JPS6087935A - 金属薄板の結合構造 - Google Patents

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 この発ＩＪ］は、市ね合さ几た２枚の金ｋＡ　！Ｓ板（
シートメタル）を永久的に回着−ｒ乙、漏れ防止性（１
ｅａｋｐｒｏｏｆ　）のＱ　属ＩＶｔ、　阪の結合：’
ｉｆｆ　造に、関するものでζらる。

より詳しくいうとこの発り」ば、 Ａ、前記金団＃板のうちの、４νｌの金桟薄板上に設け
らｔ′Ｌ之キャップ伏の第五の突起であって、１１に第
１の；Ｉｋ属薄板と一体であって連続していて孔が；’
ｚ　＜　＋Ｌ　ＩＦＪｉさｊｔでいノよい金（−月−１
μ分によって形成さＪｌ−Ｃいるｌｉｌの突起と、Ｂ、
前記金由）’：＋１＋ｊｊ、：ｌのうちの第２の金）１
薄板上に設けられたキャップ状の第２の突起であって、
該第２の魚属薄＆と一１本であつ゛Ｃ連続していて化が
なく破断−さ扛ていない金属部分によって形成さｎ−’
ｃいる第２の突起と、を備えてお抄、 ａ、前記第２の突起が前記第１の突起内に嵌合せしめら
れており、 ｂ、前記した第１の突起と第２の突起がその自由端部で
、前記した第１の金属薄板と第２の金属薄板との間の永
久的な機械的相互係合を形成するように拡大されている
、金属薄板の結合構造に関する。

従来技術とその問題点 かかる金属薄板の結合構造は例えば米国特許第８．３８
８，４６８号明細書（％公昭４１−５５８’９号公報に
対応）に開示されているように既に公知であるが、従来
のものは両金属薄板を引離す方向に大きなカが加わるよ
うな用途には不向きであった。

すなわち従来の結合構造は上記した米国特許明イ、１１
）書に開示さ几ているように、結合すべき２枚の金属薄
板の各々に各別の工程でキャップ状の突起を形成した上
で、両突起を互に嵌合させた状態で金属薄板同士を重ね
合せ、その後にプランジャ状の金敷企画突起に嵌合し金
敷反対側からポンチを作用させて両突起の自由端部同士
を機械的に相互係合させることにより製造されるが、突
起嵌合状態で外側となる第１の金属薄板上の第１の突起
は七り成形後に一旦、その高さを減じるように部分的に
押しつぶされる。そのような第１の突起に内側となる第
２の金属薄板上の第２の突起を嵌合して両突起の自由端
ｊｉｌ（同士を相互係合させる工程が施されるわけであ
るが、この工程で用いられる前記１ランジヤ状金敷とし
ては両突起方向にスプリングで移動附勢したスプリング
負荷Ｗｆｆｌのものが使用され、両突起を押しつぶすこ
とにエリ、つまり突起側周壁を屈曲させ両突起の高さを
減らすことで該両突起の自由端部を外周方向に拡大させ
ることにより、突起自由端部に相互係合する拡大部が形
成される。

このように予め形成した突起全弁しつぶし側周壁を屈曲
して自由端部の外周方向への拡大を得て形成される機械
的相互係合は、内側に位１度する第２の突起の自由端部
が外側に位１晟する第１の突起の側周壁内面位置より僅
かに外周方向に張出した状態での係合とｌりて系合度が
比較的小さい。したがって従来の結合構造を両金属薄板
を引離す方向に大きな力が加わるような用途に用いると
きは、突起自由端部の僅かな変形で既に結合が外九るこ
ととなる。

発明課題 そこでこの発明は、最初に述べたような金属薄板の結合
構造であって、両金属薄板上のキャンプ状突起同士がそ
の自由端部で強固に相互係合しており、両金屈薄板を引
離す方向に大きな力が加わる用途にも不具合なく使用で
きる新規な結合構造を、提供しようとするもので８る。

この発明課題を解決するために、この発明は次のような
技術的手段を講じた。

すなわちこの発明の金属薄板の結合構造１は、最初に述
べたような結合構造であって、 Ｃ２前記した第１の突起及び第２の突起カニそ几ぞｎ、
前記した第１の金属薄板及び第２の金属薄板からほぼ垂
直に突出している側周壁と、前記した第１の金属薄板及
び第２の金属薄板にほぼ平行しており外周方向に張出す
ように押出し成形されている実質的に平坦な端壁とを、
有しており、前記した第１の突起及び第２の突起の拡大
さｎた部分が、上記しｆｃ、１ｌＩｌｌＷｄ壁と端壁と
の交差部に配置されており、 ｄ、１ｆｉＪ記した８２の突起のｉ、ｌｉシ壁が１１記
した第１の突起の側周壁を越えた位置まで外周方向に押
出さ几ている、 ことを特徴としてなる。

かかる結合構造は、第１図に同ボする通りであり、同図
においてｂが第１の金属薄板、ａが第２の金属薄板であ
るｏ　１ＪｒＪ１の金ｋＡ　Ａ’Ｊ：板すはギャップ　
２状の第１の突起１００ｂを有し、第２の金属薄板ａは
キャップ状の第２の突起１　（１０ａを有していて、第
２の突起１００ａがＪ　ｌの突起１００ｂ内に嵌合され
ている。各突起１００ｂ、１ＵＯａはそれぞｎ、そｎが
形成されている金属薄板ｂｏａと一体であって連続して
おり、孔がなく破断されていｌい０両突起１００ｂ、１
００ａけその自由端部で、白金属薄板１）＋ａ間の永久
的な機械的相互係合を形成するように部分６２で拡大せ
しめられている。

各突起１００ｂｔ１００ａは金属薄板ｂａａからｔ立ぼ
垂直に突出している側周板１０１ｂ、１０１ａと、金属
薄板ｂ＋　ａにほぼ平行し外周方向に張出すように押出
し成形されている実質的に平坦な端壁１０２ｂ、１０２
ａとｉ有しており、上記の拡大さ、ｆ′！、た部分６２
（は、側周壁１０１ｂ、１０１ａと端壁１０２ｂ、１０
２ａとの交差部に配置されている。端壁１０２ｂ、１０
２ａは押出し成形された結果、もとの金属薄板ｂａａ材
よりも厚さを減らされている。

第２の突起１００ａの端壁１０２ａは特に、第１の突起
１００ｂの、−側周壁１０１ ｂを距離αだけ越えた位置１で外周方向に押出されてい
る。

この発明に係る金属薄板の結合構造は以上に説明したよ
うに構成されているから、白金属薄板す。

ａが互に引離される方向において極く強固に係合してい
る。第２の突起１００ａの端壁１０２ａが第１の突起１
００ｂの側周壁］　（１ｌ　ｂ位置よりも外方にまで張
出していることから、・８１の金属薄板すの位置が固定
さ几ている状！ルで第２の金属薄板ａに対し第１図に図
示の矢印Ｆのように引離し方向の力が加わったとすｔ’
ｔば　、；！５２の突起１０Ｑａはそｎが・４１の突起
１００ｂから抜出すように変形するよりむしろ、第１の
突起１００ｂに対し、該第１の突起１０　（ｌ　ｂがよ
り強固な係合が行なわｎる如く変形せしめら２１．る方
向で力を作用させる。

第２の金属薄板ａのイ〜Ｚ　Ｒが固定さｎた状態で第１
の金属薄板すに対し引離し方向の力が加わったとさも、
同様である。

このようにこの発りＪの金ｋＡ薄板の結合１ｊ／Ｊ造は
、結合すべき２枚の金属薄板す、ａ上に設けられ互に嵌
め合さｎだキャップ伏突起１０（ｌｂ、１００ａの端壁
１０２ｂ、ｌ０２ａ全押出し成形することで外周方向に
犬さく張出させるといった手段により、両金緘薄板ｂｙ
　ａ間の機械的相互係合度を大きく高めであるから、白
金属薄板を引離す方向に大きな力が加わる用途にも不具
合なく使用できる。

この発明に従った結合構造を施されるべき最も普通の材
料は、アルミニウム、亜鉛引き鉄、真チユウ、鋼等の薄
板材であって塗装或は非塗装の薄板材のような材料でる
ると、信じられる。この発明は特に、溶接不能でるる異
佃の材質間を結合するのに適している。

実施例 第１図には前述した通り、この発明に従った金税薄板の
結合構造の一例がボさｎている。

第１図に図示の結合構造ではキャップ状の前記第１及び
第２の突起１００ｂ、１００ａが円形の横断曲形状を有
するものに、形成さｎている。

る 第１図に図示した金属薄板の結合構造を得汽ための装置
例と方法を、第２−８図ｒ（つぃて説明する。

上記装置は、ダイス装置ＩＱ及びポンチ装置１２全備え
ている。

ポンチ装置１２は、通例の構造のもので、円形のポンチ
１６を装架するポンチボディー４であってストリッパ保
持具２ｏを螺合支持するための螺付は部分１８を有する
ポンチボディー４を、備えている。保持具２０内にはス
トリッパ２２を、コイ）Ｉ＃！ネ２４にエリ第２図に図
示のストリッピング位１４へと附勢しＣ１設けて必る。

ポンチ１６ｔｊ：、第８図に示すように！：ン縁に若干
の丸みをイ１゛する、平坦な先端を有するものであるの
が、望ましい。

ダイス装ｊＶｌ、　１０は、円桂状のダイスボディ２６
を備えており、該ダイスボデ４２６は、標準的なプレス
に用いられる通例のＣ型枠クランプ装置の下部脚或は例
えば米国特許磁８，７３０．＋＋　４４にｉノＦＪボさ
れているタイプのダンスのよ＆）ｌ小型プレスのＦ部ダ
イス支持部の何れでｉわつＣもよい支持４ｐや遺体２８
内に、通例のように支１．＋ｆされている。ダイスボデ
ィ２６にｑま１．ｄ　ｊｉｒＨｋでみ′Ｃ上端において
、一体的な突起３０を設けてあり、該突起３ｏの対向面
から、それぞれ参照符−Ｓ」８２で２１；す４　Ｉｆ／
］の４１部が延出させである０ダイスボデイ２６は七の
中心で穴ぐりされてびり、上端には、アノビルないし下
部ダイス部材として働く硬化ビン８（ｉを（ＩｆＥ低め
等により）配設しである穴ｊ、ｉ５分３４が、設けられ
ている。

ダイスボデ４２６の＝６６個−ににおいてダイス部分８
８が、透孔４２に挿通した支点ビン４０によつ“Ｃ回動
９１１１月で支持されている。谷ダイスｆＧ［１分３８
は、側面視でほぼ丁字形を有し、ダイスボディ２６上の
２個の肩部３２と保合可能な２１１ａの肩部４４を設け
られており、これからしてダイス部分３８に作用する鉛
直方向の力は、ダイスボディ２６へと直接的に伝えられ
てビ／４０によって吸収はされない。谷ダイス部５）３
８は、制御長された回動運動を容易化するように部外４
５で切欠いて軽ろくされている。ダイス部分８８は、第
２図に図示の位置と第３図に図示の位１直との間で回動
可能に支持されて２０、該ダイス部外８８に対し下方向
きに延出する一体的な脚部４８間で作用するコイルばね
４６によって、常時は第２図に図示の閉鎖位１ａに保た
れている。コイルばね４６は、突起３０を貫通する適当
する透孔５０を、貫通させてるる。

ダイス部外３８が第２図に図示の閉鎖位置にあるときは
、両ダイス部分３８の上面５２が同−水平面内にあると
共に、両ダイス部分８８の保合面が参照符号５４で示す
ように同一鉛直平面内にある。本例では各ダイス部分３
８に、面５４上の中心に中心をおく円を完ｔＪｙ、する
各半円形の凹溝５６でらってダイス部分３８が閉鎖位置
に、６るときにポンチＩ６の形状に相当する形状の開口
を形成する凹溝５６ｔ−１設けである。被結合材に作用
するポンチ１６によシダイス部分３８に対して下方向き
に加えられる力は、両ダ４　ｘバ１ふ外３８を互いに離
間させるように回、動させることをしない。何故なら、
支点ビン４（）により力えられた回動軸線が、凹溝５６
により形成された上記開口の周縁よりも外方に配置され
ているからである。したがって。

ポンチ１６によりダイス部分８８に作用せしめられる、
どのような下方向きのカも、ダイスを開放するよりむし
ろ閉鎖するよう（（作用する。本実施例においては、凹
ｆｌＪ　５６により形成される上記１〕ｌｉ口の周縁を
、被結合材の折＋ｔ、Ｉ’ｌ或＃：ｔ　ｉｆｆん断の可
能性を減少させる目的で、参照符号５８（第２，８図）
で示すように面取り１−べきである。

稼働時において、図４く装置Ｆｉ最初、第２図に図示の
位１１ａにある０２枚≠社嘘≠慢絣の金属薄板を結合す
るために、それらの金属薄板が先ず、互に面を接して重
ね合され、次いで第２図に図示の状態にある装置中（（
、金属薄板集合体の下面をダイス部分３８の面５２上に
のせて、挿入される。次いでプレス（或は何らかの装置
を用いて）作動が行ｌわれてポンチ１６が、図面上で与
て下方向きに金属薄板ａ＋　ｂ及びダイス陸ｆ道１０方
向へと動かされる。ポンチＩＦＳと金属薄板との保合が
起ると、金属薄板が下方向きに参照符号６０でボす、ア
ノビル３６の上面方向へと引張られ、両渣属薄板に突起
が形成される。凹溝５６にて形成された開口の周縁に而
取りないし丸み５８が設けられていると共に上記開口と
ポンチ１６間に空隙（クリアランス）が設けられている
ことから、金属薄板の折断或はせん断は起きない。ポン
チ１６がアンビル３６に対し、金属薄板ａｔ　ｂの最初
の厚さの合計よりも小さい距離にまで近接すると、金属
の横向きの押出しないし圧出が生じ、金属薄板ａ。

ｂ上の嵌合関係にある両突起に、第８図に参照符号６２
で示すような横向き拡大部が形成されるに至り、金ｉＡ
薄板ａ、ｂ間の機械的な相互係合が形成さノしる。上記
した薄板拐の横向き弁用しによりダイス部分３８が４ｉ
１１１外方向きに附勢され、該ダイス部分８８が第８，
８図にＩＩＪ瞭に示すように外方向きに回動する。今や
強固で永久的且つ漏れ防止形の結合１荷造が形成され、
ポンチ１６が次いで第２図に図かの位１首へと引込めら
れ、被結合材が取除かれる。本装置＆に紗いてはポンチ
１６のみが作動せしめられアンビル８６は静止した状態
に留められることに、留意されるべきである０被結合材
を取去ると、コイルはね４６によってダイス部分８８が
、第２図に図かの開鎖位置へと戻される。

上述した装置では金属薄板の・ｒん断或は折断が、丸み
５８を設けたこと及びポンチ１６と凹溝５６にて形成さ
れる開口との間に適ＩＷの空隙を設けたことによつ−Ｃ
％避けられる。−Ｉ：記の空隙は、円周方向の全体にわ
たり一様Ｚ　ＩＩＪ　”ｚイエすることが、望ましい。

出願人は谷部の寸法間の関係を最適化するだめの試験を
行なってはいないが、丁に掲げるものりよ、極めて満足
すべき結果（ｔ−Ｊｊえることを見出した、寸法決定用
の式である。

ｐ　＝２　（Ｍ１＋Ｍ−（＋／　−２０９６）Ｄ二Ｆ　
＋０．８　（Ｍ１十Ｍｚ） Ｔ　＝　０．２・（１，２（Ｍ＋＋　Ｍｔ））ここに、 Ｐ−ポンチ直径 Ｄ＝ダイス直径 Ｍ、＝上側金属厚 Ｍ２−ｆ側金属厚 ’ｒ　＝結合中心での全金属厚 である。これらの関係は、満足すべき出発点であること
を、見出した。一旦ポンチ直径が選択され装置が組立て
られ試験されると、通例の小型プレス及びＣ形枠上に設
けられている標準的な［ンヤノトハイト（５ｈｕｔ　ｈ
ｅｉｇｈｔ）　Ｊ調整具を用いて下部アノビル高さ全調
整することにより（すなわち、プレスが下降スートロー
フ端にδるときのポンチ下面とアノビルとの同の距離を
調整することにより）、結合すべき材料について満足す
べき結果を得ることができる。

以上に説明した装置は円形のポンチを用いた例に係るが
、用途及びを水される強度に応じて他の形状のポンチも
用い？する。例えば、第９図には使用可能な４つの異な
ったポンチ形状が図示されている。第９図（ａ）におい
て、ダイス１警１≦分８８ａは、回動防止性或は強度性
の何れかよりして単一の円形結合より多い周１’ｌの結
合が要゛にされる用途のために、３個の円形透孔（円形
開口）６４を設けられている。８ｇ９図（ｂ）において
、ダイス部分３８ｂは、前述装置による結合強度に匹敵
する強度の結合を附与するがより優れた回祷防１ｈ性の
結合を生み出すひし形状の透孔ないし開口６６を、有し
ている。第９図（Ｃ）においＣ１グイス部分３８ｃｕ、
上記のひし形状開口６６によりＪｊ　、’Ｃられる結果
に類似の結果を与えるであろう三角形状の開口６８を、
有している。第９図（ｄ）にしいて、ダイス部分８８ｄ
は、高強度で高回動防止性の比゛咬的大きな結合を提供
する長円形の開１コア（ｌｒ、イエしている。

の内壁は、概して円筒状のものとなる。

第１θ図には汎用型のダイスボディ２６ａが図示されて
おり、該ダイスボディ２６ａは、第２−８図に図示の装
置におけるダイスボディ２６と実質的に等しいが、硬化
アンビルビン７８，８０及び８２を圧嵌めによりそれぞ
れ受入れるための複７攻（ｉ５の平行する、鉛直方向に
？ｄう穴７２．７４及び７６を、設けられている。単一
の円形結合のみで十分である用途においては、ビン７８
及び８２をダイスボディ２６ａから取除いてエネルギー
消費量を減少さ−き得る。これに反しより大きな強度或
は回動防止性が望まれると＠は、１本或は２本のアンビ
ルビンを附加して相当する穴に挿入し、結合能と高め得
る。ダイスボディ２６ａＫ取付けられるダイス部分は、
アンビルビン７８，８０及び８２と四方するように設計
された開口６４を有する、第９図（ａ）に図示のダイス
部分Ｂａａに類似の上面形状を有するものとなろう。

第１１図には、第１０図に図示の汎用型ダイスボディと
共に利用可能であるポンチの下方部分が図示されている
。他の点では通例のように溝底できるポンチボディ８４
には、第２−８図に図示の装置例におい−て、ポンチ′
１６がアンビル３６と協力作用したのと同様の態様で第
１０図のアノビルないしアンビルビン７Ｂ、８０及び８
２と協力作用し得るようにされた複数個の圧嵌めされた
硬化鋼製ポンチビン８６，８８及び９０を、設けである
〇ポンチボディ８４中にＶｉ、適当した透孔９２全、特
別な用途のためにポンチないしポンチビン８６゜８８．
９０を置換えるとかその個数全滅らすことが望まれる場
合に該ポンチないしポンチビンの取除きを可能とするよ
うに、設けることができる。

所望の場合にはポンチビン及びアンビルを、円形以外の
断面形状のものとできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従った金属薄板の結合構造の一実
施例を示す縦断面図である。 第２図は、第１図に図示の金属薄板の結合構造を得るた
めの装置例金、ポンチの後退位置において図示した部分
正面図である。 進位置において図示した・部分正面図でおる。 第４図は、第２図のＩＶ　−ＩＶ線にほぼ沿ってみた平
面図である。 第５図は、第４図のＶ−Ｖ線に＃１ぼ洛って切断してみ
た部分断面図である。 第６図は、第４図のＶＩ−ＶＩ線にほぼ浦って切断して
みた部分断面図である。 第７図は、第２−６図に図示の装置におけるダイスボデ
ィの斜視図である。 第８図は、上記装置の作用を結合構造の形成完了時点で
図示した拡大部分断面図である。 第９図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）及び（ｄ）はそれぞ
れ、複数種の異なった形状の結合を形成するためのダイ
スの要部を示す平面図である。 第１Ｏ図は、この発明を実施するのに利用できる、汎用
性を有するダイス装置を示す一部分解斜視図でおる。 第１１図は、第１Ｏ図に図示のダイス装置と共に用いる
のに適当した汎用型ポンチ装置の部分正面図である。 ｂ・・・第１の金属薄板、ａ・・・第２の金属薄板、１
００ｂ・−・第１の突起、ｌ　（１０８・・・第２の突
起、１０１ｂ、１０１ａ−−−側周壁％　１０２ｂ、１
０２ａ・・・端壁、６２・・・拡大部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重ね合さｎた２枚の金を４薄板を永久的に固着する、漏
   れ防止性の結合（１ｖ＃造であり、Ａ、前記金属薄板の
   うちの第１の金属薄板上に設けられたキャップ状の第１
   の突起であって、該第１の金属薄板と一体であって連続
   していて孔がなく破断されていない金属部分によって形
   成されている第１の突起と、Ｂ、前記金属薄板のうちの
   第２の金属薄板上に設けられたギャップ状の第２の突起
   であって、該第２の金属Ｍ板と一体であって連続してい
   て孔がなく破断されていない金属部分によって形成され
   ている第２の突起と、を備えており、 ａ、前記第２の突起が前記ｒ′「；　１の突起内に嵌合
   せしめられており、 ｂ、前記した第１の突起と第２の突起がその自由端部で
   、前記した第１の金属薄板と第２の金属薄板との間の永
   久的な機械的相互係合を形成するように拡大されている
   、結合構造であって、 Ｃ１前記した第１の突起及び第２の突起がそれぞれ、前
   記した第１の金属薄板及び第２の金属薄板からほぼ垂直
   に突出している側周壁と、前記した第１の金属薄板及び
   第２の金！Ａ薄板すごほぼ平行しており外周方向に張出
   すように押出しｊＪｚ形されている実質的に平坦な端壁
   とを、有しており、前記した第１の突起及び第２の突起
   の拡大さｎた部分が、上記したｆ、＋’１周壁と・端壁
   との交差部に配置されており、 ｄ、前記した第２の突起の端壁が［」汀記した第１の突
   起の側周壁を越えた位置まで外周方向に押出されている
   、 金属薄板の結合構造。