機(jī)械連接用沖頭、機(jī)械連接裝置以及機(jī)械連接構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種機(jī)械連接（日文：力二力瓜夕yシ子）用沖頭、機(jī)械連接裝置W 及機(jī)械連接構(gòu)件，詳細(xì)地講，設(shè)及機(jī)械連接用沖頭、具備該沖頭的機(jī)械連接裝置W及利用該 裝置接合而成的機(jī)械連接構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002] 一直W來(lái)眾所周知的是，對(duì)于層疊起來(lái)的多片金屬板，利用沖頭、沖模使金屬板塑 性變形，將運(yùn)些金屬板馴接接合，即所謂的機(jī)械連接接合（參照?qǐng)D11)。該機(jī)械連接接合中， 使沖頭101下降，例如將兩片金屬板（W下，稱為上下板。）102、103壓入沖模104的凹部 104a內(nèi)，之后，作為接合的最終階段，為了對(duì)沖頭101施加更大的力而進(jìn)行加圧，即進(jìn)行所 謂的定型按壓（日文：決故押L )，將夾在沖頭101的頂端面101a和沖模104的凹部104a 的底面104b之間的上下板102、103沿板厚方向壓潰，從而形成所謂的互鎖（日文：斗シク 一口ッ夕），能夠?qū)⑸舷掳?02、103接合起來(lái)。
[0003] 若W運(yùn)種方式將上下板102、103接合起來(lái)，則接合后的總和板厚τ'將會(huì)變得小 于接合前的原始總和板厚Τ(τ' <Τ)。另外，若上下板102、103像上述那樣被壓潰，則該上 板102會(huì)向外徑方向塑性流動(dòng)，從而向凹部104a的縱壁面104c側(cè)突出，由此，上板102的 一部分陷入到下板103,形成所謂的S字狀的互鎖S1，從而能夠得到相對(duì)于剝離方向（參照 圖12(a))的負(fù)荷的接合力。此外，圖11中，在沖頭101上表示的粗箭頭表示該沖頭的壓入 方向，在上下板102、103上表示的細(xì)箭頭表示被沖頭101壓入時(shí)的該上下板的一部分的材 料的流動(dòng)方向，W下，圖13~15中也相同。另外，圖12(a)中的粗箭頭表示將接合后的上 下板102、103沿上下板102、103的厚度方向分開的所謂的剝離方向，圖12化）中的粗箭頭 表示在上下板102、103的長(zhǎng)度方向上沿彼此相反的方向地拉拽接合后的上下板102、103， 從而對(duì)接合部分施加剪切力的所謂的剪切方向。
[0004] 然而，圖11所示的現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)械連接裝置中，因?yàn)槠鋯渭兊膱A筒形的凹狀的 沖模104,上下板102、103在接合時(shí)能夠向外徑方向塑性流動(dòng)的空間受到限制。因此，即使 在下板103的在圖11中被用箭頭A表示的圓所包圍的部分的材料進(jìn)行流動(dòng)，也無(wú)法退避到 任何一個(gè)地方，運(yùn)成為了對(duì)于上述塑性流動(dòng)的較大的阻力。因此，上述現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)械連 接裝置中，由該對(duì)于塑性流動(dòng)的阻力導(dǎo)致無(wú)法使上下板102、103的互鎖S1變大，其結(jié)果，無(wú) 法得到充分的接合力。 陽(yáng)0化]于是，一直W來(lái)，作為能夠確保用于在上板102向外徑方向塑性流動(dòng)時(shí)供被該上 板按壓的下板103的一部分退避的空間的方法，有W下的專利文獻(xiàn)所公開那樣的技術(shù)方 案。
[0006] 現(xiàn)有巧術(shù)專獻(xiàn)
[0007] 專利專獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平10-193005號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本特許平8-281353號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
W10] 發(fā)巧要解決的間顆
[0011] 圖13示出了應(yīng)用了專利文獻(xiàn)1所公開的方法的機(jī)械連接裝置，該裝置中，構(gòu)成為 沖模104的構(gòu)成縱壁面104c的側(cè)壁部104d是可動(dòng)的。因此，該裝置中，隨著在定型按壓的 作用下向外徑方向塑性流動(dòng)，沖模104的縱壁面104c也向外徑方向移動(dòng)，因此，該塑性流動(dòng) 不會(huì)受到妨礙，能夠形成較大的互鎖S2。
[0012] 然而，該裝置中，雖然可W得到較大的互鎖S2,但在縱壁面104c側(cè)的稱為頸部（圖 13中被用箭頭B表示的圓所包圍的最薄部）的部分中，上板102的壁厚變得更薄，存在相對(duì) 于剪切方向的負(fù)荷（參照?qǐng)D12化)）該頸部發(fā)生斷裂的缺點(diǎn)。因此，運(yùn)種方法中，剪切方向 上難W得到較高的接合強(qiáng)度。而且，對(duì)于具有運(yùn)種可動(dòng)的側(cè)壁部104d的沖模104而言，其 因結(jié)構(gòu)復(fù)雜而導(dǎo)致高成本，且對(duì)于較大負(fù)荷較為脆弱，尤其對(duì)于高強(qiáng)度材料的接合，有可能 發(fā)生早期破損。
[0013] 另外，圖14示出了應(yīng)用了專利文獻(xiàn)2所公開的方法的機(jī)械連接裝置，該裝置中，在 沖模104的凹部104a的圓形的底面104b，設(shè)置沿著底面104b的外周的環(huán)狀的槽（W下，稱 為環(huán)狀槽）l〇4e。該裝置中，定型按壓時(shí)，下板103的在圖14及圖15中被用箭頭C表示的 圓所包圍的部分的材料能夠流入該環(huán)狀槽l〇4e，從而能夠降低一直W來(lái)成為形成互鎖S3 的阻礙的、下板103的相對(duì)于塑性流動(dòng)的阻力。由此，能夠降低在定型按壓時(shí)的相對(duì)于上板 102的朝向外徑方向的塑性流動(dòng)的阻力，因此能夠得到容易產(chǎn)生互鎖、接合強(qiáng)度稍許提高的 一定的效果。此外，圖15中，細(xì)實(shí)線的箭頭表示被沖頭101按壓而向外徑方向塑性流動(dòng)的 方向。
[0014] 然而，該裝置中，該塑性流動(dòng)的材料只是材料進(jìn)入到環(huán)狀槽104e內(nèi)，沒有將下板 103按壓到縱壁面104c側(cè)的作用，難W得到充分的互鎖形狀，無(wú)法加大接合強(qiáng)度。此外，在 將上下板102、103接合后需要使上下板102、103自沖模104分離，從運(yùn)方面來(lái)看，該環(huán)狀槽 104e不能形成為從該沖模的縱壁面104c向外徑側(cè)突出。因此，最終，與專利文獻(xiàn)1中記載 的方法相同，無(wú)法使上板102向外徑側(cè)較大程度地塑性流動(dòng)而無(wú)法得到較大的互鎖，即，無(wú) 法得到較大的接合強(qiáng)度。
[0015] 而且，在上述的任何一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)械連接接合方法中，在所接合的金屬板 102、103存在板厚、強(qiáng)度的偏差時(shí)，容易產(chǎn)生兩板均不能進(jìn)行充分的塑性流動(dòng)，從而無(wú)法得 到充分的互鎖形狀的情況，因而有可能無(wú)法良好地接合，并且對(duì)于偏差的容許范圍也較小。
[0016] 本發(fā)明是鑒于運(yùn)種實(shí)際情況而做成的，其目的在于，提供一種機(jī)械連接用沖頭、機(jī) 械連接裝置及機(jī)械連接構(gòu)件，能夠得到充分的接合強(qiáng)度，且在所接合的板材存在板厚、強(qiáng)度 的偏差的情況下也能夠良好地實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接接合。
[0017] 用于解決間顆的方案
[0018] 本發(fā)明中，為了達(dá)到上述目的，提供一種機(jī)械連接用沖頭，在沖頭頂端部的周側(cè)面 形成有從該沖頭的頂端沿軸向延伸的槽部或突條。
[0019] 另外，機(jī)械連接用沖頭的一技術(shù)方案中，所述槽部或突條形成有多個(gè)。
[0020] 另外，機(jī)械連接用沖頭的一技術(shù)方案中，所述沖頭頂端部形成為圓柱形狀。
[0021] 另外，機(jī)械連接用沖頭的一技術(shù)方案中，當(dāng)沖頭插入量設(shè)為P，所述槽部或突條的 長(zhǎng)度設(shè)為g時(shí)，滿足0. 5p《g < p。
[0022] 另外，機(jī)械連接用沖頭的一技術(shù)方案中，所述槽部或突條在所述沖頭頂端部的周 向上形成為等間距。
[0023] 而且，本發(fā)明提供一種機(jī)械連接裝置，其包括所述的機(jī)械連接用沖頭和在底面具 備沿著該底面的外周形成的環(huán)狀槽的沖模。
[0024] 而且，本發(fā)明還一種機(jī)械連接金屬構(gòu)件，其是使用所述的機(jī)械連接裝置對(duì)被層疊 起來(lái)的多片構(gòu)件進(jìn)行馴接形成的。 陽(yáng)做]發(fā)巧的效果
[00%] 根據(jù)本發(fā)明，能夠得到如下的效果。
[0027] 目P，本發(fā)明中，通過在沖頭頂端部的周側(cè)面形成有從該沖頭的頂端沿軸向延伸的 槽部或突條，在該沖頭和沖模之間層疊并夾住多片板材，并將運(yùn)些板材的一部分壓入到?jīng)_ 模的凹部，再進(jìn)行定型按壓時(shí)，能夠使成為形成互鎖的妨礙的、沒有槽部的部分中的多余的 材料退避到有槽部的部分，因此能夠在沒有槽部的部分形成較大的互鎖，能夠大幅度提高 剝離方向上的接合強(qiáng)度。而且，在有槽部的部分，能夠增大縱壁面的附近的板材的壁厚，因 此，能夠大幅度提高剪切方向的接合強(qiáng)度。因此，在被接合的板材存在板厚、強(qiáng)度的偏差的