JP2019166562A - Method for manufacturing joint - Google Patents

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康平 ▲高▼橋
康平 ▲高▼橋
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篤史 川喜田
Atsushi Kawakita
篤史 川喜田
潤一郎 牧野
Junichiro Makino
潤一郎 牧野
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Abstract

To provide a method for manufacturing a joint that can form an interlock part even if strength of an upper plate is lower than strength of a lower plate.SOLUTION: The method for manufacturing a joint comprises: a step of forming a recessed part 61 in a lower plate 60; a step of placing the lower plate 60 on a die 1 so that the recessed part 61 of the lower plate 60 is fitted to a recessed part 11 of the die 1 and placing an upper plate 70 on the lower plate 60; and a step of pressing the upper plate 70 against the recessed part 61 side of the lower plate 60 using a punch 2 to deform the plates so as to form an interlock part, by moving the punch 2 downward.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、接合体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a joined body.

従来、金属製の下板および上板がメカニカルクリンチによって接合された接合体の製造方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。   Conventionally, a manufacturing method of a joined body in which a metal lower plate and an upper plate are joined by mechanical clinching is known (see, for example, Patent Document 1).

従来の接合体の製造方法では、凹部を有するダイに平坦な下板および上板が載置された状態で、パンチがダイに向けて移動される。これにより、パンチによって上板および下板が凹部側に押圧されて変形され、インターロック部が形成される。このインターロック部により、下板および上板が機械的に接合される。   In a conventional method for manufacturing a joined body, a punch is moved toward a die in a state where a flat lower plate and an upper plate are placed on a die having a recess. Thus, the upper plate and the lower plate are pressed and deformed by the punch toward the concave portion, and an interlock portion is formed. By this interlock portion, the lower plate and the upper plate are mechanically joined.

特開２００９−２２６４１４号公報JP 2009-226414 A

ここで、従来の接合体の製造方法では、上板の強度が下板の強度よりも低い場合に、インターロック部の形成が困難になることが考えられる。具体的に、上板の強度が下板の強度よりも低い場合には、パンチによって上板および下板を凹部側に押圧する際に、下板とパンチとの間の上板を構成する金属（上板母材）がパンチの外周側へと流動し、パンチと下板との間の上板母材が不足することにより、インターロック部が形成できなくなるおそれがある。   Here, in the conventional method for manufacturing a joined body, it is considered that it is difficult to form an interlock portion when the strength of the upper plate is lower than the strength of the lower plate. Specifically, when the strength of the upper plate is lower than the strength of the lower plate, the metal constituting the upper plate between the lower plate and the punch when the upper plate and the lower plate are pressed against the concave portion by the punch. When the (upper plate base material) flows toward the outer peripheral side of the punch and the upper plate base material between the punch and the lower plate is insufficient, the interlock portion may not be formed.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、上板の強度が下板の強度よりも低い場合であっても、インターロック部を形成することが可能な接合体の製造方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above problems, and the object of the present invention is to form an interlock portion even when the strength of the upper plate is lower than the strength of the lower plate. It is to provide a method for manufacturing a possible joined body.

本発明による接合体の製造方法は、金属製の下板および上板がメカニカルクリンチによって接合された接合体の製造方法であり、下板に凹状部を形成する工程と、ダイの凹部に下板の凹状部が嵌め合わされるように下板をダイに載置するとともに、上板を下板に載置する工程と、ダイおよびパンチを相対的に移動させることにより、パンチによって上板を下板の凹状部側に押圧して変形させてインターロック部を形成する工程とを備える。   The method for manufacturing a joined body according to the present invention is a method for producing a joined body in which a metal lower plate and an upper plate are joined by mechanical clinch, and a step of forming a concave portion on the lower plate, and a lower plate on the concave portion of the die The lower plate is placed on the die so that the concave portions of the upper plate and the upper plate are placed on the die, the upper plate is placed on the lower plate, and the die and the punch are moved relative to each other so that the upper plate is moved by the punch. And forming a interlock portion by pressing and deforming the concave portion.

このように構成することによって、予め下板に凹状部を形成することにより、パンチによって上板を押圧する際に、上板が変形されて下板に接触するまでは上板が下板からの反力を受けないので、上板を構成する金属（上板母材）がパンチの外周側へと流動するのを抑制することができる。   By constructing in this way, by forming a concave portion in the lower plate in advance, when the upper plate is pressed by a punch, the upper plate is removed from the lower plate until the upper plate is deformed and contacts the lower plate. Since no reaction force is received, it is possible to suppress the metal (upper plate base material) constituting the upper plate from flowing toward the outer peripheral side of the punch.

本発明の接合体の製造方法によれば、上板の強度が下板の強度よりも低い場合であっても、インターロック部を形成することができる。   According to the method for manufacturing a joined body of the present invention, the interlock portion can be formed even when the strength of the upper plate is lower than the strength of the lower plate.

本実施形態による接合装置を説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the joining apparatus by this embodiment. 本実施形態による接合装置を用いた接合体の製造方法を説明するための図であって、パンチによって上板が変形された状態を示した模式的な断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the conjugate | zygote using the joining apparatus by this embodiment, Comprising: It is typical sectional drawing which showed the state by which the upper board was deform | transformed with the punch. 本実施形態による接合装置を用いた接合体の製造方法を説明するための図であって、インターロック部が形成された状態を示した模式的な断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the conjugate | zygote using the joining apparatus by this embodiment, Comprising: It is typical sectional drawing which showed the state in which the interlock part was formed. 本実施形態による接合装置を用いた接合体の製造方法を説明するための図であって、パンチが抜き取られた状態を示した模式的な断面図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of the conjugate | zygote using the joining apparatus by this embodiment, Comprising: It is typical sectional drawing which showed the state by which the punch was extracted. 本実施形態の接合装置によって接合された接合体を示した模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which showed the joined body joined by the joining apparatus of this embodiment.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図１を参照して、本発明の一実施形態による接合装置１００について説明する。   First, with reference to FIG. 1, the joining apparatus 100 by one Embodiment of this invention is demonstrated.

接合装置１００は、金属製の下板６０および上板７０をメカニカルクリンチによって接合するように構成されている。この接合装置１００は、図１に示すように、ダイ１およびパンチ２を備え、パンチ２がダイ１に対して移動可能に構成されている。   The joining apparatus 100 is configured to join a metal lower plate 60 and an upper plate 70 by mechanical clinching. As shown in FIG. 1, the bonding apparatus 100 includes a die 1 and a punch 2, and the punch 2 is configured to be movable with respect to the die 1.

ダイ１は、下板６０および上板７０を載置可能な表面１ａを有する。表面１ａには、凹部１１が形成されている。凹部１１は、平面的に見て（Ｚ１方向から見て）円形に形成されている。この凹部１１の深さは、たとえば、下板６０および上板７０の厚みなどに応じて設定されている。   The die 1 has a surface 1a on which the lower plate 60 and the upper plate 70 can be placed. A recess 11 is formed on the surface 1a. The recess 11 is formed in a circular shape when viewed in plan (as viewed from the Z1 direction). The depth of the recess 11 is set according to the thickness of the lower plate 60 and the upper plate 70, for example.

下板６０および上板７０は、ダイ１の表面１ａに積層されている。具体的には、下板６０がダイ１の表面１ａに載置され、上板７０が下板６０に載置されている。下板６０の材質は、たとえば高張力鋼であり、上板７０の材質は、たとえばアルミニウム合金である。このため、上板７０の強度（引張強度）が下板６０の強度よりも低い。すなわち、上板７０が下板６０に比べて展性が高く、圧力が加えられた場合に上板７０が下板６０に比べて変形しやすい。   The lower plate 60 and the upper plate 70 are laminated on the surface 1 a of the die 1. Specifically, the lower plate 60 is placed on the surface 1 a of the die 1, and the upper plate 70 is placed on the lower plate 60. The material of the lower plate 60 is, for example, high-tensile steel, and the material of the upper plate 70 is, for example, an aluminum alloy. For this reason, the strength (tensile strength) of the upper plate 70 is lower than the strength of the lower plate 60. That is, the upper plate 70 is more malleable than the lower plate 60, and the upper plate 70 is more easily deformed than the lower plate 60 when pressure is applied.

パンチ２は、ダイ１の凹部１１と対向配置され、ダイ１に対して上下方向（Ｚ１およびＺ２方向）に移動可能に構成されている。パンチ２は、先端側から見て（Ｚ２方向から見て）円形に形成されている。パンチ２の中心軸が凹部１１の中心に一致され、パンチ２の直径は凹部１１の直径よりも小さくされている。   The punch 2 is disposed to face the concave portion 11 of the die 1 and is configured to be movable in the vertical direction (Z1 and Z2 directions) with respect to the die 1. The punch 2 is formed in a circular shape when viewed from the front end side (viewed from the Z2 direction). The center axis of the punch 2 is aligned with the center of the recess 11, and the diameter of the punch 2 is smaller than the diameter of the recess 11.

この接合装置１００では、パンチ２によって上板７０を押圧する前に、予め下板６０に凹状部６１が形成されている。この凹状部６１は、円形の底部６２と、その底部６２の周縁に形成された側周部６３とを有する。なお、凹状部６１の内周面の直径は、パンチ２の直径よりも大きい。また、下板６０の凹状部６１は、ダイ１の凹部１１に嵌め合わされている。そして、接合装置１００は、下板６０および上板７０が載置されたダイ１に対してパンチ２を下方向（Ｚ１方向）に移動させることにより、パンチ２によって上板７０を凹状部６１側に押圧して変形させてインターロック部７３（図３参照）を形成するように構成されている。   In this joining apparatus 100, the concave portion 61 is formed in the lower plate 60 in advance before the upper plate 70 is pressed by the punch 2. The concave portion 61 has a circular bottom portion 62 and a side peripheral portion 63 formed on the periphery of the bottom portion 62. In addition, the diameter of the inner peripheral surface of the concave portion 61 is larger than the diameter of the punch 2. Further, the concave portion 61 of the lower plate 60 is fitted into the concave portion 11 of the die 1. The bonding apparatus 100 moves the punch 2 downward (Z1 direction) with respect to the die 1 on which the lower plate 60 and the upper plate 70 are placed, so that the upper plate 70 is moved to the concave portion 61 side by the punch 2. The interlock portion 73 (see FIG. 3) is formed by being pressed and deformed.

−接合体の製造方法−
次に、図１〜図５を参照して、本実施形態の接合装置１００を用いた接合体５０の製造方法（接合装置１００の動作例）について説明する。 -Manufacturing method of joined body-
Next, with reference to FIGS. 1-5, the manufacturing method (example of operation | movement of the joining apparatus 100) of the conjugate | zygote 50 using the joining apparatus 100 of this embodiment is demonstrated.

まず、下板６０に凹状部６１が形成される。そして、図１に示すように、ダイ１の凹部１１に下板６０の凹状部６１が嵌め合わされるように下板６０がダイ１に載置されるとともに、上板７０が下板６０に載置される。このとき、下板６０の底部６２と上板７０とが離間され、その間に空間が形成されている。なお、パンチ２側に配置される上板７０は、ダイ１側に配置される下板６０に比べて強度が低い。また、下板６０および上板７０は、ストリッパ（図示省略）によってダイ１の表面１ａに押さえ付けられる。   First, the concave portion 61 is formed in the lower plate 60. Then, as shown in FIG. 1, the lower plate 60 is placed on the die 1 so that the concave portion 61 of the lower plate 60 is fitted into the concave portion 11 of the die 1, and the upper plate 70 is placed on the lower plate 60. Placed. At this time, the bottom 62 of the lower plate 60 and the upper plate 70 are separated from each other, and a space is formed therebetween. The upper plate 70 arranged on the punch 2 side has a lower strength than the lower plate 60 arranged on the die 1 side. The lower plate 60 and the upper plate 70 are pressed against the surface 1a of the die 1 by a stripper (not shown).

そして、パンチ２が下方向（Ｚ１方向）に移動され、パンチ２によって上板７０が押圧されることにより、図２に示すように、上板７０ａが凹状部６１内に押し込まれて変形される。このため、上板７０ａでは、底部６２とパンチ２との間に底部７１が形成されるとともに、側周部６３とパンチ２の外周面との間に側周部７２が形成される。   Then, when the punch 2 is moved downward (Z1 direction) and the upper plate 70 is pressed by the punch 2, the upper plate 70a is pushed into the concave portion 61 and deformed as shown in FIG. . For this reason, in the upper plate 70 a, a bottom portion 71 is formed between the bottom portion 62 and the punch 2, and a side peripheral portion 72 is formed between the side peripheral portion 63 and the outer peripheral surface of the punch 2.

ここで、パンチ２によって上板７０が変形される際に、上板７０が下板６０の底部６２に接触するまでは上板７０が下板６０からの反力を受けない。このため、上板７０ａの底部７１を構成する金属（上板母材）のパンチ２の外周側への流動が抑制され、底部７１が後述するインターロック部７３（図３参照）を形成するのに十分な厚みを有している。すなわち、下板６０の凹状部６１は、インターロック部７３を形成可能なように、上板７０ａの底部７１の厚みを確保するために設けられている。   Here, when the upper plate 70 is deformed by the punch 2, the upper plate 70 does not receive the reaction force from the lower plate 60 until the upper plate 70 contacts the bottom 62 of the lower plate 60. For this reason, the flow of the metal (upper plate base material) constituting the bottom portion 71 of the upper plate 70a to the outer peripheral side of the punch 2 is suppressed, and the bottom portion 71 forms an interlock portion 73 (see FIG. 3) described later. Has a sufficient thickness. That is, the concave portion 61 of the lower plate 60 is provided to ensure the thickness of the bottom portion 71 of the upper plate 70a so that the interlock portion 73 can be formed.

また、パンチ２がさらに下方向に移動されることにより、上板７０ａの底部７１が圧縮され、図３に示すように、上板７０ｂにインターロック部７３が形成される。インターロック部７３は、側周部７２から径方向の外側に張り出すように形成され、下板６０ａの側周部６３に食い込むように形成される。したがって、インターロック部７３が側周部６３に係合され、下板６０ａおよび上板７０ｂが機械的に接合される。なお、凹部１１に対するパンチ２の侵入量は、たとえば、凹部１１の深さなどに応じて設定される。   Further, when the punch 2 is further moved downward, the bottom portion 71 of the upper plate 70a is compressed, and an interlock portion 73 is formed on the upper plate 70b as shown in FIG. The interlock portion 73 is formed so as to protrude radially outward from the side peripheral portion 72 and is formed so as to bite into the side peripheral portion 63 of the lower plate 60a. Therefore, the interlock part 73 is engaged with the side peripheral part 63, and the lower plate 60a and the upper plate 70b are mechanically joined. The amount of penetration of the punch 2 into the recess 11 is set according to, for example, the depth of the recess 11.

その後、パンチ２が上方向（Ｚ２方向）に移動されることにより、図４に示すように、パンチ２が下板６０ａおよび上板７０ｂから抜き取られる。そして、ストリッパによる押圧が解除され、下板６０ａおよび上板７０ｂがダイ１から取り外される。   Thereafter, the punch 2 is moved upward (Z2 direction), whereby the punch 2 is extracted from the lower plate 60a and the upper plate 70b as shown in FIG. Then, the pressing by the stripper is released, and the lower plate 60a and the upper plate 70b are removed from the die 1.

このようにして、図５に示すような接合体５０が製造される。この接合体５０では、円環状のインターロック部７３によって下板６０ａおよび上板７０ｂが機械的に接合されている。すなわち、凹状部６１を有する下板６０および平坦な上板７０がダイ１およびパンチ２によって変形（塑性変形）されることにより下板６０ａおよび上板７０ｂが形成され、その下板６０ａおよび上板７０ｂがインターロック部７３によって接合されて接合体５０となっている。なお、接合体５０では、一面（パンチ２側の面）５０ａに凹部５１が形成され、他面（ダイ１側の面）５０ｂに突部５２が形成されている。   Thus, the joined body 50 as shown in FIG. 5 is manufactured. In this joined body 50, the lower plate 60 a and the upper plate 70 b are mechanically joined by an annular interlock portion 73. That is, the lower plate 60 having the concave portion 61 and the flat upper plate 70 are deformed (plastically deformed) by the die 1 and the punch 2 to form the lower plate 60a and the upper plate 70b, and the lower plate 60a and the upper plate are formed. 70 b is joined by the interlock portion 73 to form a joined body 50. In the bonded body 50, a recess 51 is formed on one surface (surface on the punch 2 side) 50a, and a protrusion 52 is formed on the other surface (surface on the die 1 side) 50b.

−効果−
本実施形態では、上記のように、予め下板６０に凹状部６１を形成することによって、パンチ２によって上板７０を押圧する際に、上板７０が変形されて下板６０に接触するまでは上板７０が下板６０からの反力を受けないので、上板７０を構成する金属（上板母材）がパンチ２の外周側へと流動するのを抑制することができる。すなわち、パンチ２によって変形された上板７０ａの底部７１の厚み（下板６０とパンチ２との間の上板７０ａを構成する金属）を確保することができる。これにより、上板７０ａの底部７１をパンチ２によって押圧することにより、上板７０ｂにインターロック部７３を形成することができる。したがって、上板７０の強度が下板６０の強度よりも低い場合であっても、インターロック部７３を形成することができるので、接合体５０を製造することができる。 -Effect-
In the present embodiment, as described above, by forming the concave portion 61 in the lower plate 60 in advance, when the upper plate 70 is pressed by the punch 2, the upper plate 70 is deformed and comes into contact with the lower plate 60. Since the upper plate 70 does not receive the reaction force from the lower plate 60, the metal (upper plate base material) constituting the upper plate 70 can be prevented from flowing toward the outer peripheral side of the punch 2. That is, the thickness of the bottom 71 of the upper plate 70a deformed by the punch 2 (metal constituting the upper plate 70a between the lower plate 60 and the punch 2) can be ensured. Thereby, the interlock part 73 can be formed in the upper board 70b by pressing the bottom part 71 of the upper board 70a with the punch 2. FIG. Therefore, even when the strength of the upper plate 70 is lower than the strength of the lower plate 60, the interlock portion 73 can be formed, and thus the joined body 50 can be manufactured.

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 -Other embodiments-
In addition, embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become a basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the scope of claims. Further, the technical scope of the present invention includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

たとえば、上記実施形態では、接合装置１００が２枚の下板６０および上板７０をメカニカルクリンチによって接合する例を示したが、これに限らず、接合装置が３枚以上の板材をメカニカルクリンチによって接合するようにしてもよい。   For example, in the said embodiment, although the joining apparatus 100 showed the example which joins the two lower plates 60 and the upper board 70 by mechanical clinching, it is not restricted to this, A joining apparatus is not less than three board | plate materials by mechanical clinching. You may make it join.

また、上記実施形態では、上板７０の強度が下板６０の強度よりも低い例を示したが、これに限らず、両板材の強度が同じであってもよい。すなわち、上板７０の材質がアルミニウム合金であり、下板６０の材質が高張力鋼である例を示したが、これに限らず、両板材の材質が同じ（たとえば、アルミニウム合金）であってもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the intensity | strength of the upper board 70 was shown lower than the intensity | strength of the lower board 60, not only this but the intensity | strength of both board | plate materials may be the same. That is, although the example in which the material of the upper plate 70 is an aluminum alloy and the material of the lower plate 60 is high-tensile steel is shown, the material of both plate materials is the same (for example, aluminum alloy). Also good.

また、上記実施形態において、下板６０および上板７０の厚みは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, the thickness of the lower board 60 and the upper board 70 may be the same, and may differ.

また、上記実施形態では、ダイ１に対してパンチ２が移動される例を示したが、これに限らず、パンチに対してダイが移動されるようにしてもよい。   In the above embodiment, the example in which the punch 2 is moved with respect to the die 1 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the die may be moved with respect to the punch.

また、上記実施形態では、パンチ２および凹部１１が円形である例を示したが、これに限らず、パンチおよび凹部が多角形などのその他の形状であってもよい。   Moreover, although the punch 2 and the recessed part 11 showed the example which is circular in the said embodiment, not only this but a punch and a recessed part may be other shapes, such as a polygon.

また、上記実施形態において、下板６０を構成する金属を逃がすための溝部（図示省略）が凹部１１に形成されていてもよい。   In the above embodiment, a groove (not shown) for releasing the metal constituting the lower plate 60 may be formed in the recess 11.

本発明は、金属製の下板および上板がメカニカルクリンチによって接合された接合体の製造方法に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a method for manufacturing a joined body in which a metal lower plate and an upper plate are joined by mechanical clinch.

１ ダイ
２ パンチ
１１ 凹部
５０ 接合体
６０、６０ａ 下板
６１ 凹状部
７０、７０ａ、７０ｂ 上板
７３ インターロック部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Die 2 Punch 11 Recess 50 Bonded body 60, 60a Lower plate 61 Recess 70, 70a, 70b Upper plate 73 Interlock

Claims (1)

金属製の下板および上板がメカニカルクリンチによって接合された接合体の製造方法であって、
前記下板に凹状部を形成する工程と、
ダイの凹部に前記下板の凹状部が嵌め合わされるように前記下板を前記ダイに載置するとともに、前記上板を前記下板に載置する工程と、
前記ダイおよびパンチを相対的に移動させることにより、前記パンチによって前記上板を前記下板の凹状部側に押圧して変形させてインターロック部を形成する工程とを備えることを特徴とする接合体の製造方法。 A method of manufacturing a joined body in which a metal lower plate and an upper plate are joined by mechanical clinch,
Forming a concave portion in the lower plate;
Placing the lower plate on the die so that the concave portion of the lower plate is fitted into the concave portion of the die, and placing the upper plate on the lower plate;
A step of forming an interlock portion by moving the die and the punch relative to each other to press and deform the upper plate toward the concave portion of the lower plate by the punch. Body manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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