ない、また、通電に先立って加圧する際には、接合面１
ａ、２ａが接触するまで加圧する場合にのみ限定されず
。突起１ｂの基部が若干残った状態で没入させて緻密部分
２ｂを形成し、通電による昇温後に突起１ｂの基部まで
没入させて両接合面１ａ、２ａを密着状態とするように
なすことも適宜可能である。（実施例）非多孔質金属部材１として板厚が２ｍｍのアルミニウム
板を用い、この非多孔質金属部材１の接合面１ａに、高
さ１．８ｍｍ、最大径５ｍｍの医起１ｂを通常用いられ
る図示しない上下のパンチを用いたプレス成形によって
形成した。そして、このときの突起１ｂの数は使用する
非多孔質金属部材１および多孔質金属部材２の大きさ等
によって決定され、突起１ｂの大きさは多孔質金属部材
２の厚さ等によって決定される。また、多孔質金属部材２として板厚が２．５ｍｍ、気孔
率が５０％の多孔質アルミニウム焼結板を用いた。そして、前記非多孔質金属部材１と多孔質金属部材２と
を第１図に示すように銅製通電電極３゜４間に置き１次
いで、通電電極３を降下させて、第１表に示すこと＜　
１０〜８０Ｋｇｆ／ｃｍ２の加圧力で加圧することによ
り突起１ｂを押圧し、加圧力が適切な場合には第２図に
示すように非多孔質金属部材１の接合面１ａに形成した
突起１ｂを多孔質金属部材２の接合面２ａに没入させ、
突起１ｂの近傍において気孔が減少した緻密部分２ｂを
形成させた。次に、上記の加圧を終了したと同時に通電電極３．４間
ニ８０００ＡＸ　１５Ｖ（７）条件で通電し、突起１ｂ
およびこの突起１ｂの近傍の緻密部分２ｂを局部的に溶
融してこれらを融合し、凝固後に接合状況を調べた。こ
の結果を第１表に示す。第　　１表第１表に示すように、この実施例では加圧力が１５〜５
０Ｋｇｆ／ｃｍ２のときに良好な接合が行われ、緻密部
分２ｂから非接触面側（表面側）にかけては気孔が残っ
ているため表面部分の変質や穴あきなどといった不具合
はなかった。しかし、加圧力が小さすぎると緻密部分２
ｂの量が少なすぎて突起１ｂの溶融と共に多孔質金属部
材２の溶融伝播が進行し、融体が気孔部分に流れ込んで
表面での変質を生じ、反対に加圧力が大きすぎると全体
的な変形を生じて外観意匠性が悪くなるので好ましくな
いことが認められた。そして、非多孔質金属部材１の接
合面１ａに複数の突起１ｂを形成したものを用いて同時
に加圧したのち通電する場合には、別途適切なる加圧力
、電流、電圧等の条件を設定するのが好ましいことがわ
かった。（適用例）この発明に係る金属部材の接合方法によって、多孔質金
属部材であるアルミニウム吸音板を天井部分に施工する
適用例について説明する。この適用例におけるアルミニウム吸音板は、第４図に示
すように矩形状をなしており、この種のアルミニウム吸
音板は施工等の取扱い時にうねりなどの変形を起しやす
いので、比較的小さな寸法（５００Ｘ５００ｍｍ程度）
としている、そして、従来の場合には第８図および第９
図に示すようにビス５３によって直接取付けるようにし
ていたが、この発明の適用例においては、前記寸法でか
つ厚さ２．５ｍｍの多孔質アルミニウム吸音板１２の左
右の回転対称位置に２枚ずづ合計４枚の取付金具（４０
Ｘ８Ｘ２ｍｍ）１１が固定しであるものを用いた。そこで、これらの非多孔質金属部材２である取付金具１
１を固定するに際しては、第５図に示す取付金具１１の
一端寄側の部分に、プレスによって接合面１１ａ側に突
出する突起１１ｂを形成しておくと共に他端寄倒に皿ビ
ス用穴１１ｃを形成したものを用い、取付金具１１の接
合面１１ａとアルミニウム吸音板１２の接合面１２ａと
を重ね合わせて加圧することにより、前記突起１１ｂの
全体または基部を残した一部をアルミニウム吸音板１２
に没入させ、突起１１ｂの近傍においてアルミニウム吸
音板１２に局部的な緻密部分を形成させた状態とし、こ
の状態で通電発熱させて溶融させると共に必要に応じて
さらに加圧し、凝固後に前記突起１１ｂの部分でアルミ
ニウム吸音板１２と取付金具１１とを第４図に示す点Ｐ
位置で接合した。次いで、第６図に示すように、吊りポルト１４の下端ね
じ部において上下調節可能に取付けたブラケット１５に
野縁受１６を支持させ、前記野縁受１６に支持された野
縁１７に、前記アルミニウム吸音板１２に接合した取付
金具１１．１１を当てがい、皿ビス用穴１１ｃ、ｌｌｃ
にビス１８゜１８を貫通して野縁１７にねじ込むことに
より固定する０次に、別のアルミニウム吸音板１２（１
２Ｂ）に固定した取付金具１１．１１を先に野縁１７に
固定したアルミニウム吸音板１２（１２Ａ）と野縁１７
との間のすき間１９に矢印Ａ方向に挿入し、他方の取付
金具１１．１１を図示しない野縁（１７）にビス（１８
）により固定する。このとき、取付金具１１は回転対称
に固定しているので方向性のないものとなっており、い
ずれか一方の取付金具１１をすき間１９の部分への挿入
側とすることにより、いずれか他方の取付金具１１をビ
ス１８による固定側とすることができる。また、他の適用例においては、第４図において上下の辺
部分にも取付金具１１を接合し、第６図において野縁１
７の方向に隣接するアルミニウム吸音板１２（１２Ａ、
１２Ｃ）においても相互に係止される状態として相互の
突き合わせ端面において段差が生じないような構造とす
ることもできる。さらに、第７図に示すように、４枚のアルミニウム吸音
板（５００Ｘ５００Ｘ２．５ｍｍ）１２を正方形状に並
べてそれらの端面で突き合わせ、４ケ所に突起２１ｂを
形成したアルミニウム板よりなる結合金具（４０Ｘ４０
Ｘ２ｍｍ）２１を配設し、結合金具２１を加圧して各突
起２１ｂをアルミニウム吸音板１２に局所的に没入させ
て緻密部分を形成したのち通電して接合し、この結果１
０００Ｘ１０００Ｘ２．５ｍｍのアルミニウム吸音板２
２を作成した。そして、この４倍大のアルミニウム吸音
板２２の対向する二辺にも突起１１ｂを形成した取付金
具（４０Ｘ８０Ｘ２ｍｍ）１１をアルミニウム吸音板２
２に加圧して突起１１ｂを没入させ、緻密部分を形成し
た状態で通電して接合した。このような４倍大のアルミニウム吸音板２２においても
、前記アルミニウム吸音板１２と同様にして野縁１７な
どの下地材に固定するが、この４倍大のアルミニウム板
２２は自重によって変形を起しにくい場所（例えば建築
物の壁など）に取付けることが好ましく、その際には、
前記アルミニウム吸音板１２と比較して取付金具１１の
個数を減らすことができると共に下地材などへの取付個
所での工数を低減することができるという利点がある。

【発明の効果】

この発明に係る金属部材の接合方法では、多孔質金属部
材の接合面側と少なくとも１個所に突起を形成した非多
孔質金属部材の接合面側とを重ね合わせて加圧すること
により前記非多孔質金属部材の接合面側に形成した突起
を前記多孔質金属部材の接合面側に没入させて緻密部分
を形成し、この状態で通電発熱させることにより接合す
る構成としたから、多孔質金属部材と非多孔質金属部材
とをビス類や接着剤類を用いることなく接合することが
可能になるので、とくに、多孔質金属部材が内装用の多
孔質アルミニウム吸音板であり、非多孔質部材が前記多
孔質アルミニウム吸音板の取付金具である場合において
、多孔質アルミニウム吸音板と取付金具とを見栄え良く
しかも強固に接合することができるという著しく優れた
効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明に係る金属部材の接合方
法の一実施例を示し、第１図および第２図は重ね合わせ
た非多孔質金属部材と多孔質金属部材とを加圧する前後
の状況を各々示す側面説明図および部分断面説明図、ｗ
Ｓ３図は多孔質金属部材の三次元網状多孔部分を詳細に
示す部分拡大図、第４図ないし第６図はこの発明に係る
金属部材の接合方法の適用例を示し、第４図は非多孔質
金属部材である取付金具を多孔質金属部材であるアルミ
ニウム吸音板に固定した状態を示す斜視説明図、第５図
は第４図の取付金具の部分拡大断面説明図、第６図は第
４図のアルミニウム吸音板を天井部分に施工する状況を
示す斜視説明図、第７図はこの発明に係る金属部材の接
合方法における他の適用例によるアルミニウム吸音板を
示す斜視説明図、第８図は従来において多孔質金属部材
を壁部分に施工した状況を示す部分破砕斜視説明図、第
９図は第８図の多孔質金属部材を下地材にビス止めした
状態を示す部分断面説明図である。１・・・非多孔質金属部材。ｌｂ、ｌｌｂ、２１ｂ・・・突起、２・・・多孔質金属部材、２ｂ・・・緻密部分、１１・・・取付金具（非多孔質金属部材）、１２・・・
アルミニウム吸音板（多孔質金属部材）。２１・・・結合金具（非多孔質金属部材）。２２・・・アルミニウム吸音板（多孔質金属部材）。特許出願人　　工ヌデーシー株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多孔質金属部材の接合面側と少なくとも１個所に
突起を形成した非多孔質金属部材の接合面側とを重ね合
わせて加圧することにより前記非多孔質金属部材の接合
面側に形成した突起を前記多孔質金属部材の接合面側に
没入させて緻密部分を形成し、この状態で通電発熱させ
ることにより接合することを特徴とする金属部材の接合
方法。
（２）多孔質金属部材が多孔質アルミニウム吸音板であり、非多孔質金属部材が前記多孔質アルミニウム吸音板の取付金具である特許請求の範囲第（１）項に記載の方法で接合された金属部材。