JPH0469493B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、重ね合わせた薄板の小部分を第１工
程で深絞りあるいは部分的打抜きによりもとの板
面位置から変位させ、第２工程でこの変位小部分
を挟圧し横拡がりの塑性変形を起こさせることに
より、ここに抱き付き状態の結合部を形成する結
合技術を発展させて改良を加えた技術に関する。

（従来技術および発明が解決しようとする問題
点） この範ちゆうに属する結合技術は、その１例を
請求項１の前提項として記載しているが、その第
１および、第２工程を通じてリベツト、ねじおよ
び類似品の結合補助部品の付加を必要とせず、こ
れらの部品を使用しないからといつて結合部の品
質が悪化するようなこともないので、多様な用途
に適用可能の筈である。この種の結合法はむしろ
引張り耐力が大きくなるだけでなく剪断力にもよ
く耐え、これらの耐力向上の他、両板間にわたる
結合個所の形状が常に一定となるが、これらのす
べての長所の反面、１つの欠点が残ることにな
り、すなわち結合部に板平面から突出する突出部
が形成されることになり、この点でこの種の結合
技術は広般に採用されていない。この鉄板の突出
部には他の物体がひつかかつたりするし、また塗
装を施す部分では好ましくない凸部となる。

従来のこの種結合技術では結合個所に突出部が
残るという問題点を具体的に示すと、第１２図は
米国特許第3934327号の要約の図である。

すなわち上位板ａと下位板ｂは弾性材の座部ｃ
からの下位パンチ工具ｄの圧上によりともに小部
分ａ１，ｂ１が両端の部分的切断の押上げをされ
て元の板面上に変位し、のち円筒形ダイスｅの降
下により座部ｃとの間でその周囲に凹みｆが形成
され、その後上位パンチ工具ｇの圧下により下位
パンチ工具ｄとの間で小部分ａ１，ｂ１が挟圧さ
れるが、上位板の小部分ａ１は円筒形ダイスｅに
囲まれて変形せず下位板の小部分ｂ１が圧し潰し
により幅が拡大され、その縁が上位板ａ上に折り
返された状態となつて結合される。結合部をでき
るだけ板平面より突出させないためその周囲の板
面に凹みｆが形成され、その凹みの内部で結合部
が形成される結果、この結合部はもとの板面上に
僅かしか突出しない。しかし結合板の裏面側に凹
みと反対に膨んだ隆起部が生ずるので、冒頭に述
べた突出部の問題は解消された訳ではなく、単に
移動しただけのことになる。

DE−OS3532900に対応する特開昭62−77130号
に開示されている他の従来の結合技術では、重ね
合わせた板の小部分が雌型ダイスの凹陥開口に雄
型作動ポンチにより押込まれ深絞りされたのち、
強い挟圧により押し潰されて塑性流動し上位板の
小部分が下位板の小部分の深絞り穴の下方に横に
拡がつて結合される。この結合部はもとの板面か
ら突出するが、その容積は雌型ダイスの凹陥開口
の大きさにより限界される。この方法によれば結
合部の突出部の高さが小さくて、しかも堅固な結
合が得られ、そして少なくとも結合板の他方の面
は雄型作動ポンチ跡の凹みはあるが突出部はなく
平面と見做して取扱うことができる。しかし冒頭
記載の結合部の突出部の問題は解決されないまま
である。

（問題点を解決するための手段） 従来の薄板結合技術の前記問題点は、結合しよ
うとして重ね合せられた薄板を特開昭62−77130
号の従来技術の方法を第１工程および第２工程と
して実施して薄板の小部分から結合部を形成した
のち、第３工程として、もとの薄板平面位置から
下方に突出している前記薄板の小部分が結合され
た突出部をもとの薄板平面位置に戻すまで材料の
流動に必要とされる余裕空間を与えて上支え側と
なる圧下形成工具に向つて雌型ダイスの圧上によ
る押し込み戻しを行うことによつて解決される。
なお第３工程は第１工程および第２工程と同じ場
所においてあるいは他の場所において必要となる
３工具の交換を行つて実施することも可能であ
る。

上記の本発明方法の第３工程を第１および第２
工程と同じ場所で遂行する装置としては、雌型ダ
イスは昇降可能なアンビルを備えるものとし、ア
ンビルの引下げにより雌型ダイスに重なり合う薄
板の小部分の深搾りおよび圧し潰しを下支えする
凹陥開口の設定を可能にし、そして第３工程では
アンビルは結合された薄板小部分の突出部の押し
込み戻しのためもとの薄板の位置に向つて圧上可
能とし、かつ圧下形成工具は前記の押し込み戻し
に伴う突出部に対応する塑性変形流動の押しのけ
分を受容するに足る余裕空間を形成するため上昇
可能とする。

すなわち、雌型ダイスは昇降可能なアンビルを
持つ２体式の工具とし、アンビルは一方では雌型
ダイスの凹陥開口の底部となり他方では第３工程
で薄板の結合突出部の圧上工具となる。圧下形成
工具自体も同様に２体式に構成し、結合過程の当
初には下端の雄型作動パンチの圧下により押込み
結合工具としての機能を果し、ついで第３工程の
結合突出部の押し込み戻しには、軽く復帰して戻
り材料を受容する余裕空間をつくり出す機能を果
たす。このため圧下形成工具はそれを囲むブツシ
ユ状のガイド中で案内されるようにし、ガイドは
第１工程あるいは第３工程の開始時に薄板上に進
出して雌型ダイスとともに薄板を締付けて保持す
るようにする。

これをさらに発展させた形態では、圧下形成工
具がガイド中にばね等の弾性部材を介して背後か
ら支持されるよう装架し、そのばね力は第３工程
で雌型ダイス側から圧上力が加えられてはじめて
撓みが発生するようにする。従つて第１工程の深
絞り、第２工程の圧し潰し過程では圧下形成工具
はガイド中で作動方向に相対的位置を変えず、そ
して第３工程では圧し込み戻し材料に追随してそ
の塑性変形のための余裕空間が充分に生ずること
になる。

本発明方法の第３工程を薄板を移動させて第１
および第２工程と異なる場所で遂行するための装
置としては、第２の場所での作業の遂行のため雌
型ダイスの設けられていた側には薄板小部分の結
合突出部に適合可能な断面を持つ平坦上面の工具
を設け、この圧上工具は突出部の押し込み戻しの
ためもとの薄板の平面位置に上昇可能とし、これ
に対して圧下形成工具の設けられていた側には圧
下形成工具の雄型作動パンチに比較して短いピン
状の位置決めピンを備える圧上支え側工具となる
対の工具が配置されている構成とする。

この場合、従来技術の特開昭和62−77130号公
報の第５図および第６図に倣つて第１および第２
工程の工具を周囲に持つ他、これと周方向に隔た
つた位置に第３工程の結合突出部の圧下工具およ
び対の圧上支え側工具をそれぞれ設けた１対のロ
ーラ型工具を用いて本発明方法を遂行することが
できる。

（作用および発明の効果） ３工程段階で実施される本発明方法によると、
薄板結合が完了した後には、もとの薄板平面から
突出する突出部は全く存在しないようになり、最
初に雄型作動パンチの押込まれた側に押し込み跡
穴が埋め戻し尽されないで痕跡となつて残ること
はあつても、従来の結合方法に較べて格段に小さ
く実際上問題にならない程度である。

従つて本発明方法により結合した薄板は広い範
囲の用途に適用可能であり、本発明の実施のため
大きなコスト上昇を来すこともない。

本発明の本質的な作用として意外なほどに結合
部分における材料の流動による結合部の拡がりが
非常に拡大され、それにより強度が向上し、特に
対剪断力は第３工程を実施しない従来技術に較べ
て100％の向上が得られる。本発明方法の採用に
よる費用増加は僅かである。複数の異なる作業場
所で行うにしても同一の作業場所で行うにしても
工具を交換して３工程を行うことにより一層費用
が節約され、手数の増加は得られる利点に較べれ
ばとるに足らない程度である。

（実施例） 以下、本発明を図面を参照し実施例により具体
的に説明する。

第１乃至５図は本発明方法により同一の作業場
所で相互に重なり合う２枚の薄板をそれらの円形
の小部分で結合して一体化された１つの結合部に
形成する第１実施例で、段階工程の進行の作業工
具の位置の変化を示す縦断側面図により示すもの
である。

ここには、本発明方法の実施のために、結合し
ようとする薄板に対する作業に直接的に関係する
作業工具だけが示されているが、これら工具を動
かすべきプレス装置に付属することは勿論であ
る。このプレス装置は各種各様の態様で構成する
ことができる。

第１図は作業開始前の状態を示し、工具は圧下
形成工具１、雌型ダイス２およびダイス２に対し
て相対的に可動なアンビル３により構成される。
圧下形成工具１と雌型ダイス２との間に結合しよ
うとする薄板、この例では下位薄板４と上位薄板
５とが存在せしめられる。これらの薄板は大抵の
場合鉄板で、勿論２枚以上の鉄板を結合すること
も可能である。

薄板４，５は雌型ダイス２の上面上に載せら
れ、この高さ位置が結合作業する薄板のもとの位
置となる。アンビル３を雌型ダイス２より引下げ
ることにより、下位薄板４との間に薄板の厚さに
対応する適切な深さの凹陥開口が雌型ダイスの上
部に形成できる。圧下形成工具１の周りにはブツ
シユ状のガイド６が設けられ、これは圧下形成工
具１に対して相対的に移動可能である。ガイド６
からは圧下形成工具１の下端の雄型作動パンチ７
が突出し、その突出長さは適切に変更設定可能で
ある。上位薄板５にはガイド６下端の肩部８が向
い合い、また雄型作動パンチ７下端の前端面９が
向い合う。

こうして第１工程では、圧下形成工具の雄型作
動パンチ７を雌型ダイス２の凹陥開口に向つて圧
下する。第２図は第１工程により深絞りが完了し
た状態を示す。雄型作動パンチ７がその自由前端
面９で前方の下位薄板の小部分１０および上位薄
板の小部分１１を凹陥開口に向つて押込み、上位
薄板の小部分１１がもとの下位薄板の小部分の位
置を取り抜けて深絞りされる。この状態ではもと
の位置に留まつている薄板の部分と深絞りされた
小部分１０，１１との間には、この部分の材料の
薄肉化が起るので、重ね鍋状の結合は生じるが、
それだけで、薄板４，５の間には係合状態の結合
が生じるようなことはない。

第２工程で雄型作動パンチ７をさらに圧下して
アンビル７との間に深絞りされた薄板小部分１
０，１１を挟圧する。第３図は第２工程の押し潰
しが完了した状態を示す。この状態では圧下形成
工具１は降下の最終位置に達し、深絞りされた薄
板小部分は既に押し潰されている。この位置では
ガイド６の肩部８は上位薄板５の上面に接する。
雄型作動パンチの前端面９の前方にある薄板小部
分１０はアンビル３の抵抗を受け雌型ダイス２の
凹陥開口の周で限界されているので、強圧を受け
る材料は半径方向外側に向つて塑性変形して移動
する。この圧し潰し作用によつて深絞りされた薄
板小部分１０は半径方向に展延して図では水平に
長く延びた状態に示された部分１３が下位薄板の
深絞り開口１４の下方背後に入り込むようにな
る。この状態が完了すると形態不変の強固な結合
が材料の抱き付きによつて達成される。

第４図では圧下形成工具１がガイド６中で若干
上方に引戻され、次の第３工程のための余裕空間
１５が深絞り穴跡につくられる。

第３工程では、第１および第２工程で薄板の小
部分が雌型ダイス２の凹陥開口内に形成されても
との薄板平面位置から下方に突出している突出部
をアンビル３の圧上によりもとの薄板平面の位置
に戻るまで押し込み戻す。第５図はこの第３工程
の押し込み戻しが完了した状態を示す。第３工程
のアンビル３による圧上に対して、ガイド６は薄
板４，５をもとの平面位置に保持する上支えとな
り、雄型作動パンチ７は前記突出部がこの位置の
薄板内に押し込まれて生ずる材料の塑性変形を抵
抗作用しない余裕空間１５に導き入れてこの部分
の整形の役割りを果たす上支え側工具となる。

以上、本発明を１実施例に代表させて詳細に説
明したが、本発明は種々の変形、変更を加えて実
施することができる。

例えば第３工程の実施のため、第４図、第５図
の間において、先ず雌型ダイス２をその上端面が
アンビル３の上端面にくるまで降下させて１つの
共通の平坦面の圧上工具を形成させ、再び圧下形
成工具１およびガイド６に向つて圧上移動させて
もよいことは勿論である。

また第６図はガイド６および雄型作動パンチ７
の変形例を示す。この例では雄型作動パンチ７は
フランジ部１６で弾性部材１７、例えばスプリン
グを介してガイド６中に支えられ、ストツパー１
８により行程が限界される。この弾性部材１７に
予備張力を与えて、第１および第２行程の深搾り
および押し潰し時の抵抗力では移動せず、第３工
程でアンビル３を薄板４，５の方向に圧上する際
に始めて後退するようにする。このとき雄型作動
パンチ７は圧上力に較べて小さい抵抗のもとに後
退し、前記の余裕空間１５に該当する部分が自動
的に形成されてゆく。そこでガイド６中で雄型作
動パンチ７を操作するための部材を付け加える必
要がない。

以上は、第３工程を第１および第２工程と同じ
場所で実施する場合の第１実施例であるが、第２
実施例として異なる場所で実施することも可能で
ある。この場合、第１および第２工程のための工
具は第３工程のための工具を含む必要なく、第３
工程の工具は第１および第２工程のための工具を
含む必要がないので、工具が簡素化され、それだ
け頑丈で耐久性の大きいものにして寿命を長くす
ることができる。

第７図は第２実施例で第３工程を異なる作業場
所で実施する例を示す。最初の作業場所では第１
〜３図に示す工程が実施され結合された突起部を
薄板の移動により突出部が第２の作業場所に移さ
れる。ここでは位置決めピン２２を持つ圧上支え
側工具２１が上側に、圧上工具２３が下側に設け
られる。薄板４，５は保持装置２４，２５により
上下から締付けられてもとの位置に保持される。
この位置では薄板４，５はすでに１つの結合部で
結合されているので、位置決めピン２２を余裕空
間１５を形成すべき深絞り穴に挿入して正確に位
置決めし、保持装置２４，２５により保持したの
ち、圧上工具２３の圧上により第３工程が実施さ
れる。圧上工具２３の直径は、何れにしろ結合に
より形成された突出部乃至は突出部を形成する薄
板の小部分を範囲内に収める大きさとする必要が
ある。

第８乃至１１図には、重なり合う薄板の小部分
を第１工程で部分的切断を伴う深絞りにより押込
んでもとの薄板の位置より変位させ、第２工程で
変位突出部を押し潰し結合し、第３工程でこの結
合突出部を薄板のもとの平面位置へ押し込み戻す
第３の実施例が示されている。

第１工程では、第８および第９図に示すよう
に、雄型作動パンチ２６は剪断部を持ち、その圧
下により薄板５，４の小部分２９，３０を両端部
で切断し、側方には薄板につづくが深絞りされる
側方部分２８が下方に変位せしめられる。第８図
には切断端部２７がみられる断面が示され、第９
図には90゜転回した断面が示されて深絞りされた
部分の状態をみることができる。

第２工程では第１０図に示すよう、雄型作動パ
ンチ２６を停止し、アンビル３１を圧上して変位
した小部分２９，３０を押し潰す。それにより切
断端部２８おいては少なくとも薄板小部分２９が
拡大されて横に拡がり、従つて下位の薄板４を背
後から掴む。この材料の流動を可能とするため雌
型ダイス３２は少し下降させる。

第３工程では、第１１図に示すように、雄型作
動パンチ２６を余裕空間をつくるためやや上方に
移動させたのち、アンビル３１と雌型ダイス３２
を一体として圧上しもとの薄板平面の位置まで移
動させて、拡大された薄板小部分２９，３０をも
との薄板平面内に押し込み戻す。

本発明は特許請求の範囲、詳細な説明および図
面の特徴を個々にまた任意に組合せて実施可能な
ものであり、これらは本発明の対象を構成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の作業開始前状態
での工具断面図、第２図はその第１工程終了状態
での工具断面図、第３図はその第２工程終了状態
での工具断面図、第４図は中間工程での工具断面
図、第５図はその第３工程終了状態での工具断面
図、第６図は変形例の一部工具の断面図、第７図
は本発明の第２実施例の第３工程の工具断面図、
第８図は本発明の第３実施例の第１工程終了状態
での工具断面図、第９図は第８図の90°転回した
工具断面図、第１０図はその第２工程終了状態で
の工具断面図、第１１図はその第３工程終了状態
での工具断面図、第１２図は従来技術の１例によ
つて得た薄板結合部の断面図である。 １……圧下形成工具、２……雌型ダイス、３…
…アンビル、４……下位薄板、５……上位薄板、
６……ガイド、７……雄型作動パンチ、８……肩
部、９……前端面、１０，１１……小部分、１３
……薄板部分、１４……深絞り開口、１５……余
裕空間、１６……フランジ部、１７……弾性部
材、１８……ストツパー、２１……圧上支え側工
具、２２……位置決めピン、２３……圧上工具、
２４，２５……保持装置、２６……雄型作動パン
チ、２７……切断端部、２８……側方部分、２
９，３０……小部分、３１……アンビル、３２…
…雌型ダイス、ａ……上位板、ｂ……下位板、ａ
１，ｂ１……小部分、ｃ……座部、ｄ……下位パ
ンチ工具、ｅ……円筒形ダイス、ｆ……凹み、ｇ
……上位パンチ工具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上下に重なり合う薄板を小部分で相互結合し
   て１つの一体化された結合部に形成するため、次
   の３段階の工程、すなわち (a) 第１工程では、もとの高さ位置に保持される
   前記薄板を介在させて昇降可能なアンビルを含
   む雌型ダイスの凹陥開口に向つて圧下形成工具
   の下端の雄型作動パンチを圧下することによ
   り、圧下形成工具の向う側の最初の薄板の小部
   分が最後の薄板の小部分のもとの位置を通り抜
   けるまで深搾りするか部分的切断を伴わせて深
   搾りし、 (b) 第２工程では雄型作動パンチと雌型ダイスの
   凹陥開口底との間に前記の薄板の小部分を挟圧
   することにより、少なくとも１つの前記の最初
   の薄板の小部分を横方向に圧拡げてその断面寸
   法が最後の薄板の小部分の深搾り穴径、切断幅
   より大となるよう圧し潰す方法において、さら
   に (c) 第３工程で、第１および第２工程で形成され
   てもとの薄板の位置から下方に突出している前
   記小部分が結合された突出部をもとの薄板の位
   置に戻すまで材料の流動に必要とされる余裕空
   間を与えて上支え側となる圧下形成工具側に向
   つて雌型ダイス側からの圧上により押し込み戻
   しを行うことを特徴とする上下に重なり合つて
   いる薄板を結合する方法。 ２ 雌型ダイスおよびアンビルの押し込み方向に
   向う位置の変更を加えたのち前記第３工程の薄板
   の小部分の突出部の押し込み戻しを第１および第
   ２工程と同一場所で実施することを特徴とする請
   求項１に記載の方法。 ３ 雌型ダイスと別位置に設けた圧上工具、また
   は回転ロールの圧上部からなる押し込み戻し手段
   を使用して前記第３工程の薄板の小部分の突出部
   の押し込み戻しを第１および第２工程の場所につ
   づく別場所で実施する請求項１に記載の方法。 ４ １つのプレス機中に配置された雌型ダイスお
   よび雌型ダイスに向つて結合しようとする薄板を
   横断してプレス作動方向に昇降可能で圧下駆動さ
   れて薄板小部分の深絞り、圧し潰しを遂行する圧
   下形成工具を有する装置において、雌型ダイス２
   は昇降可能なアンビル３を備えるものとし、アン
   ビルは第１および第２工程ではその引き下げによ
   り雌型ダイス上に重なり合う薄板の小部分の深絞
   りおよび圧し潰しを下支えする凹陥開口の設定を
   可能とし、そして第３工程ではもとの薄板の位置
   に向かつて押上可能とするとともに、圧下形成工
   具は第３工程ではアンビルの圧上に伴う薄板小部
   分の塑性変形流動を受容するに足る余裕空間分を
   上昇可能とせられていることを特徴とする上下に
   重なり合つている薄板を結合する装置。 ５ 圧下形成工具１のまわりにブツシユ状の案内
   ガイド６、ガイドは薄板４，５に向う側に肩部８
   を持ち、肩部が薄板小部分のみ圧上の開始時に薄
   板上に進出し雌型ダイスとともに薄板を締付けて
   もとの位置に保持するようになつていることを特
   徴とする請求項４に記載の装置。 ６ 圧下形成工具１がガイド６中に弾性体の支持
   部材１７を介して背後から支持されるよう装架
   し、この支持の初期設定弾性張力が第１工程の深
   絞り時および第２工程の圧し潰し時に受ける抵抗
   より大きく第３工程の圧上時に受ける抵抗より小
   さいようにせられてきることを特徴とする請求項
   ４および５のいずれか１に記載の装置。 ７ １つのプレス機中に配置された雌型ダイスお
   よび雌型ダイスに向つて結合しようとする薄板を
   横断してプレス動作方向に昇降可能で圧下駆動さ
   れて薄板の小部分の深絞り、圧し潰しを遂行する
   圧下形成工具を有する装置において、隣接する第
   ２の作業場所に、雌型ダイスの設けられていた側
   には薄板の小部分の突出部に適合可能な断面寸法
   を持つ平坦上面の圧上工具２３を設け、圧下形成
   された工具の設けられていた側には圧上に伴う薄
   板の小部分の突出部の押し込みによる塑性変形流
   動を受容するに足る余裕空間を形成する下面を持
   つ対の圧上支え側の工具２１を設け、工具２３，
   ２１のまわりに薄板４，５を上下から締め付けて
   もとの高さ位置に保持する保持装置２５，２４を
   設けたことを特徴とする上下に重なり合つている
   薄板を結合する装置。