JP2007319903A - プレス成形方法とそれにより成形された構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｌ字断面に折り曲げられる第１部材と、該第１部材の二辺に突き合わせ状に接続される第２部材とを、該突き合わせ部においてホゾ組構造で固定するプレス成形方法とそれにより成形された構造体を提供すること。
【解決手段】底板部２１と、長孔状の被係合ホゾ２３１が形成されており、該底板部２１からＬ字状に折り曲げられる縦壁部２３とを備えた第１部材２０と、底板部２１に連続する基部３１と、一辺に係合ホゾ３３２が形成されているフランジ部３３とを備えた第２部材３０とにより、フランジ部３３を基部３１に対して折り曲げる第１工程と、基部３１を、底板部２１に対してフランジ部３３の一辺が底板部２１に突き合わせられるように折り曲げる第２工程と、縦壁部２３を、底板部２１に対してフランジ部３３の他の一辺に突き合わせられるように折り曲げて、係合ホゾ３３２に被係合ホゾ２３１を係合させる第３工程と、を備えるプレス成形方法により成形して構造体１を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｌ字状の第１部材と、該第１部材に連結され、該第１部材の二辺に突き合わせ状に接続される第２部材とを、該突き合わせ部においてホゾ組構造でプレスにより固定するプレス成形方法と、その成形方法により成形された構造体に関する。

Ｌ字状の第１部材に、例えばコ字状の第２部材を、その開口部先端といずれか一方の開口部とを第１部材でふさぐように固定する場合は、図１０に示すように、これらＬ字状の第１部材９２０とコ字状の第２部材９３０とをそれぞれプレス成形して別部材となし、第２部材９３０のフランジ部９３３の先端に設けた突起９３５を、第１部材９２０の縦壁部９２３に設けた係合孔９２５に係合させることにより、これらを組み合わせてその突き合わせ部を溶接して形成することが行われる。
しかし、これでは製造工程が多くかかり、溶接治具の製作や抜き取りによる溶接部の切断検査等が必要なためコストが高くなるという問題がある。
このため、本願発明者らはこのような第１、２部材を一体化し、溶接することなくホゾ組構造でプレス成形により製造できないか検討した。

ホゾ組構造で箱体を構成する技術として、特許文献１、２に記載のものがある。すなわち、ポリスチレン系発泡樹脂板を用いて、側板構成部の相隣る端部にほぞとほぞ溝とを形成して、底板部に対して側板構成部を直角に折曲起立させたときに、このほぞとほぞ溝とを係合させて箱体となす組立式箱体が特開平７−２９１２５７号公報（以下、「特許文献１」という。）に開示されている。
また、シート状の絶縁材を用いて、折り曲げ片の合わせ部に、合わせ部を閉じた状態で互いに係合する係止片を設けたカバーの折り曲げ部係止構造が実開昭６３−１７７０８６号公報（以下、「特許文献２」という。）に開示されている。
特開平７−２９１２５７号公報 実開昭６３−１７７０８６号公報

ところが、上記特許文献１、２に記載の組立式箱体やカバーは、相隣りあう合わせ部にほぞ（係合ホゾ）とほぞ溝（被係合ホゾ）とを形成して係合させるもので、相隣りあう合わせ部からさらに離れた隣りの辺においてホゾ組構造でプレス成形により固定することは容易ではなかった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、Ｌ字断面に折り曲げられる第１部材と、該第１部材の二辺に突き合わせ状に接続される第２部材とを、該突き合わせ部においてホゾ組構造でプレスにより固定するプレス成形方法とそれにより成形された構造体を提供することを目的とする。

本発明に係る請求項１に記載のプレス成形方法は、Ｌ字断面に折り曲げられる第１部材と、該第１部材の二辺に突き合わせ状に接続される第２部材とを、該突き合わせ部においてホゾ組構造でプレスにより固定するプレス成形方法において、前記第１部材は、底板部と、所定位置に長孔状の被係合ホゾが形成されており、該底板部からＬ字状に折り曲げられる縦壁部とを備え、前記第２部材は、前記第１部材の底板部の前記縦壁部と反対側に連続する基部と、一辺に前記縦壁部の被係合ホゾに係合する突状の係合ホゾが形成されており、該基部から折り曲げられるフランジ部とを備え、前記第２部材の前記フランジ部を前記基部に対して折り曲げる第１工程と、前記フランジ部が折り曲げられた基部を、前記第１部材の底板部に対して前記フランジ部の一辺が該底板部に突き合わせられるように折り曲げる第２工程と、前記第１部材の縦壁部を、前記底板部に対して前記フランジ部の他の一辺に突き合わせられるように折り曲げて、前記フランジ部の係合ホゾに被係合ホゾを係合させる第３工程と、を備えることを特徴とする。

よって、相隣りあう突き合わせ部（第１部材の底板部と第２部材のフランジ部の一辺）からさらに隣りの辺（第１部材の縦壁部と第２部材のフランジ部の一辺より隣りの辺）に設けられた被係合ホゾと係合ホゾとを、プレス成形の１ストロークの中で係合できるので、溶接することなく２部品を一体化して形成することができる。

また、本発明に係る請求項２に記載のプレス成形方法は、請求項１に記載のプレス成形方法において、前記第１部材の底板部にも所定位置に長孔状の被係合ホゾを設けるとともに、前記第２部材の前記フランジ部の、前記底板部に突き合わせられる辺に突状の係合ホゾを設けて、前記第２工程で、前記被係合ホゾに前記係合ホゾを係合させることを特徴とする。
よって、第１部材の二辺に突き合わせられるフランジ部の二辺でホゾ組構造が形成できるので、該フランジ部に大きな荷重が掛かるような場合にも十分に耐えることが可能な構造体を、溶接することなくプレス成形のみで製造することができる。

また、本発明に係る請求項３に記載のプレス成形方法は、請求項１又は請求項２に記載のプレス成形方法において、前記第２部材は、前記第１部材の底板部の前記縦壁部と反対側に連続する基部と、一辺に前記縦壁部の被係合ホゾに係合する突状の係合ホゾが形成されており、該基部からコ字状に折り曲げられる２のフランジ部とを備えていることを特徴とする。
よって、従来、Ｌ字状の構成品とコ字状の構成品との２部品を溶接して形成した構造体をプレス成形で一体化し、かつ、溶接をすることなく形成できるので、構造体の信頼性が増し、溶接の検査が廃止でき、安価に製造できる。

また、本発明に係る請求項４に記載の構造体は、底板部と、所定位置に長孔状の被係合ホゾが形成されており、該底板部からＬ字状に折り曲げられた縦壁部とを備えた第１部材と、前記第１部材の底板部の前記縦壁部と反対側に連続し、該底板部から前記縦壁部と平行に折り曲げられた基部と、一辺に前記縦壁部の被係合ホゾに係合する突状の係合ホゾが形成されており、該基部から縦壁部に向かって折り曲げられたフランジ部とを備えた第２部材と、を備えたことを特徴とする。
よって、Ｌ字状の構成品とコ字状の構成品とを溶接をすることなく一体化したので、信頼性が増し、溶接の検査が不要となり、安価な構造体を得ることができる。

本発明によれば、底板部と、該底板部からＬ字状に折り曲げられる縦壁部とを備えた第１部材と、該第１部材の底板部の、縦壁部と反対側に連続する基部と、該基部から折り曲げられるフランジ部とを備えた第２部材とから構成され、プレスにより、フランジ部をＬ字状の第１部材に突き合わせ状に係合して、第１部材に設けた被係合ホゾにフランジ部に設けた係合ホゾを係合させたので、構成品の一体化と非溶接接合を実現でき、溶接の検査が不要な信頼性の高い構造体を安価に提供できるようになった。

次に、本発明に係るプレス成形方法とそれにより成形された構造体の一の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態のプレス成形方法とそれにより成形された構造体は、福祉車両のシートの移動装置の機能部品に適用されたものである。
ここで、図１は、プレス成形方法により成形された構造体を示した斜視図であり、図２は、構造体となる金属板のプレス抜きが完了した状態の斜視図である。

本発明のプレス成形方法により成形される第１の実施の形態の構造体の構成について説明する。構造体１は、車両のシートを移動させるスクリュウに用いられ、その中に立方体のナットが挿入されるため、その大きさに比較して厚板の鋼板でプレス成形される。
構造体１は、図１に示すように、Ｌ字状の第１部材２０と、該第１部材２０とで上方に開口する箱状を形成するコ字状の第２部材３０とを備え、第２部材３０の一辺で第１部材２０と連続している。

構造体１のプレス成形前の金属板１０は、図２に示すような形状に、予めプレス抜きの加工が施されている。
すなわち、Ｌ字状に形成される第１部材２０は、底板部２１と、金属板１０の曲げ線２０ａでＬ字状に折り曲げられる縦壁部２３とを備えている。底板部２１には、後述する第２部材３０に設けられた係合ホゾ３３１が係合する長方形孔の被係合ホゾ２１１と、この構造体１をシート移動装置に取り付けるための取付孔２５とが、一対で所定間隔を空けて設けられている。縦壁部２３には、後述する第２部材３０に設けられた係合ホゾ３３２が係合する長方形孔の被係合ホゾ２３１が前記被係合ホゾ２１１と同一軸線上に所定間隔を空けて設けられている。

底板部２１の、前記縦壁部２３と反対側の曲げ線３１ｂとなる辺に連続して第２部材３０が形成される。第２部材３０は、曲げ線３１ｂで底板部２１と連続する基部３１と、該基部３１の、前記曲げ線３１ｂの延長方向と直交する曲げ線３１ａでコ字状に折り曲げられるフランジ部３３とを備えている。

フランジ部３３の、前記曲げ線３１ａの反対側の辺には、前記第１部材２０の縦壁部２３に設けられた被係合ホゾ２３１に係合する突起状の係合ホゾ３３２が設けられている。係合ホゾ３３２の下辺には前記曲げ線３１ｂの延長線に向かって突出する鍵部３３２ａが形成されている。
また、フランジ部３３の、前記曲げ線３１ｂの延長方向と平行な辺には、前記第１部材２０の底板部２１に設けられた被係合ホゾ２１１に係合する突起状の係合ホゾ３３１が設けられている。
さらに、フランジ部３３の略中央部には、前記ナットに螺合するスクリュウが貫通するための貫通孔３５が設けられている。

そして、第２部材３０は、曲げ線３１ａでフランジ部３３が基部３１に対して起立状に折り曲げられ、さらに曲げ線３１ｂで第１部材２０の縦壁部２３と平行になるように折り曲げられて、係合ホゾ３３１が被係合ホゾ２１１に、係合ホゾ３３２が被係合ホゾ２３１に係合することにより、第１部材２０の底板部２１と縦壁部２３とにより、一面が上方に開口する箱形状に成形される。

つぎに、上記のようにプレス成形により箱形状に形成される構造体１のプレス成形方法について説明する。
まず、前述したように金属板材を図２に示す形状にプレス抜きを行って金属板１０を形成する。そして、図３に示すように、基部３１に対してフランジ部３３を曲げ線３１ａで折り曲げ（第１工程）て金属板１０１を形成し、図５に示すようなプレス型６０に載置してプレス成形する。

このプレス成形方法に用いるプレス型６０は、図５に示すように、金属板１０１の底板部２１の折り曲げ線２０ａと折り曲げ線３１ｂとの間隔と同じ幅を有し、中間部にフランジ部３３が入り込む溝を有する上下に可動可能なパンチ６１と、金属板１０１の縦壁部２３が載置される第１固定曲げ刃６５と、基部３１が載置される第２固定曲げ刃６７と、底板部２１が載置され、前記パンチ６１とともに金属板１０１を狭持するクッションパッド６３と、クッションパッド６３を常時上方に付勢しながら上下に移動可能な緩衝器６９とを有する。

プレス成形の初期状態では、クッションパッド６３と、その両側に設けられた第１、第２固定曲げ刃６５、６７との上面が同一面にある。
プレス成形にあたっては、まず、パンチ６１が上昇してクッションパッド６３から離れた型開きの状態で、クッションパッド６３および第１、第２固定曲げ刃６５、６７上に金属板１０１を載置（図略）し、パンチ６１を徐々に降下させて金属板１０１の底板部２１をパンチ６１とクッションパッド６３とにより狭持（図５の状態）しながら緩衝器６９の付勢力に抗して降下させる。

すると、図６に示すように、金属板１０１の縦壁部２３が第１固定曲げ刃６５に、基部３１が第２固定曲げ刃６７によりパンチ６１に沿うように徐々に折り曲げられて、図４に示すような縦壁部２３とフランジ部３３とが徐々に向き合う状態となる。
金属板１０１の底板部２１をパンチ６１とクッションパッド６３とにより狭持したままさらに降下させると、図７に示すように、フランジ部３３の係合ホゾ３３１が底板部２１の被係合ホゾ２１１に係合するとともに、フランジ部３３の係合ホゾ３３２が縦壁部２３の被係合ホゾ２３１に係合する（第２、第３工程）。

その後、パンチ６１とクッションパッド６３とを上昇させて金属板１０１を第１、第２固定曲げ刃６５、６７から脱出させ、さらに、パンチ６１を上昇させて金属板１０１からパンチ６１を抜いて、上部開口の箱形に成形された金属板１０１をプレス型から取り出す。
しかし、この状態では、係合ホゾ３３２と被係合ホゾ２３１との係合は、係合ホゾ３３２が被係合ホゾ２３１に嵌入しただけであり、縦壁部２３と基部３１とを開拡する荷重が掛かった場合の引っ掛け部がないので、図８に示すように、係合ホゾ３３２の鍵部３３２ａが被係合ホゾ２３１の下辺と重なるようにフランジ部３３の開口上部を矢印方向に押圧する。
このとき、曲げ線３１ｂの曲げＲが小さくなるようにつぶされて、フランジ部３３全体が底板部２１に向かうように降下して、鍵部３３２ａが被係合ホゾ２３１の下辺と重なる。
以上によりプレス成形が完了して、図１に示す構造体１が完成する。

本発明のプレス成形方法により成形される第２の実施の形態の構造体の構成について説明する。
構造体５は、図９に示すように、Ｌ字状の第１部材５２０と、該第１部材５２０の両端部で二方に開口する二つの箱状を形成するＬ字状の第２部材５３０とを備え、第２部材５３０の一辺（曲げ線５３１ｂ）で第１部材５２０と連続している。
構造体５のプレス成形前の金属板５１０は、図９に点線で示すような形状に、予めプレス抜きの加工が施されている。

すなわち、Ｌ字状に形成される第１部材５２０は、第１の実施の形態と同様で若干長さの長い底板部５２１と、曲げ線５２０ａでＬ字状に折り曲げられる縦壁部５２３とを備えている。底板部５２１には、第１の実施の形態と同様に、第２部材５３０に設けられた係合ホゾ５３４ｂが係合する長方形孔の被係合ホゾ５２１ｂと、この構造体５をシート移動装置に取り付けるための取付孔２５とが、一対で所定間隔を空けて設けられている。
縦壁部５２３にも同様に第２部材５３０に設けられた係合ホゾ５３２ｂが係合する長方形孔の被係合ホゾ５２３ｂが前記被係合ホゾ５２１ｂと同一軸線上に所定間隔を空けて設けられている。

底板部５２１の両端の、前記縦壁部５２３と反対側の曲げ線５３１ｂとなる辺に連続して第２部材５３０、５３０が形成される。第２部材５３０は、曲げ線５３１ｂで底板部５２１と連続する基部５３１と、該基部５３１の、前記曲げ線５３１ｂの延長方向と直交する曲げ線５３１ａでＬ字状に折り曲げられるフランジ部５３３とを備えており、展開形状でフランジ部５３３が互いに対向するように対称に形成されている。

そして、第２部材５３０は、曲げ線５３１ａでフランジ部５３３が基部５３１に対して起立状に折り曲げられ、さらに曲げ線５３１ｂで基部５３１が第１部材５２０の縦壁部５２３と平行になるように折り曲げられて、係合ホゾ５３４ｂが被係合ホゾ５２１ｂに、係合ホゾ５３２ｂが被係合ホゾ５２３ｂに係合することにより、第１部材５２０の底板部５２１と縦壁部５２３とにより、両端と上部の二面が背中合わせに開口する形状に成形される。

上記のような形状にプレス成形される構造体５のプレス成形方法は、前記第１の実施の形態と同様であるので説明は省略する。

このように、底板部と、所定位置に長孔状の被係合ホゾが形成されており、該底板部からＬ字状に折り曲げられる縦壁部とを備えた第１部材と、第１部材の底板部の前記縦壁部と反対側に連続する基部と、一辺に前記縦壁部の被係合ホゾに係合する突状の係合ホゾが形成されており、該基部から折り曲げられるフランジ部とを備えた第２部材とにより、第２部材の前記フランジ部を前記基部に対して折り曲げる第１工程と、前記フランジ部が折り曲げられた基部を、前記第１部材の底板部に対して前記フランジ部の一辺が該底板部に突き合わせられるように折り曲げる第２工程と、前記第１部材の縦壁部を、前記底板部に対して前記フランジ部の他の一辺に突き合わせられるように折り曲げて、前記フランジ部の係合ホゾに被係合ホゾを係合させる第３工程と、を備えるプレス成形方法により成形して構造体を得るので、構成品の一体化と非溶接接合を実現でき、溶接の検査が不要な信頼性の高い構造体を安価に提供することが可能となった。

なお、本発明は前記実施の形態のものに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

本発明は、Ｌ字断面に折り曲げられる第１部材と、該第１部材の二辺に突き合わせ状に接続される第２部材とを、該突き合わせ部においてホゾ組構造でプレスにより固定するプレス成形方法において、前記第１部材は、底板部と、所定位置に長孔状の被係合ホゾが形成されており、該底板部からＬ字状に折り曲げられる縦壁部とを備え、前記第２部材は、前記第１部材の底板部の前記縦壁部と反対側に連続する基部と、一辺に前記縦壁部の被係合ホゾに係合する突状の係合ホゾが形成されており、該基部から折り曲げられるフランジ部とを備え、前記第２部材の前記フランジ部を前記基部に対して折り曲げる第１工程と、前記フランジ部が折り曲げられた基部を、前記第１部材の底板部に対して前記フランジ部の一辺が該底板部に突き合わせられるように折り曲げる第２工程と、前記第１部材の縦壁部を、前記底板部に対して前記フランジ部の他の一辺に突き合わせられるように折り曲げて、前記フランジ部の係合ホゾに被係合ホゾを係合させる第３工程と、を備えるプレス成形方法としたので、構成品の一体化と非溶接接合を実現でき、溶接の検査が不要な信頼性の高い構造体を安価に提供することが可能となった。

本発明の一の実施の形態に係るプレス成形方法により成形された第１の実施の形態の構造体を示した斜視図である。 本発明の一の実施の形態に係るプレス成形方法により成形される第１の実施の形態の構造体となる金属板のプレス抜きが完了した状態の斜視図である。 本発明の一の実施の形態に係るプレス成形方法により成形される第１の実施の形態の構造体となる金属板の第１曲げ工程が完了した状態の斜視図である。 本発明の一の実施の形態に係るプレス成形方法により成形される第１の実施の形態の構造体となる金属板の第２，３曲げ工程の途中の状態の斜視図である。 本発明のプレス成形方法に用いるプレス型の、金属板をパンチとクッションパッドとにより狭持した状態の断面図である。 本発明のプレス成形方法に用いるプレス型の、金属板を折り曲げる途中の状態の断面図である。 本発明のプレス成形方法に用いるプレス型の、金属板を折り曲げが完了し、係合ホゾが被係合ホゾに係合した状態の断面図である。 本発明のプレス成形方法により成形された金属板をプレス型から取り出して、フランジ部を押圧した状態の断面図である。 本発明の一の実施の形態に係るプレス成形方法により成形された第２の実施の形態の構造体を示した斜視図である。 従来の２部品からなる構造体の分解斜視図である。

符号の説明

１、５ 構造体
１０、１０１ 金属板
２０、５２０ 第１部材
２１、５２１ 底板部
２１１、５２１ｂ 被係合ホゾ
２３、５２３ 縦壁部
２３１、５２３ｂ 被係合ホゾ
３０、５３０ 第２部材
３１、５３１ 基部
３３、５３３ フランジ部
３３１、５３４ｂ 係合ホゾ
３３２、５３２ｂ 係合ホゾ
６０ プレス型
６１ パンチ
６３ クッションパッド
６５ 第１固定曲げ刃
６７ 第２固定曲げ刃
６９ 緩衝器

Claims (4)

1. Ｌ字断面に折り曲げられる第１部材と、該第１部材の二辺に突き合わせ状に接続される第２部材とを、該突き合わせ部においてホゾ組構造でプレスにより固定するプレス成形方法において、
   前記第１部材は、底板部と、所定位置に長孔状の被係合ホゾが形成されており、該底板部からＬ字状に折り曲げられる縦壁部とを備え、
   前記第２部材は、前記第１部材の底板部の前記縦壁部と反対側に連続する基部と、一辺に前記縦壁部の被係合ホゾに係合する突状の係合ホゾが形成されており、該基部から折り曲げられるフランジ部とを備え、
   前記第２部材の前記フランジ部を前記基部に対して折り曲げる第１工程と、
   前記フランジ部が折り曲げられた基部を、前記第１部材の底板部に対して前記フランジ部の一辺が該底板部に突き合わせられるように折り曲げる第２工程と、
   前記第１部材の縦壁部を、前記底板部に対して前記フランジ部の他の一辺に突き合わせられるように折り曲げて、前記フランジ部の係合ホゾに被係合ホゾを係合させる第３工程と、を備えることを特徴とするプレス成形方法。
2. 請求項１に記載のプレス成形方法において、
   前記第１部材の底板部にも所定位置に長孔状の被係合ホゾを設けるとともに、前記第２部材の前記フランジ部の、前記底板部に突き合わせられる辺に突状の係合ホゾを設けて、
   前記第２工程で、前記被係合ホゾに前記係合ホゾを係合させることを特徴とするプレス成形方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプレス成形方法において、
   前記第２部材は、前記第１部材の底板部の前記縦壁部と反対側に連続する基部と、一辺に前記縦壁部の被係合ホゾに係合する突状の係合ホゾが形成されており、該基部からコ字状に折り曲げられる２のフランジ部とを備えていることを特徴とするプレス成形方法。
4. 底板部と、所定位置に長孔状の被係合ホゾが形成されており、該底板部からＬ字状に折り曲げられた縦壁部とを備えた第１部材と、
   前記第１部材の底板部の前記縦壁部と反対側に連続し、該底板部から前記縦壁部と平行に折り曲げられた基部と、一辺に前記縦壁部の被係合ホゾに係合する突状の係合ホゾが形成されており、該基部から縦壁部に向かって折り曲げられたフランジ部とを備えた第２部材と、を備えた構造体。

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