(57)【要約】【課題】容易に高い剥離強度を得ることができる金属接合体の製造方法及び金属接合体を提供する。【解決手段】対向して配置したダイ１１とパンチ１２との間に、複数の金属部材２１の板状部分を重ね合わせて配置し、ダイ１１とパンチ１２とが接近するように相対的に移動させて板状部分を押圧することにより、一方の面を突出させ、他方の面を陥没させた押出部２２を形成して接合する。ダイ１１には、円筒状の外枠１１Ａの中に、内部材１１Ｂを挿入し、凹部１１Ｃを形成したものを用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置したダイとパンチとの間に、複数の金属部材の板状部分を重ね合わせて配置し、前記ダイと前記パンチとが接近するように相対的に移動させて前記板状部分を押圧することにより、一方の面を突出させ、他方の面を陥没させた押出部を形成し、前記複数の金属部材を板状部分で接合する金属接合体の製造方法であって、
前記ダイとして、円筒状の外枠の中に、内部材を挿入することにより凹部を形成したものを用い、前記内部材の一端面中央部には、前記外枠の伸長方向に突出する突起部を形成し、前記突起部は、先端側よりも基端側の方が大きい円錐台状とする
ことを特徴とする金属接合体の製造方法。
【請求項２】
対向して配置されたダイとパンチとの間に、複数の金属部材の板状部分を重ね合わせて配置し、前記ダイと前記パンチとが接近するように相対的に移動させて前記板状部分を押圧することにより、一方の面を突出させ、他方の面を陥没させた押出部を形成し、前記複数の金属部材を板状部分において接合した金属接合体であって、
前記ダイには、円筒状の外枠の中に、内部材を挿入することにより凹部を形成したものを用い、前記内部材の一端面中央部には、前記外枠の伸長方向に突出された突起部を形成し、前記突起部は、先端側よりも基端側の方が大きい円錐台状として、前記押出部を形成した
ことを特徴とする金属接合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の金属部材を塑性変形により接合させる金属接合体の製造方法及び金属接合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の板状の金属部材を接合する方法としては、例えば、凹部を設けたダイの上に複数の板状の金属部材を重ね、パンチによりダイの凹部に金属部材を局所的に押し込むことにより、金属材料を塑性変形させて接合するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、溶接の難しい材料や、異種材料についても接合することができ、また、コストを低減しつつ、リサイクル性、軽量性、及び環境調和性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９０３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この接合方法では、溶接などに比べて接合体の剥離強度が弱いという問題があった。また、この接合方法は、金属部材の厚みや材質により最適の接合条件が異なり、接合条件の設定が難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、容易に高い剥離強度を得ることができる金属接合体の製造方法及び金属接合体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の金属接合体の製造方法は、対向して配置したダイとパンチとの間に、複数の金属部材の板状部分を重ね合わせて配置し、ダイとパンチとが接近するように相対的に移動させて板状部分を押圧することにより、一方の面を突出させ、他方の面を陥没させた押出部を形成し、複数の金属部材を板状部分で接合するものであって、ダイとして、円筒状の外枠の中に、内部材を挿入することにより凹部を形成したものを用い、内部材の一端面中央部には、外枠の伸長方向に突出する突起部を形成し、突起部は、先端側よりも基端側の方が大きい円錐台状とするものである。
【０００７】
本発明の金属接合体は、対向して配置されたダイとパンチとの間に、複数の金属部材の板状部分を重ね合わせて配置し、ダイとパンチとが接近するように相対的に移動させて板状部分を押圧することにより、一方の面を突出させ、他方の面を陥没させた押出部を形成し、複数の金属部材を板状部分において接合したものであって、ダイには、円筒状の外枠の中に、内部材を挿入することにより凹部を形成したものを用い、内部材の一端面中央部には、外枠の伸長方向に突出された突起部を形成し、突起部は、先端側よりも基端側の方が大きい円錐台状として、押出部を形成したものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の金属接合体の製造方法及び金属接合体によれば、ダイとして、円筒状の外枠の中に、内部材を挿入することにより凹部を形成したものを用いるようにしたので、金属部材の厚みや材質に応じて、適切なダイの形状を細かく調整することができる。よって、容易に高い剥離強度を有する金属接合体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る金属接合体の製造方法を表す図である。
【図２】本発明の実施例で用いたダイとパンチの寸法を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態に係る金属接合体の製造方法を表すものである。本実施の形態に係る金属接合体の製造方法は、板状部分を有する複数の金属部材を板状部分で重ね合わせて接合するものであり、本実施の形態に係る金属接合体２０は、この製造方法により得られたものである。
【００１２】
まず、例えば、図１（Ａ）に示したように、ダイ１１とパンチ１２とを対向させて配置し、板状部分を有する複数の金属部材２１を板状部分において重ね合わせ、ダイ１１とパンチ１２との間に配置する。ダイ１１には、例えば、円筒状の外枠１１Ａの中に、内部材１１Ｂを挿入し、凹部１１Ｃを形成したものを用いる。内部材１１Ｂは、例えば、外周面が外枠１１Ａの内周面に当接する円柱部１１Ｄを有するように形成し、円柱部１１Ｄの凹部１１Ｃ側の一端面中央部には、外枠１１Ａの伸長方向に突出する突起部１１Ｅを形成する。突起部１１Ｅは、例えば、先端側よりも基端側（円柱部１１Ｄの側）の方が大きい円錐台状とする。凹部１１Ｃの深さは、例えば、中心部が浅く、外縁部がドーナツ状に深くなるようにする。パンチ１２は、例えば、直径が凹部１１Ｃの内径よりも小さい円柱状とする。
【００１３】
このように、外枠１１Ａと内部材１１Ｂとを組み合わせるようにすれば、内部材１１Ｂの外枠１１Ａに対する挿入位置を変えることにより、凹部１１Ｃの深さを細かく調整することが可能となる。また、突起部１１Ｅの大きさが異なる内部材１１Ｂと入れ替えることにより、凹部１１Ｃの形状を細かく調整することが可能となる。
【００１４】
次いで、例えばパンチ１２をダイ１１に向かって押すことにより、ダイ１１とパンチ１２とが接近するように相対的に移動させて、金属部材２１の板状部分を押圧し、板状部分の一方の面を突出させ、他方の面を陥没させた押出部２２を形成する。これにより、複数の金属部材２０を板状部分で接合する。なお、接合可能な金属部材２０の材質としては、例えば、軟鋼材、高張力鋼材、超高張力鋼材、又は、アルミ合金が好ましく挙げられる。
【００１５】
このように本実施の形態によれば、ダイ１１として、円筒状の外枠１１Ａの中に、内部材１１Ｂを挿入することにより凹部１１Ｃを形成したものを用いるようにしたので、金属部材２１の厚みや材質に応じて、適切なダイ１１の形状、寸法を細かく調整することができる。よって、容易に高い剥離強度を有する金属接合体２０を得ることができる。
【実施例】
【００１６】
（実施例１）
図２に示したダイ１１とパンチ１２とを用い、ダイ１１とパンチ１２との間に２枚の板状の金属部材２１を配置し、パンチ１２をダイ１１に向かって押して、押出部２２を形成することにより接合し、金属接合体２０を作製した。ダイ１１の凹部１１Ｃの内径ａは６ｍｍ、突起部１１Ｅの先端側端面の直径ｂは３．１５ｍｍ、突起部１１Ｅの高さｃは０．８ｍｍ、パンチ１２の直径ｄは３．８５ｍｍとし、ダイ１１の凹部１１Ｃの外縁部の深さｅは表１に示したように、１．１５ｍｍから２．２３ｍｍの範囲で変化させた。また、金属部材２１は２枚とも高張力鋼板により構成し、厚みは２枚とも１．６ｍｍとした。
【００１７】
得られた金属接合体２０について、２枚の金属部材を剥離する方向に引っ張った時に剥離する力（抜去力）を調べた。得られた結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
（実施例２）
パンチ１２の直径ｄを４．１ｍｍとしたことを除き、他は実施例１と同様にして金属接合体２０を作成し、実施例１と同様にして抜去力を調べた。その際、ダイ１１の凹部１１Ｃの外縁部の深さｅは、表２に示したように、１．４２ｍｍから２．３２ｍｍの範囲で変化させた。得られた結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
（実施例３）
パンチ１２の直径ｄを３．６ｍｍとしたことを除き、他は実施例１と同様にして金属接合体２０を作成し、実施例１と同様にして抜去力を調べた。その際、ダイ１１の凹部１１Ｃの外縁部の深さｅは、表３に示したように、１．２４ｍｍから２．１４ｍｍの範囲で変化させた。得られた結果を表３に示す。
【００２２】
【表３】
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【００２３】
（実施例４）
実施例１と同様にして、厚み０．４ｍｍの高張力鋼板よりなる２枚の金属部材２１を重ね合わせて接合し、金属接合体２０を作製した。その際、ダイ１１の凹部１１Ｃの内径ａは４ｍｍ、突起部１１Ｅの先端側端面の直径ｂは２．５５ｍｍ、突起部１１Ｅの高さｃは０．４ｍｍ、パンチ１２の直径ｄは３．５ｍｍとし、ダイ１１の凹部１１Ｃの外縁部の深さｅは表４に示したように、０．５ｍｍから１．３１ｍｍの範囲で変化させた。得られた金属接合体２０について、実施例１と同様にして抜去力を調べた。得られた結果を表４に示す。
【００２４】
【表４】
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【００２５】
（実施例５）
実施例１と同様にして、厚み０．４ｍｍの高張力鋼板よりなる金属部材２１と、厚み１．６ｍｍの高張力鋼板よりなる金属部材２１とを重ね合わせて接合し、金属接合体２０を作製した。その際、ダイ１１の凹部１１Ｃの内径ａは６ｍｍ、突起部１１Ｅの先端側端面の直径ｂは３．１５ｍｍ、突起部１１Ｅの高さｃは０．８ｍｍ、パンチ１２の直径ｄは３．８５ｍｍとし、ダイ１１の凹部１１Ｃの外縁部の深さｅは表５に示したように、０．７９ｍｍから１．０６ｍｍの範囲で変化させた。また、金属部材２１は、厚み１．６ｍｍの方をダイ１１の側、厚み０．４ｍｍの方をパンチ１２の側にして積層した。得られた金属接合体２０について、実施例１と同様にして抜去力を調べた。得られた結果を表５に示す。
【００２６】
【表５】
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【００２７】
（実施例６）
実施例１と同様にして、厚み１．６ｍｍの高張力鋼板よりなる金属部材２１と、厚み０．４ｍｍの高張力鋼板よりなる金属部材２１とを重ね合わせて接合し、金属接合体２０を作製した。その際、ダイ１１の凹部１１Ｃの内径ａは４ｍｍ、突起部１１Ｅの先端側端面の直径ｂは２．４５ｍｍ、突起部１１Ｅの高さｃは０．４ｍｍ、パンチ１２の直径ｄは３ｍｍとし、ダイ１１の凹部１１Ｃの外縁部の深さｅは表６に示したように、１．１８ｍｍから１．７２ｍｍの範囲で変化させた。また、金属部材２１は、厚み０．４ｍｍの方をダイ１１の側、厚み１．６ｍｍの方をパンチ１２の側にして積層した。得られた金属接合体２０について、実施例１と同様にして抜去力を調べた。得られた結果を表６に示す。
【００２８】
【表６】
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【００２９】
実施例１から実施例６に示したように、金属部材２１の厚みや材質に応じて、ダイ１１の寸法を細かく調整することにより、抜去力を大きくすることができることがわかる。すなわち、外枠１１Ａと内部材１１Ｂとを組み合わせることによりダイ１１を形成し、ダイ１１の寸法を細かく調整するようにすれば、容易に高い剥離強度を有する金属接合体２０を得ることができることがわかった。
【００３０】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
金属部材の接合に用いることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１１…ダイ、１１Ａ…外枠、１１Ｂ…内部材、１１Ｃ…凹部、１１Ｄ…円柱部、１１Ｅ…突起部、１２…パンチ、２０…金属接合体、２１…金属部材、２２…押出部
【図１】
2013022628.tif 000009
【図２】
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