JPS617026A

JPS617026A - 金属薄板の接合方法とその装置ならびに金属薄板の接合構造

Info

Publication number: JPS617026A
Application number: JP5764585A
Authority: JP
Inventors: ゲルトユルゲン・エツコルド; ハンス・マース
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-22
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1986-01-13
Also published as: SU1286099A3; CA1250735A; DE8408792U1; JPH0346207B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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って作られた二枚
の金属薄板の接合に関する。

すなわち、雄型夕楡スと雌型ダイスとが一行程のプレス
操作によって、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、υベッ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〕

ヨーロッパ特許公開公報ＥＰ−Ｂ−７７９３２には、重
ね合わせ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
に向かって弾性的に撓むようになっている。

さらにこの装置は金属薄板を挾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って切り込ま
れ、雌型ダイスの金敷部材の加工面を圧する雄型ダイス
によって、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名には、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
は雄型ダイスによっ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っ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９１１Ｅ−八−３１ｏＥｉ　３ｔ
３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
装置によって接合される。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
うになっている。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、かえっ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、これによっても接合強度は限
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２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
び装置によっては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か求められない。

本発明の目的は、より強い強度か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、伯の条件（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
、−１−述の装置を用い゛て得られる；妾合の強度に比
較して高い強度であるこ１七を意味する。

〔問題点を解決するための＝Ｆ段〕

第一の発明は金属薄板の接合ソノ法であって、一枚の金
属薄板のうち第一の板に、この一枚の薄板の所定の接合
面の近傍に複数個の切込みを設けて接合する金属薄板の
接合方法において、上記二枚の金属薄板のうち第二の板
を上記接合面に適合する箇所で、薄板面にほぼ垂直に−
１−記第一の薄板の方向に変形し、」−記第二の板の部
分を上記第一の板の反対面より突き出ずように変形させ
るステップと、この突き出された部分が上記第二の板の
反対側にある切込みの縁よりクランプ部の外周方向に流
れ出るよ・うに圧縮するステップとを含むことを特徴と
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、重ね合わせた二枚の金属薄板を接合する
装置において、金敷部材とこの金敷部材に近接した複数
の支持部材とを中央部に備え、各支持部材は上記金敷部
材の加工面より突き出ており、この突出し部材の端部に
は切断エツジが設けられ、この支持部材は撓むと上記金
敷部材より離れるように取付けられている雌型ダイスと
、さらに、上記雌型ダ・イスとの間におかれノこ金属薄
板を変形させるように、上記金敷の加工面を加圧する構
造に取付けら乳、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雄型ダイスと
を備えたことを特徴とする。

この装置はその加工表面が外側に傾斜している雄型ダイ
スを有し、雄型ダイスは直角断面であり頂部が平坦なピ
ラミッド形状でＡ”）　４＋か、または雄型ダイスは円
形断面であり頂部が平坦な円錐形状であることが好まし
い。

さらに雄型ダイスは頂角がほぼ４０°の限定された傾斜
状表面を何するか、または、４その加工表面は円形輪廓
の縁部を有することが好ましい。

接合する金属薄板の厚さは２１以下であり、ｈｉ型ダイ
スの輪廓の縁部の曲率半径は約０．５１であることがよ
い。

この装置の支持部材は直線状の切断工、ンを有し２、こ
の支持部材の切断エツジの複数の対は４し・に平行であ
るか、または２つの支持部＋Ａからなり金敷部材と２つ
の支持部材が共通のソケットに締付けられ取付けられて
いることがよい。

支持部材は共通の円周上に配置された切断エツジを有す
ること、およびまたは並置された支持部材の隣接した切
断工、ジは互いに間隔をおいて配置されること、あるい
は４つの支持部材のそれぞれの切断エツジは共通の正方
形に沿って設けられることが好ましい。

第三の発明として、重ね合わせた二枚の金属薄板の接合
構造において、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って限られた接合面
を通じて上記第一の金属薄板を超えて押し出され、この押し出された部分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ッ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で延展強度の強い材質であるこ
とが好ましい。

〔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っ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
の部材がリヘノ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作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（１０）７７９．３２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図に示す装置によって施行さ
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ＩＶ−ＩＶ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図は異なっ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、そ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の長辺に沿って、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によって限られ
る平面は、金敷部材１０のやや凸状となっている加工面
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
ピラミッド形状のものである。このピラミッド状の形状
の側面の傾斜はダイスの軸と約２０°であり、したがっ
て頂角は４０°である。雄型ダイスの加工表面２４の幅
、Ｊ：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０．５ｍ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ッ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ッドの頂角は同しで
あることである。

第１図は接合に先立つ状態をポし、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１−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と切断工、
シとが一緒に作用するごとによって圧延される面に対し
て直交する切断エツジ１４に沿って取り込まれ、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
って変形される。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ずれば）１、切込みの
ない薄板２０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１
８の連結部３６によって連続したままになっている。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おいて、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っている。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１０″
（第７図）は円筒形状のものであって、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
に沿っ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°の頂点か平坦な円錐状またはピラミッド状
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１２ｃ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・ｆ
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。接合の外観はりヘッ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２４ａ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４
０６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った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１
２０を有するソケット１１８と、底面１２０に直角な保
持表面１２２を含む。ねじ穴１２４は保持表面１２２が
らソケットに水平に設けられている。

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ば鍛
鋼品であり、−力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１
３２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１２
０を介してソケッ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によっ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１２
０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切断エツジ１
３２と金敷の加工面１３８との間の間隙距離が変わって
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っ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
によっ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％を超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
亜鉛メッキ）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
を行っ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ｒＶ−ＩＶ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図は本発明の第二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・圧倒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。ｉｏ、１０’　、１０″、１０ｃ　、　１３０・・・金
敷部材、１２．１２’　、１２”　、１２ｃ　、１２６
．１２８・・・支持部材、１４．１３２・・・切断エツ
ジ、１６．１３８・・・加工面１．１８．２０・・・金
属薄板、２２・・・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
ケット、１２０・・・底面、１２２・・・保持表面、１
２４・・・ねじ穴、１３４　・・・クランプ板、１３６
・・・ねし、１４０・・・クランプ板の上縁、１４２・
・・保持表面のト縁。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）二枚の金属薄板のうちの第一の板に、この二枚の
薄板の所定の接合面の近傍に複数個の切込みを設けて接
合する金属薄板の接合方法において、上記二枚の金属薄
板のうち第二の板を上記接合面に適合する箇所で、薄板
面にほぼ垂直に上記第一の薄板の方向に変形し、上記第
二の板の部分を上記第一の板の反対面より突き出すよう
に変形させるステップと、この突き出された部分が上記第二の板の反対側にある切
込みの縁よりクランプ部の外周方向に流れ出るように圧
縮するステップとを含むことを特徴とする重ね合わされた二枚の金属薄板
の接合方法。
（２）第二の板には互いに平行な二つの直線状の切込み
を設けた特許請求の範囲第田項に記載の接合方法。
（３）金敷部材とこの金敷部材に近接した複数の支持部
材とを中央部に備え、各支持部材は上記金敷部材の加工
面より突き出ており、この突出し部材の端部には切断エ
ッジが設けられ、この支持部材は撓むと上記金敷部材よ
り離れるように取付けられている雌型ダイスと、さらに、上記雌型ダイスとの間におかれた金属薄板を変
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ッジの取付
間隔より狭く設定された構造である雄型ダイスとを備えた重ね合わせた二枚の金属薄板を接合する装置。
（４）その加工表面が外側に傾斜している雄型ダイスを
有する特許請求の範囲第（３）項に記載の装置。
（５）雄型ダイスは直角断面であり、頂部が平坦なピラ
ミッド形状である特許請求の範囲第（４）項に記載の装
置。
（６）雄型ダイスは円形断面であり、頂部が平坦な円錐
形状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°の限定された傾斜
状表面を有す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は円形輪廓の縁部を有する
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
型ダイスの輪廓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）支持部材は直線状の切断エッジを有し、この支
持部材の切断エッジの複数の対は互いに平行である特許
請求の範囲第（３）項に記載の装置。
（１１）２つの支持部材からなる特許請求の範囲第（１
０）項に記載の装置。
（１２）金敷部材と２つの支持部材が共通のソケットに
締付けられ取付けられた特許請求の範囲第（１１）項に
記載の装置。
（１３）支持部材は共通の円周上に配置された切断エッ
ジを有する特許請求の範囲第（３）項に記載の装置。
（１４）並置された支持部材の隣接した切断エッジは互
いに間隔をおいて配置された特許請求の範囲第（１３）
項に記載の装置。
（１５）４つの支持部材のそれぞれの切断エッジは共通
の正方形の各辺に沿って設けら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って限られた接合面を通じ
て上記第一の金属薄板を超えて押し出され、この押し出された部分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ッ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で延展強度の強いもの
である特許請求の範囲第（１６）項に記載の金属薄板の
接合構造。