(57)【要約】【課題】上板の強度が下板の強度よりも低い場合であっても、インターロック部を形成することが可能な接合体の製造方法を提供する。【解決手段】接合体の製造方法は、下板６０に凹状部６１を形成する工程と、ダイ１の凹部１１に下板６０の凹状部６１が嵌め合わされるように下板６０をダイ１に載置するとともに、上板７０を下板６０に載置する工程と、パンチ２を下方向に移動させることにより、パンチ２によって上板７０を下板６０の凹状部６１側に押圧して変形させてインターロック部を形成する工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の下板および上板がメカニカルクリンチによって接合された接合体の製造方法であって、
前記下板に凹状部を形成する工程と、
ダイの凹部に前記下板の凹状部が嵌め合わされるように前記下板を前記ダイに載置するとともに、前記上板を前記下板に載置する工程と、
前記ダイおよびパンチを相対的に移動させることにより、前記パンチによって前記上板を前記下板の凹状部側に押圧して変形させてインターロック部を形成する工程とを備えることを特徴とする接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属製の下板および上板がメカニカルクリンチによって接合された接合体の製造方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来の接合体の製造方法では、凹部を有するダイに平坦な下板および上板が載置された状態で、パンチがダイに向けて移動される。これにより、パンチによって上板および下板が凹部側に押圧されて変形され、インターロック部が形成される。このインターロック部により、下板および上板が機械的に接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２２６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、従来の接合体の製造方法では、上板の強度が下板の強度よりも低い場合に、インターロック部の形成が困難になることが考えられる。具体的に、上板の強度が下板の強度よりも低い場合には、パンチによって上板および下板を凹部側に押圧する際に、下板とパンチとの間の上板を構成する金属（上板母材）がパンチの外周側へと流動し、パンチと下板との間の上板母材が不足することにより、インターロック部が形成できなくなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、上板の強度が下板の強度よりも低い場合であっても、インターロック部を形成することが可能な接合体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による接合体の製造方法は、金属製の下板および上板がメカニカルクリンチによって接合された接合体の製造方法であり、下板に凹状部を形成する工程と、ダイの凹部に下板の凹状部が嵌め合わされるように下板をダイに載置するとともに、上板を下板に載置する工程と、ダイおよびパンチを相対的に移動させることにより、パンチによって上板を下板の凹状部側に押圧して変形させてインターロック部を形成する工程とを備える。
【０００８】
このように構成することによって、予め下板に凹状部を形成することにより、パンチによって上板を押圧する際に、上板が変形されて下板に接触するまでは上板が下板からの反力を受けないので、上板を構成する金属（上板母材）がパンチの外周側へと流動するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の接合体の製造方法によれば、上板の強度が下板の強度よりも低い場合であっても、インターロック部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態による接合装置を説明するための模式的な断面図である。
【図２】本実施形態による接合装置を用いた接合体の製造方法を説明するための図であって、パンチによって上板が変形された状態を示した模式的な断面図である。
【図３】本実施形態による接合装置を用いた接合体の製造方法を説明するための図であって、インターロック部が形成された状態を示した模式的な断面図である。
【図４】本実施形態による接合装置を用いた接合体の製造方法を説明するための図であって、パンチが抜き取られた状態を示した模式的な断面図である。
【図５】本実施形態の接合装置によって接合された接合体を示した模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態による接合装置１００について説明する。
【００１３】
接合装置１００は、金属製の下板６０および上板７０をメカニカルクリンチによって接合するように構成されている。この接合装置１００は、図１に示すように、ダイ１およびパンチ２を備え、パンチ２がダイ１に対して移動可能に構成されている。
【００１４】
ダイ１は、下板６０および上板７０を載置可能な表面１ａを有する。表面１ａには、凹部１１が形成されている。凹部１１は、平面的に見て（Ｚ１方向から見て）円形に形成されている。この凹部１１の深さは、たとえば、下板６０および上板７０の厚みなどに応じて設定されている。
【００１５】
下板６０および上板７０は、ダイ１の表面１ａに積層されている。具体的には、下板６０がダイ１の表面１ａに載置され、上板７０が下板６０に載置されている。下板６０の材質は、たとえば高張力鋼であり、上板７０の材質は、たとえばアルミニウム合金である。このため、上板７０の強度（引張強度）が下板６０の強度よりも低い。すなわち、上板７０が下板６０に比べて展性が高く、圧力が加えられた場合に上板７０が下板６０に比べて変形しやすい。
【００１６】
パンチ２は、ダイ１の凹部１１と対向配置され、ダイ１に対して上下方向（Ｚ１およびＺ２方向）に移動可能に構成されている。パンチ２は、先端側から見て（Ｚ２方向から見て）円形に形成されている。パンチ２の中心軸が凹部１１の中心に一致され、パンチ２の直径は凹部１１の直径よりも小さくされている。
【００１７】
この接合装置１００では、パンチ２によって上板７０を押圧する前に、予め下板６０に凹状部６１が形成されている。この凹状部６１は、円形の底部６２と、その底部６２の周縁に形成された側周部６３とを有する。なお、凹状部６１の内周面の直径は、パンチ２の直径よりも大きい。また、下板６０の凹状部６１は、ダイ１の凹部１１に嵌め合わされている。そして、接合装置１００は、下板６０および上板７０が載置されたダイ１に対してパンチ２を下方向（Ｚ１方向）に移動させることにより、パンチ２によって上板７０を凹状部６１側に押圧して変形させてインターロック部７３（図３参照）を形成するように構成されている。
【００１８】
−接合体の製造方法−
次に、図１〜図５を参照して、本実施形態の接合装置１００を用いた接合体５０の製造方法（接合装置１００の動作例）について説明する。
【００１９】
まず、下板６０に凹状部６１が形成される。そして、図１に示すように、ダイ１の凹部１１に下板６０の凹状部６１が嵌め合わされるように下板６０がダイ１に載置されるとともに、上板７０が下板６０に載置される。このとき、下板６０の底部６２と上板７０とが離間され、その間に空間が形成されている。なお、パンチ２側に配置される上板７０は、ダイ１側に配置される下板６０に比べて強度が低い。また、下板６０および上板７０は、ストリッパ（図示省略）によってダイ１の表面１ａに押さえ付けられる。
【００２０】
そして、パンチ２が下方向（Ｚ１方向）に移動され、パンチ２によって上板７０が押圧されることにより、図２に示すように、上板７０ａが凹状部６１内に押し込まれて変形される。このため、上板７０ａでは、底部６２とパンチ２との間に底部７１が形成されるとともに、側周部６３とパンチ２の外周面との間に側周部７２が形成される。
【００２１】
ここで、パンチ２によって上板７０が変形される際に、上板７０が下板６０の底部６２に接触するまでは上板７０が下板６０からの反力を受けない。このため、上板７０ａの底部７１を構成する金属（上板母材）のパンチ２の外周側への流動が抑制され、底部７１が後述するインターロック部７３（図３参照）を形成するのに十分な厚みを有している。すなわち、下板６０の凹状部６１は、インターロック部７３を形成可能なように、上板７０ａの底部７１の厚みを確保するために設けられている。
【００２２】
また、パンチ２がさらに下方向に移動されることにより、上板７０ａの底部７１が圧縮され、図３に示すように、上板７０ｂにインターロック部７３が形成される。インターロック部７３は、側周部７２から径方向の外側に張り出すように形成され、下板６０ａの側周部６３に食い込むように形成される。したがって、インターロック部７３が側周部６３に係合され、下板６０ａおよび上板７０ｂが機械的に接合される。なお、凹部１１に対するパンチ２の侵入量は、たとえば、凹部１１の深さなどに応じて設定される。
【００２３】
その後、パンチ２が上方向（Ｚ２方向）に移動されることにより、図４に示すように、パンチ２が下板６０ａおよび上板７０ｂから抜き取られる。そして、ストリッパによる押圧が解除され、下板６０ａおよび上板７０ｂがダイ１から取り外される。
【００２４】
このようにして、図５に示すような接合体５０が製造される。この接合体５０では、円環状のインターロック部７３によって下板６０ａおよび上板７０ｂが機械的に接合されている。すなわち、凹状部６１を有する下板６０および平坦な上板７０がダイ１およびパンチ２によって変形（塑性変形）されることにより下板６０ａおよび上板７０ｂが形成され、その下板６０ａおよび上板７０ｂがインターロック部７３によって接合されて接合体５０となっている。なお、接合体５０では、一面（パンチ２側の面）５０ａに凹部５１が形成され、他面（ダイ１側の面）５０ｂに突部５２が形成されている。
【００２５】
−効果−
本実施形態では、上記のように、予め下板６０に凹状部６１を形成することによって、パンチ２によって上板７０を押圧する際に、上板７０が変形されて下板６０に接触するまでは上板７０が下板６０からの反力を受けないので、上板７０を構成する金属（上板母材）がパンチ２の外周側へと流動するのを抑制することができる。すなわち、パンチ２によって変形された上板７０ａの底部７１の厚み（下板６０とパンチ２との間の上板７０ａを構成する金属）を確保することができる。これにより、上板７０ａの底部７１をパンチ２によって押圧することにより、上板７０ｂにインターロック部７３を形成することができる。したがって、上板７０の強度が下板６０の強度よりも低い場合であっても、インターロック部７３を形成することができるので、接合体５０を製造することができる。
【００２６】
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００２７】
たとえば、上記実施形態では、接合装置１００が２枚の下板６０および上板７０をメカニカルクリンチによって接合する例を示したが、これに限らず、接合装置が３枚以上の板材をメカニカルクリンチによって接合するようにしてもよい。
【００２８】
また、上記実施形態では、上板７０の強度が下板６０の強度よりも低い例を示したが、これに限らず、両板材の強度が同じであってもよい。すなわち、上板７０の材質がアルミニウム合金であり、下板６０の材質が高張力鋼である例を示したが、これに限らず、両板材の材質が同じ（たとえば、アルミニウム合金）であってもよい。
【００２９】
また、上記実施形態において、下板６０および上板７０の厚みは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、ダイ１に対してパンチ２が移動される例を示したが、これに限らず、パンチに対してダイが移動されるようにしてもよい。
【００３１】
また、上記実施形態では、パンチ２および凹部１１が円形である例を示したが、これに限らず、パンチおよび凹部が多角形などのその他の形状であってもよい。
【００３２】
また、上記実施形態において、下板６０を構成する金属を逃がすための溝部（図示省略）が凹部１１に形成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、金属製の下板および上板がメカニカルクリンチによって接合された接合体の製造方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１      ダイ
２      パンチ
１１    凹部
５０    接合体
６０、６０ａ  下板
６１    凹状部
７０、７０ａ、７０ｂ  上板
７３    インターロック部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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