JP6237360B2 - Metal joining method - Google Patents
Metal joining method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6237360B2 JP6237360B2 JP2014050217A JP2014050217A JP6237360B2 JP 6237360 B2 JP6237360 B2 JP 6237360B2 JP 2014050217 A JP2014050217 A JP 2014050217A JP 2014050217 A JP2014050217 A JP 2014050217A JP 6237360 B2 JP6237360 B2 JP 6237360B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- joining
- rivet
- driving
- die
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Description
本発明は、金属接合方法に関し、さらに詳しくは、鋳造品など展延性の低い軽金属合金を打ち込み式リベットまたは加締めにて接合する方法に関する。 The present invention relates to a metal joining method, and more particularly, to a method for joining light metal alloys having low extensibility such as cast products by driving rivets or caulking.
自動車の軽量化による燃費向上を達成するための基本戦略として、鉄鋼材料からアルミニウム合金やマグネシウム合金などの非鉄軽金属へ材料置換することが挙げられる。その際、鋼板のプレス成形品を軽金属の圧力鋳造品に置換することで軽量化以外にも一体成形による工程簡略化などの利点もある。しかし、全ての鉄鋼材料を軽金属に置換することが難しい場合があり、その場合には、鉄鋼材料と軽金属の異種金属同士を接合する必要がある。 As a basic strategy for achieving fuel efficiency improvement by reducing the weight of automobiles, it is possible to replace steel materials with nonferrous light metals such as aluminum alloys and magnesium alloys. At that time, replacing the press-formed product of the steel plate with a pressure casting product of light metal has advantages such as simplification of the process by integral forming in addition to weight reduction. However, it may be difficult to replace all steel materials with light metals, and in such a case, it is necessary to join dissimilar metals such as steel materials and light metals.
軽金属合金からなる部材を接合する方法としては、下穴が不要な打ち込み式リベット(特許文献1,2参照)や加締め接合がある。これらの接合方法では、接合箇所で部材を嵌合形状に塑性変形させるため、鋳造品など展延性の低い被接合部材では割れを生じる問題があった。
As a method for joining members made of light metal alloys, there are a driving rivet (see
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、展延性の低い軽金属合金であっても割れを生じずに接合できる接合方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a joining method capable of joining without cracking even a light metal alloy having low extensibility.
上記課題を解決するために、本発明に係る金属接合方法は、
第一の金属を第二の金属の上に重ね、前記第一の金属の表面に打ち込み式リベットを打ち込み前記第一および第二の金属を塑性変形させて接合する金属接合方法において、
予め、前記リベットの打ち込み地点における前記第二の金属に、前記リベットの打ち込み形状に対応しかつ最終的な打ち込み量よりも浅い凹部を形成しておき、
前記第二の金属を、前記最終的な打ち込み量を画定するダイに載置し、その上に前記第一の金属を重ねた状態で、前記リベットの打ち込みにより、前記第一の金属が前記凹部に圧入されかつ前記第一および第二の金属が、前記最終的な打ち込み量まで塑性変形されるようにすることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the metal bonding method according to the present invention is:
In the metal joining method of superimposing the first metal on the second metal, placing a driving rivet on the surface of the first metal, and plastically deforming and joining the first and second metals,
In advance, in the second metal at the rivet driving point, a recess corresponding to the driving shape of the rivet and shallower than the final driving amount is formed,
The second metal is placed on a die that defines the final driving amount, and the first metal is stacked on the die. And the first and second metals are plastically deformed to the final driving amount.
本発明に係る金属接合方法は、上述のような工程を採用したことにより、以下に記載されるような効果を有する。
第二の金属に予め最終的なリベットの打ち込み量よりも浅い凹部を形成しておくことにより、実際にリベットを打ち込む工程における第二の金属の塑性変形が緩和され、展延性の低い金属であっても破損することなく接合できる。
The metal bonding method according to the present invention has the effects described below by adopting the above-described steps.
By forming a concave portion shallower than the final rivet driving amount in advance in the second metal, the plastic deformation of the second metal in the process of actually driving the rivet is alleviated, and the metal has low ductility. Can be joined without damage.
ここで、第二の金属が鋳造品である場合、前記凹部を鋳造時に形成することができ、その場合には、接合に係る塑性変形の絶対量が少なくなる。また、前記凹部を温間でプレス加工する場合にも、浅い凹部を形成する一次プレス工程での見かけの塑性変形量が少なくなり、接合に係る塑性変形の絶対量が少なくなる。よって何れの場合にも、破損を回避し高強度の接合を確実に行うことができる。 Here, when the second metal is a cast product, the concave portion can be formed at the time of casting, and in that case, the absolute amount of plastic deformation related to joining is reduced. In addition, when the recess is warm-pressed, the apparent amount of plastic deformation in the primary pressing process for forming the shallow recess is reduced, and the absolute amount of plastic deformation related to the joining is reduced. Therefore, in any case, breakage can be avoided and high-strength bonding can be reliably performed.
本発明において、第二の金属がダイに載置された状態で、前記凹部の下側中央部が前記ダイに当接しており、その周囲に余剰間隙があることが好適である。この態様では、リベット打ち込み時に、余剰間隙がある外周部への塑性変形が誘導されることで、リベットの先端部が外周側に拡開される変形が促進され、一層高強度の接合を行うことができる。 In the present invention, it is preferable that the lower center portion of the concave portion is in contact with the die in a state where the second metal is placed on the die, and there is an excess gap around the lower metal portion. In this aspect, when the rivet is driven, the plastic deformation to the outer peripheral portion with the excess gap is induced, so that the deformation in which the tip portion of the rivet is expanded to the outer peripheral side is promoted, and higher strength bonding is performed. Can do.
本発明に係る金属接合方法は、
第一の金属を第二の金属の上に重ね、前記第一の金属の表面にパンチを打ち込み前記第一および第二の金属を塑性変形させて加締め接合する金属接合方法において、
予め、前記パンチの打ち込み地点における前記第二の金属に、前記パンチの打ち込み形状に対応しかつ最終的な打ち込み量よりも浅い凹部を形成しておき、
前記第二の金属を、前記最終的な打ち込み量を画定するダイに載置し、その上に前記第一の金属を重ねた状態で、前記パンチの打ち込みにより、前記第一の金属が前記凹部に圧入されかつ前記第一および第二の金属が、前記最終的な打ち込み量まで塑性変形されるようにすることをも対象としている。
The metal bonding method according to the present invention includes:
In the metal joining method of stacking the first metal on the second metal, driving a punch into the surface of the first metal, plastically deforming the first and second metals, and caulking and joining,
In advance, a recess corresponding to the punching shape of the punch and shallower than the final driving amount is formed in the second metal at the punching point,
The second metal is placed on a die that defines the final driving amount, and the first metal is overlaid on the concave portion by driving the punch with the first metal overlaid thereon. And the first and second metals are plastically deformed to the final driving amount.
このように、パンチを用いた加締め接合においても、前記打ち込み式リベットを用いた場合と同様に、第二の金属に予め最終的なパンチの打ち込み量よりも浅い凹部を形成しておくことにより、実際にパンチを打ち込んで加締め接合する工程における第二の金属の塑性変形が緩和され、展延性の低い金属であっても破損することなく接合できる。 Thus, also in the caulking joining using the punch, as in the case of using the driving-type rivet, by forming a concave portion shallower than the final punching amount in the second metal in advance. In addition, the plastic deformation of the second metal in the step of actually punching and crimping and joining is alleviated, and even a metal having low extensibility can be joined without being damaged.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、金属板(上板、下板)という用語は、金属平板の他に、鋳造や塑性加工により立体的に成形された金属部品の平坦部やフランジ部、延出片など、部分的な板状部を包含する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the term metal plate (upper plate, lower plate) refers to a flat part, flange part, extended piece, etc. of a metal part that is three-dimensionally formed by casting or plastic working in addition to a metal flat plate. , Including partial plate-like parts.
図1は、本発明に係る金属接合方法を上板1と下板2の打ち込み式リベット接合として実施した第1実施形態を示しており、(a)は接合前、(b)は接合後を示している。これらの図において、下板2は、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金などの非鉄軽金属からなる下側部品のフランジ部(下側フランジ部)、上板1は、鋼板などの鉄系金属からなる上側部品の対応するフランジ部(上側フランジ部)であり、下板2は上板1より大きい板厚t2を有している。
FIG. 1 shows a first embodiment in which a metal joining method according to the present invention is implemented as a drive-type rivet joint between an
下板2は圧力鋳造品であり、上板1と接合されるべき下板2の接合点には、予めリベット3の打ち込み形状に対応した凹部20が形成されている。この凹部20は、図1(a)に符号40a,40bで示されるダイ4のキャビティで画定される上板1(リベット3)の最終的な打ち込み量よりは浅く、凹部20の底面21はキャビティ40の底面中央部40bと当接(または近接)しているが、周側面22と底面周辺部40aとの間には余剰間隙がある。また、凹部20の中央20cは周辺部に対して膨出しており、その部分の厚さt3は板厚t2より大きくなっている。
The
リベット3は、円盤状の頭部3aの下側にやや小径の筒状をなす足部3bが突設されている。このリベット3を、図1(b)に示すように、上板1の上側から凹部20に向けてパンチ等により打ち込むと、先ず、上板1がリベット3の足部3bで打ち抜かれ、下板2の凹部20に圧接され、矢印cで示されるように、足部3bの内側空洞3cに圧入されることで、足部3bの先端(下端)が矢印bで示されるように拡開され、下板2の凹部20の内側壁に食い込むことで、リベット3が下板2に固定され、上板1が下板2に接合される。
The
この際、ダイ4の余剰空間(40a)によって、矢印aに示されるような周辺部23の塑性変形が誘導されることで、リベット3の足部3bの拡開が促進され、高強度の接合が得られる。また、凹部20が設けられていることにより、リベット3の打ち込みに伴う下板2の塑性変形が少なくて済み、大きな変形による割れなどの損傷を防止できる。さらに、凹部20の膨出した中央20cによって、矢印cで示されるような上板打抜き部の内側空洞3cへの圧入とそれに伴う足部3bの拡開が促進され、高強度の接合に寄与する。
At this time, the excessive space (40a) of the die 4 induces plastic deformation of the
次に、図2は、本発明に係る金属接合方法を上板1と下板2の打ち込み式リベット接合として実施した第2実施形態を示しており、(a)(b)は凹部20のプレス成形工程、(c)(d)はリベット打ち込み工程を示している。この第2実施形態では、図2(a)(b)に示すように、下板2をダイ4にセットして、中央凹陥部52の周囲に環状膨出部51を有するパンチ5で凹部20をプレス成形する。
Next, FIG. 2 shows a second embodiment in which the metal joining method according to the present invention is implemented as a drive-type rivet joint between the
ダイ4は、図2(c)(d)に示すリベット打ち込み工程と共用でき、凹部20の成形時点で周側面22と底面周辺部40aとの間に余剰間隙が形成されている。図からも明らかな通り、パンチ5の先端は比較的緩やかな曲面形状であるため、凹部20のプレス成形は、温間成形とすることで、展延性の低い金属からなる下板2にも実施可能である。このような凹部20を形成した下板2に上板1を重ねてリベット3を打ち込むことにより、高強度の接合が行える点は既に第1実施形態で述べた通りである。
The die 4 can be used in common with the rivet driving process shown in FIGS. 2C and 2D, and an excess gap is formed between the
また、接着剤を併用して接合する場合、下板2の凹部20に接着剤を注入してから上板1を重ね、リベット3を打ち込むことで、一定量の接着剤をリベット3に対して均等に上板1と下板2の接合面に拡散させることができる。この場合、接合面に傾斜を有していたり、接合過程で下板2が傾けられたりしても、凹部20に注入された接着剤は流動し難いので、低粘度の接着剤であっても塗布および接合を確実に実施できる。
In addition, when joining together using an adhesive, the adhesive is poured into the
次に、図3は、本発明に係る金属接合方法を上板1と下板2の加締め接合として実施した第3実施形態を示しており、(a)は接合前、(b)は接合後を示している。加締め接合の場合も、リベット接合の場合と同様に予め下板12に最終的な打ち込み量よりも浅い凹部120を形成し、ダイ8に下板12をセットした状態で凹部120の周側面122と底面周辺部80aとの間に余剰間隙が形成されるようにし、その状態でパンチ7を上板11側から凹部120に向けて打ち込み、家板11および下板12を塑性変形させて加締め凹部113を形成し、この加締め凹部113の側壁部にインターロックを形成して、上板11と下板12を加締め接合する。
Next, FIG. 3 shows a third embodiment in which the metal joining method according to the present invention is implemented as caulking joining of the
この加締め接合の場合においても、下板12の凹部120が予め鋳造や温間成形などにより形成されているので、加締め接合時のパンチ7の打ち込みによる塑性変形は緩和され、展延性の低い金属であっても破損することなく接合できる。また、この態様においても、前記同様に凹部120に接着剤を注入し、接合時のパンチ打ち込みにより接合面に拡散させ、接着と併用して加締め接合する場合に有利である。
Also in the case of this caulking joining, since the
以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能であることを付言する。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. To do.
1,11 上板(第一の金属)
2,12 下板(第二の金属)
3 リベット
4,8 ダイ
5,6,7 パンチ
20,120 凹部
21 底面
22,23,122 周側面
1,11 Upper plate (first metal)
2,12 Lower plate (second metal)
3
Claims (6)
予め、前記リベットの打ち込み地点における前記第二の金属に、前記リベットの打ち込み形状に対応しかつ最終的な打ち込み量よりも浅い凹部を形成しておき、
前記第二の金属を、前記最終的な打ち込み量を画定するダイに載置し、その上に前記第一の金属を重ねた状態で、前記リベットの打ち込みにより、前記第一の金属が前記凹部に圧入されかつ前記第一および第二の金属が、前記最終的な打ち込み量まで塑性変形されるようにすることを特徴とする金属接合方法。 In the metal joining method of superimposing the first metal on the second metal, placing a driving rivet on the surface of the first metal, and plastically deforming and joining the first and second metals,
In advance, in the second metal at the rivet driving point, a recess corresponding to the driving shape of the rivet and shallower than the final driving amount is formed,
The second metal is placed on a die that defines the final driving amount, and the first metal is stacked on the die. And the first and second metals are plastically deformed to the final driving amount.
予め、前記パンチの打ち込み地点における前記第二の金属に、前記パンチの打ち込み形状に対応しかつ最終的な打ち込み量よりも浅い凹部を形成しておき、
前記第二の金属を、前記最終的な打ち込み量を画定するダイに載置し、その上に前記第一の金属を重ねた状態で、前記パンチの打ち込みにより、前記第一の金属が前記凹部に圧入されかつ前記第一および第二の金属が、前記最終的な打ち込み量まで塑性変形されるようにすることを特徴とする金属接合方法。 In the metal joining method of stacking the first metal on the second metal, driving a punch into the surface of the first metal, plastically deforming the first and second metals, and caulking and joining,
In advance, a recess corresponding to the punching shape of the punch and shallower than the final driving amount is formed in the second metal at the punching point,
The second metal is placed on a die that defines the final driving amount, and the first metal is overlaid on the concave portion by driving the punch with the first metal overlaid thereon. And the first and second metals are plastically deformed to the final driving amount.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014050217A JP6237360B2 (en) | 2014-03-13 | 2014-03-13 | Metal joining method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014050217A JP6237360B2 (en) | 2014-03-13 | 2014-03-13 | Metal joining method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015174099A JP2015174099A (en) | 2015-10-05 |
| JP6237360B2 true JP6237360B2 (en) | 2017-11-29 |
Family
ID=54253804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014050217A Active JP6237360B2 (en) | 2014-03-13 | 2014-03-13 | Metal joining method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6237360B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6821419B2 (en) * | 2016-12-16 | 2021-01-27 | 株式会社豊田中央研究所 | Composite members, aluminum alloy members for joining and their manufacturing methods |
| JP2018179094A (en) | 2017-04-10 | 2018-11-15 | トヨタ自動車株式会社 | Bonding method and structure |
| KR102869411B1 (en) * | 2022-12-14 | 2025-10-17 | (주)일지테크 | Method for assembling members using rivet joint |
| JP2024176099A (en) * | 2023-06-07 | 2024-12-19 | 藤澤建機株式会社 | Metal Floor Panels |
| CN117620018A (en) * | 2023-11-15 | 2024-03-01 | 杭州首连电气有限公司 | Riveting method of watch strap fingers and watch strap fingers |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005342739A (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Nissan Motor Co Ltd | Method and structure for joining metal plates |
| JP2006035244A (en) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Cold welding method and metal joined body |
| JP2007002281A (en) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Nissan Motor Co Ltd | Aluminum alloy casting for self-piercing rivet joining and manufacturing method thereof |
-
2014
- 2014-03-13 JP JP2014050217A patent/JP6237360B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2015174099A (en) | 2015-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6237360B2 (en) | Metal joining method | |
| JP2009541057A5 (en) | ||
| CN106573332B (en) | Metal bonded body and method for producing metal bonded body | |
| KR20110131826A (en) | Self Piercing Rivets | |
| JP2010046697A (en) | Method for joining pipe and member to be joined | |
| JP2021115574A (en) | Metal mold self-piercing rivet joining | |
| JP2013128964A (en) | Die for self-piercing rivet | |
| CN105764628B (en) | Self-piercing rivets | |
| CN105339108A (en) | Manufacturing method of metal core for resin gear | |
| CN103629219B (en) | There is the axle collar of wall of variable thickness | |
| JP2012225358A (en) | Joint of metal member and method for manufacturing the same | |
| JP2013220463A (en) | Fastening structure of metal plate, fastening method, fastener, and metal plate fastening body | |
| JP2022115534A (en) | METHOD FOR JOINING METAL PARTS, AND METHOD FOR MANUFACTURING JOINTED PARTS | |
| JP2019166564A (en) | Joining device and method for manufacturing joint | |
| JP2013022628A (en) | Method of manufacturing metal junction body and metal junction body | |
| JP2019166562A (en) | Method for manufacturing joint | |
| JP2002346690A (en) | Method for forging metal part | |
| JP7342894B2 (en) | Method for joining metal parts and method for manufacturing joined parts | |
| WO2017056872A1 (en) | Vehicle front structure and method for manufacturing same | |
| JP7342895B2 (en) | Method for joining metal parts and method for manufacturing joined parts | |
| CN108025350B (en) | Manufacturing method of sheet metal parts | |
| JP2011177740A (en) | Method of forming tooth shape of sheet metal plate and tooth-shaped product | |
| JP7334749B2 (en) | METHOD FOR JOINING METAL PARTS, METHOD FOR MANUFACTURING JOINTED PARTS, AND JOINT STRUCTURE FOR METAL PARTS | |
| JP2013072374A (en) | Metal-resin composite container | |
| JP2014015995A (en) | Fastener, fastening structure, and automobile |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161031 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170825 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170905 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170919 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171003 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171016 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6237360 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |