JPH0576962A - 金属板のかしめ接合方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 重ね合わされた２枚の金属板を簡単かつ能率
的にかしめ接合する。 【構成】 先端面１７ｂが凹面状の突き出し刃１７を持
つ突き出しロール１５と底面１８ｂが凸面状の受け溝１
８を持つ受けロール１６との間に２枚の金属板１，２を
通板する。２枚の金属板１，２の重ね合わせ部１１に切
り込み線を入れると同時に押し込み，かつ切り込み線間
部分Ａをすえ込み加工し展延する。断面凹形の切り込み
線間部分Ａが得られる（図６はこの第１工程を示す）。
続いて，突出部付きロールと円筒状ロールとの間に通板
する。先の切り込み線間部分Ａが突出部付きロールの突
出部と円筒状ロールとで挟圧され，フラットに曲げ戻さ
れる（第２工程）。切り込み線間部分Ａの幅が広がるの
で，この部分は打ち抜き穴から外れず，２枚の金属板
１，２が堅固に接合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，２枚の金属板を接合
するかしめ接合方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より，２枚の金属板を互いに接合す
る方法として，プレス機にセットしたポンチとダイスに
より図１３〜図１５に示すように，重ね合わされた２枚
の金属板１，２に２本の切り込み線３を入れると同時
に，切り込み線間部分Ａを板厚の２倍分以上押し込み，
次いで，切り込み線間部分Ａをすえ込み加工（すなわ
ち，材料に圧縮力を加えて展延する塑性変形加工）し
て，その幅ｂを元の切り込み線間の幅ａより広げる方法
が公知である。この接合方法では，単なる凸のポンチと
凹のダイスとによる単純な金型で上記の押し込み幅広げ
加工を行うことはできないので，種々の工夫がなされて
いる。例えば，特公昭６３−５２９９８号では，図１６
に示すように，ポンチ５は通常の単なる凸型であり，ダ
イス６側は固定端７とその両側に設けた左右に拡開可能
な板ばね８とで構成し，このポンチ５とダイス６とによ
り重ね合わされた２枚の金属板１，２をプレスした時
に，ポンチ５の左右のエッジ５ａとダイス６の左右の板
ばね８の対向エッジ８ａとで前記の２本の切り込み線３
をいれると同時に，この切り込み線間部分Ａを押し込
み，ポンチ５の先端面とダイス６の固定端７とで２枚の
金属板１，２の切り込み線間部分Ａをすえ込み加工して
幅を広げるという方法である。このすえ込み加工の際，
左右の板ばね８が左右に逃げることで，前記の切り込み
線間部分Ａの幅が広がることを許容し，かつ，幅広げし
た部分Ａがダイス穴から抜き出されることを容易にす
る。

【０００３】なお，この特公昭６３−５２９９８号に
は，対向する１対のロールにポンチとダイスに相当する
部分をそれぞれ設けて，上述の押し込み幅広げ方式のか
しめ接合を行う方法が開示されている。しかし，このロ
ールに設けるダイス部分はやはり前述の通り側壁が拡開
可能な構造である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のダイス６側
に拡開可能な板ばね８を設ける方法は，金型の一部が動
くものであるから構造的に複雑であり，また，弾性を持
つ材料を使用しなければならないので，高い硬度が要求
される工具として好ましくなく，耐久性が低いという問
題がある。

【０００５】ところで，この種の押し込み幅広げ方式に
よるかしめ接合を行う場合に最も問題となる点は，ダイ
ス穴内で幅広げ加工を行うという点である。つまり，ダ
イス内での幅広げを実際に可能にすることと，幅広げさ
れた部分をダイス穴から抜き出せるようにすることであ
り，これを実現する方法がこれまでの大きな関心事とな
ってきた。

【０００６】しかし，本発明者らは，ロール成形機で帯
状の金属板より２枚の重ね合せ部を有する断面形状の成
形品を成形する際に，その重ね合わせ部を接合する方法
を種々研究し実験を重ねた結果，ロール成形機におい
て，成形材に対して対向する１対のロールにそれぞれ設
けたポンチとダイス穴とにより押し込み幅広げ加工を行
った場合，金属板が成形ロールで強く掴まれているこ
と，ロール外周のダイス穴部分が金属板とともに前進
しつつ次第に金属板から離れていく軌跡をたどること，
および，その際のダイス穴部分の動きが対向する１対
のロールで金属板を挟持した状態で行われること等か
ら，図１６の板ばね８のようにダイス穴の側壁を拡開可
能にしなくても，幅広げされた部分をダイス穴部分から
引き抜く強力な力が働き，幅広げされた部分が円滑にダ
イス穴部分から容易に抜き出されるということ，およ
び，その場合に可能な幅広げ量はポンチとダイス穴との
せん断クリアランス相当分程度のあまり大きなものでは
ないが，それでも特に強力な剥離力が加わる使用条件で
なければ，十分使用に耐える程度の接合力が得られると
いうことを見い出した。

【０００７】しかしながら，接合力をさらに強固にする
ことは望ましいことであり，また，ロール成形機におけ
るかしめ接合に限らず，独立してかしめ接合を行うこと
ができることが望ましい。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で，重ね合わされた２枚の金属板を，ダイス穴側の側壁
を拡開可能にするなどの複雑な機構によらずに，簡単に
かつ能率的にかしめ接合する方法および装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は，重ね合わされた２枚の金属板をかしめ接合するか
しめ接合方法であって，対向する１対のロールの外周に
それぞれ設けた先端面が凹面状の突き出し刃とこれに対
向する底面が凸面状の受け溝とにより，この１対のロー
ルの間を通板される重ね合わされた２枚の金属板に，ほ
ぼ金属板送り方向をなす適宜の長さの２本の切り込み線
を入れると同時に切り込み線間部分を板厚２枚分以上押
し込み，かつ，切り込み線間部分を前記突き出し刃の凹
面状の先端面と受け溝の凸面状の底面とですえ込み加工
して，切り込み線間部分を断面凹形に曲げかつ展延する
第１工程と，対向する１対のロールの一方のロールの外
周に設けた，前記切り込み線間部分を押圧可能な先端面
がフラットな突出部と，他方のロールの円筒状外周面と
により，この１対のロール間を通板される重ね合わされ
た２枚の金属板の前記断面凹形の切り込み線間部分をフ
ラットに曲げ戻す第２工程とを有することを特徴とす
る。

【００１０】請求項２は上記のかしめ接合方法を具体的
に実施する装置である。

【００１１】

【作用】上記構成において，第１工程ですえ込み加工さ
れた切り込み線間部分は，幅方向の展開長さは元の切り
込み線間隔寸法より大きくなっている（すなわち幅広げ
されている）が，断面が凹形であるから，この切り込み
線間部分の直線的な幅は大きくならない。したがって，
切り込み線間部分の両側縁が受け溝の側壁に食い込むこ
とはなく，受け溝から容易に抜き出される。

【００１２】続く第２工程で前記の断面凹形の切り込み
線間部分をフラットに曲げ戻すと，元々この部分は展延
されているので，このフラットにされた切り込み線間部
分の幅が十分広くなり，その両側縁が打ち抜かれた穴部
分の側縁に当たるので，２枚の金属板が堅固に結合され
る。

【００１３】第１工程におけるすえ込み加工は，切り込
み線間部分を断面凹形に曲げつつ展延を行うものである
から，上下方向のロール圧下力は板面に対して垂直でな
くある角度で作用し，したがって，圧下力は，板面に垂
直な方向の成分と板幅方向の成分とに分けられることに
なり，この板幅方向の成分が摩擦力により切り込み線間
部分を直接幅方向に引っ張る力として作用するので，単
にフラットのままですえ込み加工を行う場合と比較して
小さな圧下力で所望の展延量（幅広げ量）を確保するこ
とができる。

【００１４】

【実施例】以下，本発明の一実施例を図１〜図１５を参
照して説明する。本発明により得られる最終的なかしめ
接合部の構造自体は，図１３〜図１５に示した押し込み
幅広げ方式の接合部と同じである。以下の実施例は，帯
状の金属板よりロール成形機で図１２に示した断面形状
の成形品１０を成形する際に，この成形品１０の重ね合
わせ部１１をかしめ接合する場合を示す。なお．この成
形品１０は，上面全体を平坦にした鉄筋コンクリート床
板用フラットデッキプレートであり，上面全体を平坦に
するために図示のように垂直な重ね合わせ部１１を持つ
断面形状としている。このフラットデッキプレートの上
に打設したコンクリートが重ね合わせ部１１の２枚の間
（矢印（イ））から下部空所に浸入することがないよう
に，この重ね合わせ部１１を隙間が生じないように接合
することが要求される。なお，実施例では，ロール成形
機において図１２のフラットな上面が下側となるように
上下逆向きで成形される。実施例のかしめ接合装置は，
タンデムに配置された多数段の成形ロールにより重ね合
わせ部１１が形成された後つまり成形ロールの最終段ロ
ールスタンドの出側，あるいは最終段近傍のロールスタ
ンド間に配置する。図１１において，符号１２および１
３は最終段の前段および最終段の成形ロールを示し，図
示例では最終段の成形ロール１３の出側にかしめ接合装
置１４を配置している。

【００１５】このかしめ接合装置１４は，対向する１対
のロールからなる押し込み・曲げ展延用ロール１４Ａ
と，この押し込み・曲げ展延用ロール１４Ａとタンデム
に配置された同じく１対のロールからなるフラット曲げ
戻し用ロール１４Ｂとからなっている。

【００１６】前記押し込み・曲げ展延用ロール１４Ａは
第１工程の加工を行うもので，第１工程を示す図１〜図
３および図３の要部を拡大した図５，図６に示すよう
に，成形材１０の重ね合わせ部１１（つまり重ね合わさ
れた２枚の金属板１，２）を挟んで通板させる突き出し
ロール１５と受けロール１６との１対のロールからなっ
ている。この１対のロール１５，１６は成形機の動力を
利用して駆動してもよいが，成形ロールによる材料の駆
動力があるので無駆動でもよい。

【００１７】前記突き出しロール１５は，図７にも示す
ように両側縁に切断用エッジ１７ａを持ち先端面１７ｂ
が円弧凹面状をなしロール外周１５ａから突出する突き
出し刃１７を備えている。図示例では図１等に示すよう
に１８０°対向する２箇所にこの突き出し刃１７を設け
ている。また，突き出し刃１７は摩耗時に交換できるよ
うにロール本体とは別部材で製作しボルトでロール本体
に取り付けて着脱可能にしている。

【００１８】前記受けロール１６は，前記突き出し刃１
７の左右の切断用エッジ１７ａに対応する切断用エッジ
１８ａを持ち，かつ突き出し刃１７の円弧凹面状の先端
面１７ｂとの間に金属板の板厚ｔの２枚分以下のギャッ
プｇ（すなわち，ｇ〈２ｔ）を形成する円弧凸面状をな
す底面１８ｂを持つ受け溝１８を外周に備えている。図
示例の受け溝１８は受けロール１６の全周にわたって形
成している。しかし，この受け溝は突き出し刃１７に対
向する部分のみ凹部となっている形状とすることもでき
る。

【００１９】前記フラット曲げ戻しロール１４Ｂは第２
工程の加工を行うもので，第２工程を示す図４および図
４の（ロ）の要部を拡大した図８に示すように，成形材
１０の重ね合わせ部１１を挟んで通板させる突出部付き
ロール２５と円筒状ロール２６との１対のロールからな
っている。この１対のロール２５，２６も駆動，無駆動
のいずれでもよい。

【００２０】前記突出部付きロール２５は，第１工程で
形成された切り込み線間部分を押圧可能な先端面がフラ
ット（ロールの半径方向から見てフラットであり，中心
軸線方向からみれば円弧状である）な突出部２７を備え
ている。また，前記円筒状ロール２６は単なる円筒状の
外周を持つ。

【００２１】上記のかしめ接合装置１４によるかしめ接
合を第１工程を示す図１〜図３，図５〜図７，図９およ
び第２工程を示す図４，図８，図１０を参照して説明す
ると，図１は押し込み・曲げ展延用ロール１４Ａの突き
出しロール１５と受けロール１６との間を成形材１０の
重ね合わせ部１１（重ね合わされた２枚の金属板１，
２）が両ロール１５，１６の外周面１５ａ，１６ａで挟
持されて単に通板されている状態であり，突き出し刃１
７は重ね合わせ部１１から離れている。

【００２２】成形材１０が送られ両ロール１５，１６が
回転すると，図２に示すように突き出し刃１７が金属板
に接触し切り込みおよび押し込み変形を開始する。両ロ
ール１５，１６が金属板１，２の前進とともにさらに回
転すると，突き出し刃１７と受け溝１８とにより金属板
１，２に２本の平行な切り込み線３（図１３参照）が入
れられると同時に，両切り込み線間部分Ａが板厚ｔの２
枚分以上押し込まれ，かつ，図５，図６，図９に拡大し
て示すように，両切り込み線間部分Ａが突き出し刃１７
の円弧凹面状の先端面１７ｂと受け溝１８の円弧凸面状
の底面１８ｂとですえ込み加工されて，切り込み線間部
分Ａが断面円弧状に曲げられ，かつ展延される。すなわ
ち，切り込み線間部分Ａの幅方向の展開長さが塑性変形
により元の切り込み線間隔寸法ａより長くなる。

【００２３】この場合，展延された切り込み線間部分Ａ
の展開長さは長くなっているが，断面が凹形であるか
ら，この切り込み線間部分Ａの直線的な幅は大きくなら
ない。したがって，切り込み線間部分Ａの両側縁が受け
溝１６の側壁に食い込むことはなく，受け溝１６から容
易に抜き出される。

【００２４】また，第１工程におけるすえ込み加工は，
切り込み線間部分Ａを断面凹形に曲げつつ展延を行うも
のであるから，上下方向のロール圧下力は板面に対して
垂直でなくある角度で作用し，したがって，圧下力は，
板面に垂直な方向の成分と板幅方向の成分とに分けられ
ることになり，この板幅方向の成分が摩擦力により切り
込み線間部分を直接幅方向に引っ張る力として作用する
ので，単にフラットのままですえ込み加工を行う場合と
比較して小さな圧下力で所望の展延量（幅広げ量）を確
保することができる。なお，例えば板厚１．０ｍｍ前後
の鋼板の２枚重ね部分の例えば２ｃｍ² 程度（実施例の
切り込み線間部分Ａの面積）の範囲を展延するためには
かなりの圧下力が必要であり，本発明のようにロールを
用いて行う場合にはロール支持構造に十分高い剛性が要
求され，設置スペースその他を考慮すると，必ずしも容
易でないが，圧下力が軽減されることで，設備が簡易な
もので済む。

【００２５】押し込み・曲げ展延用ロール１４Ａで形成
された断面円弧状の切り込み線間部分Ａは，続くフラッ
ト曲げ戻しロール１４Ｂを通過する際に，打ち抜き穴に
嵌入する突出部付きロール２５の突出部２７と対向する
円筒状ロール２６とで挟圧され，図８，図１０に示すよ
うに，フラットに曲げ戻される。このフラットに曲げ戻
された切り込み線間部分Ａは，先に展延されているの
で，このフラットにされた切り込み線間部分Ａの幅は十
分広く，その両側縁が打ち抜かれた穴部分の側縁に当た
るので，２枚の金属板１，２が堅固に結合される。こう
して最終的な形状としては図１３〜図１５で説明した従
来のかしめ接合構造と同じ構造のかしめ接合部が得られ
る。

【００２６】なお，第１工程で曲げる切り込み線間部分
Ａの断面形状は，実施例では円弧状であるが，Ｖ形状，
台形状等でもよい。要するに，断面がフラットでなく凹
形であれば，切り込み線間部分Ａを展延しても両側縁が
受け溝１６の側壁にかみ込まないで済むし，かつ展延に
要する圧下力が小さく済む。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば，重ね合わされた２枚の
金属板を押し込み幅広げ方式で接合するに際して，ロー
ルを用いて行うととももに，切り込み線間部分をすえ込
み加工する際にこの部分を一旦断面凹形に曲げかつ展延
し，続いてこの断面凹形の切り込み線間部分をフラット
に曲げ戻して，幅広げされた切り込み線間部分を形成す
るようにしたので，ダイス穴側の側壁を拡開可能にする
等の複雑な機構によらずに，簡単かつ能率的にかしめ接
合することが可能となった。

【００２８】また，第１工程におけるすえ込み加工は，
切り込み線間部分を断面凹形に曲げつつ展延を行うもの
であるから，単にフラットのままですえ込み加工を行う
場合と比較して小さな圧下力で所望の展延量（幅広げ
量）を確保することができ，設備が大掛かりなものとな
らずに済む。

【００２９】また，従来のダイスの側壁を板ばねで形成
する場合と異なり，十分硬度の高い工具材料を使用する
ことができ，可動部がないことと相まって，十分高い耐
久性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のかしめ接合方法の一実施例における第
１工程を説明するもので，押し込み・曲げ展延用ロール
における突き出しロールと受けロールとの間を金属板の
重ね合わせ部が通板される状態を示し，同図（イ）は平
面図，同図（ロ）は要部の正面図である。

【図２】同じく第１工程を説明するもので，図１の突き
出しロールと受けロールとが回転して金属板の重ね合わ
せ部に押し込み幅広げ加工を開始する直前の状態を示
し，同図（イ）は平面図，同図（ロ）は要部の正面図で
ある。

【図３】同じく第１工程を説明するもので，図２の突き
出しロールと受けロールとがさらに回転して金属板の重
ね合わせ部に押し込み幅広げ加工を行っている状態を示
し，同図（イ）は平面図，同図（ロ）は要部の正面図で
ある。

【図４】続く第２工程を説明するもので，フラット曲げ
戻しロールにおける突出部付きロールと円筒状ロールと
の間を金属板の重ね合わせ部が通板されて，第１工程で
形成された押し込み・曲げ展延部が曲げ戻しされる状態
を示し，同図（イ）は平面図，同図（ロ）は要部の正面
図である。

【図５】図３（イ）の要部拡大図である。

【図６】図３（ロ）の要部拡大図である。

【図７】図５等における突き出し刃部分の拡大斜視図で
ある。

【図８】図４（ロ）の要部拡大図である。

【図９】第１工程の押し込み・曲げ展延用ロールを通過
した後の切り込み線間部分の中間部切断斜視図である。

【図１０】第２工程のフラット曲げ戻しロールを通過し
た後の切り込み線間部分の中間部切断斜視図である。

【図１１】ロール成形機に上述のかしめ接合装置を配置
した状態を示す側面図である。

【図１２】本発明の実施例において加工対象とする成形
品の断面を示す図である。

【図１３】本発明により実現しようとするそれ自体は公
知のかしめ接合構造の平面図である。

【図１４】図１３におけるＸ−Ｘ線断面図である。

【図１５】図１３におけるＹ−Ｙ線断面図である。

【図１６】従来のかしめ接合装置を示す要部の斜視図で
ある。

【符号の説明】

１，２ 金属板 ３ 切り込み線 Ａ 切り込み線間部分 １０ 成形品（フラットデッキプレート） １１ 重ね合わせ部 １４ かしめ接合装置 １４Ａ 押し込み・曲げ展延用ロール １４Ｂ フラット曲げ戻しロール １５ 突き出しロール １６ 受けロール １７ 突き出し刃 １７ａ 切断用エッジ １７ｂ 先端面 １８ 受け溝 １８ａ 切断用エッジ １８ｂ 底面 ２５ 突出部付きロール ２６ 円筒状ロール ２７ 突出部 ｇ ギャップ ｔ 金属板の板厚

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重ね合わされた２枚の金属板をかしめ接
   合するかしめ接合方法であって，対向する１対のロール
   の外周にそれぞれ設けた先端面が凹面状の突き出し刃と
   これに対向する底面が凸面状の受け溝とにより，この１
   対のロールの間を通板される重ね合わされた２枚の金属
   板に，ほぼ金属板送り方向をなす適宜の長さの２本の切
   り込み線を入れると同時に切り込み線間部分を板厚２枚
   分以上押し込み，かつ，切り込み線間部分を前記突き出
   し刃の凹面状の先端面と受け溝の凸面状の底面とですえ
   込み加工して，切り込み線間部分を断面凹形に曲げかつ
   展延する第１工程と，対向する１対のロールの一方のロ
   ールの外周に設けた，前記切り込み線間部分を押圧可能
   な先端面がフラットな突出部と，他方のロールの円筒状
   外周面とにより，この１対のロール間を通板される重ね
   合わされた２枚の金属板の前記断面凹形の切り込み線間
   部分をフラットに曲げ戻す第２工程とを有することを特
   徴とする金属板のかしめ接合方法。
2. 【請求項２】 重ね合わされた２枚の金属板をかしめ接
   合するかしめ接合装置であって，重ね合わされた２枚の
   金属板を挟んで通板させる，対向する突き出しロールと
   受けロールとの１対からなる押し込み・曲げ展延用ロー
   ルと，この押し込み・曲げ展延用ロールとタンデムに配
   置されて引き続き前記金属板を通板させる，対向する突
   出部付きロールと円筒状ロールとの１対からなるフラッ
   ト曲げ戻し用ロールとからなり，前記突き出しロール
   は，前記重ね合わされた２枚の金属板にほぼ金属板送り
   方向をなす適宜の長さの２本の切り込み線を入れ切り込
   み線間部分を板厚２枚分以上押し込む，両側縁に切断用
   エッジを持ち先端面が凹面状をなす突き出し刃を外周に
   備え，前記受けロールは，前記突き出し刃の左右の切断
   用エッジに対応する切断用エッジを持ち，かつ突き出し
   刃の凹面状の先端面との間に板厚２枚分以下のギャップ
   を形成する凸面状の底面を持つ受け溝を外周に備え，前
   記突出部付きロールは，前記切り込み線間部分を押圧可
   能な先端面がフラットな突出部を備えていることを特徴
   とする金属板のかしめ接合装置。