JPH1177192A - アルミ合金鋳物の通電カシメ方法 - Google Patents
アルミ合金鋳物の通電カシメ方法Info
- Publication number
- JPH1177192A JPH1177192A JP24537097A JP24537097A JPH1177192A JP H1177192 A JPH1177192 A JP H1177192A JP 24537097 A JP24537097 A JP 24537097A JP 24537097 A JP24537097 A JP 24537097A JP H1177192 A JPH1177192 A JP H1177192A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- projection
- caulking
- aluminum alloy
- energization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 割れ，溶融等の欠陥がない健全なカシメ部で
アルミ合金鋳物を相手材と結合する。 【解決手段】 アルミ合金鋳物に設けたカシメ用突起に
相手材の孔部を嵌め合わせた状態でアルミ合金鋳物に相
手材を重ね合わせ、カシメ用突起を含めてアルミ合金鋳
物を一対の電極に挟み込み、アルミ合金鋳物を加圧しな
がら、無通電期間又は低電流通電期間を間において通電
加熱を複数回繰り返す。通電加熱は、突起の温度が溶融
温度未満となるように供給電流及び／又は通電時間を調
整する。無通電期間又は低電流通電期間には、突起が２
５０℃以上の温度に維持されるように時間調整する。突
起に加える加圧力は、変形能が小さい低温度域で突起が
変形することを防止するため、突起の断面積で加圧力を
除した加圧応力が常温における被カシメ材の耐力より小
さい値に調整する。
アルミ合金鋳物を相手材と結合する。 【解決手段】 アルミ合金鋳物に設けたカシメ用突起に
相手材の孔部を嵌め合わせた状態でアルミ合金鋳物に相
手材を重ね合わせ、カシメ用突起を含めてアルミ合金鋳
物を一対の電極に挟み込み、アルミ合金鋳物を加圧しな
がら、無通電期間又は低電流通電期間を間において通電
加熱を複数回繰り返す。通電加熱は、突起の温度が溶融
温度未満となるように供給電流及び／又は通電時間を調
整する。無通電期間又は低電流通電期間には、突起が２
５０℃以上の温度に維持されるように時間調整する。突
起に加える加圧力は、変形能が小さい低温度域で突起が
変形することを防止するため、突起の断面積で加圧力を
除した加圧応力が常温における被カシメ材の耐力より小
さい値に調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、塑性加工性に劣るアル
ミ合金鋳物を亀裂の発生なく強固に接続する通電カシメ
方法に関する。
ミ合金鋳物を亀裂の発生なく強固に接続する通電カシメ
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属材料の機械的接合手段の一つとし
て、カシメ法が従来から知られている。カシメによる接
続では、接合しようとする被カシメ材の一部に突起を形
成し、相手材に穿設した孔部に突起を嵌め合わせ、孔部
から突出する突起をプレス等によって塑性変形させて相
手材に噛み合わせる。カシメによって十分な接合強度を
得るためには、被カシメ材の塑性加工性を高め、塑性変
形後に相手材と十分に噛み合わせることが重要である。
そこで、特開昭５５−１２２６３７号公報では、被カシ
メ材を通電加熱して軟化させることにより、加圧時の塑
性変形を促進させている。特開昭５９−２１５２２４号
公報では、被カシメ材の表層部が優先的に加熱される周
波数の交流を通電してカシメを行っている。特開平３−
８６３８１号公報では、アルミダイカスト製品と異種金
属とを接続する際、アルミダイカスト製品に設けたカシ
メボスに異種金属を嵌め合わせ、通電によりカシメボス
を半溶融状態に加熱してカシメを行っている。
て、カシメ法が従来から知られている。カシメによる接
続では、接合しようとする被カシメ材の一部に突起を形
成し、相手材に穿設した孔部に突起を嵌め合わせ、孔部
から突出する突起をプレス等によって塑性変形させて相
手材に噛み合わせる。カシメによって十分な接合強度を
得るためには、被カシメ材の塑性加工性を高め、塑性変
形後に相手材と十分に噛み合わせることが重要である。
そこで、特開昭５５−１２２６３７号公報では、被カシ
メ材を通電加熱して軟化させることにより、加圧時の塑
性変形を促進させている。特開昭５９−２１５２２４号
公報では、被カシメ材の表層部が優先的に加熱される周
波数の交流を通電してカシメを行っている。特開平３−
８６３８１号公報では、アルミダイカスト製品と異種金
属とを接続する際、アルミダイカスト製品に設けたカシ
メボスに異種金属を嵌め合わせ、通電によりカシメボス
を半溶融状態に加熱してカシメを行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の通電カシメ方法
は、何れの方法でも１回の通電で突起を加熱しているた
め、昇温した突起の温度分布が不均一になり易い。その
ため、塑性変形し難い部分が残り、カシメ時に必要な変
形能が得られないことがある。なかでも、砂型鋳造，金
型鋳造等で製造された塑性加工性に劣るアルミ合金鋳物
を被カシメ材とする場合、必要な変形能を示す温度に突
起が加熱されていないと、低い変形能に起因した割れが
発生し易くなる。逆に、高い変形能を得るために被カシ
メ材を長時間加熱すると、突起部が６００℃以上の高温
に加熱され溶融が起こり易くなる。その結果、溶融に起
因した欠陥がカシメ部に発生することになる。本発明
は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、カシメ用突起の通電加熱を複数回繰り返すことによ
り、良好な変形能を示す温度域に突起を安定的に維持
し、割れや溶融等の欠陥発生を抑制して高い接合強度で
アルミ合金鋳物を接合することを目的とする。
は、何れの方法でも１回の通電で突起を加熱しているた
め、昇温した突起の温度分布が不均一になり易い。その
ため、塑性変形し難い部分が残り、カシメ時に必要な変
形能が得られないことがある。なかでも、砂型鋳造，金
型鋳造等で製造された塑性加工性に劣るアルミ合金鋳物
を被カシメ材とする場合、必要な変形能を示す温度に突
起が加熱されていないと、低い変形能に起因した割れが
発生し易くなる。逆に、高い変形能を得るために被カシ
メ材を長時間加熱すると、突起部が６００℃以上の高温
に加熱され溶融が起こり易くなる。その結果、溶融に起
因した欠陥がカシメ部に発生することになる。本発明
は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、カシメ用突起の通電加熱を複数回繰り返すことによ
り、良好な変形能を示す温度域に突起を安定的に維持
し、割れや溶融等の欠陥発生を抑制して高い接合強度で
アルミ合金鋳物を接合することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の通電カシメ方法
は、その目的を達成するため、アルミ合金鋳物よりなる
被カシメ材に設けたカシメ用突起に相手材の孔部を嵌め
合わせた状態に被カシメ材に相手材を重ね合わせ、カシ
メ用突起を含めて被カシメ材を一対の電極に挟み込み、
被カシメ材を加圧しながら、無通電期間又は低電流通電
期間を間において通電加熱を複数回繰り返すことを特徴
とする。
は、その目的を達成するため、アルミ合金鋳物よりなる
被カシメ材に設けたカシメ用突起に相手材の孔部を嵌め
合わせた状態に被カシメ材に相手材を重ね合わせ、カシ
メ用突起を含めて被カシメ材を一対の電極に挟み込み、
被カシメ材を加圧しながら、無通電期間又は低電流通電
期間を間において通電加熱を複数回繰り返すことを特徴
とする。
【０００５】通電加熱時には、突起の温度が溶融温度未
満となるように供給電流及び／又は通電時間を調整す
る。無通電期間又は低電流通電期間には、突起が２５０
℃以上の温度に維持されるように無通電期間又は低電流
通電期間の時間を調整する。突起に加える加圧力は、変
形能が小さい低温度域で突起が変形することを防止する
ため、突起の断面積で加圧力を除した加圧応力が常温に
おける被カシメ材の０．２％耐力より小さい値に調整す
ることが好ましい。相手材に設ける孔部の上部開口縁に
単数又は複数の段付き拡径部を付け、或いは角を付けた
孔部とするとき、カシメ工程で変形する突起のメタルが
段付き拡径部又は凹み部に流れ込み、被カシメ材と相手
材とが回り止めされたカシメ部が形成される。
満となるように供給電流及び／又は通電時間を調整す
る。無通電期間又は低電流通電期間には、突起が２５０
℃以上の温度に維持されるように無通電期間又は低電流
通電期間の時間を調整する。突起に加える加圧力は、変
形能が小さい低温度域で突起が変形することを防止する
ため、突起の断面積で加圧力を除した加圧応力が常温に
おける被カシメ材の０．２％耐力より小さい値に調整す
ることが好ましい。相手材に設ける孔部の上部開口縁に
単数又は複数の段付き拡径部を付け、或いは角を付けた
孔部とするとき、カシメ工程で変形する突起のメタルが
段付き拡径部又は凹み部に流れ込み、被カシメ材と相手
材とが回り止めされたカシメ部が形成される。
【０００６】
【実施の形態】本発明に従ったカシメ方法で接合される
被カシメ材としては、砂型鋳造，金型鋳造，ダイカスト
等で製造されたアルミ合金鋳物がある。相手材として
は、同様なアルミ合金鋳物の外に、鋼，ステンレス鋼，
銅等の異種金属材料やセラミックス，樹脂等の非金属材
料がある。以下の説明では、被カシメ材としてアルミダ
イカスト製品を、相手材として鋼材を例にとって説明す
るが、他の組合せでも同様なカシメによって接合される
ことは勿論である。被カシメ材１には、一体的な突起２
が形成されている。なお、一体的な突起２に替え、被カ
シメ材１に穿設した雌ネジ付きの孔に突起物をねじ込む
ことにより突起２とすることも可能である。相手材３に
は、突起２が差し通される孔部４が形成されている。突
起２は、図１左に示すように被カシメ材１に相手材３を
重ね合わせたとき、孔部４から突出する長さをもつこと
が必要である。
被カシメ材としては、砂型鋳造，金型鋳造，ダイカスト
等で製造されたアルミ合金鋳物がある。相手材として
は、同様なアルミ合金鋳物の外に、鋼，ステンレス鋼，
銅等の異種金属材料やセラミックス，樹脂等の非金属材
料がある。以下の説明では、被カシメ材としてアルミダ
イカスト製品を、相手材として鋼材を例にとって説明す
るが、他の組合せでも同様なカシメによって接合される
ことは勿論である。被カシメ材１には、一体的な突起２
が形成されている。なお、一体的な突起２に替え、被カ
シメ材１に穿設した雌ネジ付きの孔に突起物をねじ込む
ことにより突起２とすることも可能である。相手材３に
は、突起２が差し通される孔部４が形成されている。突
起２は、図１左に示すように被カシメ材１に相手材３を
重ね合わせたとき、孔部４から突出する長さをもつこと
が必要である。
【０００７】相手材３を重ね合わせた被カシメ材１を、
下部電極５と上部電極６との間に配置する。下部電極５
としては、たとえば５％Ｃｒ−Ｃｕ合金製の固定電極が
使用される。上部電極６としては、たとえば上下方向に
移動可能なＷ又はＷ合金製の可動電極が使用される。上
部電極６を下降させ、図１中に示すように突起２の頂面
に押圧する。次いで、下部電極５と上部電極６との間に
電流を２回以上流し、突起２を通電加熱する。供給する
電流としては、交流，直流，パルス電流，或いはそれら
が組み合わされて波形制御された電流等があり、それぞ
れの通電で突起２が２５０℃から溶融点以下の温度域に
加熱されるように投入電力が調整される。初回の通電と
次回以降の通電との間は、電流を供給しない無通電期
間，或いは少量の電流を供給する期間に設定される。
下部電極５と上部電極６との間に配置する。下部電極５
としては、たとえば５％Ｃｒ−Ｃｕ合金製の固定電極が
使用される。上部電極６としては、たとえば上下方向に
移動可能なＷ又はＷ合金製の可動電極が使用される。上
部電極６を下降させ、図１中に示すように突起２の頂面
に押圧する。次いで、下部電極５と上部電極６との間に
電流を２回以上流し、突起２を通電加熱する。供給する
電流としては、交流，直流，パルス電流，或いはそれら
が組み合わされて波形制御された電流等があり、それぞ
れの通電で突起２が２５０℃から溶融点以下の温度域に
加熱されるように投入電力が調整される。初回の通電と
次回以降の通電との間は、電流を供給しない無通電期
間，或いは少量の電流を供給する期間に設定される。
【０００８】通電加熱を複数回繰り返すことにより、良
好な変形能を示す温度域に突起２が安定維持される。た
とえば、下部電極５と上部電極６との間に、初回に５０
００Ａの電流を０．３４秒間供給し、０．０１６秒間の
無通電期間をおいた後、２回目に５０００Ａの電流を
０．４２５秒間供給したところ、突起２の温度が図２に
実線で示すように変化した。すなわち、初回の通電によ
り４００℃まで昇温した突起２は無通電期間に降温する
が、通電加熱による入熱が突起２全体に拡散される。そ
して、突起２が２５０℃以下に降温する前に２回目の通
電加熱を行うと、突起２が再度４００℃まで昇温する。
このとき、無通電期間における突起２の温度と再通電期
間における最高到達温度との温度差が小さく、また突起
２が２５０℃以上の高温状態になっているので、再通電
による加熱が突起２全体に行き渡る。その結果、突起２
は、良好な変形能を示す温度域，具体的には２５０〜５
００℃に突起２が安定維持される。
好な変形能を示す温度域に突起２が安定維持される。た
とえば、下部電極５と上部電極６との間に、初回に５０
００Ａの電流を０．３４秒間供給し、０．０１６秒間の
無通電期間をおいた後、２回目に５０００Ａの電流を
０．４２５秒間供給したところ、突起２の温度が図２に
実線で示すように変化した。すなわち、初回の通電によ
り４００℃まで昇温した突起２は無通電期間に降温する
が、通電加熱による入熱が突起２全体に拡散される。そ
して、突起２が２５０℃以下に降温する前に２回目の通
電加熱を行うと、突起２が再度４００℃まで昇温する。
このとき、無通電期間における突起２の温度と再通電期
間における最高到達温度との温度差が小さく、また突起
２が２５０℃以上の高温状態になっているので、再通電
による加熱が突起２全体に行き渡る。その結果、突起２
は、良好な変形能を示す温度域，具体的には２５０〜５
００℃に突起２が安定維持される。
【０００９】これに対し、短時間の１回通電により突起
２を加熱すると、必要とする温度域まで突起２全体が昇
温せず、通電停止後に突起２が短時間で降温するので、
十分なカシメ変形が得られない。逆に、長時間の１回通
電により突起２を加熱すると、突起２が部分的に溶融
し、健全なカシメ部が得られなくなる。更に、低電流で
長時間の１回通電により突起２を加熱すると、必要な温
度域に突起２が昇温するまでにかかる時間が長くなり、
カシメ工程が低温域で開始されるため、カシメ部に大き
な割れが発生し易くなる。
２を加熱すると、必要とする温度域まで突起２全体が昇
温せず、通電停止後に突起２が短時間で降温するので、
十分なカシメ変形が得られない。逆に、長時間の１回通
電により突起２を加熱すると、突起２が部分的に溶融
し、健全なカシメ部が得られなくなる。更に、低電流で
長時間の１回通電により突起２を加熱すると、必要な温
度域に突起２が昇温するまでにかかる時間が長くなり、
カシメ工程が低温域で開始されるため、カシメ部に大き
な割れが発生し易くなる。
【００１０】このように加熱された突起２は、良好な変
形能を示す温度域に均一に保持された状態で上部電極６
で加圧され、割れ等の欠陥発生がなく均等に塑性変形
し、図１右に示すような係止部７となる。したがって、
大きな接合強度をもつカシメ部が得られる。カシメ加工
時に上部電極６で突起２に加えられる加圧力は、加圧力
を突起の面積で除した加圧応力が常温における被カシメ
材１の０．２％耐力以下となるように設定することが有
効である。０．２％耐力以下の加圧応力で突起２を加圧
すると、突起２が所定の温度域になったときに初めて塑
性変形が開始され、健全なカシメ部が得られる。これに
対し、０．２％耐力を超える応力が生じる加圧力を突起
２に加えると、変形能の小さな低温域で変形が始まり、
割れ等の欠陥を発生させる原因となる。
形能を示す温度域に均一に保持された状態で上部電極６
で加圧され、割れ等の欠陥発生がなく均等に塑性変形
し、図１右に示すような係止部７となる。したがって、
大きな接合強度をもつカシメ部が得られる。カシメ加工
時に上部電極６で突起２に加えられる加圧力は、加圧力
を突起の面積で除した加圧応力が常温における被カシメ
材１の０．２％耐力以下となるように設定することが有
効である。０．２％耐力以下の加圧応力で突起２を加圧
すると、突起２が所定の温度域になったときに初めて塑
性変形が開始され、健全なカシメ部が得られる。これに
対し、０．２％耐力を超える応力が生じる加圧力を突起
２に加えると、変形能の小さな低温域で変形が始まり、
割れ等の欠陥を発生させる原因となる。
【００１１】突起２を塑性加工して得られるカシメ部と
しては、図３（ａ），（ｂ）に示すように半径方向に突
出した張出し部８をつけることも有効である。張出し部
８は、図３（ｃ）に示す段付き拡径部９，９を円周方向
に複数箇所付けた孔部４を形成した相手材３を用いてカ
シメ作業することにより形成される。或いは、図３
（ｄ）に示すように。角部１０を付けた孔部４を穿設し
ても良い。この場合、張出し部８が段付き拡径部９又は
角部１０と噛み合うため、被カシメ材１と相手材３が回
り止めされた状態で接合される。
しては、図３（ａ），（ｂ）に示すように半径方向に突
出した張出し部８をつけることも有効である。張出し部
８は、図３（ｃ）に示す段付き拡径部９，９を円周方向
に複数箇所付けた孔部４を形成した相手材３を用いてカ
シメ作業することにより形成される。或いは、図３
（ｄ）に示すように。角部１０を付けた孔部４を穿設し
ても良い。この場合、張出し部８が段付き拡径部９又は
角部１０と噛み合うため、被カシメ材１と相手材３が回
り止めされた状態で接合される。
【００１２】
実施例１：（２回通電による効果） 被カシメ材１として、アルミ合金ＡＤＣ３（常温での
０．２％耐力１７０〜２２０Ｎ／ｍｍ2 ）から作られた
厚み１１ｍｍのダイカスト製品を使用した。このダイカ
スト製品は、厚み２．６ｍｍのＨＴ８０鋼製相手材３と
カシメにより接合するため、直径４．５ｍｍ，高さ１０
ｍｍの突起２を備えている。相手材３には、突起２が嵌
り込む内径４．７ｍｍの孔部４が形成されている。孔部
４に突起２を嵌め込んで被カシメ材１と相手材３を重ね
合わせ、下部電極５と上部電極６との間に配置した。そ
して、表１に示す条件で電流５０００Ａを２〜３回通電
することにより突起２を加熱した。通電加熱により昇温
した突起２は、加圧力によって７０％を超える加工度で
塑性変形し、何れも良好な接合強度をもち割れのない健
全なカシメ部を形成した。なお、加工度は、図６に示す
ようにカシメ前の突起２の高さＨ0 に対するカシメ後の
高さＨ1 の減少割合で表した。
０．２％耐力１７０〜２２０Ｎ／ｍｍ2 ）から作られた
厚み１１ｍｍのダイカスト製品を使用した。このダイカ
スト製品は、厚み２．６ｍｍのＨＴ８０鋼製相手材３と
カシメにより接合するため、直径４．５ｍｍ，高さ１０
ｍｍの突起２を備えている。相手材３には、突起２が嵌
り込む内径４．７ｍｍの孔部４が形成されている。孔部
４に突起２を嵌め込んで被カシメ材１と相手材３を重ね
合わせ、下部電極５と上部電極６との間に配置した。そ
して、表１に示す条件で電流５０００Ａを２〜３回通電
することにより突起２を加熱した。通電加熱により昇温
した突起２は、加圧力によって７０％を超える加工度で
塑性変形し、何れも良好な接合強度をもち割れのない健
全なカシメ部を形成した。なお、加工度は、図６に示す
ようにカシメ前の突起２の高さＨ0 に対するカシメ後の
高さＨ1 の減少割合で表した。
【００１３】試験番号１について、カシメ中の突起２の
温度及び変位量を測定し、突起２の変形開始温度を調査
した。図４の調査結果にみられるように、通電開始時点
では突起２が変形せず、１回目の通電加熱で突起２の
温度が３００℃を超えた時点で変形が始まり、１回目
の通電加熱で突起２が最高温度４７０℃に到達した時点
以降で突起２の変形が一旦止まった。突起２の変形停
止期間は、無通電期間が終了する時点及び２回目の通
電加熱で突起２が３００℃に到達する時点まで継続し
た。２回目の通電加熱により突起２の温度が３００℃を
超えるようになった時点で再び突起２の変形が始ま
り、最終的に図１右に示すようなカシメ部が形成され
た。なお、時点〜の間で変形が進まないのは、突起
２の変形による断面積の増加に伴った変形応力の減少が
原因と推察される。
温度及び変位量を測定し、突起２の変形開始温度を調査
した。図４の調査結果にみられるように、通電開始時点
では突起２が変形せず、１回目の通電加熱で突起２の
温度が３００℃を超えた時点で変形が始まり、１回目
の通電加熱で突起２が最高温度４７０℃に到達した時点
以降で突起２の変形が一旦止まった。突起２の変形停
止期間は、無通電期間が終了する時点及び２回目の通
電加熱で突起２が３００℃に到達する時点まで継続し
た。２回目の通電加熱により突起２の温度が３００℃を
超えるようになった時点で再び突起２の変形が始ま
り、最終的に図１右に示すようなカシメ部が形成され
た。なお、時点〜の間で変形が進まないのは、突起
２の変形による断面積の増加に伴った変形応力の減少が
原因と推察される。
【００１４】
【００１５】比較例：（１回通電） 表２の１回通電で突起２を加熱する条件を採用した以外
は、実施例と同様な条件でカシメ作業を行った。試験番
号４は、短時間の１回通電で突起２を加熱したケースで
あるが、突起２の温度が図２に示すように十分な温度に
達せず、また昇温した突起２が短時間で降温するため、
変形能が低く、突起２の加工度が５４％に過ぎなかっ
た。そのため、十分なカシメ変形が得られず、接合強度
も低い値を示した。
は、実施例と同様な条件でカシメ作業を行った。試験番
号４は、短時間の１回通電で突起２を加熱したケースで
あるが、突起２の温度が図２に示すように十分な温度に
達せず、また昇温した突起２が短時間で降温するため、
変形能が低く、突起２の加工度が５４％に過ぎなかっ
た。そのため、十分なカシメ変形が得られず、接合強度
も低い値を示した。
【００１６】試験番号５は、加圧力が小さく、短時間の
１回通電で突起２を加熱したケースであるが、突起２の
加工度が５３％と更に小さく、十分なカシメ変形が得ら
れなかった。試験番号６は、通電時間を長く設定したケ
ースであり、突起２が図２に示すように５００℃を超え
る温度にまで加熱され、一部に溶融が生じた。そのた
め、９１％と高い加工度が得られたものの、被カシメ材
１と相手材３との接合に必要なカシメ部が形成されなか
った。試験番号７，８は、低電流で長時間１回通電した
ケースであるが、図２に示すように突起２の温度上昇が
遅く、加圧によるカシメ工程が変形能に劣る低温で開始
された。その結果、カシメ部に大きな縦割れが発生し
た。
１回通電で突起２を加熱したケースであるが、突起２の
加工度が５３％と更に小さく、十分なカシメ変形が得ら
れなかった。試験番号６は、通電時間を長く設定したケ
ースであり、突起２が図２に示すように５００℃を超え
る温度にまで加熱され、一部に溶融が生じた。そのた
め、９１％と高い加工度が得られたものの、被カシメ材
１と相手材３との接合に必要なカシメ部が形成されなか
った。試験番号７，８は、低電流で長時間１回通電した
ケースであるが、図２に示すように突起２の温度上昇が
遅く、加圧によるカシメ工程が変形能に劣る低温で開始
された。その結果、カシメ部に大きな縦割れが発生し
た。
【００１７】
【００１８】実施例２：（加圧力の影響） 下部電極５と上部電極６との間に挟んだ被カシメ材１及
び相手材３に加える加圧力を変更し、カシメ部の形成に
及ぼす加圧力の影響を調査した。なお、何れのケースに
おいても通電条件は、５０００Ａの電流を０．３３秒供
給し、０．０１６秒間通電を中断した後、再度５０００
Ａの電流を０．４２秒供給する２回通電とした。また、
実測した被カシメ材１の０．２％耐力は、２２０Ｎ／ｍ
ｍ2 であった。表３の調査結果にみられるように、７８
４０Ｎと大きな加圧力を加えた試験番号９では、通電前
に割れが発生し、カシメ作業に移行できなかった。試験
番号９よりも若干低いが常温０．２％耐力以上の加圧力
６８６０Ｎを加えた試験番号１０では、大きな縦割れの
あるカシメ部が形成された。このときの突起の変形開始
温度は、図５に示すように十分な変形能が得られない１
００℃であった。このことから、突起２の軟化が十分で
ない段階で変形が始まるため、得られたカシメ部に割れ
が発生したものと推察される。
び相手材３に加える加圧力を変更し、カシメ部の形成に
及ぼす加圧力の影響を調査した。なお、何れのケースに
おいても通電条件は、５０００Ａの電流を０．３３秒供
給し、０．０１６秒間通電を中断した後、再度５０００
Ａの電流を０．４２秒供給する２回通電とした。また、
実測した被カシメ材１の０．２％耐力は、２２０Ｎ／ｍ
ｍ2 であった。表３の調査結果にみられるように、７８
４０Ｎと大きな加圧力を加えた試験番号９では、通電前
に割れが発生し、カシメ作業に移行できなかった。試験
番号９よりも若干低いが常温０．２％耐力以上の加圧力
６８６０Ｎを加えた試験番号１０では、大きな縦割れの
あるカシメ部が形成された。このときの突起の変形開始
温度は、図５に示すように十分な変形能が得られない１
００℃であった。このことから、突起２の軟化が十分で
ない段階で変形が始まるため、得られたカシメ部に割れ
が発生したものと推察される。
【００１９】更に加圧力を低下させても、試験番号１
１，１２にみられるように被カシメ材１の耐力を超える
応力が加えられる限り、縦割れの大小は異なるが何れも
割れのあるカシメ部が形成された。これに対し、被カシ
メ材１の常温耐力に満たない加圧力を加えた試験番号１
３では、変形開始温度が２４０℃であり、０．２％耐力
を若干超える加圧力を加えたが、外観上割れのない健全
なカシメ部が形成された。しかし、顕微鏡でカシメ部を
詳細に観察したところ、微細な割れが観察された。試験
番号１４では、変形開始温度が２５０℃以上となってお
り、良好な変形能を示す温度域で突起２が成形された。
その結果、得られたカシメ部は、目視観察で割れがな
く、高い接合強度をもつものであった。また、顕微鏡観
察によっても微細な割れも検出されなかった。
１，１２にみられるように被カシメ材１の耐力を超える
応力が加えられる限り、縦割れの大小は異なるが何れも
割れのあるカシメ部が形成された。これに対し、被カシ
メ材１の常温耐力に満たない加圧力を加えた試験番号１
３では、変形開始温度が２４０℃であり、０．２％耐力
を若干超える加圧力を加えたが、外観上割れのない健全
なカシメ部が形成された。しかし、顕微鏡でカシメ部を
詳細に観察したところ、微細な割れが観察された。試験
番号１４では、変形開始温度が２５０℃以上となってお
り、良好な変形能を示す温度域で突起２が成形された。
その結果、得られたカシメ部は、目視観察で割れがな
く、高い接合強度をもつものであった。また、顕微鏡観
察によっても微細な割れも検出されなかった。
【００２０】
【００２１】実施例３：（段付き拡径部のある孔部を相
手材に設けた例） 厚み３ｍｍの相手材３に内径４．７ｍｍの孔部４を形成
し、孔部４の上部開口縁に深さ１．５ｍｍ，幅２ｍｍ，
奥行４ｍｍの段付き拡径部９（図３ｃ）を円周方向に等
間隔で２個及び４個形成した鋼板を用意した。被カシメ
材１としては、孔部４に嵌り込む直径４．５ｍｍ，高さ
１０ｍｍの突起２を形成した厚み１１ｍｍのアルミ合金
ダイカスト材（常温での０．２％耐力２２０Ｎ／ｍｍ
2 ）を用意した。孔部４に突起２を差し込んで被カシメ
材１に相手材３を重ね合わせ、下部電極５と上部電極６
との間に配置した。電極５，６を介して加圧力３４３０
Ｎ（応力２１５．７Ｎ／ｍｍ2 ）を加え、実施例２と同
じ条件下で２回通電した。
手材に設けた例） 厚み３ｍｍの相手材３に内径４．７ｍｍの孔部４を形成
し、孔部４の上部開口縁に深さ１．５ｍｍ，幅２ｍｍ，
奥行４ｍｍの段付き拡径部９（図３ｃ）を円周方向に等
間隔で２個及び４個形成した鋼板を用意した。被カシメ
材１としては、孔部４に嵌り込む直径４．５ｍｍ，高さ
１０ｍｍの突起２を形成した厚み１１ｍｍのアルミ合金
ダイカスト材（常温での０．２％耐力２２０Ｎ／ｍｍ
2 ）を用意した。孔部４に突起２を差し込んで被カシメ
材１に相手材３を重ね合わせ、下部電極５と上部電極６
との間に配置した。電極５，６を介して加圧力３４３０
Ｎ（応力２１５．７Ｎ／ｍｍ2 ）を加え、実施例２と同
じ条件下で２回通電した。
【００２２】形成されたカシメ部を切断して断面を観察
したところ、塑性変形した突起２の一部が段付き拡径部
９に流れ込んでいた。そのため、被カシメ材１と相手材
３とは、機械的な噛み合いにより回り止めされた状態で
接合されていた。また、角部１０のある孔部４（図３
ｄ）を形成した相手材３を用いて同様な条件下で通電カ
シメを行ったところ、塑性変形した突起２の一部が孔部
４の角部１０に流れ込んでおり、この場合も回り止めさ
れた状態で被カシメ材１と相手材３とが接合されてい
た。
したところ、塑性変形した突起２の一部が段付き拡径部
９に流れ込んでいた。そのため、被カシメ材１と相手材
３とは、機械的な噛み合いにより回り止めされた状態で
接合されていた。また、角部１０のある孔部４（図３
ｄ）を形成した相手材３を用いて同様な条件下で通電カ
シメを行ったところ、塑性変形した突起２の一部が孔部
４の角部１０に流れ込んでおり、この場合も回り止めさ
れた状態で被カシメ材１と相手材３とが接合されてい
た。
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のカシメ
法では、通電電極の間で加圧されている被カシメ材に対
して、無通電期間又は低電流通電期間を間においた通電
加熱を複数回繰り返している。初回の通電加熱による入
熱は、無通電期間又は低電流通電期間に被カシメ材のカ
シメ用突起に行き渡り、２回目以降の通電加熱で塑性変
形部が良好な変形能を示す温度域にカシメ用突起が均一
に加熱される。また、加圧力を被カシメ材の常温耐力以
下に設定することにより、カシメ用突起が所定の温度域
に昇温したとき初めて塑性変形が開始されるため、加圧
された被カシメ材は、割れ等の欠陥発生がない健全なカ
シメ部を形成し、高い結合強度をもつ継手が得られる。
法では、通電電極の間で加圧されている被カシメ材に対
して、無通電期間又は低電流通電期間を間においた通電
加熱を複数回繰り返している。初回の通電加熱による入
熱は、無通電期間又は低電流通電期間に被カシメ材のカ
シメ用突起に行き渡り、２回目以降の通電加熱で塑性変
形部が良好な変形能を示す温度域にカシメ用突起が均一
に加熱される。また、加圧力を被カシメ材の常温耐力以
下に設定することにより、カシメ用突起が所定の温度域
に昇温したとき初めて塑性変形が開始されるため、加圧
された被カシメ材は、割れ等の欠陥発生がない健全なカ
シメ部を形成し、高い結合強度をもつ継手が得られる。
【図１】 本発明に従ったカシメ方法を説明するための
工程図
工程図
【図２】 各種通電条件がカシメ用突起の温度変化に及
ぼす影響を示したグラフ
ぼす影響を示したグラフ
【図３】 非円形の孔部を設けた相手材を示す平面図
（ａ），断面図（ｂ），段付き拡径部を付けた孔部の斜
視図（ｃ）及び角部のある孔部の斜視図（ｄ）
（ａ），断面図（ｂ），段付き拡径部を付けた孔部の斜
視図（ｃ）及び角部のある孔部の斜視図（ｄ）
【図４】 常温耐力以下の加圧力を加えて２回通電した
場合のカシメ用突起の温度変化と変位量との関係を示し
たグラフ
場合のカシメ用突起の温度変化と変位量との関係を示し
たグラフ
【図５】 常温耐力を超える加圧力を加えて２回通電し
た場合のカシメ用突起の温度変化と変位量との関係を示
したグラフ
た場合のカシメ用突起の温度変化と変位量との関係を示
したグラフ
【図６】 突起の加工度を説明するための図
１：被カシメ材（アルミ合金ダイカスト製品） ２：
カシメ用突起 ３：相手材（鋼材） ４：孔部
５：下部電極 ６：上部電極 ７：係止部 ８：張出し部 ９：段付き拡径部 １０：角部
カシメ用突起 ３：相手材（鋼材） ４：孔部
５：下部電極 ６：上部電極 ７：係止部 ８：張出し部 ９：段付き拡径部 １０：角部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年９月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】更に加圧力を低下させても、試験番号１
１，１２にみられるように被カシメ材１の耐力を超える
応力が加えられる限り、縦割れの大小は異なるが何れも
割れのあるカシメ部が形成された。これに対し、試験番
号１３では、変形開始温度が２４０℃であり、０．２％
耐力を若干超える加圧力を加えたが、外観上割れのない
健全なカシメ部が形成された。しかし、顕微鏡でカシメ
部を詳細に観察したところ、微細な割れが観察された。
試験番号１４では、変形開始温度が２５０℃以上となっ
ており、良好な変形能を示す温度域で突起２が成形され
た。その結果、得られたカシメ部は、目視観察で割れが
なく、高い接合強度をもつものであった。また、顕微鏡
観察によっても微細な割れも検出されなかった。
１，１２にみられるように被カシメ材１の耐力を超える
応力が加えられる限り、縦割れの大小は異なるが何れも
割れのあるカシメ部が形成された。これに対し、試験番
号１３では、変形開始温度が２４０℃であり、０．２％
耐力を若干超える加圧力を加えたが、外観上割れのない
健全なカシメ部が形成された。しかし、顕微鏡でカシメ
部を詳細に観察したところ、微細な割れが観察された。
試験番号１４では、変形開始温度が２５０℃以上となっ
ており、良好な変形能を示す温度域で突起２が成形され
た。その結果、得られたカシメ部は、目視観察で割れが
なく、高い接合強度をもつものであった。また、顕微鏡
観察によっても微細な割れも検出されなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 久司 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内
Claims (5)
- 【請求項１】 アルミ合金鋳物よりなる被カシメ材に設
けたカシメ用突起に相手材の孔部を嵌め合わせた状態に
被カシメ材に相手材を重ね合わせ、カシメ用突起を含め
て被カシメ材を一対の電極に挟み込み、被カシメ材を加
圧しながら、無通電期間又は低電流通電期間を間におい
て通電加熱を複数回繰り返すことを特徴とするアルミ合
金鋳物の通電カシメ方法。 - 【請求項２】 カシメ用突起の温度が被カシメ材の溶融
温度未満となるように通電加熱時の供給電流及び／又は
通電時間を調整する請求項１記載の通電カシメ方法。 - 【請求項３】 カシメ用突起が２５０℃以上の温度に維
持されるように無通電期間又は低電流通電期間の時間を
調整する請求項１又は２記載の通電カシメ方法。 - 【請求項４】 カシメ用突起に加える加圧力をカシメ用
突起の断面積で除した加圧応力が常温における被カシメ
材の０．２％耐力より小さい値に調整する請求項１〜３
の何れかに記載の通電カシメ方法。 - 【請求項５】 上部開口縁に単数又は複数の段付き拡径
部を付けた孔部、或いは角を付けた孔部を形成した相手
材を使用する請求項１〜４の何れかに記載の通電カシメ
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24537097A JPH1177192A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | アルミ合金鋳物の通電カシメ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24537097A JPH1177192A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | アルミ合金鋳物の通電カシメ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1177192A true JPH1177192A (ja) | 1999-03-23 |
Family
ID=17132664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24537097A Pending JPH1177192A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | アルミ合金鋳物の通電カシメ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1177192A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010114949A (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-20 | Aichi Elec Co | 回転子の製造方法及びその製造方法を用いた回転子 |
| JP2020063486A (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 株式会社豊田中央研究所 | アルミニウム合金部材の製造方法 |
| JP2020153001A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 株式会社豊田中央研究所 | アルミニウム合金部材の製造方法 |
| JP7801653B1 (ja) * | 2024-10-10 | 2026-01-19 | 日本製鉄株式会社 | 接合構造体、及び接合構造体の製造方法 |
| WO2026078982A1 (ja) * | 2024-10-10 | 2026-04-16 | 日本製鉄株式会社 | 接合構造体、及び接合構造体の製造方法 |
-
1997
- 1997-09-10 JP JP24537097A patent/JPH1177192A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010114949A (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-20 | Aichi Elec Co | 回転子の製造方法及びその製造方法を用いた回転子 |
| JP2020063486A (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 株式会社豊田中央研究所 | アルミニウム合金部材の製造方法 |
| JP2020153001A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 株式会社豊田中央研究所 | アルミニウム合金部材の製造方法 |
| JP7801653B1 (ja) * | 2024-10-10 | 2026-01-19 | 日本製鉄株式会社 | 接合構造体、及び接合構造体の製造方法 |
| WO2026078982A1 (ja) * | 2024-10-10 | 2026-04-16 | 日本製鉄株式会社 | 接合構造体、及び接合構造体の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102584822B1 (ko) | 알루미늄재의 스폿 용접 방법 및 알루미늄재 | |
| JP2010194609A (ja) | インダイレクトスポット溶接方法 | |
| JP2013151018A (ja) | 溶接方法 | |
| US5508488A (en) | Method of projection-welding bolts | |
| JP7530479B2 (ja) | 金属製の複合部材、金属製の複合部材の製造方法 | |
| CN101277779A (zh) | 凸焊用的螺栓及其焊接方法 | |
| JPH1177192A (ja) | アルミ合金鋳物の通電カシメ方法 | |
| CN100584509C (zh) | 压入接合用螺母、压入接合结构及压入接合方法 | |
| CN109483032B (zh) | 焊接部形成结构和金属部件的接合方法 | |
| JPS5942580B2 (ja) | 電気接点の製造方法 | |
| JP7564013B2 (ja) | アルミニウム材のスポット溶接方法及びアルミニウム材の接合方法 | |
| JPH09229116A (ja) | 分散焼結摩擦ライニング箔の接合方法 | |
| JP2000102885A (ja) | 接合金属部材及び該部材の接合方法 | |
| JP3685371B2 (ja) | ２部材の接合方法 | |
| CA1040898A (en) | High speed room temperature seam bonding of metal sheets | |
| JPH09206955A (ja) | 異種金属の溶接方法 | |
| JP7204290B2 (ja) | インダイレクトスポット溶接用の溶接電極 | |
| JPH1190620A (ja) | 金属部材の接合方法及び接合装置 | |
| JP4013297B2 (ja) | 金属部材の接合方法 | |
| GB1592482A (en) | Manually operable screw and method for its manufacture | |
| JPH09174243A (ja) | 異種金属の溶接方法 | |
| JPH09323166A (ja) | アルミニウムの接合方法 | |
| JPH1190619A (ja) | 金属部材の接合方法及び接合装置 | |
| JP3084938B2 (ja) | 金属板の抵抗スポット溶接方法 | |
| US10744588B2 (en) | Method of welding a nickel strength lug with a bronze connecting pin and a brass contact ring in an accelerometer sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20050905 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051122 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060328 |