JP4778604B2

JP4778604B2 - 構造部材接合方法及び接合装置

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Publication number: JP4778604B2
Application number: JP2000137399A
Authority: JP
Inventors: 達三朗山川
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2020-05-10
Also published as: JP2001321856A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、住宅、建物などに係り、特に複数の構造部材を接合する建物ユニットなどの構造部材接合方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばユニット建物として、予め工場で生産した建物ユニットを建築現場へ運搬した後、複数の構造部材である接合部材と被接合部材とを水平、垂直方向に接合して形成するものが知られている。
【０００３】
ところで、通常、このような金属部分の接合手段としては、主に溶接、例えばアーク溶接やスポット溶接などが用いられていた。また、特開平７−０００６１６号公報に記載のようなリベットやボルトなどの乾式接合によるものも用いられている。
【０００４】
このように接合して形成される建物ユニットのうち、例えば床部分については、高さ寸法精度が重要である。特にこの床部分を構造部材で構成する場合には、重要な寸法管理を行うため、接合の際に組み合わせる接合部材と被接合部材との位置決め精度をしっかりと確保する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、建物ユニットを形成する場合に、その接合部分を溶接で行うと、溶接時に発生する熱の影響により、構造部材に反りを発生したり構造部材表面に施しためっき層が蒸発し、後の補修が必要となる場合がある。
【０００６】
一方、乾式接合の場合には、このようなトラブルを生じる虞れがないので、その点では好都合であるが、リベットやボルトなどの鋲螺を使用すると、その分だけ生産コストの上昇につながる。しかも、この場合には、接合部位に合わせて予め下穴をあけておくなど必要があるが、このような穴あけ作業には、困難を伴う。また、通常、このような建物ユニットでは用いられていないが、構造部材を接合する手段として、例えばカシメによる接合方法が知られている。ところが、このようなカシメ接合を行う場合、どれでも自由に実施できるというものではなく、通常は以下のような制約がある。
▲１▼接合する２枚の構造部材の板厚の比が、１：３以下であること、
▲２▼カシメる構造部材の板厚が大きく変わる（例えば２mm以上）と、このカシメに使用するツールであるパンチ、ダイスなどのカシメ装置を、その厚さに合わせて、そっくり全体ごと交換しなければ良好なカシメを行なえないこと、
などの不都合を生じている。
【０００７】
しかも、このような溶接接合やカシメ接合では、被接合部材に接合部材を接合する際に、被接合部材を位置決めさせてクランプする必要があり、このためカシメ装置や溶接装置と干渉しないようにクランプ用の治具を設置する必要がある。
【０００８】
従って、例えば、カシメて接合する場合には、建物ユニットに使用する構造部材の板厚や材質が使用する建物ユニットによって大きく変わると、その大きさにあわせて何種類ものカシメ装置を用意して交換する必要があるから、非効率的であると共に非生産的であり、コスト増大につながっている。
【０００９】
また、カシメ接合で使用するこのパンチとダイスには、例えば図１１に示すように、角型のパンチ５１及びダイス５２と、丸型のパンチ６１及びダイス６２とがある。例えば、上下２枚の金属板（以下、上板２１及び下板２２とよぶ）をカシメて接合しようとする際に、角型のものでカシメる場合には、例えば図１２（Ａ）に示すように、角型パンチ５１を接合する構造部材２１、２２に押し込んで２面をせん断させ、そのせん断面から上板２１の流動した塑性金属を下板２２に引っかけることで締結させるようになっている。
【００１０】
一方、丸型のものでカシメる場合には、例えば特開平６−３１５８３６号公報に記載のように、丸型パンチ６１を金属板２１、２２に押し込み、図１２（Ｂ）において、円周方向に金属を塑性流動させ、上板２１の引掛け部を下板２２に形成して締結させている。
【００１１】
ところで、例えば、このような角形のパンチ５１やダイス５２を備えたカシメ装置にあっては、構造部材２１、２２の平面部分に沿った回転方向の力に強い。しかも、構造部材２１、２２をせん断させてパンチ側の金属板である上板２１をせん断面から塑性流動させることで、ダイス側の構造部材である下板２２に引っかけて接合するため、丸形のカシメ装置に比べて、上板２１の金属が流動し易い。このため同じ種類の材料、板厚を接合する場合、カシメ加圧力が若干低くても済むといった効果があるので、この点では都合がよい。
【００１２】
ところが、このようなカシメ装置にあっては、接合部分のせん断強度に方向性を生じており、構造部材２１、２２のせん断面と直角方向のせん断強度は高いが、平行方向のせん断強度はあまり高くない、といった不都合を生じている。
【００１３】
一方、丸形のパンチ６１やダイス６２を備えたカシメ装置にあっては、構造部材２１、２２の平面部分に沿った回転方向の力に弱く、接合部分での気密性や水密性が悪いといった不都合を生じている。
【００１４】
そこで、この発明は、上記した事情に鑑み、接合部分での反りの発生を防止できるとともに、建物ユニット等に使用する構造部材の板厚や材質が大きく変わる場合でも、その大きさにあわせて何種類ものカシメ装置を用意して交換する必要がないとともにクランプ用の治具を設置する必要がなく、しかも接合部分のせん断強度に方向性がなく、回転方向の力に対しても強く、ひいては、接合部分での気密性や水密性が良好な建物ユニット等の構造部材接合方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明では、複数の構成部材をパンチとダイスとを有するカシメ装置を用いて接合する接合装置であって、前記カシメ装置では、前記パンチに設けた断面略十字形状の突部と、前記ダイスに設けた平面視で前記パンチの前記突部が嵌り込む大きさの略十字形状の溝部とを有するとともに、前記パンチの断面略十字形状の前記突部の外側端部には、面取りが施され、前記ダイスの略十字形状の前記溝部を形成する受部の中心側端部には、せん断される前記構成部材をせん断の際に半径方向に広がるように塑性流動させるための面取りが施されており、これらでせん断される前記構成部材のせん断面が互いに直交する略十字形となるようにしたことを特徴としている。
【００１６】
このように構成された請求項１記載のものでは、前記カシメ装置の前記パンチに設けられた突部と、前記ダイスに設けられた溝部とが、これらでせん断される部材のせん断面を、互いに直交する十字形となるように接合する。
このため、接合部分でのせん断強度に方向性がなく、接合部分での気密性や水密性を確保できるようになり、建物用ユニットの建物ユニットやパネルとして好都合で、錆やカビの発生などを防止することができる。
【００１７】
また、請求項２に記載された発明では、複数の建物用の構造部材を接合して形成される構造部材接合方法であって、前記構造部材としての厚板と、この厚板よりも薄い薄板との接合を、断面略十字形状の外側端部に面取りが施された突部が設けられたパンチと、平面視で前記パンチの前記突部が嵌り込む大きさの略十字形状の溝部を形成する受部の中心側端部に、せん断される前記構成部材をせん断の際に半径方向に広がるように塑性流動させるための面取りが施されたダイスを用い、プレスによるカシメ接合によって形成する際、前記パンチの先端部分と前記ダイスの底面部分との間の距離を調整可能な接合装置を用い、前記パンチの先端部分と前記ダイスの底面部分との間の距離を調整して、前記パンチを、前記厚板側からプレスしてせん断し、前記薄板側からも加圧し、前記パンチとダイスでせん断される前記構造部材のせん断面が、互いに直交する略十字形となるようにカシメることを特徴としている。
このように構成された請求項２記載のものでは、カシメによる構造部材同士の接合を行う際、前記構造部材の締結後板厚が、締結前板厚の合計の略半分となるように接合条件が調整される。このため、強度低下を伴うことなく、必要充分な強度を確保できる。
このように、カシメにより構造部材同士の接合が行われるので、接合時に熱に起因した反りを伴うことがなく、床部分などでの接合において不陸の発生を防止することができる。また、メッキを施してある構造部材の接合であっても、熱に伴うメッキの蒸発が防止できるから、後補修が不要となる。
さらに、同一のカシメ装置を使用する場合であっても、締結力を向上させることができるようになっており、カシメ部位の全体での板厚が、大きく異なる場合であっても、確実にカシメて接合させることができる。
そのうえ、構造部材の接合面に平行な回転力について強いばかりか、カシメ加圧力がそれ程大きくなくても済み、しかもせん断面の方向によらず大きな強度が得られるとともに、水密性や気密性が完全に保証される。このため、錆やカビなどの発生原因となる湿度や水分が外部から侵入するのを遮断することができ、建物ユニット等の構造部材の接合方法として好適である。
【００１８】
また、請求項３に記載されたものでは、前記厚板には、２．３ｍｍ〜６．０ｍｍの板厚のものを用い、前記構造部材の締結後のカシメ部位における前記厚板と前記薄板との合計の板厚が、１．５ｍｍ〜２．３ｍｍとなるように接合条件を調整することを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図示例と共に説明する。
【００３２】
図１は、この発明の実施の形態１に係る建物ユニットの構造部材接合装置１であり、まず、この構成から説明する。
【００３３】
この実施の形態１の建物ユニットの構造部材接合装置１では、図５に示す複数の構造部材２（被接合部材２１と接合部材２２）どうしの接合をカシメ接合により行うようになっており、このため、その構造部材接合装置として、カシメ装置が使用されている。
【００３４】
このカシメ装置は、図１において、ベース３上にパンチ４とダイス５とを設けた構成となっており、同一装置で各種の異なる板厚及び材質のものにカシメ接合を行うことができるようになっている。なお、ここで使用するパンチ４及びダイス５には、平均的な板厚の構造部材２１，２２の組み合わせから成る構造部材２の接合に適した大きさのパンチ４及び深さのダイス５を使用している。
【００３５】
すなわち、接合条件として、パンチ４には、要求強度や装置の寸法などからその大きさが決定され、ダイス５には、構造部材２の板厚の略１／２となるような深さのものが使用されている。また、このダイス５には、固定型ではなく、図５に示すような半径方向に拡開可能な可動型のものが使用されて、接合条件を調整可能としている。これは、可動型であれば、加圧力で塑性流動した金属部分が横方向に流れやすくなるので、カシメ加圧条件の自由度が向上し、ダイス５の深さを接合する構造部材２の板厚毎に変更しなくてすむからである。
【００３６】
さらに、図２に示すように、カシメ中にパンチ４とダイス５とが最近接するときのパンチ４先端部分とダイス５底面部分との間の距離が、後述する「固有距離Ｌ」となるようにする。例えば、この実施の形態１では、この固有距離Ｌは、以下のようにして決定する。
【００３７】
即ち、この接合しようとする各種構造部材２の組み合わせ毎にカシメ加圧力を変化させて強度評価の実験を行い、
（１）加圧力とカシメ後の板厚の関係
（２）カシメ後の板厚と強度
（３）加圧力と強度
との３者の間の関係をもとめる。これについての、実験結果を以下のように表１に示す。
【００３８】
【表１】

【００３９】
なお、表中の強度は、ＪＩＳのＺ３１３６，Ｚ３１３７に基づいて実施した。ここで、パンチ４は底面が角形□５×６ｍｍ寸法でテーパになっており、ダイス５も溝部の深さは２．５ｍｍ寸法のものである。また、これらは、一般的なせん断カシメを行うものを選定し、この同じものを使用して評価テストを行った。
【００４０】
この実験結果について、わかりやすく解析・評価するため、たとえば、接合部材２１と被接合部材２２の２種類の構造部材２について、それらの板厚（下板，上板）が次の３種類、即ち
「Ａ」：（１．６，２．３），
「Ｂ」：（１．６，３．２），
「Ｃ」：（１．６，４．５）
の場合を例にとると、先の（１）〜（３）の関係についての相関は、図３（Ａ）〜（Ｃ）のようになる。
【００４１】
これにより、各板厚の組合せ毎に最高強度となる加圧条件を見いだすとともに、そのときに最も低い加圧力で最高強度になる板厚の組合せ（図３（Ａ）ではＡがこれに相当する）を見いだし、そのときのカシメ後の板厚寸法を「固有距離Ｌ」とする。従って、この表１から分かるように、最も低い加圧条件で最高強度を得るのは、ＳＳ４００、ｔ２．３の場合である。この実施の形態１では、かかる条件下で、カシメ後のカシメ部分の板厚寸法を測定したところ、１．５ｍｍのデータを得たので、これを「固有距離Ｌ」とした。
【００４２】
なお、このパンチ４先端部分とダイス５底面部分との間の距離をその「固有距離Ｌ」に合わせる方法としては、図２において、カシメ加圧シリンダ６の設置位置を動かして調整してもよいし、ロッド６１にスペーサ６２を挟んだりして調整してもよい。これにより、カシメ加圧シリンダ６の下死点を合わせるように調整することができる。さらにまた、カシメ装置にメカニカルストッパを設けることで調整してもよい。
【００４３】
このような構成とすることで、例えば図３において、組合せ「Ｂ」や「Ｃ」などの金属板厚でカシメ接合するときに、それぞれの組合せで最高強度になる加圧条件で加圧力を加えても、組合せ「Ａ」でカシメ接合を行う場合に、「固有距離Ｌ」以上にカシメられることがなく、カシメ後の接合部は最適な板厚となる。
【００４４】
なお、組合せ「Ｂ」や「Ｃ」などの金属板厚でカシメ接合するときには、各々の最適加圧に設定することが望ましいが、加圧条件の変更が煩わしく、同一の加圧条件でカシメたい場合には、「Ｂ」、「Ｃ」の加圧力と強度との関係から、最適な条件を設定すればよい。但し、この場合、接合部分の要求強度との兼ね合いによるものとする。
【００４５】
また、この実施の形態１では、被接合部材２２を位置決めしたり、所定の位置にクランプさせるため、例えば図４に示すように、ストリッパ７を使用している。このストリッパ７は、カシメ時にパンチ４を接合部材２１に押し込んだ時に、パンチ４を引き抜きやすくするためのものであり、通常、ウレタンゴムなどのゴムリングをパンチ周囲に取り付けたり、スプリングの付いたプレートやバーを用いる構造のものである。この実施の形態１では、同図に示すように、スプリング７１の付いたプレート７２（或いはバーでもよい）を用いている。このストリッパ７によれば、カシメ時に、パンチ４が被接合部材２２に押し込まれると、スプリング７１が圧縮され、パンチ４を被接合部材２２から引き抜くための反力が発生するようになっている。
【００４６】
特に、この実施の形態１では、ストリッパ７として設けたプレート７２を磁石で構成しており、被接合部材２２をプレート７２にセットし、把持することで、位置決めやクランプ用の治具をなくすことができるようになっている。
【００４７】
次に、カシメ後の板厚と強度との関係より、強度低下があまり起こらないように、カシメ後の板厚を各種材料の種類や板厚での組合せで判断し、加圧力を８．６トンに設定して、再度、カシメ接合強度の評価実験を行った。
【００４８】
この際の実験結果を次に表２に示す。
【００４９】
【表２】

【００５０】
この表２からわかるように、カシメ後の板厚は、ステレス材で薄くなるが、「固有距離Ｌ」を確保しているから、カシメ後の接合部での板厚は，１．５ｍｍよりは小さくならない。その結果、強度低下があまり起こらずに、充分な強度が確保できるようになる。また、ステンレス材の板厚が６．０ｍｍでは、加圧力が不足ぎみになり、最適なカシメ後の板厚よりカシメ後の板厚が少し厚くなったが、充分な強度を得ることができた。また、比較例として、固定型ダイスで丸パンチ４を使用した場合の接合条件を次の表３に示す。
【００５１】
【表３】

【００５２】
なお、この比較例では、この実施の形態１との比較を容易にするため、パンチ４の径を全ての板厚、材料の種類について、同じ条件とした。なお、この場合、そのカシメ接合に使用するツールとしては、３種類のもの、即ち、ダイス深さ２ｍｍ及びダイス径φ８のもの、ダイス深さ３ｍｍ及びダイス径φ８のもの、そして、ダイス深さ３ｍｍ及びダイス径φ１０のものが必要になる。
【００５３】
なお、この実施の形態１で使用されるストリッパ７としては、図４に示すように、段差Ｓを設けて、その段差Ｓに被接合部材２２を突き当てた状態で位置決めし、このストリッパ７の被接合部材２２との突当面に埋め込まれた磁石、例えば永久磁石により、被接合部材２２を把持し、位置決めすることができる。なお、この磁石として、永久磁石の代わりに電磁石を使用してもよい。これにより、通常は、ワークのセット、ワークの位置決め、締結、という４段階の作業ステップを有するものが、ストリッパへワークをセット、締結、という２段階のステップでカシメ作業を行うことができるようになり、作業工程を簡素化することができる。
【００５４】
次に、この発明に係る実施の形態１の建物ユニットの構造部材接合装置１を使用した構造部材２の接合方法について説明する。
【００５５】
図５において、接合部材２１と被接合部材２２との２枚の板状の構造部材２を使用して、これらをカシメ接合するものであるが、パンチ４側の接合部材２１には、被接合部材２２よりも板厚の大きな方を用いる。このように、パンチ４側の構造部材に板厚が薄いものを使用しないのは、薄板側からパンチを押し込むと、板厚比が大きい場合には、薄板側が絞られ過ぎて、カシメ不可能となるからである。
（１）初めに、図５において、厚板（接合部材２１）側からパンチ４を押し込むような位置関係となるように、カシメ装置（スポットクリンチ）に、可動型のパンチ４とダイス５とをセットするとともに、これらの間に、ワークである被接合部材２１と接合部材２２との２枚の板状の構造部材２をセットする。この場合、パンチ４先端部分とダイス５底面部分間の距離をあらかじめ決定されている「固有距離Ｌ」となるように調整する。
【００５６】
なお、この発明に係る建物ユニットの場合には、例えば図６及び図７に示すように、厚板である接合部材２１側には床小梁２１Ａを、薄板である被接合部材２２側には、桁梁２２Ａが対応している。また、この接合部材２１と被接合部材２２である床小梁２１Ａと桁梁２２Ａとの２枚の板状の構造部材２の板厚比は、１：３以上でもカシメ接合させることができる。
（２）次に、被接合部材２２をストリッパ７の磁石を設けたプレート７２にセットし、磁力で把持する。これにより、通常は、必要な位置決めやクランプを行わなくても済む。
（３）その後、最適加圧条件下で、カシメ装置を作動すれば、パンチ４とダイス５間に設定された接合部分でカシメが行われる。そのカシメ接合が行われた後、パンチ４の引き抜きはストリッパ７に設けたスプリング７１で行われる。
【００５７】
【実施の形態２】
次に、この発明の実施の形態２に係る建物ユニットの構造部材接合装置について説明する。なお、この実施の形態２では、実施の形態１と同一もしくは均等部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５８】
この実施の形態２に係るパンチ８及びダイス９については、図８に示すように、十字型のものを使用しており、図９に示す十字型のカシメ部分を形成する。
【００５９】
即ち、この実施の形態２に係るパンチ８では、十字型の突部８１の各外側端部には面取り８２が施されている。一方、ダイス９には、図８及び図１０に示すように、十字型の溝部９１が穿設されているとともに、その溝９１を囲む凸状の受部９２の中心側端部には、面取り９３が施されている。また、ダイス９の受部９２には、図１０に示すように、受部９２を可動するゴムリング９４がダイス９の円周方向に設けられており、カシメ前にはそのゴムリング９４で受部９２がダイス９の中心側に押し付けられている。
【００６０】
次に、この発明に係る実施の形態２の建物ユニットの構造部材接合装置１０を使用した構造部材２の接合方法について説明する。
（１）十字型のパンチ８とダイス９とを十字の方向を位置合わせした状態で、かつ、中心軸も合わせた状態でセットされたカシメ装置（加圧装置）に、図９に示すように、ワークである接合部材２１と被接合部材２２とをセットする。その際に、被接合部材２２はダイス９の受部９２上面に接しており、この受部９２には、ゴムリング９４でダイス９中心方向に、押し付けられている。
（２）加圧力を加えてパンチ８を被接合部材２２へ押し込んでいくと、図９に示すように、接合部材２１と被接合部材２２とにおいて、接合部位が十字型にせん断されつつ、ダイス９に被接合部材２２が押し流されていく。そして、ダイス９の溝部９１深さ（底面部分まで）だけ押し込まれると、せん断面が形成される。これは、ダイス９の溝部９１の深さ寸法が、被接合部材２２（下板）よりも大きいためである。
（３）さらに、加圧力が加わり、パンチ８とダイス９とに挟まれた接合部材２１が圧縮され、潰れた金属部分が被接合部材２２の厚さ方向に流れようとする。
（４）ダイス９の面取りされている部分から潰された接合部材２１（上板）の金属部分が広がり、面取り分の隙間があるため、この部分から優先的に金属が塑性流動していく。そして、この接合部材２１（上板）の塑性流動する金属部分が、この半径方向に広がり、被接合部材２２（下板）との引っ掛かりを生じる。
（５）このとき、ダイス９の受部９２に接する被接合部材２２は、金属の塑性流動により押し広げられ、引っ掛かり部分をより多く取ることができるようになる。なお、この実施の形態２では、ＳＳ４００どうしで、ｔ４．５とｔ１．６及びｔ３．２とｔ１．６の組合せで行った。このカシメ接合を行う場合の接合条件と、締結強度との関係を表４に示す。また、ここで、上板とはパンチ８側の接合部材２１、下板とはダイス９側の被接合部材２２のことをいう。
【００６１】
【表４】

【００６２】
この場合、表中のせん断強度は従来の角形パンチのカシメと同様の直交する２方向について、ＪＩＳＺ３１３６、Ｚ３１３７に基づいて測定したが、この２方向について、締結強度に差はなかった。このように、この実施の形態２によれば、強度に方向性のないせん断カシメが実現でき、低い加圧力で、高強度な締結が行えるようになる。
【００６３】
しかも、この実施の形態２によれば、回転方向についての締結強度が、通常のカシメ接合よりも強くなる効果が得られるとともに、位置決め手段やクランプ治具を別途必要としないものである。
【００６４】
更に、この実施の形態２によれば、接合部分でのせん断強度に方向性がなく、接合部分での気密性や水密性を良好な状態に確保できるようになり、建築用ユニットとして錆やカビの発生防止などの効果をもたらすことができる。
【００６５】
以上、この発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更が可能である。例えば、前記ユニット建物に代え、建物用のパネル等に適用してもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１の発明によれば、前記カシメ装置の前記パンチに設けられた突部と、前記ダイスに設けられた溝部とが、これらでせん断される部材のせん断面を、互いに直交する十字形となるように接合する。
このため、接合部分でのせん断強度に方向性がなく、接合部分での気密性や水密性を確保できるようになり、建築用の建物ユニットやパネルとして好都合で、錆やカビの発生などを防止することができる。
また、請求項２，３の発明によれば、カシメによる構造部材としての厚板と、この厚板よりも薄い薄板との接合を行う際、前記パンチの先端部分と前記ダイスの底面部分との間の距離を調整可能な接合装置を用い、パンチの先端部分とダイスの底面部分との間の距離を調整して、パンチを、厚板側からプレスしてせん断し、薄板側からも加圧する。このため、強度低下を伴うことなく、必要充分な強度を確保できる。
【００６７】
このように、カシメにより構造部材同士の接合が行われるので、接合時に熱に起因した反りを伴うことがなく、床部分などでの接合において不陸の発生を防止することができる。また、メッキを施してある構造部材の接合であっても、熱に伴うメッキの蒸発が防止できるから、後補修が不要となる。
更に、同一のカシメ装置を使用する場合であっても、締結力を向上させることができるようになっており、カシメ部位の全体での板厚が、大きく異なる場合であっても、確実にカシメて接合させることができる。
そのうえ、構造部材の接合面に平行な回転力について強いばかりか、カシメ加圧力がそれ程大きくなくても済み、しかもせん断面の方向によらず大きな強度が得られるとともに、水密性や気密性が完全に保証される。このため、錆やカビなどの発生原因となる湿度や水分が外部から侵入するのを遮断することができ、建物ユニットの構造部材の接合方法として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の建物ユニットの構造部材接合装置で、要部の構成を示す説明図である。
【図２】実施の形態１の構造部材接合装置で、パンチとダイスとの取り付け位置関係を示す説明図である。
【図３】各種の厚さの構造部材の組合せを用いたときのカシメ加圧力と、強度と、カシメ後の板厚との関係を示すものであり、（Ａ）は加圧力とカシメ後の板厚、（Ｂ）はカシメ後の板厚と加圧力、（Ｃ）はカシメ加圧力と強度との相関図である。
【図４】実施の形態１の構造部材接合装置であるカシメ装置に用いるストリッパなどを示す斜視図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、実施の形態１の構造部材接合装置であるカシメ装置によるカシメ方法を示す工程図である。
【図６】実施の形態１に係るカシメ装置を建物ユニットに適用したときの説明図である。
【図７】実施の形態１に係るカシメ装置の取り付け状態を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態２の建物ユニットの構造部材接合装置であるカシメ装置を示す斜視図である。
【図９】実施の形態２の構造部材接合装置であるカシメ装置によるカシメ部分を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態２に係るカシメ装置のダイスを示す断面図である。
【図１１】（Ａ）は従来の角形パンチ及びダイスを示す斜視図、（Ｂ）は従来の角形パンチ及びダイスを示す斜視図である。
【図１２】（Ａ）は従来の角形パンチ及びダイスで構造部材がカシメられた状態を示す斜視図、（Ｂ）は従来の丸形パンチ及びダイスで構造部材がカシメられた状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１構造部材接合装置
２構造部材
２１被接合部材（上板）
２２接合部材（下板）
３ベース
４パンチ
５ダイス
６カシメ加圧シリンダ
６１ロッド
６２スペーサ
７ストリッパ
７１スプリング
７２プレート
８パンチ
８１突部
８２面取り
９ダイス
９１溝部
９２受部
９３面取り
９４ゴムリング

Claims

複数の構成部材をパンチとダイスとを有するカシメ装置を用いて接合する接合装置であって、
前記カシメ装置では、前記パンチに設けた断面略十字形状の突部と、前記ダイスに設けた平面視で前記パンチの前記突部が嵌り込む大きさの略十字形状の溝部とを有するとともに、前記パンチの断面略十字形状の前記突部の外側端部には、面取りが施され、前記ダイスの略十字形状の前記溝部を形成する受部の中心側端部には、せん断される前記構成部材をせん断の際に半径方向に広がるように塑性流動させるための面取りが施されており、これらでせん断される前記構成部材のせん断面が互いに直交する略十字形となるようにしたことを特徴とする接合装置。
複数の建物用の構造部材を接合して形成される構造部材接合方法であって、
前記構造部材としての厚板と、この厚板よりも薄い薄板との接合を、断面略十字形状の外側端部に面取りが施された突部が設けられたパンチと、平面視で前記パンチの前記突部が嵌り込む大きさの略十字形状の溝部を形成する受部の中心側端部に、せん断される前記構成部材をせん断の際に半径方向に広がるように塑性流動させるための面取りが施されたダイスを用い、プレスによるカシメ接合によって形成する際、前記パンチの先端部分と前記ダイスの底面部分との間の距離を調整可能な接合装置を用い、前記パンチの先端部分と前記ダイスの底面部分との間の距離を調整して、前記パンチを、前記厚板側からプレスしてせん断し、前記薄板側からも加圧し、前記パンチとダイスでせん断される前記構造部材のせん断面が、互いに直交する略十字形となるようにカシメることを特徴とする構造部材接合方法。
前記厚板には、２．３ｍｍ〜６．０ｍｍの板厚のものを用い、前記構造部材の締結後のカシメ部位における前記厚板と前記薄板との合計の板厚が、１．５ｍｍ〜２．３ｍｍとなるように接合条件を調整することを特徴とする請求項２に記載の構造部材接合方法。