WO1995017983A1 - Structure for and method of joining metal plate materials - Google Patents

Description

明 細 書

金属製板材の接合構造及び接合方法 技術分野

この発明は金属製板材の接合構造及び接合方法に関するものであ'り、 例示的に 説明すれば、 調理機器の構成部材である開口部を有する前板と、 内箱となる筒状 の胴板との接合や、 自動車の板金構造部における接合等に利用することができる ものである。 背景技術

電子レンジやオーブン等の調理機器 （1) は、 図 2 (A)に示すように、 本体 (2)および扉 （3)からなる。 本体 （2) には、 熱を有効に利用し、 かつ、 電 波漏れを防止するため、 内箱 （4)が設けられている。

内箱 （4)は図 2 (B)に示すように、 前板（5)、 胴部 （6)および後板 （ 8)から構成されている。 胴部 （6) は筒状の構造を有し、 天板 （9)および断 面 U字状の胴板 （10)から構成されている。 前板 （5) には、 被調理物の出し 入れを可能にするため、 開口部 （7)が設けられている。

胴部 （6) と前板 （5) とは、 胴板 （10)の前端縁および天 （9) の前端縁 と開口部 （7) の周縁部 （7A) とにおいて巻きかしめ加工、 いわゆるカーリン グ加工によって一体構造に接合されている （実公昭 59— 41444号公報参照

) o

前板 （5)の開口部 （7) には、 カーリンング加工に備えて周縁全周に亘り折 曲げ部 （7B)が形成されている。 また、 胴部 （6)を構成する天扳 （9) の前 端縁および胴板 （10) の前端縁には、 前板 （5)側の折曲げ部 （7 B)に対応 する接合手段として折曲げ部 （9 B、 1 OB)がそれぞれ形成されている。

前板 （5) と胴部 （6)の前端縁とのカーリング加工による一体接合は、 図 3 (A)に示すように、 前板 （5)側の折曲げ部 （7B) と胴部 （6)側の折曲げ部 (9B、 10B) とを重ね合わせた後、 X方向からかしめ荷重 Pを作用させるこ とによって行われている。

図 3 (A)から理解されるように、 上記各折曲げ部 （7B、 9B、 10B)は 、 その先端部分を相手方の折曲げ部の内側に抱き込ませることによって、 前板 （ 5)の開口周縁部 （7A)が Y方向に、 また、 天板 （9)の前端縁 （9B) また は胴扳（10)の前端縁 （10B)が Υ'方向に引っ張られたときにも相互の接 合位置に狂いが生じない強固な接合構体を形成している。

ところで、 図 3 (Α)に示す接合構体において、 上記と反対方向の引っ張り荷 重が作用したとき、 すなわち、 前板 （5)の開口周縁部 （7Α)が Y'方向に、 また、 天板 （9) または胴板 （10)の前端縁 （9 Βまたは 10 Β)が Υ方向に 引っ張られると、 各折曲げ部 （7Β、 9Β、 10Β)の移動方向に係止手段が配 設されておらないため、 接合構体は接合強度を失ない、 前板 （5)、 天板 （9) 、 胴板 （10)相互の間に位置ずれが発生してしまう。

したがって、 図 3 (A)に示すカーリング加工による接合方式では、 いずれの 方向に対しても強固な接合強度を発揮し得る接合構造が得られなかった。

このような問題を解決するため、 たとえば実開昭 58— 41411号公報、 特 開昭 59— 119118号公報、 あるいは実公平 1一 38418号公報等には、 内箱 （4) と前板 （5) とを、 はぜ折りして構成される電子レンジ （1)の加熱 室において、 図 3 (B)に示すように、 内箱 （4) と前板 （5)のいずれか一方 、 たとえば前板 （5)側に所定の間隔で複数個の突起 （11)を形成するととも に、 他方、 たとえば天板 （9)および胴板 （10)に、 突起 （11) と同じ間隔 で複数個の穴 （12)を形成しておき、 カーリング加工に際して、 これらの突起 (11)を穴 （12)内に進入させることによって、 内箱 （4) と前板 （5) と の抜け止め防止を図っている。

図 3 (C)に示す従来例では、 図 3 (B)に示す複数個の小突起 （11)の代 替部材として前板 （5)の開口周縁部 （7A)に、 所定の間隔で切起し （11A ) を設けている。 力一リング加工時に、 これらの切起し （ 11 A)を穴 （ 12) 内に進入させることによって、 内箱 （4) と前板 （5)がー体構造に接合される 上記従来技術においては、 すべての突起 （11)や切起し （11A)を対応す る穴 （12)内に進入させる必要があり、 突起 （11)や切起し （11 A) と穴 (12) との位置関係が 1つでもずれると、 カーリング加工が不可能となる。 そ れゆえ、 すべての突起 （11) または切起し （11 A) と穴 （12) とを正確に 位置合わせする必要がある。

しかしながら、 この位置合わせ操作は非常に煩雑であり、 省力化が阻害される のみならず、 加工精度を維持する上にも大きな制約が認められた。

また、 上記従来技術では、 突起 （11) または切起し （11 A)を穴 （12) 内に容易に進入させるため、 突起 （11) または切起し （11 A)の大きさを穴 (12)の大きさよりも若干小さくする必要があった。 この結果、 カーリング加 ェを終了した後、 突起 （11) または切起し （11 A) と穴 （12) との間に隙 間が生じ、 巻締め荷重 Pが弱い場合には、 突起 （11) または切起し （11A) の位置がずれ、 内箱 （4) と前板 （5) との間に、 がたつきが生じるという問題 点 ¾めった 発明の開示

上記課題の解決手段としてこの発明は、 鋭角に折り返された端縁部を有する第

1の金属製板材と、 鋭角に折り返された端縁部を有する第 2の金属製板材を、 上 記端縁部どうしが互いに逆向きとなるようにして重ね合わせ、 重ね合わせた上記 端縁部を押し曲げることにより、 第 1の金属製板材と第 2の金属製板材を一体的 に接合するにあたり、 いずれか一方の金属製扳材の端縁部に突起を設けておき、 上記端縁部を押し曲げる際に、 上記突起が他方の金属製板材の端縁部に強制的に 押し込まれるようにしたものである。

いずれか一方の金属製板材の端縁部に突起を設けるとは、 接合すベき 2枚の金 属製板材のうちのいずれか一方にのみ突起を設けるほか、 双方の金属製扳材の端 縁部に、 互いに位置をずらせて、 突起を配設することも含まれるものとする。 上記端縁部の押し曲げの際には、 端縁部に突起を有しない方の金属製板材を、 上記突起に対応する位置に凹所を設けた治具により支持するのが好ましい。 また、 この発明は、 鋭角に折り返された端縁部同士を重ね合わせ、 この重ね合 わせた部分に荷重を負荷することによって 2板の金属製板材を一体構造に接合し たものにおいて、 一方の金属製板材の端縁部に設けられた突起が、 他方の金属製 扳材の端縁部に強制的に押し込まれていることを特徴とする金属製扳材の接合構' 造を提供するものである。

前記他方の金属製扳材の表面に絶縁性被膜が形成されている場合、 突起が強制 的に押し込まれる際に、 突起の先端部で前記他方の金属製板材の絶縁性被膜が破 壊されるようにすることができる。 つまり、 突起によって前記他方の金属製板材 の被膜が部分的に破壊された接合構造が得られる。

一方の金属製板材の端縁部に設けられた突起は、 他方の金属製板材の端縁部を 塑性変形させてその端縁部に強制的に押し込まれる。 この結果、 一方の金属製板 材の端縁部の突起と、 この突起に沿って塑性変形した他方の金属製板材の端縁部 の部分とが、 互いにしつくりと嵌合して強固な位置決め手段を構成する。

したがって、 このようにして接合された第 1および第 2の金属製扳材からなる 接合構造では、 位置ずれが確実に防止される。 しかも、 突起を設けない方の端縁 部は平坦で、 これに突起が強制的に押し込まれるものであるから、 接合にあたつ て煩雑な位置合わせを要せず、 作業が容易である。

端縁部に突起を有しない方の金属製扳材を、 突起に対応する位置に凹所を有す る治具で支持することにより、 突起を押し込まれる方の端縁部の塑性変形が無理 なく行なわれる。

また、 相手方の金属製扳材表面に絶縁性被膜がある場合でも、 突起が強制的に 押し込まれる際にこの絶縁性被膜が破壊され、 その結果、 金属製板材間で電気的 導通を確保した接合構造が得られる。 図面の簡単な説明

図 1 (A) は接合前の各金属製板材の形状を示す断面図；

図 1 ( B ) は接合後の各金属製扳材の断面図；

図 2 (A) は電子レンジまたはオーブンの全体構造を説明する斜視図； 図 2 ( B ) は前板と胴部との接合状態を説明する斜視図；

図 3 (A) 、 図 3 ( B ) および図 3 ( C ) は従来技術を示す断面図； 図 4 (A)は実施例を示す調理機器の内箱の斜視図；

図 4 (B)は部分断面図；

図 5 (a)および図 5 (b)は突起がパーリング穴の形態をとつた実施例を示 す断面図；

図 6 (a)は四角錐の突起を例示する平面図；

図 6 (b)は三角錐の突起を例示する平面図；

図 7 (a)はバーリング加工の前の金属製扳材の形状を示す断面図； 図 7 (b)はパーリング加工の後の金属製扳材の形状を示す断面図； 図 8は先端が破れた突起の形成方法を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 図 1を参照しながらこの発明の一具体例を説明する。

なお、 以下では、 図 2および図 3に関連して上で説明した調理機器の内箱の接 合に適用した場合を例にとって説明することとし、 既述の従来技術と同一の構成 部材は原則として同一の符号で表示し、 重複する事項に関しては説明を省略する o

図 1 (A)に接合前の金属製板材（5、 9、 10)の断面形状を示し、 図 1 ( B)に一体構造に接合された第 1の金属製扳材（5)および第 2の金属製扳材（ 9、 10)の断面形状を示す。 第 2の金属製板材としては、 接合部分に関する限 り金属製扳材（天板） （9)も金属製扳材 （胴扳） （10)も変わりがないので 、 以下では金属製板材（9)にのみ言及する。

図 1 (A)に示されるように、 第 1の金属製扳材 （5)は鋭角に折り返された 接合用の端縁部（21)を有し、 この端縁部（21)に長手方向 （図の紙面に垂 直な方向） に所定の間隔で突起（11)が配設されている。 突起 （11)は、 接 合工程に先立って、 第 1の金属製板材 （5)の端縁部（21)に予備成形してお くものである。 第 2の金属製扳材（9)は、 第 1の金属製扳材（5)の端縁部（ 21) とは逆向きに鋭角に折り返された接合用の端縁部（22)を有する。 この 端縁部（22)は平板状である。

接合に際しては、 突起 （11)を有する第 1の金属製板材（5)の端縁部 （2 1) と、 第 2の金属製板材 （9)の平坦な端縁部 （22) とを、 互いに逆向きに して重ね合わせた状態で、 第 1の金属製扳材 （5) と第 2の金属製板材 （9)を 下金型 （15)上に載置する （図 1 (B)参照） 。 この時、 第 1の金属製板材 （： 5)の突起 （11)の位置が、 下金型 （15)に設けられた孔 （16)の位置と 合致するように位置合わせしておく。

このようにして第 1の金属製扳材 （5) と第 2の金属製板材 （9)を下金型 （ 15)上に載置して位置決め固定した後、 図 1 (B)に示されるように、 上金型 (14)を下降させ、 第 1の金属製板材（5)の上方から、 重ね合わされた金属 製板材（5、 9)に荷重 Pを負荷する。 荷重 Pの負荷によって、 端縁部 （21、 22)が押し曲げられるとともに、 突起（11)が相手方の端縁部 （22)に強 制的に押し込まれ、 これに伴い端縁部 （22)が突起 （11)の形状に倣って塑 性変形する。 このとき、 下金型 （15)の孔 （16)がー種の逃がし穴として作 用し、 端縁部 （22)の塑性変形して下方に膨出した部分 （13)を受け入れる ο

接合された第 1の金属製扳材と （5) と第 2の金属製板材 （9)は図 1 (B) に示されるような形態を呈し、 一方の端縁部 （21)の突起 （11) と他方の端 縁部 （22)の塑性変形部分 （13.)が互いにしつくりと嵌合しているため、 第 1および第 2の金属製板材のずれが防止され、 実用上充分な接合強度を持った接 合構造が得られる。

図 4は、 この発明を調理機器の内箱の接合に適用した実施例を示しており、 図 4 (A)に示されるように、 断面 U字形の胴板（10) と、 胴板 （10)の前端 部に接合される前板（5) と、 胴板 （ 10)の後端部に接合される後板 （8) と 、 胴板 （10)の上面開口部に接合される天扳（9) とで調理機器の内箱 （4) が構成されている。 胴板 （10) と前板 （5) との接合および天板 （9) と前板 (5) との接合には図 1に示される既述の接合構造が採用され、 胴板 （10) と 後板 （8) との接合および胴板 （10) と天板 （9) との接合には、 図 4 (B) に例示されるような接合構造が採用されている。 この図 4に示される接合構造を 得るための方法および装置は、 金属製板材の接合の技術分野においてよく知られ ているものであるが、 例を挙げるならば、 特公昭 60— 18259号公報、 特公 昭 61— 13889号公報、 特開昭 62— 244533号公報等に記載されてい る。

この発明を調理機器の内箱の組立工程に利用した具体例に基づいて説明したが 、 この発明は上記の例示説明によって限定的に解釈されるべきものではなく、 上 記以外の技術分野にも利用することができる。 たとえば、 塗装面を有する溶接不 能な金属製板材の接合一体化手段としても利用することができる。

なお、 電子オーブンのような電子調理機に特有の問題として電波漏れがあり、 オーブン庫内から外へ電波が漏れてはならない。 このため、 内箱を構成する金属 製扳材の各接合点において電気的導通が必要である。 表面に絶縁性の被膜のない 金属製扳材どうしの接合の場合は特に問題ないが、 P CM材どうしの接合におい ては金属製扳材の金属母材間に塗膜が介在して電気的に絶縁されることになるた め、 特別の対策が必要となる。

かかる対策の一例として、 既述のとおり、 この発明の接合方法によれば相手方 の金属製扳材に突起 （11)が強制的に押し込まれるので、 相手方の金属製扳材 (9)の表面に絶縁性被膜がある場合でも、 突起の強制的な押込み動作によって 絶縁性被膜の破壊あるいは剝離が期待でき、 その結果、 得られる接合構造では金 属製扳材 （5、 9)間に電気的導通が確保される。

また、 相手方の金属製板材 （9)の端縁部 （22)に強制的に押し込まれる際 に金属製板材（9)の塗膜等を破りやすい形状とするなど、 突起 （11)の具体 的構成を工夫することによって、 一層積極的に導通を得ることができる。 たとえ ば、 突起 （11)を図 5に例示するようなパーリング穴の形態とすることにより 、 パーリング穴の先端のナイフヱッジにより相手方の金属製扳材 （9)の塗膜を 破壊して導通を得ることができる。

あるいは、 突起 （11)の形状を先端が鋭利な円錐形としたり、 図 6に例示す るような先端が鋭利な多角錐の形態とすることにより、 突起 （11)が相手方の 金属製板材 （9)に強制的に押し込まれる際に、 その鋭利な先端部分で塗膜等を 破壊して導通を得ることができる。

しかしながら、 実際上、 上述のように先端が鋭利な多角錐形状の突起 （11) を金属製扳材に成形加工することは困難な場合もある。 そのような場合には、 相 手方の金属製扳材の被膜を破壊するにはナイフエッジが露出したパーリング穴 （ 図 5 ) が最も効果的であると考えられる。 一般にバーリ ング穴はタップを立てる 目的で形成されるもので、 図 7に示すように、 金属製板材に穴をあけた後、 パー' リ ング加工用工具 （2 3、 2 4 ) を使用してバーリ ング加工を施す。 このとき、 通常のパーリング加工用工具 （2 3 ) に代えて図 8に示すような円錐形または多 角錐形状の工具 （2 5 ) を用いることにより、 先端が破れてエッジが露出した突 起 （ 1 1 ) を形成させることができる。 - 以上説明したように、 この発明によれば、 一方の金属製扳材の端縁部に設けら れた突起が、 他方の金属製扳材の端縁部を塑性変形させてその端縁部に強制的に 押し込まれるため、 突起と、 この突起に倣って塑性変形した他方の金属製扳材の 端縁部の部分とが、 互いにしつくりと嵌合して強固な位置決め手段を構成する。 したがって、 このようにして第 1および第 2の金属製扳材を接合してなる接合 構造では、 位置ずれが確実に防止される。

しかも、 突起を相手方の端縁部に強制的に押し込むようにしたことにより、 突 起を進入させるための穴 （図 3 ( B ) ( C ) 参照） を形成しておく必要がないば かりでなく、 従来技術で問題とされていた突起や切起しと穴との位置合わせとい う煩雑な操作が全く不必要となって作業が容易となる。 この結果、 製品の寸法精 度が向上するとともに、 調理機器の内箱等の組立工数の節減に対しても顕著な効 果が発揮される。

また、 金属製扳材の表面に絶縁性被膜がある場合でも、 突起が強制的に押し込 まれる結果として、 絶縁性被膜が突起の強制的な押込み動作によつて破壊される ため、 接合される金属製扳材間に電気的導通を確保した接合構造が得られる。 し たがって、 電子オーブン等のように電波漏れを防止するために接合される金属製 板材どうしの間で電気的導通を確保する必要がある場合に有利な接合構造である

Claims

請求の範囲

1. 鋭角に折り返された端縁部を有する第 1の金属製板材と、 鋭角に折り返さ れた端縁部を有する第 2の金属製板材を、 上記端縁部どうしが互いに逆向きとな るようにして重ね合わせ、 重ね合わせた上記端縁部を押し曲げることにより第 1 の金属製板材と第 2の金属製扳材を一体的に接合するにあたり、 いずれか一方の 金属製扳材の端緣部に突起を設けておき、 上記端縁部を押し曲げる際に、 上記突 起が他方の金属製扳材の端縁部に強制的に押し込まれるようにしたことを特徴と する金属製板材の接合方法。

2. 上記端縁部の押し曲げの際に、 端縁部に突起を有しない方の金属製板材を 、 上記突起に対応する位置に凹所を設けた治具により支持することを特徴とする 請求項 1の金属製板材の接合方法。

3. 少なくとも前記他方の金属製板材の表面に絶縁性被膜が形成されており、 かつ、 前記突起の先端部で前記他方の金属製扳材の絶縁性被膜を破壊するように した請求項 1または 2の金属製扳材の接合方法。

4. 鋭角に折り返された端縁部同士を重ね合わせ、 この重ね合わせた部分に荷 重を負荷することによって 2板の金属製扳材を一体構造に接合したものにおいて 、 一方の金属製板材の端縁部に設けられた突起が、 他方の金属製板材の端縁部に 強制的に押し込まれていることを特徴とする金属製扳材の接合構造。

5. 少なくとも前記他方の金属製板材の表面に絶縁性被膜が形成されており、 かつ、 前記突起により前記他方の金属製扳材の被膜が部分的に破壊されているこ とを特徴とする請求項 4の金属製板材の接合構造。