(57)【要約】【課題】対象部材のダイ部材への食い付きによる問題を解消した接合装置を提供すること。【解決手段】本接合装置は，被接合材が挿入される凹部が形成されているダイ１４と，被接合材をダイ１４の凹部に押し込むパンチ部材とを有し，複数枚重ね合わせられた被接合材を，パンチ部材によりダイ１４の凹部に押し込むことで，変形させて接合する装置を対象とする。ここにおいて，ダイ１４における，パンチ部材の押し込み方向に対する側方に配置され，パンチ部材の押し込み方向に移動する移動部材１５をさらに有している。移動部材１５の移動範囲には，ダイ１４の頂部よりもパンチ部材側に突出する突出位置と，ダイ１４の頂部よりもパンチ部材から遠い側に退避する退避位置とが含まれている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被接合材が挿入される凹部が形成されているダイ部材と，
被接合材を前記ダイ部材の凹部に押し込むパンチ部材とを有し，
複数枚重ね合わせられた被接合材を，前記パンチ部材により前記ダイ部材の凹部に押し込むことで，変形させて接合する接合装置において，
前記ダイ部材における，前記パンチ部材の押し込み方向に対する側方に配置され，前記パンチ部材の押し込み方向に移動する移動部材を有し，
前記移動部材の移動範囲に，
前記ダイ部材の頂部よりも前記パンチ部材側に突出する突出位置と，
前記ダイ部材の頂部よりも前記パンチ部材から遠い側に退避する退避位置とが含まれることを特徴とする接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，板状の部材同士を型に強く押し付けて共に変形させることで接合する，いわゆるメカニカルクリンチを行う接合装置に関する。さらに詳細には，接合の実行時に生じうる，型と対象部材との食い付き現象への対処を図った接合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，上記のようなメカニカルクリンチによる金属部材同士の接合が，例えば特許文献１では，組電池の拘束の工程で用いられている。すなわち，並べられた電池列の両端部に配置されるエンドプレートと，電池列を縦貫する連結バンドとの接合に用いられる。基本的にはこの工程は，凹状部を有するダイ部材の凹状部に，２枚の部材（エンドプレートと連結バンド）を重ね合わせたものを強く押し込んで変形させることで行う。押し込む部材をパンチ部材という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−６９６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前記した従来の技術には，次のような問題点があった。押し込みの実行により，対象部材がダイ部材の凹状部に食い付いてしまうことがあるのである。この状態になると，対象部材がダイ部材から容易には外れない。このため，工程を止めて手作業での取り外しを行う必要があり，生産性を下げていた。
【０００５】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，対象部材のダイ部材への食い付きによる問題を解消した接合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様における接合装置は，被接合材が挿入される凹部が形成されているダイ部材と，被接合材をダイ部材の凹部に押し込むパンチ部材とを有し，複数枚重ね合わせられた被接合材を，パンチ部材によりダイ部材の凹部に押し込むことで，変形させて接合する接合装置である。ここにおいて本態様の接合装置はさらに，ダイ部材における，パンチ部材の押し込み方向に対する側方に配置され，パンチ部材の押し込み方向に移動する移動部材を備えている。そして移動部材の移動範囲には，ダイ部材の頂部よりもパンチ部材側に突出する突出位置と，ダイ部材の頂部よりもパンチ部材から遠い側に退避する退避位置とが含まれている。
【０００７】
上記態様における接合装置では，接合の実行は，移動部材を退避位置にした状態で行われる。そして接合実行後に，仮に被接合材とダイ部材の凹部とが食い付いた状態になったとしても，移動部材を突出位置にすることで食い付きが容易に解除される。こうして，接合実行後に，被接合材とダイ部材とを容易にかつ確実に分離することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本構成によれば，対象部材のダイ部材への食い付きによる問題を解消した接合装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態での接合対象物の一例である組電池の斜視図である。
【図２】接合実行時における組電池の端部を接合装置とともに示す平面図（その１）である。
【図３】実施の形態に係る接合装置のダイユニット（退避状態）を示す平面図である。
【図４】実施の形態に係る接合装置のダイユニットを示す側面図である。
【図５】実施の形態に係る接合装置のダイユニット（突出状態）を示す平面図である。
【図６】実施の形態に係る接合装置におけるメカニカルクリンチ実行前の状況を示す断面図である。
【図７】実施の形態に係る接合装置におけるメカニカルクリンチ実行中の状況を示す断面図である。
【図８】接合実行時における組電池の端部を接合装置とともに示す平面図（その２）である。
【図９】実施の形態に係る接合装置におけるメカニカルクリンチ実行時の状況を示す平面図（その１）である。
【図１０】実施の形態に係る接合装置におけるメカニカルクリンチ実行時の状況を示す平面図（その２）である。
【図１１】実施の形態に係る接合装置におけるメカニカルクリンチ実行時の状況を示す平面図（その３）である。
【図１２】実施の形態に係る接合装置におけるメカニカルクリンチ実行時の状況を示す平面図（その４）である。
【図１３】（比較例）接合により食い付きが起こった状況を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。まず，本形態に係る接合装置による接合の適用箇所の代表例である組電池について簡単に説明する。
【００１１】
図１に示す組電池１は，多数の電池２０を重ね並べたものである。組電池１の両端には，エンドプレート３０が配置されている。エンドプレート３０には，縦方向の２本のリブ部３１が設けられている。リブ部３１は，エンドプレート３０の本体部分３２や電池２０よりも上下方向（Ｚ方向）にやや突き出る長さを有する板状の部分である。このように多数の電池２０およびエンドプレート３０を重ね並べたものに対して，連結バンド５０が取り付けられる。連結バンド５０は，組電池１を縦貫する長尺板状の部材である。図１では組電池１の上側に２本の連結バンド５０しか示されていないが，実際には組電池１の下側にも２本の連結バンド５０が取り付けられる。連結バンド５０の端部５１とリブ部３１の端部３３とが接合される。この接合は，１つの組電池１当たり８箇所で行われる。この接合により，組電池１が一体化される。
【００１２】
この接合は，図２に示すようにして行われる。図２は，接合実行時における組電池１の端部を上方から見た図である。図２には，組電池１の電池２０，エンドプレート３０，連結バンド５０の他に，ダイユニット１０，パンチ部材１１，バックアップ部材１２が示されている。ダイユニット１０とパンチ部材１１とが，本形態の接合装置を構成する。
【００１３】
要は，連結バンド５０の端部５１とリブ部３１の端部３３との重ね合わせ箇所を，パンチ部材１１でダイユニット１０に向かって押し付けて変形させるのである。リブ部３１の端部３３と連結バンド５０の端部５１とが共に変形してかしめ合わせられることで，エンドプレート３０と連結バンド５０とが，外れないように接合される。なお，図２では連結バンド５０がリブ部３１より内側に位置しているが，これらの内外関係は設計事項である。連結バンド５０がリブ部３１より外側に位置するような設定も可能である。
【００１４】
図２中のダイユニット１０を拡大して図３に示す。ダイユニット１０は図３に示すように，基部１３と，ダイ１４と，移動部材１５とを有している。ダイユニット１０を図３中の矢印Ａの目線で見た側面図が図４である。図４に示されるように移動部材１５は，ダイ１４を挟んで図４中で左右（図１中のＸ方向に相当）の２箇所に設けられている。この，移動部材１５が配置されている位置は，パンチ部材１１の押し込み移動の方向に対し，ダイ１４の側方の位置である。図３に戻って，ダイ１４と移動部材１５とはいずれも，基部１３に対して突出している。ただしダイ１４の方が移動部材１５よりも，基部１３からの突出量が大きい。
【００１５】
このうちのダイ１４は基部１３に対して固定されているが，移動部材１５は基部１３に対して可動である。すなわちダイユニット１０は，図３に示した状態の他に図５の状態をとることができる。図５の状態では図３の状態と比較して，移動部材１５の基部１３からの突出量がさらに大きくなっている。図５の状態では，移動部材１５が，ダイ１４の頂部（図３や図５におけるダイ１４の右端位置）よりもさらに突出し，図２に示したパンチ部材１１に対して近づいている。対して図３の状態での移動部材１５は，ダイ１４の頂部に比べれば，後退した位置にあり，パンチ部材１１から見て退避している状態にあるといえる。
【００１６】
そこで移動部材１５の突出量に着目し，図３の状態を退避状態といい，図５の状態を突出状態ということとする。また，それぞれの状態での移動部材１５の位置を，退避位置，突出位置ということとする。ここで移動部材１５の退避位置と突出位置とを見比べてみると，移動部材１５の移動方向には，パンチ部材１１の押し込み移動の方向と平行な成分が含まれていることが分かる。つまり移動部材は，少なくともパンチ部材１１の押し込み移動方向に移動することにより，前記両位置のいずれかに位置するものである。なお図３の退避状態において，移動部材１５が基部１３から突出していることは必須事項ではない。つまり，図３の退避状態において，移動部材１５が基部１３に完全に埋没しているような構成であってもよい。
【００１７】
図４に戻って，基部１３の内部には，通気路１６が設けられている。通気路１６は，その開口部１７から左右両方の移動部材１５に繋がるように形成されている。開口部１７にエアポンプ１８を接続することで，移動部材１５を駆動することができる。すなわち，エアポンプ１８で通気路１６に加圧すると，移動部材１５を図５の突出位置とすることができる。加圧を停止すると，図３の退避位置とすることができる。これより，図４中の２つの移動部材１５は，揃って突出位置となり，または揃って退避位置となるものである。つまりエアポンプ１８は，移動部材１５を突出位置へ移動させる駆動源である。ただし接合装置を商品として捉えたときの商品構成上は，このような駆動源を含まず別売り等とされているものであってもよい。
【００１８】
ダイ１４は，その表面（図３中の右端の面）に，図６に示されるように凹部１９が形成されているものである。図６中におけるダイ１４は，図４中のＢ−Ｂ位置における断面図として示されている。本形態では，ダイ１４の凹部１９に対して，図７に示すようにしてメカニカルクリンチが実行される。すなわち図７は，パンチ部材１１の押し込み（図２中の矢印Ｃに相当）により，２枚重ね状態の連結バンド５０（端部５１）およびリブ部３１（端部３３）を凹部１９に進入させた状態を示している。図７では，連結バンド５０およびリブ部３１が２枚重ね状態のまま，凹部１９に沿って変形した状態となっている。この変形は塑性変形であり，パンチ部材１１を元に戻してもこのように変形したままとなる。この状態ではもはや，連結バンド５０とリブ部３１とが外れることはない。こうして，連結バンド５０とリブ部３１とが接合される。これがメカニカルクリンチである。
【００１９】
上記のような接合装置の構成による接合工程の手順は，以下の通りである。まず，ダイユニット１０を接合対象箇所にセットする。これが図２に示した状態である。図２では，左右２箇所の接合対象箇所にそれぞれダイユニット１０がセットされている。このとき，移動部材１５を退避位置（図３）としておく。そして図８に示すようにバックアップ部材１２を前進させてダイユニット１０を固定する。図８の状態が，接合工程の準備が完了した状態である。
【００２０】
この状態で，前述のパンチ部材１１による押し込みを実行する。すなわち，まず図９に示すように，パンチ部材１１を前進させて接合対象箇所（図９ではリブ部３１）に押し当てる。この状態は前述の図６（断面図）の状態と同じであり，接合対象物である連結バンド５０およびリブ部３１を挟んで，ダイユニット１０のダイ１４（より詳細にいえばその凹部１９）とパンチ部材１１とが対面している状態にある。そしてパンチ部材１１をさらに前進させて図１０の状態とする。この状態は前述の図７（断面図）の状態と同じであり，パンチ部材１１の押し込みにより，連結バンド５０およびリブ部３１が凹部１９に進入するように変形した状態にある。そしてパンチ部材１１を後退させて図１１の状態とする。この状態に至っても，連結バンド５０およびリブ部３１の接合対象箇所は，図７に示したように変形したままである。この状態に至るまで，移動部材１５は退避位置（図３）のままとしておく。またバックアップ部材１２は前進させたままの状態としておく。
【００２１】
そして，バックアップ部材１２を後退させた上で移動部材１５を突出位置（図５）とする。これにより図１２に示す状態となる。図１２の状態では，移動部材１５がダイ１４よりもさらに突出した状態となっている。また，連結バンド５０の変形箇所５２が，ダイ１４（より詳細にいえばその凹部１９）から脱出してきている。変形箇所５２がダイ１４から脱出している理由は，基本的には，バックアップ部材１２が後退したことによって，ダイユニット１０の接合対象箇所への固定が解除されたことである。仮に図１１の時点で変形箇所５２がダイ１４の凹部１９に食い付いた状態になっていたとしても，図１２の状態では移動部材１５によりその食い付きが解除されている。移動部材１５がダイ１４よりもさらに突出した状態となることで，ダイ１４が連結バンド５０のうちの変形していない箇所から強制的に離間させられるからである。
【００２２】
なお，図１１の時点で変形箇所５２がダイ１４の凹部１９に必ず食い付くとは限らない。図１１の時点で食い付きが発生していなかった場合には，移動部材１５を突出位置にしなくてもダイユニット１０が接合対象箇所から自然に離れることになる。その場合に移動部材１５を突出位置にする操作をしたとしても特に弊害はない。よって，図１１の時点で食い付きが発生しているかいないかにかかわらず一律に移動部材１５を操作する，という手法で問題はない。一方で，食い付きが発生していることが明らかになってから必要に応じて移動部材１５を操作して突出位置にする，という手法を採用してもかまわない。なお，図１２で変形箇所５２として示した部位は，外見的には連結バンド５０が変形してできた箇所であるが，その内部には，リブ部３１の変形箇所も，連結バンド５０の変形箇所に密着して存在している。そのことは図７から明らかである。
【００２３】
もし，移動部材１５がないか，または移動部材１５をずっと退避位置のままにしておくと，図１３に示すように食い付きが発生する可能性がある。図１３では右側のダイユニット１０のみで食い付きが発生した状態を示しているが，左右両方で食い付きが発生することもありうる。このような事態になると［発明が解決しようとする課題］に記したように手数を要することとなる。本形態の接合装置では移動部材１５により，このような事態を回避することができる。
【００２４】
以上詳細に説明したように本実施の形態によれば，パンチ部材１１により，ダイ１４の凹部１９に接合対象箇所を押し込んで接合させる接合装置において，ダイ１４の側方に移動部材１５を備えることとしている。これにより，接合工程後に移動部材１５を突出位置に移動させてダイ１４より突出した状態とすることとしている。こうすることで，仮に接合対象箇所とダイ１４の凹部１９とが食い付いた状態になったとしても，容易に食い付きが解除されるようにしている。かくして，接合対象部材のダイ１４への食い付きの問題を効果的に解消した接合装置が実現されている。なお本形態では，移動部材１５をダイ１４のごく近傍に配置することができる。このため，移動部材１５の作用による食い付きの解除が確実である。
【００２５】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，前記形態では，空気圧操作により移動部材１５を突出位置へ移動させることとしている。しかしこれに限らず，移動部材の突出位置への移動は，油圧操作による方式でもよいし，基部１３に電磁石を内蔵してその磁力による方式であってもよい。また，接合対象物は，図１に示した組電池１の特定箇所に限らず，板状部材同士であれば何でもよい。また，ダイユニット１０の保持機構自体の剛性が十分高ければ，バックアップ部材１２はなくてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１０  ダイユニット
１１  パンチ部材
１３  基部
１４  ダイ
１５  移動部材
１９  凹部
【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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【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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【図１３】
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