JP4313142B2

JP4313142B2 - かしめ装置

Info

Publication number: JP4313142B2
Application number: JP2003345835A
Authority: JP
Inventors: 昇田中
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2003-10-03
Filing date: 2003-10-03
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2023-10-03
Also published as: JP2005111491A

Description

本発明は、予め穿設された板材のかしめ孔にかしめ部材を固着させるかしめ装置に関するものである。

板材にかしめ部材を取り付ける方法として、かしめ加工によってかしめ部材と板材とを固着させる方法がある。このとき用いられるかしめ部材には、上端側に略円筒形の拡径部が設けられている。また、板材には略すり鉢状のかしめ孔が形成されている。そして、かしめ部材の拡径部を板材のかしめ孔の両開口のうち小径となる一方の開口側から挿通させ、その状態のまま大径となる他方の開口側から拡径部を押圧する。

従来、このようなかしめ加工を行なうためのかしめ装置として、下記特許文献１に開示されるようなものがあった。このかしめ装置のパンチが設けられている上部側の構造は、逆Ｌ字状の基枠が設けられ、その上端部に水平方向に延設された上延部が設けられ、この上延部の先端にシリンダーが設けられ、シリンダーの先端に軸が上下動可能に上延部の下方に向かって設けられているものであった。軸の下端部には、パンチが取り付けられ、軸とともに上下動する。

上述したようなかしめ装置の一般的なパンチの構成としては、図４に示すように、軸１００の下端部に、略円錐形のパンチ１０１が尖端を下方に向けて設けられている。このパンチ１０１の周面は、比較的緩やかな傾斜角に形成されている。

このようなパンチ１０１によるかしめ加工は、図４（ａ）に示すように、板材１０３のかしめ孔１０４にかしめ部材１０２の拡径部１０５を挿通させて、パンチ１０１の中心軸Ｂ（Ｂ₁）とかしめ部材１０２の中心軸Ｂ（Ｂ₂）とが一致するように位置合わせを行なう。そして、図４（ｂ）に示すように、位置合わせを終えたかしめ部材１０２に向けてパンチ１０１を下降させ拡径部１０５を略放射方向に拡径させ、かしめ部材１０２と板材１０３とを固着させる。ここで、パンチ１０１が下降に要する時間は、０．１秒以下という僅かな時間である。

なお、かしめ部材１０６には、例えばプリント基板などを取り付けるため内部に雌ネジ孔１０６が形成されている。また、このかしめ部材１０２は、板材１０３に支柱として立設固着される。
特開平９−１０８６２号公報

しかしながら、上述した従来のかしめ装置では、図４（ｂ）に示すように、パンチ１０１の形状が、緩やかな傾斜角の周面を有する略円錐形であるため、下降してくるパンチ１０１は、その周面で上方から押さえつけるように拡径部１０５と当接する。これにより、パンチ１０１がかしめ部材１０２を押圧する際、まず最初に下向きの応力が生じ、拡径部１０５は略放射方向に拡径されるよりも先に略垂下方向に潰れてしまう。これにより、拡径部１０５が略放射方向に対して充分に拡径されず、かしめ部材１０２と板材１０３との固着強度を弱めてしまうという問題があった。

また、かしめ部材１０２の内部に雌ネジ孔１０６が形成されている場合、下向きの応力による略垂下方向への潰れが雌ネジ孔１０６まで到達してしまい、雌ネジ孔１０６を潰してしまうことがあった。

図５に示すように、パンチ１０１とかしめ部材１０２との互いの中心軸Ｂ（Ｂ₁，Ｂ₂）とがずれた状態でかしめ作業を行なうと、パンチ１０１の拡径部１０５に与える押圧力に片寄りが生じる。したがって、図５（ｂ）に示すように、拡径部１０５の拡径に変形が発生し、かしめ保持力が低下してしまうという問題があった。このために、パンチ１０１とかしめ部材１０２との互いの中心軸Ｂ（Ｂ₁，Ｂ₂）との位置合わせを行なう必要がある。その際、板材１０３のかしめ孔１０４にかしめ部材１０２を挿通させた状態のままで、このかしめ部材１０２を作業者の手作業によって微調整していた。そのため、この位置合わせの作業が煩雑となり、また、位置合わせに時間がかかっていた。これにより、かしめ加工の作業性及びかしめ製品の量産性を低下させてしまうという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点を解消するために、パンチでかしめ部材をかしめることによる拡径部の下方への潰れを防ぎ、且つ拡径部を均一に押圧することで品質のよいかしめ加工を可能にするとともに、かしめ装置とかしめ部材との位置合わせを容易にして、かしめ加工の作業性を向上させ、さらに、かしめ製品の量産性を向上させるかしめ装置を提供することを目的としている。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載のかしめ装置は、略垂下方向に延びて下端面に凹部４が形成されている軸３と、該軸３の下端部に連設され中央に貫通孔６が形成されている端板５と、を備えた軸部２と、
前記軸部２の下方に前記端板５と遊嵌状態で配置され該端板５の外周縁から所定間隔の間隙Ｃをあけて該端板５を囲むように周壁９が立設されている基盤８と、該基盤８を前記端板５に向かって付勢させる付勢手段１７と、前記端板５と前記基盤８との間に介設され該基盤８を中心軸Ａと直交する面上で滑動させる滑動手段１６と、前記基盤８の下方に配設され略円柱形の基端部１４から略円錘状に形成されている先端部１５にかけて成形面１１が形成されているパンチ１０と、を備えた押圧部７と、
を具備し、略円筒形の拡径部３１が設けられたかしめ部材３０をかしめるかしめ装置１において、
前記成形面１１が、前記基端部１４側に緩傾斜に形成されている押圧面１２を有するとともに、前記先端部１５側に急傾斜に形成されている摺動面１３を有し、前記押圧面１２から前記摺動面１３にかけて湾曲凹面状に形成されており、前記かしめ部材３０に対し、、急傾斜の前記摺動面１３が前記拡径部３１と当接し、次に前記摺動面１３が前記拡径部３１の内周縁３４と当接した後に該拡径部３１を略放射方向へと押圧し、次に緩傾斜の前記押圧面１２によって略垂下方向へと押圧することを特徴とする。

このような構成によれば、下降してくるパンチ１０が拡径部３１と当接する最初の段階において、急傾斜の摺動面１３が拡径部３１の内周縁３４と当接し、そのままパンチ１０が下降するにつれて徐々に拡径部３１を略放射方向へと押圧する。これにより、パンチ１０が拡径部３１に当接する最初の段階で、拡径部３１は下向きの応力をほとんど受けないため、拡径部３１の下方への潰れを防止することが可能となる。また、パンチ１０が下降を終える最後の段階において、拡径部３１は、緩傾斜の押圧面１２によって略垂下方向へと押圧される。これにより、かしめ部材３０と板材４０とを強力に固着させることが可能となる。したがって、品質のよいかしめ加工が可能となる。

また、かしめ部材３０の内部に雌ネジ孔３２が形成されている場合、パンチ１０が拡径部３１と当接する最初の段階において、このパンチ１０は拡径部３１に下向きの応力をほとんど与えないため、拡径部３１が下方へ潰れることによる雌ネジ孔３２の潰れを防止することができる。これにより、品質のよいかしめ加工が可能となるという上記と同様の効果が得られる。

さらに、軸部２と押圧部７との間に滑動手段１６が設けられ、且つ軸部２の端板５と押圧部７の基盤８との間に間隙Ｃが形成されていることによって、押圧部７をその中心軸Ａと直交する面上における略放射方向に滑動させることが可能となる。これにより、かしめ装置１とかしめ部材３０との位置合わせの際、押圧部１２を中心軸Ａと直交する面上における何れかの方向へ移動し、互いの位置合わせが完了する。このため、位置合わせの作業にかかる時間を短縮できる。したがって、かしめ加工の作業性を向上させることが可能となり、さらに、かしめ製品の量産性を向上させることが可能となる。

本発明によるかしめ装置によれば、下降してくるパンチが拡径部に当接する最初の段階で、拡径部はパンチから下向きの応力をほとんど受けないため、拡径部の下方への潰れを防止することが可能となる。また、パンチが下降を終える最後の段階において、拡径部は、押圧面によって略垂下方向へと押圧され、かしめ部材と板材とを強力に固着させることが可能となる。したがって、品質のよいかしめ加工が可能となる。

また、かしめ部材の内部に雌ネジ孔が形成されている場合、パンチが拡径部と当接する最初の段階において、このパンチは拡径部に下向きの応力をほとんど与えないため、拡径部が下方へ潰れることによる雌ネジ孔の潰れを防止することができる。これにより、品質のよいかしめ加工が可能となるという上記と同様の効果が得られる。

さらに、軸部と押圧部との間に滑動手段が設けられ、且つ軸部の端板と押圧部の基盤との間に間隙が形成されていることによって、押圧部を略放射方向に滑動させることが可能となる。これにより、かしめ装置とかしめ部材との位置合わせの際、押圧部をその中心軸と直交する面上における何れかの方向へ移動し、押圧部７をずらすという作業を行なうことなく位置合わせが完了し、位置合わせの作業にかかる時間を短縮できる。したがって、かしめ加工の作業性を向上させることが可能となり、さらに、かしめ製品の量産性を向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明によるかしめ装置の一実施の形態を示す正面断面図、図２は同平面図、図３（ａ），（ｂ）は本発明によるかしめ装置を構成するパンチの動作を示す正面断面図である。

この実施の形態のかしめ装置１は、プレス機のシリンダーから延設されている軸部２と、この軸部に連結されている押圧部７とで大略構成されている。

軸部２は、軸と端板とで構成されている。
軸３は、図１に示すように、略垂下方向に延びて設けられている。この軸３には下端面に略円形の凹部４が形成されている。
端板５は、図１及び図２に示すように、略円板上に形成され、軸３の下端面に略フランジ状に設けられている。端板５には中央に貫通孔６が形成されている。貫通孔６の内径は、凹部４の内径よりやや小径に形成されている。

押圧部７は、基盤８とパンチ１０とで構成されている。
基盤８は、図１及び図２に示すように、略円板形の底部１８の外周縁から略円筒形の周壁９が上向きに立設されている。ここで、周壁９の内周縁は、上述した端板５の外周縁より大径に形成されている。この基盤８は、端板５と遊嵌状態となっており、端板５の外周縁から周壁９の外周縁までには所定間隔の間隙Ｃが形成されている。
パンチ１０は、図１に示すように、基盤８の裏面側に設けられている。パンチ１０は、上方に略円柱形の基端部１４を有し、下方に略円錘状に形成されている先端部１５を有している。基端部１４から先端部１５にかけては成形面１１が形成されている。成形面１１には、基端部１４側に押圧面１２が形成され、先端部１５側に摺動面１３が形成されている。押圧面１２は、水平方向に対して緩やかな傾斜面に形成されている。また、摺動面１３は、水平方向に対して急な傾斜面に形成されている。押圧面１２から摺動面１３にかけては湾曲凹面状に形成されている。基端部１４の下部から先端部１５にかけては連続した曲面となっている。

なお、本実施の形態では、端板５は略円板上に形成されているが、この形状に限るものではない。例えば、端板５の形状が略三角板状に形成されてもよい。ただし、その際、遊嵌状態なっている基盤８の内形の形状は、端板５の形状と略同等（例えば、略三角凹状）且つやや大形に形成されていなければならない。

上述したように、遊嵌状態となっている軸部２の端板５と押圧部７の基盤８との間には、滑動手段１６が設けられている。本実施の形態では、図１及び図２に示すように、滑動手段として、ボールベアリング１６が使用されている。

また、軸部２と押圧部７とは、付勢手段１７によって連結されるとともに、押圧部７を軸部２側へと付勢させている。本実施の形態では、図１及び図２に示すように、引っ張りバネ１７を付勢手段としている。この引っ張りバネ１７は、一端が軸３の凹部４の内面に固着され、他端が基盤８の内面に固着され、常時付勢力が付与されている。

次に、上記したかしめ装置１によって固着されるかしめ部材３０と板材４０について説明する。

かしめ部材３０は、支柱部３３と拡径部３１とで略構成されている。支柱部３３は、本実施の形態では、略六角ナット状に形成されている。支柱部３３の内部には軸線方向に雌ネジ孔３２が形成されている。この支柱部３３の両端面のうち、いずれか一方に略円筒形の拡径部３１が、この支柱部３３と軸Ａ（Ａ₂）を同じくして立設されている。

板材４０には、複数のかしめ孔４１が穿設されている。かしめ孔４１は、略すり鉢状に形成されている。かしめ孔４１の両開口のうち、小径となる開口は、上述したかしめ部材３０の拡径部３１が挿通可能に形成されている。

以下、本実施の形態のかしめ装置１によるかしめ加工の工程について説明する。

まず、かしめ部材３０の拡径部３１を板材４０のかしめ孔４１に挿通させ、受台２０上に配置する。このとき、拡径部３１はかしめ孔４１の小径となる開口側から挿通させる。
次に、かしめ部材３０の拡径部３１の内周縁３４にかしめ装置１の摺動面１３が当接するまでかしめ装置１を下降させる。この状態でかしめ装置１の中心軸となる押圧部７の中心軸Ａ（Ａ₁）とかしめ部材３０の中心軸Ａ（Ａ₂）とが一致していないときは、かしめ装置１の押圧部７が略放射方向に移動可能なので、押圧部７は、その中心軸Ａ（Ａ₁）をかしめ部材３０の中心軸Ａ（Ａ₂）に合わせるように移動する。また、このとき、押圧部７の摺動面１３が急傾斜のため力の加わる方向が略水平となるので容易に押圧部７が移動することができる。

ここで、かしめ装置１のパンチ１０が、かしめ部材３０の拡径部３１をかしめていく過程について述べる。
図３（ａ）に示すように、パンチ１０は、その成形面１１のうち、まず、急傾斜の摺動面１３が拡径部３１の内周縁３４と当接して、かしめ装置１の押圧部７の中心軸Ａ（Ａ₁）とかしめ部材の中心軸Ａ（Ａ₂）とが一致した状態にある。そして、そのままパンチ１０が下降するにつれて、拡径部３１は、摺動面１３から押圧面１２に到るまでの曲面に沿って徐々に外向きとなる略放射方向へ拡径される。最後に、図３（ｂ）に示すように、充分に拡径された拡径部３１は、押圧面１２によって略垂下方向へと押圧され、かしめ孔の内周面に押圧される。かしめ部材３０は、拡径部３１と支柱部３３の端面とでかしめ孔４１の内周面を押さえつけることで、板材４０と固着される。

この実施の形態によれば、下降してくるパンチ１０が拡径部３１と当接する最初の段階において、急傾斜の摺動面１３が拡径部３１の内周縁３４と当接し、そのままパンチ１０が下降するにつれて徐々に拡径部３１を略放射方向へと押圧する。これにより、パンチ１０が拡径部３１に当接する最初の段階で、拡径部３１は、図３（ａ）に図示するベクトル方向、つまり、下向きの応力をほとんど受けないため、拡径部３１の下方への潰れを防止することが可能となる。また、パンチ１０が下降を終える最後の段階において、拡径部３１は、緩傾斜の押圧面１２によって、図３（ｂ）に図示するベクトル方向、つまり、略垂下方向へと押圧される。これにより、かしめ部材３０と板材４０とを強力に固着させることが可能となる。したがって、品質のよいかしめ加工が可能となる。

さらに、軸部２と押圧部７との間にボールベアリング１６が設けられ、且つ軸部２の端板５と押圧部７の基盤８との間に間隙Ｃが形成されていることによって、押圧部７を略水平面上（中心軸Ａと直交する面上）における略放射方向に滑動させることが可能となる。これにより、かしめ装置１とかしめ部材３０との位置合わせの際、押圧部１２を略水平面上（中心軸Ａと直交する面上）における何れかの方向し、互いの位置合わせが完了する。このため、位置合わせの作業にかかる時間を短縮できる。したがって、かしめ加工の作業性を向上させることが可能となり、さらに、かしめ製品の量産性を向上させることが可能となる。

本発明のかしめ装置の一実施の形態を示す正面断面図である。同平面図である。（ａ）本発明のかしめ装置を構成するパンチの動作を示す正面断面図である。（ｂ）本発明のかしめ装置を構成するパンチの動作を示す正面断面図である。（ａ）従来のかしめ装置を構成するパンチの動作を示す正面断面図である。（ｂ）従来のかしめ装置を構成するパンチの動作を示す正面断面図である。（ａ）従来のかしめ装置を構成するパンチの動作を示す正面断面図である。（ｂ）従来のかしめ装置を構成するパンチの動作を示す正面断面図である。

符号の説明

１…かしめ装置
２…軸部
３…軸
４…凹部
５…端板
６…貫通孔
７…押圧部
８…基盤
９…周壁
１０…パンチ
１１…成形面
１２…押圧面
１３…摺動面
１４…基端部
１５…先端部
１６…滑動手段としてのボールベアリング
１７…付勢手段としての引っ張りバネ
３０…かしめ部材
３１…拡径部
３４…内周縁
Ｃ…間隙
Ａ…押圧部及びかしめ部材の中心軸

Claims

略垂下方向に延びて下端面に凹部（４）が形成されている軸（３）と、該軸の下端部に連設され中央に貫通孔（６）が形成されている端板（５）と、を備えた軸部（２）と、
前記軸部の下方に前記端板と遊嵌状態で配置され該端板の外周縁から所定間隔の間隙（Ｃ）をあけて該端板を囲むように周壁（９）が立設されている基盤（８）と、該基盤を前記端板に向かって付勢させる付勢手段（１７）と、前記端板と前記基盤との間に介設され該基盤を中心軸（Ａ）と直交する面上で滑動させる滑動手段（１６）と、前記基盤の下方に配設され略円柱形の基端部（１４）から略円錘状に形成されている先端部（１５）にかけて成形面（１１）が形成されているパンチ（１０）と、を備えた押圧部（７）と、
を具備し、略円筒形の拡径部（３１）が設けられたかしめ部材（３０）をかしめるかしめ装置（１）において、
前記成形面が、前記基端部側に緩傾斜に形成されている押圧面（１２）を有するとともに、前記先端部側に急傾斜に形成されている摺動面（１３）を有し、前記押圧面から前記摺動面にかけて湾曲凹面状に形成されており、前記かしめ部材に対し、急傾斜の前記摺動面が前記拡径部と当接し、次に前記摺動面が前記拡径部の内周縁（３４）と当接した後に該拡径部を略放射方向へと押圧し、次に緩傾斜の前記押圧面によって略垂下方向へと押圧することを特徴とするかしめ装置。