JPH06210371A - 積層金属シートの接合方法及びその接合工具セット - Google Patents

積層金属シートの接合方法及びその接合工具セット

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JPH06210371A JP5293579A JP29357993A JPH06210371A JP H06210371 A JPH06210371 A JP H06210371A JP 5293579 A JP5293579 A JP 5293579A JP 29357993 A JP29357993 A JP 29357993A JP H06210371 A JPH06210371 A JP H06210371A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】複数枚の金属シートの接続部の外観を向上させ
る。 【構成】積層した金属シート１０，１２を接合する方法
及び工具セットが開示されている。まず第１の過程で、
好ましくはリング状の中空空間２８が、少なくとも一つ
の金属シート１０の変形によって形成される。続いて、
全ての金属シート１０，１２の材料が中空空間２８で囲
まれた区域内で押しつぶされて、この材料が側方に流れ
て中空空間２８の内部に流入して結合部が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層した金属シートを
部分的な塑性変形により接合して、互いに結合された接
続部を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の方法の典型的なものは、米国特
許第４，６０１，０９０号、特にその図８，９及び図１
１ないし１５に開示されている。ここでは、適宜なダイ
によって所定量の金属シート材料が、金属シート表面に
対してほぼ直角な方向に変位される。そして、これによ
って発生する突き出した部分は押しつぶされて、金属材
料の側方への冷間流れを引き起こし、これによって互い
に結合された接続部が形成される。こうして形成された
接続部は、形成後も金属シート表面よりも盛り上がった
まま突き出している。このような突出は、しばしば機能
上も美観上も欠点と考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このため、このような
接続部を平坦にする試みが、欧州特許出願第２８２９０
２号に開示されているように、なされている。この欧州
特許出願では、この種の接合技術に適したいくつかの工
具が開示されている。
【０００４】本発明は、上述した方法と基本的特徴を同
一にし、かつ金属シートの結合部分が、金属シートの外
面にはみ出ないように、接続部の外観を向上させること
が可能な方法を提供することを目的とする。
【０００５】本発明の他の目的は、本発明の方法の実施
に適した工具セットを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る方法は、積
層した複数の金属シートを部分的な塑性変形により接合
して、互いに結合された接続部を形成するようにした積
層金属シートの接合方法であって、金属シートの少なく
とも一枚の、少なくとも一方側に接続部となるべき部分
の境界となる中空空間を形成する過程と、次に金属シー
トを塑性変形させて、中空空間内に入り込ませることに
よって接続部を形成する過程とを具備するものである。
【０００７】また、本発明に係る工具セットは、積層し
た複数の金属シートを部分的な塑性変形により接合し
て、互いに結合された接続部を形成するための積層金属
シートの接合工具セットであって、第１のダイ及び第２
のダイを具備し、第１のダイが、金属シートの第１の外
面に隣接するように配置された第１の挟持部と、金属シ
ートの第１の外面側から金属シートに突入して、退避す
る時に、中空空間を形成するように配置された第１のパ
ンチ部とを具備しており、第２のダイが、金属シートの
第１の外面と反対側の第２の外面に隣接するように配置
された第２の挟持部と、金属シートの第２の外面側から
金属シートに突入して、金属シートの一部を中空空間内
に向けて変形させるように配置された第２のパンチ部と
を具備するものである。
【０００８】
【作用】本発明に係る方法によれば、まず、金属シート
の少なくとも一枚に、部分的な塑性変形によって中空空
間を形成する。この中空空間は、好ましくは円形の溝状
である。次に、互いに結合された接続部が、シートの中
空空間内部への塑性変形によって形成される。ここで、
中空空間が上記のような溝状である場合、中空空間によ
って円形に囲まれた部分が押しつぶされて、中空空間を
埋めるように冷間流れを起こす。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて詳細に説明する。図面は、実物を忠実に反映する
ように、本発明の技術によって接合された二枚の金属シ
ート１０，１２の接続部の断面を磨いて示している。全
ての図面は接続部の断面図であって、工具セットは、図
１及び図２にのみ概略的に示されている。
【００１０】図１は、本発明の第１の実施例の第１の過
程を示す。本発明の工具セットは、挟持部２０とこの内
部を上下動するパンチ部２２とを有する上方のダイ１６
と、挟持部２４とこの内部を上下動するパンチ部２６と
を有する下方のダイ１８とを具備する。まず、二枚の金
属シート１０，１２が、上方のダイ１６の上方の挟持部
２０と、下方のダイ１８の下方の挟持部２４との間に挟
持される。それから、管状の上方のパンチ部２２が、図
示しない手段によって金属シート１０に向けて押圧さ
れ、金属シート１０中に突入する。そして上方のパンチ
部２２が引き出される時、円形のリング状の凹部である
中空空間２８が金属シート１０に形成される。この変形
は、図示のように金属シート１０の中空空間２８の周囲
の部分の膨張の原因になる。この段階では、金属シート
１０，１２には、切断も結合も発生していない。
【００１１】金属シート１０，１２の間の結合は、図２
に示す第２の段階で行われる。ここでは、第１の段階で
下方の挟持部２４と面一だった下方のパンチ部２６が、
金属シート１２に向けて移動されて、これに突入する。
この円柱状の下方のパンチ部２６は、管状の上方のパン
チ部２２の内径よりも僅かに小さい直径を有する。この
第２の段階では、上方の挟持部２０と上方のパンチ部２
２の先端部は、対向する上方の金属シート１０に面一で
ある。下方の挟持部２４は、僅かに押し下げられて、金
属シート１２が膨張するための経路を設けている。金属
シート１０，１２の中空空間２８内部にある部分は押し
つぶされ、この金属部分が側方に流れて、これが金属シ
ート１０，１２を結合する接続部を形成する。そして両
方のダイ１６，１８が退避された後に、この接続部が金
属シート１０の上方すなわち外方の表面と面一になる。
【００１２】図３及び図４に示す第２の実施例では、ま
ず図１と同様に第１の段階で中空空間２８を形成する
（図３）。そして図４に示すように第２の段階で、下方
の挟持部２４を静止保持し、その間に、上方のパンチ部
２２と、上方の挟持部２０の上方のパンチ部２２で囲ま
れた部分が共に、僅かに押し上げられる。これによっ
て、接続部が一旦形成されると、凹部３２が、金属シー
ト１２の凹部３２の周囲の部分と面一になると共に、二
枚の金属シート１０，１２の接合に供される突出部が金
属シート１０側に形成される。
【００１３】図５ないし図７に示す第３の実施例は、三
つの過程を含んでいる。すなわち図５に示す第１の過程
では、碗状の凹部が形成されて、これが中空空間２８に
なるべき部分の外側の境界となる。図６に示す第２の過
程では、碗状の凹部の底部の中央部３４が、下方のパン
チ部２６（図示せず）によって、再度上方に移動され
る。この移動は、中央部３４の上にある金属シート１０
の部分が、上方の挟持部２０（図示せず）に当接するま
で行われ、これによって、中空空間２８の内側の境界が
形成される。そして、下方のパンチ部２６は、さらに入
り込み、これによって金属シート１０，１２が押しつぶ
されて、図７に示される結合部が形成される。このよう
にして、非常に平坦な突出部が接続部の両方の面に残る
だけになる。
【００１４】なお、上述の実施例において、二枚の金属
シート１０，１２が接合されているが、本発明の方法
は、二枚の金属シートの接合にのみ限定されるのではな
い。また、金属シート１０，１２は同一の厚さを有する
ように示されているが、これもまた限定されるものでは
ない。さらに、形成しようとする接続部は平面視して円
形であるので、可動な工具面もまた円形断面を有してい
るが、他の形状の接続部を製造することもできる。また
中空空間２８も例えば円形のような閉ル─プ状である必
要はなく、例えば二つの短い平行な溝状であるように、
複数別個に形成してもよい。また中空空間の形状とし
て、矩形にすることも可能である。
【００１５】上述の全ての実施例において、金属シート
１０，１２の接合に供される突出部は、金属シート１
０，１２の表面から極めて僅かな高さだけしか突出しな
い。また、全ての実施例において、接合動作そのものは
二枚の金属シート１０，１２の外面からはみ出さない空
間内で行われる。従って、金属シートの接続部の外観を
向上させることが可能である
【００１６】また、図１及び図２に示される工具セット
は、上方のダイ１６と下方のダイ１８とを具備するが、
これらの図では、単に明瞭化のため、二つのダイ１６，
１８のみが示されているのであって、同様の上下動する
工具セットを、他のどの位置に設けてもよい。さらに、
接続部は単一のワークステーションで形成されるが、こ
れも限定されるものではなく、二つの連続したワークス
テーションを設け、各ワークステーションで、本発明の
接合方法の各過程を実行することも可能である。以上の
ことは、上述の全ての実施例について適用可能なことで
ある。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、金属シートの接合に供される突出部が金属
シートの表面から極めて僅かな高さだけしか突出しな
い。また、接合動作そのものは金属シートの外面からは
み出さない空間内で行われる。従って、金属シートの接
続部の外観を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の第１実施例における第１の段階を
示す図である。
【図２】図１に示す第１実施例の第２の段階を示す図で
ある。
【図３】本発明方法の第２実施例における第１の段階を
示す図である。
【図４】図３に示す第２実施例の第２の段階を示す図で
ある。
【図５】本発明の第３実施例における第１の段階を示す
図である。
【図６】図５に示す第３実施例の第２の段階を示す図で
ある。
【図７】図５に示す第３実施例の第３の段階を示す図で
ある。
【符号の説明】
１０，１２ 金属シート １６ 上方のダイ １８ 下方のダイ ２０ 上方の挟持部 ２２ 上方のパンチ部 ２４ 下方の挟持部 ２６ 下方のパンチ部 ２８ 中空空間 ３２ 凹部 ３４ 中央部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 積層した複数枚の金属シートを部分的な
    塑性変形により接合して、互いに結合された接続部を形
    成するようにした積層金属シートの接合方法であって、 上記金属シートの少なくとも一枚の、少なくとも一方側
    に上記接続部となるべき部分の境界となる中空空間を形
    成する過程と、 次に上記金属シートを塑性変形させて、上記中空空間内
    に入り込ませることによって上記接続部を形成する過程
    とを具備することを特徴とする積層金属シートの接合方
    法。
  2. 【請求項２】 上記中空空間が溝状であることを特徴と
    する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 上記中空空間が閉ル─プ状であることを
    特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記中空空間を複数別個に設けることを
    特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 上記接続部を、上記金属シートの一方の
    外面と面一に形成することを特徴とする請求項１に記載
    の方法。
  6. 【請求項６】 上記接続部を、上記金属シートの上面及
    び下面とほぼ面一に形成することを特徴とする請求項１
    に記載の方法。
  7. 【請求項７】 上記中空空間を形成する過程と、上記接
    続部を形成する過程が、 所定の第１のシート量を、上記金属シートに向けてほぼ
    鉛直に移動させて、上記中空空間の外側の境界を形成す
    る過程と、 上記第１のシート量の内部に、所定の第２のシート量を
    移動させて、上記中空空間の内側の境界を形成する過程
    によって行われることを特徴とする請求項１に記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 積層した複数枚の金属シートを部分的な
    塑性変形により接合して、互いに結合された接続部を形
    成するための積層金属シートの接合工具セットであっ
    て、 第１のダイ及び第２のダイを具備し、 上記第１のダイが、上記金属シートの第１の外面に隣接
    するように配置された第１の挟持部と、 上記金属シートの第１の外面側から上記金属シートに穿
    孔して、退避する時に、中空空間を形成するように配置
    された第１のパンチ部とを具備しており、 上記第２のダイが、上記金属シートの上記第１の外面と
    反対側の第２の外面に隣接するように配置された第２の
    挟持部と、 上記金属シートの第２の外面側から上記金属シートに穿
    孔して、上記金属シートの一部を上記中空空間内に向け
    て変形させるように配置された第２のパンチ部とを具備
    することを特徴とする接合工具セット。
  9. 【請求項９】 上記第１のパンチ部がほぼ円形の中空空
    間を形成するように管状であって、上記第２のパンチ部
    が円柱状で上記第１のパンチ部の内径よりも小さい直径
    を有することを特徴とする請求項８に記載の接合工具セ
    ット。
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