特許 7485333 締結装置及びそれを用いた締結体製造方法

(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】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】締結装置及びそれを用いた締結体製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 39/03 20060101AFI20240509BHJP

   F16B 5/04 20060101ALI20240509BHJP

   F16B 4/00 20060101ALI20240509BHJP

   B30B 1/18 20060101ALI20240509BHJP

【ＦＩ】

B21D39/03 B

F16B5/04 B

F16B4/00 G

F16B4/00 M

B30B1/18 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020037707

(22)【出願日】2020-03-05

(65)【公開番号】P2021137842

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-01-27

(73)【特許権者】

【識別番号】596112790

【氏名又は名称】三徳コーポレーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】原田 隆司

(72)【発明者】

【氏名】原 守

(72)【発明者】

【氏名】喜多 和也

【審査官】石川 健一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１７３８６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－１７３６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２３９６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２７９６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０００１３９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００２－０３５８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２０３３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２７２４１９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－２９０１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１３５６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ３９／０３

Ｆ１６Ｂ ５／０４

Ｆ１６Ｂ ４／００

Ｂ３０Ｂ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに重ねられた第１及び第２金属板を締結するための締結装置であって、
アクチュエータと、
前記アクチュエータにより往復動されるパンチと、
前記パンチに対向して配置され、前記締結のために前記パンチとともに前記第１及び第２金属板が押し込み可能に設けられたダイと、
前記パンチにより前記第１及び第２金属板に加えられる荷重を測定する荷重測定器と、
前記アクチュエータを介して前記パンチの移動を制御するコントローラと
を備え、
前記コントローラは、前記締結のために前記ダイに向けて前記パンチを移動させるとき、前記荷重測定器により測定される荷重及び前記パンチの位置を監視して、前記荷重が増大し始める前記パンチの位置に応じて前記パンチのストローク量を決定し、
前記コントローラは、
前記荷重が増大し始める前記パンチの位置の区分毎に予め決定された複数のストローク量を記憶しており、
前記締結のために前記ダイに向けて前記パンチを移動させるとき、前記荷重が増大し始める前記パンチの位置の区分を判定し、判定された区分に対応するストローク量を使用する、
締結装置。

【請求項2】

前記アクチュエータは、サーボモータを含む、
請求項１に記載の締結装置。

【請求項3】

互いに重ねられた第１及び第２金属板を締結した締結体を製造するための締結体製造方法であって、
請求項１又は請求項２に記載の締結装置を用いて前記第１及び第２金属板を締結することを含む、締結体製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、互いに重ねられた第１及び第２金属板を締結するための締結装置及びそれを用いた締結体製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来用いられていたこの種の締結装置としては、例えば下記の特許文献１等に示されている装置を挙げることができる。すなわち、従来装置は、互いに対向して配置されたパンチ及びダイを有している。パンチ及びダイの間には、第１及び第２金属板が互いに重ねられて配置される。パンチとともに第１及び第２金属板がダイに押し込まれることにより、第１及び第２金属板が締結される。

【0003】

締結強度は、第１及び第２金属板の圧下率と関係を有する。圧下率は、締結時にパンチ及びダイにより第１及び第２金属板をどの程度圧し潰したかを表す指標であり、締結前の第１及び第２金属板の合計板厚をＴｂとし、締結によって圧し潰された後の第１及び第２金属板の合計板厚をＴａとしたとき、｛（Ｔｂ－Ｔａ）／Ｔｂ｝×１００［％］で表すことができる。圧下率は、パンチのストローク量（変位量）の設定を変更することにより調整することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１３５６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のような従来装置を用いた締結体の製造ラインでは、異なる板厚を有する種々の金属板が用いられることがある。すなわち、締結の対象となる第１及び第２金属板の合計板厚が変わることがある。

【0006】

締結強度を高くするため、第１及び第２金属板の合計板厚を事前に調査し、合計板厚が変わる度にその合計板厚に最適なストローク量を採用することが考えられる。しかしながら、このような場合には、合計板厚の事前調査及びストローク量の設定変更に時間を要するため、締結体の製造効率が低下してしまう。また、ストローク量の設定ミスも考えられる。一方、製造効率の低下を回避するため、想定されるどの合計板厚であっても所定の締結強度を確保できるように平均的なストローク量を採用することも考えられる。しかしながら、平均的なストローク量を採用した場合、合計板厚に応じた最適なストローク量を用いた場合と比較して、締結強度が低下してしまう虞がある。また、平均的なストロークを採用した際、合計板厚が適正板厚より薄い場合にはパンチ及びダイに意図を超えた応力が繰返し掛かることになり、パンチ及びダイの消耗が早まってしまう虞が生じる。

【0007】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、締結体の製造効率の低下を回避しつつ、締結強度を向上できる締結装置及びそれを用いた締結体製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る締結装置は、互いに重ねられた第１及び第２金属板を締結するための締結装置であって、アクチュエータと、アクチュエータにより往復動されるパンチと、パンチに対向して配置され、締結のためにパンチとともに第１及び第２金属板が押し込み可能に設けられたダイと、パンチにより第１及び第２金属板に加えられる荷重を測定する荷重測定器と、アクチュエータを介してパンチの移動を制御するコントローラとを備え、コントローラは、締結のためにダイに向けてパンチを移動させるとき、荷重測定器により測定される荷重及びパンチの位置を監視して、荷重が増大し始めるパンチの位置に応じてパンチのストローク量を決定し、コントローラは、荷重が増大し始めるパンチの位置の区分毎に予め決定された複数のストローク量を記憶しており、締結のためにダイに向けてパンチを移動させるとき、荷重が増大し始めるパンチの位置の区分を判定し、判定された区分に対応するストローク量を使用する。

【0009】

本発明に係る締結体製造方法は、互いに重ねられた第１及び第２金属板を締結した締結体を製造するための締結体製造方法であって、上述の締結装置を用いて第１及び第２金属板を締結することを含む。

【発明の効果】

【0010】

本発明の締結装置及びそれを用いた締結体製造方法によれば、コントローラは、締結のためにダイに向けてパンチを移動させるとき、荷重測定器により測定される荷重及びパンチの位置を監視して、荷重が増大し始めるパンチの位置に応じてパンチのストローク量を決定するので、締結体の製造効率の低下を回避しつつ、締結強度を向上できる。また、平均的なストロークを採用する場合と比較して、パンチ及びダイの消耗を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態による締結装置を示す説明図である。

【図2】図１のパンチ及びダイを示す一部断面の正面図である。

【図3】図２のパンチ及びダイにより締結された後の第１及び第２金属板の接合部分の断面図である。

【図4】図１の第１及び第２金属板の締結時に荷重測定器によって測定される荷重とパンチの位置との関係を示すグラフである。

【図5】図１のコントローラによる制御動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【0013】

図１は、本発明の実施の形態による締結装置を示す説明図である。図１に示す締結装置は、互いに重ねられた第１及び第２金属板１，２を締結するための装置である。締結は、第１及び第２金属板１，２を互いに乾式接合することと理解できる。特に、本実施の形態の締結装置では、リベット等の副資材を用いずに第１及び第２金属板１，２を接合できる。本実施の形態の締結装置による接合をかしめ接合又はクリンチかしめ接合と呼ぶこともある。しかしながら、本発明はリベット等の副資材を使用した第１及び第２金属板１，２の締結においても応用できる。

【0014】

第１及び第２金属板１，２としては、種々の金属板を用いることができ、限定はされないが例えば鋼板、ステンレス鋼板、アルミ板若しくは銅板又はそれらに表面処理を施した物等を用いることができる。表面処理には、塗装及びめっきが含まれる。第１及び第２金属板１，２の板厚は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、第１及び第２金属板１，２として、異なる板厚を有する種々の金属板が使用され得る。用いられる金属板によって、第１及び第２金属板１，２の合計板厚が変わることもある。

【0015】

図１に示すように、本実施の形態の締結装置は、アクチュエータ３、パンチ４、ダイ５、ダイベース６、荷重測定器７及びコントローラ８を含んでいる。

【0016】

アクチュエータ３は、パンチ４を往復動させるための機器である。本実施の形態のアクチュエータ３は、サーボモータ３０、第１プーリ３１、第２プーリ３２、ボールネジ３３、伝達部材３４、ロッド３５及びパンチベース３６を有している。

【0017】

サーボモータ３０は、コントローラ８の制御に応じて動作される。サーボモータ３０の動力は交流電源及び直流電源のいずれでもよい。

【0018】

第１プーリ３１は、サーボモータ３０の回転軸に取り付けられており、その回転軸と一体に回転可能とされている。第２プーリ３２は、ボールネジ３３の一端に取り付けられており、そのボールネジ３３と一体に回転可能に設けられている。伝達部材３４は、第１及び第２プーリ３１，３２に巻き掛けられた部材であり、サーボモータ３０の駆動力をボールネジ３３に伝えることができる。本実施の形態の伝達部材３４はベルトによって構成されている。しかしながら、例えばチェーン又は鋼索等の他の部材によって構成されてもよい。

【0019】

ボールネジ３３は、他端側の外周面にネジ溝が設けられた長手状の部材である。本実施の形態では、ボールネジ３３は、サーボモータ３０の側方に配置されるとともに、サーボモータ３０の回転軸と平行に延在されている。

【0020】

ロッド３５は、内側に挿通空間を有する長手状の部材である。挿通空間はロッド３５の一端において開口されており、ロッド３５の一端から挿通空間内にボールネジ３３が挿通されている。挿通空間の内周面には、ボールネジ３３の外周面に設けられたネジ溝と螺合するロッド側ネジ溝が設けられている。

【0021】

パンチベース３６は、ロッド３５の先端に固定された部材である。パンチベース３６の先端には、パンチ４が取り付けられている。

【0022】

サーボモータ３０の駆動力によりボールネジ３３が回転駆動されることにより、長手方向３５ａに沿ってロッド３５及びパンチベース３６が進退され得る。これらロッド３５及びパンチベース３６の進退により、パンチ４を往復動させることができる。

【0023】

アクチュエータ３がサーボモータ３０を含むことにより、パンチ４の往復動の応答性を良くすることができる。しかしながら、アクチュエータ３の構成は任意であり、アクチュエータ３は例えば油圧シリンダ又は空気シリンダ等の他の構成を採ってもよい。

【0024】

パンチ４は、アクチュエータ３により往復動される部材である。ダイ５は、パンチ４に対向して配置されている。本実施の形態では、ダイ５は、パンチ４の下方に配置されている。ダイ５は、ダイベース６に取り付けられている。これらパンチ４及びダイ５の間に、締結の対象である第１及び第２金属板１，２が配置される。ダイ５は、締結のためにパンチ４とともに第１及び第２金属板１，２が押し込み可能に設けられている。パンチ４及びダイ５の構造については後に図を用いて説明する。

【0025】

荷重測定器７は、パンチ４により第１及び第２金属板１，２に加えられる荷重を測定するための機器である。荷重測定器７は、第１及び第２金属板１，２にパンチ４が押し当てられた際の反力を荷重として測定することができる。荷重測定器７の配置は任意である。

【0026】

コントローラ８は、アクチュエータ３を介してパンチ４の移動を制御するものであり、例えばプログラムに基づいて演算処理を行うコンピュータ又は専用回路等の機器により構成することができる。本実施の形態のコントローラ８は、サーボモータ３０及び荷重測定器７に接続されており、締結のためにダイ５に向けてパンチ４を移動させるとき、荷重測定器７により測定される荷重及びパンチ４の位置を監視することができる。コントローラ８は、パンチ４の移動を制御しているため、パンチ４の位置を認識できる。また、コントローラ８は、エンコーダ等の位置測定器（図示せず）からの信号に基づいてパンチ４の位置を監視する。

【0027】

後に詳しく説明するように、本実施の形態のコントローラ８は、締結のためにダイ５に向けてパンチ４を移動させるとき、荷重測定器７により測定される荷重が増大し始めるパンチ４の位置に応じてパンチ４のストローク量を決定できる。ここでいうストローク量とは、パンチ４の基準位置から下死点までのパンチ４の変位量である。ストローク量を変更することは、パンチ４の下死点を変更することと理解することができる。

【0028】

次に、図２は、図１のパンチ４及びダイ５を示す一部断面の正面図である。図２に示すように、パンチ４には、基端部４０、先端部４１、中間部４２及び緩衝部材４３が設けられている。

【0029】

基端部４０、先端部４１及び中間部４２は、一体に構成されている。基端部４０は、図１のパンチベース３６に装着される部分である。先端部４１は、パンチ４の先端を構成する部分であり、円柱状に形成されている。先端部４１は、第１及び第２金属板１，２に押し当てられるとともに、これら第１及び第２金属板１，２とともにダイ５に押し込められる。中間部４２は、基端部４０及び先端部４１の中間に位置する部分である。中間部４２には、先端部４１の外径よりも大きな外径を有するフランジ部４２ａが設けられている。

【0030】

緩衝部材４３は、先端部４１を囲むように配置された円筒状の部材である。緩衝部材４３の上面はフランジ部４２ａの下面に固着されている。緩衝部材４３の下面４３ａは先端部４１の下面４１ａよりも下方に位置されており、先端部４１よりも先に緩衝部材４３が第１及び第２金属板１，２に押し当てられる。緩衝部材４３とダイ５とにより第１及び第２金属板１，２を挟み込むことにより、先端部４１が第１及び第２金属板１，２に押し当てられる前に、第１及び第２金属板１，２を互いに密着させることができる。緩衝部材４３とダイ５とにより第１及び第２金属板１，２を挟み込むことをプリクランプと呼ぶことがある。緩衝部材４３は例えばゴム等の可撓性を有する素材により構成されている。緩衝部材４３が第１及び第２金属板１，２に押し当てられた後にパンチ４がダイ５に向けてさらに変位されることにより、緩衝部材４３が圧縮されるとともに、先端部４１が第１及び第２金属板１，２に押し当てられる。

【0031】

ダイ５は、ケース５０、アンビル５１及び複数のブレード５２を有している。

【0032】

ケース５０には、基端部５０ａ及び収容部５０ｂが設けられている。基端部５０ａは、図１のダイベース６に装着される部分である。収容部５０ｂは、基端部５０ａの上部に設けられた有底筒状の部分である。収容部５０ｂの内側にアンビル５１及びブレード５２が収容されている。

【0033】

アンビル５１は、円柱状の基部５１ａと、基部５１ａの上面から突出された円柱状の凸部５１ｂとを有している。凸部５１ｂの外径は基部５１ａの外径よりも小さくされており、収容部５０ｂの内周面と凸部５１ｂの外周面との間に空隙が形成されている。凸部５１ｂの軸中心は、基部５１ａの軸中心と一致されていることが好ましい。

【0034】

複数のブレード５２は、凸部５１ｂの周方向に互いに間隔を置いて凸部５１ｂの外周面と収容部５０ｂの内周面との間に配置されている。各ブレード５２は、図示しないバネ等の付勢手段により凸部５１ｂの径方向内側に向かって付されており、付勢手段の付勢を超える外力が作用した際に凸部５１ｂの径方向外側に向かって変位可能に構成されている。各ブレード５２の上面は、アンビル５１の凸部５１ｂの上面よりも上方に設けられている。

【0035】

アンビル５１の凸部５１ｂの上面及び各ブレード５２の内周面は、凹部５３を形成している。緩衝部材４３とブレード５２の上面とにより第１及び第２金属板１，２が挟み込まれた後、パンチ４がダイ５に向けてさらに変位されたとき、パンチ４並びに第１及び第２金属板１，２が凹部５３内に押し込まれる。凹部５３内へのパンチ４並びに第１及び第２金属板１，２の押し込みが進むにつれて凸部５１ｂの径方向外側に向かう外力が各ブレード５２に作用し、その外力が付勢手段の付勢を超えた際に各ブレード５２が凸部５１ｂの径方向外側に向けて変位する。

【0036】

次に、図３は、図２のパンチ４及びダイ５により締結された後の第１及び第２金属板１，２の接合部分１０の断面図である。パンチ４並びに第１及び第２金属板１，２が凹部５３内に押し込まれることにより、図３に示す接合部分１０が第１及び第２金属板１，２に形成される。

【0037】

接合部分１０には、圧縮部１００及びかしめ部１０１が形成されている。

【0038】

圧縮部１００は、パンチ４の先端部４１とアンビル５１の凸部５１ｂとにより第１及び第２金属板１，２が板厚方向に圧縮された部分である。圧縮部１０ａにおける第１及び第２金属板１，２の合計板厚（締結によって圧し潰された後の第１及び第２金属板１，２の合計板厚Ｔａ）は、パンチ４の先端部４１とアンビル５１の凸部５１ｂとにより圧縮されていない部分における第１及び第２金属板１，２の合計板厚（締結前の第１及び第２金属板１，２の合計板厚Ｔｂ）よりも薄くなっている。

【0039】

かしめ部１０１は、第１及び第２金属板１，２がかしめられた部分である。かしめ部１０１は、第１金属板１に形成された凸部１０１ａと、第２金属板２に形成された凹部１０１ｂとを含んでいる。第１金属板１の凸部１０１ａは、第２金属板２の凹部１０１ｂに嵌合されている。かしめ部１０１の凸部１０１ａ及び凹部１０１ｂは、圧縮部１００が形成される際に、ダイ５の各ブレード５２が径方向外方に向けて変位されることにより生じた空間を埋めるように第１及び第２金属板１，２を構成する金属が変形することで形成される。

【0040】

次に、図４は、図１の第１及び第２金属板１，２の締結時に荷重測定器７によって測定される荷重とパンチ４の位置との関係を示すグラフである。

【0041】

図４には、複数の曲線Ｃ１～Ｃ３が示されている。実線にて示す曲線Ｃ１は、第１及び第２金属板１，２として２．３ｍｍの金属板をそれぞれ用いた場合の荷重とパンチ４の位置との関係を示している。パンチ４の位置は、基準位置からのパンチ４の移動量として理解することができる。一点鎖線にて示す曲線Ｃ２は、第１及び第２金属板１，２の一方として２．３ｍｍの金属板を用い、他方として１．６ｍｍの金属板を用いた場合の荷重とパンチ４の移動量との関係を示している。二点鎖線にて示す曲線Ｃ３は、第１及び第２金属板１，２として１．６ｍｍの金属板をそれぞれ用いた場合の荷重とパンチ４の移動量との関係を示している。すなわち、曲線Ｃ１～Ｃ３は、第１及び第２金属板１，２の合計板厚が異なる場合の荷重とパンチ４の位置との関係を示している。

【0042】

まず、実線にて示す曲線Ｃ１に基づき、荷重測定器７によって測定される荷重とパンチ４の移動量との関係を説明する。

【0043】

第１及び第２金属板１，２の締結には、第１期間Ｐ１、第２期間Ｐ２及び第３期間Ｐ３が含まれる。第１期間Ｐ１は、パンチ４が基準位置からダイ５に向けて移動を開始した時からパンチ４の緩衝部材４３が第１及び第２金属板１，２に接触するまでの期間である。第２期間Ｐ２は、緩衝部材４３が第１及び第２金属板１，２に接触した時から第１及び第２金属板１，２がアンビル５１の凸部５１ｂの上面に接触するまでの期間である。第３期間Ｐ３は、第１及び第２金属板１，２がアンビル５１の凸部５１ｂの上面に接触した時からパンチ４が所定の下死点に到達するまでの期間である。

【0044】

曲線Ｃ１により表されているように、第１期間Ｐ１では、パンチ４の移動に拘わらず荷重測定器７によって測定される荷重の値に大きな変化は生じない。第２期間Ｐ２が始まった時、すなわちパンチ４の先端が第１及び第２金属板１，２に接触した時、荷重測定器７によって測定される荷重が急激に増大する。第２期間Ｐ２中、荷重が徐々に増大し、第３期間Ｐ３が始まった時、すなわち第１及び第２金属板１，２がアンビル５１の凸部５１ｂの上面に接触した時に、再び荷重が急激に増大する。荷重測定器７によって測定される荷重は、第１及び第２金属板１，２の締結の進展に応じて非連続に増大する。

【0045】

上述のように、曲線Ｃ１～Ｃ３は、第１及び第２金属板１，２の合計板厚が異なる場合の荷重とパンチ４の位置との関係を示している。曲線Ｃ１～Ｃ３を比較することで分かるように、第１及び第２金属板１，２の合計板厚が厚いほど第２期間Ｐ２が早く始まる。すなわち、第２期間Ｐ２が始まるパンチ４の位置に基づいて第１及び第２金属板１，２の合計板厚を判別することができる。

【0046】

第２期間Ｐ２が始まるパンチ４の位置は、荷重測定器７によって測定される荷重とパンチ４の位置とを監視することで検出することができる。すなわち、ダイ５に向けてのパンチ４の移動を開始した後、荷重測定器７によって測定される荷重の増大が始まるタイミングを検出した際、その時のパンチ４の位置を第２期間Ｐ２が始まるパンチ４の位置として扱うことができる。荷重の微分値が閾値を超えた時を、荷重の増大が始まるタイミングと扱うことができる。すなわち、荷重測定器７によって測定される荷重とパンチ４の位置とを監視することにより、第１及び第２金属板１，２の合計板厚を判別することができる。

【0047】

次に、図５は、図１のコントローラ８による制御動作を示すフローチャートである。図５に示すように、コントローラ８は、締結のためにダイ５に向けてパンチ４を移動させ始めた後（ステップＳ１）、荷重測定器７により測定される荷重及びパンチ４の位置を監視する（ステップＳ２）。コントローラ８は、荷重及び位置を監視しているとき、荷重の増大が始まるか否かを判定する（ステップＳ３）。コントローラ８は、荷重の微分値が閾値を超えた際に荷重の増大が始まったと判定することができる。荷重及び位置の監視は、荷重の増大が始まるまで実施される。

【0048】

コントローラ８は、荷重の増大が始まったと判定したとき、その時のパンチ４の位置に基づいて第１及び第２金属板１，２の合計板厚を判別する（ステップＳ４）。本実施の形態のコントローラ８は、荷重が増大し始めるパンチ４の位置の区分（範囲）と第１及び第２金属板１，２の合計板厚との対応関係に係る情報を予め有しており、荷重の増大が始まったと判定した時のパンチ４の位置がどの区分の位置であるかに基づいて、第１及び第２金属板１，２の合計板厚を判別する。

【0049】

コントローラ８は、第１及び第２金属板１，２の合計板厚を判別した後、パンチ４のストローク量を決定する（ステップＳ５）。

【0050】

ここで、締結（第１及び第２金属板１，２のかしめによる接合）の強度は、第１及び第２金属板１，２の圧下率と関係を有する。圧下率は、締結時にパンチ４及びダイ５により第１及び第２金属板１，２をどの程度圧し潰したかを表す指標であり、締結前の第１及び第２金属板１，２の合計板厚をＴｂとし、締結によって圧し潰された後の第１及び第２金属板１，２の合計板厚をＴａとしたとき、｛（Ｔｂ－Ｔａ）／Ｔｂ｝×１００［％］で表すことができる。圧下率は、パンチ４のストローク量（変位量）の設定を変更することにより調整することができる。

【0051】

本実施の形態のコントローラ８は、荷重が増大し始めるパンチ４の位置の区分（すなわち第１及び第２金属板１，２の合計板厚）毎に、予め決定されたパンチ４のストローク量（締結強度を高めるとの観点から最適と考えられるストローク量）を記憶している。コントローラ８は、第１及び第２金属板１，２の合計板厚を判別した後、荷重が増大し始めるパンチ４の位置の区分を判定し、判定された区分に対応するストローク量を使用する。

【0052】

コントローラ８は、パンチ４のストローク量を決定した後、そのストローク量に対応する下死点にパンチ４が到達するか否かを判定する（ステップＳ６）。コントローラ８は、パンチ４が下死点に到達したと判定した場合、ダイ５から遠ざかるようにパンチ４の移動を反転させて（ステップＳ７）、第１及び第２金属板１，２の接合部分１０からパンチ４を引き抜く。

【0053】

コントローラ８は、パンチ４が下死点に到達したと判定した後、今回の締結の合否を判定する（ステップＳ８）。コントローラ８は、適正に締結が行われた際の荷重測定器７によって測定される荷重とパンチ４の位置との関係を示す基準情報を有しており、今回の締結時に荷重測定器７によって測定される荷重及びパンチ４の位置と基準情報とを比較して合否を判定することができる。例えば、パンチ４の位置毎又は位置の区分毎に基準情報における荷重と実際に測定された荷重との差が所定範囲内であるとき今回の締結を合格と判定することができる。

【0054】

コントローラ８は、締結を特定する情報に関連づけて、その締結時に判別した合計板厚、その締結時に適用したストローク量及びその締結の合否を記憶するとともに、それらの少なくとも１つを図示しない表示装置に表示させることができる。

【0055】

本実施の形態の締結体を製造するための締結体製造方法は、上述の締結装置を用いて第１及び第２金属板１，２を締結することを含む。製造方法は、図５に示すコントローラ８の各工程を含むことができる。

【0056】

このような締結装置及びそれを用いた締結体製造方法では、コントローラ８は、締結のためにダイ５に向けてパンチ４を移動させるとき、荷重測定器７により測定される荷重及びパンチ４の位置を監視して、荷重が増大し始めるパンチ４の位置に応じてパンチ４のストローク量を決定するので、締結体の製造効率の低下を回避しつつ、締結強度を向上できる。また、平均的なストロークを採用する場合と比較して、パンチ４及びダイ５の消耗を抑えることができる。

【0057】

また、コントローラ８は、荷重が増大し始めるパンチ４の位置の区分毎に予め決定されたストローク量を記憶しており、締結のためにダイ５に向けてパンチ４を移動させるとき、荷重が増大し始めるパンチ４の位置の区分を判定し、判定された区分に対応するストローク量を使用するので、ストローク量の決定に要する演算負荷を低減でき、より確実に締結強度を向上できる。

【0058】

また、アクチュエータ３はサーボモータ３０を含むので、パンチ４の往復動の応答性を良くすることができる。

【0059】

なお、実施の形態では、荷重が増大し始めるパンチ４の位置の区分からコントローラ８が第１及び第２金属板１，２の合計板厚を判別するように説明したが、コントローラ８は、荷重が増大し始めるパンチ４の位置と第１及び第２金属板１，２の合計板厚との関係を表す関係式から合計板厚を判別する（すなわち、パンチ４の位置に対して一対一の関係で第１及び第２金属板１，２の合計板厚を算出する）等の他の方法を採ってもよい。

【0060】

また、実施の形態では、荷重が増大し始めるパンチ４の位置の区分からコントローラ８が使用するストローク量を決定するように説明したが、コントローラ８は、荷重が増大し始めるパンチ４の位置と使用すべきストローク量との関係を表す関係式からストローク量を決定する（すなわち、パンチ４の位置に対して一対一の関係でストローク量を決定する）等の他の方法を採ってもよい。

【0061】

また、実施の形態では、第１及び第２金属板１，２を締結するように説明したが、３枚以上の金属板を締結してもよい。

【符号の説明】

【0062】

１ 第１金属板
２ 第２金属板
３ アクチュエータ
３０ サーボモータ
４ パンチ
５ ダイ
７ 荷重測定器
８ コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】