JP2023109028A - 接合構造及び接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１板状部及び第２板状部を接合する場合に、第２板状部に板厚方向への応力が作用することを抑制する。【解決手段】接合構造３０は、第１板状部３２及び第２板状部３４を接合する接合構造であって、第１板状部３２から突出する第１突出部３６と、第１突出部３６の先端部から突出する第２突出部３８と、第２板状部３４に形成された貫通孔４０とを有する。第１突出部３６の先端部は、第２板状部３４に当接され、第２突出部３８は、貫通孔４０に挿入され、第２突出部３８の先端部は、貫通孔４０から突出し、第２突出部３８の先端部には、第２突出部３８の突出方向に対する交差方向の両側から圧縮されたかしめ部４４が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、接合構造及び接合方法に関する。

例えば、第１板状部及び第２板状部を接合する接合構造としては、次の技術が公知である（例えば、特許文献１参照）。すなわち、公知の技術において、第１板状部は、第１板状部から突出する突出部を有しており、第２板状部は、貫通孔を有している。突出部は、貫通孔に挿入され、突出部の先端部には、突出部の突出方向に圧縮されたかしめ部が形成されている。

特開２０１９－１０６７５号公報 特開２０１９－１８７１４０号公報

しかしながら、上述の公知の技術において、例えば、第２板状部が回路基板である場合、突出部の先端部が突出方向に圧縮されることにより、回路基板に板厚方向への応力が作用する虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、第１板状部及び第２板状部を接合する場合に、第２板状部に板厚方向への応力が作用することを抑制することができる接合構造及び接合方法を提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係る接合構造は、第１板状部及び第２板状部を接合する接合構造であって、前記第１板状部から突出する第１突出部と、前記第１突出部の先端部から突出する第２突出部と、前記第２板状部に形成された貫通孔とを有し、前記第１突出部の先端部は、前記第２板状部に当接され、前記第２突出部は、前記貫通孔に挿入され、前記第２突出部の先端部は、前記貫通孔から突出し、前記第２突出部の先端部には、前記第２突出部の突出方向に対する交差方向の両側から圧縮されたかしめ部が形成されている。

この接合構造によれば、第２突出部の先端部に形成されたかしめ部は、第２突出部の突出方向に対する交差方向の両側から圧縮されることにより形成される。したがって、第１板状部及び第２板状部を接合する場合に、第２板状部に応力が作用することを抑制することができる。

本発明の第２態様に係る接合方法は、第１板状部及び第２板状部を接合する接合方法であって、前記第１板状部から突出する第１突出部の先端部を、前記第２板状部に当接し、前記第１突出部の先端部から突出する第２突出部を、前記第２板状部に形成された貫通孔に挿入し、前記貫通孔から突出する前記第２突出部の先端部に、前記第２突出部の突出方向に対する交差方向の両側から圧縮されたかしめ部を形成することを含む。

この接合方法によれば、第２突出部の先端部に形成されたかしめ部は、第２突出部の突出方向に対する交差方向の両側から圧縮されることにより形成される。したがって、第１板状部及び第２板状部を接合する場合に、第２板状部に応力が作用することを抑制することができる。

モータの一例を示す縦断面図である。 接合構造の一例を示す縦断面図である。 接合方法の一例を示す縦断面図である。 打ち出し装置の一例を示す縦断面図である。 打ち出し装置の第１動作状態の一例を示す縦断面図である。 打ち出し装置の第２動作状態の一例を示す縦断面図である。 打ち出し装置の第３動作状態の一例を示す縦断面図である。 打ち出し装置の第４動作状態の一例を示す縦断面図である。 打ち出し装置の第５動作状態の一例を示す縦断面図である。 打ち出し装置の第６動作状態の一例を示す縦断面図である。 打ち出し装置の第７動作状態の一例を示す縦断面図である。 打ち出し装置の第８動作状態の一例を示す縦断面図である。 打ち出し装置の第９動作状態の一例を示す縦断面図である。 打ち出し装置の第１０動作状態の一例を示す縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

図１には、一例として、本発明の一実施形態に係る接合構造３０が適用されたモータ１０が示されている。モータ１０は、モータシャフト１２と、ロータ１４と、ステータ１６と、モータホルダ１８と、センターピース２０と、回路基板２２と、回路ケース２４と、ヒートシンク２６とを備えている。モータ１０は、接合構造３０以外は特許文献２に開示されたモータと同様の構成である。接合構造３０は、一例として、ヒートシンク２６及び回路基板２２の接合に用いられている。一例として、ヒートシンク２６は、アルミ合金等の金属製であり、回路基板２２は、樹脂製のプリント基板である。

図２には、接合構造３０の一例が示されている。接合構造３０は、第１板状部３２及び第２板状部３４を接合する構造である。第１板状部３２は、ヒートシンク２６の一部であり、第２板状部３４は、回路基板２２の一部である。なお、第１板状部３２は、ヒートシンク２６の一部であるが、ヒートシンク２６以外の部材の一部でもよい。また、第２板状部３４は、回路基板２２の一部であるが、回路基板２２以外の部材の一部でもよい。また、接合構造３０は、モータ１０以外の装置又は部材等に適用されてもよい。

接合構造３０は、第１板状部３２から突出する第１突出部３６と、第１突出部３６の先端部から突出する第２突出部３８と、第２板状部３４に形成された貫通孔４０とを有する。第１突出部３６の突出方向及び第２突出部３８の突出方向は、いずれも第１板状部３２の板厚方向と一致する方向である。第１突出部３６及び第２突出部３８は、後述するように打ち出し加工によって形成されたものであり、２段打ち出し部４２を形成している。

第１突出部３６は、断面円形状に形成されている。第１突出部３６は、打ち出し加工によって形成されることにより、中空状に形成されている。第２突出部３８の先端部を除く部分も、断面円形状に形成されている。第１突出部３６は、打ち出し加工によって形成されることにより、中空状に形成されている。つまり、第２突出部３８の先端部を除く部分は、中空状に形成されている。貫通孔４０は、断面円形状に形成されている。なお、第１突出部３６及び第２突出部３８は、例えば、切削、鍛造、鋳造又は射出成形等により、中実状に形成されてもよい。

第１突出部３６の先端部は、第２板状部３４に当接されており、第２突出部３８は、貫通孔４０に挿入されている。第２突出部３８の先端部は、貫通孔４０から突出しており、第２突出部３８の先端部には、かしめ部４４が形成されている。

かしめ部４４は、後述するように、第２突出部３８の突出方向に対する交差方向（一例として、直交方向）の両側から圧縮されることにより、かしめられている。かしめ部４４は、第２突出部３８の突出方向に対する交差方向の両側から圧縮されることにより長軸方向に延びた潰れ形状を有する。図２の下図に示すように、かしめ部４４を横断面で見た場合に、かしめ部４４の長軸方向の両端部４４Ａは、貫通孔４０の周縁部に係止されている。

第１突出部３６及びかしめ部４４（すなわち長軸方向の両端部４４Ａ）は、第２板状部３４を挟持している。第１突出部３６及びかしめ部４４によって第２板状部３４が挟持されることにより、第２板状部３４は、第１板状部３２に対して固定されている。なお、第１板状部３２に対する第２板状部３４の固定態様は、本固定でもよく、仮固定でもよい。仮固定の場合、第１板状部３２と他の部材（図示省略）とによって第２板状部３４が挟持されることにより、第２板状部３４が第１板状部３２に対して固定されてもよい。

次に、本発明の一実施形態に係る接合方法について説明する。

図３には、かしめ装置５０が示されている。かしめ装置５０は、芯金５２及び一対のかしめ工具５４を備える。かしめ装置５０は、本発明の一実施形態に係る接合方法に用いられる。

本発明の一実施形態に係る接合方法は、第１板状部３２及び第２板状部３４を接合する方法である。本接合方法は、準備工程及びかしめ工程を備える。図３の左図には、準備工程が示されており、図３の右図には、かしめ工程が示されている。

準備工程では、第１板状部３２から突出する第１突出部３６の先端部が、第２板状部３４に当接される。また、第１突出部３６の先端部から突出する第２突出部３８が、貫通孔４０に挿入される。この状態で、第２突出部３８の先端部は、貫通孔４０から突出する。第１突出部３６の内側には、芯金５２が挿入される。芯金５２の先端部（すなわち下端部）は、第１突出部３６の底部に当接され、芯金５２の外周面は、第１突出部３６の内周面に接触する。

かしめ工程では、貫通孔４０から突出する第２突出部３８の先端部が、第２突出部３８の突出方向に対する交差方向（一例として、直交方向）の両側から一対のかしめ工具５４によって圧縮される。そして、第２突出部３８の先端部に、一対のかしめ工具５４によって圧縮されることにより、かしめ部４４が形成される。

次に、本発明の一実施形態に係る２段打ち出し部４２を製造するための打ち出し方法について説明する。

図４には、打ち出し装置６０が示されている。打ち出し装置６０は、２段打ち出し部４２を製造するための装置である。打ち出し装置６０は、パンチ６２、ダイ６４、及び押え型６６を備える。

パンチ６２は、本体部６８と、本体部６８の先端部から突出する凸部７０とを有する。ダイ６４は、本体部６８の外径よりも内径が大きい第１凹部７２と、第１凹部７２の底部に形成された第２凹部７４とを有する。第１凹部７２及び第２凹部７４は、上述の第１突出部３６及び第２突出部３８に対応する形状を有しており、それぞれ断面円形状に形成されている。第２凹部７４の内径は、本体部６８の外径よりも小さく、かつ凸部７０の外径よりも大きい。押え型６６には、孔部７６が形成されており、孔部７６には、パンチ６２が収容されている。本体部６８の先端部に対する凸部７０の突出寸法（すなわち、高さＨ）は、後述する板材（図５参照）の板厚寸法（すなわち、厚さＴ）よりも小さい寸法に設定されている。なお、図４では、本体部６８と押え型６６とのクリアランスが誇張されており、実際には、本体部６８と押え型６６とのクリアランスは限りなく小さい。

本体部６８の先端部の周縁部６８Ａは、本体部６８の基端部（図示省略）側、すなわち、ダイ６４から遠ざかる側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凸状に湾曲するテーパ面によって形成されている。凸部７０の先端部の周縁部７０Ａは、凸部７０の基端部７０Ｂ側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凸状に湾曲するテーパ面によって形成されている。凸部７０の基端部７０Ｂは、本体部６８側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凹状に湾曲するテーパ面によって形成されている。テーパ面とは、Ｒ形状も含む概念である。

第１凹部の７２の開口部の周縁部７２Ａは、第１凹部７２の底部側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凸状に湾曲するテーパ面によって形成されている。第２凹部の７４の開口部の周縁部７４Ａは、第２凹部７４の底部側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凸状に湾曲するテーパ面によって形成されている。以上の構成である打ち出し装置６０は、本発明の一実施形態に係る打ち出し方法に用いられる。

本発明の一実施形態に係る打ち出し方法は、２段打ち出し部４２を製造する方法である。図５から図１４には、本打ち出し方法によって２段打ち出し部４２が製造される様子が示されている。

本打ち出し方法では、図５に示すように、ダイ６４に板材８０がセットされる。板材８０は、例えば、２段打ち出し部４２が形成される前のヒートシンク２６に相当する。板材は、ダイ６４と反対側から押え型６６によって押え付けられる。そして、図５から図１４に示すように、パンチ６２がダイ６４側に移動しながら、本体部６８及び凸部７０によって板材８０が押圧される。パンチ６２は、２段打ち出し部４２が形成されるまでダイ６４側に移動する。

詳細は後述するが、本体部６８によって板材８０が押圧されることにより、図１４に示すように、板材８０の一部から突出する第１突出部３６が形成される。板材８０の一部は、第１板状部３２に相当する。また、凸部７０によって板材８０が押圧されることにより、第１突出部３６の先端部から突出する第２突出部３８が形成される。図５から図１４に示す板材８０に付されたドットは、打ち出し加工において板材８０に作用する応力の分布を示している。ドットが濃くなるほど応力が高くなることを示している。また、図５から図１４において板材８０の形状は、応力分布に基づいて誇張して示されている。

図７には、本体部６８が板材８０を押圧し始める直前の状態が示されている。本打ち出し方法では、より詳しくは、図７に示すように、本体部６８が板材８０を押圧し始める直前の状態では、板材８０が湾曲することによって凸部７０の基端部７０Ｂから本体部６８の先端部（すなわち本体部６８の下面）に亘ってパンチ６２と板材との間に隙間８２が形成される。このように、本体部６８が板材８０を押圧し始めるまでは、隙間８２が形成されるように、凸部７０によって板材８０が押圧される。

図１０には、凸部７０が第２凹部７４に挿入され始める直前の状態が示されている。本打ち出し方法では、より詳しくは、図１０に示すように、凸部７０が第２凹部７４に挿入され始める前に、本体部６８の先端部と第１凹部７２の底部とで板材８０が圧縮される。そして、本体部６８の先端部と第１凹部７２の底部とで板材８０が圧縮されることによって、本体部６８の外周面と第１凹部７２の内周面との間で板材８０に作用する引張力Ｆ２が低減される。

また、本打ち出し方法では、より詳しくは、図１０から図１４に示すように、本体部６８の外周面と第１凹部７２の内周面とによって板材８０が圧縮され、かつ本体部６８の先端部と第１凹部７２の底部とによって板材８０が圧縮された状態で、凸部７０によって板材８０が押圧されることにより、第２突出部３８が形成される。

次に、本発明の一実施形態の効果について説明する。

以上詳述した通り、本発明の一実施形態に係る接合構造３０によれば、図３に示すように、第２突出部３８の先端部に形成されたかしめ部４４は、第２突出部３８の突出方向に対する交差方向（一例として、直交方向）の両側から圧縮されることにより形成される。したがって、第１板状部３２及び第２板状部３４を接合する場合に、第２板状部３４に板厚方向への応力が作用することを抑制することができる。これにより、第２板状部３４（一例として、回路基板２２の一部）が変形することを抑制することができる。

また、図２に示すように、第１突出部３６及びかしめ部４４は、第２板状部３４を挟持しているので、第１突出部３６及びかしめ部４４により、第２板状部３４を第１板状部３２に対して固定（例えば、仮固定又は本固定）することができる。

また、図３に示すように、第１突出部３６及び第２突出部３８は、中空状に形成されている。したがって、第１突出部３６及び第２突出部３８を打ち出し加工により形成することができる。

また、図４に示すように、本発明の一実施形態に係る打ち出し装置６０によれば、ダイ６４は、本体部６８の外径よりも内径が大きい第１凹部７２と、第１凹部７２の底部に形成され、本体部６８の外径よりも内径が小さく、かつ凸部７０の外径よりも内径が大きい第２凹部７４とを有する。したがって、図５から図１４に示すように、ダイ６４に板材８０をセットした状態で、パンチ６２をダイ６４側に移動させた場合、本体部６８によって板材８０が押圧されることにより、板材８０の一部から突出する第１突出部３６が形成され、かつ凸部７０によって板材８０が押圧されることにより、第１突出部３６の先端部から突出する第２突出部３８が形成される。すなわち、板材８０の一部から突出する第１突出部３６と、第１突出部３６の先端部から突出する第２突出部３８とを有する２段打ち出し部４２を板材８０に形成することができる。

また、凸部７０の基端部７０Ｂは、本体部６８側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凹状に湾曲するテーパ面によって形成されている。したがって、図７に示すように、本体部６８が板材８０を押圧し始める直前の状態では、テーパ面である凸部７０の基端部７０Ｂによって板材８０の材料の流動が抑えられることにより、凸部７０の基端部７０Ｂから本体部６８の先端部に亘ってパンチ６２と板材８０との間に隙間８２が形成されるように板材８０が湾曲する。これにより、例えば、凸部７０の基端部７０Ｂにテーパ面が形成されていない場合に比して、凸部７０による押圧によって板材８０に引張力Ｆ１が作用するタイミングを遅らせることができる。

また、図１０に示すように、凸部７０が第２凹部７４に挿入され始める前に、本体部６８の先端部と第１凹部７２の底部とで板材８０が圧縮されることにより、本体部６８の外周面と第１凹部７２の内周面との間で板材８０に作用する引張力Ｆ２が低減される。これにより、本体部６８の先端部の周縁部６８Ａによる押圧によって板材８０に作用する引張力Ｆ２を低減することができるので、板材８０の破断を抑制することができる。

また、図１０から図１４に示すように、本体部６８の外周面と第１凹部７２の内周面とによって板材８０が圧縮され、かつ本体部６８の先端部と第１凹部７２の底部とによって板材８０が圧縮された状態で、凸部７０によって板材８０が押圧されることにより、第２突出部３８が形成される。したがって、第２突出部３８が形成される段階では、板材８０の材料が第２突出部３８側に流動するので、板材８０の破断を抑制しつつ中空状の第２突出部３８を形成することができる。

また、本体部６８の先端部の周縁部６８Ａは、本体部６８の基端部側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凸状に湾曲するテーパ面によって形成されている。したがって、図８から図１１に示すように、本体部６８によって板材８０が押圧されることにより、第１突出部３６が形成される場合に、本体部６８の先端部の周縁部６８Ａに沿って板材８０の材料が円滑に流動するので、板材８０の破断を抑制しつつ中空状の第１突出部３６を形成することができる。

また、第１凹部の７２の開口部の周縁部７２Ａは、第１凹部７２の底部側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凸状に湾曲するテーパ面によって形成されている。したがって、図８から図１１に示すように、本体部６８によって板材８０が押圧されることにより、第１突出部３６が形成される場合に、第１凹部の７２の開口部の周縁部７２Ａに沿って板材８０の材料が円滑に流動するので、板材８０の破断を抑制しつつ中空状の第１突出部３６を形成することができる。

また、凸部７０の先端部の周縁部７０Ａは、凸部７０の基端部７０Ｂ側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凸状に湾曲するテーパ面によって形成されている。したがって、図１１から図１４に示すように、凸部７０によって板材８０が押圧されることにより、第２突出部３８が形成される場合に、凸部７０の先端部の周縁部７０Ａに沿って板材８０の材料が円滑に流動するので、板材８０の破断を抑制しつつ中空状の第２突出部３８を形成することができる。

また、第２凹部の７４の開口部の周縁部７４Ａは、第２凹部７４の底部側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凸状に湾曲するテーパ面によって形成されている。したがって、図１１から図１４に示すように、凸部７０によって板材８０が押圧されることにより、第２突出部３８が形成される場合に、第２凹部の７４の開口部の周縁部７４Ａに沿って板材８０の材料が円滑に流動するので、板材８０の破断を抑制しつつ中空状の第２突出部３８を形成することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

なお、上述の本発明の一実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）
パンチ及びダイを備える打ち出し装置であって、
パンチは、
本体部と、
前記本体部の先端部から突出する凸部と、
を有し、
前記ダイは、
前記本体部の外径よりも内径が大きい第１凹部と、
前記第１凹部の底部に形成され、前記本体部の外径よりも内径が小さく、かつ前記凸部の外径よりも内径が大きい第２凹部と、
を有する、
打ち出し装置。
（付記２）
前記凸部の基端部は、前記本体部側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凹状に湾曲するテーパ面によって形成されている、
付記１に記載の打ち出し装置。
（付記３）
前記凸部の先端部の周縁部は、前記凸部の基端部側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凸状に湾曲するテーパ面によって形成されている、
付記１又は付記２に記載の打ち出し装置。
（付記４）
前記本体部の先端部の周縁部は、前記本体部の基端部側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凸状に湾曲するテーパ面によって形成されている、
付記１から付記３の何れか一項に記載の打ち出し装置。
（付記５）
前記第１凹部の開口部の周縁部は、前記第１凹部の底部側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凸状に湾曲するテーパ面によって形成されている、
付記１から付記４の何れか一項に記載の打ち出し装置。
（付記６）
前記第２凹部の開口部の周縁部は、前記第２凹部の底部側に向かうに従って拡径し、かつ縦断面視で凸状に湾曲するテーパ面によって形成されている、
付記１から付記５の何れか一項に記載の打ち出し装置。
（付記７）
付記１から付記６の何れか一項に記載の打ち出し装置を用いた打ち出し方法であって、
前記ダイに板材をセットし、
前記パンチを前記ダイ側に移動させながら、前記本体部及び前記凸部によって前記板材を押圧し、
前記本体部によって前記板材を押圧することにより、前記板材の一部から突出する第１突出部を形成し、
前記凸部によって前記板材を押圧することにより、前記第１突出部の先端部から突出する第２突出部を形成する、
ことを含む打ち出し方法。
（付記８）
前記本体部が前記板材を押圧し始める直前の状態では、前記板材が湾曲することによって前記凸部の基端部から前記本体部の先端部に亘って前記パンチと前記板材との間に隙間が形成されるように、前記本体部が前記板材を押圧し始めるまで、前記凸部によって前記板材を押圧する、
付記７に記載の打ち出し方法。
（付記９）
前記凸部が前記第２凹部に挿入され始める前に、前記本体部の外周面と前記第１凹部の内周面との間で前記板材に作用する引張力を、前記本体部の先端部と前記第１凹部の底部とで前記板材を圧縮することによって低減させる、
付記７又は付記８に記載の打ち出し方法。
（付記１０）
前記本体部の外周面と前記第１凹部の内周面とによって前記板材を圧縮し、かつ前記本体部の先端部と前記第１凹部の底部とによって前記板材を圧縮した状態で、前記凸部によって前記板材を押圧することにより、前記第２突出部を形成する、
付記７から付記９の何れか一項に記載の打ち出し方法。

１０…モータ、１２…シャフト、１４…ロータ、１６…ステータ、１８…ホルダ、２０…センターピース、２２…回路基板、２４…回路ケース、２６…ヒートシンク、３０…接合構造、３２…第１板状部、３４…第２板状部、３６…第１突出部、３８…第２突出部、４０…貫通孔、４２…２段打ち出し部、４４…かしめ部、５０…かしめ装置、５２…芯金、５４…かしめ工具、６０…打ち出し装置、６２…パンチ、６４…ダイ、６６…押え型、６８…本体部、６８Ａ…本体部の先端部の周縁部、７０…凸部、７０Ａ…凸部の先端部の周縁部、７０Ｂ…凸部の基端部、７２…第１凹部、７２Ａ…第１凹部の開口部の周縁部、７４…第２凹部、７４Ａ…第２凹部の開口部の周縁部、７６…孔部

Claims (4)

1. 第１板状部及び第２板状部を接合する接合構造であって、
   前記第１板状部から突出する第１突出部と、
   前記第１突出部の先端部から突出する第２突出部と、
   前記第２板状部に形成された貫通孔と、
   を有し、
   前記第１突出部の先端部は、前記第２板状部に当接され、
   前記第２突出部は、前記貫通孔に挿入され、
   前記第２突出部の先端部は、前記貫通孔から突出し、
   前記第２突出部の先端部には、前記第２突出部の突出方向に対する交差方向の両側から圧縮されたかしめ部が形成されている、
   接合構造。
2. 前記第１突出部及び前記かしめ部は、前記第２板状部を挟持している、
   請求項１に記載の接合構造。
3. 前記第１突出部及び前記第２突出部は、中空状に形成されている、
   請求項１又は請求項２に記載の接合構造。
4. 第１板状部及び第２板状部を接合する接合方法であって、
   前記第１板状部から突出する第１突出部の先端部を、前記第２板状部に当接し、
   前記第１突出部の先端部から突出する第２突出部を、前記第２板状部に形成された貫通孔に挿入し、
   前記貫通孔から突出する前記第２突出部の先端部に、前記第２突出部の突出方向に対する交差方向の両側から圧縮されたかしめ部を形成する、
   ことを含む接合方法。