JPS58132382A - リベツト法による金属板の接合装置 - 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】 （発明の属する技術分野〕 本発明は、複数枚の金属板をリベ・ノド法により互いに
接合させる装置に関する。特に、雌のダイスと、これに
対向して設けられた雄のダイスとを備え、両ダイスの間
に同時に供給される接合すべき複数枚の金属板を上記両
ダイスの間で圧着するように構成された金属板の接合装
置に関する。

〔従来技術の説明〕

この種の装置の公知例として、強国特許公開公報第３，
１０６，３１３号に開示された技術が知られている。こ
れは、２（ｌのてこを備え、そのてこの各一端に雄のダ
イスと雌のダイスとを備え、そのてこの他端は１個の軸
により回転自在に取付けられ、このてこの運動にしたが
って雄のダイスと雌のダイスとが噛み合い、その間に供
給される接合すべき金属板を圧着するものである。この
装置は２個のてこの間にスプリングが設けられ、接合す
べき金属板を圧着する瞬間にそのてこに加えられる力に
対向して、両ダイスを引き離す方向の力が加わるように
構成されている。

他の従来例技術として、米国特許第２，２８８，３０８
号により開示されたものがある。これは雌のダイスが複
数の部品からなり、すなわちこの雌のダイスは、基板か
ら自由端に向けてテーパが施された固定端と、この固定
端に接する孔のあいた鋼の対向工、ジとを備え、この対
向エツジと固定端はその孔に挿通されたねじにより取付
けられ、このねじにはスプリング・ディスクが挟み込ま
れている。

米国特許第２，２５４，５５８号に記載の実施例にも、
はぼ同様の記載がある。これはダイスの固定端と切断用
エツジとが組合せて構成され、この切断用エツジの外か
ら切断エツジに板バネが作用するようになっている。

上記従来例技術によれば、２枚の金属板に雄のダイスが
食い込むときに、雌のダイスの固定端に向かう力の成分
は、対向エツジを外に向けて押し開くように作用し、打
ち抜き動作の期間にわたり対向エツジが正しい位置を維
持できなくなる。そればかりか、圧着過程の第二段階で
金属板を圧着させるために向けられた力が対向エツジを
変形させるために使われて、有効な接合が行われない欠
点がある。また上記の従来例技術では、切断により生じ
た金屑が固定端と対向エツジの間に入り込み、接合工程
を連続して行うことができなくなることがある。発明者
は、対向エツジは圧着過程でさらに正確に外向きに動き
正確に復旧することができるようにすべきであると考え
る。

このために、対向エツジが加えられる力と垂直の方向、
すなわち固定端から遠ざかる方向にスライドすることが
できるような構造が考えられた。

しかしこの構造はどうしても複雑になり、高価になって
しまうとともに、雌のダイスが大形になり、全体として
上記独国公開公報記載の技術より劣る結果ともなる。

〔発明の目的〕

本発明は、これら欠点を改良するもので、Ｏ効率的な接
合が可能であり、 ○構造が簡単であり、 ○安価な量産に通し、 ○接合部分の面積が小さい リベ・７ト法による金属板の接合装置を提供することを
目的とする。

〔発明の特徴〕

本発明は、雌のダイスの対向エツジが板バネの一端に形
成され、その板バネの他端は固定端に固着され、雄のダ
イスの運動によりその板バネが外向きに曲がる構造を特
徴とする。

板バネは単純な打ち抜き部品であって、プレスの作用に
より弾力性のあるものがよい、固定端も金属板の打ち抜
き部品で構成することができる。

板ハネは、同時につぎの３つの機能を果たす。すなわち
、第一に対向エツジとして作用する、第二に切断力を基
板に導く、第三に接合過程の後貯えた力を放出する。板
バネの運動は、その対向エツジのすく下を軸として行わ
れるように構成することがよい。これは板バネの材料を
薄くすることにより達成される。板バネの材料を薄くす
ることにより、対向エツジとしての作用が不十分になる
との疑念は、実験の結果光たっていないことがわかる。

本発明の板バネの運動を分析すると、板ハネの材料が薄
くとも、圧着過程の中で板バネは接合される金属板自身
に支持されてその降伏を免れていることがわかる。

上記のように、板バネを薄くすることができるが、圧着
過程の中では、加えられる力に対して垂直の方向にほん
の僅かに運動するように設定すべきである。

このような構造のダイスを使用することにより、ダイス
周囲の構造が簡単になり、さまざまな形の工具に簡単に
取付けて利用することができるようになる。

本発明の装置により接合される金属板は、その厚さをと
くに限定しない。また材質も限定しない。

鋼の２ｍｍ以下のもの、アルミニウムの５ｍｍ以下のも
のについて、試験の結果は良好であった。

接合すべき２枚の金属板の厚さが相違するものでもよい
し、その材質が相違するものでもよい。例えば１ｍｍ厚
のステンレス鋼板と３ｍｍ厚のアルミニウム扱とを接合
することもできる。さらに、接合すべき金属板が平板で
なく、曲面状のものでもよい。

〔実施例による説明〕

さらに詳しい説明および特許請求の範囲に記載された従
属項についての説明は、実施例図面を参照しながら行う
。

第１図は本発明実施例装置の要部構造図を示す一部破断
図である。雄のダイス１０はポンチ１２の先端に切断用
エツジ１１を備える。ポンチ１２の断面はここではほぼ
方形であり、その先端に形成された切断用エツジ１１０
間は平坦もしくはやや凸状である。切断用エツジ１１の
外形は不等四辺形であることが好ましい。雌のダイスは
１個の固定端１４と２個の対称形の対向エツジ１６とを
含み、これらは図示するように固定端１４の基部でリベ
ット１８により締め付は固着されている。

ここで対向エツジ１６を形成する部材は全体がそれぞれ
板ハネであり、固定端１４とは基部で平行な平面で接し
、上部でも固定端１４と対向エツジ１６とは平行な平面
で接する。基部はりヘットにより固着されるが上部先端
は自由端である。固定端１４の上端は対向エツジ１６の
先端よりやや奥まって、後方に下がって配置される。固
定端１４の先端部分も平面もしくはやや凸状である。

雌のダイスは例えばプレス盤の基板に取付けられ、雄の
ダイス１０はそのプレス盤のアームに取付けられ、プレ
スの動作にしたがって、雄のダイスｌＯが第１図に一点
鎖線で示すように、対向エツジ１６の間に入り込みポン
チ１２と固定端１４との間に強い圧力が加えられる。接
合すべき２枚の金属板はこの雄のダイスと雌のダイスと
の間に供給され、ある場合にはその金属板の一部が切断
されて圧着される。このとき、対向エツジ１６の先端は
自由端であるから、雄のダイスｌＯが食い込むにしたが
って僅かに外側に押し開かれ、プレスの動作にしたがっ
て雄のダイス１０が元の位置（第１図の位置）に戻ると
、板バネの作用により再び対向工・ノジ１６は固定端１
４の先端部分に密着するように復旧する。

第１図の破断部分に図示するように、雌のダイスの対向
エツジ１６と固定端１４との間の中腹部分には、空間が
設けである。この空間には切断圧着時に接合すべき金属
板から生じる金屑が入りむように構成され、この金屑が
固定端１４の先端部分と対向エツジ１６との間に挟まり
、板バネの復旧を妨げることのないように工夫されてい
る。ここに集まる金屑は、別の手段により除去される。

第１図に示す構造は原理を分かり易く示すためのもので
、必ずしも実用的な構造ではない。特に、対向エツジ１
６の形状は第２図または第３図に例示する形状のものが
好ましい０発明者は試験を重ねた結果、対向エツジ１６
の形状は単純な四辺形より、加えられるストレスが全体
に均一に分布されるような形状が、板バネの作用および
寿命の点で優れていることが分かった。

第２図は対向エツジ１６の半分を示す平面図で、対向エ
ツジ１６は一点鎖線を軸に左右対称である。

第２ａ図および第２ｂ図は縁の部分に切り欠きを設けた
構造であり、第２Ｃ図は切り欠き部２０は浅くして、孔
２２を形成した例である。このように形状を相違させる
と、その厚さが等しくとも板バネのバネ作用はそれぞれ
相違する。この形状は接合すべき金属板の性質および厚
さに応じて選択することができる。例えば接合すべき金
属板がアルミニウムであるときには、ステンレス鋼の場
合より柔らかい板バネを使用すべきである。

また接合すべき金属板の厚さに応じて、板バネの形状を
選択することがよいが、特に、固定端１４の先端から対
向エツジ１６の先端までの高さを正しく設定すべきであ
る。試験の結果この高さは接合すべき金属板の全体の厚
さく複数枚のそれぞれの厚さの和）の４０％ないし９０
％、さらに詳しくは、約７０％が好ましい。これは対向
工・ノジ１６の高さを選択してもよいが、固定端１４の
高さを選択するようにしてもよい。これはこれらのダイ
スが取付けられるプレスその他工具の構造性質により、
工具のストロークの限界調節および圧力調整とあわせて
行うべきものである。

板バネの縦方向断面をさまざまに設定することもできる
。第３図は雌のダイスの縦方向の部分断面図を示す。第
３ａ図は板バネ２４は固定端１４にその基部でリベソ目
８により固着され、ほかの固着されていない複数枚の金
属板とともに、保持ブロック２６に挿入された構造であ
る。これにより板ノ＼ネ２４のバネ力を補強することが
できる。

第３ｂ図は板ハネ２８はその断面がＵ字形であって、そ
の内側に固定端１４を嵌め込み雌のダイスとするもので
、この場合にはりへ・ノド等による固着を必ずしも必要
としない。

第３Ｃ図は板ハネの厚さが縦方向断面で一様でなく、板
ハネに加わるストレスが均一になるように構成されたも
のである。この形のものでも、第３ａ図のようにリヘソ
トを用いることができ、また他の補助板バネと重ねて用
いることができる。

第３Ｃ図の板バネの特性は第３ａ図のものの特性に近い
ものになる。

第４ａ図は固定端間の別の形状例を示す。この形状では
基部に屋根形の傾斜羽が形成されている。

落下する金屑がこの傾斜に沿って外部に排除される。

第４ｂ図は雌のダイスの別の一例を示す平面図である。

この図は雌のダイスの上・から見た図である。２枚の板
ハネ３４は固定端あの側面に接して配置されていて、圧
着作用時には板バネ別が矢印の方向に移動する。破線で
示す部分３８は雄のダイスが入り込む部分である。この
ように板ハネは必ずしも対向して設けられる必要はなく
、この例のように二等辺三角形の直角をはさむ二辺に配
置されテモよい、この雌のダイスは後に示す第５ｂ図の
雌のダイスをちょうど対角線上で縦割りにした形状であ
る。

この他にも雌のダイスまたは固定端の形状はさまざまに
選定することができる。その基板あるいは工具への取付
は方法もさまざまに設定することができる。板バネを固
定端に固着する方法もさまざまに設定することができる
。

第４ｃ図は別の雄のダイスの構造例であり、１個の雄の
ダイスに２個のポンチ１２　’が設けられた例を示す、
対応する雌のダイス４０は共通に１個である。この例で
はプレスの１回のストロークで２個の圧着部分を形成す
ることができる。圧着部分を２個同時に形成すると、圧
着部分の単位面積当りの接合強度は大きくなる。

第４ｄ図は雄のダイス４２に多数のポンチがあり、雌の
ダイスにはこのポンチ４２のそれぞれに対応して、基部
が共通であり先端部が分離した板バネ４４が設けられた
例である。

第４ｅ図は２個の工具４６お４８のそれぞれに雄のダイ
スＰと雌のダイスＭとが交互に配列された例である。こ
のような構成では、接合された金属板の両面に凸状の接
合部が現れるが、接合された金属板に１方向のストレス
が加わることがなく、そりや歪が少ない利点がある。

第５ａ図はダイスが円筒形状である実施例を一部破断斜
視図により示す、固定端間は円柱形状である。この固定
！Ｉ５ｏの高さは基板５２に対して矢印の方向に調節可
能に構成されている。対向エツジＭは検板状であり、固
定端間を取り巻くように配置される。その各々の断面は
円筒管の切片の形状をなす。厚さ、幅、隙間等は任意に
選択できる。

基板５２には孔が形成され、その孔に固定端５０と全て
の対向エツジ５４が同時に嵌め込まれる。各固定端５０
の基部は共通でも、ばらばらでもよい。

第５ａ図で雄のダイス部は矢印の方向に運動する。ポン
チ部分の直径５８は固定端（資）の外径と一致している
場合、およびこれよりやや小さい場合の２通りがある。

一致している場合には、接合される金属板に対向エツジ
５４の隙間の部分を除いて切れ目が入る。やや小さい場
合には、接合すべき金属板に切れ目は入らない。いずれ
の場合にも、両ダイスの間で接合すべき金属板が圧着さ
れるときに、対向エツジ５４は外向きに僅かに押し開か
れる。

ポンチ部分の直径５８が固定端５４の外径より、接合す
べき金属板の全厚さの２倍以上小さいときには、圧着さ
れた後の金属板の表面には切れ目がない。

第５ｂ図のようにダイスの断面を四角形にすることがで
きる。この他にも、五角形あるいは六角形に構成するこ
とができる。

第６図はダイスがプレス装置に取付けられた状態を示す
断面構造図である。この構造は雄のダイスおよび雌のダ
イスはそれぞれ円筒形状の基板６２に取付けられ、それ
ぞれ上部工具６４と下部工具６６に設けられた孔７０に
嵌め込まれる。上部工具６４はガイド棒６８に沿って矢
印の方向に運動する。雄のダイスおよび雌のダイスの近
傍には、それぞれ排除手段（ＥＪＥＣＴＯＲ）　６０が
設けられている。この排除具間はスプリング力により図
の位置を保ように構成され、圧着時には引っ込み、圧着
が終わるとそのスプリング力により接合された金属板を
ダイスから引き離すように作用する。

第７図はダイスがプレス装置に取付けられた状態を示す
。雄のダイス帥はてこ部の端部に取付けられ、雌のダイ
ス８２はてこ８４の端部に取付けられる。２つのでこ８
６およびＵは１個の軸８８により軸着され、シリンダ９
０内の水圧シリンダによりラム９２を押し上げることに
より圧力が加えられ、スプリング９４の作用により元の
位置に引き戻される。

第８図は上部工具７１および下部工具７２がローラの形
状をなす例を示す。ローラ状の上部工具７１および下部
工具７２はそれぞれ矢印の方向に回転する。

上部工具７１の表面には雄のダイスＰが等間隔で装着さ
れ、下部工具７２のこれに対向する位置に雌のダイスＭ
が装着されている。接合すべき２枚の金属板７４および
７６はローラの回転に応じて矢印の方向に移動し、接合
部７８が形成されて圧着接合される。

２個のローラ７１および７２はそれぞれ浮動軸に取付け
られ、共通のモータにより同期して駆動される。雄のダ
イスと雌のダイスとの噛み合いは初めに微細に調整する
。ローラ７１および７２の表面はゴムなど摩擦の大きい
材料がよい。凹凸を設けることもできる。

第９図は接合部の断面の一例を示す。第９ａ図は長さ方
向の断面であり、第９ｂ図は同ａ図の■ｂの断面を示す
。雄のダイス側のチップ材が圧縮されてＮの部分に残る
状態を示す。これは第１０図のような装置で接合すると
きのものである。下部工具１００の中にスロット１０２
が形成され、このスロット１０２に接合すべき２枚の金
属板１０４および１０６が挿入される。雄のダイスは上
部工具１０Ｂに取付けられる。上部工具１０８は矢印の
方向に運動することにより、チャンネル１１０に供給さ
れる連続するチップ材１１２を１こまづつ切取り雌のダ
イスＭとの間に圧着を行う。このチップ材は第９図のチ
ップＮとなる。チップＮの材質と量を適当にすることに
より、第９図に示すように接合点の上面には各ストロー
ク毎にチップ材が埋め込まれ、接合点の上面は接合点以
外の部分とほぼ同一の平面にすることができる。

〔効果の説明〕

以上説明したように、本発明の装置では、雌のダイスの
対向エツジを可動にする構造が極めて簡単になる。この
ため、ダイスの周囲に対向エツジを移動させるための複
雑な機構を必要とせず、また微妙な調整をも必要としな
い。したがって、長く使用しても接合された状態は均一
であり、量産に適する。ダイスの形状および大きさの自
由度が大きく、ダイスを取付けることができる工具の種
類も広くなる。また板バネ状の対向エツジは降伏するこ
とがなく、長い寿命を有する優れた特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ｐｉｇ、１）は本発明実施例装置要部構造図。 第２図（Ｆｉｇ、２）はいくつかの板バネの形状を例示
する平面図。 第３図（Ｐｉｇ、　３　）はいくつかの板バネの形状を
例示する断面図。 第４図（Ｆｉｇ、　４　）は雌のダイスおよび雄のダイ
スのいくつかの形状を例示する図。 第５図（Ｆｉｇ、　５　）は雄のダイスの構造例を示す
図。 第６図（Ｆｉｇ、６）はダイスが工具に取付けられた状
態を例示する図。 第７図（Ｆｉｇ、７）はダイスが工具に取付けられた状
態を例示する図。 第８図（Ｆｉｇ、８）はダイスが工具に取付けられた状
態を例示する図。 第９図（Ｆｉｇ、９）は接合点の状態を示す断面図。 第１０図（Ｆｉｇ、１０）は接合時にチップ材を供給す
る装置の例を示す断面構造図。 特許出願人 ワルター・エノコルド・ゲーエムベーハー・ラント・コ
ンバニ・カーゲー・フォルリソトングス・ラント・ゲレ
ーテハウ ｊ阿ｇ、＃ａ　−４ＩＩｂ　　　　　　　ｊ阿ｙｔｉｂ
□□□□□□□−Ｕ 手続補正書（方式） １、事件の表示 昭和５７年特許順第１８８２９７号 ２、発明の名称 リベット法による金属板の接合装置 柱　所　　ドイツ連邦共和国デー３４２４・アンドレア
スペルクシュベルルツテルタル（番地なし） ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭和羽年２月２日（発送日　昭和５８年２月２２日）６
、補正により増加する発明の詳細な説明〔別　紙〕 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明実施例装置要部構造図。 第２図はいくつかの板バネの形状を例示する平面図。 第３図はいくつかの板バネの形状を例示する断面図。 第４図は雌のダイスおよび雄のダイスのいくつかの形状
を例示する図。 第５図は雄のダイスの構造例を示す図。 第６図はダイスが工具に取付けられた状態を例示する図
。 第７図はダイスが工具に取つけられた状態を例示する図
。 第８図はダイスが工具に取つけられた状態を例示する図
。 第９図は接合点の状態を示す断面図。 第１０図は接合時にチップ材を供給する装置の例を示す
断面構造図。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. （１）雌のダイスと、 この雌のダイスに対向して設けられた雄のダイスとを備
   え、 上記雄のダイスにはその周囲の少なくとも一部に切断用
   エツジが形成された押し抜きポンチを含み、 上記雌のダイスにはその切断用エツジに対向する対向エ
   ツジと、この対向エツジの間にやや後ろに配置され上記
   押し抜きポンチと対面する固定端とを含み、 上記雌のダイスと上記雄のダイスとの間に同時に供給さ
   れる接合すべき複数枚の金属板を上記両ダイスの間で圧
   着するように構成された金属板の接合装置において、 上記対向エツジは上記雄のダイスの移動方向と平行に配
   置された細長い板バネの先端部に形成され、 その板バネの先端部は自由端でありその板ハネの基部は
   上記固定端に固着され、 上記雄のダイスの押し抜きポンチが接合すべき金属板を
   上記雌のダイスの対向エツジの間で上記固定端に押しつ
   けるときには上記対向エツジが上記固定端より離れる方
   向にわずかに押し開かれ、上記雄のダイスが上記雌のダ
   イスから引き離されたときには上記対向エツジが上記板
   ハネのハネ力により元の位置に復元するように構成され
   たごとを特徴とする リベット法による金属板の接合装置。
2. （２）板バネの幅方向の断面は長方形であり、その板ハ
   ネが固着された上記固定端の基部の断面も長方形である
   特許請求の範囲第（１）項に記載のリベット法による金
   属板の接合装置。
3. （３）＠ハネの幅方向の断面が円筒管の切片の形状であ
   り、その板バネが固着された上記固定端の基部の断面は
   その外周が上記円筒管の内周にほぼ等しい円筒形状であ
   る特許請求の範囲第（１１項に記載のリベット法による
   金属板の接合装置。
4. （４）板バネの長手方向の板バネに垂直な平面による断
   面は、固着された部分から先端部に向けてテーパが設け
   られた形状である特許請求の範囲第（１１項に記載のり
   ベット法による金属板の接合装置。
5. （５）テーパの度合はその板バネに加わる曲げ応力が一
   様になるように設定された特許請求の範囲第（４）項に
   記載のりベント法による金属板の接合装置。
6. （６）対向エツジが形成された板ハネに接してその板バ
   ネのバネ力を補強するように１以上の補助板ハネが設け
   られた特許請求の範囲第ｆｌ＋項に記載のりベント法に
   よる金属板の接合装置。
7. （７）板バネの長辺に凹部が形成された特許請求の範囲
   第＋１１項に記載のりヘット法による金属板の接合装置
   。
8. （８）板バネに１以上の孔が形成された特許請求の範囲
   第（１）項に記載のりベント法による金属板の接合装置
   。
9. （９）固定端と板バネとの間に金屑を集めて排除するた
   めの空間が設けられた特許請求の範囲第（１１項に記載
   のりベット法による金属板の接合装置。
10. （１０）金屑を集めて排除するための空間は、固定端の
    下部を切り欠くことにより形成された特許請求の範囲第
    （９）項に記載のりヘット法による金属板の接合装置。
11. （１１）雄のダイスと接合すべき金属板との間にチップ
    材を挾み込むように構成された特許請求の範囲第ｆ１１
    項に記載のりベント法による金属板の接合装置。
12. （１２）チップ材は連続して供給される長尺の材料から
    １こま毎に雄のダイスで打ち抜かれて挟み込まれる特許
    請求の範囲第（１１）項に記載のりベット法による金属
    板の接合装置。
13. （１３）雄のダイスおよび雌のダイスの複数組が１対の
    上部工具と下部工具とに取付けられた特許請求の範囲第
    （１）項に記載のリベット法による金属板の接合装置。
14. （１４）複数の雄のダイスはその排列順に交互に上部工
    具と下部工具とに取付けられた特許請求の範囲第（１３
    ）項に記載のりヘット法による金属板の接合装置。
15. （１５）雄のダイスと雌のダイスとが接近したときの雄
    のダイスの切断用エツジと雌のダイスの対向エツジとの
    間隔は接合すべき金属板の厚さにほぼ等しい特許請求の
    範囲第（１４）項に記載のリベット法による金属板の接
    合装置。
16. （１６）接合された金属板を雄のダイスまたは雌のダイ
    スから取り除く排除手段を備えた特許請求の範囲第ｆｉ
    ＋項に記載のりヘット法による金属板の接合装置。
17. （１７）排除手段が各雄のダイスおよび雌のダイスに配
    置された特許請求の範囲第（１６）項に記載のリベット
    法による金属板の接合装置。
18. （１８）雄のダイスおよび雌のダイスの基部は円筒形状
    であり、両ダイスは上部工具および下部工具のそれぞれ
    に形成された丸孔に嵌め込まれた構造である特許請求の
    範囲第（１３）項ないし第（１７）項のいずれかに記載
    のリベ・ノド法による金属板の接合装置。
19. （１９）雄のダイスおよび雌のダイスはそれぞれ２本の
    てこの一端近傍に配置され、この２　本（７）７　コは
    他端が１つの軸により結合され、この軸を中心とする反
    復運動にしたがって両ダイスが相互に作用するように構
    成された特許請求の範囲第（１１項に記載のリベット法
    による金属板の接合装置。
20. （２０）てこが水圧シリンダの力により駆動される特許
    請求の範囲第（１９）項に記載のリヘ・ノド法による金
    属板の接合装置。