JP2583572B2 - かしめ接合ロール成形製品、その接合方法、そのロール成形装置および剪断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属帯板を素材として断面の一部に重ね合
わせ部を設け、該重ね合わせ部をかしめにより接合した
ロール成形製品、その接合方法、それに用いるロール成
形装置および剪断装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば、第11図に示すような断面形状を有する
デッキプレート１において、その垂直折曲げ部1aの接合
は、スポット溶液とする方法が、一般に行なわれてい
る。

しかし、溶接により接合した場合、溶接熱によって変
質し、そこから錆が発生する。

そこで溶接による接合の不具合を回避するため、実開
昭60−1809号には、前記垂直折曲げ部1aをかしめによっ
て接合する方法が提案されている。

さらに、特開昭60−68119号には、第１、第２および
第３工程によって２枚の金属板を相互に接合する方法が
具体的に開示されている。この方法は、前記第１工程
で、前記２枚の金属板の一部に、重ね合わされたまま該
金属板の厚み方向の一方側に折り曲げられ、該金属板の
長手方向に対向する一対のかしめ片を形成し、前記第２
工程で前記一対のかしめ片の下流側のかしめ片を折り戻
した後に、前記一対のかしめ片の上流側のかしめ片をさ
らに前記上流側に折り返し、前記第３工程で、前記上流
側のかしめ片を前記上流側に完全に折り返すことを特徴
とするものである。

この方法によるデッキプレートの接合例を第12図に示
す。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記特開昭60−68119号に開示された接合方
法では、第12図に示すように、一対のかしめ片の下流側
のもの1hが、折り戻されるので、金属板の流れ方向に沿
って、２本の切りキズ1gが残存した形状となり、錆の発
生、クラックの進展の起点となり易い。また、これによ
る製品は矢印９方向のねじり、または矢印10方向のずれ
に対する抵抗性が低いという問題点もある。

本発明は、上述のような観点から、美観、強度を損な
うことなく、さらにはかしめ強度、特に左右両方向のず
れまたはねじれ外力に対し強度を増加した成形製品、そ
のかしめ接合方法、そのロール成形装置およびかしめ片
の形成に好適な剪断装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、帯状金属素材をその幅方向に曲げ成形して
得られ、断面の一部に前記金属素材がその厚み方向に重
ね合わされ、該重ね合わされた部分を互いにかしめ接合
されてなるロール成形製品において、前記かしめ接合
は、打抜きにより形成され重なり合った舌状のかしめ片
が、その先端を前記製品の長手方向の一方向としてかつ
重ね合わされたまま前記厚み方向の両側に折り曲げられ
たことによるものであることを特徴とするかしめ接合ロ
ール成形製品、 多数のロールスタンドを経て帯状金属素材をその長手
方向に送り運動を与えつつその幅方向に曲げ成形して断
面の一部に該金属素材をその厚み方向に重ね合わせ、該
重ね合わせ部分を相互に接合するロール成形製品の接合
方法において、前記重ね合わせ部分をその厚み方向から
挟圧打抜してその一部に前記送り運動の下流側を先端と
し重なり合って一組となる舌状かしめ片を、一組は前記
厚み方向の一方向に、他の組は他の方向に突出するごと
く形成した後、該かしめ片を前記挟圧部の前記下流側に
設けたロール対により、前記突出方向を経て前記送り運
動の上流側へ折り返すことを特徴とするロール成形製品
のかしめ接合方法、 冷間ロール成形法により重なり合う複数枚の金属板ま
たはロール成形法による被成形材の重ね合わせ部を相互
に接合する方法であって、前記重ね合わせ部を、外周上
に三角錐状の突切り刃型を有するロール、および該ロー
ルに相対する受ロールにて挟圧して、前記重ね合わせ部
の一部に、先端を前記冷間ロール成形法による送り運動
の下流側とし、前記金属板がなす平面から突出したかし
め片を形成し、次に対向する一対のロールにて前記かし
め片を折り返すことを特徴とする複数枚の金属板の接合
方法、 多数のロールスタンドを経て帯状金属素材をその長手
方向に送り運動を与えつつその幅方向に曲げ成形して断
面の一部に該金属素材をその厚み方向に重ね合わせ、該
重ね合わせ部分を相互に接合するロール成形装置におい
て、外周上に突出した突切り凸部および前記外周上から
凹入した突切り凹部を有する一対の突切りロールを有
し、該一対のロールをその一方の凸部が他方の凹部に嵌
入または対向して回転するごとく回転同期化し、該ロー
ル間に前記送り運動によって前記重ね合わされた部分を
供給され、該部分に先端を前記送り運動の下流側とし重
なり合って一組となる舌状かしめ片を一組は前記重ね合
わせ方向の一方向に、他の組は他の方向に突出するごと
く形成する突切りロール段ならびに該突切りロール段の
前記送り運動の下流側に設けられた一対のロールによ
り、前記かしめ片を前記送り運動の上流側へ折り返すか
しめロール段からなることを特徴とするロール成形装
置、 ならびに長手方向に走行する被加工材を、一方は剪断
切刃、他方は剪断受部をそれぞれ有し、その前記切刃お
よび受部を前記走行方向に互いに回転または揺動する一
対の工具で挟圧剪断する剪断装置において、前記両工具
の回転または揺動の中心を前記切刃を有する工具に対
し、前記受部を有する工具は、前記被加工材の走行の上
流側に位置せしめるとともに、前記受部はその前記中心
を中心とする円弧面とすることを特徴とする剪断装置で
ある。

〔作用〕

第１図は、本願の第１発明のかしめ接合ロール成形製
品の一例を示すもので、Ａは斜視図、Ｂはかしめ片を含
む断面図である。これらからわかるように、本発明によ
るかしめ片1dおよび1eは板厚方向に対し、両方向、Ａ図
で手前側（1d）と向う側（1e）を経て折り返され、かつ
かしめ片の先端は1d、1eいずれも同一方向（図Ａ、Ｂに
おいて右側）とされている。これにより、双方向のず
れ、またはねじれ外力に対し強い抵抗性を示す。

本願の第２および第３発明の接合方法は、いずれも重
ね合わされたまま先端をロール成形の送り運動の下流側
とする舌状かしめ片を打抜（剪断）により形成し、これ
を被成形材の送り運動を利用してその運動の上流側へ折
り曲げることによりかしめ接合するものであり、前記開
示例のごときシャープな切欠き（1g）は生じない。この
うち、第２発明は第１図に示したごとく、かしめ片を板
厚方向に対し交互等両側を経て上流側へ折り返し、両方
向のずれ、ねじりに対抗せしめるもの、第３発明は両方
向または一方向を経て上流側へ折り曲げるものである。

また、本願の第３発明において、複数枚の金属板は三
角錐状の突切り刃型によってＶ字状の線に沿って剪断さ
れ、その過程で突切り刃型の斜面部により押圧され金属
板の送り方向の下流側を先端とし、垂直折曲げ部平面か
ら突出するカール状のかしめ片となる。

かしめ片がカール状に成形されるため、従来法のよう
にかしめ片を折り返すための工程は必要なく、円筒状の
ロールを用いて挟圧するのみで完全に上流側に折り返さ
れて接合ができるのである。

さらに、かしめ片を三角形状としたことにより、第12
図に1gで示したような切欠結果となる切りキズが残存せ
ず強度的にも有利な接合ができる。

〔実施例〕

以下実施例により、本願の第１、第２および第４発明
を詳述する。

第２図は、本願の第４発明のかしめ接合装置の要部の
１実施例を示している。

垂直折曲げ部1aのみを示す被成形材は、矢印１′とな
り運動の上流側に設けられた図示しない曲げ成形部で、
帯状素材から第11図に示す単位断面形状を横方向に複数
列連設されたごとき断面形状に成形され、矢印１′方向
の送り運動を与えられて供給される。被成形材の寸法に
より可能の限り大径とされたロール３および４は、それ
ぞれ軸心の周りの対称位置に突切り凸部3aと突切り凹部
3bおよび4aと4bを有し、ロール相互間で一方の凸部が他
方の凹部と対向するごとく、図示しない同期用歯車で連
結され、そのロール間に被成形材の垂直折曲げ部分1aを
挟むごとく配置されて突切りロール対を構成し、それぞ
れ突切り凸部および凹部間で舌状面形状のかしめ片を回
転しつつ打抜きする。また、このロール対は矢印３′お
よび４′方向に図示しない駆動装置により回転駆動され
ている。

突切り凸部3a、4aのロール円周面からの突出量は、被
成形材の打抜厚みよりやや多い程度とされ、またその回
転方向の前面は被成形材の被打抜部1aからの抜け出しの
ための後退角を与えられ、また後面側は打抜きにより形
成されたかしめ片1bの根本部の曲げ角度を大きくすべく
急峻に低下するごとく角度を与えられるとともに、対向
する突切り凹部3b、4bの終端壁との間隔を定められてい
る。

突切り凹部3b、4bは、突切り凸部3a、4aとの間に干渉
を防止する平面形状とするとともに、カールして形成さ
れるかしめ片を収容するに十分の深さとされている。

この突切りロール段により被成形材はその垂直折曲げ
部1aに、その厚み方向の表裏両側に交互に突出し、かつ
先端を被成形材の送り運動１′の下流側とする舌状かし
め片1bを形成される。

前記突切りロール段の送り運動の下流側には、対向す
る円周面を適当間隔に保持された一対のかしめロール
５、５がその両軸心を結ぶ方向に可動に設けられたかし
めロール段が準備されており、前記突切りロール段で形
成され垂直折曲げ部1aの表裏面に突出したかしめ片1b
は、該かしめロール段により、その先端が送り運動１′
の上流側（１′の逆方向）に折り曲げられ、かしめが完
成される（1e）。

本実施例は、突切りロール対を回転駆動したものであ
り、かしめ間隔をほぼ一定に保持できる、かしめロール
対を左右に可動としたので、被成形材の垂直折曲げ部に
横方向の力を及ぼすことが少ない、かしめ片の折曲げ方
向が表裏交互であり、これによる製品は双方向のねじ
り、ずれに対し、ほぼ等強度の抵抗性を示す等の特徴が
ある。

次に本願の第３発明の方法をその一実施例の図面で説
明する。

第３図は、本発明の方法によるデッキプレートの接合
例、第４図は本発明を実行する装置の一実施例を示す断
面図、第５図はかしめ片を形成するための、突切り刃型
の例をそれぞれ示したものである。第６図〜第９図は、
かしめ片により２枚の金属板が接合される過程を示して
いる。

第３図〜第９図において、１はデッキプレートで、1a
はデッキプレート１の折曲げによって形成された垂直折
曲げ部、1fは垂直折曲げ部1aの一部に、後述のロール
６、８および折曲げロール５、５によって形成されたか
しめ片、６は突切り刃型７を有するロール、８は前記ロ
ール６と相対向して設けられた受ロール、５は前記ロー
ル６、８の下流側に設けられた一対の折曲げロール、お
よび７は前記ロール６の外周上に設けられた突切り刃型
をそれぞれ示すものである。

突切り刃型７を有するロール６、受ロール８、および
一対の折曲げロール５、５は、回転は自由として、垂直
折曲げ部1aを挟圧することにより、回転する構造となっ
ている。

また、受ロール８の外周上には突切り刃型７との干渉
を避け、かつ垂直折曲げ部を押えるために刃型６が通る
部分には刃型の逃げ溝8aが設けられている。

２枚の垂直折曲げ部1aは、以下に述べるような過程で
接合される。垂直折曲げ部1aは、あらかじめロール成形
等により、上流部で成形され、ロール６と受ロール８間
に送り込まれる。フリーロール構造の６および８は、垂
直折曲げ部1aの動きに従って矢印の方向に回転する。

第５図に示すような三角錐状の突切り刃型7a、7bが、
垂直折曲げ部1aに近づき、第６図に示すように、垂直折
曲げ部1aに接すると、刃型７の先端によって大きな突切
り力が局部的に働き、三角形状のかしめ片1bが形成され
る。この突切りの過程でさらにかしめ片1bは、第７図に
示すように三角錐状刃型５の背面で押圧されることによ
り、垂直折曲げ部1aからカール状に突出した形状とな
る。

なお、刃型７の根本部には第５図（ロ）に示すように
複数枚の金属板の板厚の総和に相当する程度の平行部を
設けておくと、後述するかしめ片の折曲げが完全となる
ことが確認されている。

この後、このかしめ片1bは、第８図、第９図に示すよ
うに一対の折曲げロール５に挟圧され、完全に上流側に
折返され、かしめ片1fとなって完全に接合される。この
かしめ片1bの折り返しは、本願の第１、第２および第４
発明で述でたと同様である。

本第３発明の接合方法は、三角錐状の刃先の先端でま
ず垂直折曲げ部1aを突き破り、その後後続の稜線で切り
口を拡大するものであるから、垂直折曲げ部1aを押圧す
る力が小さく、したがって受けロール８による垂直折曲
げ部1aの支持点と三角錐状刃先での押圧点の直下との間
に多少の隔たりが許容され、これにより受けロール８の
形状を単純化し、または両ロールの同期回転を不要にす
ることができる。

次に第10図は、本願の第５発明の剪断装置の一実施例
を示す図である。厚みｔなる被剪断材20は、その長手方
向に矢印20′方向に走行している。該被剪断材20の下方
（図において裏面側）には、管状のピン21を中央支点と
して回動可能にへ字形フレーム22が、そのへ字形の両辺
を前記矢印20′方向とするごとき向きにして設けられて
いる。該フレーム22の両辺先端部上面には被剪断材20の
表裏両側に位置するごとく、一対のピン22′、22′が立
設されている。

該ピン22′、22′にはそれぞれ等径のピッチ円をPCで
示した歯車を介することにより、円周の対称位置に突切
り凸部23aと突切り凹部23bをそれぞれ有し、一方の突切
り凸部23aを他方の突切り凹部23bに嵌入またはこれらが
対向するごとく、回転同期化された一対のロール工具2
3、23が回転可能に嵌入されている。そしてこれらはそ
の一方が、ピッチ円をPC23で図示され、同心状に固定さ
れた歯車と、管状のピン21の内径内に設けた軸24の上側
に固定され、ピッチ円をPC24で示す歯車を介して、矢印
23′方向に被剪断材20とほぼ同周速度で回転駆動される
ことにより両駆動されている。突切り凸部23aの頂面の
前記駆動回転の前縁が剪断切刃を構成し、また突切り凹
部23bの周辺部が剪断受部を構成する。

フレーム22の回動は、シリンダである図示しない回動
駆動装置により、一方のロール工具23が駆動回転により
その突切り凹部23bを被剪断材20の送りの上流側（矢印2
0′の逆方向）から被剪断材20側へ向け始める時点にそ
のロール工具23が被剪断材20の送り上流側へ移動する方
向に行なわれる。

第10図は突切り凸部23aと突切り凹部23bが駆動回転
（矢印23′）により被剪断材20に接近しつつある状態を
示しており、一方のロール工具23はその突切り凹部23b
の近傍の周面で被剪断材10と点P₀で転り接触し、この接
触状態は剪断が終了するまで継続される。

この状態で運動が継続されると、突切り凸部23aの剪
断切刃は点P₁で被剪断材20と接触を開始し、その後接触
圧力は回転の進行と共に次第に増加し、被剪断材20は遂
に剪断される。この接触開始から剪断完了までの剪断切
刃と被剪断材20との接触の軌跡線（P₁〜P₂）の位置に応
じてP₀点、したがって使用中の剪断受部を有する工具の
回転中心位置Obを、使用中の剪断切刃を有する工具の回
転中心Oaに比し被剪断材20の走行の上流側に位置せしめ
ることにより、被剪断材20に働く曲げモーメントが減少
し、したがって被剪断材20の変形が防止されかつ安定性
が向上する。

本願第５発明は、前述の第１発明のかしめ接合ロール
成形製品のかしめ片の成形に特に好適である。すなわ
ち、これに要求されるかしめ片は、垂直折曲げ部1aから
可能の限り大きい角度で突出することが、その後の折曲
げロールによる折り返し上有利であり、このためには、
突切り凸部23aを突切り凹部23b内へ深く嵌入させること
が必要であり、この場合第２図または第４図（第６図、
第７図）のごとき、ロール配置では、被剪断材に大きな
曲げモーメントを与えることになるからである。

本実施例は、剪断方向を左右両方向に交互とするた
め、両ロール23を直径対称位置に突切り凸部23aと突切
り凹部23bを設けたものとすると共に、フレーム22を回
動可能にしている。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本願の第１発明のかしめ接合成形
製品は、かしめの折曲げ方向が表裏双方とされているの
で、双方向のねじれ、ずれに対して抵抗性を示し、した
がって取扱い中等にかしめが弛むことがない。また、切
りキズ1gがないのでクラックの進展はない。

本願の第２発明および第３発明の接合方法により、従
来のごときシャープな切りキズ1gを生ずることなく、製
品を製造することが可能になった。また、第２発明によ
れば双方向のねじれ、ずれに対抗する製品を製造するこ
とも可能になる。

本願の第４発明は、本願の第２発明を実施する具体的
装置で、これにより従来工程より少工程で、かつ両方向
のねじれ、ずれに対抗する製品を、簡単な構造で達成可
能となった。

本願の第５発明の剪断装置は、被剪断材に無理な曲げ
を与えることがなく、この特性を利用した種々の適用例
が考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願第１発明のかしめ接合ロール成形製品の
一例の斜視図と断面図、第２図は本願第２発明のロール
成形装置の一実施例の水平断面図、第３図は本願の第３
発明の接合方法によるデッキプレートの部分斜視図、第
４図は本願の第３発明の実施例を示す断面図、第５図は
本発明の突切り刃型の実施例の斜視図、第６図〜第９図
は、本願の第３発明の接合方法の接合の過程を示す断面
図、第10図は本願の第５発明の剪断装置の一実施例を示
す平面図、第11図は本発明の適用製品の一例であるデッ
キプレートの断面の一例を示す図および第12図は従来の
かしめ接合によるデッキプレートの一例の斜視図であ
る。 1:被成形材（デッキプレート）、1a:垂直折曲げ部、1b:
かしめ片、1d,1e,1f:かしめ部、1g:切りキズ、1h:切り
戻し部分、3,4:突切りロール、3a,4a:突切り凸部、3b,4
b:突切り凹部、5:かしめロール、6:ロール、7:突切り刃
型、8:受ロール、9:ねじり外力、10:ずれ外力、20:被剪
断材、20′：走行方向、21:管状ピン、22:フレーム、2
2′：ピン、23:ロール工具、23a:突切り凸部、23b:突切
り凹部、23′：回転方向、24:軸、PC,PC23,PC24:歯車の
ピッチ円、Oa,Ob:ロール工具軸心、P₀,P₁接触点、t:厚
み。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯状金属素材をその幅方向に曲げ成形して
   得られ、断面の一部に前記金属素材がその厚み方向に重
   ね合わされ、該重ね合わされた部分を互いにかしめ接合
   されてなるロール成形製品において、前記かしめ接合
   は、打抜きにより形成され重なり合った舌状のかしめ片
   が、その先端を前記製品の長手方向の一方向としてかつ
   重ね合わされたまま前記厚み方向の両側に下り曲げられ
   たことによるものであることを特徴とするかしめ接合ロ
   ール成形製品。
2. 【請求項２】多数のロールスタンドを経て帯状金属素材
   をその長手方向に送り運動を与えつつその幅方向に曲げ
   成形して断面の一部に該金属素材をその厚み方向に重ね
   合わせ、該重ね合わせ部分を相互に接合するロール成形
   製品の接合方法において、前記重ね合わせ部分をその厚
   み方向から挟圧打破してその一部に前記送り運動の下流
   側を先端とし重なり合って一組となる舌状かしめ片を、
   一組は前記厚み方向の一方向に、他の組は他の方向に突
   出するごとく形成した後、該かしめ片を前記挟圧部の前
   記下流側に設けたロール対により、前記突出方向を経て
   前記送り運動の上流側へ折り返すことを特徴とするロー
   ル成形製品のかしめ接合方法。
3. 【請求項３】冷間ロール成形法により重なり合う複数枚
   の金属板またはロール成形法による被成形材の重ね合わ
   せ部を相互に接合する方法であって、前記重ね合わせ部
   を、外周上に三角錐状の突切り刃型を有するロール、お
   よび該ロールに相対する受ロールにて挟圧して、前記重
   ね合わせ部の一部に、先端を前記冷間ロール成形法によ
   る送り運動の下流側とし、前記金属板がなす平面から突
   出したかしめ片を形成し、次に対向する一対のロールに
   て前記かしめ片を折り返すことを特徴とする複数枚の金
   属板の接合方法。
4. 【請求項４】多数のロールスタンドを経て帯状金属素材
   をその長手方向に送り運動を与えつつその幅方向に曲げ
   成形して断面の一部に該金属素材をその厚み方向に重ね
   合わせ、該重ね合わせ部分を相互に接合するロール成形
   装置において、外周上に突出した突切り凸部および前記
   外周上から凹入した突切り凹部を有する一対の突切りロ
   ールを有し、該一対のロールをその一方の凸部が他方の
   凹部に嵌入または対向して回転するごとく回転同期化
   し、該ロール間に前記送り運動によって前記重ね合わさ
   れた部分を供給され、該部分に先端を前記送り運動の下
   流側とし重なり合って一組となる舌状かしめ片を一組は
   前記重ね合わせ方向の一方向に、他の組は他の方向に突
   出するごとく形成する突切りロール段ならびに該突切り
   ロール段の前記送り運動の下流側に設けられた一対のロ
   ールにより、前記かしめ片を前記送り運動の上流側へ折
   り返すかしめロール段からなることを特徴とするロール
   成形装置。
5. 【請求項５】長手方向に走行する被加工材を、一方は剪
   断切刃、他方は剪断受部をそれぞれ有し、その前記切刃
   および受部を前記走行方向に互いに回転または揺動する
   一対の工具で挟圧剪断する剪断装置において、前記両工
   具の回転または揺動の中心を前記切刃を有する工具に対
   し、前記受部を有する工具は、前記被加工材の走行の上
   流側に位置せしめるとともに、前記受部はその前記中心
   を中心とする円弧面とすることを特徴とする剪断装置。