特許 6383385 金属部材の接合方法および金属製の複合部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6383385

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】金属部材の接合方法および金属製の複合部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 39/00 20060101AFI20180820BHJP

   H01M 2/30 20060101ALN20180820BHJP

【ＦＩ】

   B21D39/00 A

   !H01M2/30 Z

【請求項の数】7

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-130421(P2016-130421)

(22)【出願日】2016年6月30日

(65)【公開番号】特開2018-1209(P2018-1209A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2017年9月29日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000227467

【氏名又は名称】日東精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137486

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 雅直

(72)【発明者】

【氏名】山本 浩二

(72)【発明者】

【氏名】六渡 秀鷹

(72)【発明者】

【氏名】福居 幸祐

【審査官】 柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２８５７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２０４９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１８１２２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−０７５２９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ ３９／００

Ｈ０１Ｍ ２／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

突部を有する金属製の接合部材の当該突部を、穴部を有しかつ金属製で柱状を成す被接合部材の当該穴部に嵌合させ、被接合部材を圧縮することにより、柱状の当該被接合部材を所定厚みの平板状に成形しつつ、前記圧縮力を利用して被接合部材を前記接合部材との嵌合強度を高める方向に変形させ、これにより部材同士を密着させて接合することを特徴とする金属部材の接合方法。

【請求項2】

穴部が袋穴であり、被接合部材を所定厚みの平板状に成形する際の圧縮により接合部材を外方にアンダーカットが生じるように扁平に変形させつつ、袋穴の内面の余肉をアンダーカット部に回り込ませて密着させることを特徴とする請求項１に記載の金属部材の接合方法。

【請求項3】

前記穴部が袋穴であり、被接合部材を所定厚みの平板状に成形する際の圧縮により袋穴を穴径が狭まる方向に変形させて、袋穴の内面を突部の外面に密着させることを特徴とする請求項１に記載の金属部材の接合方法。

【請求項4】

穴部が貫通孔であり、被接合部材を所定厚みの平板状に成形する際の圧縮により貫通孔を穴径が狭まる方向に変形させて、貫通孔の内面を突部の外面に密着させることを特徴とする請求項１に記載の金属部材の接合方法。

【請求項5】

穴部が貫通孔であり、被接合部材を所定壁厚みの柱状に成形する際の圧縮により貫通孔を孔径が狭まる方向に変形させて、貫通孔の内面を突部の外面に密着させることを特徴とする請求項１に記載の金属部材の接合方法。

【請求項6】

突部が柱状であり、被接合部材を接合部材に嵌合させ、押し型内で外周囲を規制して被接合部材を予備成形した後、圧縮により平板状に成形することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の金属部材の接合方法。

【請求項7】

突部を有する金属製の接合部材の当該突部を、穴部を有しかつ金属製で柱状を成す被接合部材の当該穴部に嵌合させ、被接合部材を圧縮することにより、柱状の当該被接合部材を所定厚みの平板状に成形しつつ、前記圧縮力を利用して被接合部材を前記接合部材との嵌合強度を高める方向に変形させ、これにより部材同士を密着させて接合することを特徴とする金属製の複合部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被接合部材を圧縮することにより、当該被接合部材を所定厚みに成形しつつ接合部材と被接合部材とを接合する金属部材の接合方法および金属製の複合部材の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、車載用リチウム電池にあっては、電極端子に溶接等によりリード線等を取付けることから、電極端子には導電率の高い銅部材と耐食性の高いアルミ部材とを接合してなる複合部品が使用されている。通常、この種の複合部品の製造にあっては、当該複合部品の用途に適する金属材料でなる被接合部材、例えば図１７（ａ）に示す袋穴１０５ａを持つアルミ部材でなる平板部材１０５と、図１７（ｂ）に示す銅部材でなる棒状の接合部材１０４とをあらかじめ所定の形状に成形しておき、その後に両部材を接合する方法が用いられている。

【0003】

具体的には、図１７（ｃ）に示すように接合部材１０４を受け型１０６内に位置決めした状態で、その突部１０４ｃに平板部材１０５の袋穴１０５ａ（図１７（ａ）参照）が嵌合するように平板部材１０５がプレス機により押し込まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−７５２９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前述の金属部材の接合方法によれは、図１７（ａ）に示すように予め所定厚みの平板部材１０５を成形しておかなければならず、加えて、これら部材を接合する接合工程が必要で、複合部品の製造コストが高くなるという問題が生じている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記問題点を解決するために発明されたもので、突部を有する金属製の接合部材の当該突部を、穴部を有しかつ金属製で柱状を成す被接合部材の当該穴部に嵌合させ、被接合部材を圧縮することにより、柱状の当該被接合部材を所定厚みの平板状に成形しつつ、前記圧縮力を利用して被接合部材を前記接合部材との嵌合強度を高める方向に変形させ、これにより部材同士を密着させて接合することを特徴としている。この構成により、被接合部材を圧縮して所定の厚みを備える平板状または棒状もしくは角柱状に成形することができる。また、これと同時に被接合部材の余肉を接合部材と被接合部材との間の間隙に回り込ませることができ、接合部材と被接合部材とが隙間なく密着して接合する複合部品を製造することができる。さらに、被接合部材は接合部材と被接合部材との接合と同時に成形されるので、被接合部材をあらかじめ成形しておく工程が不要となり、複合部品の製造コストを低減することができる。

【0007】

本発明に係る被接合部材の穴部は、袋穴であり、被接合部材を所定厚みの平板状に成形する際の圧縮により接合部材を外方にアンダーカット部が生じるように扁平に変形させつつ、袋穴の内面の余肉をアンダーカット部に回り込ませて密着させる構成であってもよい。この場合には、接合部材と被接合部材とが非貫通接合状態で、すなわち接合個所の気密性を保持して接合される複合部品を製造することができる。また、接合部材のアンダーカット部は被接合部材の余肉が回り込む溝を形成することとなり、溝加工等の余分な加工を施すことなく両部材同士を抜脱不能に接合することができ、複合部品の製造コストを低減することができる。さらに、前記アンダーカット部の背面により被接合部材の余肉がかしめられる状態となり、接合部材と被接合部材との密着性が向上し、大きな軸線方向の強度を得ることができる。

【0008】

本発明に係る被接合部材の穴部を袋穴とし、所定厚みの平板状に成形される際の圧縮により袋穴を穴径が狭まる方向に変形して、袋穴の内面を突部の外面に密着させる構成であることが望ましい。この場合には、被接合部材は平板状に成形される際に、接合部材の突部の形状によって接合部材に対して抜脱可能にも、抜脱不能にも接合できる。

【0009】

本発明は、被接合部材と接合部材とを接合部材の突部が露出するように接合させるために、前記穴部を貫通孔とし、被接合部材を所定厚みの平板状に成形する際の圧縮により貫通孔を穴径が狭まる方向に変形させて、貫通孔の内面を突部の外面に密着させる構成であることが望ましい。

【0010】

また、本発明は被接合部材と接合部材とを接合部材の突部が露出するように接合させると同時に、円柱状または角柱状の成形ができるようにするために、前記穴部を貫通孔とし、所定壁厚みの柱状に成形する際の圧縮により貫通孔を孔径が狭まる方向に変形させて、貫通孔の内面を突部の外面に密着させる構成であることが望ましい。

【0011】

本発明に係る接合部材は、突部が柱状であり、被接合部材を接合部材に嵌合させ、被接合部材は押し型内で外周囲を規制されて予備成形された後、圧縮により平板状に成形されることが望ましい。この場合、被接合部材の延性の良好でないときでも、被接合部材を所定厚みの平板状に成形することができる。

【0012】

本発明のもう一つは、金属製の複合部材の製造方法である。この製造方法は、突部を有する金属製の接合部材の当該突部を、穴部を有しかつ金属製で柱状を成す被接合部材の当該穴部に嵌合させ、被接合部材を圧縮することにより、柱状の当該被接合部材を所定厚みの平板状に成形しつつ、前記圧縮力を利用して被接合部材を前記接合部材との嵌合強度を高める方向に変形させ、これにより部材同士を密着させて接合することを特徴としている。

【発明の効果】

【0013】

以上説明した本発明によれば、被接合部材を圧縮することにより、当該被接合部材を所定厚みに成形しつつ接合部材と被接合部材とを接合する金属部材の接合方法および金属製の複合部材の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る金属部材の接合方法の被接合部材成形工程図を示す要部断面図。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る金属部材の接合方法により製造される複合部品の用途の一例であるリチウム電池の概略説明図。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る被接合部材（ａ）、接合部材（ｂ）それぞれの正面図。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る金属部材の接合方法を説明する接合部材と被接合部材との嵌合工程（ａ）および被接合部材の予備成形工程（ｂ）を示す要部断面図。

【図5】本発明の第１の実施形態に係る金属部材の接合構造の要部断面図。

【図6】本発明の第１の実施形態に係る金属部材の接合構造の効果を説明する接合構造（ａ）、従来の接合構造（ｂ）それぞれの切断面の拡大対比写真。

【図7】本発明の第１の実施形態に係る金属部材の接合構造の効果を説明する接合構造（ａ）、従来の接合構造（ｂ）それぞれの抜き強度の対比特性図。

【図8】本発明の第１の実施形態に係る金属部材の接合構造の第１変形例を示す要部断面図。

【図9】本発明の第１の実施形態に係る金属部材の接合構造の第２変形例（ａ）および第３変形例（ｂ）を示す要部断面図。

【図10】本発明の第１の実施形態に係る金属部材の接合構造の第４変形例（ａ）および第５変形例（ｂ）を示す要部断面図。

【図11】本発明の第１の実施形態に係る金属部材の接合構造の第６変形例（ａ）を説明する金属部材の接合方法の工程図。

【図12】本発明の第２の実施形態に係る金属部材の接合方法を説明する接合部材と被接合部材との嵌合工程（ａ）および被接合部材の予備成形工程（ｂ）並びに被接合部材の成形工程（ｃ）を示す要部断面図。

【図13】本発明の第２の実施形態に係る金属部材の接合方法の第１変形例を示す要部切欠き工程図。

【図14】図１３のＡ−Ａ線要部拡大図。

【図15】本発明の第２の実施形態に係る接合部材の第２変形例を示す説明図。

【図16】本発明の第３の実施形態に係る接合部材の接合方法を説明する工程図。

【図17】従来の金属部材の接合方法の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る金属部材の接合方法（以下、第１接合方法という）を図面に基づき説明する。図２に示すように、１は第１接合方法（製造方法）により製造される複合部材たる複合部品を外部電極として使用する用途の一例を示すリチウム電池である。このリチウム電池１は複数枚の電池パック１ａを収納する電池缶１ｂを有し、この電池缶１ｂの上面には正極側外部電極端子（図示せず）と負極側外部電極端子（以下、負側外部端子という）３とが取付けられている。前記電池パック１ａは上端に正、負の各電極端子１ａ１，１ａ２を有し、隣接する二つの電池パック１ａ，１ａの一方の負電極端子１ａ２と他方の電池パック１ａの正電極端子１ａ１間にはバスバー１ｃが接続され、複数の電池パック１ａ，１ａが直列に接続されている。また、最後列の電池パック１ａの負電極端子１ａ２にもバスバー１ｃが連接されており、このバスバー１ｃの端部には前述の負側外部端子３が接続されている。

【0016】

前記負側外部端子３は、図５に示すように銅部材でなる接合部材４と、この接合部材４よりも柔らかいアルミ部材でなる被接合部材５とからなっている。前記接合部材４は、被接合部材５に対して貫通していてもよいが、本実施形態では非貫通の部材について説明する。この接合部材４は、棒状の軸部４ａと、外周が非円形状の一例である歯形状である段部４ｂと、これに連続しかつこれから突出する突部４ｃ（図３（ｂ）参照）とを有している。また、前記被接合部材５は前記接合部材４の段部４ｂおよび突部４ｃを覆う所定厚さの平板状をなす平板部５ｂを有するが、図３（ａ）および（図３（ｂ）に示すように当該成形が行われる前には前述の接合部材４の段部４ｂおよび突部４ｃが嵌合可能な袋穴でなる穴部５ａを有している。前記負側外部端子３は、図４（ａ）および図４（ｂ）並びに図５に示すように被接合部材５の穴部５ａに接合部材４の段部４ｂおよび突部４ｃを嵌合させ、この状態で被接合部材５を接合部材４の突部４ｃが露出しないように圧縮しながら接合部材４の突部４ｃを塑性変形させ、その突端を外方に扁平させて接合部材４にアンダーカット部４ｃｃを形成しつつそのアンダーカット部４ｃｃに被接合部材５の余肉を回り込ませて、両部材同士を抜脱不能に密着させて接合する接合構造Ｓを有している。また、前記接合構造Ｓは言い換えれば、図１に示すように前記圧縮の際に一部が変形せずに残る突部４ｃを有しており、この突部４ｃに対して当該圧縮により変形する被接合部材５の穴部５ａ（図３（ａ）参照）の内面に形成される前記突部４ｃへの密着面Ｃを有している。これにより、前記突部４ｃを一部変形させたり、当該突部４ｃにあらかじめ突起（図示せず）を設けたりするだけで、抜け止め効果が得られて大きな軸線方向の強度が得られる。

【0017】

上記構造により、接合部材４のアンダーカット部４ｃｃが被接合部材５の余肉の回り込む溝を形成することとなり、また突部４ｃの全体の塑性変形によっても、段部４ｂの歯形状の空隙に回り込む余肉を覆うこととなり、被接合部材５の抜け止め効果がもたらされる。また、接合部材４のアンダーカット部４ｃｃの背面により被接合部材５の余肉がかしめられる状態となり、これら部材の密着性が向上して大きな軸線方向の強度、すなわち抜き強度が得られる。また、被接合部材５の余肉が段部４ｂの歯形状の空隙に回り込むことにより大きな回転方向の強度が得られるばかりか、接合個所が穴部５ａ内にあって非貫通状態であるので、気密性の高い接合構造が得られる。これにより、当該負側外部端子３は液体が充満されるリチウム電池１の電池缶１ｂのような密閉される内部に通じる個所で使用されても、液体が漏洩することはない。同時に、リード線等を溶着するスペースを十分に確保でき、しかもその耐食性も確保できる平板部５ｂを得ることができる。その他、被接合部材５が接合部材４よりも柔らかい部材であることから、前述の密着性をさらに向上させることができる。なお、接合部材４および被接合部材５は同一材質であっても前記密着性向上の程度は異なるが、同様の効果が得られる。

【0018】

前記負側外部端子３は、図１、図３および図４に示す第１接合方法（製造方法）により製造されている。すなわち、この第１接合方法は接合部材４の製造工程（図示せず）と、被接合部材５の製造工程（図示せず）とを有している。また、この第１接合方法は接合部材４を被接合部材５の穴部５ａに嵌合させる嵌合工程と、被接合部材５の予備成形工程と、被接合部材５の成形工程とを有している。前記嵌合工程は、図４（ａ）に示すように接合部材４の軸部４ａを受け型６内でノックアウトピン７により位置決めし、その上方から接合部材４の段部４ｂおよび突部４ｃに対して被接合部材５を前進させて、これらを嵌合させるように構成されている。この場合、被接合部材５の前進方向は、上方からに限定されるものではなく、接合部材４と被接合部材５を横方向に配置することにより水平方向からとすることもできる。

【0019】

前記被接合部材５の予備成形工程は、図４（ｂ）に示すように接合部材４の段部４ｂおよび突部４ｃに嵌合する被接合部材５を圧縮して予備成形部５ｃを成形する予備成形押し型（図示せず）を有している。この予備成形押し型は、仕上げ成形前の予備形状部に対応する成形穴(図示せず)を有し、受け型６に対して前進して被接合部材５の上部を圧縮して予備成形部５ｃを成形する。この時、接合部材４の段部４ｂおよび突部４ｃと被接合部材５の穴部５ａの内壁との間隙に被接合部材５の余肉が回り込み、接合部材４の軸部４ａを受け型６で保持した状態でこれら部材が仮接合される。これにより、被接合部材５は延性の良好な材質でないときでも、成形工程において所定厚みの平板状に成形される。この予備成形工程は、第１接合方法にあっては必須の工程ではなく、被接合部材５が延性の良好な柔らかい金属部材でなるときには、被接合部材５を嵌合工程から直接成形工程で成形してもよい。

【0020】

前記成形工程は、図１に示すように被接合部材５の予備成形部５ｃから所定厚さの平板部５ｂを成形するための成形押し型（図示せず）を有している。この成形押し型は、前記予備成形部５ｃに対して上方から前進して予備成形部５ｃを所定の厚さまたは所定厚さと所定形状とを備える平板部５ｂに成形する。この時、成形押し型の下死点は平板部５ｂの厚さ、被接合部材５の延性、接合部材４の突部４ｃと被接合部材５の穴部５ａとの嵌合深さ、接合部材４の硬度等から接合部材４の突部４ｃが露出しないように考慮されている。

【0021】

上記第１接合方法（製造方法）において、図４（ａ）に示すように受け型６内で接合部材４の軸部４ａがノックアウトピン７により位置決めされ、同時にその段部４ｂが受け型６の上面で保持される。その後、被接合部材５をその穴部５ａが接合部材４の段部４ｂおよび突部４ｃに嵌合するように前進させた後に、図４（ｂ）に示すように予備成形押し型が受け型６に対して前進し、被接合部材５の上部を圧縮して予備成形部５ｃが成形される。この時、予備成形押し型が接合部材４よりも柔らかい被接合部材５を介して接合部材４の突部４ｃを塑性変形させ、その上端外周をわずかに外方に扁平させてアンダーカット部４ｃｃを形成し始める。

【0022】

前記予備成形押し型を後退させた後に、図１に示すように成形押し型が受け型６に対して所定下死点まで前進する。この成形押し型の前進にともなって、成形押し型が前記予備成形部５ｃを圧縮して予備成形部５ｃから接合部材４の突部４ｃが露出しないように所定厚さの平板部５ｂが成形される。この時、予備成形部５ｃを圧縮する圧縮力を利用して被接合部材５を前記接合部材４との嵌合強度を高める方向に変形させる。すなわち、前記被接合部材５の加工硬化を利用して突部４ｃの突端を外方に扁平させて接合部材４に十分な大きさのアンダーカット部４ｃｃが形成され、同時にそのアンダーカット部４ｃｃに予備成形部５ｃの余肉が回り込む。これにより、両部材同士を抜脱不能に接合する接合構造Ｓが得られる。しかも、前記平板部５ｂを成形する際の圧縮により穴部５ａを穴径が狭まる方向に変形して、穴部５ａの内面を接合部材４の突部４ｃの外面に密着するので、これら部材は非貫通接合状態で、すなわち接合個所の気密性を保持して接合される。前述の被接合部材５は、平板状に成形される際に、接合部材４の突部４ｃの形状によって、接合部材４に対して抜脱不能にも、抜脱可能にも接合可能であるが、突部４ｃにアンダーカット部４ｃｃが形成されることにより、本実施形態では接合部材４に対して抜脱不能に接合される。

【0023】

また、被接合部材５が平板状に成形される際には、外周が歯形状となっている段部４ｂの間隙に被接合部材５の余肉が回り込んで、平板部５ｂの首下に大円柱段部４ｂ１が形成されるので、十分な回転方向の強度が得られる。また、前記平板部５ｂの成形時に、前記成形押し型が予備成形部５ｃを介して接合部材４の突部４ｃを塑性変形させ、その上端外周をさらに外方に扁平させる。この間、接合部材４の扁平部分がその背部で予備成形部５ｃの余肉をかしめるとともに、この余肉を接合部材４の段部４ｂと予備成形部５ｃとの間隙に回り込ませることができる。これは、図６（ａ）に示すように実際の接合部材４と被接合部材５との接合個所の拡大断面写真からも明確となっている。すなわち、図６（ｂ）に示す従来方法に係る接合個所の拡大断面写真では、当該接合個所の所どころに間隙（境界部分の黒色部）が認められ、余肉の回りが十分でないことが窺がえる。これに対して、第１接合方法（製造方法）に係る接合個所には隙間が認められず、余肉は十分に回り込んで接合部材４と被接合部材５との間で高い密着性が得られていることが窺がえる。特に、図６（ａ）の被接合部材５にはＡ１０７０のアルミ部材を、また接合部材４には銅部材を使用し、被接合部材５を接合部材４よりも柔らかい材料とすることにより、前述の密着性が顕著に現れる。

【0024】

また、図１に示すように前記接合部材４の扁平部分の背部は予備成形部５ｃの余肉を接合部材４の段部４ｂおよび受け型６の上面との間でかしめることとなって当該余肉をさらに加工硬化させながら、接合部材４の段部４ｃおよび突部４ｃと予備成形部５ｃとの間隙側に押し込む。これにより、接合部材４にあらかじめ当該余肉が回り込むための溝加工等の抜け止め加工を施す必要がなく、接合部材４は単純な構造でよいばかりか、前記余肉の加工硬化と相俟って接合部材の軸線方向の強度、すなわち抜き方向の強度を高めることができる。これは、図７（ａ）に示すように第１接合方法に係る抜き強度が２．５Ｎ以上であるのに対して、図７（ｂ）に示すように従来方法に係る抜き強度が２．０Ｎ以下であることから明確となっている。なお、上記説明は、第１接合方法において、接合部材４に従来技術の溝部１０４ａを予め成形しておくことを積極的に排除するものではない。

【0025】

さらに、前記成形押し型は所定下死点まで前進して被接合部材５の予備成形部５ｃから所定厚さの平板部５ｂを成形するが、その際に被接合部材５の延性、接合部材４の突部４ｃと被接合部材５の穴部５ａとの嵌合深さ等から接合部材４の突部４ｃが露出しないように考慮されている。これにより、接合部材４の突部４ｃが露出することなく、接合部材４と被接合部材５とは非貫通接合状態、すなわち接合個所の気密性を保持して接合され、気密性の高い負側外部端子３を製造することができる。また、接合部材が単純な構成となるばかりか、被接合部材５をあらかじめ成形しておく工程が不要となるので、安価な負側外部端子３を製造することができる。

【0026】

図８は、本発明の第１接合方法（製造方法）の第１変形例に係る接合構造Ｓ１である。この接合構造Ｓ１は、前記成形押し型により圧縮されて所定厚さの平板部５ｂを有する被接合部材５と接合部材４とによりなっているが、前記成形押し型の下死点が接合部材４を露出させず、またその突部４ｃを塑性変形させない位置に設定される。そのため、接合部材４の軸部４ａ、段部４ｂおよび突部４ｃは塑性変形せず、接合部材４は予備成形工程時と同一の形状を保持する。これにより、予備成形部５ｃから所定厚みを持つ平板部５ｂが成形される時には、被接合部材５の余肉が接合部材４の段部４ｂおよび突部４ｃとの間隙に回り込み、接合部材４と被接合部材５とが高い密着性を持って接合されてなる負側外部端子３を得ることができる。また、この時には、接合部材４の突部４ｃの形状によって、すなわちあらかじめねじ山（図示せず）のような突起が形成されない時には、外力を加えることにより両部材は抜脱可能にできる。さらに、前記接合部材４と被接合部材５との接合時には外周が歯形状となっている段部４ｂの間隙に、被接合部材５の余肉が回り込んで、平板部５ｂの首下に大円柱段部４ｂ１が形成されるので、回転方向の強度が大きくなっている。

【0027】

前記接合構造Ｓ１は、言い換えれば、前記圧縮の際に全部が変形せずに残る接合部材４の突部４ｃを有し、この突部４ｃに対して当該圧縮により変形する被接合部材５の穴部５ａ（図３（ａ）参照）の内面に形成される前記突部４ｃへの密着面Ｃを有している。これにより、当該接合構造Ｓ１は前記突部４ｃに例えばねじ山のような突起（図示せず）を設けておくことにより、大きな軸線方向の強度が得られる。

【0028】

図９（ａ）および図９(ｂ)は、それぞれ本発明の第１接合方法（製造方法）の第２変形例、第３変形例に係る接合構造Ｓ２、Ｓ３である。前記接合構造Ｓ２は図９(ａ)に示すように接合部材４として段部４ｂと突部４ｃとを有する部材を使用している。この接合構造Ｓ２は、接合部材４の段部４ｂを受け型（図示せず）内に保持した状態で被接合部材を成形して得られる構造である。この接合構造Ｓ２は前述の第１変形例と同様に接合部材４の突部４ｃが露出しないように被接合部材５を圧縮して所定厚みの平板部５ｂを成形しつつ、被接合部材５を圧縮する圧縮力を利用して被接合部材５を前記接合部材４との嵌合強度を高める方向に変形させる構造でなっている。すなわち、前記被接合部材５の加工硬化を利用して突部４ｃの突端を外方に扁平させて接合部材４に十分な大きさのアンダーカット部４ｃｃが成形され、このアンダーカット部４ｃｃに予備成形部５ｃの余肉が回り込む構造、言い換えれば第１接合方法と同様の密着面Ｃを有する構造となっている。また、前記平板部５ｂの首下には前述の第１変形例と同様に大円柱段部４ｂ１が成形される。これにより、接合構造Ｓ２も首下に大円柱段部４ｂ１を有していることから、回転方向の強度が大きい負側外部端子３を得ることができる。

【0029】

また、前記接合構造Ｓ３は図９(ｂ)に示すように接合部材４として段部４ｂと突部４ｃとの間に小円柱段部４ｂ２を有する部材を使用している。この接合構造Ｓ３は、前述の第２変形例と同様に接合部材４の突部４ｃが露出しないように被接合部材５を圧縮して所定厚みの平板部５ｂを成形しつつ、被接合部材５を圧縮する圧縮力を利用して被接合部材５を前記接合部材４との嵌合強度を高める方向に変形させる構造でなっている。すなわち、前記被接合部材５の加工硬化を利用して突部４ｃの突端を外方に扁平させて接合部材４に十分な大きさのアンダーカット部４ｃｃが成形され、このアンダーカット部４ｃｃが段部４ｂとの間および小円柱段部４ｂ２との間に被接合部材５の余肉が回り込む構造、言い換えれば第１接合方法と同様の密着面Ｃを有する構造となっている。また、前記平板部５ｂの首下には前述の第２変形例と同様に大円柱段部４ｂ１が成形される。これにより、接合構造Ｓ３も回転方向の強度が大きい負側外部端子３を得ることができる。

【0030】

図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、それぞれ本発明の第１接合方法（製造方法）の第４変形例、第５変形例に係る接合構造Ｓ４、Ｓ５である。この接合構造Ｓ４は図１０（ａ）に示すように、所定厚さの平板部５ｂを有する被接合部材５と接合部材４とによりなっているが、前記成形押し型の下死点が接合部材４の突部４ｃを塑性変形させない位置に設定される。また、前記接合部材４の突部４ｃの高さと成形前の被接合部材５の穴部（図示せず）の深さとは、所定の厚さを備える平板部５ｂが成形される時、接合部材４の突部４ｃが平板部５ｂから露出するように設定されている。そのため、接合部材４の軸部４ａ、段部４ｂおよび突部４ｃは塑性変形せず、接合部材４は予備成形工程時と同一の形状を保持し、所定厚みを持つ平板部５ｂが成形される時には、被接合部材５の余肉が接合部材４の段部４ｂおよび突部４ｃとの間隙に回り込み、接合部材４と被接合部材５とが高い密着性を持って接合されてなる負側外部端子３、言い換えれば第１接合方法の第１変形例と接合部材４が露出している点を除いて同様の密着面Ｃを持つ負側外部端子３が得られる。また、この時には、接合部材４の突部４ｃの形状によって、すなわちあらかじめねじ山（図示せず）のような突起が形成されない時には、外力を加えることにより両部材は抜脱可能にできる。さらに、前述の各変形例と同様に前記被接合部材５が所定厚さの平板部５ｂを持つように成形される時、外周が歯形状となっている段部４ｂの間隙に、被接合部材５の余肉が回り込んで、平板部５ｂの首下に大円柱段部４ｂ１が形成され、回転方向の強度が大きくなっている。

【0031】

前記接合構造Ｓ５は、図１０（ｂ）に示すように接合部材４として段部４ｂと突部４ｃとの間に小円柱段部４ｂ２を有する部材を使用している。この接合構造Ｓ５は、接合部材４の段部４ｂを受け型（図示せず）内に保持した状態で成形押し型（図示せず）により被接合部材５を成形して得られる構造である。この時、前述の第１接合方法の場合と同様に前記成形押し型の下死点は、平板部５ｂの厚さ、被接合部材５の延性、接合部材４の突部４ｃの高さ、成形前の被接合部材５の穴部の深さ、接合部材４の硬度等から接合部材４の突部４ｃが露出するように考慮されて設定されている。これにより、成形押し型が接合部材４の突部４ｃを露出させた状態で被接合部材５を圧縮して所定厚みの平板部５ｂを成形しつつ、被接合部材５を圧縮する圧縮力を利用して被接合部材５を前記接合部材４との嵌合強度を高める方向に変形させる構造が得られる。すなわち、前記被接合部材５の加工硬化を利用して突部４ｃの突端を外方に扁平させて接合部材４に十分な大きさのアンダーカット部４ｃｃが成形され、このアンダーカット部４ｃｃに予備成形部５ｃの余肉が回り込む構造、言い換えれば第１接合方法と接合部材４が露出している点を除いて同様の密着面Ｃを有する構造が得られる。また、前記平板部５ｂの首下には前述の第４変形例と同様に大円柱段部４ｂ１が成形される。これにより、接合構造Ｓ５も回転方向の強度が大きい負側外部端子３を得ることができる。

【0032】

図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、本発明の第１接合方法（製造方法）の第６変形例に係る金属部材の接合方法（製造方法）を示すもので、この接合方法は接合部材４として軸部４ａとこれより膨径でかつその上面に非円形穴４ｃ２を有する接合突部４ｃ１とからなる部材を使用する。この接合方法（製造方法）は、この接合部材４を被接合部材５の穴部５ａに嵌合させる嵌合工程と、被接合部材５の成形工程とからなっている。前記嵌合工程では、図１１（ａ）に示すように接合部材４の接合突部４ｃ１を受け型６の上面に当接させながら、その軸部４ａが受け型６とノックアウトピン７により位置決めされる。この状態で、被接合部材５が受け型６内の接合部材４に対して上方から前進する。これにより、被接合部材５はその一部が接合部材４に嵌合することにより接合部材４に保持される。

【0033】

前記成形工程では、成形押し型（図示せず）が配置されており、図１１（ｂ）に示すようにこの成形押し型が受け型６内で位置決めされた接合部材４とこれに嵌合する被接合部材５との上方からこれら部材に対して所定下死点まで前進する。この成形押し型の下死点は前述した第１接合方法に係る下死点と同様に被接合部材５が圧縮されて所定厚さの平板部５ｂが成形され、かつ接合突部４ｃ１が露出しないように考慮されて設定される。これにより、この成形工程では成形押し型が所定下死点まで前進する際には、接合部材４の接合突部４ｃ１が露出しないように被接合部材５を圧縮して所定厚みの平板状の平板部５ｂを成形しつつ、被接合部材５を圧縮する圧縮力を利用して被接合部材５を前記接合部材４との嵌合強度を高める方向に変形させる構造が得られる。すなわち、前記被接合部材５の加工硬化を利用して接合突部４ｃ１の突端を外方に扁平させて接合部材４に十分な大きさのアンダーカット部４ｃｃを成形し、このアンダーカット部４ｃｃに被接合部材５の余肉を回り込ませる構造、言い換えれば第１接合方法と同様の密着面Ｃを有する構造が得られる。この時、被接合部材５を介して接合突部４ｃ１を塑性変形させるが、接合突部４ｃ１は非円形穴４ｃ２を有しているため、その全周にわたって外方に扁平してアンダーカット部４ｃｃが容易に形成できる。これにより、軸方向、すなわち抜き方向の強度を向上させることができる。
（第２の実施形態）

【0034】

本発明の第２の実施形態に係る金属部材の接合方法（以下、第２接合方法という）を図面に基づき説明する（第１接合方法と同一部品、同一機能部品には同一の部品番号を付す）。図１２（ａ）、図１２（ｂ）および図１２（ｃ）において、第２接合方法（製造方法）は接合部材４と被接合部材５の嵌合工程、被接合部材５の予備成形工程、被接合部材５の成形工程からなっている。前記嵌合工程は、図１２（ａ）に示すように第１接合方法と同様の構成で、受け型６内に接合部材４の段部４ｂを保持する点および接合部材４の突部４ｃの形状の点で相違するのみであるので、この相違点について詳述する。前記突部４ｃは、受け型６の上面よりも上方に突出しており、その外周にはねじ山４ｅが形成されている。このねじ山４ｅには、その軸線に沿う方向に延びる縦溝４ｆが形成されている。なお、前記ねじ山４ｅに縦溝４ｆを設けなくてもよく、その場合には回転方向の強度が幾分低下するが、軸方向の強度、すなわち抜き強度に低下はない。

【0035】

前記予備成形工程では、被接合部材５の上部を圧縮する予備成形押し型（図示せず）が配置されている。この予備成形押し型は被接合部材５に対して前進し、図１２（ｂ）に示すように接合部材４の突部４ｃを塑性変形させない範囲で、被接合部材５の上部を圧縮して予備成形押し型に形成される予備形状に対応する予備成形部５ｃを成形する。この時、前記接合部材４の突部４ｃと被接合部材５との間隙および隣接する二つのねじ山４ｅ，４ｅ間並びに縦溝４ｆ内に被接合部材５の余肉が回り込む。

【0036】

前記成形工程では、成形押し型（図示せず）が配置されており、図１２（ｃ）に示すようにこの成形押し型が所定下死点まで前進して、前述の予備成形部５ｃを圧縮して所定厚さの平板部５ｂを成形する。この時、被接合部材５を所定厚みの平板状に成形する際の圧縮により穴部５ａを穴径が狭まる方向に変形して、穴部５ａの内面が突部の外面に密着する前記突部４ｃへの密着面Ｃが形成される。同時に、前記成形押し型が接合部材４の突部４ｃの突端を塑性変形させて外方に扁平させて、接合部材４に十分な大きさのアンダーカット部４ｃｃを成形し、このアンダーカット部４ｃｃに被接合部材５の余肉を回り込ませることができる。これにより、任意の長さの首下段部４ｂ３を持つ負側外部端子３を製造することができるばかりか、ねじ山４ｅが持つ抜け止め効果により抜き方向の軸方向強度はもとより、縦溝４ｆに回り込む余肉により回転方向の強度を向上させることができる。
なお、前記成形押し型の下死点を調整して、接合部材４の突部４ｃが塑性変形しないように構成されてもよい。

【0037】

図１３（ａ）、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）は、本発明の第２接合方法の第１変形例に係る金属部材の接合方法（製造方法）を示すもので、被接合部材を穴部のないストレート軸とし、接合部材を被接合部材の余肉が回り込む穴部を有する構成としている。この接合方法（製造方法）は、前述の第１接合方法（製造方法）の第６変形例に係る接合部材４を受け型６内に収納してこれと被接合部材５とを嵌合させる嵌合工程と、被接合部材５の予備成形工程と、被接合部材５の成形工程とからなっている。前記嵌合工程は、図１３（ａ）に示すように接合突部４ｃ１を有する接合部材４の軸部４ａを受け型６内でノックアウトピン７により位置決めし、その上方からストレート軸でなる被接合部材５を受け型６内に押し込み、両部材を受け型６内で当接させて保持する構成である。前記接合部材４の接合突起４ｃ１は、その上面側に接合部材４の軸線方向に延びる有底の非円形穴４ｃ２を有しており、この非円形穴４ｃ２には次工程で被接合部材５の余肉が回り込み、所定の摩擦抵抗を得ることができる。また、前記被接合部材５は前記接合突部４ｃ１よりも小径の棒状部材で形成されており、受け型６内に容易に挿入可能な構成となっている。

【0038】

前記予備成形工程は、予備成形押し型（図示せず）を有し、この予備成形押し型が図１３（ｂ）に示すように被接合部材５の上部を圧縮して、予備成形押し型の成形穴に対応する形状の予備成形部５ｃを成形する。同時に、この予備成形押し型が被接合部材５の前進端を接合部材４の非円形穴４ｃ２に押し込む。これにより、当該非円形穴４ｃ２に被接合部材５の余肉が押し込まれて接合強度を保持するための摩擦抵抗が確保される。

【0039】

前記成形工程は、成形押し型（図示せず）を有し、この成形押し型が図１３（ｃ）に示すように受け型６内に接合部材４の段部４ｂを保持する状態で所定下死点まで前進して、予備成形部５ｃを圧縮し、所定厚さの平板部５ｂを成形する。これとともに、被接合部材５の下部を膨径させて接合突部４ｃ１に連なる任意の長さの首下段部４ｂ３を持つ接合構造Ｓ１１が得られる。この時、接合部材４と被接合部材５との接合強度は両部材の摩擦抵抗のみとなり、十分とは言えないが、図１４に示す接合突部４ｃ１の非円形穴４ｃ２に被接合部材５の余肉が押し込まれることとなるので、回転方向の強度が向上し、その特徴を生かした用途に十分に利用可能となっている。また、前記接合構造Ｓ１１は言い換えれば、前記圧縮の際に全部が変形せずに残る接合突部４ｃ１を有し、この接合突部４ｃ１に設けられた穴部４ｃ２の内面に対して当該圧縮により変形する被接合部材５が密着する接合突部４ｃ１への密着面Ｃを有している。これにより、当該接合構造Ｓ１１は前記接合突部４ｃ１の穴部４ｃ２の形状を複雑な非円形状にしておくことにより、摩擦抵抗が大きくなって大きな軸線方向の強度とともに回転方向の強度が得られる。

【0040】

なお、前記接合部材４の接合突部４ｃ１を角柱状としてもよく、この場合受け型（図示せず）に当該角柱状に対応する凹部（図示せず）を設けて、平板部５ｂの首下に所定長さにわたって角柱状に成形される。また、図１５に示すように前記接合部材４の接合突部４ｃ１に形成される有底の非円形穴４ｃ２に代え、貫通穴４ｃ３を形成してもよい。この場合、この貫通穴が非円形状であれば、回転方向の強度を向上させることができる。
（第３の実施形態）

【0041】

本発明の第３の実施形態に係る金属部材の非貫通接合方法（以下、第３接合方法という）を図面に基づき説明する（第１接合方法と同一部品、同一機能部品には同一の部品番号を付す）。図１６（ａ）、図１６（ｂ）および図１６（ｃ）において、第３接合方法は接合部材４と被接合部材５との嵌合工程、被接合部材５の予備成形工程、被接合部材５の成形工程からなっている。前記嵌合工程および予備成形工程は、第２接合方法と同様の構成で、接合部材４の形状は同一で、被接合部材５の形状はその長さを除いて同一であるので、説明を省略する。

【0042】

前記成形工程は、図１６（ｃ）に示すように予備成形工程で成形される予備成形部５ｃをその軸線と交差する方向（図中、一点鎖線矢印参照）から圧縮する対をなす半割成形押し型６ａ，６ｂを有している。この両半割成形押し型６ａ，６ｂはお互い当接する位置に達する時には、両半割成型押し型６ａ，６ｂ間には水平断面円形をなす凹部６ｃが形成され、この凹部６ｃにより予備成形部５ｃは接合突部４ｃ１と同径の軸部に成形される。これにより、当該被接合部材５を所定厚みに成形しつつ、前記圧縮力を利用して被接合部材５を前記接合部材４との嵌合強度を高める方向に変形させ、これにより部材同士を接合することができる。言い換えれば、被接合部材５を圧縮して所定軸径、すなわち半径方向に所定厚さを備える棒状であって第２接合方法とは接合部材４の突部４ｃの全部が変形せずに残っている点を除いて同様の密着面Ｃを有する負側外部端子３を製造することができる。なお、前記接合部材４として、突部４ｃが軸部４ａから直接突き出る部材を使用すれば、同一径の軸部でなる負側外部端子（図示せず）を製造することができる。また、対をなす半割成形押し型６ａ，６ｂにより形成される凹部６ｃの横断面形状は図示しないが、矩形であってもよく、この場合には接合部材４の軸線と交差する方向に所定厚さの角柱状をなす負側外部端子（図示せず）を製造することができる。

【0043】

以上のとおり、本発明は突部４ｃを有する金属製の接合部材４の当該突部４ｃを、穴部５ａを有しかつ金属製で柱状を成す被接合部材５の当該穴部５ａに嵌合させ、被接合部材５を圧縮することにより、柱状の当該被接合部材５を所定厚みの平板状に成形しつつ、前記圧縮力を利用して被接合部材５を前記接合部材４との嵌合強度を高める方向に変形させ、これにより部材同士を密着させて接合することを特徴としている。この構成により、被接合部材５を圧縮して所定の厚みを備える平板状または棒状もしくは角柱状に成形することができる。また、これと同時に被接合部材５の余肉を接合部材４と被接合部材５との間の間隙に回り込ませることができ、接合部材４と被接合部材５とが隙間なく密着して接合する複合部品を製造することができる。さらに、被接合部材５は接合部材４と被接合部材５との接合と同時に成形されるので、被接合部材５をあらかじめ成形しておく工程が不要となり、複合部品の製造コストを低減することができる。

【0044】

本発明に係る被接合部材５の穴部５ａは、袋穴であり、被接合部材５を所定厚みの平板状に成形する際の圧縮により接合部材４を外方にアンダーカット部４ｃｃが生じるように扁平に変形させつつ、袋穴５ａの内面の余肉をアンダーカット部４ｃｃに回り込ませて密着させる構成であってもよい。この場合には、接合部材４と被接合部材５とが非貫通接合状態で、すなわち接合個所の気密性を保持して接合される複合部品を製造することができる。また、接合部材４のアンダーカット部４ｃｃは被接合部材５の余肉が回り込む溝を形成することとなり、溝加工等の余分な加工を施すことなく両部材同士を抜脱不能に接合することができ、複合部品の製造コストをさらに低減することができる。さらに、前記アンダーカット部４ｃｃの背面により被接合部材５の余肉がかしめられる状態となり、接合部材４と被接合部材５との密着性が向上し、大きな軸線方向の強度を得ることができる。

【0045】

本発明に係る被接合部材５の穴部５ａを袋穴とし、被接合部材５を所定厚みの平板状に成形する際の圧縮により袋穴を穴径が狭まる方向に変形して、袋穴の内面を突部の外面に密着させる構成であることが望ましい。この場合には、被接合部材５は平板状に成形される際に、接合部材４の突部４ｃの形状によって接合部材４に対して抜脱可能にも、抜脱不能にも接合できる。

【0046】

本発明は、被接合部材５と接合部材４とを接合部材４４ｃの突部が露出するように接合させるために、前記穴部５ａを貫通孔とし、被接合部材５を所定厚みの平板状に成形する際の圧縮により貫通孔を穴径が狭まる方向に変形させて、貫通孔の内面を突部の外面に密着させる構成であることが望ましい。

【0047】

また、本発明は被接合部材５と接合部材４とを接合部材４の突部４ｃが露出するように接合させると同時に、円柱状または角柱状の成形ができるようにするために、前記穴部５ａを貫通孔とし、所定壁厚みの柱状に成形する際の圧縮により貫通孔を孔径が狭まる方向に変形させて、貫通孔の内面を突部の外面に密着させる構成であることが望ましい。

【0048】

本発明に係る接合部材４は、突部４ｃが柱状であり、被接合部材を接合部材に嵌合させ、押し型内で外周囲を規制して被接合部材を予備成形した後、圧縮により平板状に成形されることが望ましい。この場合、被接合部材５の延性の良好でないときでも、被接合部材５を所定厚みの平板状に成形することができる。

【0049】

本発明のもう一つは、前述の第１接合方法により製造される接合構造である。この接合構造は、突部４ｃを有する金属製の接合部材４と、柱状を成し、かつ前記接合部材４の突部４ｃが挿入可能な穴部５ａを有しかつこの穴部５ａに前記接合部材４の突部４ｃが嵌合する状態で圧縮されることにより柱状から所定厚みの平板状に成形される被接合部材５と、前記圧縮に伴う前記被接合部材５の変形によって当該被接合部材５の穴部５ａの内面に形成される前記突部４ｃへの密着面とを備えることを特徴としている。この構成により、前記接合部材４の突部４ｃを一部変形させたり、当該突部４ｃにあらかじめねじ山４ｅのような突起を設けたりするだけで大きな軸線方向の強度が得られる。

【0050】

なお、本発明の第１接合方法の各変形例はもちろんのこと、第２接合方法および第３接合方法においても、受け型６の水平方向配置、接合部材４よりも柔らかい材質の被接合部材５は適用可能である。また、本発明の各部の具体的な構成は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【符号の説明】

【0051】

３…負極側外部電極端子、
４…接合部材、
４ａ…軸部、
４ｂ…段部、
４ｃ…突部、
５…被接合部材、
５ａ…穴部、
５ｂ…平板部、
６…受け型、
Ｃ…密着面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】