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TOX®カシメとスポット溶接の比較と導電性

TOX®カシメVSスポット溶接

  • カシメ接合例
  • カシメ接合断面: 工程1
  • カシメ接合断面:工程2
  • カシメ接合断面:完成
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スポット溶接よりも動的強度が高い!

 

接合部にノッチが発生しなため、優れた動的強度が得られます。つまり、溶接よりTOX®カシメの方が接合部の寿命が長いということです。TOX®カシメとスポット溶接でのお客様による耐久テストの結果です。接合部に初期荷重1kNを周波数約35Hzで加え、接合が外れるまでの疲労寿命を測定しました。

最も重要なことは、冷間成形するTOX®カシメの強度は、スポット溶接と比較してはるかに高いことです。スポット溶接では、溶接部に熱が加わることで材料の構造が変化し、溶接部の強度に悪影響を及ぼします。そのため、動的負荷のかかったスポット溶接は、接合強度の点でTOX®カシメよりも劣っています。

シンプルな工程で製造コストを削減できます。システム効率とツールの寿命は密接に関連しています。

スポット溶接とTOX®カシメの接合技術のコスト比較(軟鋼の場合):TOX®カシメは多点同時接合にも使用できるため、TOX®カシメとスポット溶接のコスト差を大幅に拡大することができます。

TOX®カシメにおける導電性

電気抵抗の挙動は、電化製品に使用される場合に特に重要であり、最近では乗用車のドア電気供給用のプレハブドアトラックに使用されている導電材料も同様に遷移抵抗が最も小さいことが有利である。ここでは、遷移抵抗が低いほど、導電性が高くなります。

 

TOX®カシメの電気的特性については、これまでに実現したアプリケーションや、ラボおよびお客様側での包括的なテストから、以下のような結果が得られました。

  • TOX®カシメを構築するために高圧で押し付けられ、変形した金属板/箔の表面は、導電性に適しています。
  • コーティングされた表面は接合部にも流れ込み、遷移抵抗を減少させます。電流の大部分は接合部を通って流れます。周囲の表面は電流伝導にほとんど寄与しません(約10%ほど)。決定的なのは接合部です!
  • 鋼板の油面、亜鉛面、接着面は遷移抵抗にほとんど影響しません。スポット溶接部とTOX®カシメ接合部の比較は、組み合わせる素材によって異なります。
  • 極小電子部品の場合、接合径1mm以上では、TOX®-マイクロポイントが最適なソリューションになります。極小フランジ幅の極薄金属板の冷間接合では、材料の熱変化はなく、ピースパーツのゆがみも最小限に抑えられます。
  • 接合工程時に破壊された薄板間のプラスチック箔が材料とともに流れ、境界抵抗がほぼ十倍増えます。
  • 「鋼/アルミ」の組み合わせは、「鋼/鋼」の組み合わせとほぼ同じ結果になります。

TU DresdenはTOX®-接合の導電性を証明

公式に発表されました。同種材料または異種材料での薄板金属接合でのTOX®-ラウンドポイントとTOX®-SKBの優れた導電性は、ドレスデン工科大学の包括的な研究によって証明されました。ドレスデン工科大学の表面・生産工学研究所と電気エネルギー供給・高電圧技術研究所は、「成形された接合部の電気的特性」というテーマで集中的な研究を行いました。「接合」ワークグループで行われたPbA(プロジェクトアドバイザリーボード)の予備セッションには、自動車業界とそのサプライヤーの代表者、および接合・締結技術製品のメーカー数社が参加しました。ここでは特に、要求プロファイルと実験計画が作成され、実験計画は実際に実施する際に十分に活用されました。機械接合(例:圧接/クリンチ・カシメ)、コンポーネントを用いた接合(ボルト、リベットナットなど)、コンポーネント結合を用いた機械接合(例:カシメナット)を区別しました。この試験は、「ファスナー部品(機能エレメント)の締結により、部分的に機能統合が可能な部品を長期的に安定して機械的に接合すること」と定義されました。技術的な観点から、機械的強度(せん断強度、引張強度、回転強度)は、これまでほとんど存在しなかった電気的特性に対する要求と同様に考慮されています。現実的な背景として、省エネ・省材料の締結・接合ソリューションの探求は、現在、電気部品や組立品にまで拡大しています。特に、スポット溶接、はんだ付け、レーザーはんだ付けのような、材料やエネルギーを大量に消費する方法から脱却し、より経済的な新しい製造プロセスの余地を与えようとしています。

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