(57)【要約】【課題】板状部材の接合部同士を強固かつ安価に接合するのに有効な技術を提供する。【解決手段】平板材料１０に対し、いずれもプレス形成を用いた打抜き加工、曲げ加工、円筒体加工、型押し加工を順次施工することで円筒品１００とする。打抜き加工では、平板材料１０の両接合部２００，３００に係合片２１０，３１０および係合溝２２０，３２０を各々複数形成させる。曲げ加工では、係合片２１０，３１０の両側を曲げる。円筒体加工では、成形型を介して平板材料１０を中間円筒体に成形する。型押し加工では、互いに対向する係合片２１０，３１０と係合溝２２０，３２０を嵌め合い、中間円筒体を両面から型押しする。これにより、両接合部２００，３００をプレス成形を用いて安価に、しかも高い接合強度で接合することが可能となる。【選択図】　　　図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材の接合部同士を接合する接合方法であって、
一方の接合部に、突状の基片部に更に第１の突片を設けた形状の係合片を形成させ、他方の接合部に、前記基片部に対応した形状の凹溝部に第２の突片を設けた形状の係合溝を形成させる第１の工程と、
前記基片部と前記凹溝部の位置が対応するように、しかも前記基片部の両面側が前記第１および第２の突片を介して挟み込まれるように前記係合片および係合溝を互いに係合させ、型押し加工によって前記第１および第２の突片を押圧変形させて両接合部を板状に成形する第２の工程と、
を備えることを特徴とする板状部材の接合方法。
【請求項２】
請求項１に記載した板状部材の接合方法であって、
前記第２の工程において、前記係合片および係合溝を互いに係合させるに際し、前記第１および第２の突片に対応した箇所の少なくとも一方を曲げ加工することを特徴とする板状部材の接合方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載した板状部材の接合方法であって、前記第１の工程において、前記基片部をその突出方向へ向けて幅広となる形状に形成させることを特徴とする板状部材の接合方法。
【請求項４】
請求項３に記載した板状部材の接合方法であって、
前記基片部をその突出方向へ向けて幅広となるテーパー形状とすることを特徴とする板状部材の接合方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載した板状部材の接合方法であって、
前記第１の工程において、前記係合片および係合溝を両接合部に複数形成させることを特徴とする板状部材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状部材の接合部同士を接合する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の接合技術として、２つの板状部材の接合部材を互いに突き合わせ、その突き合わせ箇所にレーザー溶接を施すことで両板状部材を接合する技術が知られている。このようなレーザー溶接技術を用いることで板状部材間の高い接合強度を得ることが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のレーザー溶接を用いる接合技術は、高い接合強度が得られる一方、とりわけ板厚の薄い板状部材同士を接合する場合には、接合精度を上げるのが難しい。従って、レーザー溶接を用いる場合は、接合精度を上げるために高精度の溶接機を用いる必要であり、これにより接合に要する施行コストが高くなるという問題を抱えている。
そこで、本発明者は、板厚の薄い板状部材同士を接合する場合であっても高い接合強度を有し、接合に要する施工コストの安価な接合技術を見出すべく、この種の接合技術について鋭意検討した。その検討の結果、本発明者は、各種のプレス成形を好適に用いることによって、板状部材同士を強固かつ安価に接合することが可能な接合技術を見出すことに成功した。
本発明では、板状部材の接合部同士を強固かつ安価に接合するのに有効な技術を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の板状部材の接合方法は、各請求項に記載の通りである。
請求項１に記載の接合方法は、例えば平板状のような板状部材の接合部同士を接合する技術である。この技術は、一つの板状部材における接合部同士を接合するものであってもよいし、あるいは別々の板状部材の接合部同士を接合するものであってもよい。本発明では、少なくとも第１の工程および第２の工程を施すことによって板状部材の接合部同士を接合する。
【０００５】
本発明における第１の工程では、一方の接合部に係合片を形成させ、他方の接合部に係合溝を形成させる。係合片は、突状の基片部に更に第１の突片を設けた形状となっている。この基片部の形状は、三角状、四角状、円弧状等、種々の形状を採り得る。また、係合溝は、基片部に対応した形状の凹溝部に第２の突片を設けた形状になっている。接合部にこれら係合片および係合溝を形成させるに際し、いわゆる打抜き加工を好適に用いる。打抜き加工はプレス機によって簡便かつ迅速に行うことができ、しかも施工コストも安価である。
【０００６】
また、本発明における第２の工程では、係合片および係合溝を所定の係合状態にセットしたうえで、これらに所定のプレス機によって型押し加工を施す。第１および第２の突片は基片部および凹溝部から突出した形状であるため、この係合状態では、係合片や係合溝に対して重なり合うこととなる。この係合状態では、更に、基片部の両面側が第１および第２の突片を介して挟み込まれるようになる。すなわち、第１および第２の突片を、それらが基片部を両面側から挟持するように適宜配置する。このような係合状態で型押し加工を施すと、基片部が凹溝部に嵌り込む一方、第１および第２の突片は係合片や係合溝と重なり合った状態で押圧変形する。この型押し加工は、接合部が加工前の板厚とほぼ同様となる状態まで行う。これにより、接合部同士が加締められた強固な接合状態となる。
【０００７】
このように、本発明では、基片部と凹溝部との嵌合効果による作用と、第１および第２の突片による挟持効果による作用の両方の作用効果によって両接合部間の接合をより強固とするものである。このような作用効果は、接合部の板厚に関わらず同様であり、従って、板厚が例えば１ｍｍ以下のような薄手の接合部同士を接合する場合にも有効である。しかも、第１の工程に打抜き加工を用いることで、第１工程と第２の工程のいずれもプレス成形を用いて行うことが可能となり、例えば従来のレーザー溶接等で行う場合に比して接合に要する施工コストが安価になる。また、第１工程と第２の工程のいずれも工程も、いわゆる順送型のプレス成形を用いることで短時間に多数の施工を行うことができる。
なお、ここでいう「プレス成形」には、被加工物を打抜く「打抜き加工」、被加工物を曲げる「曲げ加工」、型部材を用いて被加工物を型押しする「型押し加工」、また、上記の加工を行った後に被加工物の加工精度を上げるために行う整形作業等、さらにはプラスチック等の可塑性材料を加熱圧縮して成形する「圧縮成形」等を広く含むものとする。
以上のように請求項１に記載の接合方法を用いることにより、接合部同士を強固かつ安価に接合することが可能となる。
【０００８】
ここで、請求項１に記載の第２の工程では、係合片および係合溝を互いに係合させるに際し請求項２に記載のような曲げ加工を施すのが好ましい。すなわち、この曲げ加工では、第１および第２の突片に対応した箇所の少なくとも一方を曲げるような施工を行う。なお、第１の突片と第２の突片に対応した箇所のいずれか一方に曲げ加工を施してもよいし、あるいは両方の箇所に曲げ加工を施してもよい。例えば、係合片の平面視に関する大きさが小さくなるように第１の突片を曲げる。これにより、係合片および係合溝が容易に係合状態となる。
【０００９】
また、第１の工程で形成させる基片部は、請求項３に記載のように突出方向へ向けて幅広となる形状であるのが好ましい。この形状としては、例えば、先端側に最も幅広の箇所を有するテーパー形状、かぎ型形状等を適宜用いる。これにより、基片部が凹溝部に嵌り込んだとき、接合部が互いに離反する方向の相対移動が規制されることとなり、接合状態における接合部同士のより強固な接合強度を得ることができる。
【００１０】
この基片部は、更に、請求項４に記載のように突出方向へ向けて幅広となるテーパー形状とするのが好ましい。ここでいう「テーパー形状」とは、テーパー部が曲線が連続して形成される形態、直線状に形成される形態、これら各形態を組み合わせた形態等を広く含むものとする。これにより、基片部の形状を簡素化したうえで、接合状態における接合部同士のより強固な接合強度を得ることができる。
【００１１】
また、請求項５に記載のように、第１の工程では係合片および係合溝を両接合部に複数形成させるのが好ましい。例えば、同一の形状の係合片および係合溝を、両接合部に交互に配置する。これにより、接合部同士の更に強固な接合が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態では、１つの平板材料１０の両端部である接合部２００，３００を互いに接合することで、この平板材料１０を円筒品１００に成形する技術について説明するものとする。この円筒品１００は、例えばモータのロータを保護するためのケースとして使用される。
まず、本実施の形態の接合処理が施行された後の円筒品１００の構成を図１〜図４を参照しながら説明する。ここで、図１は本実施の形態の円筒品１００の斜視図である。図２は図１に示す円筒品１００の部分拡大図である。図３は図２中のＡ−Ａ線断面矢視図である。図４は図２中のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【００１３】
図１に示す円筒品１００は、後述する平板材料１０の両端部である接合部２００および接合部３００を互いに接合することで、板厚がほぼ均一の円筒状に形成されている。この接合部２００および接合部３００には、各々係合片および係合溝が交互に複数形成され、互いに対向する係合片と係合溝が係合関係にある。すなわち、図２に示すように、接合部２００と接合部３００とが接合された接合状態では、互いに対向する係合片２１０と係合溝３２０が係合関係にあり、互いに対向する係合片３１０と係合溝２２０が係合関係にある。
【００１４】
係合片２１０は、基片部２１２の両側に三角状の第１突起２１４が形成された形状になっており、係合片３１０は、基片部３１２の両側に三角状の第１突起３１４が形成された形状になっている。この基片部２１２，３１２は、突出方向へ向けて幅広となるテーパー形状を有する。
また、係合溝２２０は、基片部２１２に対応した形状の凹溝部２２２に三角状の第２突起２２４が形成された形状になっており、係合溝３２０は、基片部３１２に対応した形状の凹溝部３２２に三角状の第２突起３２４が形成された形状になっている。第１突起２１４および第２突起２２４は、基片部２１２を両面側から挟み込むような位置に形成され、第１突起３１４および第２突起３２４は、基片部３１２を両面側から挟み込むような位置に形成されている。
【００１５】
この接合状態では、図３に示すように、例えば係合片３１０の基片部３１２が係合溝２２０の凹溝部２２２に嵌まり込んでいるため、係合片３１０と係合溝２２０との図３中の左右方向への相対移動が規制されることとなる。また、この接合状態では、基片部２１２，３１２を突出方向へ向けて幅広となるテーパー形状とすることで、係合片２１０，３１０と係合溝２２０，３２０との図２中の左右方向への相対移動が規制されることとなる。更に、図４に示すように、この接合状態では、例えば係合片２１０の基片部２１２は、第１突起２１４，３１４および第２突起２２４，３２４によって挟持され、従って係合片２１０と係合溝３２０との図４中の上下方向への相対移動が規制されることとなる。このように、係合片と係合溝との相対移動を規制する各構成の相乗効果によって、接合状態における接合部２００と接合部３００との接合が強固なものになっている。
【００１６】
次に、上記構成の円筒品１００の製造方法を、図５〜図１２を参照しながら説明する。ここで図５は平板材料１０の斜視図である。図６は図５に示す平板材料１０の両接合部２００，３００を打抜き加工した状態を示す図である。図７は図６中の係合片３１０を曲げ加工した状態を示す図である。図８は平板材料１０を円弧状に加工した状態を示す図である。図９は平板材料１０を円筒状に加工した状態を示す図である。図１０は両接合部２００，３００を係合させた状態を示す図である。図１１は図１０中のＣ−Ｃ線断面矢視図である。図１２は図１０中のＤ−Ｄ線断面矢視図である。
なお、本実施の形態では、円筒品１００を製造する製造方法について説明する。この円筒品１００の製造は、図５に示す平板材料１０（本発明における板状部材に対応している）に対し、以下に示す工程を順次施工することで行う。この平板材料１０としては、例えば板厚が０．２ｍｍのＳＵＳ３０４材を用いる。
【００１７】
〔打抜き加工工程〕
まず、この打抜き加工工程によって、平板材料１０の接合部２００に係合片２１０および係合溝２２０を各々複数形成させ、接合部３００に係合片３１０および係合溝３２０を複数形成させる。例えば所定の打抜き用プレス機を用い、ダイ上にセットした平板材料１０対し図５中の二点鎖線で示す位置をパンチ等によって打抜く。これにより、両接合部２００，３００を図６に示すような形状に加工することができる。すなわち、この打抜き加工によって、接合部２００に係合片２１０および係合溝２２０が交互に複数形成され、接合部３００に係合片３１０および係合溝３２０が交互に複数形成されることとなる。
【００１８】
なお、本実施の形態では、打抜き加工後における係合片２１０と係合片３１０が同一の形状であり、係合溝２２０と係合溝３２０が同一の形状になっている。係合片２１０は、基片部２１２に第１の突片２１３が形成された形状を有し、係合片３１０は、基片部３１２に第１の突片３１３が形成された形状を有する。また、係合溝２２０は、凹溝部２２２に第２の突片２２３が形成された形状を有し、係合溝３２０は、凹溝部３２２に第２の突片３２３が形成された形状を有する。第１の突片２１３，３１３は、後述する型押し加工によって前記した第１突起２１４，３１４が成形される前のものであり、第２の突片２２３，３２３は、後述する型押し加工によって前記した第２突起２２４，３２４が成形される前のものである。
なお、この打抜き加工工程が本発明における第１の工程に対応している。
【００１９】
〔曲げ加工工程〕
次に、この曲げ加工工程によって、係合片２１０，３１０の両側に図６中に示す曲げ線Ｌ１にしたがって曲げ加工を施す。このような曲げ加工は、例えば所定の折曲げ用プレス機を用い、係合片２１０，３１０に対しダイ、パンチ、パッド等を適宜押し当てることによって行うことができる。これにより、図７に示すように、例えば係合片３１０を内向きに所定の角度だけ曲げた施工が行うことができる。このような曲げ加工が施された係合片２１０，３１０は、曲げ加工が施される前に比して平面視の大きさが曲げ方向に縮小され、したがって両係合部２００，３００を互いに嵌め合う際に、その嵌め合いが容易になる。
【００２０】
〔円筒体加工工程〕
次に、この円筒体加工工程によって、平板材料１０を円筒状（パイプ状）に成形する。この加工は、例えば所定のパイプ成形用プレス機を用いて行う。
図８に示すように、まず、二点鎖線で示すような成形型を介して平板材料１０をＲ曲げすることで、その中央部に円弧部１４を形成させ、また円弧部１４の両側に基点Ｐ１，Ｐ２から延びる円弧部１２，１６を形成させる。これにより、平板材料１０を３つの円弧部１２，１４，１６を有する形状とする。
次に、成形型を介して円弧部１２，１６を円弧部１４に対し基点Ｐ１，Ｐ２を中心に内方へ曲げていく。そして、成形型を介して平板材料１０を図９に示すような中間円筒体に成形する。このような成形手順で平板材料１０を成形することにより、真円度の高い中間円筒体を得ることができる。
【００２１】
〔型押し加工工程〕
次に、この型押し加工工程によって、中間円筒体の両接合部２００，３００を互いに接合し、最終的な製品である円筒品１００に成形する。
まず、図１０に示すように、互いに対向する係合片２１０と係合溝３２０を嵌め合い、また、互いに対向する係合片３１０と係合溝２２０を嵌め合う。既に述べたように、係合片２１０，３１０に前記した曲げ加工を施しているため、係合片と係合溝との嵌め合いが容易に行われる。
そして、図１１および図１２に示すように、この中間円筒体の内周側および外周側から所定の成形型Ｄ１，Ｄ２を作用させ、中間円筒体を両面から型押しする。すなわち、嵌め合い箇所の第１の突片２１３，３１３および第２の突片２２３，３２３を成形型Ｄ１，Ｄ２を介して押し潰すように成形する。これにより、両接合部２００，３００が型部材Ｄ１，Ｄ２を介して平押しされ、係合片２１０と係合溝３２０、また係合片３１０と係合溝２２０が互いに加締められ、両接合部２００，３００はほぼ均一な板厚となる。
なお、この型押し加工工程が本発明における第２の工程に対応している。
【００２２】
以上のように、本実施の形態によれば、打抜き加工、曲げ加工、および型押し加工のいずれもプレス成形を用いて行うため、両接合部２００，３００の接合を迅速かつ安価に行うことができる。
また、本実施の形態によれば、両接合部２００，３００の接合時に、基片部２１２，３１２が凹溝部２２２，３２２に嵌り込むうえに、第１突起２１４，３１４および第２突起２２４，３２４が基片部２１２，３１２を挟持する構成ゆえ、強固な接合強度を得ることができる。なお、基片部２１２、３１２の形状をテーパー形状としたため、接合時に両接合部２００，３００が互いに離反する方向の相対移動が規制されることとなり、より強固な接合強度を得ることができる。また、係合片２１０，３１０および係合溝２２０，３２０を両接合部２００，３００に複数形成させることで更に強固な接合が可能となる。一般に接合部の板厚が薄い場合には接合強度を確保するのに限界があるが、本実施の形態のような接合技術によれば、平板材料１０の板厚が薄い場合であっても所望の接合強度を得ることが可能となる。
また、本実施の形態によれば、型押し加工の前に、係合片２１０，３１０に曲げ加工を施すことで係合片２１０，３１０と係合溝２２０，３２０との嵌め合いが容易になる。
また、本実施の形態によれば、平板材料１０に円弧部１２，１４，１６を形成させて中間円筒体とする円筒体加工を用いることで、平板材料１０を真円度の高い円筒品１００に成形することができる。
【００２３】
〔他の実施の形態〕
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００２４】
（Ａ）上記実施の形態では、一つの平板材料１０の接合部２００，３００を接合することで円筒品１００を製造する場合について説明したが、互いに接合される接合部は各々別部材に形成されていてもよい。例えば、２種類の板状部材の各々の接合部を互いに接合して一つの成形品とする技術に本発明を適用することもできる。
【００２５】
（Ｂ）また、上記実施の形態では、接合部２００，３００に係合片２１０，３１０および係合溝２２０，３２０を形成するのに打抜き加工を用いる場合について記載したが、この打抜き加工にかえて、例えば切削加工等、その他の加工方法を用いることもできる。
【００２６】
（Ｃ）また、上記実施の形態では、基片部２１２，３１２をテーパー形状に形成する場合について記載したが、基片部２１２，３１２の形状はテーパー形状に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更可能である。例えば、かぎ型形状、三角形状、四角形状等を適宜用いることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、板状部材の接合部同士を強固かつ安価に接合するのに有効な技術を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の円筒品１００の斜視図である。
【図２】図１に示す円筒品１００の部分拡大図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図４】図２中のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
【図５】平板材料１０の斜視図である。
【図６】図５に示す平板材料１０の両接合部２００，３００を打抜き加工した状態を示す図である。
【図７】図６中の係合片３１０を曲げ加工した状態を示す図である。
【図８】平板材料１０を円弧状に加工した状態を示す図である。
【図９】平板材料１０を円筒状に加工した状態を示す図である。
【図１０】両接合部２００，３００を係合させた状態を示す図である。
【図１１】図１０中のＣ−Ｃ線断面矢視図である。
【図１２】図１０中のＤ−Ｄ線断面矢視図である。
【符号の説明】
１０…平板材料（板状部材）
１００…円筒品
２００，３００…接合部
２１０，３１０…係合片
２１２，３１２…基片部
２１３，３１３…第１の突片
２１４，３１４…第１突起
２２０，３２０…係合溝
２２２，３２２…凹溝部
２２３，３２３…第２の突片
２２４，３２４…第２突起
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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