JP2024087449A - 位置決め構造，ワークの製造方法，及び溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】治具を用いることなくワークの位置決めを行うことができ、ワークの位置決めに作業に係る時間を削減する位置決め構造を提供する。【解決手段】位置決め構造(GK)は、板金の第１ワークＷ１の端面Ｗ１ａから突出して形成された位置決め用凸部Ｗｃと、第２ワークＷ２の表面に、位置決め用凸部Ｗｃが埋没して係合するように形成された位置決め用凹部Ｗｄと、を備え、位置決め用凹部Ｗｄに位置決め用凸部Ｗｃを係合させることで、第１ワークＷ１は、その端面Ｗ１ａが第２ワークＷ２の表面Ｗ２ｂに当接して第２ワークＷ２に対し直交する姿勢で位置決めされる。【選択図】図１０Ｂ

Description

本発明は、位置決め構造，ワークの製造方法，及び溶接方法に関する。

特許文献１に角継手の溶接方法が記載されている。特許文献１に記載された溶接方法は、一方のワークの端部近傍の表面に他方のワークの端面が重なる突き当て状態で直交するよう治具を用いて位置決め保持し、突き当てた部位に対しレーザビームを照射して突き合わせ溶接を行うものである。

特開２０１８－１８７６６５号公報

特許文献１に記載された溶接方法は、ワークの形状等に応じた治具が必要となるため治具のコスト及び治具のセット時間を削減できる余地がある。

本発明の第１の一態様は、板金の第１ワークの端面から突出して形成された位置決め用凸部と、第２ワークの表面に、前記位置決め用凸部が埋没して係合するように形成された位置決め用凹部と、を備え、前記位置決め用凹部に前記位置決め用凸部を係合させることで、前記第１ワークは、その端面が前記第２ワークの表面に当接して前記第２ワークに対し直交する姿勢で位置決めされる位置決め構造ＧＫである。

また、本発明の第２の一態様は、第２ワークに形成した位置決め用凹部に、第１ワークの位置決め用凸部を凹凸係合させて、前記第２ワークに対し直交姿勢で位置決めするワークの製造方法であって、前記位置決め用凸部を、板金の前記第１ワークの端面の全面から突出する突出部を形成し、前記第１ワークの厚さ方向に移動するパンチが前記突出部と干渉する位置で前記厚さ方向に移動して、前記突出部を前記端面の一部から突出するよう塑性変形して形成するワークの製造方法である。

また、本発明の第３の一態様は、板金の第１ワークにおいて、端面の全面から突出する突出部を形成し、前記第１ワークの厚さ方向に移動するパンチを前記突出部と干渉する位置で前記厚さ方向に移動して、前記突出部を前記端面の一部から突出するよう塑性変形して位置決め用凸部を形成し、前記第１ワークの前記端面を突き当てる第２ワークの表面に、前記第１ワークを突き当てる所定位置から前記位置決め用凸部の高さ分ずらした位置に、前記位置決め用凸部が埋没して係合する位置決め用凹部を形成し、前記位置決め用凸部を前記位置決め用凹部に係合させて前記第１ワークを前記第２ワークの前記所定位置に位置決めして突き合わせ、突き合わせた部分を溶接して前記第１ワークと前記第２ワークとを接合する溶接方法である。

本発明の一態様によれば、治具を用いることなくワークの突き合わせ溶接の位置決めを行うことができ、治具のコスト及び治具のセット時間が削減できる。

図１Ａは、第１実施形態に係る位置決め用凸部ＷｃＡを成形する薄板用凸部成形金型ＫＤ１の構成例を示す模式的断面図である。 図１Ｂは、図１Ａの部分拡大図である。 本実施形態の一態様に係る位置決め用凸部ＷｃＢを成形する厚板用凸部成形金型ＫＤ２の構成例を示す模式的断面図である。 図２Ｂは、図２Ａの部分拡大図である。 図３Ａは、位置決め用凸部Ｗｃの成形方法における第１実施形態を説明するための第１の模式的平面図である。 図３Ｂは、第１実施形態を説明するための第２の模式的平面図である。 図３Ｃは、第１実施形態を説明するための第３の模式的平面図である。 図３Ｄは、第１実施形態を説明するための第４の模式的平面図である。 図４Ａは、係る位置決め用凸部Ｗｃの成形方法における第２実施形態を説明するための第１の模式的平面図である。 図４Ｂは、第２実施形態を説明するための第２の模式的平面図である。 図４Ｃは、第２実施形態を説明するための第３の模式的平面図である。 図４Ｄは、第２実施形態を説明するための第４の模式的平面図である。 図５Ａは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄを成形する凹部成形金型ＫＤ３の構成例を示す模式的断面図である。 図５Ｂは、図５Ａの部分拡大図である。 図５Ｃは、凹部成形金型ＫＤ３の成形部３２Ｐを左前斜め上方から見た斜視図である。 図５Ｄは、凹部成形金型ＫＤ３の変形例である凹部成形金型ＫＤ３Ａの構成例を示す模式的断面図である。 図６Ａは、位置決め用凹部Ｗｄの上面図である。 図６Ｂは、図６ＡにおけるＡ－Ａ位置における断面図である。 図７Ａは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第１の成形方法例の第１の工程を示す模式的平面図である。 図７Ｂは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第１の成形方法例の第２の工程を示す模式的平面図である。 図７Ｃは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第１の成形方法例の第３の工程を示す模式的平面図である。 図８Ａは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第２の成形方法例の第１の工程を示す模式的平面図である。 図８Ｂは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第２の成形方法例の第２の工程を示す模式的平面図である。 図８Ｃは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第２の成形方法例の第３の工程を示す模式的平面図である。 図９Ａは、厚板のワークＷｂにおける位置決め構造ＧＫを説明するための上面図である。 図９Ｂは、図９ＡのＢ－Ｂ位置における断面図である。 図１０Ａは、薄板のワークＷａにおける位置決め構造ＧＫを説明するための上面図である。 図１０Ｂは、図１０ＡのＣ－Ｃ位置における断面図である。 図１０Ｃは、薄板のワークＷａにおける位置決め構造ＧＫを説明するための斜視図である。 図１１Ａは、位置決め構造ＧＫ２を説明するための部分断面図である。 図１１Ｂは、位置決め構造ＧＫ２の第１態様を説明するための断面図である。 図１１Ｃは、位置決め構造ＧＫ２の第２態様を説明するための断面図である。 図１２Ａは、本実施形態の一態様に係る位置決め構造ＧＫが対応可能な片引きでの溶接態様を示す模式的側面図である。 図１２Ｂは、本実施形態の一態様に係る位置決め構造ＧＫが対応可能な半引きでの溶接態様を示す模式的側面図である。 図１２Ｃは、位置決め構造ＧＫ２における溶接態様例を示す模式的断面図である。

実施形態の一態様について図面を参照して説明する。

図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。説明の便宜上、上下左右前後の各方向を、各図に矢印で規定する。本実施形態の一態様に係る位置決め構造ＧＫは、直交姿勢で接合する二つの板金ワーク（以下、ワーク）の一方に位置決め用凸部を、他方に位置決め用凹部を形成し、位置決め用凸部と位置決め用凹部との凹凸係合によって二つのワークの直交姿勢での位置決めを行うものである。

位置決め用凸部及び位置決め用凹部は、それぞれ凸部成形金型及び凹部成形金型によって成形される。まず、位置決め用凸部を成形する薄板用凸部成形金型ＫＤ１及び厚板用凸部成形金型ＫＤ２について、図１Ａ～図２Ｂを参照して説明する。ワークＷは金属板であり、例えば鉄板又はアルミニウム板である。鉄板は、例えば冷間圧延鋼板（ＳＰＣ）、ステンレス板（ＳＵＳ）である。鉄板のワークＷにおいて、板厚ｔが１．６ｍｍ未満を薄板のワークＷａとし、板厚ｔが１．６ｍｍ以上を厚板のワークＷｂとする。薄板用凸部成形金型ＫＤ１は薄板のワークＷａの加工に用い、厚板用凸部成形金型ＫＤ２は厚板のワークＷｂの加工に用いる。

（薄板用凸部成形金型ＫＤ１の構成）
まず、薄板用凸部成形金型ＫＤ１について図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明する。図１Ａは、第１実施形態に係る位置決め用凸部ＷｃＡを成形する薄板用凸部成形金型ＫＤ１の構成例を示す模式的断面図である。図１Ｂは、図１Ａの部分拡大図である。

薄板用凸部成形金型ＫＤ１は、薄板に分類される板厚が１．６ｍｍ未満のワークＷａに位置決め用凸部ＷｃＡを成形する際に用いられる。薄板用凸部成形金型ＫＤ１は、パンチ１１と、カウンタ１３を有するダイ１２とを備えている。パンチ１１とダイ１２は、それぞれが同芯で対向する位置関係となるようにタレットパンチプレス（不図示）などに取付けられる。位置決め用凸部ＷｃＡを成形する際、パンチ１１は、タレットパンチプレスの作動によりダイ１２に向かって移動（下降）し、対向する位置に配置されたダイ側部材であるカウンタ１３と協働してワークＷａを挟んで押圧する。

ワークＷａには、予め別工程で、パンチ１１に対応した矩形形状の下孔Ｗａ１（図１Ｂ参照）を形成しておく。パンチ１１は、下孔Ｗａ１に対し、右側の縁部のみが干渉して加工するよう左右方向に位置決めされている。図１Ｂでは、パンチ１１による加工前の下孔Ｗａ１の形状を一点鎖線で示してある。ワークＷａにおけるパンチ１１に干渉する部分を、凸部成形素材残存部Ｒｍとする。以下、凸部成形素材残存部Ｒｍは突出部Ｒｍとも称する。

パンチ１１は、軸線が上下に延びる四角柱状に形成されている。パンチ１１は、下端縁部に面取り角θｃ（図１Ｂ参照）のＣ面で面取り加工された面取り部Ｃを有している。面取り部Ｃは、パンチ１１の下端縁部における右側の縁部のみに設けられていてもよい。

ダイ１２は、ワークＷａに当接する上面が平坦であり、パンチ１１に対応する範囲に貫通孔が形成され、貫通孔内にカウンタ１３が昇降するよう収められている。カウンタ１３は、不図示のスプリングによって上方に付勢されている。カウンタ１３は、この付勢力に抗するパンチ１１の下方への押圧力を受けることで所定の移動量δだけ下降する。

位置決め用凸部ＷｃＡの加工において、パンチ１１は、下降して下孔Ｗａ１を通過し、カウンタ１３の上面１３ａに当接する。パンチ１１がさらに下降して下降範囲の下端位置に達したときにカウンタ１３は所定の移動量δだけ下方に移動している。このとき、ワークＷａの凸部成形素材残存部Ｒｍは、パンチ１１の下降に伴って、面取り部Ｃとカウンタ１３の上面１３ａとの間の前後方向（図１Ｂの紙面表裏方向）に延びる空間に流れ込むように塑性流動する。これにより、凸部成形素材残存部Ｒｍは、図１Ｂに示されるように、下孔Ｗａ１の右縁から左下方向に延出した位置決め用凸部ＷｃＡとなる。

位置決め用凸部ＷｃＡの形状は、概ね面取り部Ｃの形状に倣った形状となる。すなわち、位置決め用凸部ＷｃＡは、下孔Ｗａ１の右縁におけるパンチ１１の前後方向の幅に対応して前後方向に延び左下方に延出した部位として形成される。

詳細には、位置決め用凸部ＷｃＡは、図１Ｂの断面形状において、底面Ｘと傾斜面ＸＣとを有する。底面Ｘはカウンタ１３の上面１３ａに接して形成される面であり、傾斜面ＸＣは、面取り部Ｃの斜面に圧延されて形成される傾斜面である。従って、底面Ｘと傾斜面ＸＣとが成す角である突起角θｗは、面取り部Ｃの面取り角θｃと同じ角度となる。位置決め用凸部ＷｃＡは、ワークＷａの下孔Ｗａ１の右縁の下端である端部Ｗｃｓから左下方に向け斜めに延び、前後方向に長く形成されている。面取り角θｃは例えば３０°である。

位置決め用凸部ＷｃＡの上下方向の長さ（高さＷｃｔ）は、カウンタ１３の所定の移動量δにより決定される。詳しくは、高さＷｃｔの最大値が移動量δとなる。従って、カウンタ１３の所定の移動量δに応じて、位置決め用凸部ＷｃＡの高さＷｃｔを異なる高さにすることができる。例えば、所定の移動量δを０．５ｍｍとした場合、位置決め用凸部ＷｃＡの高さＷｃｔは、ワークＷａの下方側の端部Ｗｃｓから最大０．５ｍｍとして成形される。

（厚板用凸部成形金型ＫＤ２の構成）
次に、厚板用凸部成形金型ＫＤ２について図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明する。図２Ａは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凸部ＷｃＢを成形する厚板用凸部成形金型ＫＤ２の構成例を示す模式的断面図である。図２Ｂは、図２Ａの部分拡大図である。図２Ａ及び図２Ｂを参照して、厚板用凸部成形金型ＫＤ２の構成例について説明する。

厚板用凸部成形金型ＫＤ２は、厚板に分類される板厚が１．６ｍｍ以上のワークＷｂに位置決め用凸部ＷｃＢを成形する際に用いられる。厚板用凸部成形金型ＫＤ２は、薄板用凸部成形金型ＫＤ１に対してダイ２２の構成が異なる。

厚板用凸部成形金型ＫＤ２は、パンチ２１とダイ２２とを備えている。パンチ２１は薄板用凸部成形金型ＫＤ１のパンチ１１と同じ形状を有する。一方、ダイ２２は、カウンタ１３に相当する部材を備えてなく、パンチ２１が下降したときに当接する平坦な上面２２ａを有する。

厚板用凸部成形金型ＫＤ２に供されるワークＷｂは、薄板用凸部成形金型ＫＤ１に供されるワークＷａと板厚のみが異なり、同様の下孔Ｗｂ１が予め別工程で形成されている。位置決め用凸部ＷｃＢを成形する際、パンチ２１は、タレットパンチプレス（不図示）の作動によりダイ２２に向かって移動（下降）し、ダイ２２の上面２２ａとの間でワークＷｂを挟んで押圧する。パンチ２１は、下孔Ｗｂ１に対し、図２Ｂの右側の縁部のみが干渉して加工するよう左右方向に位置決めされている。図２Ｂでは、パンチ２１による加工前の下孔Ｗｂ１の形状を一点鎖線で示してある。ワークＷｂにおけるパンチ２１に干渉する部分を、凸部成形素材残存部Ｒｍとする。以下、凸部成形素材残存部Ｒｍは突出部Ｒｍとも称する。

パンチ１１と同様にパンチ２１は、軸線が上下に延びる四角柱状に形成されている。パンチ２１は、下端縁部に面取り角θｃ（図２Ｂ参照）のＣ面の面取り加工された面取り部Ｃを有している。面取り部Ｃは、パンチ２１の下端縁部における右側の縁部のみに設けられていてもよい。

位置決め用凸部ＷｃＢの加工において、パンチ２１は、下降して下孔Ｗｂ１を通過し、ダイ２２の上面２２ａに当接して停止する。このとき、ワークＷｂは、パンチ２１とダイ２２とで挟まれて押圧された状態となる。このとき、ワークＷｂの凸部成形素材残存部Ｒｍは、パンチ２１の下降に伴って、面取り部Ｃとダイ２２の上面２２ａとの間の前後方向に延びる空間に流れ込むように塑性流動する。これにより、凸部成形素材残存部Ｒｍは、図２Ｂに示されるように、下孔Ｗｂ１の右縁から左方向に延出した位置決め用凸部ＷｃＢとなる。

位置決め用凸部ＷｃＢの形状は、概ね面取り部Ｃの形状に倣った形状となる。すなわち、位置決め用凸部ＷｃＢは、下孔Ｗｂ１の右縁におけるパンチ２１の前後方向の幅に対応して前後方向に延び左方に延出した部位として形成される。

詳細には、位置決め用凸部ＷｃＢは、図２Ｂの断面形状において、底面Ｘと傾斜面ＸＣとを有する。ダイ２２に接しワークＷｂの下面の延長面となる底面Ｘと、面取り部Ｃの斜面を含む傾斜面ＸＣとからなる三角形断面の凸形状となる。底面Ｘと傾斜面ＸＣとの成す突起角θｗは、面取り角θｃと等しい。

上述のように薄板用凸部成形金型ＫＤ１と厚板用凸部成形金型ＫＤ２とを使い分ける理由は、位置決め用凸部Ｗｃを成形する際の塑性変形量に起因する。ワークＷの板厚ｔが厚いほど、位置決め用凸部Ｗｃを成形する際の凸部成形素材残存部Ｒｍの塑性変形量は大きくなる。そのため、ワークＷが厚板のワークＷｂの場合に、薄板用凸部成形金型ＫＤ１によって斜め下方に延出する位置決め用凸部ＷｃＡと同様の形状を形成すると、割れ或いはしわなどの不具合が生じる可能性が高くなる。そこで、厚板のワークＷｂにおいては、塑性変形量を抑制しつつ確実に位置決め用凸部Ｗｃを形成するため、位置決め用凸部Ｗｃを表面から突出するよう斜め方向に延出させず、ワークＷｂの延在方向に沿う方向に延出させる位置決め用凸部ＷｃＢを形成するようにしている。

（第１ワークＷ１に対する位置決め用凸部Ｗｃの成形方法）
次に、突き合わせ溶接する二つのワークのうちの、一方のワークである第１ワークＷ１に対し、板厚に応じて薄板用凸部成形金型ＫＤ１及び厚板用凸部成形金型ＫＤ２のいずれかを選択して位置決め用凸部Ｗｃを成形する方法について説明する。説明は図３Ａ～図４Ｄを参照する。

図３Ａは、位置決め用凸部Ｗｃの成形方法における第１実施形態を説明するための第１の模式的平面図である。図３Ｂは、第１実施形態を説明するための第２の模式的平面図である。図３Ｃは、第１実施形態を説明するための第３の模式的平面図である。図３Ｄは、第１実施形態を説明するための第４の模式的平面図である。図４Ａは、位置決め用凸部Ｗｃの成形方法における第２実施形態を説明するための第１の模式的平面図である。図４Ｂは、第２実施形態を説明するための第２の模式的平面図である。図４Ｃは、第２実施形態を説明するための第３の模式的平面図である。図４Ｄは、第２実施形態を説明するための第４の模式的平面図である。

第１ワークＷ１は、板金の母材Ｂｍから切り出される。母材Ｂｍは鉄板とし、母材Ｂｍは、必要な場合、符号を薄板の母材ＢｍＡと厚板の母材ＢｍＢとで区別する。また、位置決め用凸部ＷｃＡ，ＷｃＢは、区別不要の場合に纏めて位置決め用凸部Ｗｃと称する。

（第１実施形態）
第１実施形態は、第１ワークＷ１の外形（輪郭）を標準抜き型で打ち抜く方法である。まず、図３Ａに示されるように、母材Ｂｍにレイアウトされた第１ワークＷ１の輪郭に沿って、標準抜き型によって複数の矩形の開口部ＢＨを形成する。第１ワークＷ１の四隅は微小の接続部であるミクロジョイントＪｍを形成して、第１ワークＷ１と残材となる部分とを連結しておく。また、位置決め用凸部ＷｃＡ，ＷｃＢを形成する部位（２箇所）は、開口部ＢＨを形成せずミクロジョイントＪｍより幅の広いワイヤジョイントＪｗとして、第１ワークＷ１と残材となる部分とを連結しておく。

次に、図３Ｂに示されるように、ワイヤジョイントＪｗを、矩形の標準抜き型によって第１ワークＷ１の縁部が少し突出するよう残して打ち抜く。図３Ｂでは、標準抜き型の抜き形状ＫＤａを実線で示してある。残されて輪郭から突出した縁部が、既述の凸部成形素材残存部Ｒｍとなる。凸部成形素材残存部Ｒｍは、第１ワークＷ１の端面Ｗ１ａの全面から突出している。

次に、図３Ｃに示されるように、薄板用凸部成形金型ＫＤ１又は厚板用凸部成形金型ＫＤ２を用い、既述のように凸部成形素材残存部Ｒｍを塑性変形させて位置決め用凸部ＷｃＡ，ＷｃＢを成形する成形加工を行う。図３Ｃでは、打ち抜く金型の抜き形状ＫＤｂを実線で示してある。母材ＢｍＡでは薄板用凸部成形金型ＫＤ１を用いて位置決め用凸部ＷｃＡを形成し、母材ＢｍＢでは厚板用凸部成形金型ＫＤ２を用いて位置決め用凸部ＷｃＢを成形する。位置決め用凸部ＷｃＡ，ＷｃＢは、第１ワークＷ１の端面Ｗａ１の全面から突出した突出部Ｒｍ（凸部成形素材残存部Ｒｍ）が、厚さ方向に移動するパンチ１１，２１の干渉する抜き下降動作によって、端面Ｗ１ａの一部（下方側の部分）から突出するように塑性変形して形成される。

この成形加工により、図３Ｄに示される位置決め用凸部Ｗｃ（ＷｃＡ，ＷｃＢ）が形成される。その後、ミクロジョイントＪｍを周知の方法で切断し、位置決め用凸部Ｗｃを有する第１ワークＷ１を得る。

（第２実施形態）
第１ワークＷ１は、上述の標準抜き型で打ち抜く方法（第１実施形態）に限定されず、以下に説明するようにレーザビームで切断する方法（第２実施形態）によって母材Ｂｍから切り出してもよい。

図４Ａに示されるように、第１ワークＷ１の輪郭を、レーザビームにより、四隅を微小接続部であるミクロジョイントＪｍとして残して切断する。ここで、輪郭は、位置決め用凸部Ｗｃを形成する部位（２箇所）について左方に矩形に突出する突出部Ｍｍを形成するように切断する。

次いで、図４Ｂに示されるように、矩形の標準抜き型で、突出部Ｍｍを第１ワークＷ１の輪郭からわずかに突出するよう残して成形する。この抜き形状ＫＤｃ１を実線で示す。この成形で残され輪郭から突出した部分が、既述の凸部成形素材残存部Ｒｍ（突出部Ｒｍ）となる。さらに、隣接する前側と後側とにも抜き形状ＫＤｃ１と一部重なるように打ち抜きを行う。それぞれの抜き形状ＫＤｃ２，ＫＤｃ３は実線で示されている。この打ち抜きにより、図４Ｃに示されるように一つの開口部ＢＨ２が形成される。

次に、凸部成形素材残存部Ｒｍを塑性変形させるように、母材ＢｍＡでは薄板用凸部成形金型ＫＤ１を用い、母材ＢｍＢでは厚板用凸部成形金型ＫＤ２を用いて成形加工する。図４Ｃでは、このパンチＫＤｄが実線で示されてある。

これにより、図４Ｄに示される位置決め用凸部Ｗｃが形成される。詳しくは、図１Ｂ及び図２Ｂで説明したように、母材ＢｍＡでは薄板用凸部成形金型ＫＤ１によって位置決め用凸部ＷｃＡが形成され、母材ＢｍＢでは厚板用凸部成形金型ＫＤ２によって位置決め用凸部ＷｃＢが形成される。その後、ミクロジョイントＪｍを周知の方法で切断し、位置決め用凸部Ｗｃを有する第１ワークＷ１を得る。

（作用効果）
以上説明したように、位置決め用凸部Ｗｃの成形方法の一態様によれば、第１の工程において、第１ワークＷ１の輪郭を、四隅に母材Ｂｍと接続する接続部であるミクロジョイントＪｍを形成するように切り出す。従って、母材Ｂｍから第１ワークＷ１を切り出す作業途中で第１ワークＷ１は母材Ｂｍと連結した状態で維持される。そのため、第１ワークＷ１の輪郭における所定の位置に、位置決め用凸部Ｗｃを、母材Ｂｍを把持した状態で成形できる。これにより、位置決め用凸部Ｗｃを、高精度の形状及び寸法で安定して得ることができる。

また、位置決め用凸部Ｗｃの成形工程において、位置決め用凸部Ｗｃを成形する位置に予め突出部Ｒｍを形成しておく。これにより、後の成形加工によって位置決め用凸部Ｗｃを塑性変形で成形するために十分な体積の素材を確保できる。

詳しくは、第２の工程において、パンチ１１，２１が突出部Ｒｍ，Ｍｍと干渉してこれを塑性変形させる成形加工を行う。この成形加工により突出部Ｒｍを塑性流動させて第１ワークＷ１の端面から延出した位置決め用凸部Ｗｃを成形する。位置決め用凸部Ｗｃは、横断面形状が、傾斜面ＸＣ及び底面Ｘを有する先細り形状（略三角形）となる。傾斜面ＸＣは、パンチ１１，２１の先端縁部の面取り部Ｃの面取り角θｃに応じた突起角θｗを有する形状で形成できる。さらに、第１ワークＷ１が薄板の場合は、パンチ１１の下降ストロークにおける、第1ワークＷ１の下面から下方への移動量δによって、位置決め用凸部Ｗｃの、第１ワークＷ１の厚さ方向の突出量（高さＷｃｔ）を制御できる。

この位置決め用凸部Ｗｃにおける突起角θｗ及び高さＷｃｔなどの制御によって、後述するように、位置決め用凸部Ｗｃを、第２ワークＷ２の表面に成形された位置決め用凹部Ｗｄに対し高精度に凹凸係合させることができる。この凹凸係合によって、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とを、直角をなすよう突き当てた状態で治具を用いることなく高精度に位置決めできる。第１ワークＷ１及び第２ワークＷ２は、既述のワークＷを適用できる。すなわち、第１ワークＷ１及び第２ワークＷ２は、金属板であり、例えば鉄板又はアルミニウム板である。鉄板は、例えば冷間圧延鋼板（ＳＰＣ）、ステンレス板（ＳＵＳ）である。また、第２ワークＷ２は板材でなくてもよく、鉄又はアルミニウムの塊材などであってもよい。

次に、上述の位置決め用凸部Ｗｃが係合する位置決め用凹部Ｗｄ（図６Ａ参照）及び位置決め用凹部Ｗｄを形成するための凹部成形金型ＫＤ３及びその変形例である凹部成形金型ＫＤ３Ａについて、図５Ａ～図５Ｄを参照して説明する。

図５Ａは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄを成形する凹部成形金型ＫＤ３の構成例を示す模式的断面図である。図５Ｂは、図５Ａの部分拡大図である。図５Ｃは凹部成形金型ＫＤ３の成形部３２Ｐを左前斜め上方から見た斜視図である。図５Ｄは、凹部成形金型ＫＤ３の変形例である凹部成形金型ＫＤ３Ａの構成例を示す模式的断面図である。

（凹部成形金型ＫＤ３の構成）
位置決め用凸部Ｗｃと位置決め用凹部Ｗｄとの凹凸係合で位置決めする第１ワークＷ１と第２ワークＷ２との位置決め精度は、位置決め用凸部Ｗｃと位置決め用凹部Ｗｄとの係合状態での隙間が少ないほど向上する。従って、位置決め用凹部Ｗｄの形状及び寸法は、位置決め用凸部Ｗｃと凹凸が逆転した同形状及び同寸法であることが望ましい。

換言すれば、金型において、位置決め用凹部Ｗｄを成形する成形部の形状は、第１ワークＷ１に成形された位置決め用凸部Ｗｃとほぼ同形状及び同寸法であることが望ましい。

この望ましい態様において金型の成形部は長手を有し直線状に突出し、突起角θｗを成す先細りの形状となる。突起角θｗは、面取り角θｃと同じであって、例えば約３０°の鋭角とされる。そのため、成形部の先端部は、成形時に掛かる力によって割れる、摩耗により欠損する、などの不具合が生じる可能性が高い。そこで、凹部成形金型ＫＤ３は、先端部の不具合発生を抑制し、かつ位置決め用凹部Ｗｄを高精度で位置決めできる凹部として成形できるようになっている。

図５Ａに示されるように、凹部成形金型ＫＤ３は、パンチ３１及びダイ３２を備える。パンチ３１は、下端部に第２ワークＷ２に平坦面で接する平坦面部３１ａを有する。ダイ３２は、位置決め用凹部Ｗｄを成形する部分として成形部３２Ｐを有する。成形部３２Ｐの先端の部分は先端部３２Ｔである。

パンチ３１とダイ３２は、軸線ＣＬ３を同芯として対向する位置関係となるようにタレットパンチプレス（不図示）などに取付けられる。位置決め用凹部Ｗｄを成形する際、パンチ３１は、タレットパンチプレスの作動によりダイ３２に向かって移動（下降）し、対向する位置に配置されたダイ３２と協働して第２ワークＷ２を挟んで押圧する。

図５Ｂに示されるように、成形部３２Ｐは、横断面形状が三角形形状で上方に突出し、前後方向（図５Ｂの紙面表裏方向）に延びるリブ状に形成されている。先端部３２Ｔの成す角度θｐは、位置決め用凸部Ｗｃの突起角θｗ（図１Ｂ及び図２Ｂ参照）よりも大きく設定されている。具体的には、角度θｐは、先端部３２Ｔを通る上下方向に延びる軸線ＣＬ３を中心として左右に突起角θｗで振り分けられた角度とされている。すなわち、角度θｐ＝（突起角θｗ）×２ である。

このように、成形部３２Ｐは、位置決め用凸部Ｗｃと実質的に同形状及び同寸法とした場合と比べて先端部３２Ｔの横断面形状でなす角度が大きく形成されている。そのため、先端部３２Ｔに割れや欠損などの不具合が生じにくい。図５Ｂ及び図５Ｃに示されるように、成形部３２Ｐは、斜面Ｓ３１及び斜面Ｓ３２を有する。斜面Ｓ３１は、位置決め用凹部Ｗｄの一方の凹部斜面Ｓｄ３を成形し、斜面Ｓ３２は他方の凹部斜面Ｓｄ４を成形する。斜面Ｓ３１は、位置決め用凹部Ｗｄに位置決め用凸部Ｗｃが係合した際の、位置決め用凸部Ｗｃの傾斜面ＸＣが接触する傾斜面として形成される。

成形部３２Ｐの斜面Ｓ３２には、窪み部３２Ｈが形成されている。窪み部３２Ｈは、上下方向に延びる軸を有する円筒を、斜面Ｓ３２に対し左方から右方に抉り込ませたときの周面形状を有する。成形部３２Ｐによって断面がＶ字形状の位置決め用凹部Ｗｄが成形されると共に、窪み部３２Ｈに第２ワークＷ２の素材が塑性流動して流れ込む。そのため、斜面Ｓ３２に突起部Ｗｐ（図６Ａ及び図６Ｂ参照）が形成される。従って、位置決め用凹部Ｗｄは、突起部Ｗｐの最突出位置において、図６Ｂに示されるように、突起角θｗと同等の傾斜角θ３を成す溝として形成される。突起部Ｗｐの周面Ｗｐ１は上下方向に延在する面となる。

位置決め用凹部Ｗｄは、突起部Ｗｐが形成されていない部分の横断面形状が、対向する両面が傾斜したＶ字形状に形成される。このＶ字形状の角度θｄは、凹部成形金型ＫＤ３の先端部３２Ｔの角度θｐと同じになる。これにより、第１ワークＷ１に形成した位置決め用凸部Ｗｃを、その傾斜面ＸＣが位置決め用凹部Ｗｄの凹部斜面Ｓｄ３に密着するように係合させると、位置決め用凸部Ｗｃの底面Ｘは、上下前後方向に延在する面となる。すなわち、底面Ｘは、突起部Ｗｐの周面Ｗｐ１の最突出部位と線接触する。

このように、位置決め用凸部Ｗｃを位置決め用凹部Ｗｄに係合させると、位置決め用凸部Ｗｃの傾斜面ＸＣは位置決め用凹部Ｗｄの凹部斜面Ｓｄ３に面接触で密着し、位置決め用凸部Ｗｃの底面Ｘは位置決め用凹部Ｗｄの突起部Ｗｐの周面Ｗｐ１に線接触で密着する。

傾斜面ＸＣ，底面Ｘ，凹部斜面Ｓｄ３，及び周面Ｗｐ１は、いずれも金型によって直接形成される面であるから、安定して高精度に形成される。これにより、位置決め用凸部Ｗｃと位置決め用凹部Ｗｄとは、係合状態で左右方向に高い精度で位置決めされる。また、係合は下方が細くなるくさび状の係合となる。そのため、第２ワークＷ２に対し第１ワークＷ１を上方から係合させることで、第１ワークＷ１の自重により、位置決め用凸部Ｗｃは位置決め用凹部Ｗｄにくい込むように係合する。これにより、第１ワークＷ１は、第２ワークＷ２に対し、がたつきがなく安定して係合が維持される。

次に、凹部成形金型ＫＤ３の変形例である凹部成形金型ＫＤ３Ａの概略構成について図５Ｄを参照して説明する。凹部成形金型ＫＤ３Ａは、凹部成形金型ＫＤ３においてダイ側に備えられていた成形部３２Ｐを、パンチ側に成形部３１ＡＰとして備えたものである。

図５Ｄに示されるように、凹部成形金型ＫＤ３Ａは、軸線ＣＬ３Ａを同芯として対向配置されるパンチ３１Ａ及びダイ３２Ａを備える。パンチ３１Ａは、パンチケース３１Ａ１とパンチ本体部３１Ａ２とを有する。
パンチ本体部３１Ａ２はパンチケース３１Ａ１に対し不図示の駆動部によって昇降する。パンチ本体部３１Ａ２は、下面に成形部３１ＡＰを有する。成形部３１ＡＰは、図５Ａ～図５Ｃに示された成形部３２Ｐに対し、窪み部３２Ｈも含め同形状とされており、パンチ側に形成されていることから、上下方向反転した向きとなっている。
一方、ダイ３２Ａの上面３２Ａａは平坦面となっている。

凹部Ｗｄを形成する際には、パンチ３１Ａのパンチケース３１Ａ１とダイ３２ＡとによってワークＷ２を挟んで押さえ、パンチ本体部３１Ａ２を下降させることで成形部３１ＡＰがワークＷ２のパンチ３１Ａ側の面に凹部Ｗｄを形成する。この凹部Ｗｄは、凹部成形金型ＫＤ３で形成した凹部Ｗｄと同形状となる。

（位置決め用凹部Ｗｄの成形方法）
（第１の成形方法）
次に、第２ワークＷ２に対する位置決め用凹部Ｗｄの成形方法例を、図７Ａ～図８Ｃを参照して説明する。

図７Ａは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第１の成形方法例の第１の工程を示す模式的平面図である。図７Ｂは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第１の成形方法例の第２の工程を示す模式的平面図である。図７Ｃは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第１の成形方法例の第３の工程を示す模式的平面図である。図８Ａは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第２の成形方法例の第１の工程を示す模式的平面図である。図８Ｂは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第２の成形方法例の第２の工程を示す模式的平面図である。図８Ｃは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第２の成形方法例の第３の工程を示す模式的平面図である。

まず、図７Ａ～図７Ｃを参照して、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部の第１の成形方法について説明する。

（第１の成形方法）
図７Ａは、第１の工程を示す。第１の工程では、母材Ｂｍに対し凹部成形金型ＫＤ３による刻印加工を行って、一直線上に離隔した所定の位置及び数で位置決め用凹部Ｗｄを形成する。位置決め用凹部Ｗｄは、突起部Ｗｐが左側（図７Ａの紙面上方側）となるように形成するものとする。第１の工程での加工は刻印加工であるため、位置決め用凹部Ｗｄに隣接した部位に厚さ方向に膨れた膨れ部Ｂ（一点鎖線）が生じる。

図７Ｂは、第２の工程を示す。第２の工程では、第１の工程で生じた膨れ部Ｂを潰すための潰し加工を行う。膨れ部Ｂは、位置決め用凹部Ｗｄの抉られた部分の素材が塑性流動することに起因して厚さ方向に膨らむことで生じる。第２の工程では、潰し加工に用いられる一般的な金型が用いられる。潰し加工により、膨れ部Ｂは、膨れた部分の素材が周辺部材に均一的に塑性流動し、膨れの度合が実用上支障のない程度に抑えられて実質的に平坦化される。

図７Ｃは、第３の工程を示す。第３の工程では、標準抜き型による打ち抜き加工、又はレーザビームによる切断加工によって、母材Ｂｍから第２ワークＷ２を切り出す。この際、第２ワークＷ２の四隅は、母材Ｂｍと接続する接続部としてミクロジョイントＪｍを形成する。図７Ｃでは、標準抜き型によってミクロジョイントＪｍを形成するように開口部ＢＨ３を形成することで輪郭を切断した例を示している。ミクロジョイントＪｍは加工の最終段階で切断し、第２ワークＷ２を母材Ｂｍから分離する。これにより、位置決め用凹部Ｗｄを有する第２ワークＷ２が得られる。

次に、図８Ａ～図８Ｃを参照して、本実施形態の一態様に係る位置決め用凹部Ｗｄの第２の成形方法について説明する。

（第２の成形方法）
図８Ａ～図８Ｃは、本実施形態の一態様に係る位置決め用凸部が係合する凹部を成形する第２の成形方法を示す模式図である（第１の工程～第３の工程）。第１の成形方法とは、第１の工程と第２の工程が異なる。よって、相違点についてのみ説明する。

図８Ａは、第２の成形方法における第１の工程を示す。第１の工程では、位置決め用凹部Ｗｄの形成位置に対応して第２ワークＷ２の外周部（輪郭）よりも外側となる位置に、貫通孔である孔部Ｈを形成する。孔部Ｈは、位置決め用凹部Ｗｄを成形した際に凹みに相当する素材が厚さに影響を及ぼすことなく容易に塑性流動できるよう、素材逃げとして形成する。孔部Ｈは、標準抜き金型による抜き打ち加工によって形成する。これにより、位置決め用凹部Ｗｄを成形する際に生じる塑性流動によって行き場を失った素材を孔部Ｈを変形させるように逃がすことができる。そのため、第１の成形方法で生じる膨れ部Ｂは実質的に生じない。

図８Ｂは、第２の工程を示す。第２の工程は、第１の成形方法の第１の工程と同じである。図８Ｃは、第３の工程を示す。第３の工程は、第１の成形方法の第３の工程と同じである。第１の成形方法の場合と同様に、第３の工程の後、最終段階でミクロジョイントＪｍを切断し、第２ワークＷ２を母材Ｂｍから分離する。これにより、位置決め用凹部Ｗｄを有する第２ワークＷ２が得られる。孔部Ｈは、輪郭を標準抜き型で打ち抜く場合は打ち抜かれる部材に形成されており、レーザ切断の場合は残材に残る。そのため、第２ワークＷ２の形状に孔部Ｈは残らない。

以上説明したように、一態様の位置決め用凹部の成形方法によれば、凹部成形金型ＫＤ３を用いて横断面形状がＶ字形状の位置決め用凹部Ｗｄを成形できる。位置決め用凹部Ｗｄは、位置決め用凸部Ｗｃの傾斜面ＸＣが当接する一方の凹部斜面Ｓｄ３と、位置決め用凸部Ｗｃの底面Ｘに接触する突起部Ｗｐを含んで成形された他方の凹部斜面Ｓｄ４とを有する。

詳しくは、位置決め用凹部Ｗｄは、位置決め用凸部を係合した際に、一方の凹部斜面Ｓｄ３が位置決め用凸部Ｗｃの傾斜面ＸＣに密着し、他方の凹部斜面Ｓｄ４に成形された突起部Ｗｐが底面Ｘと線接触する。従って、位置決め用凹部Ｗｄは、位置決め用凸部Ｗｃが係合した際の隙間を実質的になくすことができる。これにより、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とを、直角をなす角度で突き当てた際に高精度に位置決めできる。

（位置決め構造ＧＫ）
上述の位置決め用凸部Ｗｃと位置決め用凹部Ｗｄとの凹凸係合によって第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とを位置決めする位置決め構造ＧＫを、第２ワークＷ２に第１ワークＷ１を直交突き当てした状態を示す図９Ａ～図１０Ｂを参照して説明する。

図９Ａは、厚板のワークＷｂにおける位置決め構造ＧＫを説明するための上面図である。図９Ｂは、図９ＡのＢ－Ｂ位置における断面図である。図１０Ａは、薄板のワークＷａにおける位置決め構造ＧＫを説明するための上面図である。図１０Ｂは、図１０ＡのＣ－Ｃ位置における断面図である。図１０Ｃは、薄板のワークＷａにおける位置決め構造ＧＫを説明するための斜視図である。

厚板のワークＷｂにおける位置決め構造ＧＫは、図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、厚板である第１ワークＷ１の端面Ｗ１ａを、第２ワークＷ２の表面Ｗ２ｂ（上面Ｗ２ｂ）の端部近傍の所定位置に直交突き当てさせるときの位置決め構造である。この厚板における位置決め構造ＧＫは、第１ワークＷ１に成形された位置決め用凸部ＷｃＢと、第２ワークＷ２の上面Ｗ２ｂに形成された位置決め用凹部Ｗｄとを有する。

位置決め用凹部Ｗｄは、この例で端部側となる一方の凹部斜面Ｓｄ３が、位置決め用凸部ＷｃＢの傾斜面ＸＣと同じ傾斜角で形成され、他方の凹部斜面Ｓｄ４には位置決め用凸部ＷｃＢの底面Ｘと位置Ｐｗで線接触する上下方向に延在する円周面を有する突起部Ｗｐを含んで形成されている。

これにより、位置決め用凸部ＷｃＢを位置決め用凹部Ｗｄに係合させると、位置決め用凸部ＷｃＢは位置決め用凹部Ｗｄに埋没して係合し、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とが直角をなすよう突き合わされた状態で治具を用いることなく位置決めできる。第２ワークＷ２に突き当てられる第１ワークＷ１の左右方向の位置は、位置決め用凹部Ｗｄの左右方向の形成位置に応じて決まる。図９Ｂでは、第１ワークＷ１の端面Ｗ１ａの半面が第２ワークＷ２に突き当てられているいわゆる半引きでの突き当て状態が示されている。これに対し、第２ワークＷ２において位置決め用凹部Ｗｄをさらに右方に形成することで、端面Ｗ１ａの全面が第２ワークＷ２に突き当てられるいわゆる片引きでの突き当て状態にすることができる。

薄板のワークＷａにおける位置決め構造ＧＫは、図１０Ａ～図１０Ｃに示されるように、薄板である第１ワークＷ１の端面Ｗ１ａを、第２ワークＷ２の上面Ｗ２ｂの端部近傍の所定位置に直交させて突き当てたるときの位置決め構造である。この薄板における位置決め構造ＧＫは、第１ワークＷ１に成形された位置決め用凸部ＷｃＡと、第２ワークＷ２の上面Ｗ２ｂに形成された位置決め用凹部Ｗｄとを有する。

厚板の場合と同様に、位置決め用凹部Ｗｄは、この例で端部側となる一方の凹部斜面Ｓｄ３が、位置決め用凸部ＷｃＡの傾斜面ＸＣと同じ傾斜角で形成され、他方の凹部斜面Ｓｄ４には位置決め用凸部ＷｃＢの底面Ｘと位置Ｐｗで線接触する上下方向に延びる円周面を有する突起部Ｗｐを含んで形成されている。

これにより、図１０Ｃに示されるように、位置決め用凸部ＷｃＡを位置決め用凹部Ｗｄに係合させることで、位置決め用凸部ＷｃＡは位置決め用凹部Ｗｄに埋没して係合し、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とが直角をなすよう突き合わされた状態で治具を用いることなく位置決めできる。第２ワークＷ２に突き当てられる第１ワークＷ１の左右方向の位置は、位置決め用凹部Ｗｄの左右方向の形成位置に応じて決まる。図１０Ｂでは、第１ワークＷ１の端面Ｗ１ａにおける厚さ方向の半分の面が第２ワークＷ２に突き当てられる、いわゆる半引きでの突き当て状態が示されている。これに対し、第２ワークＷ２において位置決め用凹部Ｗｄをさらに右方に形成することで、端面Ｗ１ａの全面が第２ワークＷ２に突き当てられるいわゆる片引きでの突き当て状態にすることができる。

また、薄板の第１ワークＷ１は、位置決め用凸部ＷｃＡが表面から図１０Ｂに示されるように右方に突出して形成されているので、第１ワークＷ１の突き当て位置を、厚板の場合よりも左方に位置させることができる。

薄板のワークＷａにおける位置決め構造ＧＫは、厚板のワークＷｂにおける位置決め構造ＧＫに対して、第１ワークＷ１において位置決め用凸部Ｗｃが成形される厚さ方向の位置が異なる。具体的には、厚板の場合の位置決め用凸部Ｗｃ（ＷｃＢ）は、第１ワークＷ１の厚さの範囲内で端面から延出するよう成形される。一方、薄板の場合の位置決め用凸部Ｗｃ（ＷｃＡ）は、第１ワークＷ１の厚さの範囲内を超え、端面から延出し表面から厚さ方向に突出するように形成される。従って、薄板のワークＷａにおける位置決め構造ＧＫは、次に説明する図１１Ａ及び図１１Ｂに示す位置決め方法に対応することができる。薄板のワークＷａにおける位置決め構造ＧＫは、厚板の場合と同様に治具を用いることなく、第１ワークＷ１を第２ワークＷ２に対し所望の位置関係で突き当てるように位置決めできる。

（位置決め構造ＧＫ２）
上述の位置決め用凹部Ｗｄを利用して、その位置決め用凹部Ｗｄに凹凸係合する凸部を有する第１ワークＷ１を、第２ワークＷ２に対し重ね合わせて位置決めすることができる。この重ね合わせの位置決め構造を位置決め構造ＧＫ２と称し、図１１Ａ～図１１Ｃを参照して説明する。

図１１Ａは、位置決め構造ＧＫ２を説明するための部分断面図である。図１１Ｂは、位置決め構造ＧＫ２の第１態様を説明するための断面図である。図１１Ｃは、位置決め構造ＧＫ２の第２態様を説明するための断面図である。

図１１Ａに示されるように、第２ワークＷ２には、突起部Ｗｐを有する位置決め用凹部Ｗｄが形成されている。この位置決め用凹部Ｗｄは、位置決め構造ＧＫにおける位置決め凹部Ｗｄと同じである。
一方、第１ワークＷ１には、位置決め用凹部Ｗｄに係合する位置決め用凸部ＷｃＣが形成されている。位置決め用凸部ＷｃＣは、第１ワークＷ１の右縁部から厚さ方向（下方向）に突出し前後方向（紙面表裏方向）に長く形成されている。

位置決め用凸部ＷｃＣは、第１ワークＷ１の右縁部を打ち抜き加工で形成する際に生じるバリを、所定形状の金型の隙間に塑性流動で充填させる、などの方法で成形されている。位置決め用凸部ＷｃＣは、横断面形状が下方を頂点とする先細りの三角形形状で成形されており、第１ワークＷ１の厚さ方向に延在する底面Ｘと、底面Ｘに対し傾斜し位置決め用凹Ｗｄの凹部斜面Ｓｄ３と同じ傾斜角で延在する傾斜面ＸＣとを有する。

第１ワークＷ１は、位置決め用凸部ＷｃＣを位置決め用凹部Ｗｄに上方から係合させることで第２ワークＷ２に対し、端面ではなく表面同士を重ね合わせた状態で位置決めされる。詳しくは、位置決め用凸部ＷｃＣは位置決め用凹部Ｗｄに埋没し、第１ワークＷ１の下面Ｗ１ｂと第２ワークＷ２の上面Ｗ２ｂとが接触して重ね合わされる。その際、位置決め用凹部Ｗｄに埋没した位置決め用凸部ＷｃＣの傾斜面ＸＣ及び底面Ｘが、それぞれ位置決め用凸部Ｗｄの凹部斜面Ｓｄ３及び突起部Ｗｐの厚さ方向に延在する周面Ｗｐ１に接触する。これにより、第１ワークＷ１は、第２ワークＷ２に対する左右方向の位置が高精度に決められる。第１ワークＷ１の前後方向の位置は、位置決め用凸部ＷｃＣ及び位置決め用凹部Ｗｄがそれぞれ金型によって直接成形されることから凹凸係合の前後方向の隙間を微小にして高精度に位置決めできる。

位置決め構造ＧＫ２の第１態様は図１１Ｂに示される。第１ワークＷ１には、左右両端部それぞれに位置決め用凸部ＷｃＣを形成し、第２ワークＷ２には、第１ワークＷ１に形成された一対の位置決め用凸部ＷｃＣのうちの一方に係合する凹部として突起部Ｗｐを有する位置決め用凹部Ｗｄを形成し、他方に係合する凹部を突起部Ｗｐが形成されていない位置決め用凹部ＷｄＣとする。
第１態様は、第１ワークＷ１が第２ワークＷ２に対し左右両端の２箇所で凹凸係合するので、左右方向はもとより、上下方向を軸とする回動を良好に規制するので、重ね合わせの位置決めが安定する。また、２箇所の凹凸係合のうち、一方を、突起部Ｗｐを有する位置決め用凹部Ｗｄとしているので、第１ワークＷ１の左右方向の位置を、治具を用いることなく高精度に決められる。

位置決め構造ＧＫ２の第２態様は図１１Ｃに示される。第１ワークＷ１は単なる平板ではなく、左縁部に上方に折り曲げられた折り曲げ部Ｗ１ｄを有して位置決め用凸部が形成できない立体形状となっている。この場合でも、一つの縁部（図１１Ｃにおける右縁部）の凹凸係合に突起部Ｗｐを有する位置決め用凹部Ｗｄを用いることで、立体形状の第１ワークＷ１を第２ワークＷ２に重ね合わせる際の位置決めを、治具を用いることなく高精度に行うことができる。

（溶接態様）
厚板のワークＷｂにおける位置決め構造ＧＫ、又は薄板のワークＷａにおける位置決め構造ＧＫで可能な突き合わせ溶接態様例について、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して説明する。図１１Ａは、本実施形態の一態様に係る位置決め構造ＧＫが対応可能な片引きでの溶接態様を示す模式的側面図である。図１１Ｂは、本実施形態の一態様に係る位置決め構造ＧＫが対応可能な半引きでの溶接態様を示す模式的側面図である。

図１１Ａは、片引きでの溶接態様を示す。第１ワークＷ１に成形された位置決め用凸部ＷｃＡ又は位置決め用凸部ＷｃＢと、第２ワークＷ２に成形された位置決め用凹部Ｗｄとを係合させて、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とが直角をなすよう突き合わせる。位置決め用凹部Ｗｄの左右方向の形成位置は、第１ワークＷ１の端面Ｗ１ａの全面が第２ワークＷ２の上面Ｗ２ｂに当接する片引きで設定する。

次いで、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２との突き合わせた部分を、溶接部ＷＳを形成して溶接する。このように、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とを治具を用いることなく片引きで突き合わせ溶接できるので、治具コスト及び治具のセット時間を削減できる。

位置決め用凹部Ｗｄの左右方向の形成位置に応じて、第１ワークＷ１の端面Ｗ１ａの第２ワークＷ２の上面Ｗ２ｂへの突き当て範囲を異ならせることができる。第２ワークＷ２において、位置決め用凹部Ｗｄを図１１Ａよりも左方の位置に形成することで、図１１Ｂに示される、いわゆる半引きでの突き合わせ溶接が可能である。

上述のように、第２ワークＷ２に対する第１ワークＷ１の突き当て位置は、位置決め用凹部Ｗｄの形成位置に依存する。すなわち、第１ワークＷ１が位置決め用凸部ＷｃＡを有する場合には、位置決め用凹部Ｗｄの突起部Ｗｐにおける位置決め用凸部ＷｃＡの底面Ｘが接する最突出位置が、第１ワークＷ１における位置決め用凸部ＷｃＡを形成した側の表面（図１０Ｂにおけるの右面）位置から右方に位置決め用凸部ＷｃＡの高さＷｃｔだけ足した位置になるようにする。

また、第１ワークＷ１が位置決め用凸部ＷｃＢを有する場合には、位置決め用凹部Ｗｄの突起部Ｗｐにおける位置決め用凸部ＷｃＢの底面Ｘが接する最突出位置が、第１ワークＷ１における位置決め用凸部ＷｃＢを形成した側の表面（図９Ｂにおける右面）の位置になるようにする。位置決め用凸部ＷｃＢは、位置決め用凸部ＷｃＢの高さＷｃｔが０（ゼロ）の場合とみなせる。すなわち、高さＷｃｔは、０（ゼロ）から最大で移動量δまでの間で自由に設定できる。

第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とは、第１ワークＷ１の厚さ方向（図９Ｂ及び図１０Ｂの左右方向）について、金型で直接形成された位置決め用凸部Ｗｃと位置決め用凹部Ｗｄとによる、厚さ方向に直交する面と斜面との組み合わせで当接係合するので、高精度に位置決めされる。また、第１ワークＷ１の第２ワークＷ２に沿う延在方向（前後方向、すなわち図９Ｂ及び図１０Ｂの紙面表裏方向）の位置決め精度は、位置決め用凸部Ｗｃと位置決め用凹部Ｗｄとの係合状態での前後方向の隙間に依存する。この隙間は、突出部Ｒｍと凹部斜面Ｓｄ３と前後方向の長さの差に基づいて生じる。しかしながら、突出部Ｒｍ及び凹部斜面Ｓｄ３は金型によって直接形成される部位であるから、長さの差は実用上支障のない程度に十分小さくすることができる。従って、第１ワークＷ１の第２ワークＷ２に沿う延在方向の位置決めは高精度になされる。また、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の突き当て方向（図９Ｂ及び図１０Ｂの上下方向）の位置決めは、端面と表面との当接によるものであるから、十分に高精度にすることができる。このように、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とは、位置決め用凸部Ｗｃと位置決め用凹部Ｗｄとの凹凸係合によって３軸方向すべてにおいて、治具を用いることなく高精度に位置決めされる。

位置決め構造ＧＫ２における溶接態様例は、図１２Ｃに示される。図１２Ｃは、位置決め構造ＧＫ２における溶接態様例を示す模式的断面図である。第２ワークＷ２に対し重ね合わせの位置決め構造ＧＫ２によって表面同士が重なるように位置決めされた第１ワークＷ１の縁部を、隅肉溶接で溶接部ＷＳを形成して溶接する。このように、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とを治具を用いることなく重ね合わせた態様で溶接できるので、治具コスト及び治具のセット時間を削減できる。

以上詳述のように、本発明の第１の一態様は、板金の第１ワークＷ１の端面Ｗ１ａから突出して形成された位置決め用凸部Ｗｃと、第２ワークＷ２の表面に、位置決め用凸部Ｗｃが埋没して係合するように形成された位置決め用凹部Ｗｄと、を備え、位置決め用凹部Ｗｄに位置決め用凸部Ｗｃを係合させることで、第１ワークＷ１は、その端面Ｗ１ａが第２ワークＷ２の表面Ｗ２ｂに当接して第２ワークＷ２に対し直交する姿勢で位置決めされる位置決め構造ＧＫである。

これにより、治具を用いることなく第１ワークＷ１を第２ワークＷ２に対し位置決めできるので、位置決め作業における治具のコスト及び治具のセット時間が削減できる。

また、本発明の第２の一態様は、第２ワークＷ２に形成した位置決め用凹部Ｗｄに、第１ワークＷ１の位置決め用凸部Ｗｃを凹凸係合させて、第２ワークＷ２に対し直交姿勢で位置決めするワークの製造方法であって、位置決め用凸部Ｗｃを、板金の第１ワークＷ１の端面Ｗ１ａの全面から突出する突出部をＲｍ形成し、第１ワークＷ１の厚さ方向に移動するパンチ１１が突出部Ｒｍと干渉する位置で厚さ方向に移動して、突出部Ｒｍを端面Ｗ１ａの一部から突出するよう塑性変形して形成するワークの製造方法である。

これにより、治具を用いることなく第１ワークＷ１を第２ワークＷ２に対し位置決めして両部材を突き合わせ溶接できるので、溶接作業において位置決め作業における治具のコスト及び治具のセット時間が削減できる。

この第２の一態様において、パンチ１１の先端縁部に面取り部Ｃを形成し、位置決め用凸部Ｗｃを、パンチ１１の先端面が当接するダイ側部材１３の上面１３ａと面取り部Ｃとの隙間に突出部Ｒｍを塑性流動させて、面取り部Ｃに対応した傾斜面ＸＣと上面１３ａに対応した底面Ｘとを有する先細り形状に成形してもよい。

これにより、位置決め用凸部Ｗｃは、形状が金型の面によって直接形成されるので高精度で安定した形状で形成され、第１ワークＷ１の第２ワークＷ２に対する位置決め精度が向上する。

また、本発明の第３の一態様は、板金の第１ワークＷ１において、端面Ｗ１ａの全面から突出する突出部Ｒｍを形成し、第１ワークＷ１の厚さ方向に移動するパンチ１１を突出部Ｒｍと干渉する位置で厚さ方向に移動して、突出部Ｒｍを端面Ｗ１ａの一部から突出するよう塑性変形して位置決め用凸部Ｗｃを形成し、第１ワークＷ１の端面Ｗ１ａを突き当てる第２ワークＷ２の表面Ｗ２ｂに、第１ワークＷ１を突き当てる所定位置から位置決め用凸部Ｗｃの高さＷｃｔ分ずらした位置に、位置決め用凸部Ｗｃが埋没して係合する位置決め用凹部Ｗｄを形成し、位置決め用凸部Ｗｃを位置決め用凹部Ｗｄに係合させて第１ワークＷ１を第２ワークＷ２の所定位置に位置決めして突き合わせ、突き合わせた部分を溶接して第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とを接合する溶接方法である。

これにより、治具を用いることなく第１ワークＷ１を第２ワークＷ２に対し位置決めして両部材を突き合わせ溶接できるので、溶接作業において位置決め作業における治具のコスト及び治具のセット時間が削減できる。

本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。

成形部３２Ｐの形状は、上記形状に限定されない。成形部３２Ｐの形状は、少なくとも一方の斜面Ｓ３１が位置決め用凸部Ｗｃの傾斜面ＸＣに密着する形状を有していればよい。また、窪み部３２Ｈの表面形状は、円筒面状である必要はなく、角筒面状であってもよい。また、窪み部３２Ｈが設けられる位置は成形部３２Ｐの前後方向においていずれの位置でもよく、独立して複数設けられていてもよい。

成形部３２Ｐは、窪み部３２Ｈを有してなくてもよく、軸線ＣＬ３を含む直交面に対して斜面Ｓ３１が成す傾斜角θ１と斜面Ｓ３２が成す傾斜角である（角度θｐ－傾斜角θ１）とが異なっていてもよい。第１ワークＷ１と第２ワークＷ２との間で係合する位置決め用凸部Ｗｃと位置決め用凹部Ｗｄとの組は、上述のように２組に限定されず、１組であってもよい。また、突き当てる端面が長い場合は、３組以上としてもよい。

１１ パンチ
１２ ダイ
１３ カウンタ
１３ａ 上面
２１ パンチ
２２ ダイ
２２ａ 上面
３１，３１Ａ パンチ
３１Ａ１ パンチケース
３１Ａ２ パンチ本体部
３１ａ 平坦面部
３２，３２Ａ ダイ
３２Ａａ 上面
３２Ｈ 窪み部
３２Ｐ，３１ＡＰ 成形部
３２Ｔ 先端部
Ｂｍ，ＢｍＡ，ＢｍＢ 母材
ＢＨ，ＢＨ２，ＢＨ３ 開口部
Ｃ 面取り部
ＣＬ３，ＣＬ３Ａ 軸線
ＧＫ 位置決め構造
Ｈ 孔部
Ｊｍ ミクロジョイント（接続部）
Ｊｗ ワイヤジョイント
ＫＤａ，ＫＤｂ，ＫＤｃ１，ＫＤｃ２，ＫＤｃ３，ＫＤｄ 抜き形状
ＫＤ１ 薄板用凸部成形金型
ＫＤ２ 厚板用凸部成形金型
ＫＤ３，ＫＤ３Ａ 凹部成形金型
Ｍｍ 突出部
Ｐｗ 位置
Ｒｍ 突出部（凸部成形素材残存部）
Ｓ３１，Ｓ３２ 斜面
Ｓｄ３，Ｓｄ４ 凹部斜面
ｔ 板厚
Ｗ，Ｗａ，Ｗｂ ワーク
Ｗａ１，Ｗｂ２ 下孔
Ｗｃ，ＷｃＡ，ＷｃＢ，ＷｃＣ 位置決め用凸部
Ｗｃｓ 端部
Ｗｃｔ 高さ
Ｗｄ，ＷｄＣ 位置決め用凹部
Ｗｐ 突起部
Ｗｐ１ 周面
ＷＳ 溶接部
Ｗ１ 第１ワーク
Ｗ１ａ 端面
Ｗ１ｂ 下面
Ｗ１ｄ 折り曲げ部
Ｗ２ 第２ワーク
Ｗ２ｂ 上面（表面）
Ｘ 底面
ＸＣ 傾斜面
δ 移動量
θｃ 面取り角
θｐ 角度
θｗ 突起角
θ１ 傾斜角

本発明の第１の一態様は、板金の第１ワークの端面から突出して形成された位置決め用凸部と、第２ワークの表面に、前記第１ワークの所定の突き当て位置に対し前記位置決め用凸部の前記表面からの突出高さ分ずれた位置に前記位置決め用凸部が埋没して係合するように形成された位置決め用凹部と、を備え、前記位置決め用凹部に前記位置決め用凸部を係合させることで、前記第１ワークは、その端面が前記第２ワークの表面に当接して前記第２ワークに対し直交する姿勢で位置決めされる位置決め構造である。

また、本発明の第２の一態様は、第２ワークに形成した位置決め用凹部に、第１ワークの位置決め用凸部を凹凸係合させて、前記第２ワークに対し直交姿勢で位置決めするワークの製造方法であって、前記位置決め用凸部を、板金の前記第１ワークの輪郭から端面の厚さ方向全面で突出する突出部を形成し、前記第１ワークの厚さ方向に移動するパンチの先端縁部に面取り部を形成しておき、前記パンチを前記突出部と干渉する位置で前記厚さ方向に移動して、前記突出部を前記端面の一部から突出するよう塑性変形して形成し、前記塑性変形において、前記パンチの先端面が当接するダイ側部材の上面と前記面取り部との隙間に前記突出部を塑性流動させて、前記面取り部に対応した傾斜面と前記上面に対応した底面とを有する先細り形状に成形するワークの製造方法である。

また、本発明の第３の一態様は、板金の第１ワークの輪郭から端面の厚さ方向全面で突出する突出部を形成し、前記第１ワークの厚さ方向に移動するパンチを前記突出部と干渉する位置で前記厚さ方向に移動して、前記突出部を前記端面の一部から突出するよう塑性変形して位置決め用凸部を形成し、前記第１ワークの前記端面を突き当てる第２ワークの表面に、前記第１ワークを突き当てる所定位置から前記位置決め用凸部の高さ分ずらした位置に、前記位置決め用凸部が埋没して係合する位置決め用凹部を形成し、前記位置決め用凸部を前記位置決め用凹部に係合させて前記第１ワークを前記第２ワークの前記所定位置に位置決めして突き合わせ、突き合わせた部分を溶接して前記第１ワークと前記第２ワークとを接合する溶接方法である。

Claims (4)

1. 板金の第１ワークの端面から突出して形成された位置決め用凸部と、
   第２ワークの表面に、前記位置決め用凸部が埋没して係合するように形成された位置決め用凹部と、を備え、
   前記位置決め用凹部に前記位置決め用凸部を係合させることで、前記第１ワークは、その端面が前記第２ワークの表面に当接して前記第２ワークに対し直交する姿勢で位置決めされる位置決め構造。
2. 第２ワークに形成した位置決め用凹部に、第１ワークの位置決め用凸部を凹凸係合させて、前記第２ワークに対し直交姿勢で位置決めするワークの製造方法であって、
   前記位置決め用凸部を、
   板金の前記第１ワークの端面の全面から突出する突出部を形成し、
   前記第１ワークの厚さ方向に移動するパンチが前記突出部と干渉する位置で前記厚さ方向に移動して、前記突出部を前記端面の一部から突出するよう塑性変形して形成するワークの製造方法。
3. 前記パンチの先端縁部に面取り部を形成し、
   前記位置決め用凸部を、
   前記パンチの先端面が当接するダイ側部材の上面と前記面取り部との隙間に前記突出部を塑性流動させて、前記面取り部に対応した傾斜面と前記上面に対応した底面とを有する先細り形状に成形する請求項２記載のワークの製造方法。
4. 板金の第１ワークにおいて、端面の全面から突出する突出部を形成し、
   前記第１ワークの厚さ方向に移動するパンチを前記突出部と干渉する位置で前記厚さ方向に移動して、前記突出部を前記端面の一部から突出するよう塑性変形して位置決め用凸部を形成し、
   前記第１ワークの前記端面を突き当てる第２ワークの表面に、前記第１ワークを突き当てる所定位置から前記位置決め用凸部の高さ分ずらした位置に、前記位置決め用凸部が埋没して係合する位置決め用凹部を形成し、
   前記位置決め用凸部を前記位置決め用凹部に係合させて前記第１ワークを前記第２ワークの前記所定位置に位置決めして突き合わせ、突き合わせた部分を溶接して前記第１ワークと前記第２ワークとを接合する溶接方法。

Images