JPH08503893A - 金属シートにおける組合わせポイントのコールド・フロー成形のための工具に関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は金属シートにおける組合せポイントのコールド・フロー成形のための工具に関する改良である。工具はパンチ（６）とブランク支持具（５）を有する第一工具（１）及びガイド面（１６）を有する第二工具（１０）で構成される。ガイド面（１６）から指部（１４）が伸び出し、その先端に金床（１５）が存在する。ダイ（２０）は少なくとも２個のシェル（１８）により形成され、前記シェル（１８）のそれぞれはガイド面（１６）に滑動自在に取り付けられ、弾性部材（２６）により指部（１４）の横方向の面と接触する肩部（２１）を有し、シェル（１８）のガイド装置はコールド・フロー成形時にシェル（１８）の分離を制限するストップ装置を共に備えている。この改良はストップ装置が第二工具（１０）に弾性的に固定されるに２分割構造の部品（３０）から成ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 金属シートにおける組合わせポイントの コールド・フロー成形のための工具に関する改良 本発明は金属または非金属のシート形状の部材の間を接合するための工具に関 するものである。 本発明は、より正確には、少なくとも２個のシート形状の部材、例えば金属シ ートについて実施される接合作業において使用することができる工具に関するも のである。パンチとマトリックスを一緒に使用することにより、部材はシートの 中に穴を形成する材料を引き伸ばし、部材を互いにロックするために前記穴の底 部を横方向に広げることにより相互に接合する。本発明による工具はまた、切り 曲げし、一方の部材の一部を他方の部材のブランケットしていない部分を介して 成形し、その後で両部材の重ね合わせの関係を確実にするために一方の切り曲げ し、成形された部分を他方の部材の隣接面に押し当てることにより両部材を接合 する接合作業で使用することもできる。 それは、マトリックスが、一端において金床と協力し、他端において弾性部材 からの力に抗して支持面上に滑動自在に設けられる少なくとも２個のマトリック ス部品で構成される先行技術の工具から知られている。マトリックス部品の横方 向モーメントを制限するためにストップ装置が設けられている。弾性部材は一般 にマトリックス 部品を囲むエラストマーで作られたリングによって構成されている。 このような配置は或数の不利益を有する。２個の工具、すなわちパンチとマト リックスの間、そして接合作業中の金属シートの間のかなり大きな力により、金 属の部片は金属シートから分離し、その部片は工具から離れることが困難で、そ の部片がマトリックス部品の運動を封じるか、さもなくば工具の適正な機能を妨 害することになる。 加えてストップ装置は、一般に、工具、すなわちマトリックスの第二部品に固 定される固体リング形状の部材を含んでいる。この配置はいくつかの欠点を有す る。もし例えばマトリックスの部品の横方向の移動が最初に期待されていたもの より大きいならば、これらの工具の部品はストップ装置と接触して損傷を受ける 危険にさらされる。 最後に、マトリックスの組立てと分解が複雑で、時間がかかる。 本発明の目的の一つはこれらの不便を避けることである。 本発明は、パンチと側圧要素を有する第一工具部品を含むシート材料と金床が そこから突出するサポート面を備えた第二工具部品の間の接合を実施するための 工具に関するものである。少なくとも２個のマトリックス部品で構成されるマト リックスは前記金床の回りに配置され、 各マトリックス部品は、前記サポート面に対して滑動自在に取り付けられるヒー ルで構成され、弾性手段により前記金床の横方向の面に当てられる。滑動中にマ トリックス部品をガイドするための装置がマトリックス部品の横方向の移動を制 限するストップ装置と同様に備えられる。工具はストップ装置が前記第二工具部 品上に弾性的に固定される少なくとも２個のシェル形状の部品で構成されること を特徴とする。 今一つの特徴によれば、各マトリックス部品の横方向の壁は腰部を備えており 、シェル形状の部品はヒールに近い腰部の端部と協力するフランジにより内側で 終結し、フランジとその端部はマトリックス部品のガイド装置を構成する。 さらに今一つの特徴によれば、金床の横方向の面に対してマトリックス部品を 当てる弾性装置はマトリックス部品の腰部の底に配置された弾性リングにより構 成される。 好ましくはマトリックス部品の回転を防止するための装置も配置される。 マトリックス部品のうち少なくとも１個のヒールは隣接のマトリックス部品の 方向に向いた面に切欠きを備えており、サポート面は前記切欠きと協力するピン を備えている。 各シェル形状の部品は好ましくはサポート面に対応するレベルに開口部を備え ている。 特別の実施例によれば、各シェル形状の部品は第二工具部品に対する前記シェ ル形状の部品の回転運動を防止するため、前記第二工具部品の配置と協力する装 置を含む。 第二工具部品の固定部分は横方向の平面を備えてもよく、各シェル形状の部品 はその横方向内面において前記回転運動を防止するため前記平面と協力するため に配置される装置を備えてもよい。 今一つの実施例によれば、各シェル形状の部品はマトリックス部品のヒールに おける切欠きと協力するために配置されたその内面上にピンを備えている。 最後に、４個のマトリックス部品を備えてもよく、各ヒールは９０度のコーナ ーで形成してもよい。前記コーナーのそれぞれはシェル形状の部品の対応する開 口部の中にマトリックス部品の運動中滑り込むように配置してもよい。 そこで本発明は例として与えられ、添付図面で記載された特別の実施例を参照 してさらに詳細に述べることとする。添付図面は次のとおりである。 第１図は本発明によるパンチとマトリックスを示す概要的な断面図である。 第２図は本発明の一実施例を示す、分解された部品の斜視図である。 第３図は本発明の他の一実施例を示す、分解された部品の斜視図である。 第４図は第５図の線４−４に沿った断面図である。 第５図は第４図の線５−５に沿った断面図である。 第１図においては、可動部品に固定されるために配置されたシャフト２を有し 、弾性材料で作られ、パンチが作業中に突出することのできる穴７を備えて配置 された側圧要素５を挟む肩部３とフランジ４を有する第一工具部品１が示されて いる。 第一工具部品１は本体１１、くびれ部分１２、リング１３及び中央から突出す る金床１５の順に長手方向に配列された第二工具部品１０と協力するように配置 されている。金床１５が突出する側ではリング１３は平らであり、少なくとも１ 個の突出するピン１７のサポート面１６を形成する。 マトリックス２０はこの例では４個のマトリックス部品１８により構成され、 それらは一端においてシート部材のための大きいサポート面１９を有し、他端に おいてサポート面１６と協力するよう配置されたヒール２１を備えており、各ヒ ール２１は隣接するマトリックス部品の対応する縁に向くように配置されたヒー ルの縁の一つにおいて深さが突出するピン１７の長さに相当する切欠き２２を有 する。 ヒールとサポート面１９の間に大きなくびれ部分２４が配置され、リングの形 の弾性部材２６を受けるために配置された溝２５を有する。 本体１１には、この例ではそれぞれがその端部におい て、そしてフランジ３１，３６の内側においてくびれ部分１２，２４とそれぞれ 協力するよう配置された２個のシェル形状の部品３０により構成されたストップ 部材が取り付けられている。取付け位置においてはストップ部材はマトリックス 部品の垂直方向の運動を制限するだろう。 フランジ３１の反対側の、シェル形状の部品３０の外表面には、シェル形状の 部品３０を所定の位置に保持するリング３３の形状の弾性部材を受けるために部 品３０に溝３２が設けられる。 ガイド面１６に接近したシェル形状の部品３０の横方向の側壁は例えば圧縮空 気のジェットにより上記の小さい金属部品を除去できるようにした開口部３７を 備えている。 ２個の金属シート４０及び４１の間を接合する時は、工具部品１はこれらのシ ートが側圧要素５とマトリックスのサポート面１９の間に閉じ込められるように 降下する。マトリックスの上部は前記シートにきずができないように特にアルミ ニウムのシートを用いれば有利である比較的広い面を有することは留意すべきで ある。それからパンチ６が作動するが、それはパンチ６が接近し、次にマトリッ クス２０の方向に降下してシート部材４０，４１内に進入し、シート部材を引き 伸ばし、２個のシート部材４０及び４１に穴を形成することを意味する。マトリ ックス２０を形成するマトリックス部品１８は、シ ート部材４０及び４１が穴の底において金床１５とパンチ６の間で押し付けられ る時、弾性部材２６により統一を保たれる。弾性部材２６により、マトリックス 部品１８は、穴の底部が浮上効果により半径方向に広がるに従って弾性的に横方 向に移動することができる。シート部材における材料のこの横方向の移動はシー ト間の茸状の接合を形成する。 ピン１７は切欠き２２と協力し、それによって マトリックスの回転を避ける。ヒール２１の横方向外端とシェル形状の部品３０ の横方向内壁の間と同様、フランジ３６とくびれ部分２４の底部との間にスペー スを設けてあることは留意すべきである。このスペースは接合の実現中にマトリ ックス部品１８の移動を許容するのに必要である。しかしながら、もし何かの理 由のために横方向の移動がどんなに増大しようとも、シェル形状の部品３０は弾 性的に横方向に移動することができ、それによりマトリックス部品に対する損傷 の危険を回避することができる。 第３図、第４図及び第５図は特により大きな 厚みを有するシート間の接合を行うのに使用されるようデザインされた実施例を 示す。この場合、マトリックス部品の移動距離はかなりのものであり、通常大き なストップ装置を使用しなければならない。本実施例はこの不利益を回避するこ とを可能にする。 第３図においては、分解された部品の斜視図は第二工具部品が一般的称呼４０ を有することを示す。この工具部品はもちろん第３図、第４図及び第５図には図 示され ていないすでに述べたタイプの第一工具部品１と結合する。 第二工具部品４０は本体４１、くびれ部分４２そして中央に金床４５が立つよ り大きい直径のリング４３が順次長手方向に配列されて構成されている。金床４ ５と同じ側のリング４３の面はマトリックス部品４８のヒール４７のためのサポ ート面４６を構成する。 リング４３は互いに１８０度の位置に、回転方向に２個の平らな部分５０を備 えている。 この実施例においては、４個のマトリックス部品４８が備えられており、それ ぞれはヒール４７と反対側の端部に広いサポート面５２を有している。これら二 つの部分の間にはくびれ部分５３が配置され、各ヒール４７は切欠き５２を有し ている。 サポート面の残りの位置には４個のヒールの外端が集まって正方形を形成し、 各ヒールはコーナー５５を有している。 くびれ部分５３においては、リング形状の弾性部材５７がマトリックス部品４ ８を統合するために配置されている。 本体４１には、外表面において端部の一つの近傍に２個のシェル形状の部品を 統合するリング形状の弾性部材６２が挿入される溝６１を含む２個のシェル形状 の部品から成るストップ装置が取り付けられている。 シェル形状の部品６０の溝６１と反対側の内表面にお いて、くびれ部分４２にはまるフランジ６３が配置されている。各シェル形状の 部品６０の内側の横方向の面６４には、シェル形状の部品６０が本体４１に対し て回転することができないように、平面５０と係合するための装置６５が配置さ れている。 各シェル形状の部品６０は２個の開口部６７を有し、これらの開口部６７の問 にピン６８を有する。 第４図及び第５図で見られるように、ピン６８は切欠き５４にはまり、こうし て本体４１に対するマトリックスの回転を防止する。 接合が実施される時、マトリックス部品４８のヒール４７は弾性部材５８から の力に抗して面４６上を滑り、コーナー５５は運動終結時に開口部６７を貫いて 停止する。 この配置は比較的小さいシェル形状の部品６０を有するマトリックス部品４８ のための比較的大きい運動を許容する。 本発明はもちろん上記の実施例に限定されるものではない。本発明の保護範囲 を逸脱しないいくつかの変形が適用され得る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．パンチ（６）と側圧要素（５）を有する第一工具部品（１）、及び、金床（ １５）が突出するサポート面（１６）を備えた第二工具部品（１０）で構成され 、少なくとも２個のマトリックス部品（１８）から成るマトリックス（２０）が 前記金床（１５）の周囲に配置され、各マトリックス部品（１８）は前記サポー ト面（１６）に対して滑るように配置されて弾性部材（２６）、滑り運動時にマ トリックス部品（１８）をガイドするための装置及びマトリックス部品（１８） の横方向移動を制限するストップ装置により前記金床（１５）の横方向の面に対 して当てられるヒール（２１）を含むシート材料間の接合を行うための工具にお いて、前記ストップ装置は前記第二工具部品（１０）に弾性的に固定される少な くとも２個のシェル形状の部品（３０）で構成されることを特徴とするシート材 料間の接合を行うための工具。 ２．各マトリックス部品（１８）の横方向の壁はくびれ部分（２４）を備え、シ ェル形状の部品（３０）はヒールに接近したくびれ部分（２４）の端部と協力す るフランジ（３６）により内側で終結し、前記フランジ（３６）と前記端部は前 記マトリックス部品（１８）のためのガイド装置を構成することを特徴とする請 求の範囲第１項に記載されたシート材料間の接合を行うための工具。 ３．金床（１５）の横方向の面に対してマトリックス部品（１８）を当てる弾性 部材は前記マトリックス部品の くびれ部分（２４）の底部に配置された弾性リング（２６）により構成されてい ることを特徴とする請求の範囲第２項に記載されたシート材料間の接合を行うた めの工具 ４．前記第二工具部品（１０）に対する前記マトリックス部品（１８）の回転を 防止するための装置が備えられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 されたシート材料間の接合を行うための工具。 ５．少なくとも１個のマトリックス部品（１８）のヒール（２１）は隣接のマト リックス部品（１８）の方向に向いた面に切欠き（２２）を備えていること、及 びサポート面（１６）は前記切欠き（２２）と協力するピンを備えていることを 特徴とする請求の範囲第４項に記載されたシート材料間の接合を行うための工具 。 ６．シェル形状の部品（３０）は前記サポート面に対応するレベルにおいて開口 部（３７）を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載されたシート 材料間の接合を行うための工具。 ７．各シェル形状の部品（６０）は第二工具部品（４０）に対する前記シェル形 状の部品（６０）の回転運動を防止するために前記第二工具部品（４０）の装置 （５０）と協力する装置（６５）を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記 載されたシート材料間の接合を行うための工具。 ８．第二工具部品（４０）は横方向の平面（５０）を備 えていること、及び各シェル形状の部品はその横方向の内面において前記回転運 動を防止するために前記平面（５０）と協力するよう配置された弾性部材（６５ ）を備えていることを特徴とする請求の範囲第７項に記載されたシート材料間の 接合を行うための工具。 ９．各シェル形状の部品（６０）はマトリックス部品（４８）のヒール（４７） における切欠き（５４）と協力するために配置されたその内面にピンを備えてい ることを特徴とする請求の範囲第１項、第４項及び第７項に記載されたシート材 料間の接合を行うための工具。 １０．マトリックス部品（４８）の数は４個であり、各ヒールは９０度のコーナ ーで形成され、そして前記コーナーのそれぞれはマトリックス部品（４８）の運 動中に、シェル形状の部品（６０）の対応する開口部（６７）の中に滑り込むよ う配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載されたシート材料間 の接合を行うための工具。