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公開番号2024094870
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-10
出願番号2022211741
出願日2022-12-28
発明の名称カシメ部材の接合方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類B21D 39/00 20060101AFI20240703BHJP(本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き)
要約【課題】通電カシメによりカシメ部材と接合対象物とを接合するための接合方法において、カシメ部に割れが発生することを抑制することができる接合方法を提供する。
【解決手段】カシメ部材と接合対象物とを接合するための接合方法に関する。接合方法は、カシメ部材を電極で挟んで、カシメ部材に電流を流し、ジュール熱によりカシメ部を予熱する予熱工程と、電極による加圧力により、予熱工程で予熱されたカシメ部を変形させる本工程と、を備える。そして、予熱工程では、電流値と加圧力のうち少なくとも一方が本工程よりも小さい。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
カシメ部を有するカシメ部材と接合対象物とを接合するための接合方法であって、
前記接合方法は、
前記カシメ部材を電極で挟んで、前記カシメ部材に電流を流し、ジュール熱により前記カシメ部を予熱する予熱工程と、
前記電極による加圧力により、予熱工程で予熱された前記カシメ部を変形させる本工程と、
を備え、
予熱工程では、電流値と加圧力のうち少なくとも一方が本工程よりも小さい、
カシメ部材の接合方法。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
予熱工程の電流値は、本工程の電流値よりも小さい、
請求項１に記載のカシメ部材の接合方法。
【請求項３】
予熱工程の電流値は、本工程の電流値よりも小さく、
加圧力は、予熱工程から本工程までに亘って一定である、
請求項１に記載のカシメ部材の接合方法。
【請求項４】
予熱工程の時間は、本工程の時間よりも長い、
請求項１に記載のカシメ部材の接合方法。
【請求項５】
予熱工程の電流値は、本工程の電流値よりも小さく、
予熱工程の時間は、本工程の時間よりも長く、
加圧力は、予熱工程から本工程に亘って一定である、
請求項１に記載のカシメ部材の接合方法。
【請求項６】
予熱工程及び本工程の加圧力Ｐ(Ｎ)が、前記カシメ部の断面積Ｓ(ｍｍ
２
)に対して、Ｐ＞０．０８Ｓの関係を満たす、
請求項１に記載のカシメ部材の接合方法。
【請求項７】
前記カシメ部は、筒状である、
請求項１に記載のカシメ部材の接合方法。
【請求項８】
前記カシメ部は、筒状であり、
予熱工程の電流値（ｋＡ）及び時間ｔ１（ｓｅｃ）は、
予熱工程中に前記カシメ部が大変形せず、かつ、
前記カシメ部の内径ｄ（ｍｍ）に対して０．２ｄ＜ｔ１の関係を満たすように設定される、
請求項１に記載のカシメ部材の接合方法。
【請求項９】
前記カシメ部は、筒状であり、
前記カシメ部材は、鋼製であり、
予熱工程の電流値（ｋＡ）及び時間ｔ１（ｓｅｃ）は、
予熱工程終了時のカシメ部の最高温度が１０００℃以下となり、かつ、
カシメ部の内径ｄ（ｍｍ）に対して０．２ｄ＜ｔ１の関係を満たすように設定される、
請求項１に記載のカシメ部材の接合方法。
【請求項１０】
前記カシメ部材は、牽引フックのボルト部を捩じ込むための締結部材であり、
前記接合対象物は、自動車の骨格部材である、
請求項１に記載のカシメ部材の接合方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、カシメ部材の接合方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、所謂、通電カシメによる接合方法が開示されている。
通電カシメとは、カシメ部を有する部材（カシメ部材）を電極で挟んで通電することで、当該カシメ部を発熱させて軟化させると共に、電極による加圧力により当該カシメ部を局所的に変形させ、これにより当該カシメ部材と他の部材（接合対象物）とを接合する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２２／００４８９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、通電カシメによる接合方法では、変形後のカシメ部において割れが発生する可能性があること、及び、この割れはカシメ部材の径が大きい場合（例えば牽引ナット）に顕在化することに気が付いた。
【０００５】
本開示の目的の１つは、通電カシメによりカシメ部材と接合対象物とを接合するための接合方法において、カシメ部に割れが発生することを抑制することができる接合方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、カシメ部において割れが発生する原因について、次のように考えた。
カシメ部材を電極で挟んだ状態では、電極とカシメ部材との接触状態が不均一になることがあり、接触状態が不均一であるとカシメ部の温度上昇が不均一になる。そして、カシメ部の温度上昇が不均一であると、カシメ部に充分に温度上昇していない部分がある状態でカシメ部全体が変形してしまい、当該充分に温度上昇していない部分において割れが発生しやすい。
【０００７】
そこで、本発明者らは、解決手段として、次のように考えた。
カシメ部を変形させる前に、カシメ部の温度を均一化することが重要である。そのためには、電流値を小さくすることで温度上昇を緩やかにして、カシメ部内の熱伝導の影響を大きくすればよい。
但し、単に電流値を小さくしたのでは、カシメ部を変形させる工程においてカシメ部の軟化が充分でなくなり、その結果、カシメ部が所望の形状に変形しない可能性が増してしまう。
そこで、カシメ部を予熱するための工程（予熱工程）は、カシメ部を変形させるための工程（本工程）とは電流値と加圧力の少なくとも一方が異なる工程として設けることが重要である。
【０００８】
本開示の要旨は、以下のとおりである。
【０００９】
＜１＞
カシメ部を有するカシメ部材と接合対象物とを接合するための接合方法であって、
前記接合方法は、
前記カシメ部材を電極で挟んで、前記カシメ部材に電流を流し、ジュール熱により前記カシメ部を予熱する予熱工程と、
前記電極による加圧力により、予熱工程で予熱された前記カシメ部を変形させる本工程と、
を備え、
予熱工程では、電流値と加圧力のうち少なくとも一方が本工程よりも小さい、
カシメ部材の接合方法。
（説明）
前述したとおり、カシメ部の温度が不均一な状態でカシメ部が変形すると、カシメ部のうち温度が充分に上がっていなかった部分で割れが起こりやすい。
そこで、本態様では、予熱工程を、電流値と加圧力のうち少なくとも一方が本工程よりも小さい工程とする。
予熱工程の電流値が本工程の電流値よりも小さい場合は、そうでない場合と比較して、予熱工程でのカシメ部の温度上昇が緩やかになり、その結果、本工程開始時のカシメ部の温度の不均一が抑制される。なぜなら、カシメ部の温度上昇が緩やかであると、カシメ部が充分な温度まで予熱される過程でカシメ部内での熱伝導によって温度分布が均一化されるからである。また、カシメ部材のうち電極が接触している部分が軟化して変形し、これにより電極とカシメ部材との接触状態の不均一が解消されるからである。
予熱工程の加圧力が本工程の加圧力よりも小さい場合は、そうでない場合と比較して、予熱工程でのカシメ部の変形が抑制される。そのため、予熱工程中にカシメ部の温度が不均一な状態が生じたとしても、その不均一な状態でのカシメ部の変形が抑制される。
よって、本態様によれば、カシメ部の温度が不均一な状態でカシメ部が変形することが抑制され、その結果、カシメ部の割れの発生を抑制することができる。
なお、カシメ部が変形するのは主に本工程においてであるが、予熱工程においてカシメ部が多少変形することは許容される。
【００１０】
＜２＞
予熱工程の電流値は、本工程の電流値よりも小さい、
＜１＞に記載のカシメ部材の接合方法。
（説明）
本態様では、本工程で電流値が大きくなるので、本工程でカシメ部の軟化を加速させることができ、その結果、カシメ部を適切に変形させることができる。なお、予熱工程の電流値は、本工程の電流値の０．９倍以下が好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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