JP2003181572A

JP2003181572A - 金属板の機械的接合装置

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Publication number: JP2003181572A
Application number: JP2001386545A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hirasawa; 猛志平澤; Michio Hasegawa; 途男長谷川
Original assignee: Nippon Kokan Light Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Kokan Light Steel Co Ltd
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-07-02
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: JP4050509B2

Abstract

(57)【要約】【課題】金属板５を重ね合わせた状態で切り込み、切
込線３５の付近の切込部７を押し伸ばすことで、金属板
の機械的な接合を行う際に、切込などを行う回転工具同
士の同調が不要で、金属板のしっかりした圧接状態での
接合を可能にする。【解決手段】金属板を重ね合わせた状態で挟圧する第
１回転工具対のうち、一方の雄回転工具の外周に切込刃
１９が設けられ、他方の雌回転工具の外周に溝刃２７が
設けられる。切込刃１９は、直角三角形断面形状の凸部
分２１が対となって対象に配置され、全体が略Ｖ字状に
なり、前記直角三角形の斜辺にクサビ状突起２３を有す
る。溝刃２７は、直角三角形の断面形状の空間２９を有
し、雌回転工具の全周に二条の溝として形成される。切
込刃１９と溝刃２７は、ともに、直角三角形の部分２
１、２１、３１、３１と、中央平面部分２５、３３と
に、３つに分割される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数枚の金属板
を重ね合わせた状態で、切込線を形成し、切込線の付近
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
枚の金属板５１を重ね合わせた状態で第１回転工具対に
より挟圧し、このとき各回転工具に設けた突き出し刃と
受け溝により２状の切込線５３を形成し、さらに切込線
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回転工具対５７、５９で再び
２枚の金属板５１を挟圧し、このとき一方の回転工具５
７に設けられた突出部６１を、切込部５５の跡部分であ
る切込窓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回転工具の突出部６１を切込窓６３に
挿入するためには、第１回転工具と第２回転工具との正
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、対で設け
られる第１回転工具の突き出し刃と受け溝の同調が必要
であり、第１回転工具同士のスリップなどがあると、装
置の運転を停止して調整をする必要があった。

【０００５】また、第２回転工具の突出部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。

【０００６】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回転工具と第２回転工具との
正確な同調が不要であり、第１回転工具同士の同調が不
要であり、しっかりした圧接状態での接合が可能な金属
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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、第１の発明は、複数枚の金属板を重ね合わせた状
態で挟圧する第１回転工具対と、第１回転工具対のうち
一方の雄回転工具の外周に設けられた切込刃と、前記第
１回転工具対のうち他方の雌回転工具の外周に設けられ
前記切込刃に対応する溝刃と、前記切込刃と前記溝刃と
によって形成された切込線の付近の切込部が、前記切込
動作により斜めに押し伸ばされた状態で、前記複数枚の
金属板を挟圧することにより、前記切込部を押圧し切込
線の外側まで拡幅し、前記切込部の端部分と切込線の外
側部分を重ね合わせて圧接する第２回転工具対と、を備
えたことを特徴とする金属板の機械的接合装置である。

【０００８】第２の発明は、前記切込刃は、前記雄回転
工具の回転の軸を含む断面で、直角三角形の断面形状を
有する凸部分が、前記回転軸方向に対となって対象に配
置され、これにより全体が略Ｖ字状になり、各凸部分の
前記直角三角形の斜辺にクサビ状突起を有し、前記溝刃
は、前記切込刃の断面に対応する断面形状を有し、雌回
転工具の全周に二条の溝として形成されたことを特徴と
する請求項１に記載の金属板の機械的接合装置である。

【０００９】第３の発明は、前記切込刃は、前記一対の
凸部分と、両部分の間の中央平面部分とに、３つに分割
可能であり、前記溝刃は、前記二条の溝の部分と、両部
分の間の中央平面部分とに、３つに分割可能であること
を特徴とする請求項２に記載の金属板の機械的接合装置
である。

【００１０】

【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３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。

【００１１】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。図
４に示すように、図３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回転工具対となる第１ロール対１３と、第２
回転工具対となる第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。

【００１２】後で、述べるように、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枚の金属板５
を重ね合わせた状態で挟圧するとともに、切込線を形成
し、切込線の付近の切込部７を斜めに押し伸ばす。第２
ロール対が、その後、再び２枚の金属板５を挟圧し、切
込部７を押圧し、切込線の外側まで拡幅し、切込部７の
両端部分と切込線の外側部分を重ね合わせて圧接する。

【００１３】図４、図２に示す第１および第２ロール対
１３、１５を構成する合計４個の各ロールは、デッキプ
レート１の下面で二等辺三角形のリブ３の頂部付近３ａ
を噛み込んで挟圧できるように、逆等脚台形（図示しな
い）の断面形状を有する。第１ロール対１３のうち一方
のロールである雄回転工具１３ａには、外周に等間隔の
４ヶ所に取付凹部１７が形成され、切込動作を行うため
の切込刃１９が、嵌合されている。

【００１４】図１（ａ）に示すように、この切込刃１９
は、雄回転工具１３ａの回転の軸（図中、上下方向の
軸）を含む断面で、直角三角形の断面形状を有する凸部
分２１が、回転軸方向（図中、上下方向）に対となって
対象に配置される。これにより、全体が略Ｖ字状にな
る。そして、各凸部分２１の直角三角形の斜辺にクサビ
状突起２３を有し、切込部７に食い込み安くなり、切込
部７を押し伸ばす力を大きくできる。また、切込刃１９
は、一対の凸部分２１と、両凸部分２１の間の中央平面
部分２５とに、３つに分割され、各部分２１、２５は合
計三枚の分割ピースとなり、図示しないボルトなどで一
体的に、取付凹部１７に嵌合した状態で、締結される。

【００１５】第１ロール対１３のうち他方のロールであ
る雌回転工具１３ｂには、外周に溝刃２７が形成されて
いる。図１（ａ）に示すように、この溝刃２７は、切込
刃１９の断面に対応する断面形状を有する。すなわち、
雌回転工具１３ｂの回転の軸（図中、上下方向の軸）を
含む断面で、直角三角形の断面形状の空間２９を有する
溝部分３１が、回転軸方向（図中、上下方向）に対とな
って対象に、二条の溝として配置される。

【００１６】これにより、全体が略Ｖ字状の空間を有す
ることになる。そして、溝刃２７は、一対の溝部分３１
と、両溝部分３１の間の中央平面部分３３とに、３つに
分割され、各部分３１、３３は合計三枚のリング状ピー
スとなり、図示しないボルトなどで一体的に、雌回転工
具の外周に、締結される。

【００１７】第２回転工具対である第２ロール対１５
は、第１ロール対１３が有するような刃１９、２７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。（作用）図４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１
３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２に示すように、二等辺三角形の
リブ３の頂部付近３ａを噛み込んで挟圧する。

【００１８】まず、第１ロール１３の剪断用の切込刃１
９と溝刃２７は、略Ｖ字状に設けられているので、図５
に示すように、挟圧により２条の互いに平行な切込線３
５が形成される（図５（ｂ））。これら切込線３５の間
の切込部７は、切込刃１９のクサビ状突起２３が食い込
んで、切り込み動作の初期において溝刃１９の空間２９
内へ、自由に押し伸ばされる。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枚の金属板５、５が互いにずれることでも、
切込部７の見かけ上の押し伸ばしが行われる。押し伸ば
された切込部７は、溝刃２７の溝部分３１の斜辺に沿っ
て斜めの状態に変形し、切込部７の跡部分である切込線
３５に対し斜めの状態、すなわちクロスした状態となる
（図１（ａ））。

【００１９】次に、第２ロール１５により、切込部７は
切込線３５にクロスした状態で挟圧されるが、切込部７
は押し伸ばされ実際の幅は既に広がっているので（図１
（ａ））、この挟圧によって切込部７は切込線３５の外
側（図１（ｂ）の上下側）まで拡幅される。そして、切
込部７の両端部分（図１（ｂ）の上下部分）と切込線３
５の外側部分が重ね合わされた状態で圧接される（図１
（ｂ））。

【００２０】（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（図
６）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と切込窓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。

【００２１】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の両端部分と切込線３５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。

【００２２】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。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。

【００２３】また、第１回転工具対である第１ロール対
１３の雌回転具１３ｂの溝刃２７は、雌回転工具１３ｂ
の全周に溝として形成されるので、この全周のどこへ切
込刃１９が合っても構わない。したがって、雌回転工具
１３ｂの溝刃２７と雄回転工具１３ａの切込刃１９との
同調は不要であり、仮に雌回転具１３ｂと雄回転具１３
ａとのスリップなどがあっても、装置の運転を停止して
調整をするなどのことは不要である。

【００２４】また、切込刃１９に形成されたクサビ状突
起２３により、金属板５の切込部７はしっかりと食い込
まれ、大きな力で斜めに押し伸ばされ、したがって、大
きな拡幅が可能になり、よりしっかりした接合が行われ
る。また、切込刃１９が金属板５を介して溝刃２７に侵
入し、金属板５に切込線３５を形成する初期に、金属板
５は溝刃２７の直角三角形の空間２９の中へ自由に押し
伸ばされる。つまり、従来のように刃物側面による拘束
がない。したがって、押し伸ばしが十分に行われる。

【００２５】また、切込刃１９と溝刃２７は、３つに分
割されているので、分割された部分２１、２５、３１、
３３の一部を取り替えることで、切込部７を押し伸ばす
量を変更でき、よって、切込部７の端部分と切込線３５
の外側部分を重ね合わせる重ね代の寸法を変更すること
が、容易に可能になる。

【００２６】（他の実施形態）以上の実施形態において
は、切込線３５は２条形成されるものであったが、他の
実施形態においては、一条でも、あるいは３条以上でも
よい。すなわち、切込刃１９は凸部分２１を二つ有する
ものであったが、一つでも、あるいは三つ以上でも構わ
ない。この切込刃１９の凸部分２１の数に合わせて、溝
刃２７も形状が設定される。

【００２７】また、以上の実施形態においては、切込刃
１９は、雄回転工具１３ａの円周上の４ヶ所設けられる
ものであったが、他の実施形態においては、１ヶ所、２
ヶ所、３ヶ所、あるいは５ヶ所以上でもよい。また、以
上の実施形態においては、接合される金属板５は２枚で
あったが、他の実施形態においては、３枚以上であって
もよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、第１、２、または
３の発明によれば、第２回転工具による挟圧で拡幅を行
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回転工具
と第２回転工具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。

【００２９】また、第１回転工具で既に切込部は斜めに
押し伸ばされた状態になっており、第２回転工具での挟
圧で拡幅を行う作業の際には、切込部の端部分と切込線
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
て金属板のしっかりした圧接状態での接合が可能にな
る。

【００３０】第２、または３の発明によれば、第１回転
工具対の雌回転具の溝刃は、雌回転工具の全周に溝とし
て形成されるので、雄回転工具の切込刃との同調が不要
であり、雌回転具と雄回転具とのスリップなどがあって
も、装置の運転を停止して調整をすることは不要であ
る。

【００３１】また、クサビ状突起により、切込部を斜め
に押し伸ばす力を大きくでき、したがって、大きな拡幅
を可能にし、よりしっかりした接合が可能になる。ま
た、切込刃が溝刃に侵入して金属板に切込線を形成する
初期に、金属板は溝刃の直角三角形の空間の中へ自由に
押し伸ばされ、従来のように刃物側面による拘束がない
ので、押し伸ばしが十分に行われる。

【００３２】第３の発明によれば、３つの分割された部
分の一部を取り替えることで、切込部を斜めに押し伸ば
す量を変更し、よって、切込部の端部分と切込線の外側
部分を重ね合わせる重ね代の寸法を変更することが可能
になる。

【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の切込
動作を示す拡大断面図（ｂ）は、（ａ）の後の接合動作を示す拡大断面図であ
る。

【図２】図１の各動作を行う回転工具からなる装置の平
面図である。

【図３】（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４】図２の装置の全体を示す平面図である。

【図５】図３のワークに接合加工を施した状態を示すも
ので（ａ）は全体斜視図（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。

【図６】従来例を示すもので、図１（ｂ）に対応する図
である。

【符号の説明】

１デッキプレート３リブ５金属板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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数枚の金属板を重ね合わせた状態で挟圧
する第１回転工具対と、第１回転工具対のうち一方の雄
回転工具の外周に設けられた切込刃と、前記第１回転工
具対のうち他方の雌回転工具の外周に設けられ前記切込
刃に対応する溝刃と、前記切込刃と前記溝刃とによって
形成された切込線の付近の切込部が、前記切込動作によ
り斜めに押し伸ばされた状態で、前記複数枚の金属板を
挟圧することにより、前記切込部を押圧し切込線の外側
まで拡幅し、前記切込部の端部分と切込線の外側部分を
重ね合わせて圧接する第２回転工具対と、を備えたこと
を特徴とする金属板の機械的接合装置。
【請求項２】前記切込刃は、前記雄回転工具の回転の軸
を含む断面で、直角三角形の断面形状を有する凸部分
が、前記回転軸方向に対となって対象に配置され、これ
により全体が略Ｖ字状になり、各凸部分の前記直角三角
形の斜辺にクサビ状突起を有し、前記溝刃は、前記切込
刃の断面に対応する断面形状を有し、雌回転工具の全周
に二条の溝として形成されたことを特徴とする請求項１
に記載の金属板の機械的接合装置。
【請求項３】前記切込刃は、前記一対の凸部分と、両部
分の間の中央平面部分とに、３つに分割可能であり、前
記溝刃は、前記二条の溝の部分と、両部分の間の中央平
面部分とに、３つに分割可能であることを特徴とする請
求項２に記載の金属板の機械的接合装置。