JPH0346207B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、重ね合わせて載置された二枚の金属
薄板を接合する接合方法に関する。さらに本発明
は上記発明の方法を施行するに適した装置とこれ
によつて作られた二枚の金属薄板の接合に関す
る。

すなわち、雄型ダイスと雌型ダイスとが一行程
のプレス操作によつて、薄板の一方に切込みが設
けられ、他の薄板の部材が上記切込みの間から押
され切込みの縁を超えて押し出され、リベツト状
の結合となる金属薄板を接合する方法と装置に関
する。

〔従来の技術〕

ヨーロツパ特許公開公報EP−Ｂ−77932には、
重ね合わせたられた状態における金属薄板の接合
の方法および装置が明示されている。この装置は
中央に金敷部材と、この金敷部材に隣接し金敷の
加工面より突き出ている複数の支持部材とを備え
た雌型ダイスを有する。支持部材は末端部に切断
エツジを有し、金敷部材に対して外方に向かつて
弾性的に撓むようになつている。

さらにこの装置は金属薄板を挟んで雌型ダイス
の金敷部材の加工面に対して相対的に作用する雄
型ダイスを備えている。この雄型ダイスおよび雌
型ダイスを一緒に作動させて、両方の金属薄板は
切込み部分に沿つて切り込まれ、雌型ダイスの金
敷部材の加工面を圧する雄型ダイスによつて、金
属薄板の変形した部分の材料は、雄型ダイスが最
初に押し出された金属薄板と反対側にある金属薄
板切込みの縁を越えて横方向に押し出される。

この目的のため、一つの雄型ダイスもしくは雄
型ダイスと雌型ダイスがそれぞれ複数である場合
には、複数の雄型ダイスは切断エツジを有してい
るので、この金属薄板は雄型ダイスによつて最初
に雌型ダイスに接近している第二の金属薄板と同
様に適宜切り込まれる。

この公知の装置によつて加工される接合は一般
的には、多くの実際の使用に対して十分な強度を
有する。

接合が材料の延展性に依存している接合の方法
とその装置は西独国特許公開公報DE−Ａ−
3106313に開示されている。この公開内容によれ
ば、金属薄板は重ね合わせられて雄型ダイスと雌
型ダイスとを有する装置によつて接合される。両
方のダイスはともに切断エツジがないので、切込
み部は設けられない。その代わりに両方の金属薄
板は接合部分で膨れて、両方の薄板の部分は一方
に突き出されたのち横方向に圧縮される。このた
め雌型ダイスはばねが圧縮されると、横方向に開
くようになつている。雌型ダイス付近の薄板の変
形した部分は接合強度には寄与せず、かえつて他
の薄板の部分が横方向に変形するのを妨げるの
で、得られた接合強度は限られてしまう。さらに
二枚の薄板の互いに関与する部分の表面は円状で
あるので、これによつても接合強度は限られる。
この接合の強度は金属薄板材質とその寸法に関係
することが考えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしある場合には、上述のとおり開示された
方法および装置によつて得られないような特別の
強度を要求されることがある。このような場合、
従来例の方法や装置では要求される接合強度が求
められない。

本発明の目的は、より強い強度が得られる接合
手段の方法と装置を提供することにある。

ここでより強い強度とは、他の条件（接合すべ
き金属薄板の厚さや材質、接合の寸法など）が同
一であるとき、上述の装置を用いて得られる接合
の強度に比較して高い強度であることを意味す
る。

〔問題点を解決するための手段〕

第一の発明は金属薄板の接合方法であつて、二
枚の金属薄板を互いに重ね合わせて第一の板の面
から第二の板が突き出るようにその二枚の金属薄
板を変形させる第一のステツプと、第二の板の第
一の板の面より突出した部分を圧縮して横方向に
変形させる第二のステツプとを含む金属薄板の接
合方法において、第一の板には接合面の近傍に複
数個の切込みを設けておき、第一のステツプでは
第二の板を切れ目なく連続した状態で変形させ、
第三のステツプではこの変形した部分の少なくと
も一部が第一の板に設けられた切込みから流れ出
るように圧縮する。

第一の板には互いに平行な二つの直線状の切込
みを設けることが好ましい。

第二の発明は上記の方法を実施する装置であ
り、重ね合わせた二枚の金属板を接合する装置に
おいて、雌型ダイスと雄型ダイスとを備え、この
雌型ダイスは、中央の金敷部材とこの金敷部材に
近接した複数の支持部材とを備え、各支持部材は
金敷部材の加工面より突き出ており、この突き出
た支持部材の端部には切断エツジが設けられ、支
持部材は撓むと金敷部材より離れるように取り付
けられた構造であり、雄型ダイスは、雌型ダイス
との間に配置された金属薄板を変形させるように
金敷の加工面を加圧する構造に取付けられ、かつ
金敷の加工面に対向して加工表面を有し、この加
工表面は支持部材の切断エツジの取付間隔より狭
く設定された構造であることを特徴とする。

雄型ダイスはその加工表面が外側に傾斜した構
造であり、その断面形状が四角形で外側形状は頂
部に平坦な部分が設けられたピラミツド型である
か、その断面形状が円形で外側形状は頂部に平坦
な部分が設けられた円錐形であることが好まし
い。

雄型ダイスは頂角がほぼ40゜であるか、または、
加工表面には輪郭が円形の縁部が設けられること
が好ましい。

接合する金属薄板の厚さは２mm以下であり、雄
型ダイスの縁部の曲率半径は約0.5mmであことが
よい。

支持部材の切断エツジは直線状であり、複数の
切断エツジが対毎に互いに平行に設けられること
がよい。このとき、支持部材の個数が２であり、
この二つの支持部材が金敷部材と共通のソケツト
に取り付けられていることがよい。

支持部材の切断エツジは共通の円周上に配置さ
れてもよく、切断エツジが互いに間隔をおくよう
に配置されてもよく、四つの支持部材の切断エツ
ジが正方形の四つの辺となるように配置されても
よい。

第三の発明は上述の方法により形成される接合
構造であり、第一の金属薄板のみ切込みを有し、
第二の金属薄板の部分は切込みによつて設定され
た接合面を通じて第一の金属薄板を越えて押し出
された形状であり、この押し出された形状は第二
の金属薄板の反対側の切込みの縁にリベツトのか
しめを形成するように圧縮されたことを特徴とす
る。

第二の金属薄板は接合部における展延強度が強
い材料で形成されることが望ましい。

〔作用〕

二枚重ねた金属薄板の一方から雄型ダイスを、
雄型ダイスの加工面より広い雌型ダイス面に押し
つけると、金属薄板には二枚ともこの部分で雌型
ダイス側に突き出た窪みができる。このとき雌型
ダイスの周囲の支持部材に設けられた切断エツジ
によつて雌型ダイス側の薄板に切込みができ、上
記の窪みの形成とともにこの切込みは若干開口さ
れる。雄型ダイス側の薄板は延展性のある金属で
あるので、この薄板の部材は上記若干開口された
切込み部より雌型ダイス側に押し出されて、雌型
ダイスの金敷部材の加工面と弾性的に拡げられた
支持部材の内側面の上端部との間でかしめられる
ので、雄型ダイス側の薄板の部材がリベツトのよ
うに雌型ダイス側の薄板に打ち込まれたことにな
る。これにより強度の強い接合ができる。

〔実施例〕

本発明による装置の簡単な一実施例は、互いに
平行となるように配置され、それぞれに切断エツ
ジを設けた２つの支持部材を有する雌型ダイスか
ら構成されたものである。この実施例は作製が容
易であるのみならず、プレスに取付ける際に雄型
と雌型のダイスの配列は切断エツジに対して直角
であればよく対角称方向の配列には制約されない
ので容易に取付けられる。

本発明による装置の実施例を図面を参照して説
明する。これらの図面は本発明を実施するのに重
要な特徴のみを図解するようにしたため簡略化さ
れている。プレスについては、例えば、欧州特許
0077932に開示されているプレス装置を用いると
よい。

参照する図面は次の通りである。

第１図は本発明の第一実施例の部分側面図を示
し、接合される二枚の金属薄板は断面で示されて
いる。

第２図は接合作動ストロークが終了したのちの
金属薄板の状態を示す部分側面図を示す。

第３図は第１図および第２図に示す装置によつ
て施行される本発明に係る接合の部分断面の斜視
図である。

第４図は第３図に示す矢印−視の部分断面
の斜視図である。

第５図は第３図および第４図の接合の平面図で
ある。

第６図、第７図および第８図は、装置の他の実
施例におけるそれぞれの雌型ダイスの平面図を示
す。

第９図はさらに他の実施例における雄型ダイス
の側面図を示す。

第１１図は異なつた設計による雌型ダイスを第
１図と同様に示す。

第１０図は第１１図の矢印Ｘ−Ｘ視の雌型ダイ
スの側断面図面である。

協同して作動する工具、すなわち雄型ダイスと
雌型ダイスがそれぞれ対応して取付けられるプレ
スは図示されていない。プレスの作動方向は、雄
型ダイスと雌型ダイスがそれぞれプレス行程の最
初の位置と最終の位置を示す第１図と第２図との
関係から明らかである。

まず第１図より第５図を参照する。

雌型ダイスは、との底部がプレスに固定的に支
持された金敷部材１０を含む。金敷部材１０は事
実上長方形断面を有し、第１図では短辺側より見
た側面を示す。支持部材１２は金敷部材１０の長
方に沿つて、第２図に示すように外側に拡げられ
るように弾性的に装着され、支持部材の自由端の
金敷部材寄りの縁部は切断エツジ１４として作用
する。この２つの切断エツジ１４によつて限られ
る平面は、金敷部材１０のやや凸状となつている
加工面１６より、若干上方に位置され、この高さ
の差は二枚の金属薄板１８および２０の厚さの合
計より小さいが、雌型ダイスに接する薄板１８の
厚さよりは大きく取られる。

雄型ダイス２２は、第１図に図示されたように
雌型ダイスの２つの支持部材の切断エツジ１４の
間隙距離よりも狭い加工表面２４を有する。雄型
ダイスの断面は加工表面の縁部から外側に傾斜し
ているので、薄板に押し込まれる雄型ダイスの部
分は基面に直角で平坦な頂面を持つピラミツド形
状のものである。このピラミツド状の形状の側面
の傾斜はダイスの軸と約20゜であり、したがつて
頂角は40゜である。雄型ダイスの加工表面２４の
幅と２つの切断エツジの相互の間隙距離との差
は、薄板の厚さ特に薄板２０の厚さに依存し、好
ましくは接合の際薄板２０が切断されないような
寸法にされる。加工表面２４を縁どる縁部は丸み
を有し、図示の実施例では曲率半径は0.５mm程度
の大きさで、成形後研磨される。平坦な頂面をも
つピラミツド形のダイスの側面は符号２６で示さ
れる。雌型ダイスの切断エツジ１４と直交する側
から見た雄型ダイスの輪廓は第１図および第２図
には示されていないが、後述の第９図で第１図お
よび第２図の雄型ダイスと同様な２つのダイス部
材を設けた雄型ダイスとして示されている。ここ
で注意すべきはこの輪廓は切断エツジと平行なピ
ラミツドの頂角は同じであることである。

第１図は接合に先立つ状態を示し、第２図はプ
レス行程後の結果を図示する。プレスはその圧力
とストロークとの調整に注意する。

第２図において、薄板１８は雄型ダイス２２と
切断エツジとが一緒に作用することによつて圧延
する面に対して直交する切断エツジ１４に沿つて
取り込まれ、この切込みの間の薄板の部分３０は
金敷部材の加工面１６によつて変形される。さら
に雄型ダイス２２の圧力が大きくなれば（そして
ストロークが増大すれば）、切込みのない薄板２
０の変形された部分３２は押し出されて、切り込
まれた縁部３４を越えて塑性変形されて剛性的に
結合される。

薄板の部分３０は薄板１８と切断作用をうけな
い薄板１８の連結部３６によつて連続したままに
なつている。このように施行された接合は第３図
ないし第５図に詳しく図示されている。

上記の第一実施例にいて、薄板１８には２つの
切込みしかない。このため雌型ダイスと雄型ダイ
スは安価に製作されるような簡単な設計となつて
いる。接合の外観について特別の設計が考慮され
ることがある。例えば家庭用機器で接合部分が人
目につく場合は、本発明による装置の実施例はむ
しろ第６図から第８図に図示されたものがよいで
あろう。これらの実施例では雌型ダイスの平面図
のみを示す。金敷部材１０′（第６図）および１
０″（第７図）は円筒形状のものであつて、支持
部材１２′および１２″はそれぞれ隣接した同一の
半径で同心であるそれぞれ４つ（第６図）および
３つ（第７図）の円弧に沿つて薄板を切り込む切
断エツジを有する。切込みの間には、第３図に示
す連続した連結部３６と同様の目的を達成する連
結部がある。それぞれの雄型ダイスの加工表面は
符号２４′および２４″を付した点線で示される。
これら雄型ダイスの輪廓は第１図に類似した好ま
しくは頂角40゜の頂点が平坦な円錐状またはピラ
ミツド状のものとなる。

第８図に示す実施例では、正方形の断面を有す
る金敷部材１０ｃに配置された４つの支持部材１
２ｃがある。この連結部は各コーナに設けられて
いる。注意すべきことは、ある条件では連結され
た部分が設けられないことがある。これは第６図
および第７図においては円周状の切込みが、第８
図においては正方形状の切込みが接近していて、
それぞれの輪廓をもつ雌型ダイスに隣接している
薄板から板の小部分が型打ちされるからである。
接合の外観はリベツトの頭と類似しているが、各
接合操作後は型打ちされて抜かれた板の小部分は
雄型ダイスから除去されなければならない。

第９図による雄型ダイスは第１図による２つの
雄型ダイスを横に並べて１つのものとして製作さ
れた双子ダイスである。これには２つの加工面２
４ａと２４ｂおよびそれぞれ図外の雌型ダイスの
切断エツジに直交し、頂角40゜で限られた位置ぎ
めフランジ２８が示される。それぞれの雌型ダイ
スの切断エツジは第１図と同様であるが、若干長
いのでプレスの一行程で隣合つた２つの接合がつ
くられる。

第１０図と第１１図とでは交換できる支持部材
の中に設けられた雌型ダイスを示す。

雌型ダイスは図外のプレスのテーブル面に平行
な底面１２０を有するソケツト１１８と、底面１
２０に直角な保持表面１２２を含む。ねじ穴１２
４は保持表面１２２からソケツトに平行に設けら
れている。

支持部材１２６と１２８および金敷部材１３０
は分割されるように製作されたものである。金敷
部材１３０は鍛鋼品であり、一方支持部材はばね
鋼材から切削加工して作られ、金敷部材に対する
両側には２つの切断エツジ１３２が設けられる。
切断エツジに相当する部分で支持部材は硬化また
は表面硬化処理が施され研磨される。金敷部材と
支持部材とには、組立てるときにねじ穴１２４が
一致するように全体を通る貫通穴が設けられる。
これは接合作用時に支持部材と金敷部材に働く力
が、底面１２０を介してソケツトに伝えられるか
らである。

支持部材１２６の保持表面１２２の反対面に
は、貫通穴を正しく位置させるためのクランプ板
１３４がある。ねじ１３６によつて完全に組立て
られ保持される。第１０図はねじを完全に締める
前の状態を図示したもので、クランプ板１３４が
外側にふくらんでいて弾性体のクランプ板として
作用することがわかる。この下縁は底面１２０に
接している。

本実施例では、支持部材の切断エツジが摩耗し
たときは、支持部材を裏返しして、二番目の切断
エツジが摩耗してから支持部材を交換すればよい
という利点がある。さらに金敷部材も交換できる
ので、金敷部材が摩耗しないでも接合すべき金属
薄板の厚さが変わるという切断エツジ１３２と金
敷の加工面１３８との間の間隙距離が変わつてく
るのでそれに応じた他の金敷部材と容易に交換で
きる。

クランプ板の上縁１４０は保持表面１２２の上
縁１４２と同一の高さにあるので、支持部材は両
方とも同じ締めつけ状態となる。

第１１図より明らかなように、支持部材は長手
方向に切削された輪廓を有しているので、軸方向
の力による曲げ応力は支持部材の全長にわたつて
均一に分布される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、雌型ダイス側の薄板のみに切
込みを設け、雄型ダイスにより変形された突き出
た部分は横方向に押し出されて、切込みの縁を越
える。この方法を装置によつて加工された接合
は、予記以上に上述の公知の接合に対して少なく
とも50％以上となり、とくに剪断強さとしては75
％を越える強度をもつことが示される。この発明
の他の長所は、切込みのない金属薄板は延展強度
が低下しないことである。しばしば金属薄板は防
蝕のため被覆処理が行われるが、この被覆（例え
ば鋼板上の亜鉛メツキ）は塑性変形するので、切
込みのない薄板の被覆は剥離しない。

以上説明したように、本発明によれば接合強度
の高い金属薄板の接合ができるとともに、露出側
に防腐表面処理を行つた金属薄板を使用すること
により耐蝕性の強い金属薄板の接合ができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の部分側面図。第
２図は第１図のものを接合したのちの部分側面
図。第３図は上記実施例による接合の部分断面の
斜視図。第４図は第３図に示す矢印−視の部
分断面の斜視図。第５図は第３図および第４図の
接合の平面図。第６図は本発明の第二実施例にお
ける雌型ダイスの平面図。第７図は本発明の第三
実施例における雌型ダイスの平面図。第８図は本
発明の第四実施例における雌型ダイスの平面図。
第９図は本発明のさらに他の実施例における雄型
ダイスの側面図。第１０図は他の設計による雌型
ダイスを設けた装置部分の側断面図。第１１図は
第１０図の矢印Ｘ−Ｘ視の正面図。 １０，１０′，１０″，１０ｃ，１３０…金敷部
材、１２，１２′，１２″，１２ｃ，１２６，１２
８…支持部材、１４，１３２…切断エツジ、１
６，１３８…加工面、１８，２０…金属薄板、２
２…雄型ダイス、２４，２４′，２４″，２４ａ，
２４ｂ，２４ｃ…加工表面、３０…薄板の部分、
３２…変形された部分、３４…切り込みの縁部、
３６…連結部、１１８…ソケツト、１２０…底
面、１２２保持表面、１２４…ねじ穴、１３４…
クランプ板、１３６…ねじ、１４０…クランプ板
の上縁、１４２…保持表面の上縁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二枚の金属薄板を互いに重ね合わせて第一の
   板の面から第二の板が突き出るようにその二枚の
   金属薄板を変形させる第一のステツプと、 上記第二の板の上記第一の板の面より突出した
   部分を圧縮して横方向に変形させる第二のステツ
   プと を含む金属薄板の接合方法において、 上記第一の板には接合面の近傍に複数個の切込
   みを設けておき、 上記第一のステツプでは上記第二の板を切れ目
   なく連続した状態で変形させ、 上記第三のステツプではこの変形した部分の少
   なくとも一部が上記第一の板に設けられた切込み
   から流れ出るように圧縮する ことを特徴とする金属薄板の接合方法。 ２ 第一の板には互いに平行な二つの直線状の切
   込みを設ける特許請求の範囲第１項に記載の接合
   方法。 ３ 重ね合わせた二枚の金属板を接合する装置に
   おいて、 雌型ダイスと雄型ダイスとを備え、 この雌型ダイスは、中央の金敷部材とこの金敷
   部材に近接した複数の支持部材とを備え、各支持
   部材は上記金敷部材の加工面より突き出ており、
   この突き出た支持部材の端部には切断エツジが設
   けられ、上記支持部材は撓むと上記金敷部材より
   離れるように取り付けられた構造であり、 上記雄型ダイスは、上記雌型ダイスとの間に配
   置された金属薄板を変形させるように上記金敷の
   加工面を加圧する構造に取付けられ、かつ上記金
   敷の加工面に対向して加工表面を有し、この加工
   表面は上記支持部材の切断エツジの取付間隔より
   狭く設定された構造である ことを特徴とする金属薄板の接合装置。 ４ 雄型ダイスはその加工表面が外側に傾斜した
   構造である金属薄板の接合装置。 ５ 雄型ダイスは、その断面形状が四角形で、外
   側形状は頂部に平坦な部分が設けられたピラミツ
   ド型である特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６ 雄型ダイスは、その断面形状が円形で、外側
   形状は頂部に平坦な部分が設けられた円錐形であ
   る特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ７ 雄型ダイスは頂角がほぼ40゜である特許請求
   の範囲第４項に記載の装置。 ８ 雄型ダイスの加工表面には輪郭が円形の縁部
   が設けられた特許請求の範囲第４項に記載の装
   置。 ９ 接合する金属薄板の厚さは２mm以下であり、
   雄型ダイスの縁部の曲率半径は約0.5mmである特
   許請求の範囲第８項に記載の装置。 １０ 支持部材の切断エツジは直線状であり、複
   数の切断エツジが対毎に互いに平行に設けられた
   特許請求の範囲第３項に記載の装置。 １１ 支持部材の個数は２である特許請求の範囲
   第１０項に記載の装置。 １２ 二つの支持部材は金敷部材と共通のソケツ
   トに取付けられた特許請求の範囲第１１項に記載
   の装置。 １３ 支持部材の切断エツジは共通の円周上に配
   置された特許請求の範囲第３項に記載の装置。 １４ 支持部材はその切断エツジが互いに間隔を
   おくように配置された特許請求の範囲第１３項に
   記載の装置。 １５ 支持部材の個数は４であり、それぞれの切
   断エツジが正方形の四つの辺となるように配置さ
   れた特許請求の範囲第１０項に記載の装置。 １６ 第一の金属薄板のみ切込みを有し、 第二の金属薄板の部分は上記切込みによつて接
   定された接合面を通じて上記第一の金属薄板を越
   えて押し出された形状であり、 この押し出された形状は上記第二の金属薄板の
   反対側の上記切込みの縁にリベツトのかしめを形
   成するように圧縮された 金属薄板の接合構造。 １７ 第二の金属薄板は接合部における展延強度
   が強い材料で形成された特許請求の範囲第１６項
   に記載の金属薄板の接合構造。