(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの板材同士を互いに連結・固定するためのカシメ締結構造であって、一方の板材には他方の板材に向けて突出する板状の係止部が設けられ、他方の板材には上記係止部が内嵌し得る係止孔が設けられ、上記係止部はその突出方向に延びるスリットにより一対の係止爪に分割されており、上記係止孔に内嵌された後に上記スリット内への楔状カシメ部材の圧入に伴い上記一対の係止爪が上記係止孔の孔縁に圧接するように拡開側に変形されることになるカシメ締結構造において、
上記係止部には、上記各係止爪の付け根側であってスリットの最奥端位置に円形状のカット部が形成され、
上記カット部は、一対の係止爪の付け根位置の幅の１／２以下であって、一方の板材の板厚の少なくとも２倍の寸法の直径であり、さらに、上記カット部との境界位置におけるスリットの内幅よりも大の直径に設定され、かつ、
上記カット部は、上記一対の係止爪の間の中心位置を通る中心軸と、一方の板材の端縁と平行にその端縁位置から他方の板材の板厚に応じて設定される位置を通る線との交点を円の中心として形成されている、
ことを特徴とするカシメ締結構造。
【請求項２】
燃焼室を区画構成するハウジングが、請求項１に記載のカシメ締結構造を用いて形成されてなる燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製の２つの板材同士を互いに連結・固定するためのカシメ締結構造及びこのカシメ締結構造を有する燃焼装置に関し、特にがたつきのない強固な連結・固定を実現させ得る技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、一方の板材の端縁から間にＶの字状の隙間を挟んだ状態で突出する一対の爪を、他方の板材の係合孔に挿入して押し込むことにより、上記隙間内に屋根形突起部が入り込んで一対の爪を両側に開くように曲げることで、係合孔の孔縁に各爪を係合させるようにした固定構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
又、一方の板材の端縁から突出する突起を、他方の板材の係合孔に挿入して、カシメ作業を行うことにより、双方の板材を互いに連結・固定する構造も提案されている（例えば特許文献２参照）。このものでは、挿入後、突起の先端側に楔状のポンチを打ち込んで、突起を両側に開かせて挿入孔の孔縁に圧接させることでカシメるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６１−９２４２７号公報
【特許文献２】特公平５−３７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、カシメ締結は金属の塑性変形を利用して特に薄板に属する板材同士の連結・固定に用いられるものであるが、外部からの振動を受けたり、熱影響による膨張・収縮の繰り返しを受けたりすることで、カシメ締結部分が緩んでしまい、がたつきが生じるという不都合の発生が考えられる。
【０００６】
例えば、燃焼熱により空気を暖めて外部に送り出すファンヒータにおいて、主としてその燃焼室を区画形成するための内部ハウジングが金属製の薄板からなる板材をカシメ締結により連結・固定することで形成されている。このようなファンヒータの場合、その輸送時の振動を受けたり、あるいは、使用に伴い燃焼時の熱による膨張・収縮の繰り返しの影響を受けたりして、上記の如くカシメ締結部分が緩んでしまうことが考えられる。そして、カシメ締結部分が緩んでしまうと、上記の燃焼時の熱による膨張・収縮に伴い、そのカシメ締結部分のがたつきに起因して歪み音が発生し、騒音発生の要因になってしまうおそれがある。
【０００７】
その一方、カシメ締結部をより強固にするために、例えば楔状カシメ部材をより大きな力で突いて圧入させることで、一対の係止爪をより大きく塑性変形させることも考えられる。しかしながら、そのように突き代（圧入力）を増加させると、元々、全体が薄板の板材により構成されているため、係止爪以外の他の部位にも変形発生のおそれが生じ、これを防止する上で突き代を増加させるにも一定の上限があり、むやみに増加させることはできない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、一対の係止爪を拡開させて係止孔に圧接させるというカシメ締結構造において、その係止爪をより小さい圧入力であっても塑性変形し易くしてより強固に連結・固定し得るカシメ締結構造を提供すること、そして、かかるカシメ締結構造を用いて形成することにより歪み音発生を可及的に抑制して低騒音化を図り得る燃焼装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、カシメ締結構造に係る発明では、２つの板材同士を互いに連結・固定するためのカシメ締結構造であって、一方の板材には他方の板材に向けて突出する板状の係止部が設けられ、他方の板材には上記係止部が内嵌し得る係止孔が設けられ、上記係止部はその突出方向に延びるスリットにより一対の係止爪に分割されており、上記係止孔に内嵌された後に上記スリット内への楔状カシメ部材の圧入に伴い上記一対の係止爪が上記係止孔の孔縁に圧接するように拡開側に変形されることになるカシメ締結構造を対象にして、上記係止部に、上記各係止爪の付け根側であってスリットの最奥端位置に円形状のカット部を形成することとする。
【００１０】
本特定事項を備える場合、スリットの最奥端位置に円形状のカット部が形成されているため、カット部が非形成の場合と比べ、カシメ部材の圧入による一対の係止爪の塑性変形として同じ圧入力ならばより大きい塑性変形を得られたり、又は、同じ塑性変形をより小さい圧入力で得られることになる。これにより、係止孔の孔縁に対する各係止爪の圧接の程度をより大きくすることができ、より強固なカシメ締結部を形成することが可能になる。
【００１１】
加えて、上記カット部として、一対の係止爪の付け根位置の幅の１／２以下であって、一方の板材の板厚の少なくとも２倍の寸法の直径であり、さらに、上記カット部との境界位置におけるスリットの内幅よりも大の直径に設定することとする。このようにすることにより、たとえ、カット部の存在により各係止爪の付け根位置の左右方向幅が削減されることになったとしても、その各係止爪自体の強度を維持させ得ることになる。
【００１２】
さらに加えて、上記カット部として、上記一対の係止爪の間の中心位置を通る中心軸と、一方の板材の端縁と平行にその端縁位置から他方の板材の板厚に応じて設定される位置を通る線との交点を円の中心として形成することする（請求項１）。このようにすることにより、各係止爪のカシメ締結対象である他方の板材の板厚の如何に応じて各係止爪の塑性変形の度合をより適切に大きくし得ることになる。
【００１３】
そして、燃焼装置に係る発明では、燃焼室を区画構成するハウジングが、請求項１に記載のカシメ締結構造を用いて形成されてなるようにした（請求項２）。この発明の場合、上記の如き強固なカシメ締結部の形成によって、燃焼室を区画構成するハウジングの連結・固定の程度をより強固なものとすることが可能となり、燃焼に伴う急激な温度上昇・低下の影響を受けたとしても、歪み音の発生度合を低減化させることができ、燃焼装置の使用に伴う低騒音化を図り得ることとなる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように、本発明のカシメ締結構造によれば、スリットの最奥端位置に円形状のカット部を形成しているため、カット部が非形成の場合と比べ、カシメ部材の圧入による一対の係止爪の塑性変形として同じ圧入力ならばより大きい塑性変形を得ることができたり、又は、同じ塑性変形をより小さい圧入力で得ることができるようになる。これにより、係止孔の孔縁に対する各係止爪の圧接の程度をより大きくすることができ、より強固なカシメ締結部を形成することができるようになる。
【００１５】
加えて、たとえ、カット部の存在により各係止爪の付け根位置の左右方向幅が削減されることになったとしても、その各係止爪自体の強度を維持させることができるようになる。
【００１６】
さらに加えて、各係止爪のカシメ締結対象である他方の板材の板厚の如何に応じて各係止爪の塑性変形の度合をより適切に大きくすることができるようになる。
【００１７】
又、本発明の燃焼装置によれば、強固なカシメ締結部の形成によって、燃焼室を区画構成するハウジングの連結・固定の程度をより強固なものとすることができ、燃焼に伴う急激な温度上昇・低下の影響を受けたとしても、歪み音の発生度合を可及的に低減化させることができ、燃焼装置の使用に伴う低騒音化を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のカシメ締結構造の実施形態を用いて形成したファンヒータの内部ハウジングの外観を示す斜視図である。
【図２】図１の一部分の分解状態を拡大して示す部分拡大分解斜視図である。
【図３】１つのカシメ締結構造の詳細を示す拡大説明図である。
【図４】カシメ締結構造を形成する手順を示し、図４（ａ）は係止孔にこれから挿入する状態であり、図４（ｂ）は係止孔に一対の係止爪を挿入した状態であり、図４（ｃ）はカシメ用ポンチ部材を圧入してカシメ締結部を形成した状態である。
【図５】他の実施形態を示す図３対応図である。
【図６】図５以外の他の実施形態を示し、図６（ａ）はその平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線における断面説明図であり、図６（ｃ）はカシメ締結部の外観斜視図である。
【図７】本発明のカシメ締結構造を適用して形成したファンヒータの内部ハウジングについて、強・弱の燃焼熱を加えた後にポストパージして消火した場合の歪み音について効果を確認した試験結果を示し、図７（ａ）はスリット奥端に円孔が非形成の場合の試験結果であり、図７（ｂ）は実施形態におけるように円孔を形成した状態の試験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係るカシメ締結構造を利用して形成した金属製（例えば溶融亜鉛メッキ鋼板製）の内部ハウジング１を示す。この内部ハウジング１は燃焼装置としての図示省略のファンヒータの主要部である燃焼室を構成するものであり、この内部ハウジング１の外面を覆うように合成樹脂製の外装ケース（図示省略）が被せられてファンヒータが形成される。
【００２１】
上記内部ハウジング１は、両側の側板２，２と、これら一対の側板２，２間を接続する各種の板材３，４，５，６等とがカシメ締結により連結・固定されて一体化されてなるものである。上記の一対の側板２，２間には、後面を構成する後板材３、上面を構成する上板材４及び前面から下側に中間位置まで拡がった後に後方まで拡がる前板材５とによって燃焼室Ｎが区画形成され、加えて、ガイド板材６によってファンの配設空間Ｆ及びファンにより取り込まれて送り出される空気流をガイドする流路となるファンガイド空間が区画形成されることになる。これらの各種の板材３，４，５，６には、後板材３の例を図示する図２に示すようにスリット７により分割された一対の係止爪８，８からなる係止部９が各端縁から側板２の側に向けて突出形成され、これら一対の係止爪８，８が後述の如く拡開されて側板２に開けられた係止孔１０の孔縁１０１，１０１（図１参照）に圧接されてカシメ締結部Ｋが形成されている。以上においては、各種の板材３，４，５，６が特許請求の範囲における「一方の板材」を構成し、各側板２が特許請求の範囲における「他方の板材」を構成することになる。
【００２２】
次に、図３，図４を参照しつつ、カシメ締結部Ｋを形成するためのカシメ締結構造について詳細に説明する。以下の説明においては、上記の各種の板材３，４，５，６を総称して一方の板材１１といい、各側板２を他方の板材１２という。
【００２３】
本カシメ締結構造の特徴は、スリット７の奥端位置に円形状のカット部１３を形成した点にあり、このカット部１３の形成により塑性変形の容易化を図り、より小さな圧入力によっても大きな塑性変形をもたらして係止孔１０の孔縁１０１，１０１への圧接の度合を高めるようにしたものである。そして適用対象は金属製の薄板により構成された板材同士の連結・固定である。ここでいう薄板とは通常は板厚が１．０ｍｍ以下、分厚くても１．２ｍｍ以下の板材のことを指す。
【００２４】
一方の板材１１にはその端縁１１１から突出された係止部９がその突出方向（図３の右方向；以下「前方」という）に延びるスリット７によって一対の係止爪８，８に分割されている。このような係止部９は一方の板材１１の一部が突出するように成形されたものであり、一対の係止爪８，８の板厚Ｔ１は一方の板材１１のそれと同じとなる。一対の係止爪８，８は、上記スリット７によって左右方向（同図の上下方向）に分割されたものであり、前方側である先端側部位は一対の係止爪８，８の双方を併せて尖った形状になるようにテーパ外縁８１，８１とされ、一方の板材１１の端縁１１１側である基端側部位は一対の係止爪８，８の双方で互いに平行となって上記突出方向に延びる直線状外縁８２，８２とされている。一方の板材１１の端縁１１１の付け根位置まで延びる両側の直線状外縁８２，８２間の左右方向幅をＢとする。上記スリット７は前方に向けてＶの字状に開口し、逆の後方に向けて徐々に内幅が狭まるようになっている。
【００２５】
スリット７の奥端の円形状のカット部１３は、その直径Ｄが、上記左右方向幅Ｂの１／２以下で、一方の板材１１の板厚Ｔ１の最小でも２倍以上（好ましくは４倍以上、通常で３倍以上）の値になるように設定されている。上記スリット７は、このカット部１３との関係において、先端側の開口幅がカット部１３の直径Ｄとほぼ同寸法に設定され、奥端のカット部１３側に向けてその内幅が徐々に狭まり、カット部１３との境界位置においてはカット部１３の直径Ｄのほぼ半分程度まで狭まるように設定されている。又、上記のカット部１３は、スリット７の中心軸Ｘと、一対の係止爪８，８が係止孔１０に挿入されて一方の板材１１の端縁１１１が他方の板材１２の内表面に突き当てられた状態での他方の板材１２の外表面位置を通ることになる線Ｌとの交点に円の中心が位置するように設定されている。つまり、一対の係止爪８，８の基端（付け根）位置である一方の板材１１の端縁１１１位置から、上記中心軸Ｘ上に他方の板材１２の板厚Ｔ２分だけ前方側に移動させた点が、カット部１３の円の中心になるように設定されている。
【００２６】
カット部１３の直径Ｄを上記左右方向幅Ｂの１／２以下に制限する理由は、カット部１３の存在により各係止爪８の付け根位置の左右方向幅が削減されることになるため、その各係止爪８自体の強度を維持させるためである。仮に上記の左右方向幅Ｂの１／２よりも大きい値に設定すると、後述のカシメ用ポンチの圧入により過大な変形を来たし座屈するおそれがあるが生じることになるため、上記の如く１／２以下に設定することとした。又、カット部１３の直径Ｄを一方の板材１１の板厚Ｔ１の最小でも２倍以上（好ましくは４倍以上、通常で３倍以上）の値に設定する理由は、塑性変形のし易さは一方の板材１１の板厚Ｔ１の如何に大きく左右されるため、その板厚Ｔ１を基準に定めたものであり、本来であればその板厚Ｔ１の４倍以上、つまり大きいほど塑性変形し易く好ましいが、塑性変形した後の形状維持性をも考慮すると、板厚Ｔ１の２〜４倍の範囲内で設定するようにすればよい。以上の如く形成することにより、後述の如く熱影響を受けても歪み音の発生が大幅に抑制されて低騒音化を図り得ることができるようになる。
【００２７】
以上の各寸法他について例示すると、次のようになる。すなわち、各係止爪８の突出長さＨが６ｍｍ、左右方向幅Ｂが７．５ｍｍ、板厚Ｔ１が０．５ｍｍ、カット部１３の直径Ｄが２．０ｍｍ、板厚Ｔ２が０．６ｍｍである。
【００２８】
次に、カシメ締結部Ｋを形成する手順について図４を参照しつつ説明する。まず、係止部９が他方の板材１２の係止孔１０に相対向するように一方の板材１１を配置した後（図４（ａ）参照）、前方に移動させて一対の係止爪８，８からなる係止部９を係止孔１０から飛び出させるように係止孔１０に内嵌させる（図４（ｂ）参照）。これにより、一方の板材１１の端縁１１１が他方の板材１２の内表面に突き当たった状態とされる。次に、先端が楔状とされたカシメ用ポンチ（カシメ部材）１４をスリット７の先端開口に相対向させ、スリット７内に押し込んで所定の力で圧入させる（図４（ｃ）参照）。これにより、一対の係止爪８，８は左右にＶの字状に拡開するように塑性変形し、各係止爪８の付け根の外縁が係止孔１０の孔縁１０１に圧接されることになる。以上でカシメ締結部Ｋが完成することになる。
【００２９】
以上の実施形態の場合、スリット７の最奥端位置に円形状のカット部１３が形成されているため、カット部１３が非形成の場合と比べ、カシメ用ポンチの圧入による一対の係止爪８，８の塑性変形として同じ圧入力ならばより大きい塑性変形を得ることができたり、又は、同じ塑性変形をより小さい圧入力で得ることができるようになる。これにより、係止孔１０の孔縁１０１に対する各係止爪８の圧接の程度をより大きくすることができ、より強固なカシメ締結部Ｋを形成することができる。このように強固なカシメ締結部Ｋの形成によって、燃焼室を区画構成する内部ハウジング１の各種板材３，４，５，６と側板２，２との連結・固定をより強固なものとすることができ、燃焼に伴う急激な温度上昇・低下の影響を受けたとしても、歪み音の発生度合を低減化させることができ、燃焼装置であるファンヒータの使用に伴う低騒音化を図ることができる。
【００３０】
他の実施形態として、図５に示すように、他方の板材１２の板厚Ｔ２の中心位置を通る線Ｌ１と中心軸Ｘとの交点を円の中心としてカット部１３ａを形成したり、あるいは、一方の板材１１の端縁１１１位置を通る線Ｌ２と中心軸Ｘとの交点を円の中心としてカット部１３ｂを形成したり、するようにしてもよい。さらに、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように他方の板材１２の係止孔１０の幅方向両側にそれぞれ支持部１５として外表面側に湾曲して突出する部分を形成するようにしてもよい。この場合には、各係止爪８が内嵌されてカシメ用ポンチの圧入により塑性変形される間の各係止爪８の姿勢を上記各支持部１５によって確実に保持することができ、より確実にカシメ締結部Ｋを形成することができるようになる。
【００３１】
＜歪み音測定試験例＞
図７には上記の実施形態のカシメ締結部Ｋにより形成された内部ハウジング１と、カット部１３が非形成の係止部を用いたカシメ締結部により形成された比較例としての内部ハウジングとを用いて、歪み音測定を実施した結果を示す。図７（ａ）が比較例を対象にした歪み音測定結果であり、図７（ｂ）が本実施形態の内部ハウジング１を対象にした歪み音測定結果である。歪み音測定は、燃焼程度を変化させて所定時間持続させ、その間に発生した歪み音を測定したものである。すなわち、最大燃焼となる「強」に設定して５分間持続（測定モードＰ１）、最小燃焼となる「弱」に設定して５分間持続（測定モードＰ２）、再度、最大燃焼となる「強」に設定して５分間持続（測定モードＰ３）、燃焼を停止してファンのみ作動させるポストパージを２．５分間持続（測定モードＰ４）、そして、ファンも停止させて５分間持続（測定モードＰ５）の各設定測定モードにおける歪み音を測定した。
【００３２】
図７（ａ）の比較例を見ると、ほぼ２００℃程度まで昇温する最大燃焼の後の測定モードＰ２においてかなり大きな程度の歪み音（例えばピキピキ音やパキパキ音）が５〜６回にわたり発生しているのに対し、本実施形態の図７（ｂ）においては測定モードＰ１〜Ｐ３の燃焼使用状態では殆ど発生していない。従って、より強固なカシメ締結部Ｋによって歪み音の発生を抑えて燃焼装置の低騒音化を実現させ得ることが分かる。
【符号の説明】
【００３３】
１      内部ハウジング（燃焼装置）
７      スリット
８      係止爪
９      係止部
１０    係止孔
１０１  孔縁
１１    一方の板材
１２    他方の板材
１３，１３ａ，１３ｂ  カット部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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