JP2008269944A - 接合方法及び接合ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】表面を盛り上げることなく金属板同士を隙間なく接続することができる金属板同士の接合方法及び表面が盛り上げられることなく金属板同士が隙間なく接続された金属板を備えた接合ユニットを提供する。
【解決手段】接合ユニット１は一対の金属板２，３を備えている。一方の金属板２には孔４が設けられ他方の金属板３には一方の金属板２の厚みＴよりも低い突起５が設けられている。接合ユニット１は孔４内に突起５を通して一対の金属板２，３同士が互いに重ねられて突起５の先端面５ａの中央部が潰されることで一対の金属板２，３同士が接合されて得られる。
【選択図】図３

Description

本発明は、一対の金属板同士を接合する接合方法及び互いに接合された一対の金属板を備えた接合ユニットに関する。

移動体としての自動車には、一般に、ヘッドランプ及びテールランプなどのランプ類、スタータモータ及びエアコンディショナ用のモータ等のモータ類、などの多種多様な電子機器が搭載されている。

前述した多種多様な電子機器に電力を供給するために、前記自動車は、ワイヤハーネスや電気接続箱とを設けている。ワイヤハーネスは、勿論、複数の電線と、コネクタとを備えている。コネクタは、導電性の板金で構成された端子金具と、絶縁性の合成樹脂で構成されかつ端子金具を収容するコネクタハウジングとを備えている。コネクタは、各種の電子機器に接続する。

電気接続箱は、絶縁性の合成樹脂で構成された箱本体と、この箱本体内に収容される配線盤とを備えている。箱本体には、リレーやヒューズなどの各種の電気部品が取り付けられるとともに、ワイヤハーネスのコネクタが取り付けられる。

配線盤は、導電性の複数のバスバ（金属板に相当）と、該バスバ同士を電気的に絶縁する絶縁板とを備えている。バスバは、導電性の板金に打ち抜き加工や曲げ加工が施されて得られる。絶縁板は、絶縁性の合成樹脂で構成されかつ平板状に形成されている。

配線盤即ち電気接続箱は、リレーやヒューズなどの各種の電気部品とワイヤハーネスの電線とを予め定められたパターンにしたがって電気的に接続して、各種の電子機器に電源からの電力を分配する。

前述したバスバは、厚手の板金に打ち抜き加工や曲げ加工が施されて得られる。バスバ同士を接続する際には、従来から種々の溶接方法を用いてきた。しかしながら、溶接によりバスバ同士を接続すると、この溶接に用いられるろうが盛り上がるなどして、配線盤に組み立てられる際に、当該バスバを絶縁板にセットしにくくなることがあった。この場合、バスバを絶縁板に位置決めできずに、前述した電気部品とワイヤハーネスの電線とを予め定められたパターンにしたがって電気的に接続することが困難となることがあった。

また、バスバ同士を加締めるなどして、接続することも考えられる。この場合、バスバ同士の接続部に隙間が生じるので、バスバ同士を十分に電気的に接続することが困難であった。さらに、長期間が経過すると、大気中の水分などによって、前述した隙間からバスバが腐食されて、バスバ間の電気的な抵抗が増大する傾向となっていた。

したがって、本発明の目的は、表面を盛り上げることなく金属板同士を隙間なく接続することができる金属板同士の接合方法及び表面が盛り上げられることなく金属板同士が隙間なく接続された金属板を備えた接合ユニットを提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の接合方法は、一対の金属板同士を接合する接合方法において、一方の金属板に孔を設け、他方の金属板に前記一方の金属板の厚みよりも低い突起を設け、前記孔内に前記突起を通して、前記一対の金属板同士を互いに重ねて、前記突起の先端面の中央部を潰すことで、前記一対の金属板同士を接合することを特徴としている。

請求項２に記載の本発明の接合方法は、請求項１記載の接合方法において、先細に形成された凸部１２を前記突起５の先端面５ａの中央部に押し当てて、当該突起５の先端面５ａの中央部を潰すことを特徴としている。

請求項３に記載の本発明の接合ユニットは、互いに接合された一対の金属板を備えた接合ユニットにおいて、一方の金属板には孔が設けられ、他方の金属板には前記一方の金属板の厚みよりも低い突起が設けられ、前記孔内に前記突起を通して、前記一対の金属板同士が互いに重ねられているとともに、前記孔内で前記突起の先端面の中央部が潰されて、当該突起の外周面と前記孔の内周面とが互いに密着していることを特徴としている。

以上説明したように請求項１に記載の本発明は、一方の金属板に設けられた孔内に他方の金属板に設けられた突起を挿入して、突起の先端面の中央部を潰す。さらに、突起が一方の金属板の厚みよりも低く形成されている。このため、先端面の中央部が潰された突起が、孔内で拡がるように変形して、突起の外周面と孔の内周面とが密着することとなるとともに、突起が孔内で拡がるので、金属板の表面から突起などが突出することがない。

このため、金属板の表面が盛り上がることなく、金属板同士を隙間なく接続することができる。よって、電気接続箱の配線盤のバスバとして用いられた際に、絶縁板などに確実に位置決めすることができ、電気接続箱に取り付けられる電気部品とワイヤハーネスの電線とを予め定められるパターンにしたがって確実に接続できる接合ユニットを得ることができる。

また、金属板間の隙間が生じることを防止できるので、金属板同士の接続部が腐食されることを防止でき。金属板間の電気的な抵抗が時間の経過とともに増大することを抑制できる接合ユニットを得ることができる。

請求項２に記載の本発明は、先細の凸部を突起の先端面の中央部に押し当てるので、凸部で突起の先端面の中央部を押しつぶすと、当該凸部の外周面によって、突起が孔内で押し広げられて、突起の外周面と孔の内周面とが確実に密着する。

請求項３に記載の本発明は、一方の金属板に設けられた孔内に他方の金属板に設けられた突起を挿入して、突起の先端面の中央部が潰されて得られる。さらに、突起が一方の金属板の厚みよりも低く形成されている。このため、先端面の中央部が潰された突起が、孔内で拡がるように変形して、突起の外周面と孔の内周面とが密着することとなるとともに、突起が孔内で拡がるので、金属板の表面から突起などが突出することがない。

このため、金属板の表面が盛り上がることなく、金属板同士を隙間なく接続することができる。よって、電気接続箱の配線盤のバスバとして用いられた際に、絶縁板などに確実に位置決めすることができ、電気接続箱に取り付けられる電気部品とワイヤハーネスの電線とを予め定められるパターンにしたがって確実に接続することができる。

また、金属板間の隙間が生じることを防止できるので、金属板同士の接続部が腐食されることを防止でき。金属板間の電気的な抵抗が時間の経過とともに増大することを抑制できる。

以下、本発明の一実施形態にかかる接合方法及び接合ユニットを図１乃至図９を参照して説明する。

本実施形態にかかる接合ユニット１は、図１及び図２に示すように、互いに接合された一対の金属板２，３を備えている。金属板２，３は、それぞれ、厚みが一定の平板状に形成されている。

図１及び図２中上方に位置する一方の金属板２には、図４に示すように、当該金属板２を貫通した孔４が設けられている。孔４の平面形状は、丸型である。

図１及び図２中下方に位置する他方の金属板３には、図５に示すように、当該金属板３の表面から凸の突起５が設けられている。突起５は、その先端面５ａの中央部が潰される前では、円柱状に形成されている。突起５の外径は、孔４の内径よりも若干小さい。このため、突起５は、孔４内に侵入可能である。また、突起５の他方の金属板３の表面からの高さＤは、前述した一方の金属板２の厚みＴよりも低く形成されている。即ち、突起５は、一方の金属板２の厚みＴよりも低く形成されている。このため、突起５は、孔４内に通されると、その全体が孔４内に収容された格好となる。

接合ユニット１は、図３に示すように、孔４内に突起５が通されて、一対の金属板２，３同士が重ねられているとともに、突起５の他方の金属板３の表面から離れた先端面５ａの中央部が当該他方の金属板３に向かって潰されることで、当該突起５の外周面と孔４の内周面とが互いに凝着（相互の分子間力により互いにくっつくこと）して、一対の金属板２，３同士が金属接合している。このため、接合ユニット１の突起５の先端面５ａの中央部には、凹み６が形成されている。

前述した接合ユニット１は、互いに接離自在な一対の金型１０，１１（図７及び図８に示す）によって、金属板２，３同士が接合されて得られる。図７及び図８中下方に位置する一方の金型１０は、その上面１０ａが平坦に形成されている。図７及び図８中上方に位置する他方の金型１１は、その下面１１ａが平坦に形成されているとともに、下面１１ａには凸部１２が設けられている。凸部１２は、下面１１ａから徐々に細くなるように、接頭円錐状に形成されている。即ち、凸部１２は、下面１１ａから先細に形成されている。凸部１２は、その端面が下面１１ａと平行に形成されている。

前述した金属板２，３同士を接合する際には、まず、図６に示すように、突起５を孔４内に通し、金属板２，３同士を重ねるとともに、他方の金属板３を一方の金型１０の上面１０ａに重ねる。すると、勿論、突起５が、孔４内に収容された格好となっている。そして、他方の金型１１を一方の金型１０に近づけて、図７に示すように、他方の金型１１に設けられた凸部１２を突起５の先端面５ａの中央部に押し当てる。その後、一対の金型１０，１１を互いに近づけて、他方の金型１１に設けられた凸部１２で突起５の先端面５ａの中央部を押しつぶす。すると、図８に示すように、凸部１２が突起５の先端面５ａの中央部を押しつぶすのにしたがって、凸部１２の外周面が突起５の部材を孔４の内周面に向かって押圧して、突起５が孔４内で拡がるように塑性変形して、突起５の外周面と孔４の内周面とが互いに密着する。そして、突起５の外周面と孔４の内周面とが凝着した前述した構成の接合ユニット１が得られる。

本実施形態によれば、一方の金属板２に設けられた孔４内に他方の金属板３に設けられた突起５を挿入して、突起５の先端面５ａの中央部を潰す。さらに、突起５が一方の金属板２の厚みＴよりも低く形成されている。このため、先端面５ａの中央部が潰された突起５が、孔４内で拡がるように変形して、突起５の外周面と孔４の内周面とが密着することとなるとともに、突起５が孔４内で拡がるので、金属板２の表面から突起５などが突出することがない。

このため、金属板２，３の表面が盛り上がることなく、金属板２，３同士を隙間なく接続することができる。よって、電気接続箱の配線盤のバスバとして用いられた際に、絶縁板などに確実に位置決めすることができ、電気接続箱に取り付けられる電気部品とワイヤハーネスの電線とを予め定められるパターンにしたがって確実に接続できる接合ユニット１を得ることができる。

また、金属板２，３間の隙間が生じることを防止できるので、金属板２，３同士の接続部が腐食されることを防止でき。金属板２，３間の電気的な抵抗が時間の経過とともに増大することを抑制できる接合ユニット１を得ることができる。

さらに、先細の凸部１２を突起５の先端面５ａの中央部に押し当てるので、凸部１２で突起５の先端面５ａの中央部を押しつぶすと、当該凸部１２の外周面によって、突起５が孔４内で押し広げられて、突起５の外周面と孔４の内周面とが確実に密着する。

次に、発明者は、銅合金で構成された厚みＴが０．６４ｍｍの一方の金属板２と、純銅で構成された厚みが０．６４ｍｍの他方の金属板３とを接合して、前述した接合ユニット１を実際に製造した。突起５の外周面と孔４の内周面との境界Ｓを含んだ断面のＳＩＭ像（図９に示し、前述した断面をＧａイオンビームで走査して放出される二次電子を検出することで得られた像）を得た。図９によれば、境界Ｓにおいて、突起５の外周面と孔４の内周面とが密着していることが明らかとなった。したがって、孔４内に収容された突起５の先端面５ａの中央部を潰すことで、孔４の内周面と突起５の外周面とが密着することが明らかとなった。

前述した実施形態では、金属板２，３を外表面に鍍金などが形成されていない単一の金属で構成している。しかしながら、本発明では、金属板２，３を母材の外表面に鍍金などを形成して構成しても良く、種々の構成としても良い。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施形態に係る接合ユニットの斜視図である。 図１に示された接合ユニットの分解斜視図である。 図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図２中のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図１に示された接合ユニットの金属板同士を重ねた状態の断面図である。 図６に示された接合ユニットの突起の先端に中央部に金型の凸部を押し当てた状態の断面図である。 図６に示された接合ユニットの突起の先端に中央部を押し潰した状態の断面図である。 図３に示された接合ユニットの断面のＳＩＭ像である。

符号の説明

１ 接合ユニット
２ 一方の金属板
３ 他方の金属板
４ 孔
５ 突起
５ａ 先端面
Ｔ 厚み

Claims (3)

1. 一対の金属板同士を接合する接合方法において、
   一方の金属板に孔を設け、他方の金属板に前記一方の金属板の厚みよりも低い突起を設け、
   前記孔内に前記突起を通して、前記一対の金属板同士を互いに重ねて、前記突起の先端面の中央部を潰すことで、前記一対の金属板同士を接合することを特徴とする接合方法。
2. 先細に形成された凸部を前記突起の先端面の中央部に押し当てて、当該突起の先端面の中央部を潰すことを特徴とする請求項１記載の接合方法。
3. 互いに接合された一対の金属板を備えた接合ユニットにおいて、
   一方の金属板には孔が設けられ、他方の金属板には前記一方の金属板の厚みよりも低い突起が設けられ、
   前記孔内に前記突起を通して、前記一対の金属板同士が互いに重ねられているとともに、前記孔内で前記突起の先端面の中央部が潰されて、当該突起の外周面と前記孔の内周面とが互いに密着していることを特徴とする接合ユニット。

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