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板端面衝撃接合方法および金属板端面接合体 コモンズ

国内特許コード P140011029
整理番号 GI-H26-21
掲載日 2014年10月21日
出願番号 特願2014-210319
公開番号 特開2016-078061
出願日 平成26年10月14日(2014.10.14)
公開日 平成28年5月16日(2016.5.16)
発明者
  • 山下 実
出願人
  • 国立大学法人岐阜大学
発明の名称 板端面衝撃接合方法および金属板端面接合体 コモンズ
発明の概要 【課題】極めて短時間で、かつ外部環境から加熱等を行うことなく金属板同士を接合する方法を提供すること。
【解決手段】2枚の金属板を8~12m/secの高速でせん断して二つの新生断面を形成する工程、前記二つの新生断面を形成後0.01sec以内に押し当てる工程、前記二つの新生断面を押し当てた状態を維持し、両者を接合する工程、を含むことを特徴とする板端面衝撃接合法。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


従来の熱間圧延材の接合方法としては、電熱法、ガス加熱、溶削法、摩擦法などの方式がある。例えば、先行する鋼板の後端部と後続の鋼板の先端部を、誘導加熱コイルで急速加熱して、鋼板同士を押圧し接合する技術(特許文献1、特許文献2など)がある。また、先行材後端部と後行材先端部をそれぞれ一対の金型で挟み、両材の接合面同士を擦り合わせることによってスケールを除去した後、前後の金型を電極として両材に通電し接合部を加熱して前記金型により板厚方向に圧下して接合する技術(特許文献3)も提案されている。



さらに、熱間仕上連続圧延機の入側において、先行熱間鋼材の後端と後行熱間鋼材の先端を重ね合わせ、還元炎雰囲気中または無酸化雰囲気中で重ね合わせ部を切断し、切断部を同一水平面内まで戻した後、圧接する方法(特許文献4)が提案されている。しかし、これらはいずれも接合に時間がかかりすぎるという課題を有していた。



そこで、熱間圧延材を粗圧延機群及び仕上げ圧延機群にて圧延を行うに際し、短時間で熱間圧延材の接合を行い、連続圧延を可能とするものが提案されている。これは、金属板の接合予定部を重ね合わせる機構と、該重ね合わせ部を前記金属板の片側から支持するための少なくとも2つの支持台と、前記重ね合わせ部を挟んで、支持台と対向する位置にせん断刃を備え、該せん断刃と前記支持台は前記重ね合わせ部を間に挟み込むように相対的に移動する機構を備えたことを特徴とする接合装置(特許文献5)に係わるものである。



前記接合装置は、せん断刃の相対的動作軌跡の延長線が支持台の一つの交叉する(すなわち、せん断刃を接合される金属板に押し込む方向にそのまま動かすと、支持台にぶつかる)ように形成されており、接合する金属板の一部がせん断刃と支持台の間に挟まれて圧縮されるというものである。接合時間はわずか0.2秒程度であるが、この装置では被接合材を圧縮しつつせん断するために、重ねて接合した後の接合部以外の重ね部を除去する必要があった。



また、重ね合わせた上部金属薄板と下部金属薄板とをせん断接合するための工具(特許文献6)に関するものがある。この提案は、上部金属薄板側に配置されるせん断パンチに対応して、下部金属薄板側に配置して使用されるせん断接合用下型に関するものであり、圧縮工程で下型が外側方向へ回動することを防止して、確実にせん断を実現しようとするものである。この装置も基本は被接合材を圧縮しつつせん断するものであり、重ね合わせた状態で接合が完了するというものである。



これらの提案はいずれも圧縮時のせん断過程で生じる、互いのせん断面の変形を利用して接合部を形成するものであり、各鋼板は基本的には分断される前に接合が開始されているので、後工程では接合部以外の不要な部分を除去する必要があった。



本発明者らは先に高速せん断で得られる切り口近傍の材料の昇温を利用して、短時間に摺動させながら押しつけることにより、アルミニウム板で板端面同士を接合する方法(非特許文献1)について試みた。しかし、未切断材料の引っ張り強さに対する接合材料の引っ張り強さの比としては30%程度であり、実用性に欠ける結果であった。

産業上の利用分野


本発明は、高速せん断により形成した新生面同士を押し当てて金属板をその新生端面同士で接合する新規な接合方法に係わり、外部環境から加熱等を行うことなく金属板同士を接合する方法及びその方法により接合された金属板端面接合体に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
2枚の金属板を8~12m/secの高速でせん断して二つの新生断面を形成する工程、
前記二つの新生断面を形成後0.01sec以内に押し当てる工程、
前記二つの新生断面を押し当てた状態を維持し、両者を接合する工程、
を含むことを特徴とする板端面衝撃接合法。

【請求項2】
前記金属材料が軟鋼板であることを特徴とする請求項1に記載の板端面衝撃接合方法。

【請求項3】
前記二つの新生断面を押し当てる工程において、一方の新生断面が他方の新生断面に対して平行に、かつ両者の断面が両金属板の厚みの0.7~7.0%の幅でオーバーラップするように押し当てることを特徴とする請求項1又は2に記載の板端面衝撃接合方法。

【請求項4】
前記請求項1乃至3のいずれかに記載の方法により接合した金属板端面接合体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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