JPH0460732B2 - - Google Patents
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- JPH0460732B2 JPH0460732B2 JP59042486A JP4248684A JPH0460732B2 JP H0460732 B2 JPH0460732 B2 JP H0460732B2 JP 59042486 A JP59042486 A JP 59042486A JP 4248684 A JP4248684 A JP 4248684A JP H0460732 B2 JPH0460732 B2 JP H0460732B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は金属部材の接合方法に係り、特に、棒
状または筒状の第１の金属部材に嵌合した筒状ま
たは板状の第２の金属部材を一体に緊密に圧接す
る方法に関する。
状または筒状の第１の金属部材に嵌合した筒状ま
たは板状の第２の金属部材を一体に緊密に圧接す
る方法に関する。
従来例の構成とその問題点
従来、金属部材の接合方法としては、リベツ
ト接合やネジ止めによる機械的接合法、融接、
ろう接、拡散接合等の高温溶接法、鋳ぐるみ法
等が知られている。機械的接合法は、リベツトや
ネジ等の接合部材、被接合部への穿孔、リベツテ
イング等に費用が嵩むほか、接合部材の頭部の処
理が困難であり、精細な接合部には原理的な制約
がある。溶接法では、接合部が高温に加熱される
ため、熱変形、変質が避けられない。その上、溶
接部材と溶接棒、ろう材等に選択性が高く、接合
精度が低い欠点がある。鋳ぐるみ法は、接合部材
の材質組合せに強い選択性があり、部材を高温に
加熱するため、溶接法と同様の欠点は避けられな
い。
ト接合やネジ止めによる機械的接合法、融接、
ろう接、拡散接合等の高温溶接法、鋳ぐるみ法
等が知られている。機械的接合法は、リベツトや
ネジ等の接合部材、被接合部への穿孔、リベツテ
イング等に費用が嵩むほか、接合部材の頭部の処
理が困難であり、精細な接合部には原理的な制約
がある。溶接法では、接合部が高温に加熱される
ため、熱変形、変質が避けられない。その上、溶
接部材と溶接棒、ろう材等に選択性が高く、接合
精度が低い欠点がある。鋳ぐるみ法は、接合部材
の材質組合せに強い選択性があり、部材を高温に
加熱するため、溶接法と同様の欠点は避けられな
い。
上記の接合方法は何れも接合後に何らかの仕上
加工を不可欠とするに対し、鋳造圧接法〔以下、
鍛接法と称す〕は鋳造成形と接合を同時に行いう
る点できわめて生産性の高い接合法である。特
に、冷間鍛接法は部材を加熱することによつて生
ずる諸欠点がなく、精度の高い接合に好適であ
る。特公昭55−48895号、特公昭56−37014号、特
公昭58−12093号、特開昭54−135649号はこの例
であつて、２個の部材の結合間隙に第３の軟質結
合部材を挿入し冷間加圧して塑性流動させる結合
方法であり、両部材の結合表面に、予めローレツ
ト加工等による凹部を形成せしめ、該凹部に塑性
流動させる方法である。
加工を不可欠とするに対し、鋳造圧接法〔以下、
鍛接法と称す〕は鋳造成形と接合を同時に行いう
る点できわめて生産性の高い接合法である。特
に、冷間鍛接法は部材を加熱することによつて生
ずる諸欠点がなく、精度の高い接合に好適であ
る。特公昭55−48895号、特公昭56−37014号、特
公昭58−12093号、特開昭54−135649号はこの例
であつて、２個の部材の結合間隙に第３の軟質結
合部材を挿入し冷間加圧して塑性流動させる結合
方法であり、両部材の結合表面に、予めローレツ
ト加工等による凹部を形成せしめ、該凹部に塑性
流動させる方法である。
しかしながらこのような接合方法は、両部材の
結合表面に凹部を形成するために予備加工費が嵩
む上、材質に選択性のある第３の結合部材を予備
成形する必要がある等、コスト高となる難点があ
るのが現状である。
結合表面に凹部を形成するために予備加工費が嵩
む上、材質に選択性のある第３の結合部材を予備
成形する必要がある等、コスト高となる難点があ
るのが現状である。
発明の目的
本発明は２個の金属部材を高生産性、低コスト
で、一体にしかも緊密に接合できる金属部材の接
合方法を提供することを目的とする。
で、一体にしかも緊密に接合できる金属部材の接
合方法を提供することを目的とする。
発明の構成
本発明の金属部材の接合方法は、棒状または筒
状の第１の金属部材と筒状または有孔板状の第２
の金属部材とを接合するに際し、第１の金属部材
の一端の外周上に一体に形成された肉厚の帯状部
の端面と前記帯状部の外径よりも小さい内径を有
する前記第２の金属部材の一方の端面とを当接さ
せ、この接合部の周囲を金型で包囲した状態で第
２の金属部材の他方の端面を第１の金属部材の軸
心方向に加圧し、塑性流動する第２の金属部材を
介して第１の金属部材は加圧をうけて圧縮され、
フランジ状に塑性変形するとともに、塑性変形し
た前記帯状部の近傍位置には径が減じて前記軸心
方向の位置によつて異なる径の部分を形成して第
１の金属部材と第２の金属部材とを接合させるこ
とを特徴とする。
状の第１の金属部材と筒状または有孔板状の第２
の金属部材とを接合するに際し、第１の金属部材
の一端の外周上に一体に形成された肉厚の帯状部
の端面と前記帯状部の外径よりも小さい内径を有
する前記第２の金属部材の一方の端面とを当接さ
せ、この接合部の周囲を金型で包囲した状態で第
２の金属部材の他方の端面を第１の金属部材の軸
心方向に加圧し、塑性流動する第２の金属部材を
介して第１の金属部材は加圧をうけて圧縮され、
フランジ状に塑性変形するとともに、塑性変形し
た前記帯状部の近傍位置には径が減じて前記軸心
方向の位置によつて異なる径の部分を形成して第
１の金属部材と第２の金属部材とを接合させるこ
とを特徴とする。
第１の金属部材の水平断面形状に制限はなく、
直線形、円形のいずれでもよいが接合部が全周均
質に形成され易い点で好ましくは円形断面であ
る。第１部材の接合位置の外周上に一体に形成さ
れる肉厚の帯状部は通常１段でよいが、必要に応
じて２段もしくはそれ以上の多段に、肉厚を増加
させた複数の帯状部を軸心方向に隣接してもよ
い。
直線形、円形のいずれでもよいが接合部が全周均
質に形成され易い点で好ましくは円形断面であ
る。第１部材の接合位置の外周上に一体に形成さ
れる肉厚の帯状部は通常１段でよいが、必要に応
じて２段もしくはそれ以上の多段に、肉厚を増加
させた複数の帯状部を軸心方向に隣接してもよ
い。
第２の金属部材は筒状または有孔板状である
が、その水平断面形状は第１の金属部材に適合さ
せ、第１の金属部材に嵌合するに適した内径を有
する。ただし、その内径は第１の金属部材の上記
帯状部の外径より小さく、従つて第２部材は帯状
部を貫通することなくその端面が当接して止ま
る。
が、その水平断面形状は第１の金属部材に適合さ
せ、第１の金属部材に嵌合するに適した内径を有
する。ただし、その内径は第１の金属部材の上記
帯状部の外径より小さく、従つて第２部材は帯状
部を貫通することなくその端面が当接して止ま
る。
部材間の材質の組合せは特に限定しないが、よ
り好ましくは第２の金属部材は第１の金属部材に
比して変形抵抗の小さい材料であり、例えば第１
の金属部材がFe、Cu基材では、第２の金属部材
はAl、Sn、Pb、Zn、Cd基材等が優れた接合強度
を示し、第１の金属部材が黄銅棒であれば第２の
金属部材はAlまたはAl基合金が強固な接合部を
形成する。
り好ましくは第２の金属部材は第１の金属部材に
比して変形抵抗の小さい材料であり、例えば第１
の金属部材がFe、Cu基材では、第２の金属部材
はAl、Sn、Pb、Zn、Cd基材等が優れた接合強度
を示し、第１の金属部材が黄銅棒であれば第２の
金属部材はAlまたはAl基合金が強固な接合部を
形成する。
実施例の説明
以下、本発明の具体的な実施例を図面に基づい
て説明する。
て説明する。
第１図と第２図は本発明による接合方法の接合
過程を示し、第３図は完成品を示す。
過程を示し、第３図は完成品を示す。
接合工程は、先ず、第１図のように金型３，５
によつて形成されるキヤビテイ底部に、デイスク
状底端部１ａと肉厚の帯状部１ｂを有する円形断
面棒状の第１の金属部材〔以下、第１部材と称
す〕１を配設し、中央に円孔を有するデイスク状
の第２の金属部材〔以下、第２部材と称す〕２を
第１部材１の頂部から嵌合させる。ここで第２部
材２の前記円孔は、第１部材１の棒状部の外径よ
り僅かに大きくして前記帯状部１ｂの外径よりも
小さく形成されているため、第１図において第２
部材２の下面は帯状部１ａの上面に当接して止ま
つている。なお、ここで、第１部材１としては黄
銅棒（BsBM1）が使用され、第２部材２として
はアルミ合金（2000系）が使用されている。
によつて形成されるキヤビテイ底部に、デイスク
状底端部１ａと肉厚の帯状部１ｂを有する円形断
面棒状の第１の金属部材〔以下、第１部材と称
す〕１を配設し、中央に円孔を有するデイスク状
の第２の金属部材〔以下、第２部材と称す〕２を
第１部材１の頂部から嵌合させる。ここで第２部
材２の前記円孔は、第１部材１の棒状部の外径よ
り僅かに大きくして前記帯状部１ｂの外径よりも
小さく形成されているため、第１図において第２
部材２の下面は帯状部１ａの上面に当接して止ま
つている。なお、ここで、第１部材１としては黄
銅棒（BsBM1）が使用され、第２部材２として
はアルミ合金（2000系）が使用されている。
次いで、第１部材１の棒状部の頂部を嵌挿しか
つ外周部は金型５のキヤビテイの内壁と摺接して
下降する加圧ポンチ４を作動させる。加圧ポンチ
４は、第１部材１の棒状部の周囲に筒状で下向き
に突出する加圧端４ａを有しており、該加圧端４
ａは第２部材２の上面の前記円孔の周囲に当接す
る。
つ外周部は金型５のキヤビテイの内壁と摺接して
下降する加圧ポンチ４を作動させる。加圧ポンチ
４は、第１部材１の棒状部の周囲に筒状で下向き
に突出する加圧端４ａを有しており、該加圧端４
ａは第２部材２の上面の前記円孔の周囲に当接す
る。
第２図は加圧ポンチ４が充分に下降し圧接が終
了した状態を示す垂直断面図で、加圧端４ａが鍛
造成形に必要なキヤビテイに第２部材２の外周部
を塑性変形させているのはいうまでもないが、第
１部材１と第２部材２の接合部では大きい塑性変
形、および塑性流動が見られる。第３図はこの部
分を拡大して図示したものである。
了した状態を示す垂直断面図で、加圧端４ａが鍛
造成形に必要なキヤビテイに第２部材２の外周部
を塑性変形させているのはいうまでもないが、第
１部材１と第２部材２の接合部では大きい塑性変
形、および塑性流動が見られる。第３図はこの部
分を拡大して図示したものである。
すなわち、第１部材１は首部１ｄにおいて直形
を減じ、帯状部１ｂはフランジ状１ｃに塑性変形
し、しかも該フランジ状１ｃは第３図の如く波状
に変形しその垂直断面形状は位置によつて異つて
いる。第２部材２は上記塑性変形した第１部材１
の外周に塑性流動して密実に充填され、上記フラ
ンジ部１ｃの下部に形成された鋭い切込状凹部２
ａにも密に流入して一体化していることが認めら
れる。このような状態は両部材の接合部に大きな
回転トルクを必要とするような用途において特に
有効であり、波状のフランジ形状は回転トルクに
対し大きく貢献する。
を減じ、帯状部１ｂはフランジ状１ｃに塑性変形
し、しかも該フランジ状１ｃは第３図の如く波状
に変形しその垂直断面形状は位置によつて異つて
いる。第２部材２は上記塑性変形した第１部材１
の外周に塑性流動して密実に充填され、上記フラ
ンジ部１ｃの下部に形成された鋭い切込状凹部２
ａにも密に流入して一体化していることが認めら
れる。このような状態は両部材の接合部に大きな
回転トルクを必要とするような用途において特に
有効であり、波状のフランジ形状は回転トルクに
対し大きく貢献する。
なお、第１部材１に形成される帯状部１ｂは第
４図イ，ロに示すごとく、１段、または多段の帯
状部７，８であつてよい。これに当接する第２部
材２の形状は、第１部材１に嵌合しかつ最小の肉
厚を有する帯状部の外径より小さい内径を有す
る。しかしながら、第２部材２の下端は第４図
イ，ロのように帯状部に被着するように開口１１
を有しているのも好ましい態様である。
４図イ，ロに示すごとく、１段、または多段の帯
状部７，８であつてよい。これに当接する第２部
材２の形状は、第１部材１に嵌合しかつ最小の肉
厚を有する帯状部の外径より小さい内径を有す
る。しかしながら、第２部材２の下端は第４図
イ，ロのように帯状部に被着するように開口１１
を有しているのも好ましい態様である。
また、両部材の材質の組合せによつては塑性流
動を一層多くして回転トルクを大きくする必要が
ある場合は、第５図のごとく、予め第１部材１の
帯状部等接合部外周面に、複数個の小型凹部７，
８を形成させておくのが良く、これは直径深さ共
１〜５mmの大きさで大巾な改善が得られる。また
上記小型凹部９，１０はローレツト加工によつて
形成しても優れた効果がある。
動を一層多くして回転トルクを大きくする必要が
ある場合は、第５図のごとく、予め第１部材１の
帯状部等接合部外周面に、複数個の小型凹部７，
８を形成させておくのが良く、これは直径深さ共
１〜５mmの大きさで大巾な改善が得られる。また
上記小型凹部９，１０はローレツト加工によつて
形成しても優れた効果がある。
発明の効果
以上説明のように本発明の金属部材の接合方法
によれば、第１の金属部材の一端の外周上に一体
に形成された肉厚の帯状部の端面と前期帯状部の
外径よりも小さい内径を有する前記第２の金属部
材の一方の端面とを包囲させ、この接合部の周囲
を金型で包囲した状態で第２の金属部材の他方の
端面を第１の金属部材の軸心方向に加圧し、塑性
流動する第２の金属部材を介して第１の金属部材
は加圧をうけて圧縮され、フランジ状に塑性変形
するとともに、塑性変形した前記帯状部の近傍位
置には径が減じて前記軸心方向の位置によつて異
なる径の部分を形成して第１の金属部材と第２の
金属部材とを接合させるため、接合が冷間鍛造と
同時に行われて工程が簡単であつて、接合部材の
予備成型も安価であつて高生産性、低コストであ
り、回転トルクの大きい接合部にも適用しえる優
れた接合方法であり、各種精密機器、家電製品、
電子機器の回転部分等の接合に好適である。この
構成によると、塑性流動する第２の金属部材を介
して第１の金属部材は加圧をうけて圧縮され、フ
ランジ状に塑性変形するとともに、塑性変形した
前記帯状部の近傍位置には径が減じて前記軸心方
向の位置によつて異なる径の部分が形成されて、
第１、第２の両金属部材が塑性流動することによ
り比較的汚染されていない界面同士が圧接される
ことによつて非常に良好な接合状態となる。さら
に、圧縮を受けた第１の金属部材には径が減じて
軸心方向の位置によつて異なる径の部分が形成さ
れるとともに前記フランジ部が形成されることに
よつてアンカー効果を呈する接合断面となるた
め、非常に強固な優れた接合状態が得られる。
によれば、第１の金属部材の一端の外周上に一体
に形成された肉厚の帯状部の端面と前期帯状部の
外径よりも小さい内径を有する前記第２の金属部
材の一方の端面とを包囲させ、この接合部の周囲
を金型で包囲した状態で第２の金属部材の他方の
端面を第１の金属部材の軸心方向に加圧し、塑性
流動する第２の金属部材を介して第１の金属部材
は加圧をうけて圧縮され、フランジ状に塑性変形
するとともに、塑性変形した前記帯状部の近傍位
置には径が減じて前記軸心方向の位置によつて異
なる径の部分を形成して第１の金属部材と第２の
金属部材とを接合させるため、接合が冷間鍛造と
同時に行われて工程が簡単であつて、接合部材の
予備成型も安価であつて高生産性、低コストであ
り、回転トルクの大きい接合部にも適用しえる優
れた接合方法であり、各種精密機器、家電製品、
電子機器の回転部分等の接合に好適である。この
構成によると、塑性流動する第２の金属部材を介
して第１の金属部材は加圧をうけて圧縮され、フ
ランジ状に塑性変形するとともに、塑性変形した
前記帯状部の近傍位置には径が減じて前記軸心方
向の位置によつて異なる径の部分が形成されて、
第１、第２の両金属部材が塑性流動することによ
り比較的汚染されていない界面同士が圧接される
ことによつて非常に良好な接合状態となる。さら
に、圧縮を受けた第１の金属部材には径が減じて
軸心方向の位置によつて異なる径の部分が形成さ
れるとともに前記フランジ部が形成されることに
よつてアンカー効果を呈する接合断面となるた
め、非常に強固な優れた接合状態が得られる。
第１図、第２図は本発明の接合方法の具体的な
一実施例の接合過程図、第３図はその結果得られ
た接合部断面の拡大図、第４図は第１の金属部材
と第２の金属部材の加圧前の形状の他の実施例の
要部断面図、第５図は第２の金属部材の他の実施
例の要部断面図である。 １……第１の金属部材、１ｂ……帯状部、２…
…第２の金属部材、３，５……金型、４……加圧
ポンチ。
一実施例の接合過程図、第３図はその結果得られ
た接合部断面の拡大図、第４図は第１の金属部材
と第２の金属部材の加圧前の形状の他の実施例の
要部断面図、第５図は第２の金属部材の他の実施
例の要部断面図である。 １……第１の金属部材、１ｂ……帯状部、２…
…第２の金属部材、３，５……金型、４……加圧
ポンチ。
Claims (1)
- １ 棒状または筒状の第１の金属部材と筒状また
は有孔板状の第２の金属部材とを接合するに際
し、第１の金属部材の一端の外周上に一体に肉厚
の帯状部の端面と前記帯状部の外径より小さい内
径を有する前記第２の金属部材の一方の端面とを
当接させ、この接合部の周囲を金型で包囲した状
態で第２の金属部材の他方の端面を第１の金属部
材の軸心方向に加圧し、塑性流動する第２の金属
部材を介して第１の金属部材は加圧をうけて圧縮
され、フランジ状に塑性変形するとともに、塑性
変形した前記帯状部の近傍位置には径が減じて前
記軸心方向の位置によつて異なる径の部分を形成
して第１の金属部材と第２の金属部材とを接合さ
せる金属部材の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4248684A JPS60187486A (ja) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | 金属部材の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4248684A JPS60187486A (ja) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | 金属部材の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60187486A JPS60187486A (ja) | 1985-09-24 |
| JPH0460732B2 true JPH0460732B2 (ja) | 1992-09-28 |
Family
ID=12637389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4248684A Granted JPS60187486A (ja) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | 金属部材の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60187486A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112015006443T5 (de) * | 2015-04-15 | 2018-01-18 | Komatsu Ltd. | Verfahren zum Herstellen eines Metallelementes |
| KR101965735B1 (ko) | 2015-04-15 | 2019-04-04 | 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 | 금속 부재의 제조 방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4314983Y1 (ja) * | 1967-11-17 | 1968-06-24 | ||
| JPS5542169A (en) * | 1978-09-22 | 1980-03-25 | Hitachi Ltd | Production of collared shaft |
| JPS57142739A (en) * | 1981-02-26 | 1982-09-03 | Nippon Light Metal Co Ltd | Manufacture of boss of roller |
| JPS57146444A (en) * | 1981-03-06 | 1982-09-09 | Hitachi Ltd | Joining structure of two metallic members |
-
1984
- 1984-03-06 JP JP4248684A patent/JPS60187486A/ja active Granted
Patent Citations (4)
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| JPS4314983Y1 (ja) * | 1967-11-17 | 1968-06-24 | ||
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| JPS57146444A (en) * | 1981-03-06 | 1982-09-09 | Hitachi Ltd | Joining structure of two metallic members |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60187486A (ja) | 1985-09-24 |
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