JPH04210336A - 箱状ワークの結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は金属板の折曲げ成形によって製作された箱状ワ
ークの接合対称部位間をカシメ結合するために用いられ
る結合装置の改良に関するものである。

［従来の技術］ カラー鋼板等の塗装鋼板、制振鋼板、カラーアルミ板、
或いは、銅板等の金属板材を折曲げて成形された箱状ワ
ーク、例えばファンヒータ用ダクトのフランジ部分等の
結合手段として、スポット溶接、リベット締め、ビス止
め等が使用されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記結合手段の内、スポット溶接は、溶接に関する専門
技術知識を持つ有資格者を必要とし、素人では扱えない
。また、スポット溶接は、銅板、アルミ板等の非鉄系金
属板や割振鋼板等の特殊鋼板、あいは異種金属板間の結
合が困難であり、更に、油膜や塗装膜等の各種コーティ
ング被膜を持った鋼板等では、これらの被膜の事前の除
去処理や、溶接完了後の再塗装等の処理が必要であるた
め、コストアップの問題があった。一方、スポット溶接
では、スパッタの飛散が避けられず、ワークのみならず
、作業環境を汚染し、かつ、有害ガスを発生する等の欠
点があった。

一方、リベットやビス、あるいはボルトナツトによる結
合方式では、事前に孔あけ作業が必要であり、作業能率
が悪く、省力化も阻害されていた。

このような従来技術の問題点を解決するため、重ね合わ
された２枚以上の金属板材の接合点に、パンチとダイに
よる据込み加工を施しカシメ接合する結合方式が創案さ
れており、本発明の出願人も、この種の結合装置の改良
に関して数多くの工業的提案を行なっている。

本発明は、上記のパンチとダイによる金属板の据込み加
工装置を、開口部付きの箱状ワーク、例えば、ファンヒ
ータ用のダクトに適用し得るように改良することを目的
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記解決手段として本発明は、箱状ワークの底板部分に
設けられた複数の接合対象部位を同時に据込んでカシメ
結合するパンチ、および、ダイの駆動源として設けられ
たパワーアクチュエータと、このパワーアクチュエータ
のホルダ部分の先端に互いに平行状態を維持して装着さ
れた複数のパンチと、上記ホルダのラム部分を支持する
パワーアクチュエータ本体の側端から張出すヨークの先
端に上記複数のパンチのそれぞれと軸心を一致させた状
態で装着された複数のダイとからなる２個の結合ヘッド
を面対称状に配置してなる結合機構と、上記結合ヘッド
に、パンチ、および、ダイの軸線と直交する互いに反対
方向の移動ストロークを伝達する装置と、 結合位置に送込まれた上記箱状ワークの接合対称部位を
ダイの下面に密着させた状態で位置決め固定する位置決
め機構とによって構成されていることを特徴とする箱状
ワークの結合装置を提供するものである。

［作用コ 位置決め機構を起動し、箱状ワーク、例えば、対向する
側壁面にヨークおよびダイ挿入用の開口部を形成したフ
ァンヒータ用ダクトをパレット毎、結合位置（カシメ結
合位置）に搬入し、−旦停止させる。

次に、結合機構の駆動装置を起動し１、ヨークとその先
端に装着されたダイを箱状ワークの開口部内に進入させ
る。

位置決め機構を再起動し、第２の位置で接合対象部位を
ダイの下面に密着させる。

この後、結合ヘッドのパワーアクチュエータを起動し、
パワーアクチュエータのホルダ部分の先端に装着されて
いるパンチに上昇ストロークを伝達する。これによって
、パンチがダイの内部に進入し、箱状ワークの接合対称
部位間がカシメ結合される。

上記カシメ結合動作が終了した時点で、結合機構、なら
びに、位置決め機構を順次逆起動し、これによって結合
機構を原位置に復帰させ、また、カシメ結合された箱状
ワークをパレット」二に送り出す。

［実施例］ 最初に、第１図、第５図乃至第１Ｏ図に基づき、結合機
構（Ｃ）の主要部をなす結合ヘッドの構造について説明
する。本発明装置では、第１図に示すように２個の結合
ヘッド（Ａ）（Ａ）を同一軸線上で互いに反対方向に相
対移動し得るように面対象状に対向配置することによっ
て結合機構ＣＣ）が構成されている。それぞれの結合ヘ
ッド（Ａ）には、２個のパンチ（１６）とダイ（１７）
が配設されているが、理解を容易にするため、第５図で
はホルダ（１８）　　（１９）を介して一組のパンチ（
１６）とダイ（１７）がパワーアクチュエータ（２ｏ）
に設けられているものとして説明する。即ち、結合ヘッ
ド（Ａ）は、実際には、第１図に示すように、それぞれ
箱状ワーク（Ｗ）の接合対象部位と同数の複数対のパン
チ（１６）およびダイ（１７）を、ホルダ（１８）およ
び（１９）を介して同一軸線上に対向装置した構造とな
っているが、その内、一対のパンチ（１６）とダイ（１
７）について第５図乃至第１０図を参照しながらその基
本構造を説明する。第５図に示すように、パンチ（１６
）のホルダ（１８）は、パワーアクチュエータ（２０）
のラム（２１）に連結されており、ダイ（１７）のホル
ダ（工９）は、パワーアクチュエータ（２０）の側端か
ら横方向に張出すヨーク（２２）の先端に固着されてい
る。パワーアクチュエータ（２０）の本体とヨーク（２
２）の先端部分とは、パンチ（１６）とダイ（１７）の
軸線を一致させるように相対的な配設位置を調節されて
いる。

上記結合ヘッド（Ａ）は、流体圧シリンダ装置を形成す
る扇形空間（２３）と、この扇形空間（２３）の頂点位
置（２４）を揺動中心として流体圧力（エア圧または油
圧）により往復動する揺動ピストン（２５）と、この揺
動ピストン（２５）にトグルリンク（２６）を介して連
結され、上記揺動ピストン（２５）の揺動中心を通る直
線上を往復動するラム（２１）とによって、パンチ（１
６）とダイ（１７）の駆動源を構成している。

一方、パンチ（１６）の周囲には、ストリッパ（２７）
が、ストリッパホルダ（２８）を介してパンチ（１６）
の軸線方向に沿って摺動可能に支持されており、このス
トリッパ（２７）は、スプリング（２９）によって常時
パンチ（１６）の先端方向に押圧付勢されている。

パンチ（１６）およびダイ（１７）は、ファンヒータ用
ダクト（Ｗ）の接合対象部位を局部的に据込み変形させ
てカシメ結合するものであって、その具体的な構造は第
６図乃至第９図に例示されている。

第６図乃至第９図は、円形据込み型式のパンチ（１６）
とダイ（１７）を示しており、パンチ（１６）の先端は
円柱形であり、その先端面は、面取りして円弧面（１６
ｂ）に形成しである。これに対応してダイ（１７）は、
第８図および第９図に示すように、開閉可能に２分割さ
れた一対のグイ穴形成部材（１７ａ）（１７ｂ）と、据
込み台座部材（１７ｃ）とを具え、ダイ穴形成部材（１
７ａ　）　　（１７ｂ　）は、その中間を据込み台座部
材（１７ｃ）に枢軸（１７ｄ）（１７ｅ）を介して枢着
し、ダイ穴形成部材（１７ａ）（１７ｂ）の後端間に介
在するスプリング（１７ｆ）によって閉止力が与えられ
る。上記ダイ穴形成部材（１７ａ　）　　（１７ｂ　）
の先端部の対向内面には、円形のグイ穴（１７ｇ）が形
成されている。

次に、第１図乃至第４図に基づき、本発明の主要部であ
る結合機構（Ｃ）、結合機構の駆動装置（Ｄ）、ならび
に位置決め機構（Ｅ）の構造と作動順序を説明する。

結合機構（Ｃ）は、第１図および第３図に示すように線
Ｘ−Ｘを対称線として面対称状に配設された２個の結合
ヘッド（Ａ）（Ａ）から構成されている。個々の結合ヘ
ッド（Ａ）の構造と機能は、第５図乃至第９図に示すも
のと同一でである。

第５図乃至第９図に示すものと相違している点は、箱状
ワーク（Ｗ）、例えば、対向する両側壁面にヨーク（２
２）およびダイ（１７）の挿入用の開口部（３６）　　
（３７）を設けた角型ダクト（Ｗｌ）の下面ならびに、
円筒状ダクト（Ｗ２）の下端に等配ピッチで設けられた
４個の接合対象部位（３８）（３９）　　（４０）　　
（４１）に同時に結合動作を発生させるため、それぞれ
の結合ヘッド（Ａ）に軸線方向を平行させた状態で互い
に反対方向に動く２側御組のパンチ（１６）　　（１６
）とダイ（１７）　　（１７）が取付けられていること
である。

結合機構（Ｃ）の駆動装置（Ｄ）は、上記面対称状に配
設された２個の結合ヘッド（Ａ）（Ａ）に、パンチ（１
６）およびダイ（１７）の軸線方向と直交する互いに反
対方向（第１図、第３図に符号（Ｙ）で表示）の移動ス
トロークを伝達する流体圧シリンダ装置、例えばエアシ
リンダ装置（１）と、このエアシリンダ装置（１）のシ
リンダ部分（１ａ）を支持する固定支持フレーム（２）
と、この固定支持フレーム（２）の上面に設けられたガ
イドレール（３）上に水平移動可能に支持された可動支
持フレーム（４）とによって構成されている。

また、位置決め機構（Ｅ）は、ワーク搬送経路上に上下
動自在に設けられたパレット　（５）と、このパレッ１
−（５）の上に積載された箱状ワーク（Ｗｌ）（Ｗ２　
）を図示しない無端搬送ベルト上から、カシメ結合位置
に向かって押上げるラム装置（６）と、上記カシメ結合
位置に押上げられた箱状ワーク（Ｗ）内に開口部（３６
）（３７）を通ってダイ（１７）とヨーク（２２）の先
端部分が進入した後、箱状ワーク（Ｗｌ）（Ｗ２　）の
４個の接合対象部位（３８）　　（３９）　　（４０）
　　（４１）間を密着させるように箱状ワーク（Ｗｌ）
（Ｗ２　）に追加的な押上げ動作を伝達する差動装置（
図示省略）から構成されている。

尚、第１図において、参照番号（３０）は、エア、シリ
ンダ装置（１）の後方気室内にエアを導入し、可動支持
フレーム（４）上に固設された結合へ・ソド（Ａ）（Ａ
）を箱状ワーク（Ｗ）の接合位置に向かって互いに反対
方向（符号（Ｙ）で表示）に前進させたとき、前進スト
ロークの終端で衝撃を吸収し得るようにするため、固定
支持部材（２）と可動支持部材（４）との間に設けられ
たシヨ・ツクアブソーバを示す。また、参照番号（３１
）は、ダイ（１７）のガイドポストである。

以下、第４図に示すファンヒータ用ダクト（〜°）の角
型ダクｌ〜（Ｗｌ）と円筒状ダクｌ−（Ｗ２　）との結
合に本発明を適用した具体例に基ついて結合装置の作動
順序を説明する。

角型ダクト（Ｗｌ）内に円筒状ダクト（Ｗ２）を挿入し
、対応するそれぞれ４個の接合対象部位（３８）　　（
３９）　　（４０）　　（４１）間を位置合わせした状
態で位置決め機構（Ｅ）を起動し、箱状ワーク（Ｗ）を
パレット（５）毎上昇させ、カシメ結合位置に一旦停止
させる。このとき、角型ダクト（Ｗｌ）は、側壁面に設
けられたヨーク（２２）およびダイ（１７）の挿入用開
口部（３６）　　（３７）をダイ（１７）の前進方向（
Ｙ）に対して直交させるようにパレット（５）上への積
載姿勢を予め調整されている。

次に、エアシリンダ装置（１）の後方気室内にエアを導
入することによって結合機構の駆動装置（Ｄ）を起動し
、ヨーク（２２）と、その先端に装着されたダイ（１７
）を上記開口部（３６）　　（３７）を通して角型ダク
ト（Ｗｌ）の内部に進入させる。

上記ダイ（１７）の（Ｙ）方向への水平移動、によって
、重ね合わせ状態になった４個の接合対象部位（３８）
　　（３９）　　（４０）　　（４１）を挾んでその上
下で対応するダイ（１７）とパンチ（１６）とが、同一
軸線上に整列する。尚、ダイ（１７）とヨーク（２２）
の先端部分が開口部（３６）　　（３７）を通過しカシ
メ結合位置に向かって前進する際には、ダイ（１７）の
下面と接合対象部位（３８）　　（３９）　　（４０）
　　（４１）の上面との間に干渉防止用の隙間が残され
ている。

この状態で位置決め機構（Ｅ）の差動装置を起動し、箱
状ワーク（Ｗ）に追加的な押上げ動作を伝達することに
よって、角型ダクト（Ｗｌ）と円筒状ダクト（Ｗ２）の
接合対象部位（３８）　　（３９）（４０）　　（４１
）間を密着させ、また、ダイ（１７）の下面を円筒状ダ
クト（Ｗ２）側の接合対象部位の上面に密着させる。こ
の後、パワーアクチュエータ（２０）にパンチ前進側気
室（２３ａ）内のエアを導入し、トグルリンク（２６）
、ラム（２１）、ホルダ（１８）、ストリッパホルダ（
２８）、スプリング（２９）　、ならびにストリッパ（
２７）を介してパンチ（１６）に第５図に矢印（Ｆ）で
示す上昇ストロークを伝達する。これによって、パンチ
（１６）がダイ（１７）の内部に進入し、角型ワーク（
Ｗｌ）と円筒状ワーク（Ｗ２）の接合対象部位間がカシ
メ結合される。更に詳細に説明すると、パンチ（１６）
がダイ（１７）に向かって接近し接合対象部位（３８）
　　（３９）　　（４０）　　（４１）を介して噛合い
状態となる前半段階では、角型ワーク（Ｗｌ）と円筒状
ワーク（Ｗ２）の重ね合わせ部分がパンチ（１６）によ
ってダイ穴（１７ｇ）内に円筒状に塑性変形しながら押
込まれ、また、その後半段階では、円筒状に変形した据
込み部分の底部が据込み台座部材（１７ｃ）の上面に当
接し、この据込み台座部材（１７ｃ）とパンチ（１６）
との間で圧縮されることによって、半径方向外側に向か
って膨出する。このとき、開閉可能に２分割されている
一対のダイ穴形成部材（１７ａ）　　（１７ｂ）は、ス
プリング（１７ｆ）の閉止力に抗して拡開し、上記膨出
を可能にすることによって、角型ダクト（Ｗｌ）と円筒
状ダク１へ（Ｗ２）の接合対象 （４１）に、第１０図に図示するような据込み変形によ
るカシメ結合部（ａ）が形成される。

上記カシメ結合動作が終了した時点で、結合ヘッド（Ａ
）、結合機構の駆動装置（Ｄ）、ならびに位置決め機構
（Ｅ）を順次逆起動し、これによって結合機構（Ｃ）を
原位置に復帰させ、また、カシメ結合された箱状ワーク
（Ｗ）をパレット（５）上に送り出す。

［発明の効果］ 本発明によれば、箱状ワーク、例えばファンヒータ用ダ
クトの接合対象部位に、スポット溶接に近い機械的強度
を持った接合構造を形成することができる。また、本発
明装置を使用することによって、リベットやビスによる
結合で必要とされていた孔あけやねじ溝形成、あるいは
事後塗装等の作業が不要となり、省力化や作業能率の向
上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図は結合装置の側面図、第２図はその正面図、第３
図は結合ヘッド要部の平面図、第４図は箱状ワークの斜
視図、第５図は結合ヘッドの一部破断側面図、第６図は
パンチの一例を示す側面図、第７図はパンチの先端形状
を示す平面図、第８図は第６図に示すパンチと組合せて
使用されるダイの平面図、第９図は第８図に示すダイの
側面図、第１０図はパンチとダイによるワーク結合部の
拡大断面図である。 （Ｗ）・・・箱状ワーク、　　（Ｗｌ）・・・角型ダク
ト、（Ｗ２）・・・円筒状ダクト、 （２０）・・・パワーアクチュエータ、（１６）・・・
パンチ、（１７）・・・ダイ、（２２）・・・ヨーク、
　　　　（Ａ）・・・結合ヘッド、（Ｃ）・・・結合機
構、 （Ｉ）・・・流体圧シリンダ装置、 （２）・・・固定支持フレーム、 （３）・・・ガドレール、 （４）・・・可動支持フレーム、 （Ｄ）・・・結合機構の駆動装置、 （Ｅ）・・・位置決め機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）箱状ワークの底板部分に設けられた複数の接合対
   象部位を同時に据込んでカシメ結合するパンチ、および
   、ダイの駆動源として設けられたパワーアクチュエータ
   と、このパワーアクチュエータのホルダ部分の先端に互
   いに平行状態を維持して装着された複数のパンチと、上
   記ホルダのラム部分を支持するパワーアクチュエータ本
   体の側端から張出すヨークの先端に上記複数のパンチの
   それぞれと軸心を一致させた状態で装着された複数のダ
   イとからなる２個の結合ヘッドを面対称状に配置してな
   る結合機構と、 上記結合ヘッドに、パンチ、および、ダイの軸線と直交
   する互いに反対方向の移動ストロークを伝達する装置と
   、 結合位置に送込まれた上記箱状ワークの接合対称部位を
   ダイの下面に密着させた状態で位置決め固定する位置決
   め機構とによって構成されていることを特徴とする箱状
   ワークの結合装置。