JP4694011B2

JP4694011B2 - Sheet metal bonding equipment

Info

Publication number: JP4694011B2
Application number: JP2001057128A
Authority: JP
Inventors: 晃加藤
Original assignee: Sanyo Machine Works Ltd
Current assignee: Sanyo Machine Works Ltd
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: JP2002254124A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重ね合わせた複数の金属薄板を局部的に加圧して塑性変形させることにより結合する金属薄板の結合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板等のワークの重なり合った部分を局部的に塑性変形させて機械的に結合させる技術は、リベット等の副材を使用しない、溶接のように熱を加えない、各種の鍍金鋼板や塗装鋼板にも適用できる、等々の理由から自動車部品、電子部品、家電製品、住宅部材の結合にと広い分野で利用されている。
【０００３】
従来のこの種の装置として、図５の（Ａ）（Ｂ）に示す装置（実開平１−１０５０３３号公報）や、図６の（Ａ）（Ｂ）に示す装置（実開平４−５４５２９号公報）が公知である。
【０００４】
図５の（Ａ）（Ｂ）に示す装置は、対向配置されたパンチ１０と、アンビル１１ａを中央にもちその両側にガイドピン１６を介してアンビル１１ａに対して拡開可能に配置された一対のブレード１２、１３を有するダイ１１との間に、重ね合わされた二枚の金属薄板１４、１５を配置し、パンチ１０とブレード１２、１３との協動作用によって二枚の金属薄板１４、１５に部分的に打抜き加工を施すと共に、該打抜き部分をパンチ１０とアンビル１１ａとの協動作用によって圧延して打抜き部分の両側縁を二枚の金属薄板１４、１５の裏面に張り出させて両金属薄板１４、１５を結合一体化させるように構成されている。上記ダイ１１は、円盤形状のベース１１ｂと、このベース１１ｂの中央部上面に起立形成された略長方形のアンビル１１ａとを有し、このアンビル１１ａの長辺の両側に略半円状のブレード１２、１３をガイドピン１６により、両側へ拡開可能に配置し、このブレード１２、１３の外側面と、ダイ１１のベース１１ｂの外周面とに弾性リング１７を巻装して、一対のブレード１２、１３をアンビル１１ａに向けて接触状態に保持させている。
【０００５】
また、図６の（Ａ）（Ｂ）に示す装置は、対向配置されたパンチ２０と、アンビル２１ａを中央にもちその両側にガイドピン２６を介してアンビル２１ａに対して拡開可能に配置された一対のブレード２２、２３を有するダイ２１との間に、重ね合わされた二枚の金属薄板２４、２５を配置し、パンチ２０と、ブレード２２、２３との協動作用によって二枚の金属薄板２４、２５に部分的に打抜き加工を施すと共に、該打抜き部分をパンチ２０とアンビル２１ａとの協動作用によって圧延して打抜き部分の両側縁を二枚の金属薄板２４、２５の裏面に張り出させて両金属薄板２４、２５を結合一体化させるように構成されている。上記ダイ２１は、円盤形状のベース２１ｂと、このベース２１ｂの中央部上面に起立形成された略長方形のアンビル２１ａとを有し、このアンビル２１ａの長辺の両側に略半円状のブレード２２、２３をガイドピン２６により、アンビル２１ａに対して拡開可能に配置し、ガイドピン２６の両端部に固着した抜け止めストッパー部材２７、２８と、ブレード２２、２３との間にコイルスプリング２９、３０を配置して、一対のブレード２２、２３をアンビル２１ａに向けて接触状態に保持させている。この場合、ブレード２２、２３には、コイルスプリング２９、３０を半円状の肉厚内に収納させるため、横穴３１、３２をガイドピン２６の挿通孔と同心状で大きく形成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図５の（Ａ）（Ｂ）に示す従来の装置は、弾性リングを巻装するために、ダイのベースの外周面を円盤形状とし、かつ、一対のブレードの外周面も同一外径の円形としているため、ダイの外径が大きくなり、その上、弾性リングの肉厚分を含めた寸法分だけ、ダイを二枚の金属薄板からなる製品の本体側面（垂直面）から余分に離隔させる必要があり、該製品の本体側面から側方に張り出して形成される接合フランジの側方への張り出し幅（以下、接合フランジ幅と称する）を広く取らなければならず、製品の材料費が高くなるという不利がある。しかも、弾性リングとして、ゴム製のものを使用しており、損傷し易く、耐久性の点でも問題があった。
【０００７】
また、図６の（Ａ）（Ｂ）に示す従来の装置は、コイルスプリングを収納するスペースを両側のブレード内にそれぞれ確保しなければならないため、一対のブレードの外径寸法が大きくなり、ダイのベースの外径も大きくなるため、ダイ全体の外径が大きくなり、その分、二枚の金属薄板の接合フランジ幅を広く取らなければならず、製品の材料費が高くなるという不利がある。しかも、一対のブレードの両側でコイルスプリング及び抜け止めストッパー部材の組み込みを行う必要があるため、ダイの組立て作業性にも難点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、金属薄板の接合フランジ幅の縮少化、ダイの組立て作業の容易化、弾性体の耐久性向上、ブレードの拡開量の拡大、弾性体のばね特性に対する選択の自由度の拡大等を可能とした金属薄板の結合装置を提供することを目的としている。
【０００９】
請求項１の発明は、先端に切り刃を有するパンチと、アンビル及び前記パンチの切り刃と対向する切り刃を有し、該アンビルの両側に拡開可能に弾性的に保持された一対のブレードを有するダイとからなり、前記パンチ及びダイによって複数枚の金属薄板を部分的に剪断しつつ塑性変形させて前記ブレード間に膨出部を形成させ、かつ、前記パンチとアンビルとで前記膨出部を据え込み圧延して前記アンビルの両側へ張り出させるとともに前記一対のブレードを互いに反対側に拡開させるようにした金属薄板の結合装置において、
アンビル及び一対のブレードを包囲する保持部材と、一対のブレードのうちの一方と保持部材との間に介在させた弾性体とを具備し、前記保持部材は、一端に一方のブレードの外周からアンビルの外周にかけて抱持する抱持部と、前記抱持部から他端に向けて延長形成された弾性体配置部を備え、前記抱持部は一対の円弧状部分からなり、各円弧状部分は一端にて前記弾性体配置部と接続し、他端は内側に屈曲させた開放端としてあることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、弾性体を配置していない側におけるダイの外側への張り出し量を弾性体を配置しない分だけ削減することができ、この削減寸法分だけダイを金属薄板からなる製品の本体側面に近付けて結合させることができる。従って、金属薄板からなる製品の接合フランジ幅の縮少化が可能となり、該製品の材料費を削減してコストダウンを図ることができる。言い換えれば、フランジ幅の小さな製品の結合にも使用することができる。しかも、保持部材を一対のブレードの外側から嵌め込めばよく、弾性体も片側に組み込めばよいため、ダイの組立て作業が容易となる。さらに、弾性体を片側にのみ配置したことによって、接合フランジ幅に関係なく一対のブレードの拡開量を大きく設定することができ、従って、アンビル両側への金属薄板の圧延張り出し量を増加させて結合強度を増大させることができる。
【００１２】
前記保持部材が、一端に一方のブレードの外周からアンビルの外周にかけて抱持する抱持部と、該抱持部から他端に向けて延長形成された弾性体配置部を備えている構成とすることにより、保持部材の一端の抱持部を一対のブレードの外側から嵌め込むことができ、
しかも、保持部材の他端の弾性体配置部に弾性体を組み込めばよいため、ダイの組立て作業が一層容易となる。
【００１３】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の金属薄板の結合装置において、前記アンビルの外周面と該アンビルに接触した状態の一対のブレードの外周面とを同心円弧状とし、
かつ、前記一対のブレードのうち、少なくとも前記弾性体の配置側と反対側のブレードの外周面を拡開方向と直交する平面と平行な平坦面として欠円弧状としてあることを特徴とする。
【００１４】
このような構成とすることにより、一対のブレードの回りでの保持部材の回転を防止させることができ、しかも、欠円弧状としたことに伴う外径寸法縮少分だけダイ全体を金属薄板からなる製品の本体側面にさらに近付けることができ、その結果、金属薄板の接合フランジ幅を一層縮少させることができる。
【００１５】
さらに、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の金属薄板の結合装置において、
前記アンビルと一対のブレードにガイドピンをブレードの拡開方向に貫通して配置し、前記弾性体をコイルばねで構成してこのコイルばねを前記ガイドピンにより支持させたことを特徴とする。
【００１６】
このような構成とすることにより、弾性体の耐久性向上とばね定数の選択の自由度拡大とが図れると共に、弾性体の組付け状態が安定し、ブレード、ガイドピン及び弾性体の脱落が保持部材によって防止できる。
【００１７】
また、請求項４の発明は、先端に切り刃を有するパンチと、アンビル及び前記パンチの切り刃と対向する切り刃を有し、該アンビルの両側に拡開可能に弾性的に保持された一対のブレードを有するダイとからなり、前記パンチ及びダイによって複数枚の金属薄板を部分的に剪断しつつ塑性変形させて前記ブレード間に膨出部を形成させ、かつ、前記パンチとアンビルとで前記膨出部を据え込み圧延して前記アンビルの両側へ張り出させる金属薄板の結合装置に使用するダイであって、アンビル及び一対のブレードを包囲する保持部材と、一対のブレードのうちの一方と保持部材との間に介在させた弾性体とを具備し、前記保持部材が、一端に一方のブレードの外周からアンビルの外周にかけて抱持する抱持部と、該抱持部から他端に向けて延長形成された弾性体配置部を備え、前記抱持部は一対の円弧状部分からなり、各円弧状部分は一端にて前記弾性体配置部と接続し、他端は内側に屈曲させた開放端としてあることを特徴とする。
【００１８】
このような構成とすることにより、ダイ単独で購入して既存のパンチと組合せ使用して金属薄板の接合フランジ幅の縮少化、ダイの組立て作業の容易化などが図れる。
【００２０】
前記保持部材が、一端に一方のブレードの外周からアンビルの外周にかけて抱持する抱持部と、該抱持部から他端に向けて延長形成された弾性体配置部を備えている構成とすることにより、保持部材の一端の抱持部を一対のブレードの外側から嵌め込むことができ、
しかも、保持部材の他端の弾性体配置部に弾性体を組み込めばよいため、ダイの組立て作業が一層容易となる。
【００２１】
また、請求項５の発明は、請求項４に記載のダイにおいて、前記アンビルの外周面と該アンビルに接触した状態の一対のブレードの外周面とを同心円弧状とし、かつ、前記一対のブレードのうち、少なくとも前記弾性体の配置側と反対側のブレードの外周面を拡開方向と直交する平面と平行な平坦面として欠円弧状としてあることを特徴とする。
【００２２】
このような構成とすることにより、前記請求項３の構成と同様に、一対のブレードの回りでの保持部材の回転を防止させることができ、しかも、欠円弧状としたことに伴う外径寸法縮少分だけダイ全体を金属薄板からなる製品の本体側面にさらに近付けることができ、その結果、金属薄板の接合フランジ幅を一層縮少させることができる。
【００２３】
また、請求項６の発明は、請求項４または５に記載のダイにおいて、前記アンビルと一対のブレードにガイドピンをブレードの拡開方向に貫通させて配置し、前記弾性体をコイルばねで構成してこのコイルばねを前記ガイドピンにより支持させたことを特徴とする。
【００２４】
このような構成とすることにより、弾性体の耐久性向上とばね定数の選択の自由度拡大が図れると共に、弾性体の組付け状態が安定し、ブレード、ガイドピン及び弾性体の脱落が保持部材によって防止できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１は結合装置の要部の縦断面を、図２はダイの縦断面を、図３はその横断面を、図４はダイの概略構造を分解して示している。
【００２６】
図１に示すように、結合装置はパンチ１とダイ２を含み、両者間に金属薄板８、９を挟み込んで加工を行うようになっている。図１は二枚の金属薄板８、９を結合する場合を例示しているが、この装置を使用して三枚以上の金属薄板あるいは金属薄板と非金属材料の積層物を結合することもできる。
【００２７】
パンチ１は、ストリッパー１ａと組み合わされてダイ２と同軸状に対向配置されている。パンチ１のダイ２と対向する先端は長方形の輪郭を有する平坦面とされ、その長辺側の端縁が直角の切り刃１ｂ、１ｃとされている。
【００２８】
ダイ２は、図２ないし図４に示すように、平坦な上面を有する略矩形のベース２ａと、このベース２ａの上面に起立形成されたアンビル２ｂと、ベース２ａの下面に垂下形成されたシャンク２ｃとを一体に有している。アンビル２ｂは、パンチ１の切り刃１ｂ、１ｃと対向する上面が平坦で、かつ、その輪郭形状がパンチ１と略同一の長方形とされ、その短辺は円弧部２ｅで構成されている。アンビル２ｂの長辺方向の中央部に短辺方向に貫通するピン挿入孔２ｄが形成されている。
【００２９】
一対のブレード４、５は、アンビル２ｂの長辺の両側に配置され、その平坦な上面４ａ、５ａをアンビル２ｂの上面より所定寸法だけ高くしてある。そして、アンビル２ｂに接触する側の側面上縁を直角の切り刃４ｂ、５ｂとしてあり、パンチ１の切り刃１ｂ、１ｃと協動して重ね合わされた二枚の金属薄板８、９を部分的に剪断するように構成されている。
【００３０】
一対のブレード４、５の外周面の輪郭形状は、図３に示すように、アンビル２ｂに接触させた状態において、アンビル２ｂの短辺の円弧部２ｅと同心で若干大径の円弧状とされ、かつ、前記一対のブレード４、５の外周面を拡開方向と直交する平面と平行な平坦面４ｃ、５ｃとして欠円弧状としてある。
【００３１】
一対のブレード４、５の下部外周面には、保持部材６を装着するための小径外周部４ｄ、５ｄが形成してある。この小径外周部４ｄ、５ｄは、アンビル２ｂの短辺の円弧部２ｅと同心同径としてある。そして、一対のブレード４、５の小径外周部４ｄ、５ｄの中央部にはアンビル２ｂのピン挿入孔２ｄと対応するピン挿入孔４ｅ、５ｅが貫通形成してあり、これらのピン挿入孔２ｄ、４ｅ、５ｅにガイドピン３が挿通してある。さらに、上記小径外周部４ｄ、５ｄの外側にも平坦面４ｃ、５ｃと平行な平坦面４ｃ'、５ｃ'を形成してあり、この平坦面４ｃ'、５ｃ'の中央部に凹溝４ｆ、５ｆが形成してある。なお、上記ガイドピン３は、一対のブレード４、５をアンビル２ｂの両側で拡開可能に案内させるために他の部材とは別部材として使用されている。
【００３２】
保持部材６は、一端に一方のブレード４の小径外周部４ｄとアンビル２ｂの小径外周部２ｅとを抱持する抱持部６ａ、６ａを有し、この抱持部６ａ、６ａから他端に向けて延長形成された弾性体配置部６ｂを備えている。
【００３３】
抱持部６ａ、６ａは、２つに分離開放され、それぞれ略１／４円弧状とされ、開放端６ａ'、６ａ'を内側に屈曲させて一方のブレード４の小径外周部４ｄの凹溝４ｆに嵌め込めるように形成されている。弾性体配置部６ｂは、延長端で平坦な閉鎖端６ｃとされている。上記保持部材６は、一対のブレード４、５とガイドピン３と弾性体７とをダイ２のユニットから脱落しないように保持させるためのものである。
【００３４】
弾性体７は、コイルばねで構成され、保持部材６の弾性体配置部６ｂ内に配置されるもので、この実施の形態では、ガイドピン３に挿通して配置してある。
【００３５】
この実施の形態は、以上の構成からなるもので、ダイ２のアンビル２ｂの両側に一対のブレード４、５を配置し、弾性体７を挿通したガイドピン３を、先に、または、保持部材６と共に抱持部６ａ、６ａを拡開させて図３の右方からピン挿入孔５ｅ、２ｄ、４ｅに順次挿通し、抱持部６ａ、６ａを閉じて、開放端６ａ'、６ａ'を凹溝４ｆに嵌め込むことによりダイ２側の組立てが終了する。
【００３６】
パンチ１とダイ２は、適宜のプレス機械に同軸配置され、このダイ２の上に金属薄板８、９の接合フランジ部を載置し、パンチ１をダイ２に向けて降下させる。これにより、パンチ１の切り刃１ｂ、１ｃと、一対のブレード４、５の切り刃４ｂ、５ｂとで接合フランジ部に二本の切り目を平行に入れながら部分的に打抜く。さらにパンチ１が降下して打抜き部分をアンビル２ｂの上面に当接させ、この当接後のパンチ１の降下によって、打抜き部分がパンチ１の下端とアンビル２ｂの上面とで圧延される。この圧延により打抜き部分の肉部がアンビル２ｂの両側へ張り出す。この打抜き部分の張り出し力で一対のブレード４、５が弾性体７を圧縮させながらアンビル２ｂから離隔する方向に拡開される。これにより、アンビル２ｂの両側に張り出した肉部は、前記二本の切り目の間隔以上の幅に食み出していることになり、これによって、二枚の金属薄板８、９が接合一体化される。
【００３７】
ブレード４、５の拡開動作は、弾性体７を圧縮することにより行われるものであるが、その様子を図３において説明すると、左側のブレード４の左側への離隔は保持部材６を介して弾性体７を左側へ圧縮し、右側のブレード５の右側への離隔はブレード５自体の外面で弾性体７を右側へ圧縮する。このように、両ブレード４、５の拡開に伴う変位を一つの弾性体７のたわみ量で吸収することになるが、ブレードの拡開方向の片側にのみ弾性体を配置したことによって、そのばね定数やたわみ量について設計の自由度が増し、しかも反対側に比較的大きな作業スペースを確保することができる。
【００３８】
以上、本発明図示の実施の形態につき説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、一対のブレード４、５のうち、弾性体７を配置しない側のブレードは欠円弧状でなくともよい。なお、一対のブレード４、５を図示の実施形態のように対称な形状としておけば、組立て及び製作等の利便性が向上する。また、保持部材６は、抱持部の側で分離させて開環状としているが、反対側で分離させてもよく、あるいは、非分離の閉環状であってもよい。さらに、弾性体７は、コイルばね以外のばね（例えば、板ばね、皿ばね等）やゴム等で構成してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、金属薄板からなる製品の接合フランジ幅の縮少化、換言すれば、フランジ幅の小さな製品の結合が可能となり、該製品の材料費を削減してコストダウンを図ることができる。しかも、ダイの組立て作業が容易となる。さらに、一対のブレードの拡開量を大きく設定することができ、従って、金属薄板の結合強度を増大させることができる。
【００４０】
請求項２の発明によれば、保持部材の一端の抱持部を一対のブレードの外側から嵌め込めむことができ、しかも、保持部材の他端の弾性体配置部に弾性体を組み込めばよいため、ダイの組立て作業が一層容易となる。
【００４１】
請求項３の発明によれば、一対のブレードの回りでの保持部材の回転を防止させることができ、しかも、ダイの片側における外側への張り出し量をさらに削減することができ、その結果、金属薄板の接合フランジ幅を一層縮少させることができる。
【００４２】
請求項４の発明によれば、弾性体の耐久性向上とばね定数の選択の自由度拡大とが図れると共に、弾性体の組付け状態が安定し、ブレード、ガイドピン及び弾性体の脱落が保持部材によって防止できる。
【００４３】
請求項５の発明によれば、ダイ単独で購入して既存のパンチと組合せ使用して金属薄板の接合フランジ幅の縮少化、ダイの組立て作業の容易化などが図れる。
【００４４】
請求項６の発明によれば、保持部材の一端の抱持部を一対のブレードの外側から嵌め込めむことができ、しかも、保持部材の他端の弾性体配置部に弾性体を組み込めばよいため、ダイの組立て作業が一層容易となる。
【００４５】
請求項７の発明によれば、一対のブレードの回りでの保持部材の回転を防止させることができ、しかも、欠円弧状としたことに伴う外径寸法縮少分だけダイ全体を金属薄板からなる製品の本体側面にさらに近付けることができ、その結果、金属薄板の接合フランジ幅を一層縮少させることができる。
【００４６】
請求項８の発明によれば、弾性体の耐久性向上とばね定数の選択の自由度拡大とが図れると共に、弾性体の組付け状態が安定し、ブレード、ガイドピン及び弾性体の脱落が保持部材によって防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の実施の形態を示す要部縦断面図である。
【図２】本発明に係るダイの縦断面図である。
【図３】本発明に係るダイ横断面図である。
【図４】本発明に係るダイの分解斜視図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は従来の金属薄板の結合装置の一例を示す要部縦断面図及び横断面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は従来の金属薄板の結合装置の他の例を示す要部縦断面図及び横断面図である。
【符号の説明】
１パンチ
１ａストリッパー
１ｂ、１ｃ切り刃
２ダイ
２ａベース
２ｂアンビル
２ｃシャンク
２ｄピン挿入孔
２ｅ短辺の円弧部
３ガイドピン
４、５一対のブレード
４ａ、５ａ上面
４ｂ、５ｂ切り刃
４ｃ、５ｃ平坦面
４ｃ'、５ｃ' 平坦面
４ｄ、５ｄ小径外周部
４ｅ、５ｅピン挿入孔
４ｆ、５ｆ凹溝
６保持部材
６ａ抱持部
６ｂ弾性体配置部
６ｃ閉鎖端
６ａ' 開放端
７弾性体
８、９金属薄板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joining apparatus for thin metal plates that are joined by locally pressing and plastically deforming a plurality of superposed thin metal plates.
[0002]
[Prior art]
The technology to mechanically join the overlapping parts of workpieces such as steel plates by local plastic deformation is not to use secondary materials such as rivets, and does not apply heat like welding, to various plated steel plates and painted steel plates It is also used in a wide range of fields, such as automobile parts, electronic parts, home appliances, and housing members.
[0003]
As a conventional device of this type, the device shown in FIGS. 5A and 5B (Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-105033) and the device shown in FIGS. 6A and 6B (Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-54529). Publication).
[0004]
5 (A) and 5 (B), a pair of opposing punches 10 and a pair of anvils 11a arranged in the center so that they can be expanded with respect to the anvils 11a via guide pins 16 on both sides thereof. The two thin metal plates 14, 15 are arranged between the die 11 having the blades 12, 13, and the two thin metal plates 14, 15 are used by the cooperation of the punch 10 and the blades 12, 13. The punched portion is subjected to a punching process, and the punched portion is rolled by the cooperative operation of the punch 10 and the anvil 11a so that both side edges of the punched portion are projected on the back surfaces of the two thin metal plates 14 and 15. The thin metal plates 14 and 15 are combined and integrated. The die 11 has a disk-shaped base 11b and a substantially rectangular anvil 11a erected on the upper surface of the central portion of the base 11b, and substantially semicircular blades 12 on both sides of the long side of the anvil 11a. , 13 are arranged by guide pins 16 so as to be spreadable on both sides, and an elastic ring 17 is wound around the outer surface of the blades 12 and 13 and the outer peripheral surface of the base 11b of the die 11, so , 13 are held in contact with the anvil 11a.
[0005]
6 (A) and 6 (B) are arranged so that the punch 20 and the anvil 21a which are arranged opposite to each other have a center and can be expanded with respect to the anvil 21a via guide pins 26 on both sides thereof. The two thin metal plates 24 and 25 are arranged between the die 21 having the pair of blades 22 and 23, and the two thin metal plates are obtained by the cooperative operation of the punch 20 and the blades 22 and 23. 24 and 25 are partially punched, and the punched portion is rolled by the cooperative operation of the punch 20 and the anvil 21a so that both side edges of the punched portion project over the back surfaces of the two thin metal plates 24 and 25. Thus, the two metal thin plates 24 and 25 are combined and integrated. The die 21 has a disk-shaped base 21b and a substantially rectangular anvil 21a erected on the upper surface of the central portion of the base 21b, and a substantially semicircular blade 22 on both sides of the long side of the anvil 21a. , 23 are arranged to be expandable with respect to the anvil 21a by the guide pin 26, and the coil spring 29, between the stopper stopper members 27, 28 fixed to both ends of the guide pin 26 and the blades 22, 23, 30 is disposed, and the pair of blades 22 and 23 is held in contact with the anvil 21a. In this case, in order to accommodate the coil springs 29 and 30 in the semicircular thickness in the blades 22 and 23, the lateral holes 31 and 32 are formed concentrically with the insertion hole of the guide pin 26.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional apparatus shown in FIGS. 5A and 5B, in order to wind the elastic ring, the outer peripheral surface of the base of the die has a disk shape, and the outer peripheral surfaces of the pair of blades are also circular with the same outer diameter. As a result, the outer diameter of the die increases, and in addition, the die is separated from the side surface (vertical surface) of the product consisting of two thin metal plates by an amount that includes the thickness of the elastic ring. It is necessary to widen the laterally extending width of the joining flange (hereinafter referred to as the joining flange width) formed by projecting laterally from the side surface of the main body of the product, and the material cost of the product is high. There is a disadvantage of becoming. In addition, rubber is used as the elastic ring, which is easily damaged and has a problem in durability.
[0007]
6A and 6B, the space for storing the coil springs must be secured in the blades on both sides, so that the outer diameter of the pair of blades increases, Since the outer diameter of the base of the die is also increased, the outer diameter of the entire die is increased, and accordingly, the joint flange width of the two metal thin plates must be widened, which disadvantageously increases the material cost of the product. . In addition, since it is necessary to incorporate a coil spring and a stopper stopper on both sides of the pair of blades, there is a difficulty in assembling workability of the die.
[0008]
Therefore, the present invention reduces the joint flange width of the metal thin plate, facilitates the assembly of the die, improves the durability of the elastic body, increases the amount of blade expansion, and the degree of freedom in selecting the spring characteristics of the elastic body. An object of the present invention is to provide a coupling device for thin metal sheets that can be expanded.
[0009]
The invention of claim 1 has a pair of blades having a punch having a cutting edge at the tip, an anvil and a cutting blade facing the cutting edge of the punch, and elastically held on both sides of the anvil so as to expand. A plurality of thin metal plates are partially sheared by the punch and die to form a bulge between the blades, and the bulge is formed by the punch and the anvil. In the apparatus for joining thin metal plates, the part is upset and rolled to both sides of the anvil and the pair of blades are expanded to the opposite sides .
A holding member that surrounds the anvil and the pair of blades; and an elastic body interposed between one of the pair of blades and the holding member, the holding member extending from the outer periphery of the one blade to the anvil at one end. A holding portion for holding the outer periphery of the holding portion, and an elastic body arrangement portion extended from the holding portion toward the other end, the holding portion comprising a pair of arc-shaped portions, One end is connected to the elastic body arrangement portion, and the other end is an open end bent inward .
[0010]
According to this configuration, the amount of protrusion to the outside of the die on the side where the elastic body is not disposed can be reduced by the amount where the elastic body is not disposed, and the die is made of a metal thin plate by this reduced dimension. It can be combined close to the side. Accordingly, it is possible to reduce the width of the joining flange of a product made of a thin metal plate, thereby reducing the material cost of the product and reducing the cost. In other words, it can be used for joining products with a small flange width. In addition, since the holding member may be fitted from the outside of the pair of blades and the elastic body may be incorporated on one side, the assembly work of the die becomes easy. Furthermore, by arranging the elastic body only on one side, the amount of expansion of the pair of blades can be set large regardless of the width of the joining flange, and accordingly, the amount of rolling of the metal sheet on both sides of the anvil is increased. Bond strength can be increased.
[0012]
The holding member has a holding portion that is held at one end from the outer periphery of one blade to the outer periphery of the anvil, and an elastic body arrangement portion that is extended from the holding portion toward the other end. By this, the holding part at one end of the holding member can be fitted from the outside of the pair of blades,
In addition, since the elastic body has only to be incorporated into the elastic body arrangement portion at the other end of the holding member, the assembly work of the die becomes easier.
[0013]
Further, the invention of claim 2 is the apparatus for joining thin metal plates according to claim 1 , wherein the outer peripheral surface of the anvil and the outer peripheral surface of the pair of blades in contact with the anvil are concentric arcs,
In the pair of blades, at least the outer peripheral surface of the blade on the side opposite to the arrangement side of the elastic body is formed as a partial arc shape as a flat surface parallel to a plane orthogonal to the spreading direction.
[0014]
By adopting such a configuration, the holding member can be prevented from rotating around the pair of blades, and the entire die is made of the thin metal plate by the reduced outer diameter due to the partial arc shape. As a result, the joint flange width of the metal thin plate can be further reduced.
[0015]
Furthermore, the invention of claim 3 is the apparatus for joining thin metal plates according to claim 1 or 2 ,
A guide pin is disposed through the anvil and the pair of blades so as to penetrate the blade in the spreading direction, and the elastic body is constituted by a coil spring, and the coil spring is supported by the guide pin.
[0016]
By adopting such a configuration, the durability of the elastic body can be improved and the degree of freedom in selecting the spring constant can be increased, the assembled state of the elastic body can be stabilized, and the blade, the guide pin and the elastic body can be prevented from falling off. It can be prevented by the member.
[0017]
The invention of claim 4 is a punch having a blade cut earlier end has a cutting edge facing the anvil and the cutting edge of the punch, which is expandable elastically held on both sides of the anvil A die having a pair of blades, plastically deforming a plurality of metal thin plates partially sheared by the punch and die to form a bulging portion between the blades, and the punch and anvil A die for use in a metal thin plate coupling device that upsets and bulges the bulging portion and extends to both sides of the anvil, the holding member surrounding the anvil and the pair of blades, and one of the pair of blades And an elastic body interposed between the holding member and the holding member. The holding member holds one end from the outer periphery of one blade to the outer periphery of the anvil, and the other end from the holding portion to the other end. Toward An open end having a formed elastic body arrangement part, the holding part comprising a pair of arcuate parts, each arcuate part connected to the elastic body arrangement part at one end and the other end bent inward wherein there as.
[0018]
With this configuration, the die can be purchased alone and used in combination with an existing punch to reduce the joining flange width of the metal thin plate and facilitate the assembly of the die.
[0020]
The holding member has a holding portion that is held at one end from the outer periphery of one blade to the outer periphery of the anvil, and an elastic body arrangement portion that is extended from the holding portion toward the other end. it makes it possible to fit the holding portion of the end of the hold member from the outside of the pair of blades,
In addition, since the elastic body has only to be incorporated into the elastic body arrangement portion at the other end of the holding member, the assembly work of the die becomes easier.
[0021]
According to a fifth aspect of the present invention, in the die according to the fourth aspect, the outer peripheral surface of the anvil and the outer peripheral surface of the pair of blades in contact with the anvil are concentric arcs, and the pair of blades Of these, at least the outer peripheral surface of the blade opposite to the arrangement side of the elastic body is formed as a flat arc parallel to a plane orthogonal to the expanding direction, and is formed in a partial arc shape.
[0022]
By adopting such a configuration, similarly to the configuration of claim 3, the rotation of the holding member around the pair of blades can be prevented, and the outer diameter associated with the partial arc shape. The entire die can be brought closer to the side of the main body of the product made of the thin metal plate by the reduction, and as a result, the joint flange width of the thin metal plate can be further reduced.
[0023]
According to a sixth aspect of the present invention, in the die according to the fourth or fifth aspect, a guide pin is disposed through the anvil and the pair of blades so as to penetrate the blade in the spreading direction, and the elastic body is configured by a coil spring. The coil spring is supported by the guide pin.
[0024]
With such a configuration, the attained degree of freedom expanding the selection of durability and spring constant of the elastic body, assembled state is stabilized in the elastic blade, the fall off of the guide pins and the elastic body holding It can be prevented by the member.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 shows a longitudinal section of the main part of the coupling device, FIG. 2 shows a longitudinal section of the die, FIG. 3 shows a transverse section thereof, and FIG. 4 shows an exploded schematic structure of the die.
[0026]
As shown in FIG. 1, the coupling device includes a punch 1 and a die 2, and processing is performed by sandwiching thin metal plates 8 and 9 between them. Although FIG. 1 illustrates the case where two thin metal plates 8 and 9 are joined together, it is also possible to join three or more thin metal plates or a laminate of a thin metal plate and a non-metallic material using this apparatus. .
[0027]
The punch 1 is combined with the stripper 1a so as to face the die 2 in a coaxial manner. The tip of the punch 1 facing the die 2 is a flat surface having a rectangular outline, and the long side edge is a right cutting edge 1b, 1c.
[0028]
As shown in FIGS. 2 to 4, the die 2 includes a substantially rectangular base 2a having a flat upper surface, an anvil 2b erected on the upper surface of the base 2a, and a shank suspended from the lower surface of the base 2a. 2c. The anvil 2b has a flat upper surface facing the cutting blades 1b and 1c of the punch 1 and a rectangular shape substantially the same as that of the punch 1, and its short side is formed by an arc portion 2e. A pin insertion hole 2d penetrating in the short side direction is formed at the center of the anvil 2b in the long side direction.
[0029]
The pair of blades 4 and 5 are disposed on both sides of the long side of the anvil 2b, and the flat upper surfaces 4a and 5a are made higher than the upper surface of the anvil 2b by a predetermined dimension. And the upper edge of the side surface in contact with the anvil 2b is a right-angled cutting blade 4b, 5b, and the two thin metal plates 8, 9 overlapped in cooperation with the cutting blades 1b, 1c of the punch 1 are partially Is configured to shear.
[0030]
As shown in FIG. 3, the contour shape of the outer peripheral surfaces of the pair of blades 4 and 5 is concentric with the arc portion 2e on the short side of the anvil 2b and is slightly larger in diameter when in contact with the anvil 2b. In addition, the outer peripheral surfaces of the pair of blades 4 and 5 are formed in a partial arc shape as flat surfaces 4c and 5c parallel to a plane orthogonal to the expanding direction.
[0031]
Small-diameter outer peripheral portions 4 d and 5 d for mounting the holding member 6 are formed on the lower outer peripheral surfaces of the pair of blades 4 and 5. The small-diameter outer peripheral portions 4d and 5d are concentric and concentric with the arc portion 2e on the short side of the anvil 2b. Further, pin insertion holes 4e and 5e corresponding to the pin insertion holes 2d of the anvil 2b are formed through the center portions of the small-diameter outer peripheral portions 4d and 5d of the pair of blades 4 and 5, and these pin insertion holes 2d, Guide pins 3 are inserted into 4e and 5e. Further, flat surfaces 4c ′ and 5c ′ parallel to the flat surfaces 4c and 5c are formed outside the small-diameter outer peripheral portions 4d and 5d, and a concave groove 4f and a flat groove 4f are formed at the center of the flat surfaces 4c ′ and 5c ′. 5f is formed. The guide pin 3 is used as a separate member from the other members in order to guide the pair of blades 4 and 5 so that they can be expanded on both sides of the anvil 2b.
[0032]
The holding member 6 has holding portions 6a and 6a for holding the small-diameter outer peripheral portion 4d of one blade 4 and the small-diameter outer peripheral portion 2e of the anvil 2b at one end, and the other end from the holding portions 6a and 6a. The elastic body arrangement | positioning part 6b extended and formed toward is provided.
[0033]
The holding portions 6a and 6a are separated and opened into two, each having a substantially ¼ arc shape, and the open ends 6a ′ and 6a ′ are bent inward to form a concave groove in the small-diameter outer peripheral portion 4d of one blade 4. It is formed to fit into 4f. The elastic body arranging portion 6b is an extended end and a flat closed end 6c. The holding member 6 is for holding the pair of blades 4 and 5, the guide pin 3, and the elastic body 7 so as not to drop out of the unit of the die 2.
[0034]
The elastic body 7 is constituted by a coil spring and is disposed in the elastic body disposing portion 6b of the holding member 6. In this embodiment, the elastic body 7 is disposed through the guide pin 3.
[0035]
This embodiment is configured as described above, and a pair of blades 4 and 5 are arranged on both sides of the anvil 2b of the die 2 and the guide pin 3 through which the elastic body 7 is inserted is first or the holding member. 6, the holding portions 6a, 6a are expanded and sequentially inserted into the pin insertion holes 5e, 2d, 4e from the right side of FIG. 3, the holding portions 6a, 6a are closed, and the open ends 6a ′, 6a ′ are By assembling in the concave groove 4f, the assembly on the die 2 side is completed.
[0036]
The punch 1 and the die 2 are coaxially arranged in an appropriate press machine, and the joining flange portions of the thin metal plates 8 and 9 are placed on the die 2, and the punch 1 is lowered toward the die 2. Thereby, the cutting blades 1b and 1c of the punch 1 and the cutting blades 4b and 5b of the pair of blades 4 and 5 are partially punched while making two cuts parallel to the joint flange portion. Further, the punch 1 is lowered to bring the punched portion into contact with the upper surface of the anvil 2b, and the punched portion is rolled on the lower end of the punch 1 and the upper surface of the anvil 2b by the lowering of the punch 1 after this contact. Due to this rolling, the meat portion of the punched portion projects to both sides of the anvil 2b. The pair of blades 4, 5 are expanded in a direction away from the anvil 2 b while compressing the elastic body 7 by the overhang force of the punched portion. As a result, the meat portions projecting on both sides of the anvil 2b protrude to a width greater than the interval between the two cuts, whereby the two thin metal plates 8 and 9 are joined and integrated. The
[0037]
The expanding operation of the blades 4 and 5 is performed by compressing the elastic body 7, and this state will be described with reference to FIG. 3. The left side separation of the left blade 4 is performed via the holding member 6. The elastic body 7 is compressed to the left, and the separation of the right blade 5 to the right compresses the elastic body 7 to the right at the outer surface of the blade 5 itself. In this way, the displacement associated with the expansion of the blades 4 and 5 is absorbed by the amount of deflection of one elastic body 7, but by arranging the elastic body only on one side in the expansion direction of the blade, The degree of freedom of design increases with respect to the spring constant and the amount of deflection, and a relatively large working space can be secured on the opposite side.
[0038]
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. The blade on the side where no is disposed does not have to be a circular arc. In addition, if the pair of blades 4 and 5 have a symmetrical shape as in the illustrated embodiment, the convenience of assembly and production is improved. In addition, the holding member 6 is separated on the holding portion side to be an open ring shape, but may be separated on the opposite side, or may be a non-separated closed ring shape. Furthermore, the elastic body 7 may be composed of a spring other than the coil spring (for example, a leaf spring, a disc spring, etc.) or rubber.
[0039]
【The invention's effect】
According to the invention of claim 1, it is possible to reduce the joint flange width of a product made of a thin metal plate, in other words, to connect products having a small flange width, thereby reducing the material cost of the product and reducing the cost. Can be planned. In addition, the assembly work of the die becomes easy. Furthermore, the spread amount of the pair of blades can be set large, and therefore the bonding strength of the metal thin plate can be increased.
[0040]
According to the second aspect of the present invention, the holding portion at one end of the holding member can be fitted from the outside of the pair of blades, and the elastic body may be incorporated into the elastic body arranging portion at the other end of the holding member. Therefore, the assembly work of the die becomes easier.
[0041]
According to the invention of claim 3, the rotation of the holding member around the pair of blades can be prevented, and the amount of outward protrusion on one side of the die can be further reduced. The joint flange width of the thin plate can be further reduced.
[0042]
According to the invention of claim 4, the durability of the elastic body can be improved and the degree of freedom in selecting the spring constant can be increased, the assembled state of the elastic body can be stabilized, and the blade, the guide pin and the elastic body can be kept from falling off. It can be prevented by the member.
[0043]
According to the invention of claim 5, by purchasing a die alone and using it in combination with an existing punch, it is possible to reduce the joint flange width of the metal thin plate, facilitate the assembly work of the die, and the like.
[0044]
According to the invention of claim 6, the holding portion at one end of the holding member can be fitted from the outside of the pair of blades, and the elastic body may be incorporated into the elastic body arrangement portion at the other end of the holding member. Therefore, the assembly work of the die becomes easier.
[0045]
According to the invention of claim 7, the rotation of the holding member around the pair of blades can be prevented, and the entire die is made of the thin metal plate by the reduced outer diameter due to the partial arc shape. As a result, the joint flange width of the metal thin plate can be further reduced.
[0046]
According to the eighth aspect of the invention, it is possible to improve the durability of the elastic body and expand the degree of freedom of selection of the spring constant, stabilize the assembled state of the elastic body, and keep the blade, guide pin and elastic body from falling off. It can be prevented by the member.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part showing an embodiment of an apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a die according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a die according to the present invention.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a die according to the present invention.
FIGS. 5A and 5B are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view of a main part showing an example of a conventional metal sheet joining apparatus.
FIGS. 6A and 6B are a longitudinal sectional view and a transverse sectional view of main parts showing another example of a conventional metal sheet joining apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Punch 1a Stripper 1b, 1c Cutting blade 2 Die 2a Base 2b Anvil 2c Shank 2d Pin insertion hole 2e Arc part 3 of short side 3 Guide pin 4, 5 pair of blades 4a, 5a Upper surface 4b, 5b Cutting blade 4c, 5c Flat surface 4c ', 5c' Flat surface 4d, 5d Small-diameter outer peripheral portion 4e, 5e Pin insertion hole 4f, 5f Groove 6 Holding member 6a Holding portion 6b Elastic body arrangement portion 6c Closed end 6a 'Open end 7 Elastic body 8, 9 Metal Thin plate

Claims

A punch having a cutting edge at the tip, and a die having a pair of blades that have an anvil and a cutting edge facing the cutting edge of the punch, and are elastically held on both sides of the anvil so as to be able to expand, A plurality of thin metal plates are partially sheared and plastically deformed by the punch and die to form a bulge portion between the blades, and the bulge portion is upset and rolled by the punch and anvil. In the apparatus for joining thin metal plates, which protrudes to both sides of the anvil and expands the pair of blades to opposite sides ,
A holding member that surrounds the anvil and the pair of blades, and an elastic body interposed between one of the pair of blades and the holding member ,
The holding member includes a holding portion that is held at one end from the outer periphery of one blade to the outer periphery of the anvil, and an elastic body arranging portion that is extended from the holding portion toward the other end,
The holding portion comprises a pair of arcuate portions, each arcuate portion is connected to the elastic body disposed portion at one end, the sheet metal and the other end is characterized by open end entirety in Rukoto which is bent inwardly Coupling device.

The outer peripheral surface of the anvil and the outer peripheral surface of the pair of blades in contact with the anvil are concentric arcs, and at least the outer peripheral surface of the blade on the opposite side of the elastic body arrangement side of the pair of blades. 2. The apparatus for joining thin metal plates according to claim 1, wherein a flat surface parallel to a plane orthogonal to the spreading direction is formed in a notch arc shape .

A guide pin is disposed through the anvil and a pair of blades so as to penetrate the blade in an expanding direction, and the elastic body is constituted by a coil spring, and the coil spring is supported by the guide pin. 3. The apparatus for joining thin metal plates according to 1 or 2 .

A punch having a cutting edge at the tip, and a die having a pair of blades that have an anvil and a cutting edge facing the cutting edge of the punch, and are elastically held on both sides of the anvil so as to be able to expand, A plurality of thin metal plates are partially sheared and plastically deformed by the punch and die to form a bulge portion between the blades, and the bulge portion is upset and rolled by the punch and anvil. A die for use in a thin sheet metal coupling device that projects to both sides of the anvil and that causes the pair of blades to expand on opposite sides,
A holding member that surrounds the anvil and the pair of blades, and an elastic body interposed between one of the pair of blades and the holding member,
The holding member includes a holding portion that is held at one end from the outer periphery of one blade to the outer periphery of the anvil, and an elastic body arranging portion that is extended from the holding portion toward the other end,
The holding portion includes a pair of arc-shaped portions, each arc-shaped portion is connected to the elastic body arranging portion at one end, and the other end is an open end bent inward. Die to do.

The outer peripheral surface of the anvil and the outer peripheral surface of the pair of blades in contact with the anvil are concentric arcs, and at least the outer peripheral surface of the blade on the opposite side of the elastic body arrangement side of the pair of blades. The die according to claim 4, wherein a flat surface parallel to a plane orthogonal to the spreading direction is formed as a partial arc .

A guide pin is disposed through the anvil and a pair of blades so as to penetrate the blade in an expanding direction, and the elastic body is constituted by a coil spring, and the coil spring is supported by the guide pin. The die according to 4 or 5.