JP2911217B2 - 箱形製品の結合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、特殊板材から構成される本体ケースと地板
及び天板とを、ダイ及びパンチを用いて、カシメ結合す
る箱形製品の結合装置に関する。

［従来の技術］ 複数の金属板材を結合して構成される一例として、箱
形製品の組立前を第11図に示して説明する。箱形製品
は、コ字型の金属板材である本体ケース（１）の上下両
端部を、金属板材である地板（２）と天板（３）とによ
って閉鎖したものである（第11図においては、天地逆転
して図示）。本体ケース（１）の各端縁は折曲してフラ
ンジ（11a）を形成してある。地板（２）は、周囲にフ
ランジ（2a）を形成した浅底箱形であり、凹側を外向き
にして、奥側のフランジ（2a）を本体ケース（１）の下
端部（第11図では、上端部）に接続する。天板（３）
は、略Ｌ字型であり、本体ケース（１）の上端部（第11
図では、下端部）のフランジ（1a）の内側に接続する。
すると、第12図に示すような箱形製品が完成する。

［発明が解決しようとする課題］ 複数の金属板材を接続するには、一般的には、スポッ
ト溶接やリベット等の結合具を用いている。

しかし、金属板材が制振鋼板（２枚の鋼板間にプラス
チック等を介在させた複合板）や、アルミ板材、銅板材
塗装金属板材等の特殊板材のときは、スポット溶接を適
用できないか、或いは、適用できても前処理や後処理を
必要とし、その作業が面倒であった。例えば、制振鋼板
には、溶融するプラスチックを介在させてあるため、ス
ポット溶接を適用することができない。また、アルミ板
材や銅板材は、電気抵抗が小さいため、スポット溶接を
適用できない。さらに、塗装金属板材にスポット溶接を
適用するには、塗装を除去する前処理と、再塗装する後
処理とを必要し、作業性に難点があり、また、コストア
ップをもたらす。他方、リベット等の結合具を用いる方
法は、事前に孔あけが必要になると同時に、リベット等
の結合具の供給装置が別途必要となるため、その作業が
煩雑である。

そこで本発明は、２枚の特殊板材を効率よく結合する
ことができるようにした箱形製品の結合装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するため、コ字型の本体ケ
ースの下端部と上端部とを地板及び天板により閉鎖する
ワークの重合部を、塑性変形によりカシメ結合するダイ
及びパンチを、ヨーク部内に配置し、パンチを流体圧作
動のパワーアクチュエータにより作動させる金属結合装
置を、組立ラインに連続して配置された地板カシメ機、
天板カシメ機Ａ及び天板カシメ機Ｂに具備し、上記地板
カシメ機は、上記金属結合装置を立設し、かつ、ワーク
の進行方向であるＸ方向に移動可能に複数配置した結合
ヘッドと、前記結合ヘッドを、ワークの進行方向と水平
方向に直交するＹ方向に移動させる移動台とを具備し、
上記天板カシメ機Ａは、ワークの開口側をカシメ結合す
るように、ヨーク部の凹入部を浅く形成した金属結合装
置をＸ方向に２台垂設し、かつ、独立してＹ方向に移動
するＹ方向移動台と、前記２台のＹ方向移動台を独立し
てＸ方向に移動させるＸ方向移動台とを具備し、上記天
板カシメ機Ｂは、ワークの奥側をカシメ結合するよう
に、ヨーク部の凹入部を深く形成した金属結合装置をＸ
方向に２台垂設し、かつ、独立してＹ方向に移動するＹ
方向移動台と、前記２台のＹ方向移動台を独立してＸ方
向に移動させるＸ方向移動台とを具備したものである。

［作用］ 本体ケースと地板及び天板とは、金属結合装置のダイ
及びパンチにより、塑性変形されてカシメ結合される。
このカシメ結合は、金属結合装置を、組立ラインに配置
された地板カシメ機、天板カシメ機Ａ及び天板カシメ機
Ｂに具備したことにより、連続して行うことができる。

［実施例］ 本発明にかかる一実施例を第１図乃至第10図を参照し
て説明する。ここで、本体ケース（１）と地板（２）の
フランジ（2a）、又は、本体ケース（１）のフランジ
（1a）と天板（３）のような２枚の板材（Ａ）（Ｂ）を
カシメ結合する箱形製品の原型をワーク（Ｗ）という。
また、ワーク（Ｗ）の進行方向をＸ方向、Ｘ方向に直交
する水平方向をＹ方向、Ｘ方向と直交する鉛直方向をＺ
方向という。

本発明は、第１図に示すように、地板カシメ機（10）
と天板カシメ機Ａ（20）と天板カシメ機Ｂ（30）とを、
組立ラインに連続して配置する。

各カシメ機（10）（20）（30）は、第２図に示すよう
な、金属結合装置（40）を具備する。

金属結合装置（40）は、Ｃ形のヨーク部（41）とヨー
ク部（41）の一端側に配置されるパワーアクチュエータ
（42）と他端側に配置されるダイ（43）とから構成され
る。パワーアクチュエータ（42）は、扇形空間（44）内
で往復揺動する揺動ピストン（45）と、揺動ピストン
（45）の中間部に枢着されるトグルリンク（46）と、ト
グルリンク（46）の先端に枢着され、上記ダイ（43）方
向に往復動するラム（47）とから構成される。ラム（4
7）の先端には、上記ダイ（43）と接離するパンチ（4
8）を固着する。パンチ（48）の先端は円柱形又は角柱
形であり、ダイ（43）もそれに対応して、円形又は角形
にダイ穴（49）を形成する。ダイ穴（49）は、開閉可能
に２分割されるダイ穴形成部材（50）（50）によって構
成される。ダイ穴（49）の内径は、パンチ（48）の外径
よりも若干大きいものとする。パンチ（48）がラム（4
7）によってダイ（43）を押圧すると、ダイ穴形成部材
（50）（50）が拡開して、接合する２枚の板材（Ａ）
（Ｂ）がダイ穴（49）内で塑性変形し、２枚の板材
（Ａ）（Ｂ）は第３図に示すように、据え込み変形して
カシメ結合される。

このような金属結合装置（40）は、連続した組立ライ
ンに配置される地板カシメ機（10）、天板カシメ機Ａ
（20）、天板カシメ機Ｂ（30）に、それぞれ適宜変形し
て配備される。

地板カシメ機（10）は、組立ラインの最上流に配置さ
れ、本体ケース（１）と地板（２）のフランジ（2a）と
をカシメ結合するものであり、第４図及び第５図を参照
しながら説明する。

地板カシメ機（10）は、フロア上に配置される固定台
（11）の上面にＹ方向の移動台（12）を配置する。固定
台（11）の上面の両端部付近には、２本のＹ方向のレー
ル（13）（13）を敷設する。移動台（12）の下面には、
Ｙ方向のレール（13）（13）と嵌合する摺動体（14）
（14）を固着する。さらに、固定台（11）にはスライド
シリンダ（15）のシリンダ本体（15a）をＹ方向に固定
し、そのピストンロッド（15b）を移動台（12）に固定
する。従って、そのピストンロッド（15b）の伸縮によ
り、移動台（12）がＹ方向に前進後退する。移動台（1
2）の上面には、Ｙ方向の３台の結合ヘッド（16）（1
6）（16）を配置する。結合ヘッド（16）の上面には、
ラム（47）がＺ方向に移動するように、金属結合装置
（40）を立設する。最上流の結合ヘッド（16）は移動台
（12）に固定し、下流側の２台の結合ヘッド（16）（1
6）はＸ方向に移動可能に係合する。即ち、移動台（1
2）の上面の両端部付近に２本のＸ方向レール（17）（1
7）を敷設し、下流側の２台の結合ヘッド（16）（16）
の下面に、前記レール（17）（17）と嵌合する摺動体
（18）（18）を固着する。そして、移動台（12）に、２
台のピッチ調整用シリンダ（19）（19）のシリンダ本体
（19a）（19a）を固着し、そのピストンロッド（19b）
（19b）をそれぞれ、下流側の２台の結合ヘッド（16）
（16）に接続する。そのピストンロッド（19b）（19b）
を伸縮することにより、３台の結合ヘッド（16）（16）
（16）の間隔が調整される。結合ヘッド（16）（16）
（16）の間隔が調整されることにより、結合ヘッド（1
6）（16）（16）に立設された金属結合装置（40）（4
0）（40）をワーク（Ｗ）の大きさに対応させることが
できる。

地板カシメ機（10）は、以上のように構成され、次
に、ワーク（Ｗ）である本体ケース（１）と地板（２）
のフランジ（2a）とをカシメ結合する方法について説明
する。

先ず、スライドシリンダ（15）のピストンロッド（15
a）を縮退し、金属結合装置（40）を後退させた位置
で、ワーク（Ｗ）の大きさに対応して、予め、３機の金
属結合装置（40）（40）（40）の間隔を調整しておく。
即ち、ピッチ調整シリンダ（19）（19）によって、下流
側の結合ヘッド（16）（16）を移動させる。

そして、本体ケース（１）と地板（２）のフランジ
（2a）とを、その開口部（Ｃ）で、仮止めしたワーク
（Ｗ）を、カシメ位置に移動した後、スライドシリンダ
（15）のピストンロッド（15b）を伸長し、移動台（1
2）を前進させる。すると、ダイ（43）及びパンチ（4
8）が本体ケース（１）と地板（２）のフランジ（2a）
とを、間隔をあけて、挟んだ状態となる。

次に、パワーアクチュエータ（42）によって、ラム
（46）を前進させると、ダイ（43）とパンチ（48）とに
よって、本体ケース（１）と地板（２）のフランジ（2
a）とが３箇所でカシメ結合される。

その後、パワーアクチュエータ（42）によって、ラム
（46）を後退させ、ダイ（43）とパンチ（48）とを、カ
シメ結合された本体ケース（１）と地板（２）のフラン
ジ（2a）とから外す。最後に、スライドシリンダ（15）
のピストンロッド（15a）を縮退し、金属結合装置（4
0）をワーク（Ｗ）から後退させる。ワーク（Ｗ）はＸ
方向に進行し、下流側の天板カシメ機Ａ（20）まで移送
する。

天板カシメ機Ａ（20）は、本体ケース（１）のフラン
ジ（1a）と天板（３）とを、その開口側で、カシメ結合
するもので、第６図乃至第８図を参照しながら説明す
る。

天板カシメ機Ａ（20）は、フロアに立設した４本の支
柱（21）の頂部に載置した基盤（22）の下面に固定台
（23）を配置し、その固定台（23）の下側に金属結合装
置（40）を移動可能に配置したものである。固定台（2
3）の下面の両端部付近には、第８図に示すように、２
本のＸ方向レール（24）（24）を敷設する。そして、固
定台（23）の下側、下流側からに調整台（25）及び、第
１と第２のＸ方向移動台（26）（27）を配置する。調整
台（25）及び第１と第２のＸ方向移動台（26）（27）の
上面には、Ｘ方向レール（24）（24）と係合する摺動体
（28）（28）を固着し、調整台（25）及び第１と第２の
Ｘ方向移動台（26）（27）がＸ方向に移動できるように
する。調整台（25）の移動は、調整用シリンダ（29）に
よって行う。調整用シリンダ（29）のシリンダ本体（29
a）は、固定台（23）に取付け、ピストンロッド（29b）
は、調整台（25）に取付ける。調整台（25）の上面に
は、位置決めピン（31）を固定し、この位置決めピン
（31）と対向して略Ｔ字型のストッパ（32）を配置す
る。ストッパ（32）は、固定台（23）に開口部（23a）
を形成することにより、固定台（23）の下側と開口部
（23a）内との２位置に転換する。ストッパ（32）位置
の転換は、固定台（23）の上面に取付けたストッパ用シ
リンダ（33）によって行う。即ち、ストッパ用シリンダ
（33）のピストンロッド（33a）にストッパ（32）の上
端部を枢着し、ストッパ（32）の中間部を固定台（23）
の開口部（23a）の部分に枢着する。すると、ストッパ
用シリンダ（33）のピストンロッド（33a）が伸長した
ときに、ストッパ（32）が固定台（23）の下面側に位置
し、ピストンロッド（33a）が縮退したときに、ストッ
パ（32）が固定台（23）の開口部（23a）内に位置す
る。ストッパ（32）が固定台（23）の下側に位置してい
るときは、調整台（25）が短く移動しただけで、位置決
めピン（31）がストッパ（32）に当接する。ストッパ
（32）が固定台（23）の開口部（23a）内に位置してい
るときは、位置決めピン（31）がストッパ（32）に当接
しないため、調整台（25）は長く移動する。このように
して、調整台（25）の移動位置を規制して、一対の金属
結合装置（40）の間隔をワーク（Ｗ）の大きさに対応さ
せる。調整台（25）は、第１のＸ方向シリンダ（34）に
よって、第１のＸ方向移動台（26）と連結する。即ち、
第１のＸ方向シリンダ（34）のシリンダ本体（34a）
は、調整台（25）に取付け、ピストンロッド（34b）
は、第１のＸ方向移動台（26）に取付ける。従って、こ
のピストンロッド（34b）を伸縮させることにより、調
整台（25）が移動した位置から、さらに、第１のＸ方向
移動台（26）が移動する。第２のＸ方向移動台（27）
は、第２のＸ方向シリンダ（35）によって移動させる。
第２のＸ方向シリンダ（35）のシリンダ本体（35a）
は、固定台（23）に取付け、ピストンロッド（35b）
は、第２のＸ方向移動台（27）に取付ける。第１と第２
のＸ方向移動台（26）（27）の下側には、それぞれ、第
１と第２のＹ方向移動台（36）（37）を配置する。第１
と第２のＸ方向移動台（26）（27）の下面の両端部付近
には、それぞれ、２本のＹ方向レール（38）（38）を敷
設し、第１と第２のＹ方向移動台（36）（37）の上面に
は、そのＹ方向レール（38）（38）と係合する摺動体
（39）（39）を固着する。第１と第２のＹ方向移動台
（36）（37）は、Ｙ方向シリンダ（51）（51）によって
移動させる。Ｙ方向シリンダ（51）（51）のシリンダ本
体（51a）（51a）は、それぞれ、第１のＸ方向移動台
（26）と第２のＸ方向移動台（27）に取付け、ピストン
ロッド（51b）（51b）は第１のＹ方向移動台（36）と第
２のＹ方向移動台（37）に取付ける。第１と第２のＹ方
向移動台（36）（37）の下面には、それぞれ金属結合装
置（40）（40）を垂設する。金属結合装置（40）は、第
７図に示すように、ラム（47）がＹ方向に移動するよう
に取付ける。ラム（47）の先端には、パンチ（48）をＹ
方向に２個並列し、その２個のパンチ（48）と対向し
て、ダイ（43）も２個取付ける。パンチ（48）と平行し
て、２本のガイドポスト（52）をヨーク部（41）の凹入
部（41a）内に配備する。ガイドポスト（52）は、パン
チベース（53）とダイベース（54）の部分に取付けたフ
レーム（55）（55）とによって保持される。このような
金属結合装置（40）（40）の下方には、ワーク（Ｗ）を
昇降動させる受け台（56）を配置する。

天板カシメ機Ａ（20）は、以下のように構成され、次
に、ケース本体（１）のフランジ（1a）と天板（３）と
を開口部側でカシメ結合する方法について説明する。

予め、ワーク（Ｗ）の大きさに対応して、調整用シリ
ンダ（29）によって、２台の金属結合装置（40）（40）
の間隔を、カシメ位置に移動させる。即ち、ワーク
（Ｗ）が大きいときは、ストッパ用シリンダ（33）のピ
ストンロッド（33a）を伸長させ、ストッパ（32）を固
定台（23）の下面側に位置させる。そして、調整用シリ
ンダ（29）のピストンロッド（29b）を伸長し、調整台
（25）を移動させる。調整台（25）は、位置決めピン
（31）がストッパ（32）に当接するまで移動する。調整
台（25）が移動すると、第１のＸ方向シリンダ（34）に
よって、調整台（25）と連結されている第１のＸ方向移
動台（26）も移動する。従って、第１のＸ方向移動台
（26）の下方に配置されている一対の金属結合装置（4
0）（40）もワーク（Ｗ）の大きさに対応して移動す
る。ストッパ用シリンダ（33）によって、ストッパ（3
2）を固定台（23）の開口部（23a）に収納すると、位置
決めピン（31）がストッパ（32）に当接しないため、調
整台（25）はさらに第２のＸ方向移動台（27）の方に前
進する。従って、２台の金属結合装置（40）（40）の間
隔は、さらに狭くなり、小さなワーク（Ｗ）のカシメ結
合に対応することができる。

このように、２台の金属結合装置（40）（40）の間隔
を調整した後、第１と第２のＸ方向シリンダ（34）（3
5）のピストンロッド（34b）（35b）を伸長し、第６図
の２点鎖線に示すように、第１と第２の移動台（26）
（27）の間隔を狭め、一対のダイ（43）及びパンチ（4
8）がケース本体（１）のフランジ（1a）間からケース
本体（１）の内部に進行できるようにする。そして、天
板カシメ機Ａ（20）のカシメ位置に移送されたワーク
（Ｗ）を、受け台（56）によって上昇させる。一対のダ
イ（43）及びパンチ（47）が、第７図に示すように、ケ
ース本体（１）のフランジ（1a）と天板（３）とを、間
隔をあけて挟んだ状態になると、第１と第２のＸ方向シ
リンダ（34）（35）を縮退させ、第１と第２の移動台
（26）（27）の間隔を広げる。すると、第６図の実線に
示すように、第１と第２の移動台（26）（27）の下方の
金属結合装置（40）（40）の間隔が広がり、一対のダイ
（43）とパンチ（48）は本体ケース（１）のフランジ
（1a）と天板（３）のカシメ位置まで変位する。そし
て、第１と第２のＹ方向シリンダ（51）（51）のピスト
ンロッド（51b）（51b）を縮退させることによって、ダ
イ（43）を天板（３）の裏面に当接させる。この状態
で、ラム（47）を前進させると、パンチ（48）とダイ
（43）とによって本体ケース（１）のフランジ（1a）と
天板（３）とが、その開口部でカシメ結合される。本体
ケース（１）のフランジ（1a）と天板（３）とをカシメ
結合した後、Ｙ方向シリンダ（51）（51）のピストンロ
ッド（51b）（51b）を伸長して、ダイ（43）を天板
（３）の裏面から離隔する。そして、第１と第２のＸ方
向シリンダ（34）（35）のピストンロッド（34b）（34
b）を伸長し、再び、第１と第２の移動台（26）（27）
の間隔を狭める。すると、一対の金属結合装置（40）
（40）の間隔が狭まり、一対のダイ（43）とパンチ（4
8）とが、本体ケース（１）のフランジ（1a）（1a）の
間隔よりも狭くなる。そして、受け台（56）を下降し
て、ワーク（Ｗ）を金属結合装置（40）（40）から排出
し、ワーク（Ｗ）を次の天板カシメ機Ｂ（30）まで移送
する。

天板カシメ機Ｂ（30）は、本体ケース（１）のフラン
ジ（1a）と天板（３）とを、奥側でカシメ結合するもの
で、第９図及び第10図に示して説明する。但し、基本的
な構成は、天板カシメ機Ａ（20）と同一であるので、天
板カシメ機Ｂ（30）については、天板カシメ機Ａ（20）
と異なる部分についてのみ説明する。

天板カシメ機Ｂ（30）は、本体ケース（１）のフラン
ジ（1a）と天板（３）とを、その奥側でカシメ結合する
ことができるようにするため、金属結合装置（40）のヨ
ーク部（41）の凹入部（41a）は、天板（３）の奥行よ
りも深く形成する。また、本体ケース（１）のフランジ
（1a）と天板（３）の奥側の角部を、直交する２箇所ず
つ計４箇所でカシメ結合できるようにするため、金属結
合装置（40）のダイ（43）及びパンチ（48）は、第10図
に示すように、２個ずつ直交させて配置する。このよう
な金属結合装置（40）は、天板カシメ機Ａ（20）と同じ
構成の第１と第２のＹ方向移動台（36）（37）の下面に
取付ける。

そして、天板カシメ機Ｂ（30）のカシメ位置に移送さ
れたワーク（Ｗ）を、天板カシメ機Ａ（20）の場合と同
様にして、本体ケース（１）のフランジ（1a）と天板
（３）とを、その奥側でカシメ結合する。このとき、金
属結合装置（40）のヨーク部（41）の凹入部（41a）を
深く形成したことにより、一対のダイ（43）とパンチ
（48）は、第10図に示すように、本体ケース（１）と天
板（３）の奥側まで進行することができる。そして、こ
の奥側の４ポイントを一括してカシメ結合する。

天板カシメ機Ｂ（30）の他の動作は、天板カシメ機Ａ
（20）と同様であるから、その説明は省略する。

以上は、本発明の一実施例を説明したものであり、本
発明はこの実施例に限定することなく、本発明の要旨内
において設計変更することができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、溶接の不向きな２枚の特殊板材を、
効率的に結合することができため、箱形製品の結合作業
の高速化及び自動化を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる箱型製品の結合装置の概略全体
図、第２図は金属結合装置の一部断面側面図、第３図は
カシメ結合された２枚の板材の断面斜視図、第４図は地
板カシメ機の側面図、第５図は地板カシメ機の正面図、
第６図は天板カシメ機Ａの正面図、第７図は天板カシメ
機Ａの側面図、第８図は天板カシメ機Ａの一部分の底面
図、第９図は天板カシメ機Ｂの側面図、第10図は天板カ
シメ機Ｂの一部分の正面図である。 第11図は箱型製品の組立前の斜視図、第12図は箱型製品
の斜視図である。 （１）…本体ケース、（２）…地板、（３）…天板、
（Ｗ）…ワーク、（10）…地板カシメ機、（12）…移動
台、（16）…結合ヘッド、（20）…天板カシメ機Ａ、
（26）…第１のＸ方向移動台、（27）…第２のＸ方向移
動台、（30）…天板カシメ機Ｂ、（36）…第１のＹ方向
移動台、（37）…第２のＹ方向移動台、（40）金属結合
装置、（41）…ヨーク部、（41a）…凹入部、（43）…
ダイ、（45…揺動ピストン、（48）…パンチ、

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コ字型の本体ケースの下端部と上端部とを
   地板及び天板により閉鎖するワークの重合部を、塑性変
   形によりカシメ結合するダイ及びパンチを、ヨーク部内
   に配置し、パンチを流体圧作動のパワーアクチュエータ
   により作動させる金属結合装置を、組立ラインに連続し
   て配置された地板カシメ機、天板カシメ機Ａ及び天板カ
   シメ機Ｂに具備し、 上記地板カシメ機は、上記金属結合装置を立設し、か
   つ、ワークの進行方向であるＸ方向に移動可能に複数配
   置した結合ヘッドと、前記結合ヘッドを、ワークの進行
   方向と水平方向に直交するＹ方向に移動させる移動台と
   を具備し、 上記天板カシメ機Ａは、ワークの開口側をカシメ結合す
   るように、ヨーク部の凹入部を浅く形成した金属結合装
   置をＸ方向に２台垂設し、かつ、独立してＹ方向に移動
   するＹ方向移動台と、前記２台のＹ方向移動台を独立し
   てＸ方向に移動させるＸ方向移動台とを具備し、 上記天板カシメ機Ｂは、ワークの奥側をカシメ結合する
   ように、ヨーク部の凹入部を深く形成した金属結合装置
   をＸ方向に２台垂設し、かつ、独立してＹ方向に移動す
   るＹ方向移動台と、前記２台のＹ方向移動台を独立して
   Ｘ方向に移動させるＸ方向移動台とを具備したことを特
   徴とする箱形製品の結合装置。