JP2513441Y2 - 金属薄板の接合装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、重ね合わされた２枚以上の金属薄板を一体
的に接合する据え込み型接合装置の改良に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

重ね合わされた２枚以上の金属薄板の接合手段とし
て、リベット締めやボルト、ナットによる締着、あるい
は、溶接や接着剤等を利用する方法が知られている。し
かしながら、リベット締めやボルト、ナットによる締着
では、金属薄板にリベットやボルトの挿通孔を穿設しな
ければならないため、接合部分の機械的強度が低下し、
一方、溶接や接着では材質上の制約や特殊な設備を必要
とする等の問題があった。

これに対し、２枚以上の金属薄板を重ね合わせ、部分
的な打ち抜き加工を施すことによって金属薄板同士を接
合する据え込み方式の接合装置が提案されている（例え
ば、特公昭63-40611号公報）。

この据え込み方式の金属薄板の接合装置の従来例を、
第５図、第６図、および第７図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）
（Ｄ）に基いて説明する。（31）はプレスのラム（32）
に取付けたパンチホルダ、（33）は、このパンチプレー
ト（31）の下部に固定したパンチプレートであり、この
パンチプレート（33）の中央にはパンチ（34）が固定さ
れている。（35）はパンチプレート（33）の下方にガイ
ドピン（36）を介して上下動可能に支持された押さえ板
で、この押さえ板（35）は、パンチ（34）に巻装されて
パンチプレート（33）との間に介在する圧縮スプリング
（37）により、常時、第５図に示す最下降位置に押し下
げられている。一方、（38）はプレスベッド（39）に取
付けられたボルスタで、その上部にはダイス（40）が固
定されている。ダイス（40）の中央には、上下に貫通す
る孔（41）を穿設すると共に、この貫通孔（41）の周壁
部の両側には、上端面において開口する溝（42）（42）
を形成している。上記パンチ（34）は、その下降によっ
て、接合すべき板材（54）（55）をダイス（40）の貫通
孔（41）内に膨出させるようになっている。従って、貫
通孔（41）はダイス孔として機能するようにその寸法緒
言が決められている。貫通孔（41）の周壁部は、第６図
に示すように、上端面において開口する溝（42）（42）
によって分割された複数、例えば２個の拡開可能な分壁
部（40a）（40a）から構成されており、各分壁部（40
a）（40a）の上端面における貫通孔（41）側の端縁は、
中央部が円弧状にくぼむ切断エッジ（43）に形成されて
いる。尚、（42a）（42a）は、溝（42）（42）の下半部
の幅広部を示す。（44）は、分壁部（40a）（40a）の復
元機構として分壁部（40a）（40a）の上端外周に巻設さ
れた弾性材製の拡開規制部材で、その弾性締付力によっ
てダイス（40）を常時、反拡開方向に付勢している。
（46）はダイス（40）の下端大径部（40b）上に載置さ
れた硬質ゴム材からなる二分割型の弾性座板、（47）は
ダイス（40）の下方部分に形成された雄ねじ部、（48）
はこの雄ねじ部（47）に螺合するようにダイス（40）の
外周に嵌装されたナットで、このナット（48）は弾性座
板（46）上に締付けて固定してある。ナット（48）の高
さ方向の寸法を変えることによって、ダイス（40）の拡
開に寄与する溝（42）（42）の高さ方向の寸法が変化す
るので、ダイス（40）の拡開開始力は、その下端側にお
いて調節することが可能になっている。（49）はダイス
（40）の貫通孔（41）内に上下動可能に嵌装された軸棒
で、この下半部はボルスタ（38）に形成した保持孔（5
0）内に挿入されている。（51）はボルスタ（38）の保
持孔（50）の下端雌ねじ部（52）に螺着された調整ね
じ、（53）はこの調整ねじ（51）と軸棒（49）のフラン
ジ部分（49a）との間に介在する圧縮スプリングであ
り、軸棒（49）は、この圧縮スプリング（53）の弾撥力
に抗して所定量押し下げられると、調整ねじ（51）に当
接するようになっており、当接迄の下降長さは、調整ね
じ（51）のねじ込み量を変えることによって調整する。

以下、上記据え込み接合装置の作動要領を説明する。
先ず第７図（Ａ）に示すように接合すべき２枚の板材
（54）、（55）を上下に重ね合わせてダイス（40）上に
載置し、この状態でプレスのラム（32）を下降させる。
ラム（32）が所定量下降すると、押さえ板（35）が板材
（54）（55）に当接し、これらをダイス（40）上に押圧
固定すると共に、押さえ板（35）自身のそれ以上の下降
は阻止される。以後、ラム（32）によりパンチ（34）の
みが下降し続け、第７図（Ｂ）に示すように両板材（5
4）（55）はパンチ（34）の加圧力によってダイス（4
0）の貫通孔（41）および溝（42）内に膨出する。この
膨出部（56）のうち、溝（42）に対応する部分は板材
（54）（55）に連続したままの状態で残り、切断エッジ
（43）（43）に対応する両側は、パンチ（34）と切断エ
ッジ（43）（43）との協働作用により切断される。この
ようにして板材（54）（55）が膨出し始めると、第７図
（Ｃ）に示すように軸棒（49）が圧縮スプリング（53）
の弾撥力に抗して押し下げられ、軸棒（49）の下端が調
整ねじ（51）の上端に当接するようになる。パンチ（3
4）は、この後も更に若干量下降し、これによって膨出
部（56）が強く据え込まれる。即ち、パンチ（34）は、
軸棒（49）が調整ねじ（51）に当接し始めた時点から最
下降位置に到達する時点迄の下降ストローク域を据え込
み域として機能させ、この据え込み域の終端で膨出部
（56）を受け、膨出部（56）にパンチ（34）の据え込み
力を作用させる。この結果、切断エッジ（43）（43）と
対向する膨出部（56）は、第７図（Ｄ）に示すように切
断側方向に拡がり出るように展延され、ダイス（40）の
分壁部（40a）（40a）に矢印（57）および（58）方向の
拡開力を伝達する。この拡開力が所定値以上になると、
拡開規制部材（44）の締付力に抗して膨出部（56）の両
側の切断端がダイス（40）の分壁部（40a）（40a）を拡
開させながら横方向に張り出す。この後、ラム（32）が
所定の下降ストロークを終了して上昇ストロークに転じ
ることによってパンチ（34）は押さえ板（35）と共に上
昇して原位置に復帰し、一方、軸棒（49）は圧縮スプリ
ング（53）の弾撥力により上昇復帰し、この復帰過程で
板材（54）（55）の膨出部（56）を突き上げて貫通孔
（41）および溝（42）から抜き出す。この結果、ダイス
（40）は拡開規制部材（44）の弾性締付力により縮径
し、据え込み接合動作開始前の状態に復帰する。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、第５図、第６図、および第７図（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示す金属薄板（54）（55）の据え
込み接合装置では、ダイス（40）の分壁部（40a）（40
a）の付勢部材として、分壁部（40a）（40a）の上端外
周面上にゴム等の弾性材料からなる円筒状の拡開規制部
材（44）を巻設している。ダイス（40）の分壁部（40
a）（40a）には溝（42）（42）が設けられているから、
この溝（42）（42）の鋭端と接する拡開規制部材（44）
の内周面は、据え込み動作を繰返す度毎、溝（42）（4
2）の鋭端部分で擦られる。このため、拡開規制部材（4
4）が傷付き、また、弾性変形や部分的な摺接の繰返し
による脆化によって、据え込み接合装置の精度と耐久性
の維持に悪影響を及ぼしていた。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題の解決手段として本考案は、重ね合わされた
２枚以上の金属薄板に一部分が連なった部分的な打ち抜
き加工を施すと共に、当該打ち抜き部分を圧延すること
によって上記２枚の金属薄板を結合一体化する打ち抜き
接合構体において、 上記２枚以上の金属薄板を挾んでその両側に対向配置
されたピン挿入孔付きのアンビルおよびパンチと、上記
アンビルの台座部の両側に、上記アンビルのピン挿入孔
内に嵌挿支持されたピンを介して移動可能に対設され、
上記金属薄板の打ち抜き部分の圧延に伴って上記アンビ
ルの半径方向外側に向って拡開するブレードと、上記ブ
レードに穿設された有底のスプリング挿入孔内で上記ピ
ン上に嵌装支持され、上記金属薄板の打ち抜き・膨出時
に上記ブレードをアンビルの中心方向に付勢するスプリ
ング、ならびに、上記スプリング挿入孔の開口端近傍で
上記ピンの両端に固着されたスプリングの抜け出し防止
部材から構成されていることを特徴とする、金属薄板の
接合装置を提供するものである。

〔作用〕

アンビルの台座部の両側に左右一対にブレードを配設
し、このブレードに穿設された有底のスプリング挿入孔
内に付勢用のスプリングを内蔵させる。ブレード付勢用
のこのスプリングは、アンビルの台座部に設けられた貫
通孔内に嵌挿支持されたピンに嵌め込まれ、このピンの
両端に固着されたワッシャまたは中空円筒体からなる抜
け出し防止部材によって抜け止め機能を与えられてい
る。据え込み接合時に、上記スプリングは、ブレードを
アンビル台座部の中心方向に付勢し、これによって金属
薄板の接合部位を圧縮力と拡開力の作用下に一体結合さ
せる。

〔実施例１〕 以下、第１図および第２図に基づいて本考案の第１の
具体例を説明する。ただし、パンチ（34）は、第５図、
第６図、および第７図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示す
従来装置と同様なものを使用するので、二点鎖線で部分
的に図示し説明を省略する。

第１図および第２図において、（10）は凸状アンビル
で、円板状のホルダー部（10a）と、ホルダー部（10a）
の上方で、その直径方向に沿う一部を残して両側を切欠
いた方形断面の台座部（10b）と、上記ホルダー部（10
a）の下方に設けられたシャンク部（10c）とから構成さ
れている。アンビル（10）の台座部（10b）にはその長
手方向と直交状態でピン挿入孔（11）が穿設されてお
り、この挿入孔（11）には、ピン（12）が嵌挿支持状態
で取付けられている。一方、台座部（10b）の短手方向
両側には、直立壁部分にピン（12）よりも幾分大径のピ
ン挿通孔（13a）を穿設してなる半円柱台状のブレード
（13）（13）が配設されている。そして、ブレード（1
3）（13）の外周面側からは、上記アンビル（10）の台
座部（10b）に向って有底のスプリング挿通孔（13b）
（13b）が穿設されている。上記ピン挿通孔（13a）（13
a）を貫通し、台座部（10b）のスプリング挿入孔（11）
に向って延びるピン（12）には、ブレード（13）（13）
の付勢部材としてコイルスプリングからなる圧縮バネ
（14）（14）が嵌挿されている。スプリング挿通孔（13
b）（13b）の開口端の近傍に位置するピン（12）の両端
には、上記圧縮バネ（14）（14）の抜け出し防止部材と
してワッシャ（15）（15）が固着されている。ワッシャ
（15）（15）は、ピン（12）を支持部材として圧縮バネ
（14）（14）を有底のスプリング挿通孔（13b）（13b）
内に嵌装した後、ピン（12）の両端にカシメ、溶接、あ
るいは接着等の適当な接合手段を利用して固着する。ア
ンビル（10）の台座部（10b）の両端にブレード（13）
（13）を装着した状態で、上方から眺めたとき、ダイス
（16）は円柱状となっている。また、上記アンビル（1
0）の台座部（10b）の上面よりもブレード（13）（13）
の上端部分を若干突出させることによって、パンチ（3
4）のストリッパ部（34b）の下端と対向するアンビル
（10）の台座部（10b）の上端部分には、据え込み接合
用の凹部（10d）が形成されている。

金属薄板（54）（55）を据え込み接合する際には、先
ずストリッパ部（34b）の下降ストロークによって金属
薄板（54）（55）の接合予定部位をアンビル（10）の据
え込み接合用凹部（10d）内に膨出させる。この後、ス
トリッパ部（34b）の下降ストロークを更に増大させる
ことによって上記接合予定部位には更に大きな圧延力が
作用し、金属薄板（54）（55）の重ね合わせ接合部位の
厚みが若干減少する。これによって金属薄板（54）（5
5）が一体に圧着され、同時に上記凹部（10d）内で重ね
合わせ接合部位が圧縮バネ（14）（14）の付勢に抗して
側方への膨出を開始する。上記据え込み接合動作が開始
されたとき、ブレード（13）（13）に内蔵された圧縮バ
ネ（14）（14）は、ピン（12）の軸線方向に沿って弾性
変形し、ブレード（13）（13）をアンビル台座部（10
b）の中心方向に付勢する。この後、ブレード（13）（1
3）を圧縮バネ（14）（14）の付勢に抗して拡径させな
がらパンチ（34）が更に若干量下降することによって、
金属薄板（54）（55）の膨出部が据え込み接合用の凹部
（10d）内で強く据え込まれる。この結果、金属薄板（5
4）（55）の膨出部は、切断側方向に拡がり出るように
展延され重ね合わせ接合部位の一体化が促進される。ラ
ム（32）が所定の下降ストロークを終了して上昇ストロ
ークに転じることによって、パンチ（34）は押さえ板
（35）と共に上昇して原位置に復帰する。この状態でブ
レード（13）（13）は、圧縮パネ（14）（14）の弾性締
付力によりアンビル（10）の中心方向に縮径し、据え込
み接合動作開始前の状態に復帰する。

〔実施例２〕 第３図に示すダイ（16）は、圧縮バネ（14）（14）の
抜け出し防止部材としてワッシャの代りに、側壁部分に
ピン（12）の挿通孔（17）（17）を穿設した金属製の環
状（15）を使用したものである。この据え込み接合装置
では、アンビル（10）の台座部（10b）の両側に圧縮バ
ネ（14）（14）を内蔵したブレード（13）（13）を対向
配置した後、ブレード（13）（13）の上方から上記環状
（15）を嵌め込み、この後、一方の挿通孔（17）からピ
ン（12）を挿入する。ピン（12）の先端が第１の圧縮バ
ネ（14）、第１のピン挿通孔（13a）、ピン挿入孔（1
1）、第２のピン挿通孔（13a）、ならびに第２の圧縮バ
ネ（14）内を貫通して他方の挿通孔（17）の外側迄到着
したとき、カシメ、溶接、あるいは接着等の適当な接合
手段を利用してピン（12）の両端を環状体（15）に固着
する。ピン（12）の長さ及び環状体（15）の内径寸法
は、上記環状体（15）の装着によってブレード（13）
（13）の水平方向への拡開が妨害されないように、ブレ
ード（13）（13）の外径寸法よりも環状体（15）の内径
寸法が若干大きくなるように調節する。

〔実施例３〕 第４図に示すダイ（16）は、金属薄板（54）（55）の
据え込み接合時に、重ね合わせ接合部位の据え込み接合
用凹部（10d）内への圧入と抜け出しを容易化する目的
で、アンビル（10）のホルダー部（10a）上に座着する
ブレード（13）（13）の下面に傾動用の下向きエッジ
（13c）（13c）を突出させたものである。

据え込み接合動作が開始されたとき、圧縮バネ（14）
（14）の弾性変形によってブレード（13）（13）がピン
（12）の軸線方向に沿って拡開する点は実施例１および
実施例２と同様であるが、第４図に示す装置ではピン挿
通孔（13a）の孔径がピン（12）の直径よりも所定寸法
だけ大径に設定されているため、ブレード（13）（13）
はエッジ（13c）（13c）を回転中心として首振り運動
し、これによって金属薄板（54）（55）の据え込み接合
部位の凹部（10d）内への圧入と抜け出しを容易化して
いる。

〔考案の効果〕

本考案においては、ブレード内に付勢用のスプリング
が内蔵されているため、ダイスのコンパクト化と付勢機
構の簡易化が可能となる。またブレードの付勢部材とし
て弾性体、例えばゴムの代りに金属製のスプリングを使
用することによって、ブレードが正確に作動し、かつ、
付勢部材の局部的な摩耗や脆化が防止されるため、メン
テナンスの容易化と設備投資の節減に対しても大きな効
果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の具体例を示す金属薄板接合装置
の縦断面図、第２図はダイスおよびアンビルの上面図、
第３図および第４図は本考案の第２および第３の具体例
を示す金属薄板の据え込み接合装置の縦断面図、第５
図、第６図、および第７図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は
従来装置の正面図である。 （54）（55）……金属薄板、（10）……アンビル、（10
b）……アンビルの台座部、（11）……ピン挿入孔、（1
2）……ピン、（13）……ブレード、（13a）……ピン挿
通孔、（13b）……スプリング挿入孔、（14）……スプ
リング、（15）……スプリングの抜け出し防止部材。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】重ね合わされた２枚以上の金属薄板に一部
   分が連なった部分的な打ち抜き加工を施すと共に、当該
   打ち抜き部分を圧延することによって上記２枚の金属薄
   板を結合一体化する接合装置において、 上記２枚以上の金属薄板を挾んでその両側に対向配置さ
   れたピン挿入孔付きのアンビルおよびパンチと、 上記アンビルの台座部の両側に、上記アンビルのピン挿
   入孔内に嵌挿支持されたピンを介して移動可能に対設さ
   れ、上記金属薄板の打ち抜き部分の圧延に伴って上記ア
   ンビルの半径方向外側に向って拡開するブレードと、 上記ブレードに穿設された有底のスプリング挿入孔内で
   上記ピン上に嵌装支持され、上記金属薄板の打ち抜き・
   膨出時に上記ブレードをアンビルの中心方向に付勢する
   スプリング、ならびに、 上記スプリング挿入孔の開口端近傍で上記ピンの両端に
   固着されたスプリングの抜け出し防止部材から構成され
   ていることを特徴とする、金属薄板の接合装置。