(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の展性薄板（１０）の１つの端縁（１２）上に少なくとも１つの変形可能な突起（１４）を備える、第一の展性薄板（１０）を第二の展性薄板（３０）に接続する継手であって、第二の展性薄板（３０）を貫通して伸びる少なくとも１つの開口（３２）を備え、第一の薄板（１０）上の少なくとも１つの変形可能な突起（１４）が第二の薄板（３０）の少なくとも１つの開口（３２）を貫通して伸び、変形可能な突起（１４）が第二の展性薄板（３０）の開口（３０）から抜けるのを阻止するように変形され、該少なくとも１つの変形可能な突起（１４）が、変形可能な突起（１４）の両側部（１８、２０）と基部と頭部（２２）とを画成する貫通開口（１６）を有し、該基部および該頭部（２２）が変形可能な突起（１４）の側部（１８、２０）を相互に接続し、頭部（２２）が変形可能な突起（１４）の各側部（１８、２０）の少なくとも一部分（２４、２６）を少なくとも１つの開口（３２）の側部（３４、３６）を越えて拡張させるように、変形可能な突起の頭部が変形される継手において、
変形可能な突起（１４）の基部が第二の属性薄板（３０）の少なくとも１つの開口（３２）の中に予め定めた距離だけ挿入され、変形可能な突起（１４）及び該変形可能な突起（１４）に形成された開口（１６）が、頭部（２２）の変形が開口（１６）を充填するような形状及び形態であることを特徴とする、継手。
【請求項２】
請求項１に記載の継手において、変形可能な突起（１４）の各側部（１８、２０）が、他方の鉤状部（２６、２４）から反対方向に伸びる１つの鉤状部（２４、２６）を有しており、このため、頭部（２２）の変形が変形可能な突起（１４）の各側部（１８、２０）の鉤状部（２４、２６）を開口（３２）の側部（３４、３６）を越えて拡張させ、変形可能な突起（１４）が第二の展性薄板（３０）の開口（３２）から抜けるのを阻止する、継手。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の継手において、頭部（２２）が、変形可能な突起（１４）の各側部（１８、２０）の残りの部分を拡張させ、開口（３２）の側部（１８、２０）と接触するようにする、継手。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つに記載の継手において、変形されていない状態の頭部（２２）が第一の展性薄板（１０）の端縁（１２）からテーパーが付けられて離れる、継手。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載の継手において、第二の展性薄板（３０）の開口（３２）がスロットである、継手。
【請求項６】
請求項５に記載の継手において、変形可能な頭部（２２）及びスロット（３２）が矩形の断面である、継手。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つに記載の継手において、変形可能な頭部（２２）及び変形可能な突起（１４）の各側部（１８、２０）の部分（２４、２６）が、次のように配置される、すなわち、これらが第一の展性薄板（１０）の端縁（１２）から所定の距離に又はそれよりも長い距離に配置され、該所定の距離が第二の展性薄板（３０）の厚さであるように配置される、継手。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１つに記載の継手において、第一の展性薄板（１０）が複数の変形可能な突起（１４）を有し、第二の展性薄板（３０）が複数の開口（３２）を有する、継手。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１つに記載の継手において、展性薄板（１０、３０）が薄板金属である、継手。
【請求項１０】
請求項９に記載の継手において、薄板金属（１０、３０）がステンレス鋼薄板又はニッケル合金薄板である、継手。
【請求項１１】
第一の展性薄板（１０）を第二の展性薄板（３０）に接続する方法であって、第一の展性薄板（１０）の１つの端縁（１２）に少なくとも１つの変形可能な突起（１４）を形成することと、第二の展性薄板（３０）を貫通して伸びる少なくとも１つの開口（３２）を形成することと、第二の展性薄板（３０）の少なくとも１つの開口（３２）に第一の展性薄板（１０）上の少なくとも１つの変形可能な突起（１４）を挿入することと、少なくとも１つの変形可能な突起（１４）を変形させ、変形可能な突起（１４）が第二の展性薄板（３０）の開口（３２）から抜けるのを阻止し、変形可能な突起（１４）の両側部（１８、２０）、基部及び頭部（２２）を画成し得るように少なくとも１つの変形可能な突起（１４）に開口（１６）を形成し、該基部及び該頭部（２２）が変形可能な突起（１４）の側部（１８、２０）を相互に接続するようにすることと、少なくとも１つの変形可能な突起（１４）の頭部（２２）を変形させ、該頭部（２２）が変形可能な突起（１４）の各側部（１８、２０）の少なくとも一部分（２４、２６）を少なくとも１つの開口（３２）の側部（３４、３６）を越えて拡張させる方法において、
変形可能な突起（１４）の基部が少なくとも１つの開口（３２）の中に予め定めた距離だけ挿入されるように該基部を形成し、変形可能な突起（１４）と、該変形可能な突起（１４）の開口（１６）とを形成し、頭部（２２）の変形が開口（１６）を充填するようなこれら突起及び開口が形状及び形態であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、変形可能な突起（１４）の各側部（１８、２０）に１つの鉤状部（２４、２６）を形成し、鉤状部（２４、２６）の各々が他方の鉤状部（２６、２４）から反対方向に伸びて、頭部（２２）の変形が変形可能な突起（１４）の各側部（１８、２０）の鉤状部（２４、２６）を開口（３２）の側部（３４、３６）を越えて拡張させ、変形可能な突起（１４）が第二の展性薄板（３０）の開口（３２）から抜けるのを阻止することを備える、方法。
【請求項１３】
請求項１１乃至１２の何れか１つに記載の方法において、変形されていない状態の頭部（２２）が第一の展性薄板（１０）の端縁（１２）から離れる方向にテーパーが付けられるように該変形されていない状態の頭部（２２）を形成することを備える、方法。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３の何れか１つに記載の方法において、第二の展性薄板（３０）にスロット（３２）を形成することを備える、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、変形可能な頭部（２２）及びスロット（３２）を矩形の断面であるように形成することを備える、方法。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５の何れか１つに記載の方法において、変形可能な頭部（２２）及び変形可能な突起（１４）の各側部（１８、２０）の部分（２４、２６）が第一の展性薄板（１０）の端縁（１２）から所定の距離又はより長い距離に配置され、該所定の距離が第二の展性薄板（３０）の厚さであるように該変形可能な頭部及び該変形可能な突起の各側部の部分を形成することを備える、方法。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６の何れか１つに記載の方法において、第一の展性薄板（１０）上の複数の変形可能な突起（１４）と、第二の展性薄板（３０）の複数の開口（３２）とを形成することを備える、方法。
【請求項１８】
請求項１１乃至１７の何れか１つに記載の方法において、レーザ切削により第一の展性薄板（１０）上に少なくとも１つの変形可能な突起（１４）を形成することを備える、方法。
【請求項１９】
請求項１１乃至１８の何れか１つに記載の方法において、レーザ切削により第二の展性薄板（３０）に少なくとも１つの開口（３２）を形成することを備える、方法。
【請求項２０】
請求項１１乃至１９の何れか１つに記載の方法において、展性薄板（１０、３０）が薄板金属である、方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、薄板金属（１０、３０）がステンレス鋼薄板又はニッケル合金薄板である、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、薄板材料の継手及び薄板材料の接続方法に関し、特に、薄板金属の継手及び薄板金属の接続方法に関する。
【０００２】
１つの薄板金属の構成要素の１つの端縁を隣接する薄板金属の構成要素の面に溶接することにより、又は最初に１つの薄板金属の構成要素の端部を曲げ、第一の薄板金属の上方に折り曲げた端部を隣接する薄板金属の構成要素の面に溶接することにより、薄板金属の構成要素を接続することが既知である。例えば、ろう付け、はんだ付け又は接着材によるような、その他の型式の接合方法を使用することもできることが既知である。
【０００３】
また、最初に、１つの薄板金属の構成要素の端部を上方に折り曲げ、第一の薄板金属の上方に折り曲げた端部の面を隣接する薄板金属の構成要素の面にリベット止めすることにより薄板金属の構成要素を接続することが既知である。リベットは、薄板金属の円形断面の開口に挿入した円形断面の別個の固定装置である。例えば、ナット及びボルトのような、その他の型式の機械式取り付け具を使用することができることも既知である。
【０００４】
最初に、薄板金属の構成要素の１つの端縁からの１つ又はより多くの突起を提供し、隣接する薄板金属の構成要素に形成された相応する数のスロットを提供し、第一の薄板金属上の突起を隣接する薄板金属の構成要素のスロットに通すことにより薄板金属の構成要素を接続することも更に既知である。次に、突起を折り曲げて隣接する薄板金属の構成要素の反対側の面と当接させるか又は突起を捩って突起がスロットから抜けるのを阻止することが既知である。
【０００５】
溶接し、ろう付けし又ははんだ付けした継手の１つの問題点は、これらの方法が薄板金属の構成要素に対しその後にコスト高の熱処理を施すことを必要とする熱間接続方法であることである。
【０００６】
上方に折り曲げた突起の継手又は捩った突起の継手に伴う１つの問題点は、外部の荷重を伝達し又は外部の荷重に抵抗するために必要とされる継手にて使用されないことである。上方に折り曲げた突起の継手又は捩った突起の継手は、通常、薄板金属の構成要素の組立体の相対的位置を単に保つためにのみ使用される。上方に折り曲げた突起の継手及び捩った突起の継手は、展開し、捩れが戻り又は変形し、突起はルーズになり易い。
【０００７】
本発明は、薄板金属用の新規なリベット型式の継手を提供しようとするものである。
従って、本発明は、第一の展性薄板の１つの端縁上に少なくとも１つの変形可能な突起を備える、第一の展性薄板を第二の展性薄板に接続する継手であって、該少なくとも１つの変形可能な突起が、変形可能な突起の両側部と頭部とを画成する貫通開口を有し、該頭部が変形可能な突起の側部を相互に接続し、第二の展性薄板を貫通して伸びる少なくとも１つの開口を備え、第一の薄板上の少なくとも１つの変形可能な突起が第二の薄板の少なくとも１つの開口を貫通して伸び、該頭部が変形可能な突起の各側部の少なくとも一部分を少なくとも１つの開口の側部を越えて拡張させ、変形可能な突起が第二の展性薄板の開口から抜けるのを阻止するように、変形可能な突起の頭部が変形するようにした、継手を提供するものである。
【０００８】
好ましくは、変形可能な突起の各側部は、他方の鉤状部から反対方向にに伸びる１つの鉤状部を有しており、このため、頭部の変形は変形可能な突起の各側部の鉤状部を開口の側部を越えて拡張させ、変形可能な突起が第二の展性薄板の開口から抜けるのを阻止するようにする。
【０００９】
好ましくは、該頭部は、変形可能な突起の各側部の残りの部分を拡張させ開口の側部と接触するようにする。
好ましくは、変形可能な突起及び該突起に形成された開口は、頭部の変形が開口を充填するような形状及び形態であるようにする。
【００１０】
好ましくは、変形しない頭部は第一の薄板の端縁からテーパーが付けられて離れるようにする。
好ましくは、開口はスロットであるようにする。好ましくは、変形可能な頭部及びスロットは矩形の断面であるようにする。
【００１１】
好ましくは、変形可能な頭部及び変形可能な突起の各側部の部分は、次のように配置する、すなわち、これらが第一の展性薄板の端縁から所定の距離に又はそれよりも長い距離に配置され、その所定の距離が第二の展性薄板の厚さであるように配置されるようにする。
【００１２】
好ましくは、第一の展性薄板は複数の変形可能な突起を有し、また、第二の展性薄板は複数の開口を有するようにする。
本発明はまた、第一の展性薄板を第二の展性薄板に接続する方法であって、第一の展性薄板の１つの端縁に少なくとも１つの変形可能な突起を形成することと、変形可能な突起の両側部及び頭部を画成し得るように少なくとも１つの変形可能な突起に開口を形成し、該頭部が変形可能な突起の側部を相互に接続するようにすることと、第二の展性薄板を貫通して伸びる少なくとも１つの開口を形成することと、第二の薄板の少なくとも１つの開口を貫通して伸びる、第一の薄板上の少なくとも１つの変形可能な突起を挿入することと、少なくとも１つの変形可能な突起の頭部を変形させ、該頭部が変形可能な突起の各側部の少なくとも一部分を少なくとも１つの開口の側部を越えて拡張させ、変形可能な突起が第二の展性薄板の開口から抜けるのを阻止するようにすることと、を備える方法をも提供するものである。
【００１３】
好ましくは、該方法は、変形可能な突起の各側部に１つの鉤状部を形成し、鉤状部の各々が他方の鉤状部から反対方向に伸びて、頭部の変形は変形可能な突起の各側部の鉤状部を開口の側部を越えて拡張させ、変形可能な突起が第二の展性薄板の開口から抜けるのを阻止するようにすることを備えるようにする。
【００１４】
好ましくは、該方法は、変形可能な突起と、該変形可能な突起の開口とを形成し、これら突起及び開口が頭部の変形が開口を充填するような形状及び形態であるようにすることを備えるようにする。
【００１５】
好ましくは、該方法は、変形しない頭部が第一の薄板の端縁から離れる方向にテーパーが付けられるように該変形しない頭部を形成することを備えるようにする。
【００１６】
好ましくは、該方法は、第二の展性薄板にスロットを形成することを備えるようにする。
好ましくは、該方法は、変形可能な頭部及びスロットをこれらが矩形の断面であるように形成することを備えるようにする。
【００１７】
好ましくは、該方法は、変形可能な頭部及び変形可能な突起の各側部の部分が第一の展性薄板の端縁から所定の距離又はより長い距離に配置され、その所定の距離が第二の展性薄板の厚さであるように該変形可能な頭部及び該変形可能な突起の各側部の部分を形成することを備えるようにする。
【００１８】
好ましくは、該方法は、第一の展性薄板上の複数の変形可能な突起と、第二の展性薄板の複数の開口とを形成することを備えるようにする。
好ましくは、該方法は、レーザ切削により第一の展性薄板上に少なくとも１つの変形可能な突起を形成することを備えるようにする。
【００１９】
好ましくは、該方法は、レーザ切削により第二の薄板に少なくとも１つの開口を形成することを備えるようにする。
本発明は、添付図面を参照しつつ一例としてより詳細に説明する。
【００２０】
図１に図示した第一の薄板金属１０は端縁１２を有し、１つ又はより多数の一体的な変形可能な突起１４は第一の薄板金属１０の端縁１２から伸びている。一体的な変形可能な突起１４は第一の薄板金属１０の端縁１２に沿って適宜な距離だけ隔てられている。
【００２１】
変形可能な突起１４の各々は、両側部１８、２０と、第一の薄板１０の端縁から離れた頭部２０とを画成する貫通する開口１６を有している。頭部２２は、変形可能な突起１４の側部１８、２０を相互に接続する。変形可能な突起１４の側部１８、２０の各々は、他方の鉤状部２６、２４からそれぞれ反対方向に伸びる相応する鉤状部２４、２６を有している。頭部２２は第一の薄板金属１０の端縁１２からその中心までテーパーが付けられている。変形可能な突起１４は、線Ｘの周りで対称である。
【００２２】
変形可能な突起１４及び開口１６は、第一の薄板金属１０を図１に図示した形状にてレーザ切削することにより第一の薄板金属１０の上に形成される。レーザ切削過程は、フライス削りした端縁の仕上げ部分を残して第一の薄板金属１０の表面に対し垂直な幅約０．１５ｍｍの狭小な切削部を形成することができる。レーザ切削は第一の薄板金属１０に狭小で且つ正確に配置された切削部を形成することを許容する。
【００２３】
第二の薄板金属３０は、図２に図示するように、第二の薄板金属３０を貫通して伸びる１つ又より多数のスロット３２を有している。スロット３２は、第一の薄板金属１０上の隣接する変形可能な突起１４の間の距離に等しい適宜な距離だけ第二の薄板金属３０に沿って隔てられている。
【００２４】
スロット３２の各々は、第一の薄板金属１０上のそれぞれの変形可能な突起１４を受け入れ得るように第一の薄板金属１０の端縁１２に沿って変形可能な突起１４の長さよりも僅かだけ長いが、実質的に同一の長さである。スロット３２の各々は長手方向の隔てられた側部３４、３６をそれぞれ有している。スロット３２は、例えば、「犬骨」断面形状のようなその他の適宜な形状も使用できるが、矩形の断面であることが好ましい。
【００２５】
スロット３２は、第二の薄板金属３０を図２に図示したような形状にてレーザ切削することにより第二の薄板金属３０に形成される。レーザ切削過程は、フライス加工した端縁の仕上げ部分を残して第二の薄板金属３０の表面に対し垂直に幅約０．１５ｍｍの狭小な切削部を形成することができる。レーザ切削は第二の薄板金属３０に狭小で且つ正確に配置された切削部を形成することを許容する。
【００２６】
変形可能な頭部２２及び変形可能な突起１４のそれぞれの側部１８、２０における鉤状部２４、２６は、第一の展性薄板１０の端縁１２から所定の距離又は該距離よりも長い距離に位置するように配置される。この所定の距離は第二の展性薄板３０の厚さである。
【００２７】
最初に第一の薄板金属１０における変形可能な突起１４の各々を第二の薄板金属３０における相応するスロット３２の１つに整合させることにより、図３及び図４により明確に図示するように、第一の薄板金属１０と第二の薄板金属３０との間に継手４０が形成される。
【００２８】
次に、図３により明確に図示するように、変形可能な突起１４の各々をスロット３２の相応する１つに挿入する。変形可能な突起１４の整合及びそのスロット３２内への挿入は、テーパー付き頭部２２により助力される。完全に挿入した位置において、鉤状部２４、２６及び変形可能な頭部は第二の薄板金属３０のスロット３２を越えて突き出している。
【００２９】
第一及び第二の薄板金属１０、３０は、変形可能な突起１４の開口１６から止め釘又は釘等を配置することにより共に一時的に接続することができる。
第一及び第二の薄板金属１０、３０は、変形可能な突起１４の各々を変形させることにより共に恒久的に接続され、このことは、図４に図示するように、継手４０を形成し得るようにハンマー等で打撃することにより行うことができる。変形可能な突起１４の変形可能な頭部２２を第一の薄板金属１０の端縁１２に向けて押す。これにより、変形可能な頭部２２は鉤状部２４、２６及び側部１８、２０の取り巻く部分をそれぞれ押して互いに分離させ、鉤状部２４、２６はスロット３２の側部３４、３６をそれぞれ越えて突き出し、変形可能な突起１４が第二の展性薄板３０のスロット３２から抜けるのを阻止する。このように、鉤状部２４、２６は拡張される。また、変形可能な頭部２２により側部１６、１８は拡張してスロット３２の側部３４、３６とそれぞれ当接する。
【００３０】
鉤状部２４、２６がスロット３２の側部３４、３６を越えて突き出すことは、継手４０の主要な保持作用を提供する。変形可能な突起１４の側部１８、２０とスロット３２の側部３４、３６との間の摩擦接触はそれぞれ継手４０の二次的保持作用を提供する。
【００３１】
変形した頭部２２は第一の薄板金属１０の端縁１２に対しほぼ平行であり且つ鉤状部２４、２６間で直接的な圧縮、支え部として機能し、継手４０の締結解除を制限し、好ましくは阻止するようにする。
【００３２】
変形可能な突起１４及び変形可能な突起１４に形成された開口１６は、変形可能な頭部２２の変形により変形可能な頭部２２が開口１６に充填し、変形した突起１４の変形した頭部２２が第一の薄板金属１０の端縁１２とほぼ平行となるような形状及び形態とされている。
【００３３】
継手４０は、第二の薄板金属３０のスロット３２の面内で真の位置の約０．０５ｍｍ以内の正確な二次元的位置を提供する。
継手は殆んどの薄板金属の厚さに対し拡張可能である。
【００３４】
継手４０は、継手４０の各々の領域内で局部的な溶接を使用し又は継手４０の線に沿って連続的に溶接することにより補強することができる。変形可能な頭部２２はその後の溶接工程の溶接フィラーとして機能する。
【００３５】
継手は、第一の薄板金属の端縁上の１つ又はより多数の一体的な変形可能な突起と、第二の薄板金属に形成された１つ又はより多数の開口とを備えている。一体的な変形可能な突起は第一の薄板金属の端縁における一体的なリベットとすることが効果的である。
【００３６】
継手は、一組みの薄板金属の部品を製造の用意ができた並置位置に配置し、また、溶接等の前に更なる治具、固定具又はその他の高価な形態の装置を使用せずに、共に細帯鋸でひくことを可能にする。換言すれば、１つの構成要素をそれ自体の組み立て治具とすることができる。
【００３７】
切削部及び切削部の幅の同様の表面仕上げを形成するならば、その他の適宜な方法を使用することもできるが、該継手はＣＮＣ（コンピュータ数値制御装置）、レーザ切削装置を使用して低廉に製造される。
【００３８】
薄板金属は、金属、合金又は異種金属合金とすることができる。金属はステンレス鋼薄板、ニッケル合金薄板又はニッケル系超合金薄板とすることができる。
金属薄板に関して本発明を説明したが、本発明はその他の展性薄板材料に適用することができる。
【００３９】
該継手は、例えば、自動車、航空機、ガスタービンエンジン、船、鉄道車両、鉄道機関車、軽工業等のような多数の異なる工業界にて使用することができる。特に、該継手は、ガスタービンエンジンのナセル、ケーシング、スラスト逆転翼列、ハニカム又はボックス型構造体を薄板金属にて製造するために使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ２つの薄板金属の構成要素の間の継手を形成する第一の薄板金属の構成要素の一部分を示す平面図である。
【図２】  ２つの薄板金属の構成要素の間の継手を形成する第二の薄板金属の構成要素の一部分を示す平面図である。
【図３】  本発明による図１及び図２に図示した２つの薄板金属の構成要素の継手組立体の一部切欠き平面図である。
【図４】  本発明による図１及び図２に図示した２つの薄板金属の構成要素の完成した継手を示す平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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