(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の金属薄板を重ね合わせた状態で斜辺の一部に小突起を設けた突起と凹部により挟圧する機構により、切り込み線を形成し、当該切り込み線の付近の切込部を前記複数枚の金属薄板を互いに摺動する状態で押し伸ばす第１工程と、前記切込部を逆方向に押圧することにより前記切り込み線の外側まで拡幅し、当該拡幅された切込部の端部分と前記切り込み線の外側部分を重ね合わせて平坦形状の部材で圧接する第２工程と、を備えたことを特徴とする金属薄板の機械的接合方法。
【請求項２】
複数枚の金属薄板を重ね合わせた状態で斜辺の一部に小突起を設けた突起と凹部により挟圧する機構により、切り込み線を形成し、当該切り込み線の付近の切込部を前記複数枚の金属薄板を互いに摺動する状態で押し伸ばす第１手段と、前記切込部を逆方向に押圧することにより前記切り込み線の外側まで拡幅し、当該拡幅された切込部の端部分と前記切り込み線の外側部分を重ね合わせて平坦形状の部材で圧接する第２手段と、を備えたことを特徴とする金属薄板の機械的接合装置。
【請求項３】
前記突起と凹部により挟圧する機構が、前記突起の形状が概略くさび形の形状であって、前記凹部の形状が前記突起の形状に対応した凹部形状である二つの部材をかみ合わせて挟圧する機構であることを特徴とする請求項２に記載の金属薄板の機械的接合装置。
【請求項４】
前記突起と凹部により挟圧する機構が、断面が概略直角三角形の形状の二つの部材を、互いに逆方向にかみ合わせて挟圧する機構であることを特徴とする請求項２に記載の金属薄板の機械的接合装置。
【請求項５】
前記突起と凹部により挟圧する機構が、前記突起の形状が概略直角三角形の形状であって、前記凹部の形状が当該突起の形状に対応した凹部形状である２つの部材をかみ合わせて挟圧する機構であることを特徴とする請求項２に記載の金属薄板の機械的接合装置。
【請求項６】
前記突起と凹部により挟圧する機構が、断面が概略Ｚ字形の形状の二つの部材を、互いに逆方向にかみ合わせて挟圧する機構であることを特徴とする請求項２に記載の金属薄板の機械的接合装置。
【請求項７】
前記第１の手段が、前記突起と凹部により挟圧する機構を備えたロール対であることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の金属薄板の機械的接合装置。
【請求項８】
前記第１の手段が、前記突起と凹部により挟圧する機構が２組逆向きに隣接して設けられたロール対であることを特徴とする請求項７に記載の金属薄板の機械的接合装置。
【請求項９】
前記第１の手段が、前記突起と凹部により挟圧する機構を備えたプレス機であることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の金属薄板の機械的接合装置。
【請求項１０】
前記第１の手段が、前記突起と凹部により挟圧する機構が２組逆向きに隣接して設けられたプレス機であることを特徴とする請求項９に記載の金属薄板の機械的接合装置。
【請求項１１】
前記第２の手段が、平坦形状のロール対であることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の金属薄板の機械的接合装置。
【請求項１２】
前記第２の手段が、ダイスが平坦形状のプレス機であることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の金属薄板の機械的接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数枚の金属薄板を重ね合わせた状態で、切り込み線を形成し、切り込み線の付近の切込部を押し伸ばすことで、両金属板の機械的な接合を行う接合方法および接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記のような接合方法および接合装置に関して、従来、例えば特開平０５ー７６９６２号に示される技術が存在する。すなわち、図６に示すように、２枚の金属薄板５１を重ね合わせた状態で第１ロール対により挟圧し、このとき各ロールに設けた突き出し刃と受け溝により２状の切り込み線５３を形成し、さらに切り込み線５３の間の切込部５５を断面凹形に押し伸ばす。
【０００３】
その後、第２ロール対５７、５９で再び２枚の金属薄板５１を挟圧し、このとき一方のロール５７に設けられた突出部６１を、切込部５５の跡部分であるの切込窓６３に挿入し、突出部６１のフラットな先端で切込部５５の断面凹形をフラットにし、これにより切込部６１を拡幅し切込窓６３より大きくする。よって、切込部５５は切込窓６３には戻らずに済み、接合が外れてしまうことを防止する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術では、第２ロールの突出部６１を切込窓６３に挿入するためには、第１ロールと第２ロールとの正確な同調が必要であった。そして、わずかな同調誤差が接合部の不良につながるものであった。
また、第２ロールの突出部６１で切込部５５を拡幅する作業を行うためには、切込部５５と切込窓６３側との間に板厚方向の隙間６５が必然的に必要となり、この隙間６５のために金属薄板５１のしっかりした接合、特に圧接状態での接合は困難になってしまう。
また、切込部５５を断面凹形に押し伸ばす作業は、切込部５５を塑性変形するものであり、大きな力を必要とするものであった。
【０００５】
この発明は、以上の課題を解決するために成されたものであり、第１ロールと第２ロールなどとの正確な同調が不要であり、金属薄板のしっかりした接合が可能であり、押し伸ばす作業に大きな力を必要としない金属薄板の機械的接合方法および装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下の課題を解決するために、第1の発明の態様は、複数枚の金属薄板を重ね合わせた状態で斜辺の一部に小突起を設けた突起と凹部により挟圧する機構により、切り込み線を形成し、当該切り込み線の付近の切込部を前記複数枚の金属薄板を互いに摺動する状態で押し伸ばす第１工程と、前記切込部を逆方向に押圧することにより前記切り込み線の外側まで拡幅し、当該拡幅された切込部の端部分と前記切り込み線の外側部分を重ね合わせて平坦形状の部材で圧接する第２工程と、を備えたことを特徴とする金属薄板の機械的接合方法である。
【０００７】
第２の発明の態様は、複数枚の金属薄板を重ね合わせた状態で斜辺の一部に小突起を設けた突起と凹部により挟圧する機構により、切り込み線を形成し、当該切り込み線の付近の切込部を前記複数枚の金属薄板を互いに摺動する状態で押し伸ばす第１手段と、前記切込部を逆方向に押圧することにより前記切り込み線の外側まで拡幅し、当該拡幅された切込部の端部分と前記切り込み線の外側部分を重ね合わせて平坦形状の部材で圧接する第２手段と、を備えたことを特徴とする金属薄板の機械的接合装置である。
【０００８】
第３の発明の態様は、突起と凹部により挟圧する機構が、前記突起の形状が概略くさび形の形状であって、前記凹部の形状が前記突起の形状に対応した凹部形状である二つの部材をかみ合わせて挟圧する機構であることを特徴とする金属薄板の機械的接合装置である。
【０００９】
第４の発明の態様は、突起と凹部により挟圧する機構が、断面が概略直角三角形の形状の二つの部材を、互いに逆方向にかみ合わせて挟圧する機構であることを特徴とする金属薄板の機械的接合装置である。
【００１０】
第５の発明の態様は、突起と凹部により挟圧する機構が、前記突起の形状が概略直角三角形の形状であって、前記凹部の形状が当該突起の形状に対応した凹部形状である２つの部材をかみ合わせて挟圧する機構であることを特徴とする金属薄板の機械的接合装置である。
【００１１】
第６の発明の態様は、突起と凹部により挟圧する機構が、断面が概略Ｚ字形の形状の二つの部材を、互いに逆方向にかみ合わせて挟圧する機構であることを特徴とする金属薄板の機械的接合装置である。
【００１３】
第７の発明の態様は、第１の手段が、突起と凹部により挟圧する機構を備えたロール対であることを特徴とする金属薄板の機械的接合装置である。
【００１４】
第８の発明の態様は、第１の手段が、突起と凹部により挟圧する機構が２組逆向きに隣接して設けられたロール対であることを特徴とする金属薄板の機械的接合装置である。
【００１５】
第９の発明の態様は、第１の手段が、突起と凹部により挟圧する機構を備えたプレス機であることを特徴とする金属薄板の機械的接合装置である。
【００１６】
第１０の発明の態様は、第１の手段が、突起と凹部により挟圧する機構が２組逆向きに隣接して設けられたプレス機であることを特徴とする金属薄板の機械的接合装置である。
【００１７】
第１１の発明の態様は、第２の手段が、平坦形状のロール対であることを特徴とする金属薄板の機械的接合装置である。
【００１８】
第１２の発明の態様は、第２の手段が、ダイスが平坦形状のプレス機であることを特徴とする金属薄板の機械的接合装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図１〜図５に示す。
図２に示すように、この実施形態で接合を行うワークは、建設床材であるデッキプレート１である。このデッキプレート１は、下面に複数条のリブ３が形成される。このリブ３はデッキプレート１を屈曲して一体的に形成されるもので、二等辺三角形の袋状の断面を有する。この二等辺三角形の頂部付近は、デッキプレート１の材料である金属薄板５が２枚重ね合わされた状態となっており、この実施形態の機械的接合方法によって切込部７が形成され、接合される。
なお、リブ３の二等辺三角形に底辺部分には水抜き孔９が形成される。また、デッキプレート１の本体部分には多数のエンボス１１が形成されている。
【００２１】
図３に示すように、図２のデッキプレート１は図示しない移動手段によりリブ３の長手方向に移動され、この移動方向に第１ロール対１３と第２ロール対１５が配置される。これら第１ロール対１３と第２ロール対１５の組は、一枚のデッキプレート１に形成される３条のリブ３に合わせて、３組が配置される。
【００２２】
第１ロール対１３が、リブ３の二等辺三角形の頂部付近の２枚の金属薄板５を重ね合わせた状態で挟圧するとともに、切り込み線を形成し、切り込み線の付近の切込部７を斜めに押し伸ばす第１工程を行う第１手段となる。第２ロール対が、その後、再び２枚の金属薄板５を挟圧し、切込部７を押圧し、切り込み線の外側まで拡幅し、切込部７の両端部分と切り込み線の外側部分を重ね合わせて圧接する第２行程を行う第２手段となる。
【００２３】
図４に示すように、第１および第２ロール対１３、１５を構成する各ロールは、デッキプレート１の下面(リブを上側に成形する場合は上面)で二等辺三角形のリブ３の頂部付近を噛み込んで挟圧できるように、逆等脚台形の断面形状を有する。
【００２４】
第１ロール対１３の外周の取付凹部１７には、第１工程を行うための突起と凹部が形成された金具１９が嵌合され、ボルト２１によって固定されている。この突起と凹部には、ロールの回転軸２３を含む断面である図１に示すように、種々の形態が可能である。
【００２５】
この実施形態では、図１（ｂ）の形態が実施される。
すなわち、この第１ロール対１３を構成する２つのロール２５、２７の外周にそれぞれ設けられる突起２９と凹部３１は、接合される金属薄板５、５をはさんで点対称の形態をしている。そして、両ロール２５、２７が互いに近接した状態で、挟圧を行うための点対称となるＺ状の隙間を形成する突起２９は、略直角三角形状の断面を有する。
【００２６】
そして、この直角三角形状を構成する斜辺３３とロール２５の回転軸方向に直交する辺３５とが交わる角部に、剪断用の雄刃部分３７が形成される。この剪断によって、切り込み線３９が形成される。斜辺３３の一部には、くさび状の小突起４１が形成され、金属薄板５、５を噛んで押し伸ばし易くする。斜辺３３の基部には、直角三角形状の凹部３１が形成され、相手方のロールに形成された突起２９を受け入れる。この凹部３１の外側は、雄刃部分３７に対向する剪断用の雌刃部分４３によって形成される。
【００２７】
これらの点対称に配置される２対の突起２９と凹部３１からなる組は、独立して２組が、近接して設けられる。すなわち、この実施形態では図４に示すように、突起２９と凹部３１が形成される金具２１が、近接して２個設けられる。そして、各組間で突起の斜辺は逆向きに形成される。また、このような２対はロール２５、２７の回転方向１８０度付近にも設けられ、したがって１つのロールに合計４個の金具が設けられる。第２ロール対１５は、この第１ロール対１３が有するような突起２９や凹部３１を有さず、単に圧接を行うように、外周は平坦な形状の金具４５になっている。
【００２８】
（作用）
図３に示すように、デッキプレート１はリブ３の長手方向に移動され、各リブ３は順に第１ロール対１３と第２ロール対１５に噛み込まれる。このとき各ロール対１３、１５は、図４に示すように、逆等脚台形の断面形状の角部で、二等辺三角形のリブ３の頂部付近を噛み込んで挟圧する。
【００２９】
まず、第１ロール１３の剪断用の雄刃部分３７と雌刃部分４３は２対設けられているので、挟圧により２条の互いに平行な切り込み線３９が形成される。これら切り込み線３９の間の切込部７は、くさび状の小突起４１により斜辺３３に沿って押し伸ばされる。この押し伸ばしは、この切込部７の肉厚部分の塑性変形のみならず、切込部７を構成する２枚の金属薄板５、５が斜辺３３に沿って互いにずれることで、切込部７の実際の幅は広がる。押し伸ばされた切込部７は、斜辺３３に沿って斜めの状態に変形し、切込部７の跡部分である切込窓４７に対し斜めの状態、すなわちクロスした状態となる。
【００３０】
次に、第２ロール１５により、切込部７は切込窓４７にクロスした状態で挟圧されるが、切込部７の実際の幅は既に広がっているので、切込部７は切込窓４７の外側、つまり切り込み線３９の外側まで拡幅される。そして、切込部７の（図１（ｂ）の上下）両端部分４９と切り込み線３９の外側部分が重ね合わされた状態で圧接される。この圧接された切込部７は、図５に示すように、リブ３の長手方向に２個が形成され、切込部７の傾斜は逆になる。
【００３１】
（効果）
以上の実施形態によれば、第２ロール対１５の挟圧で拡幅を行う作業の際に、従来のように突出部６１を切込窓６３に挿入する必要はなく、切込部７と金属板５を全体的に挟圧すればよく、よって第１ロール１３と第２ロール１５の正確な同調は不要となり、接合部の不良を無くすことが可能になる。
【００３２】
また、第２ロール１５の挟圧で拡幅を行う作業の際に、切込部７の両端部分４９と切り込み線３９の外側部分を重ね合わせて圧接することになり、従来のような切込部５５と切込窓６３側との間に板厚方向の隙間６５が不要になる。したがって、金属薄板５、５のしっかりした圧接状態での接合が可能になる。よって、接合強度が高くなる。
この圧接状態により、デッキプレート１を建設床材に使用しコンクリートを打設した際に、切込部７付近に隙間が生じず、この隙間からコンクリートが漏れることを防止できる。
【００３３】
さらに、切込部７の押し伸ばしは、切込部７が塑性変形を起こして生じるのみならず、切込部７を構成する２枚の金属薄板５、５が互いにずれることによっても生じるので、小さな力でも大きな押し伸ばし効果がある。したがって装置を大型化する必要がない。
さらに、凹部３１にも斜辺３３が存在するので、この斜辺３３の基部では押し伸ばしの際に、凹部３１の底部に従来よりも大きな空間Ｓが存在し、押し伸ばされた切込部７の端が凹部３１の底部にすぐに当たることを避けられるので、従来よりも十分に押し伸ばしが可能になる。
【００３４】
さらに、２ヶ所に独立して形成した切込部７の傾斜を逆向きとすることで、製品であるデッキプレート１の金属薄板５、５を互いにずらそうとする力が、どちらの方向（図１（ｂ）右側で↓↑、または↑↓）に働いても、いずれかの切込部７（図５（ｂ））においては、切込窓４７の縁部が切込部７の下側へ潜り込む挙動をなすので、接合が外れにくい。
【００３５】
さらに、２枚の金属薄板５、５からなる切込部７は、斜めに形成され、切り込み線３９の外側部分と重ね合わされた状態で接触しているので、金属薄板５、５を互いにずらそうとする力が働く場合には、この力は切込部７を閉じようとするので、接合が外れにくい。
【００３６】
（他の実施形態）
他の実施形態を図１（ｃ）（ｄ）（ａ）において説明する。図１（ｂ）と同様の部分には同一の符号を付す。
これらの実施形態においても、前記実施形態とほぼ同様の作用効果が得られる。また、これらの各実施形態においても同様に、突起２９と凹部３１からなる組は、独立して２組が、近接して設設けられるように、突起２９と凹部３１が形成される金具２１が、近接して２対設けられる（図４（ａ）参照）。そして、各組間で突起２９の斜辺は逆向きに形成される。また、同様に、第２ロール対１５は、この第１ロール対１３が有するような突起２９や凹部３１を有さず、単に圧接を行うように、外周は平坦な形状になっている。以下、これらの他の実施形態における前記実施形態との相違点を説明する。
【００３７】
まず、以上の実施形態では、２条の切り込み線３９の間が切込部７となるものであったが、他の実施形態では、図１（Ｃ）に示すように、１条の切り込み線３９の縁部を切込部７とすることも可能である。
すなわち、第１ロール対１３を構成する一方のロール２５の外周に設けられる突起２９は、直角三角形状の断面を有し、この直角三角形状を構成する斜辺３３とロール２５の回転軸方向に直交する辺とが交わる角部に、剪断用の雄刃部分３７が形成される。
【００３８】
そして、第１ロール対１３を構成する他方のロール２７の外周には、突起２９に対応する直角三角形状の断面を有する凹部３１が形成される。この凹部３１の外側を、雄刃部分３７に対向する剪断用の雌刃部分４３が形成する。突起２９の斜辺３３の一部には、くさび状の小突起４１が形成される。
【００３９】
この図１（Ｃ）の実施形態では、剪断用の雄刃部分３７と雌刃部分４３によって１条の切り込み線３９が形成される。そして、この切り込み線３９の縁部である切込部７が、くさび状の小突起４１により斜辺３３に沿って押し伸ばされる。押し伸ばされ実際の幅が広がった切込部７は、斜辺３３に沿って斜めに変形し、切込窓４７から斜めに突出した状態となる。
【００４０】
次に、第２ロール１５により挟圧されるが、切込部７の実際の幅は既に広がっているので、切込部７は切込窓４７の外側、つまり切り込み線３９の外側（図１（Ｃ）の下側）まで拡幅され、切込部７の端部分４９と切り込み線３９の外側部分が重ね合わされた状態で圧接される。
この図１（Ｃ）の実施形態によれば、さらに、１条の切り込み線３９が形成されるのみなので、外観がきれいに仕上がる。
【００４１】
次に、この図１（Ｃ）の実施形態では、１条の切り込み線３９の一方側（図１（Ｃ）上方側）の縁部を切込部７とするものであったが、他の実施形態では図（ｄ）に示すように、１条の切り込み線３９の両方側の縁部を切込部７とすることも可能である。
【００４２】
すなわち、この第１ロール対１３を構成する２つのロール２５、２７の外周にそれぞれ設けられる突起２９と凹部３１は、図１（ｂ）と同様に、接合される金属薄板５、５をはさんで点対称の形態をしている。そして、両ロール２５、２７の突起２９は、それぞれ２つ設けられ、各々が直角三角形状の断面を有する。この直角三角形状を構成する斜辺３３とロール２５、２７の回転軸方向に直交する辺３５とが交わる角部に剪断用の刃部分７１が形成され、斜辺３３の一部にくさび状の小突起４１が形成される。直交する辺３５の基部に凹部３１が形成され、それぞれ他方のロール２５、２７の突起２９に対応する直角三角形状の形状を有する。
【００４３】
また、以上の図（ｂ）（ｃ）（ｄ）の実施形態は直角三角形状の断面を有する突起２９の斜面３３に小突起４１を形成するものであったが、他の実施形態では図１（ａ）に示すように、二等辺三角形のくさび状の断面を有する突起２９を用いるものであっても良い。
【００４４】
すなわち、第１ロール対１３のうち一方のロール２５の外周に設けられた突起２９は、中央先端にくさび状部分７３が形成される。突起２９の両端には、剪断用の雄刃部分７５が形成される。そして、第１ロール対１３のうち他方のロール２７の外周に設けられ凹部３１は、突起２９に対応する凹形状を有する。この凹部３１の両端は、雄刃部分７５に対向する剪断用の雌刃部分７７を形成する。
【００４５】
この図１（ａ）の実施形態では、雄刃部分７５と雌刃部分７７によって２条の切り込み線３９が形成される。そして、これら切り込み線３９の間の切込部７が、くさび状部分７３で山形状に変形され押し伸ばされる。
この図１（ａ）の実施形態によれば、さらに、第２ロール対１５により、切込部７の両端部分４９と切り込み線３９の外側部分を重ね合わせて圧接する際に、切込部７が山形状であることから、切込部７の両端部がめくれあがることが避けられる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第２の挟圧で拡幅を行う作業の際に、従来のように突出部を切込窓に挿入する必要はなく、全体的な挟圧でよく、よって第１工程と第２工程、第１手段と第２手段、第１ロールと第２ロール、あるいは第１プレス機と第２プレス機又は第２ロールとの正確な同調は不要となり、接合部の不良を無くすことが可能になる。
【００４７】
また、第２の挟圧で拡幅を行う作業の際に、切込部の両端部分と切り込み線の外側部分を重ね合わせて圧接することになり、切込部と切込窓側との間に板厚方向の隙間が不要になり、よって金属薄板のしっかりした圧接状態での接合が可能になる。
【００４８】
本発明によれば、さらに、２条の切り込み線間の切込部を、斜辺に沿って押し伸ばした際に、この押し伸ばしは切込部が塑性変形を起こして生じるのみならず、切込部を構成する複数枚の金属薄板が互いにずれることによっても生じるので、小さな力でも大きな押し伸ばし効果がある。
【００４９】
本発明によれば、さらに、切込部を独立して２ヶ所に形成し、切り込みの傾斜を逆向きとすることで、金属薄板を互いにずらそうとする力がどちらの方向に働いても、いずれかの切込部においては、切込窓の縁部が切込部の下側へ潜り込む挙動をなし、接合が外れにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、この発明の一実施形態の要部を示す拡大断面図である。
（ｂ）は、この発明の他の実施形態の要部を示す拡大断面図である。
（ｃ）は、この発明の他の実施形態の要部を示す拡大断面図である。
（ｄ）は、この発明の他の実施形態の要部を示す拡大断面図である。
【図２】（ａ）は、この発明の一実施形態の装置によって接合加工されるワークの全体斜視図
（ｂ）は、（ａ）の要部を示す拡大断面図である。
【図３】この発明の一実施形態にかかる装置の全体平面図である。
【図４】（ａ）は、図３の第１ロール対の拡大図
（ｂ）は、（ａ）の縦断面図である。
【図５】（ａ）は、この発明の一実施形態にかかる装置によって接合された接合部分の拡大斜視図
（ｂ）は、（ａ）の要部のさらなる拡大図である。
【図６】従来技術を示す縦断面拡大図である。
【符号の説明】
１  デッキプレート              ３  リブ
５  金属薄板                    ７  切込部
９  水抜き孔                    １１  エンボス
１３  第１ロール対              １５  第２ロール対
１７  取付凹部                  １９  金具
２１  ボルト                    ２３  回転軸
２５、２７  ロール              ２９  突起
３１  凹部                      ３３  斜辺
３５  回転軸方向に直交する辺    ３７  雄刃部分
３９  切り込み線                ４１  くさび状の小突起
４３  雌刃部分                  ４５  平坦な形状の金具
４７  切込窓４７                ４９  切込部の端部
５１  金属薄板                  ５３  切り込み線
５５  切込部                    ５７、５９  ロール
６１  突出部                    ６３  切込窓
７１  刃部分                    ７３  くさび状部分
７５  雄刃部分                  ７７  雌刃部分
【図１】
0003834201.tif 000002
【図２】
0003834201.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003834201.tif 000006
【図６】
0003834201.tif 000007