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【発明の名称】 かしめパンチ及び同かしめパンチを具備するかしめ装置
【発明者】 【氏名】大島 貴博

【氏名】江崎 史朗

【要約】 【課題】繰り返し使用による疲労等が軽減され、長寿命化が図られるかしめパンチを提供する。

【構成】かしめパンチ1は、突出部を設けた板材と、同突出部と略同じ大きさで同突出部が挿入される貫通孔を設けた板材とを前記突出部を前記貫通孔に挿入して重ね合わせて、前記突出部を前記貫通孔の内径より大きくなるように塑性変形させることにより両板材を接合すべく、先端面10が前記突出部に当接しながら押圧力を加える。先端面10には、先端面10の中心から外周縁に亘って延びる稜線を有する複数の山部11が放射状に形成され、これら山部11の間には、先端面10の中心から外周縁に亘って延びる谷部12が放射状に形成されてなる。山部11の稜線は、かしめパンチ1の中心軸に直交し、且つ先端面10の中心を含む仮想面上に位置してなる。谷部12の底部は、外周縁に近づくほど前記仮想面からかしめパンチ1の本体側へ離間してなる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
突出部を設けた部材と、同突出部と略同じ大きさで同突出部が挿入される貫通孔を設けた部材とを前記突出部を前記貫通孔に挿入して重ね合わせて、前記突出部を前記貫通孔の内径より大きくなるように塑性変形させることにより両部材を接合すべく、先端面が前記突出部に当接しながら押圧力を加えるかしめパンチにおいて、
前記先端面には、前記かしめパンチの中心軸に直交し、且つ前記先端面の中心を含む仮想面上に位置し、又は外周縁に近づくほど前記仮想面から前記かしめパンチの本体側に離間し、前記先端面の中心から前記外周縁に亘って延びる稜線を有する複数の山部が放射状に形成され、
これら山部の間には、前記外周縁に近づくほど前記仮想面から前記かしめパンチの本体側へ離間し、前記先端面の中心から前記外周縁に亘って延びる谷部が放射状に形成されてなる
ことを特徴とするかしめパンチ。
【請求項2】
請求項1に記載のかしめパンチにおいて、
前記複数の山部及び谷部は、等間隔に形成されてなる
ことを特徴とするかしめパンチ。
【請求項3】
突出部を設けた部材と、同突出部と略同じ大きさで同突出部が挿入される貫通孔を設けた部材とを前記突出部を前記貫通孔に挿入して重ね合わせて、前記突出部を前記貫通孔の内径より大きくなるように塑性変形させることにより両部材を接合すべく、先端面が前記突出部に当接しながら押圧力を加えるかしめパンチにおいて、
前記先端面は、外周縁に近づくほど、前記先端面の中心軸に直交し、且つ前記先端面の中心を含む仮想面から前記かしめパンチの本体側へ離間するように形成されてなる
ことを特徴とするかしめパンチ。
【請求項4】
請求項3に記載のかしめパンチにおいて、
前記先端面を形成する先端部の前記かしめパンチの中心軸を通る断面は、前記先端面の中心と前記外周縁とを直線で繋いだ形状である
ことを特徴とするかしめパンチ。
【請求項5】
請求項3に記載のかしめパンチにおいて、
前記先端面を形成する先端部の前記かしめパンチの中心軸を通る断面は、前記先端面の中心と前記外周縁とを曲線で繋いだ前記中心を凸とする形状である
ことを特徴とするかしめパンチ。
【請求項6】
請求項3に記載のかしめパンチにおいて、
前記先端面を形成する先端部の前記かしめパンチの中心軸を通る断面は、前記先端面の中心と前記外周縁とを複数の直線で繋ぎ、同複数の直線は前記外周縁に近づくほど前記仮想面に対する角度が大きくなる
ことを特徴とするかしめパンチ。
【請求項7】
突出部を設けた部材と、同突出部と略同じ大きさで同突出部が挿入される貫通孔を設けた部材とを前記突出部を前記貫通孔に挿入して重ね合わせて、前記突出部を前記貫通孔の内径より大きくなるように塑性変形させることにより両部材を接合すべく、先端面が前記突出部に当接しながら押圧力を加えるかしめパンチにおいて、
前記先端面の外周縁近傍は、前記外周縁に近づくほど、前記先端面の中心軸に直交し、且つ前記先端面の中心を含む仮想面から前記かしめパンチの本体側へ離間するように形成され、
前記先端面の前記外周縁近傍より内側は、前記先端面の中心軸に直交し、且つ前記先端面の中心を含む仮想面上に位置するように形成されてなる
ことを特徴とするかしめパンチ。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれか一項に記載のかしめパンチと、
前記かしめパンチと共に前記突出部を挟み、前記突出部を支持する受けパンチとを備え、前記かしめパンチを前記突出部に押圧することによって、前記突出部を圧潰する
かしめ装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、複数の部材をかしめるかしめパンチの形状に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、板材と板材とを固定する方法としてかしめ鋲を用いたかしめが知られている。すなわち、両方の板材に設けた貫通孔を重ね合わせ、これらの貫通孔にかしめ鋲の脚部を挿入し、脚部の先端部をパンチによって圧潰することによって板材同士を固定していた(例えば、特許文献1参照)。ところが、かしめ鋲を用いるかしめ方法においては、重ね合わせた板材の貫通孔にかしめ鋲を挿入する作業が煩わしかった。
【0003】
そこで、図11(a)に示されるように、一方の板材3に貫通孔31を設け、他方の板材4に貫通孔31の内径と、略一致する大きさの外径を有する突出部41を設け、この突出部41をかしめ鋲の代わりとすることによってこれら板材3,4同士を固定するかしめ方法が行われている。すなわち、貫通孔31に突出部41を挿入し、これらの板材3,4を挟むように突出部41を設けた板材4側から受けパンチ2を突出部41の内側及びその周辺に当接させ、貫通孔31を設けた板材3側からかしめパンチ1を突出部41に当接させる。そして、かしめパンチ1によって突出部41を圧潰すると、図11(b)に示されるように、突出部41の一部が外側に押し出され、突出部41の外径は、図12(a)に示されるかしめ前の外径daから図12(b)に示される貫通孔31の内径Dよりも大きい外径dbへ拡径される。その結果、突出部41の全周に亘って外側にはみ出すように形成されたフランジ状の凸部42が板材3の貫通孔31の周縁部に係合されることによって突出部41が貫通孔31に固定される。これにより、突出部41が設けられた板材4を貫通孔31が設けられた板材3に固定することができる。
【特許文献1】特開平8−290229号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
かしめの強度は、突出部41が変形して貫通孔31の周縁に重なる部位の寸法に影響される。このため、突出部41の外径dbが貫通孔31の内径Dよりも十分に拡径されなければ、これら板材3,4同士の固定が不十分となるおそれがある。突出部41の変形量を確保するためには、かしめパンチ1が突出部41に与える荷重を充分に確保する必要がある。しかしながら、突出部41に与える荷重を増大させるほど、繰り返しの使用による疲労等に起因して、かしめパンチ1の寿命が短くなるため、この点で改善の余地を残すものとなっていた。
【0005】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、繰り返し使用による疲労等が軽減され、長寿命化が図られるかしめパンチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項1に記載の発明は、突出部を設けた部材と、同突出部と略同じ大きさで同突出部が挿入される貫通孔を設けた部材とを前記突出部を前記貫通孔に挿入して重ね合わせて、前記突出部を前記貫通孔の内径より大きくなるように塑性変形させることにより両部材を接合すべく、先端面が前記突出部に当接しながら押圧力を加えるかしめパンチにおいて、前記先端面には、前記かしめパンチの中心軸に直交し、且つ前記先端面の中心を含む仮想面上に位置し、又は外周縁に近づくほど前記仮想面から前記かしめパンチの本体側に離間し、前記先端面の中心から外周縁に亘って延びる稜線を有する複数の山部が放射状に形成され、これら山部の間には、前記外周縁に近づくほど前記仮想面から前記かしめパンチの本体側へ離間し、前記先端面の中心から前記外周縁に亘って延びる谷部が放射状に形成されてなることをその要旨としている。
【0007】
同構成によれば、かしめパンチが突出部を押圧する際、先端面に形成された山部によって先端面に形成された谷部に押し出され、さらに同谷部に沿って外側へ押し出されるので、突出部は外側に変形し易くなる。よって、変形効率がよくなった分だけ突出部に与える荷重を軽減させることができ、突出部を好適に圧潰することができる。その結果、繰り返し使用による疲労等が軽減され、長寿命化が図られる。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のかしめパンチにおいて、前記複数の山部及び谷部は、等間隔に形成されてなることをその要旨としている。
同構成によれば、突出部に対して均等に押圧することができるようになり、突出部を更に好適に圧潰することができる。
【0009】
請求項3に記載の発明は、突出部を設けた部材と、同突出部と略同じ大きさで同突出部が挿入される貫通孔を設けた部材とを前記突出部を前記貫通孔に挿入して重ね合わせて、前記突出部を前記貫通孔の内径より大きくなるように塑性変形させることにより両部材を接合すべく、先端面が前記突出部に当接しながら押圧力を加えるかしめパンチにおいて、前記先端面は、外周縁に近づくほど、前記先端面の中心軸に直交し、且つ前記先端面の中心を含む仮想面から前記かしめパンチの本体側へ離間するように形成されてなることをその要旨としている。
【0010】
同構成によれば、かしめパンチが突出部を押圧する際、先端面に沿って外側へ押し出されるので、突出部は外側に変形し易くなる。よって、変形効率がよくなった分だけ突出部に与える荷重を軽減させることができ、突出部を好適に圧潰することができる。その結果、繰り返し使用による疲労等が軽減され、長寿命化が図られる。
【0011】
例えば、請求項4に記載の発明によるように、前記先端面を形成する先端部の前記かしめパンチの中心軸を通る断面は、前記先端面の中心と前記外周縁とを直線で繋いだ形状を採用することができる。或いは、請求項5の記載の発明によるように、前記先端面を形成する先端部の前記かしめパンチの中心軸を通る断面は、前記先端面の中心と前記外周縁とを曲線で繋いだ前記中心を凸とする形状を採用することもできる。又は、請求項6に記載の発明によるように、前記先端面を形成する先端部の前記かしめパンチの中心軸を通る断面は、前記先端面の中心と前記外周縁とを複数の直線で繋ぎ、同複数の直線は前記外周縁に近づくほど前記仮想面に対する角度が大きくなる形状を採用することができる。
【0012】
請求項7に記載の発明は、突出部を設けた部材と、同突出部と略同じ大きさで同突出部が挿入される貫通孔を設けた部材とを前記突出部を前記貫通孔に挿入して重ね合わせて、前記突出部を前記貫通孔の内径より大きくなるように塑性変形させることにより両部材を接合すべく、先端面が前記突出部に当接しながら押圧力を加えるかしめパンチにおいて、前記先端面の外周縁近傍は、前記外周縁に近づくほど、前記先端面の中心軸に直交し、且つ前記先端面の中心を含む仮想面から前記かしめパンチの本体側へ離間するように形成され、前記先端面の前記外周縁近傍より内側は、前記先端面の中心軸に直交し、且つ前記先端面の中心を含む仮想面上に位置するように形成されてなることをその要旨としている。
【0013】
同構成によれば、かしめパンチが突出部を押圧する際、まず突出部の外周縁近傍より内側が外周縁近傍に押し出され、更に先端面のうち外周縁近傍に沿って外側へ押し出されるので、突出部は外側に変形し易くなる。よって、変形効率がよくなった分だけ突出部に与える荷重を軽減させることができ、突出部を好適に圧潰することができる。その結果、繰り返し使用による疲労等が軽減され、長寿命化が図られる。
【0014】
請求項8に記載の発明は、請求項1〜7のいずれか一項に記載のかしめパンチと、前記かしめパンチと共に前記突出部を挟み、前記突出部を支持する受けパンチとを備え、前記かしめパンチを前記突出部に押圧することによって、前記突出部を圧潰するかしめ装置であることをその要旨としている。
【0015】
同構成によれば、繰り返し使用による疲労等が軽減され、長寿命化が図られるため、かしめパンチの交換等に費やす時間を減少させ、稼働率の高いかしめ装置となる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、繰り返し使用による疲労等が軽減され、長寿命化が図られるかしめパンチを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明にかかるかしめパンチをかしめ装置に具体化した一実施形態について図1(a)〜(c)及び図2(a),(b)を参照して説明する。
図1(a)は、かしめ装置の概略図である。図1(b)は、かしめ装置の断面図である。図1(c)は、かしめによる板材の変形を示す図である。図2(a)は、かしめパンチの下面図である。図2(b)は、かしめパンチの断面図である。
【0018】
同図1(a),(b)に示されるかしめ装置は、金属製の二つの板材3,4をかしめるものである。第一の板材3には、貫通孔31が形成される。第二の板材4には、貫通孔31の内径と略一致する外径を有し、下部が開口した円筒状の突出部41が一体形成される。第一の板材3の貫通孔31に第二の板材4の突出部41を挿入してこれら板材3,4を重ねたとき、突出部41の先端部が、第一の板材3の表面から突出するように、第二の板材4の表面からの突出部41の高さが設定されている。かしめ装置には、円柱状のかしめパンチ1と円柱状の受けパンチ2とが同軸上になるように備えられる。受けパンチ2の先端の外径は、突出部41の内径と略一致しており、突出部41の内側に嵌脱できるようになっている。受けパンチ2は、図示しない支持台と共に、二つの板材3,4を支持する。
【0019】
また、かしめパンチ1は、図示しないアクチュエータの駆動により上下動可能に設けられている。かしめパンチ1の外径は、突出部41の外径より若干大きくなっている。かしめパンチ1の先端面10には、図2(a)に示されるように、中心から外周縁に稜線が延びる八つの山部11が放射状に等間隔で形成され、これら隣り合う山部11の間には中心から外周縁に延びる谷部12が形成されている。すなわち、隣り合う山部11の稜線と谷部12の底部とのなす角度θ1は、22.5°である。図2(b)に示されるように、山部11の稜線は、破線で示されるかしめパンチ1の中心軸に直交し、且つ先端面10の中心を含む仮想面上に位置している。また、谷部12の底部は、先端面10の外周縁に近づくほどかしめパンチ1の本体側に前記仮想面から離間するように傾斜する直線状に形成されている。そして、かしめパンチ1の軸断面において、同一断面上の谷部12の底部同士がなす角度θ2は、150°である。山部11の稜線と谷部12の底部との間は、平面状に形成されている。
【0020】
次に、第一の板材3と第二の板材4とのかしめ方法について説明する。
まず、第一の板材3の貫通孔31に第二の板材4の突出部41を挿入して重ね、板材3,4同士の位置を調節する。二つの板材3,4を重ねた状態で、受けパンチ2の先端に突出部41の内部が嵌合するように図示しない支持台に載せる。そして、図示しないアクチュエータによってかしめパンチ1を下方に変位させて、突出部41を下方へ押圧する。すると、図1(c)に示されるように、突出部41の先端部が、先端面10に形成された山部11によって谷部12に押し出され、さらに同谷部12に沿って貫通孔31の外側へ押し出される。その結果、図3に示されるように、突出部41には、かしめパンチ1の先端面10の山部11が押圧されたことによって八つの凹部43が形成される。また、図1(c)に併せて図示されるように、突出部41の先端部が、その全周に亘って外側にはみ出すように変形することにより、フランジ状の凸部42が第一の板材3の貫通孔31の周縁部に密接した状態で形成される。そして、このフランジ状に形成された凸部42が第一の板材3の貫通孔31の周縁部に係合することにより、突出部41が貫通孔31に固定され、突出部41が設けられた第二の板材4を貫通孔31が設けられた第一の板材3に固定することができる。
【0021】
以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
(1)かしめパンチ1が突出部41を押圧する際、先端面10に形成された山部11が突出部41の先端部に好適に当接することによって先端面10に形成された谷部12に押し出され、さらに谷部12に沿って外側へ押し出されるので、突出部41は外側に変形し易くなる。よって、変形効率がよくなった分だけ突出部41に与える荷重を軽減させることができ、しかも、突出部41を好適に圧潰することができる。その結果、繰り返し使用による疲労等が軽減され、かしめパンチ1の長寿命化が図られる。
【0022】
(2)山部11及び谷部12が等間隔で先端面10に形成されることにより、突出部41に対して均等に押圧することができるようになり、突出部41を更に好適に圧潰することができる。
【0023】
(3)繰り返し使用による疲労等が軽減され、かしめパンチ1の長寿命化が図られるため、かしめパンチ1を頻繁に交換する必要がない。このため、かしめパンチ1の交換等に費やす時間を減少させ、かしめ装置の稼働率が高められる。
【0024】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、かしめパンチ1の先端面10に、隣り合う山部11の稜線と谷部12の底部とのなす角度θ1が22.5°となるように各々八つ形成したが、八つに限らず各々三つ以上の山部11と谷部12とを等間隔に形成するようにしてもよい。
【0025】
・上記実施形態では、かしめパンチ1の軸断面において、同一断面上の谷部12の底部同士がなす角度θ2を150°となるように形成したが、120〜170°の間で形成するようにしてもよい。ここで、120°以下とすると突出部41に先端面10を当接したときの突出部41に対する先端面10接触面積が小さ過ぎるため、突出部41が外側に押し出されにくくなり、突出部41に与える荷重が増加することとなる。また、170°以上とすると突出部41に対する先端面10が略平行になってしまうため、突出部41が外側に押し出されにくくなり、突出部41に与える荷重が増加することとなる。
【0026】
・上記実施形態では、先端面10に形成された山部11を前記仮想面上に位置するように形成したが、山部11の稜線を同軸断面上の谷部12の底部同士がなす角度θ2よりも同軸断面上の山部11の稜線同士がなす角度のほうが大きく、180°までの範囲になるように形成してもよい。
【0027】
・上記実施形態では、山部11と谷部12とを各々等間隔で形成するようにしたが、かしめられた板材3,4同士が使用される際に、かしめられた部分に偏った力が係る場合には、偏った力に対して板材3,4同士の固定を維持できる方向に凸部42が大きく形成されるように山部11と谷部12との間隔が異なるように形成してもよい。
【0028】
・かしめパンチ1の先端面10が、その外周縁に近づくほど、先端面10の中心軸に直交し、且つ先端面10の中心を通る仮想面からかしめパンチ1の本体側へ離間するように形成してもよい。例えば、図4(c)及び図5(c)に示されるように、先端面10を形成する先端部のかしめパンチ1の中心軸を通るA−A断面が、先端面10の中心と外周縁とを直線で繋いだ形状となるように、先端面10を形成してもよい。すなわち、先端面10は、その外周縁へ向かうにつれて前記仮想面から一律に増加して離間する。具体的には、図4(a),(b)に示されるように、先端面10は円錐形状に形成してもよい。図5(a),(b)に示されるように、先端面10は複数(八つ)の平面によって形成された先端面10の中心を凸とする多角(八角)錘状に形成してもよい。また、図6(a),(b)に示されるように、先端面10は、その中心を凸とする曲面形状としてもよい。すなわち、図6(c)に示されるように、先端面10を形成する先端部のかしめパンチ1の中心軸を通る図6(b)のA−A断面が、先端面10の中心と外周縁とを曲線で繋いだ前記中心を凸とする形状となるように、先端面10を形成する。また、図7(a),(b)に示されるように、先端面10は、仮想面に対して複数段(二段)の勾配を有する円錐状に形成してもよい。すなわち、図7(c)に示されるように、先端面10を形成する先端部のかしめパンチ1の中心軸を通る図7(b)のA−A断面が、先端面10の中心と外周縁とを二つの直線で繋ぎ、同二つの直線は外周縁に近づくほど前記仮想面に対する傾斜角度が大きくなる形状とする。なお、二つの直線に限らず、三つ以上の直線で構成するようにしてもよい。
【0029】
・先端面10の外周縁近傍が、外周縁に近づくほど、かしめパンチ1の中心軸に直交し、且つ先端面10の中心を通る仮想面からかしめパンチ1の本体側へ離間するように形成され、先端面10の外周縁近傍より内側が、かしめパンチ1の中心軸に直交する仮想面上に位置するように形成してもよい。例えば、図8(a),(b)に示されるように、円柱状のかしめパンチ1の先端部、正確には先端面10の外周縁近傍には、前記仮想面からかしめパンチ1の本体側へ向かうにつれて、拡径するテーパ面を形成する。すなわち、図8(c)に示されるように、先端面10を形成する先端部のかしめパンチ1の中心軸を通る図8(b)のA−A断面の先端面10の外周縁近傍が、先端面10の中央部側と外周縁とを直線で繋いだ形状となる。また、図9(a)〜(c)に示されるように、先端面10の外周縁近傍が、先端面10の中央部側と外周縁とを曲線で繋いだ形状としてもよい。
【0030】
・山部11の頂部と谷部12の底部に丸みを持たせてもよい。
・上記実施形態では、貫通孔31が形成された第一の板材3及び貫通孔31の内径と略一致する外径を有する中空の円形の突出部41が形成された第二の板材4を重ねてかしめるようにした。しかしながら、二つの板材に限らず、複数の板材のうち少なくとも一つの板材に突出部41を形成した複数の板材を重ねてかしめるようにしてもよい。さらに、図10に示されるように、突出部51が形成された厚みのある部材5と板材3とをかしめるようにしてもよい。なお、これらをかしめる場合には、受けパンチ2の形状を変更する必要がある。
【0031】
・さらに、かしめ鋲を用いたかしめにおいても、本発明のかしめパンチ1を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】(a)かしめ装置の概略図、(b)かしめ装置の断面図、(c)かしめによる板材の変形を示す図。
【図2】(a)かしめパンチの下面図、(b)かしめパンチの断面図。
【図3】かしめによる突出部の変形を示す上面図。
【図4】(a)かしめパンチの側面図、(b)かしめパンチの下面図、(c)かしめパンチの断面図。
【図5】(a)かしめパンチの側面図、(b)かしめパンチの下面図、(c)かしめパンチの断面図。
【図6】(a)かしめパンチの側面図、(b)かしめパンチの下面図、(c)かしめパンチの断面図。
【図7】(a)かしめパンチの側面図、(b)かしめパンチの下面図、(c)かしめパンチの断面図。
【図8】(a)かしめパンチの側面図、(b)かしめパンチの下面図、(c)かしめパンチの断面図。
【図9】(a)かしめパンチの側面図、(b)かしめパンチの下面図、(c)かしめパンチの断面図。
【図10】かしめ装置の断面図。
【図11】(a)従来のかしめ装置の断面図、(b)従来のかしめ装置によるかしめを示す断面図。
【図12】(a)かしめ前の貫通孔及び突出部の径を示す図、(b)かしめ後の貫通孔及び突出部の径を示す図。
【符号の説明】
【0033】
1…かしめパンチ、2…受けパンチ、3…第一の板材、4…第二の板材、5…部材、10…先端面、11…山部、12…谷部、31…貫通孔、41…突出部、42…凸部、43…凹部、51…突出部、θ1,θ2…角度、D…貫通孔の内径、da…かしめ前の突出部の外径、db…かしめ後の突出部の外径。
【出願人】 【識別番号】000003551
【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所
【出願日】 平成18年7月11日(2006.7.11)
【代理人】 【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣

【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠


【公開番号】 特開2008−18434(P2008−18434A)
【公開日】 平成20年1月31日(2008.1.31)
【出願番号】 特願2006−190207(P2006−190207)