JPH07507499A - 二つ又はいくつか重ね合わせたシート状成形部材の接合方法，前記方法を遂行する装置及び前記方法による接合物 - 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】 二つ又はいくつか重ね合わせたシート状成形部材の接合方法、前記方法を遂行す る装置及び前記方法による接合物 技術分野 本発明は、二つ又はいくつかの重ね合わせたシート状成形部材を接合するための 方法、前記方法を実施するための装置及び前記方法による接合物に関する。その ような接合方法は、例えば、接合すべき２つのシート状接合部材の材料を、初め に引き伸ばし、次いで横方向に押し出して、２つのシート状接合部材が相互にか み合う拡大形状にすることによって実施され得る。この方法によって作られた接 合物は、典型的なリークプルーフ形式のものである。また、２つのシート状接合 部材は、一方の部材のブランクしていない部分を通して他方の部材の一部を突設 し、その後、他方の部材の突設された部分を一方の部材の隣接する表面に固定し て、２つの部材を積み重ねて接合することによって接合され得る。この方法によ って作られた接合物は、典型的なノンリークプルーフ形式のものである。

従来技術 それによってリークプルーフ又はノンリークプルーフ接合物を作り出すシート成 形部材を接合する方法及び装置は、従来から公知である。特に、前記シート成形 部材を引き伸ばして、円筒形の又はわずかに円錐形の側壁及び底壁を備えたカッ プ状の又は突出した部分にし、次いで前記底壁を圧縮して底壁の横方向拡大部を 形成し、それによってシート成形部材が機械的に相互いがみ合う横方向拡大形状 を形成することによって作られるリークプルーフ接合物が、いくつかの応用の中 でも重要である。

しかし、本発明は、他の形式の接合物にも関する。

米国特許第４，４５９．７３５号は、この形式の装置、工法及び接合物を開示し ている。工法はジングルストローク形式のもので、これは、パンチと協勿する金 型との間の一回の相対移動の間に全ての工程が行われる。カップ形状部分の底壁 を圧縮するために、金床は、横方向に拡大可能な金型凹部の底部に固設される。

また、ダブル・ストローク工法は、ＷＯ３９７０７０２０号から公知であり、こ れは金型凹部の外側での第２のストロークの間に圧縮を行う。この四部は通常横 方向には拡大しない。

上記形式のリークプルーフ接合物には、いわゆる剪断力及び引き剥がし力に対す る抵抗が相対的に低いという問題がある。

金型凹部への引き伸ばし沫さ及びパンチと金型四部との間の隙間が非常に重要な パラメータであることが分かる。

引き伸ばし深さが非常に大きく、かつ（又は）パンチと金型四部との間の隙間が 非常い小さければ、カップ状の又は突出し、た部分の側壁は、特にシート成形部 材のパンチと接触する部分が、非常に薄くなり、部材を分離する力が作用した時 、この側壁が割れる危険がある。この問題は、２枚以上のシートで接合が成され ている時に非常に需要になる。

他方において、引き伸ばし深さが非常に小さく、かつ（又は）パンチと金型四部 との間の間隔が非常に大きければ、底壁の横方向拡大部分が、圧縮されている間 に、シート成形部材間の相互係合を生み出すのに十分にならず、力を加えられた 時に、部材が分離する危険がある。

図面の簡単な説明 本発明の他の目的及び利点は、添付図面を参照して進められるこの説明によって 明らかになる。

第１図はパンチと金型四部との間の隙間が非常に小さい従来の接合物の断面図を 示し、 第２図はパンチと金型四部との間の隙間が非常に大きい従来の接合物の断面図を 示し、 第３図ａ　−ｄは本発明による装置における接合物形成行程中のパンチ、金型及 び金床の相対移動を部分断面で示し、 第４図は、可動側方プレス装置及び横方向拡大要素を備えた本発明によるパンチ を示し、 第５図は本発明による異なるパンチ構造のいくっがの実施例を示し、 第６図は本発明による接合物の実施例を示している。

発明の詳細な説明 本発明は、リークプルーフ接合物　ｔ　ａ　１ｅａｋｐｒｏｏｆ　ｊｏｉｎｔ　 ）を製造するためのダブル・ストローク工法からなる実施例によって説明される 。ストロークはパンチ及び金型間の相対的な接近であると定義される。実施例の 説明を簡単にするために、接合物は二つの重ね合せた金属シートで完成される。

接合物の横方向膨張は、金型の外側で行われる。しかし、本発明は、横方向にフ レキシブルな又は固定の金型を備えたシングル・ストローク工法にも、７二つ以 上のシート状成形部材にも、また非リークプルーフ接合物　ｉ　ｎｏｎ−１ｅａ ｋｐｒｏｏｆ　ｊｏｉｎｔｓ　）　を製造するためにも適用できることは再度強 調される。

第１図は従来の工法で製造されたパンチと金型四部との間の隙間が非常に小さい 接合物の断面図を示して１／′する。

カップ状の、又は突出した部分の底壁は十分に横方向に膨張されている。これは 、カップ状の、又は突出した部分の内壁を形成する部材が、他部材におけるキノ コ形状の四部の内側を非常によくグリップすることを意味している。しかし、他 方においては、カップ状部分の内側壁は、＋Ａ料が引き伸ばされるので非常に薄 く、この部分は接合物の弱い領域を構成する。

第２図はパンチと金型四部との間の隙間が非常に大きい公知の接合部の断面図を 示している。この場合は、カップ状部分の底壁は横方向に十分に膨張されていな い。

カップ状部分の内壁を形成する部材は他部材のキノコ形状の四部の内側を十分に グリップしない。力を加えると、重ね合わせたシート状成形部材は図面に示され たように分離する。引き伸ばし深さが非常に小さくても同様の結果になる。

従って、パンチと金型四部との間の引き伸ばし深さ及び／又は間隙は、接合物の 強度のために欠くことのできないものであり、これらは、部材の総合厚みや材料 等に応じて慎重に選択する必要がある。もしこれらを補わないのであれば、例え ば、シートの総合厚みやシートの数等の変更は接合物の品質にとって不利益なも のになる。

第３図ａ〜第３図ｄは、本発明による装置における接合物形成工程中のパンチ、 金型及び金床の相対移動を部分断面図で示している。第３図ａに示すように、接 合すべき２枚の金属シート１，２が金型３の頂部に配置されている。パンチ４は 金型と同軸に配置され、相対移動中に金型と協働する。即ち、装置固定配置シス テム　（ｍａｃｈｉｎｅ−ｆｉｘｅｄ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　ｓｙｓｔｅｍ　 ）　内で、金型３又はパンチ４又はその両方が可動する。接合工程のためには、 パンチと金型との間の相対移動は極めて重要である。金型の内側には、金床５が 配置されており、この金床５は金型３及びパンチ４と同軸に動く。金床５と金型 ３との間の相対移動は非常に重要である。

パンチ４の芯部分６の先端７は、本質的には円柱形を、時々僅かに円錐形の形状 を成し、また、前記先端７は軸に対して垂直な円形断面又は楕円形断面さらに又 はその他の適当な断面形状を備え得る。金型凹部９は、各状況においで、材料の 厚さや製造すべき接合物の種類等に依存して選択される適当な協働部分を備えて いる。

第３図すにおいて、パンチ４は、機械的、空圧的、水圧的、又は電気的等の任意 の適当な駆動システムによって駆動されており、パンチ４は、力を加えることに よって、２枚のシート成形部月１．２の材料を金型凹部９内に引き下げて、２つ の成形部材１．２の表面上に、カップ状の又は突出した部分１０を形成する。こ の行程の間、弾性的に付勢され得る金床５は弾性力に抗して下方に移動させられ る。

パンチ６の本質的に円柱状の窓部分は、その後端部の辺りに外力拡大部８が設け られている。この拡大部８は、力を加えることによって、カップ状部分１０の開 口部１１の周辺から金型３に向けて材料を変形して押し出し、上述のように接合 物の側壁を全体的に補強するために、接合物の側壁にある弱い領域を修正する。

この材料の変形及び押し出しは部材１．２の両方に作用するが、直接的にパンチ の作用を受ける上側部材１が最も大きな量、作用する。

ダブル・ストロークエ法の次の行程では、金床５は適当な駆動システムによって 駆動され、金型凹部９がらカップ状部分１０を押し出す。この段階の間、パンチ は開放され、部材の移動に追従して上方へ移動する。その後、金床５は、所定の 位置で固定され、この所定の位置で、金床５はその頂部が金型の上面と同一平面 に、又は金型の上面よりある程度突出して、さらに又は金型の上面のいくぶん下 方に位置し得る。ここで、金床及び（又は）パンチの頂部は平坦である必要く、 例えば、材料の押し出しを増大するために尾根部や溝を備えてもよいことに注意 すべきである。

第３図ｄによる最終工程において、パンチ４が固定された金床５に向かう第２の ストロークが行われる。この段階で引き伸ばし行程は終了し、カップ状部分１０ の底壁１２は圧縮され、両方のシート成形部材の材料が横方向に押し出される。

横方向拡大形状は、部材１．２を機械的に相互にかみ合わさせる。

従って、パンチ４の窓部分６の後端部周辺の横方向拡大部８を使用すると、接合 物の強度を相当増大することが可能になる。横方向拡大部８の断面及び寸法は、 実際に加える力、使用する材料、個々のシートの厚さ、合計の厚さ、摩擦、異な った材料の硬度及び強度特性等に合わせて選択され得る。

第４図は本発明による他のパンチを示しており、このパンチは、パンチ４の芯６ 及び側方プレス装置１３に対して可動な同軸スリーブの形態を成す横方向拡大部 ８が設けられている。拡大部８は芯上に調節可能に配置され、行程の開始前に芯 に対して調節される。行程の間、拡大部８は芯６の動きに追従して動く。別の実 施例においては、スリーブは第１のパンチング行程の時のみ芯６の動きに追従す るように弾性的に設けられ得る。さらに別の実施例においては、スリーブは、例 えば空気圧又は水圧システムによって、自由に独立して駆動され得る。前記した 最後の実施例においては、スリーブは、シート成形部材の材料の変形及び押し出 しにおける異なった所望の結果を得るために、パンチの芯が動く前に、又は同時 に、さらに又は動いた後に作動され得る。さらに、外方拡大部８はパンチの芯の 外周の周囲で一定に作動しないことに注意すべきである。

部材１．２の行程の間、接合物の外側及び周囲で局部的な変形を避けるために、 側方プレス装置１３がパンチ４の周りに配置され得る。パンチにスリーブ８が設 けられるならば、第４図に示すように、側方プレス装置１３はスリーブの外側に 配置される。そのよつな配置は、例えば、パンチの芯又はスリーブの周りの弾性 材料から成るリングによって実施され得る。他の例としては、弾性的に設けられ たリング又は、図示していない空気圧又は水圧制御機構によって駆動されるリン グであり得る。第３図による実施例においては、側方プレス装置はパンチの一部 を形成している。

第５図ａ〜ｆには、本発明によるパンチの構成のいくつかの異なった実施例が示 されている。パンチの芯６の横方向拡大部８は断面形状が異なる。しかし、全て の場合で、カップ状の又は突出した部分１０の開口１１の周囲の領域から金型３ に向けて材料の変形及び押し高しが成される。この図において、横方向拡大部は パンチの一部として示されている。しかし、各場合において、拡大部がパンチの 芯の周囲のスリーブの形態で提供され得ることは理解できる。

第６図は本発明による接合物の一実施例を示してνする。

金型に向けての材料の変形及び押し出しは、パンチの芯６の頂部７の周囲の材料 をさらに横方向へ押し出し、接合物の内壁のみが符号１４で示された環状の領域 でパンチに接触する。これは、壁とパンチとの間の摩擦が低くなるので、接合物 からパンチを引き抜くのに必要な力が非常に小さくなることを意味する。加えて 、横方向への押し出しが増大するので、シート成形部材間のグリップが増大する 。この形式の従来の接合物では、接合物の周りのシート間に要求されない環状の ポケットが形成される。このポケットは本発明による方法によって排除され得る 、又はほとんど排除され得ることが示されている。

実験によれば、２０％以上の接合物の機械的抵抗の増大が本発明による方法によ って容易に達成され得る。

パンチ、金型及び金床のワンセットが、加工されるシート成形部材のシート層の 合計の厚み、又は数の一定の範囲に他の方法によって達成されるものよりも、接 合物のより高い硬度を与えることが理解できる。

ｆ ｆ（（、シ Ｆ／（、ｒ Ｆ宝　石

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．本質的に同軸に配置されたパンチ（４）と、金型凹部（９）を備えた金型（ ３）と金床（５）とそれらの同軸的な相対移動によって協働する、２つ又はいく つかのシート成形部材を積み重ねて接合するための方法であって、ａ．前記積み 重ねられたシート形成部材（１，２）をパンチ（４）と金型（３）との間に配置 し、ｂ．前記パンチ（４）に、前記金型（３）に同軸的に向かう第１の方向にお ける第１の相対移動を遂行させ、ｃ．パンチ（４）の本質的に円柱状の芯部分（ ６）を、金型凹部（９）に向かう移動中に金型凹部（９）と共に作用させて、シ ート成形部材を引き延ばすことによって、側壁部分及び底壁部分（１２）を備え たカップ形状部分又は突出部分（１０）を形成し、 ｄ．前記金床（５）を、前記金型に対して第２の方向に相対移動させ、金型に対 する所定の位置に固定し、ｅ．前記パンチ（４）に、前記金型（３）に同軸的に 向かう第１方向における第２の相対移動を遂行させ、前記パンチ（４）と前記金 床（５）との間の力によって前記底壁部分を圧縮し、それによって、シート成形 部材（１，２）を機械的に相互にかみ合わせる横方向拡大形状を形成する工程か ら成り、 前記パンチの前記芯部分（６）の後端の周りに、横方向拡大部（８）を設け、前 記行程ｃの間、主として上側シート成形部材（１）のカップ状の又は突起した部 分（１０）の開口（１１）の周りの領域から材料を金型（３）に向けて軸方向に 変形し、押し出すようにした ことを特徴とする２つ又は複数の積み重なったシート成形材料を接合する方法。
2. ２．金型の頂部の表面に平坦な部分を有することを特徴とする請求の範囲１に記 載の２つ又は複数の積み重なったシート成形材料を接合する方法。
3. ３．前記横方向伸長部（８）が、工程ｅの間にその変形動作を完了させることを 特徴とする請求の範囲１に記載の２つ又は複数の積み重なったシート成形材料を 接合する方法。