(57)【要約】【課題】金属部材同士を接合した後の製品の寸法バラツキを抑え、製品の平面度や平行度を高めるための接合方法及び接合装置を提供することを課題とする。【解決手段】第１金属部材７の円弧状壁７ｂが外側に拡がらないように、保持部材３によって下側電極２を該円弧状壁７ｂの外周面に当接した状態で保持しておき、上側電極１で第２金属部材８を加圧しながら両電極１，２に通電して電気抵抗熱で両金属部材７，８同士を接合する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁部と該底壁部の周縁から立設した側壁部とを有する第１金属部材の該側壁部の端部内側に、第２金属部材を圧入嵌合しながら通電による電気抵抗熱で上記第１金属部材に接合する接合方法において、
上記第１金属部材の少なくとも側壁部の外周面に下側電極を当接し、
上記第１金属部材の側壁部が外側に拡がらないように、保持部材によって上記下側電極を該側壁部に対する当接位置に保持した状態で上記第２金属部材に上側電極を当接し、該第２金属部材を上記第１金属部材の側壁部内側に圧入嵌合しながら上記両電極に通電することを特徴とする接合方法。
【請求項２】
請求項１に記載された接合方法において、
上記第１金属部材の側壁部は、円周方向に間隔をあけて立設された複数の円弧状壁からなり、上記第２金属部材の周縁部を各円弧状壁に接合することを特徴とする接合方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された接合方法において、
上記下側電極は、上記第１金属部材の底壁部を受ける底部電極と、該第１金属部材の側壁部の外周面に当接する側部電極とからなり、上記上側電極から上記両金属部材及び側部電極を介して該底部電極に通電することを特徴とする接合方法。
【請求項４】
底壁部と該底壁部の周縁から立設した側壁部とを有する第１金属部材の該側壁部の端部内側に、第２金属部材を圧入嵌合しながら通電による電気抵抗熱で上記第１金属部材に接合する接合装置であって、
上記第２金属部材に当接し該第２金属部材を上記第１金属部材に対して上記圧入のために加圧する上側電極と、
上記第１金属部材の少なくとも側壁部の外周面に当接する下側電極と、
上記圧入嵌合時に上記第１金属部材の側壁部が外側に拡がらないように、上記下側電極を該側壁部に対する当接位置に保持する保持部材と、
上記両金属部材を介して上記両電極に通電する通電手段とを備えていることを特徴とする接合装置。
【請求項５】
請求項４に記載された接合装置において、
上記第１金属部材の側壁部は、円周方向に間隔をあけて立設された複数の円弧状壁から形成されていることを特徴とする接合装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載された接合装置において、
上記下側電極は、上記第１金属部材の底壁部を受ける底部電極と、該第１金属部材の側壁部の外周面に当接する側部電極とからなり、
上記保持部材は上記側部電極を保持し、上記通電手段は上記上側電極から上記両金属部材及び側部電極を介して上記底部電極に通電するように構成されていることを特徴とする接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接合方法及び接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等に使用される金属部材同士（例えば板体と軸体）を接合する場合には、板体の板面に形成された孔部に、該孔部の径に対して圧入代を持たせた軸体を圧入しながら両金属部材間に電気抵抗熱を発生させることにより該軸体を板体の孔部に接合する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２７０７５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の接合方法を、底壁部と該底壁部の周縁から立設した側壁部とからなる第１金属部材の該側壁部の端部内側に第２金属部材を圧入嵌合する場合に適用すると、該第２金属部材の圧入嵌合時に該第１金属部材の側壁部が外側に拡がって変形してしまい、接合不良が生じるとともに接合後の製品の平面度や平行度が悪化してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、上述のような金属部材同士を確実に接合できるとともに接合した後の製品の寸法バラツキを抑え、製品の平面度や平行度を高めるための接合方法及び接合装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に対して、第１金属部材の側壁部が外側に拡がらないよう該側壁部の外周面に下側電極を当接させ、該下側電極を保持部材によって当該当接位置に保持した状態で上記圧入嵌合を行うことにより、該側壁部の外側への変形を防止して確実な接合を行うとともに製品の平面度や平行度を高めるようにした。
【０００７】
すなわち、請求項１に係る発明は、底壁部と該底壁部の周縁から立設した側壁部とを有する第１金属部材の該側壁部の端部内側に、第２金属部材を圧入嵌合しながら通電による電気抵抗熱で上記第１金属部材に接合する接合方法において、
上記第１金属部材の少なくとも側壁部の外周面に下側電極を当接し、
上記第１金属部材の側壁部が外側に拡がらないように、保持部材によって上記下側電極を該側壁部に対する当接位置に保持した状態で上記第２金属部材に上側電極を当接し、該第２金属部材を上記第１金属部材の側壁部内側に圧入嵌合しながら上記両電極に通電することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載された接合方法において、
上記第１金属部材の側壁部は、円周方向に間隔をあけて立設された複数の円弧状壁からなり、上記第２金属部材の周縁部を各円弧状壁に接合することを特徴とする。
【０００９】
従って、請求項１又は２に係る発明によれば、第２金属部材の圧入嵌合時に第１金属部材の側壁部が外側に拡がって変形することを保持部材によって防止でき、確実な接合を行うことができるとともに製品の平面度や平行度を高めることができる。また、第１金属部材の側壁部と第２金属部材との接触が側壁部全体にわたって均一になり、電気抵抗熱の発熱量のバラツキを抑えて当該接合品の品質を向上させることができる。特に、請求項２のように第１金属部材の側壁部が円周方向に間隔をあけて立設された複数の円弧状壁から形成されている場合、各円弧状壁が外側へ変形しやすいが、これを防止して当該接合品の品質を向上させることができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載された接合方法において、
上記下側電極は、上記第１金属部材の底壁部を受ける底部電極と、該第１金属部材の側壁部の外周面に当接する側部電極とからなり、上記上側電極から上記両金属部材及び側部電極を介して該底部電極に通電することを特徴とする。
【００１１】
従って、本発明によれば、下側電極は第１金属部材の底壁部を受ける底部電極と、該第１金属部材の側壁部の外周面に当接する側部電極とから形成されているから、側部電極のみを保持部材で保持すれば第１金属部材の側壁部の外周面を当接した状態にすることができるため該保持部材を比較的簡単な構成にすることができる。また、下側電極のメンテナンス時には、側部電極と底部電極とのうちメンテナンスの必要な部品だけを選択して交換することができ部品コストの低減や交換作業時間の短縮に有利となる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、底壁部と該底壁部の周縁から立設した側壁部とを有する第１金属部材の該側壁部の端部内側に、第２金属部材を圧入嵌合しながら通電による電気抵抗熱で上記第１金属部材に接合する接合装置であって、
上記第２金属部材に当接し該第２金属部材を上記第１金属部材に対して上記圧入のために加圧する上側電極と、
上記第１金属部材の少なくとも側壁部の外周面に当接する下側電極と、
上記圧入嵌合時に上記第１金属部材の側壁部が外側に拡がらないように、上記下側電極を該側壁部に対する当接位置に保持する保持部材と、
上記両金属部材を介して上記両電極に通電する通電手段とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に係る発明は、請求項４に記載された接合装置において、
上記第１金属部材の側壁部は、円周方向に間隔をあけて立設された複数の円弧状壁から形成されていることを特徴とする。
【００１４】
従って、請求項４又は５に係る発明によれば、上述の接合方法に係る発明を実施し、当該接合時に第１金属部材の側壁部が外側へ変形することを防止できるとともに、当該接合品の品質を向上させることができる。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載された接合装置において、
上記下側電極は、上記第１金属部材の底壁部を受ける底部電極と、該第１金属部材の側壁部の外周面に当接する側部電極とからなり、
上記保持部材は上記側部電極を保持し、上記通電手段は上記上側電極から上記両金属部材及び側部電極を介して上記底部電極に通電するように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
従って、本発明によれば、下側電極は第１金属部材の底壁部を受ける底部電極と、該第１金属部材の側壁部の外周面に当接する側部電極とから形成されているから、側部電極のみを保持部材で保持すれば第１金属部材の側壁部の外周面を当接した状態にすることができるため該保持部材を比較的簡単な構成にすることができる。また、下側電極のメンテナンス時には、側部電極と底部電極とのうちメンテナンスの必要な部品だけを選択して交換することができ部品コストの低減や交換作業時間の短縮に有利となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
−実施形態１−
図１及び図２において、１は上側電極、２は下側電極、３は該下側電極２を押圧保持する保持部材、４は接合装置１０の基部、５は基部４から立設した支柱、６は該支柱５に昇降自在に支持された可動板である。また、７は第１金属部材、８は第２金属部材を示す。
【００１９】
第１金属部材７は、円形状の底壁部７ａと該底壁部７ａの周縁から円周方向に間隔をあけて立設された複数の円弧状壁（側壁部）７ｂとから形成されている。そして、第２金属部材８は、円形状のプレート８ａと該プレート８ａの略中央から上下方向に延びるシャフト８ｂとを有している。
【００２０】
なお、本実施形態１の第１金属部材７は自動変速機の遊星歯車キャリアのキャリア本体であり、第２金属部材８は自動変速機の遊星歯車キャリアのプレートにシャフトを係合させたものであるが、第１及び第２金属部材７，８はこれに限定されるものではない。
【００２１】
上側電極１は、円筒形状のものであって可動板６に取り付けられており、その下端は第１金属部材７の円弧状壁７ｂの端部内側に第２金属部材８を圧入するために、該第２金属部材８のプレート８ａの外径と略同一に形成され、その筒孔が該第２金属部材８の上方向に延びるシャフト８ｂとの干渉を避けるための逃げ孔１ａに形成されている。
【００２２】
下側電極２は、第１金属部材７の底壁部７ａを受ける底部電極２ａと第１金属部材７の円弧状壁７ｂの外周面に当接する一対の半円弧状の側部電極２ｂ，２ｂとから構成されている。
【００２３】
底部電極２ａは、基部４の略中央に配設された円筒形状のものであって、その筒孔が第２金属部材８を第１金属部材７の嵌合位置に設置した時に該第２金属部材８の下方向に延びるシャフト８ｂとの干渉を避けるために逃げ孔１２ａに形成されている。また、第１金属部材７と第２金属部材８とを嵌合位置に位置合わせするための位置決めピン１３が絶縁材１３ａを介して該底部電極２ａに植設されており、第１金属部材７と第２金属部材８とには位置決めピン１３が嵌入する位置決め孔が形成されている。
【００２４】
上記一対の半円弧状の側部電極２ｂ，２ｂは、各々の両端に外方へ突出した突部１２ｂ，１２ｂを備え、互いに合わせられ、対応する突部１２ｂ，１２ｂ同士を上記保持部材３によって保持することによって、筒状電極を形成するようになっている。
【００２５】
すなわち、側部電極２ｂ，２ｂは、互いに合わせられて、上部に上記第１金属部材７の複数の円弧状壁７ｂに外側から嵌合する上部嵌合孔を形成し、下部に上記底部電極２ａに嵌合する下部嵌合孔を形成するようになっている。上部嵌合孔の内周面は円弧状壁７ｂの外周面に当接し、下部嵌合孔の内周面は底部電極２ａの外周面に当接するようになっている。上部嵌合孔内周面の円弧状壁７ｂに当接する部位は硬質電極２ｃによって形成されている。
【００２６】
上記側部電極２ｂ，２ｂの間には、該両電極２ｂ，２ｂを互いに離れる方向に付勢する付勢手段（圧縮バネ）１４，１４が設けられている。
【００２７】
上記保持部材３は、略コ字状に形成されたものであって、図３−（ａ）に示すように上記側部電極２ｂ，２ｂの互いに合わせられた突部１２ｂ，１２ｂに上から外嵌めされて、図３−（ｂ）に示すように該側部電極２ｂ，２ｂを上記付勢手段の付勢に抗して当該合わせ状態に保持するようになっている。突部１２ｂ，１２ｂの上部外側面には保持部材３の嵌合を案内するテーパ１２ｃが形成されている。
【００２８】
次に、本実施形態１に係る接合装置１０を用いて第１金属部材７と第２金属部材８とを接合する接合方法について説明する。
【００２９】
図１又は図２に示すように、下側電極２の側部電極２ｂ，２ｂが付勢手段１４，１４によって互いに離された状態において、第１金属部材７に設けられた位置決め孔を該下側電極２の底部電極２ａに植設された位置決めピン１３に挿入して位置決めし、該下側電極２に第１金属部材７を設置する。そして、側部電極２ｂ，２ｂの突部１２ｂ，１２ｂに保持部材３を嵌合して、該側部電極２ｂ，２ｂをその上部嵌合孔の内周面が該第１金属部材７の円弧状壁７ｂの外周面に当接し、下部嵌合孔の内周面が底部電極２ａの外周面に当接した状態に保持する。また、第２金属部材８の位置決め孔を上記位置決めピン１３に挿入することによって、第２金属部材８を第１金属部材７に位置決めする。
【００３０】
次に、上側電極１を下降させて該上側電極１の下面を第２金属部材８の上面に当接させた後、さらに該上側電極１を下降させて該第２金属部材８を第１金属部材７の円弧状壁７ｂの端部内側に圧入しながら該上側電極１から上記両金属部材７，８及び側部電極２ｂを介して該底部電極２ａに通電することにより、両金属部材７，８の嵌合部を抵抗熱溶接によって接合する。
【００３１】
従って、上記接合方法によれば、側部電極２ｂ、２ｂが保持部材３によって保持されているから、第２金属部材８の圧入嵌合時に第１金属部材７の各円弧状壁７ｂが外側に拡がって変形することを防止でき、当該接合品の平面度や平行度を高めることができる。また、各円弧状壁７ｂに対する第２金属部材８の接触が全体にわたって均一になるから、電気抵抗熱の発熱量のバラツキを抑えて接合品質を向上させることができる。
【００３２】
−実施形態２−
図４は、本実施形態２に係る接合装置２０を示している。実施形態１との相違点は、主に下側電極２の側部電極２ｂ，２ｂを保持する保持部材２１の構成であるため、以下、該保持部材２１についてのみ説明する。
【００３３】
保持部材２１は、側部電極２ｂ，２ｂの突部１２ｂ，１２ｂの側壁をその両側から押圧する第１及び第２押圧ローラ２２，２３と、該第１押圧ローラ２２の回転中心となる支点軸２４と、該第１押圧ローラ２２と該支点軸２４とを連結する連結アーム２５と、該第２押圧ローラ２３及び該支点軸２４を前後方向に移動可能にガイドするガイドレール２６と、該第２押圧ローラ２３と該支点軸２４とを連結するリンク部材２７とから構成されている。
【００３４】
リンク部材２７は、互いに連結された２本のリンク２７ａ，２７ａから形成されており、両リンク２７ａ，２７ａの連結点２７ｂと第２押圧ローラ２３と支点軸２４とがガイドレール２６上で一直線上に並ぶように両リンク２７ａ，２７ａを位置付けたときに、両押圧ローラ２２，２３が両側部電極２ｂ，２ｂを合わせ状態に押圧保持するようになっている。
【００３５】
下側電極２の側部電極２ｂ，２ｂの間に設けられた付勢手段１４，１４によって該側部電極２ｂ，２ｂは互いに離れるようになっているから、下側電極２の側部電極２ｂ，２ｂで第１金属部材７を保持するときには、連結点２７ｂを押圧保持位置に移動させて図示しないストッパで押圧保持位置に保持すればよい。これにより、両側部電極２ｂ，２ｂは両押圧ローラ２２，２３で互いに合わせられた状態に保持され、周囲方向から略均等な押圧力を与えることができる。
【００３６】
そうして、上記連結点２７ｂを押圧保持位置からずらすと、突部１２ｂに対する両押圧ローラ２２，２３の押圧保持状態が解除される。
【００３７】
なお、側部電極２ｂ，２ｂを第１金属部材７の円弧状壁７ｂに当接した状態に保持する方法として、本実施形態１又は２に示したもの以外にも、例えば保持部材としてシリンダを用いることもできる。
【００３８】
−実施形態３−
図５は、本実施形態３に係る接合装置３０を示している。本実施形態３は、上側電極１をプレス装置に取付手段３１で取り付けたことを特徴とする。なお、以下の説明では、実施形態１又は２と同様の記載についてはその詳細な説明を省略している。
【００３９】
第１金属部材７を保持する保持手段は実施形態１又は２と同様であり、基部４に設けられた下側電極２に第１金属部材７が設置され、第２金属部材８が該第１金属部材７の嵌合位置に設置されている。そして、該基部４が設置台３２に設置されている。該設置台３２は図示しない搬送手段により搬送されて、第１及び第２金属部材７，８が当該プレス位置に設置されるようになっている。そして、上記上側電極１で該第２金属部材８を第１金属部材７に圧入しながら該上側電極１に通電することにより両金属部材７，８が接合される。
【００４０】
また、上記設置台３２には、上記基部４を複数並べて配設しておくことができ、一方の基部４に設置した第１及び第２金属部材７，８の接合が完了した後、図示しない搬送手段により他方の設置台３２をプレス位置に搬送して、他方の第１及び第２金属部材７，８の接合作業を続けて行うことができる。このため、あらかじめ嵌合位置に設置した第１及び第２金属部材７，８を複数準備しておくことができ、作業性が高まるとともに作業時間の短縮になる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１又は２に係る発明によれば、第２金属部材の圧入嵌合時に第１金属部材の側壁部が外側に拡がって変形することを保持部材によって防止でき、確実な接合を行うことができるとともに製品の平面度や平行度を高めることができる。また、第１金属部材の側壁部と第２金属部材との接触が側壁部全体にわたって均一になり、電気抵抗熱の発熱量のバラツキを抑えて当該接合品の品質を向上させることができる。特に、請求項２のように第１金属部材の側壁部が円周方向に間隔をあけて立設された複数の円弧状壁から形成されている場合、各円弧状壁が外側へ変形しやすいが、これを防止して当該接合品の品質を向上させることができる。
【００４２】
請求項３に係る発明によれば、請求項１又は２に記載された接合方法において、下側電極は第１金属部材の底壁部を受ける底部電極と、該第１金属部材の側壁部の外周面に当接する側部電極とから形成されているから、側部電極のみを保持部材で保持すれば第１金属部材の側壁部の外周面を当接した状態にすることができるため該保持部材を比較的簡単な構成にすることができる。また、下側電極のメンテナンス時には、側部電極と底部電極とのうちメンテナンスの必要な部品だけを選択して交換することができ部品コストの低減や交換作業時間の短縮に有利となる。
【００４３】
請求項４又は５に係る発明によれば、上述の接合方法に係る発明を実施し、当該接合時に第１金属部材の側壁部が外側へ変形することを防止できるとともに、当該接合品の品質を向上させることができる。
【００４４】
請求項６に係る発明によれば、請求項４又は５に記載された接合装置において、下側電極は第１金属部材の底壁部を受ける底部電極と、該第１金属部材の側壁部の外周面に当接する側部電極とから形成されているから、側部電極のみを保持部材で保持すれば第１金属部材の側壁部の外周面を当接した状態にすることができるため該保持部材を比較的簡単な構成にすることができる。また、下側電極のメンテナンス時には、側部電極と底部電極とのうちメンテナンスの必要な部品だけを選択して交換することができ部品コストの低減や交換作業時間の短縮に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態１に係る接合装置を示す縦断面図。
【図２】本実施形態１に係る接合装置を示す平面図。
【図３】（ａ）本実施形態１に係る保持部材を嵌合する前の状態を示す側面図。
（ｂ）本実施形態１に係る保持部材を嵌合した後の状態を示す側面図。
【図４】本実施形態２に係る接合装置を示す平面図。
【図５】本実施形態３に係る接合装置を示す縦断面図。
【符号の説明】
１    上側電極
２    下側電極
２ａ  底部電極
２ｂ  側部電極
３    保持部材
４    基部
５    支柱
６    可動板
７    第１金属部材
８    第２金属部材
１０    接合装置
１２ａ  逃げ孔
１２ｂ  突部
１３    位置決めピン
１４    付勢手段
２０    接合装置
２１    保持部材
２２    第１押圧ローラ
２３    第２押圧ローラ
２４    支点軸
２５    連結アーム
２６    ガイドレール
２７    リンク部材
２７ａ  リンク
２７ｂ  連結点
３０    接合装置
３１    取付手段
３２    設置台
【図１】
2005000959.tif 000003
【図２】
2005000959.tif 000004
【図３】
2005000959.tif 000005
【図４】
2005000959.tif 000006
【図５】
2005000959.tif 000007