KR100431640B1 - Apparatus and method for clinching superposed sheet materials - Google Patents
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Abstract
오목부의 바닥 근처의 횡단면의 크기가 입구 근처의 횡단면의 크기보다 확대되게 하는 클린칭장치 및 방법을 제공한다. 이 클린칭장치(100)는 서로 접근되거나 이격될 수 있게 구성된 제1 펀치어셈블리(110)와 제2 펀치어셈블리(160)로 구성되며, 제1 펀치어셈블리(110)는 상면(121)이 폐쇄되고 하면(122)의 적어도 일부가 개방된 원통형 하우징(120)과, 하우징(120)의 내부공간에 수용되어 하우징(120)의 하면의 개방부위를 통해 하우징(120)의 하방으로 돌출된 제1 펀치(130)를 포함하며, 제1 펀치어셈블리(110)는 하우징(120)의 하측에 노출된 제1 펀치(130)의 둘레에 끼워진 블랭크홀더(140) 및 하우징(120)의 내부에 수용되어 블랭크홀더(140)를 하우징(120)의 하방으로 밀고 있는 압축스프링(151, 152)을 포함한다. 제2 펀치어셈블리(160)는 제1 펀치(130)에 의해 오목부를 형성할 때 국소부위의 둘레를 지지하는 다이(170)와, 다이(170)의 내부에 수용된 제2 펀치(180)를 포함한다. 다이(170)의 상부에는 제1 펀치(130)의 단면과 유사한 형상을 갖지만 크기는 중첩판재가 제1 펀치(130)보다 더 크게 형성된 구멍(171) 및 상단부가 대략적으로 삿갓모양의 단면을 갖는 제2 펀치(180)를 포함한다.A clinching apparatus and method are provided that allow the size of the cross section near the bottom of the recess to be larger than the size of the cross section near the inlet. The clinching device 100 includes a first punch assembly 110 and a second punch assembly 160 configured to be approached or spaced apart from each other, and the first punch assembly 110 has an upper surface 121 closed. At least a portion of the lower surface 122 is opened, and the first punch is received in the inner space of the housing 120 and protrudes downwardly through the open portion of the lower surface of the housing 120. 130, wherein the first punch assembly 110 is accommodated in the blank holder 140 and the housing 120 that are fitted around the first punch 130 exposed to the lower side of the housing 120, and the blanks are accommodated. Compression springs 151, 152 pushing the holder 140 down the housing 120. The second punch assembly 160 includes a die 170 supporting the circumference of the localized portion when the recess is formed by the first punch 130 and a second punch 180 accommodated in the die 170. do. The upper portion of the die 170 has a shape similar to that of the cross section of the first punch 130 but the size of the overlapping plate is larger than the first punch 130, the hole 171 and the upper end has an approximately hat-shaped cross section The second punch 180 is included.
Description
이 발명은 중첩된 시트를 서로 접합시키는 것에 관한 것이며, 좀더 자세하게는 접합부위의 시트 자체를 변형시켜 접합구조를 형성하는 클린칭장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to joining overlapping sheets to each other, and more particularly, to a clinching apparatus and method for deforming the sheet itself on the joining portion to form a joining structure.
판재를 가공하여 물품을 제조하는 과정에서 중첩된 시트를 접합시키는 작업은 매우 빈번하게 발생하는 작업이다. 그러한 접합방법으로는 용접이나 리벳팅이 주로 사용되지만, 물성상 용접이 불가능하거나 용접에 따른 물성변화를 용인할 수 없거나 리벳구멍에서의 누설이나 응력집중이 문제로 되는 것 등의 이유로 인하여 용접이나 리벳팅 이외의 방법이 채택되기도 한다.Joining the overlapping sheets in the process of processing the plate material to produce the article is a very frequent operation. Welding or riveting is mainly used as such a joining method. However, welding or riveting is not possible due to physical properties, welding cannot be tolerated, or leakage or stress concentration in the rivet hole is a problem. Other methods may be adopted.
그 중에서도 유력하게 채택되는 것은 맞대어진 판재의 단부를 변형시켜 서로에 대한 결합상태를 유지하는 접합구조를 형성하는 것이다. 이러한 변형에 의한 접합구조의 형성방법으로 보편적으로 사용되는 것이 모루와 망치 또는 그 대용품을 이용하여 맞대어진 판재의 양단부를 서로 접어붙이는 것이다. 그러나, 이러한 방법은 판재의 단부에서나 이용할 수 있는 것이며, 겹쳐진 판재의 중간부분을 서로 접합시키는 경우에는 이용할 수 없다.Among them, it is strongly adopted to form a joining structure in which the ends of the butted plates are deformed to maintain a bonding state to each other. Commonly used as a method of forming the bonded structure by such a deformation is to fold each other end of the butted plate using an anvil and a hammer or a substitute thereof. However, this method can be used only at the end of the plate, and cannot be used when joining the intermediate portions of the overlapping plate to each other.
판재의 중간을 변형시켜 서로 접합시키는 방법으로 대표적인 것은 클린칭이며, 이러한 클린칭을 행하기 위한 다양한 장치들이 개발되고 있다. 그러한 공구들은 제각기 독특한 특성을 가지며, 그러한 특성은 경우에 따라 장점 또는 단점으로 작용한다.Representative of the method of deforming the middle of the plate material to join each other is clinching, and various devices for performing such clinching have been developed. Each of these tools has unique characteristics, which in some cases serve as advantages or disadvantages.
여기에서는 그러한 클린칭장치들 중의 몇몇의 특성을 예시하여 살펴보고 이 발명의 발명자들이 의도하는 용도에서 그러한 특성들이 어떻게 불리하게 작용하는지에 관해 살펴보기로 한다.Here we will look at some of the features of such clinching devices by way of example and look at how those properties work against the intended use of the inventors of the present invention.
Schleicher Louis C에 의한 미국특허 5,490,310호에는 클린치조인트를 형성하기 위한 장치 및 방법 (Apparatus and method for forming a clinch joint)이 제시되어 있다.U.S. Patent 5,490,310 to Schleicher Louis C discloses an apparatus and method for forming a clinch joint.
도 8에는 이 특허공보에 의해 공개된 클린칭장치의 구성을 도시하고 있다. 도면에 보이듯이, 이 클린칭장치(500)는 판재의 국소적인 부분에 압력을 가하여 둥지(nest) 모양으로 변형시키는 펀치(520)를 포함하는 펀치어셈블리(510) 및, 그러한 펀치(520)에 의해 가압되는 판재를 지탱하는 다이어셈블리(530)를 포함한다.Fig. 8 shows the configuration of the clinching device disclosed by this patent publication. As shown in the figure, the clinching device 500 includes a punch assembly 510 including a punch 520 which presses a local part of a plate and deforms it into a nest shape. And a die assembly 530 that supports the plate that is pressed by.
다이어셈블리(530)는 펀치(520)에 의해 가압되는 판재의 국소적인 부분의 둘레, 즉 둥지의 외곽부분을 지탱하는 다이버튼(540) 및 둥지의 하부를 지탱하는 모루(550)를 포함한다.The assembly 530 includes a die button 540 supporting a periphery of a local portion of the plate pressurized by the punch 520, that is, an outer portion of the nest, and an anvil 550 supporting the lower portion of the nest.
다이버튼(540)은 분할된 여러 섹터로 구성되어 있으며, 둥지형성시마다 각각의 섹터는 외팔보(cantilever)처럼 반경방향의 외향으로 변형되어 벌어진다.The die button 540 is divided into several sectors, and each sector is deformed in a radially outward direction like a cantilever in nest formation.
펀치어셈블리(510)는 둥지를 형성한 후에 둥지로부터 펀치(520)를 빼내는 역할을 하는 스프링을 포함하며, 다이어셈블리(530)는 둥지를 다이버튼(540)의 외부로 밀어내기 위한 스프링을 포함한다.The punch assembly 510 includes a spring that serves to remove the punch 520 from the nest after forming the nest, and the die assembly 530 includes a spring for pushing the nest out of the die button 540. .
펀치(520)의 단부형상은 원형 또는 대략적인 타원형의 형상을 갖는다.The end shape of the punch 520 has a circular or approximately elliptical shape.
이 클린칭장치(500)에서는 둥지형성시마다 변형되는 다이버튼(540)에 피로하중이 누적되기 때문에 주기적인 교환이 요구된다.In this clinching device 500, since the fatigue load accumulates in the die button 540, which is deformed every nest formation, periodic replacement is required.
겹쳐진 판재가 강하게 접합되기 위해서는 둥지의 입구의 직경보다 둥지의 바닥의 직경이 크게 확장될 것이 요구되는데, 이 클린칭장치(500)를 이용한 클린칭에서는 그러한 확장을 거의 기대할 수 없다.In order for the overlapping plate to be strongly joined, the diameter of the bottom of the nest is required to be larger than the diameter of the inlet of the nest, and such expansion is hardly expected in clinching using the clinching device 500.
단부형상이 원형인 펀치(520)를 이용하여 접합선을 따라 연속적인 둥지를 형성하기 위해서는 매우 많은 횟수의 클린칭이 요구되며, 장방향의 주위선이 거의 직선으로 형성되는 대략적인 타원형상의 단부를 갖는 펀치(520)를 이용하여 클린칭된 둥지는 직선부분에서의 결합력이 약하다.To form a continuous nest along the seam using a punch 520 with a circular end shape, a very large number of clinching is required, and a punch having an approximately elliptical end portion in which a longitudinal peripheral line is formed almost straight. Nesting clinched using 520 is a weak coupling force in the straight portion.
Blacket Stuart Edmund 등에 의한 미국특허 5,884,386호에는 판재클린칭 방법 및 장치 (Panel clinching methods and apparatus)가 제시되어 있다.US Pat. No. 5,884,386 to Blacket Stuart Edmund et al. Discloses a panel clinching methods and apparatus.
도 9에는 이 특허공보에 의해 공개된 클린칭장치의 구성을 도시하고 있다.도면에 보이듯이, 이 클린칭장치(600)는 판재의 국소적인 부분에 압력을 가하여 둥지(nest) 모양으로 변형시키면서 리벳(660)을 밀어넣는 슬리브(670)를 포함하는 펀치(620) 및, 그러한 슬리브(670)에 의해 가압되는 판재를 지탱하는 다이어셈블리(630)를 포함한다.Fig. 9 shows the structure of the clinching device disclosed by this patent publication. As shown in the drawing, the clinching device 600 is deformed into a nest shape by applying pressure to a local part of the sheet. A punch 620 comprising a sleeve 670 for pushing the rivet 660 and a die assembly 630 supporting the plate material pressed by the sleeve 670.
다이어셈블리(630)는 둥지의 외곽부분을 지탱하는 다수의 콜릿(collets: 680) 및 둥지의 하부를 지탱하는 모루(650)를 포함한다.The assembly 630 includes a plurality of collets 680 supporting the outer portion of the nest and anvil 650 supporting the lower portion of the nest.
콜릿(680)은 팽창 및 수축할 수 있으며, 둥지의 입구로부터 바닥으로 가면서 직경이 확대되는 내부공간을 형성하고 있다.The collet 680 can expand and contract, and forms an inner space that is expanded in diameter from the inlet of the nest to the bottom.
이 클린칭장치(600)에서는 둥지형성시마다 변형되는 콜릿(680)에 피로하중이 누적되기 때문에 주기적인 교환이 요구된다. 또한, 콜릿(680)의 내부공간의 형상에도 불구하고, 콜릿(680)의 벽이 쉽사리 팽창되어야 하는 것을 감안할 때, 이러한 콜릿에 의해 둥지의 입구의 직경보다 둥지의 바닥의 직경이 크게 확장되거나, 반대로 둥지의 입구 근처가 핀칭될 것으로 기대되지는 않는다.In the clinching device 600, since the fatigue load accumulates in the collet 680 deformed at each nest formation, periodic exchange is required. In addition, despite the shape of the interior space of the collet 680, considering that the wall of the collet 680 should be easily expanded, the diameter of the bottom of the nest is larger by the collet than the diameter of the inlet of the nest, In contrast, it is not expected to pinch near the entrance of the nest.
또한, 원형 단면을 갖는 리벳을 둥지 속에 삽입하는 방식으로는 연속적인 접합선을 형성할 수 없으며, 리벳이라는 소모성 부자재로 인해 비용도 많이 든다.In addition, a method of inserting a rivet having a circular cross section into a nest cannot form a continuous joint line, and is expensive due to a consumable subsidiary material called a rivet.
Kuehne Timm에 의한 미국특허 5,992,206호에는 금속제 복구부재를 갖는 클린칭다이 (Clinching die having metallic restoring member)가 제시되어 있다.U.S. Patent No. 5,992,206 to Kuehne Timm discloses a clinching die having metallic restoring member.
도 10에는 이 특허공보에 의해 공개된 클린칭다이(700)의 구성을 도시하고 있다. 도면에 보이듯이, 이 클린칭다이(700)는 원통형 공간을 가짐으로써 둥지의 외곽부분을 지탱하는 성형부재(shaping element: 780) 및 둥지의 하부를 지탱하는모루(750)를 포함한다.10 shows the configuration of the clinching die 700 disclosed by this patent publication. As shown in the figure, the clinching die 700 has a cylindrical space and includes a shaping element 780 supporting the outer portion of the nest and an anvil 750 supporting the lower portion of the nest.
성형부재(780)는 각각 반원통형 공간을 형성하는 2개의 부재로 구성되어 있으며, 둥지형성시마다 2개의 부재가 서로로부터 멀어진다. 멀어진 부재들은 탄성복원부재(790)에 의해 복원된다. 이러한 클린칭다이(700)에서도 둥지의 입구의 직경보다 둥지의 바닥의 직경이 크게 확장되는 것이 거의 기대되지 않는다.Molding member 780 is composed of two members each forming a semi-cylindrical space, the two members are separated from each other each time the nest is formed. The distant members are restored by the elastic restoring member 790. In such a clinching die 700, it is hardly expected that the diameter of the bottom of the nest will be larger than the diameter of the entrance of the nest.
이 클린칭다이에서도 단부형상이 원형인 펀치를 이용하게 구성되어 있으므로, 접합선을 따라 연속적인 둥지를 형성하기 위해서는 매우 많은 횟수의 클린칭이 요구된다.Since the clinching die is also configured to use a punch having a circular end shape, a very large number of clinching is required to form a continuous nest along the joining line.
이 발명은 중첩판재를 좀더 강하게 결합시킬 수 있는 오목부를 형성할 수 있는 클린칭장치를 제공하려는 것이다.The present invention seeks to provide a clinching device capable of forming a concave portion capable of more strongly joining overlapping plates.
이 발명은 오목부의 바닥 근처의 횡단면의 크기가 입구 근처의 횡단면의 크기보다 확대되는 것을 확실하게 보장할 수 있는 클린칭장치 및 방법을 제공하려는 것이다.The present invention seeks to provide a clinching device and method that can ensure that the size of the cross section near the bottom of the recess extends beyond the size of the cross section near the entrance.
이 발명은 오목부의 단면형상이 길쭉하게 형성되면서도 그 길이방향의 주위면에서의 결합력이 강화된 구조의 오목부를 형성할 수 있는 클린칭장치를 제공하려는 것이다.The present invention seeks to provide a clinching device capable of forming a recessed portion having a structure in which a concave section is elongated and a bonding force in the peripheral surface thereof in the longitudinal direction is strengthened.
이 발명은 오목부를 형성하기 위해 중첩판재를 변형시킬 때에 오목부가 형성되는 국소적인 부분에서만 인장변형이 일어나고 그 주변에서는 주름이 지는 현상등의 변형이 발생하지 않게 하는 클린칭장치 및 방법을 제공하려는 것이다.The present invention is to provide a clinching apparatus and method for preventing deformation such as wrinkles occurring in the local portion where the recess is formed and deforming the surrounding plate when deformation of the overlapping plate to form the recess. .
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 클린칭장치의 주요 구성요소들을 도시한 분해사시도이며,1 is an exploded perspective view showing the main components of the clinching device according to an embodiment of the present invention,
도 2는 도 1에 도시된 구성요소들의 조립상태를 도시한 종단면도이고,FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the assembled state of the components shown in FIG. 1;
도 3은 도 1에 도시된 구성요소들로 구성된 클린칭장치를 이용하여 중첩판재를 클린칭함에 있어서 제1 펀치에 의한 1차 펀칭이 완료된 후의 중첩판재의 오목부를 통과하게 취한 단면도이며,FIG. 3 is a cross-sectional view taken through a recess of the overlapping plate after the first punching by the first punch is completed in clinching the overlapping plate using the clinching device composed of the components shown in FIG. 1,
도 4는 도 1에 도시된 구성요소들로 구성된 클린칭장치를 이용하여 중첩판재를 클린칭함에 있어서 제2 펀치에 의한 2차 펀칭이 완료된 후의 중첩판재의 오목부를 통과하게 취한 단면도이고,FIG. 4 is a cross-sectional view taken through a recess of the overlapping plate after the second punching by the second punch is completed in clinching the overlapping plate using the clinching device composed of the components shown in FIG. 1;
도 5는 도 1에 도시된 클린칭장치의 구성요소들 중에서 제1 펀치의 형상을 도시한 횡단면도이며,5 is a cross-sectional view showing the shape of the first punch among the components of the clinching device shown in FIG.
도 6은 이 발명의 다른 실시예에 따른 클린칭장치의 제1 펀치의 형상을 도시한 사시도이고,Figure 6 is a perspective view showing the shape of the first punch of the clinching device according to another embodiment of the present invention,
도 7은 이 발명의 다른 실시예에 따른 클린칭장치의 제1 펀치의 형상을 도시한 사시도이며,7 is a perspective view showing the shape of the first punch of the clinching device according to another embodiment of the present invention,
도 8은 종래의 한 예에 따른 클린칭장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이고,8 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a clinching apparatus according to a conventional example;
도 9는 종래의 다른 예에 따른 클린칭장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이며,9 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a clinching apparatus according to another conventional example.
도 10은 종래의 또다른 예에 따른 클린칭장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.10 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a clinching apparatus according to another conventional example.
이 발명에 따라 제공되는 클린칭장치는 중간에 중첩판재를 배치할 공간을 두고 서로 접근 및 이격될 수 있게 구성된 제1 펀치어셈블리와 제2 펀치어셈블리를 포함한다.The clinching device provided according to the present invention includes a first punch assembly and a second punch assembly configured to be approached and spaced apart from each other with a space in which an overlapping plate is to be disposed.
제1 펀치어셈블리는 중첩판재의 국소부분을 가압하게 구성된 제1 펀치를 포함하며, 제2 펀치어셈블리는 제1 펀치에 의해 가압되는 중첩판재의 국소부분의 둘레를 지탱하게 구성된 다이 및, 제1 펀치와 반대방향에서 중첩판재의 국소부분을 가압하게 구성된 제2 펀치를 포함한다.The first punch assembly includes a first punch configured to press a local portion of the overlapping plate material, and the second punch assembly includes a die configured to support a circumference of the local portion of the overlapping plate material pressed by the first punch, and the first punch assembly. And a second punch configured to press the local portion of the overlap plate in the opposite direction.
다이에는 제1 펀치에 의해 가압되어 연신됨으로써 오목하게 변형되는 중첩판재의 국소부분을 수용할 수 있는 구멍이 천공되어 있다.The die is drilled with a hole capable of accommodating a local portion of the overlapping plate material which is deformed concave by being pressed and stretched by the first punch.
제2 펀치의 헤드는 다이의 구멍 속으로 들어온 중첩판재의 오목변형부의 바닥을 가압하여 확장변형시키도록 종단면의 형상이 대략적으로 삿갓모양을 이루게 형성되고, 다이에 청공된 구멍의 내경은 제2 펀치의 헤드의 형상에 대응하는 형상을 갖게 확산되어 있다.The head of the second punch is formed so that the shape of the longitudinal section is roughly hatched so as to press and expand the bottom of the concave deformation portion of the overlapping plate material introduced into the hole of the die, and the inner diameter of the hole drilled in the die is the second punch. It is diffused to have a shape corresponding to the shape of the head.
다이는 접합 및 분리가 가능한 2개 이상의 분할부재로 이루어져 분리상태에서는 바닥이 확장된 중첩부재의 오목변형부를 용이하게 제거해낼 수 있게 구성된 다.The die is composed of two or more dividing members that can be joined and separated, so that in the separated state, the die can be easily removed from the concave deformation portion of the overlapping member with the extended base.
또한, 이 발명에 따라 제공되는 클린칭방법은 위에서 설명한 바와 같은 클린칭장치를 이용하여 구현될 수 있는데, 그러한 방법은 제2 펀치어셈블리의 다이 위에 중첩판재를 배치하는 단계와, 제1 펀치의 중심축선이 다이에 천공된 구멍의 중심과 일치하도록 제1 펀치의 하단부를 다이 위에 배치된 중첩판재의 상면에 밀착시키는 단계와, 제1 펀치에 의해 중첩판재의 국소부분을 가압하여 다이에 천공된 구멍 속에 밀어넣음으로써 중첩판재에 오목변형부를 형성하는 단계와, 제2 펀치에 의해 중첩판재의 오목변형부의 바닥을 가압하여 확장변형시키는 단계를 포함한다.In addition, the clinching method provided according to the present invention may be implemented using a clinching device as described above, which method includes disposing an overlap plate on the die of the second punch assembly, and centering the first punch. Bringing the lower end of the first punch into close contact with the upper surface of the overlapping plate disposed on the die such that the axis coincides with the center of the hole drilled in the die; and the hole punched in the die by pressing the local part of the overlapping plate by the first punch. Forming a concave deformation portion in the overlapping plate material by pushing it in, and pressing and expanding the bottom of the concave deformation portion of the overlapping plate material by a second punch.
이 발명의 상기 및 기타의 특징 및 장점은 아래의 양호한 실시예에 대한 상세한 설명을 읽으면 좀더 명료해질 것이다.These and other features and advantages of this invention will become more apparent upon reading the detailed description of the preferred embodiments below.
도 1 및 도 2에 보이듯이, 이 발명의 한 실시예에 따른 클린칭장치(100)는 서로 접근되거나 이격될 수 있게 구성된 제1 펀치어셈블리(110)와 제2 펀치어셈블리(160)를 포함한다.1 and 2, the clinching apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a first punch assembly 110 and a second punch assembly 160 configured to be approached or spaced apart from each other. .
제1 펀치어셈블리(110)는 상면(121)이 폐쇄되고 하면(122)의 적어도 일부가 개방된 원통형 하우징(120)과, 그러한 하우징(120)의 내부공간에 수용되어 하우징(120)의 하면의 개방부위를 통해 하우징(120)의 하방으로 돌출된 제1 펀치(130)를 포함한다. 제1 펀치(130)는 그 상단부(131)가 하우징(120)의 천정의 하면의 중앙에 고정되어 수직으로 배치된다.The first punch assembly 110 includes a cylindrical housing 120 in which an upper surface 121 is closed and at least a portion of the lower surface 122 is opened, and is accommodated in an inner space of the housing 120, so that the first punch assembly 110 is closed. It includes a first punch 130 protruding downward of the housing 120 through the open portion. The first punch 130 is vertically disposed with its upper end 131 fixed to the center of the lower surface of the ceiling of the housing 120.
또한, 제1 펀치어셈블리(110)는 하우징(120)의 하측에 노출된 제1 펀치(130)의 둘레에 끼워진 블랭크홀더(blank holder; 140) 및 하우징(120)의 내부에 수용되어 블랭크홀더(140)를 하우징(120)의 하방으로 밀고 있는 압축스프링(151, 152)을 포함한다.In addition, the first punch assembly 110 is accommodated in the blank holder 140 and the housing 120 that are fitted around the first punch 130 exposed to the lower side of the housing 120 and the blank holder ( 140 includes compression springs 151, 152 pushing downward of housing 120.
제2 펀치어셈블리(160)는 제1 펀치(130)에 의해 중첩판재의 상면의 국소부위를 가압하여 오목부를 형성할 때에 하면에서 그러한 국소부위의 둘레를 지지하는 다이(170)와, 그러한 다이(170)의 내부에 수용된 제2 펀치(180)를 포함한다. 다이(170)의 상부에는 제1 펀치(130)의 단면과 유사한 형상을 갖지만 크기는 중첩판재가 제1 펀치(130)와 함께 밀려들어갈 수 있을 정도의 유격을 남길 수 있도록 더 크게 형성된 구멍(171)을 갖는다.The second punch assembly 160 is a die 170 for supporting the circumference of the local portion at the lower surface when pressing the local portion of the upper surface of the overlapping plate by the first punch 130 to form a recess, and such a die ( And a second punch 180 accommodated inside the 170. The upper portion of the die 170 has a shape similar to that of the cross section of the first punch 130, but the size of the hole 171 is formed larger so that the size of the overlap plate can leave the gap enough to be pushed together with the first punch 130 Has
이 클린칭장치를 이용한 중첩판재의 클린칭가공시에는 제2 펀치어셈블리(160)의 다이(170) 위에 클린칭될 중첩판재를 배치한 후에 제1 펀치어셈블리(110)를 중첩판재 위에 배치하여 블랭크홀더(140)를 중첩판재에 밀착시킨다. 제1 펀치어셈블리(110)를 배치하는 작업은 수작업에 의해서도 할 수 있지만, 제1 펀치(130)의 중심축을 다이(170)에 형성된 구멍과 정확하게 일치시켜야 하므로, 적절한 안내수단을 갖는 승강장치(도시 안됨)를 이용하는 것이 양호하다.In the clinching of the overlapping plate material using the clinching device, the overlapping plate material to be clinched is disposed on the die 170 of the second punch assembly 160, and then the first punch assembly 110 is disposed on the overlapping plate material and then blanked. The holder 140 is in close contact with the overlap plate. Although the operation of arranging the first punch assembly 110 may be performed by hand, a lifting device having an appropriate guide means is required because the central axis of the first punch 130 must exactly match the hole formed in the die 170. No).
제1 펀치어셈블리(110)를 중첩판재 위에 배치한 후에, 제1 펀치어셈블리(110)의 하우징(120)의 상면을 타격하거나 가압하여 하방으로 힘을 가하면, 중첩판재는 제1 펀치(130)와 함께 다이(170)의 구멍(171) 속으로 밀려들어가면서 오목부를 형성하게 된다. 제1 펀치(130)의 하단부(132)는 중첩판재의 표면에 상처를 입히거나 응력을 집중시키지 않고 골고루 연신시킬 수 있도록 그 모서리가 라운딩되어 있는 것이 양호하다.After the first punch assembly 110 is disposed on the overlapping plate, when the upper surface of the housing 120 of the first punch assembly 110 is hit or pressed to apply a downward force, the overlapping plate is formed of the first punch 130 and the first punch assembly 110. Together, they are pushed into the holes 171 of the die 170 to form recesses. The lower end portion 132 of the first punch 130 is preferably rounded at its edges so as to be evenly stretched without damaging the surface of the overlapping plate or concentrating stress.
이 때, 블랭크홀더(140)는 압축스프링(151, 152)의 탄력을 극복하면서 하우징의 내부로 밀려들어가지만, 블랭크홀더(140)와 중첩판재의 표면은압축스프링(151, 152)의 탄력에 대응하는 힘이 가해진 채로 밀착된 상태를 유지하며, 그럼으로써 제1 펀치(130)에 의해 힘이 가해진 중첩판재의 국소부분이 인장변형되어 오목부를 형성하는 동안에 그 주변의 판재가 우그러지거나 주름짐이 없이 평면상태를 유지하게 한다.At this time, the blank holder 140 is pushed into the interior of the housing while overcoming the elasticity of the compression springs (151, 152), the surface of the blank holder 140 and the overlapping plate to the elasticity of the compression spring (151, 152) While maintaining a close state with a corresponding force applied, the local portion of the overlapping plate material exerted by the first punch 130 is deformed so that the surrounding plate is warped or wrinkled while forming a recess. To remain flat.
위와 같은 주름방지역할을 하기 위해서는 중첩판재의 표면에 밀착되는 블랭크홀더(140)의 하면(141)의 면적이 넓은 것이 양호하므로, 이 실시예에 따른 블랭크홀더(140)는 그 하면(141)의 면적을 확대하는 플랜지(142)를 갖는다. 또한, 압축스프링(151, 152)은 상당히 강한 탄력을 제공하는 것이 양호하므로, 이 실시예에서는 2개의 코일스프링을 이용한다. 도면에서는 하우징(120)을 가압하기 전에 제1 펀치(130)의 하단부(132)가 블랭크홀더(140)의 하면(141)과 수평한 상태를 유지하는 것으로 도시되어 있지만, 제1 펀치(130)의 하단부(132)가 무부하상태에서는 블랭크홀더(140)의 하면(141)으로부터 상측으로 밀려들어간 상태를 유지하다가, 하우징(120)의 상면을 가압하면 블랭크홀더(140)가 약간 밀려들어가면서 압축스프링(151, 152)의 탄력을 보강한 후에, 제1 펀치(130)가 중첩판재를 가압하여 변형시키게 구성되는 것이 양호하다.Since the area of the lower surface 141 of the blank holder 140 in close contact with the surface of the overlapping plate is preferably large in order to do the wrinkle area as described above, the blank holder 140 according to this embodiment has a lower surface 141. It has a flange 142 which enlarges an area. In addition, since the compression springs 151 and 152 preferably provide a considerably strong elasticity, two coil springs are used in this embodiment. Although the lower end portion 132 of the first punch 130 is maintained in a horizontal state with the lower surface 141 of the blank holder 140 before the housing 120 is pressed, the first punch 130 is shown. While the lower end portion 132 of the blank holder 140 is pushed upward from the lower surface 141 of the blank holder 140, and presses the upper surface of the housing 120, the blank holder 140 is slightly pushed in while the compression spring ( After reinforcing the elasticity of the 151 and 152, it is preferable that the first punch 130 is configured to press and deform the overlapping plate material.
제1 펀치(130)가 다이(170)의 구멍(171) 속으로 밀려들어감에 따라 형성되는 중첩판재(200)의 오목부(210)는 도 3에 보이듯이 입구(211)와 바닥(212)의 크기가 동일한 U자형 단면을 갖는다.As shown in FIG. 3, the recess 210 of the overlapping plate 200 formed as the first punch 130 is pushed into the hole 171 of the die 170 has an inlet 211 and a bottom 212. Have the same U-shaped cross section.
이와 같은 U자형 단면을 형성한 후에, 제2 펀치(180)를 상방으로 밀어올려 U자형 단면의 바닥을 변형시킨다. 여기에서 주목할 것은 제2 펀치(180)가 앞서 설명한 종래의 클린칭장치에서 다이 속에 제공되어 있는 모루와 유사한 위치에 배치되어 있음에도 불구하고, 그 작용은 전혀 다르다는 것이다. 즉, 종래의 클린칭장치의 모루는 펀치가 판재를 변형시킬 때에 변형되는 판재의 국소위치의 하면을 지탱함으로써 오목부의 바닥을 변형시키고자 함에 반해, 이 발명에 따른 클린칭장치의 제2 펀치(180)는 제1 펀치가 오목부(210)를 형성할 때에는 전혀 협력하지 않다가, 오목부(210)의 형성이 완료된 후에, 오목부(210)의 바닥에 2차 펀칭을 가하여 오목부(210)의 형상을 변형시킨다는 점에서 상이하다.After forming such a U-shaped cross section, the second punch 180 is pushed upward to deform the bottom of the U-shaped cross section. Note that although the second punch 180 is disposed at a position similar to the anvil provided in the die in the conventional clinching apparatus described above, the operation is completely different. In other words, the anvil of the conventional clinching device attempts to deform the bottom of the recess by supporting the lower surface of the local position of the plate which is deformed when the punch deforms the plate, whereas the second punch of the clinching device according to the present invention ( The first punch does not cooperate at all when the first punch forms the recess 210, but after the formation of the recess 210 is completed, secondary punching is applied to the bottom of the recess 210 to form the recess 210. ) Is different in that it deforms the shape.
종래의 클린칭장치에서처럼 펀치와 모루에 의해 오목부를 형성함에 있어서 오목부의 바닥이 변형되는 것을 역학적으로 해석해 보면, 펀치와 모루 사이에서 압착되는 중첩부재의 재료가 방사형으로 퍼져나가면서 오목부의 바닥이 확대될 듯이 보인다. 그러나, 중첩재료에서는 이러한 압착과 함께 펀치의 가압에 의한 연신이 동시에 진행되므로, 압착에 의해 방사형으로 밀려나가는 재료는 연신되는 부분으로 흡수되어 버리므로, 실제로는 오목부의 바닥이 입구보다 큰 단면을 갖게 변형되지 않는다.Dynamically analyzing the deformation of the bottom of the recess in forming the recess by the punch and the anvil as in the conventional clinching device, the material of the overlapping member squeezed between the punch and the anvil spreads radially and the bottom of the recess is enlarged. Seems to be. However, in the overlapping material, the stretching by the pressing of the punch proceeds simultaneously with such compression, so that the material pushed out radially by the compression is absorbed into the stretched portion, so that the bottom of the concave portion actually has a larger cross section than the inlet. No deformation
이에 반해, 이 발명에 따른 클린칭장치에서는 제1 펀치(130)에 의해 U자형 오목부(210)의 변형이 완료된 후에 제2 펀치(180)에 의해 오목부(210)의 바닥이 부가적으로 변형되므로, 오목부(210)는 도 4에 보이듯이 거의 바닥이 입구보다 더 넓게 벌어진 W자형 단면을 갖게 변형된다.In contrast, in the clinching apparatus according to the present invention, after the deformation of the U-shaped recess 210 is completed by the first punch 130, the bottom of the recess 210 is additionally added by the second punch 180. Since it is deformed, the concave portion 210 is deformed to have a W-shaped cross section with a substantially wider bottom than the inlet as shown in FIG.
이를 위해, 제2 펀치(180)의 헤드(181)는 도 1 및 도 2에 보이듯이 대략적으로 삿갓모양의 단면을 갖게 형성되며, 다이(170)의 내부에는 이러한 형상의 제2 펀치(180)가 상하로 이동할 수 있는 공간(172)이 형성되어 있다. 즉, 다이(170)의 구멍(171)은 하방으로 갈수록 내경이 확산되어 제2 펀치(180)의 헤드(181)의 형상에 대응하는 형상의 공간을 이룬다.To this end, the head 181 of the second punch 180 is formed to have a generally hat-shaped cross section as shown in FIGS. 1 and 2, and the second punch 180 having such a shape is formed inside the die 170. The space 172 which can move up and down is formed. That is, the hole 171 of the die 170 has an inner diameter spreading downward to form a space having a shape corresponding to the shape of the head 181 of the second punch 180.
도 4와 같이 변형된 상태의 중첩판재의 오목부(210)는 다이(170)에 형성된 구멍(171)을 통하여 빠져나갈 수 없다. 그러므로, 다이(170)는 도 1에 보이듯이 서로 분리될 수 있는 2개의 부재(173, 174)로 형성되며, 이러한 2개의 부재(173, 174)는 중첩판재(200)의 클린칭시에는 서로 접합되어 있다가 클린칭이 완료된 후에 서로 분리되어 오목부(210)를 빼낼 수 있게 한다. 클린칭시에 2개의 다이부재(173, 174)의 접합상태를 유지하기 위한 지탱부재(도시 안됨)가 제공되는 것이 양호하다. 이러한 지탱부재로는 다이부재(173, 174)의 둘레를 인장스트립으로 조여서 접합했다가 풀어서 분리시키는 클램퍼(clamper)나, 다이부재(173, 174)를 서로를 향해 밀어붙이는 방향으로 가압해서 접합했다가 가압력을 해제하고 분리시키는 가압수단 등에 의해 구현될 수 있다.The concave portion 210 of the overlapping plate member in the deformed state as shown in FIG. 4 cannot escape through the hole 171 formed in the die 170. Therefore, the die 170 is formed of two members 173 and 174 that can be separated from each other, as shown in FIG. 1, and these two members 173 and 174 are mutually separated during clinching of the overlapping plate 200. After the bonding is completed, the clinching portion is separated from each other to allow the recess 210 to be removed. It is preferable that a support member (not shown) is provided for maintaining the joining state of the two die members 173 and 174 during clinching. Such support members were joined by pressing a clamper for tightening the circumferences of the die members 173 and 174 with a tension strip, and then releasing and separating them, or by pressing the die members 173 and 174 in a direction pushing against each other. It can be implemented by pressing means for releasing and separating the pressing force.
이 실시예에 따른 제1 펀치(130)는 도 5에 보이듯이 로드의 양단부에 구를 달고 외곽선을 완만하게 연결한 땅콩모양의 부재의 종단면과 유사한 형상을 갖는다. 다시 말해서, 이 실시예에 따른 클린칭장치의 제1 펀치(130)의 횡단면은 2개의 원(133, 134)을 그 외접선으로 연결한 중간부분(137)의 폭을 잘록하게 수축시킨 형상을 갖는다. 이러한 형상은 그 단부에 있는 원(133, 134)의 직경보다 3배 이상의 길이(L)를 갖는다. 이러한 형상의 제1 펀치(130)를 이용하여 중첩판재에 연속적인 접합선을 형성하는 경우에는 도 5에 도시된 부재의 단부에 있는 원(133, 134)의 직경과 크기가 동일한 단순한 원형 단면을 갖는 펀치를 이용하여 접합선을 형성하는 경우에 비해 3분의 1 미만의 횟수만큼만 클린칭하면 된다. 또한, 도 5에 보이듯이, 중간부분(137)을 단순한 직경으로 연결한 것이 아니라, 그 폭을 잘록하게 수축시킨 형상으로 형성하였으므로, 이러한 제1 펀치(130)에 의해 형성되는 측벽구조를 갖는 오목부(210)는 단순한 직선형 측벽구조를 갖는 길쭉한 오목부에 비해 중첩판재(200)의 접합상태를 유지하는 결합력이 훨씬 강하다. 도 1 및 도 2에 보이듯이, 이 실시예에 따른 클린칭장치의 다이(170)의 구멍의 형상이나 제 2 펀치(180)의 헤드(181)의 단면의 형상도 도 5에 도시된 제 1 펀치(130)의 단면의 형상과 유사하다.The first punch 130 according to this embodiment has a shape similar to that of the longitudinal section of the peanut-shaped member is attached to both ends of the rod and gently connected the outline as shown in FIG. In other words, the cross section of the first punch 130 of the clinching apparatus according to this embodiment has a shape in which the width of the intermediate portion 137 connecting the two circles 133 and 134 by the tangential line thereof is narrowly constricted. . This shape has a length L that is at least three times the diameter of the circles 133, 134 at its ends. In the case of forming a continuous joint line on the overlapping plate by using the first punch 130 having such a shape, it has a simple circular cross section having the same diameter and size as the circles 133 and 134 at the end of the member shown in FIG. It is only necessary to clinch the number of times less than one third as compared with the case of forming a joining line using a punch. In addition, as shown in FIG. 5, the intermediate portion 137 is not connected to a simple diameter, but is formed in a shape in which the width thereof is narrowly constricted, so that the concave having the sidewall structure formed by the first punch 130 is formed. Part 210 is much stronger than the elongated concave portion having a simple straight sidewall structure, the bonding force for maintaining the bonded state of the overlap plate 200. As shown in Figs. 1 and 2, the shape of the hole of the die 170 of the clinching apparatus according to this embodiment or the shape of the cross section of the head 181 of the second punch 180 is also shown in Fig. 5 It is similar in shape to the cross section of the punch 130.
도 6에는 이 발명의 다른 실시예에 따른 클린칭장치의 제1 펀치(330)의 사시도를 도시하고 있다. 이 실시예에 따른 제1 펀치(330)는 3개의 원(333, 334, 335)을 일렬로 배치하고 그 외접선으로 연결한 중간부분(337, 338)의 폭을 잘록하게 수축시킨 형상을 갖는다. 이 실시예에 따른 클린칭장치의 다이의 구멍의 형상이나 제 2 펀치의 단면의 형상도 도 6에 도시된 제 1 펀치의 단면의 형상과 유사하다. 이 실시예에 따른 클린칭장치의 다른 구성은 앞서 설명한 클린칭장치의 구성과 동일하므로, 여기에서는 그 설명을 생략한다.6 shows a perspective view of a first punch 330 of a clinching device according to another embodiment of the present invention. The first punch 330 according to this embodiment has a shape in which three circles 333, 334, and 335 are arranged in a row, and the widths of the intermediate portions 337 and 338 connected by their tangential lines are narrowly shrunk. The shape of the hole of the die of the clinching apparatus according to this embodiment or the shape of the cross section of the second punch is also similar to the shape of the cross section of the first punch shown in FIG. Since the other configuration of the clinching apparatus according to this embodiment is the same as that of the clinching apparatus described above, the description thereof is omitted here.
도 7에는 이 발명의 또다른 실시예에 따른 클린칭장치의 제1 펀치(430)의 사시도를 도시하고 있다. 이 실시예에 따른 제1 펀치(430)는 4개의 원(433, 434, 435, 436)을 일렬로 배치하고 그 외접선으로 연결한 중간부분(437, 438, 439)의 폭을 잘록하게 수축시킨 형상을 갖는다. 이 실시예에 따른 클린칭장치의 다이의 구멍의 형상이나 제 2 펀치의 단면의 형상도 도 7에 도시된 제 1 펀치의 단면의 형상과 유사하다. 이 실시예에 따른 클린칭장치의 다른 구성은 앞서 설명한 클린칭장치의 구성과 동일하므로, 여기에서는 그 설명을 생략한다.7 shows a perspective view of a first punch 430 of a clinching device according to another embodiment of this invention. The first punch 430 according to this embodiment arranges four circles 433, 434, 435, and 436 in a row and shrinks the widths of the intermediate portions 437, 438, and 439 connected by their circumferences. It has a shape. The shape of the hole of the die of the clinching apparatus according to this embodiment or the shape of the cross section of the second punch is also similar to the shape of the cross section of the first punch shown in FIG. Since the other configuration of the clinching apparatus according to this embodiment is the same as that of the clinching apparatus described above, the description thereof is omitted here.
위에서는 양호한 실시예에 기반하여 이 발명에 따른 클린칭장치의 구성을 설명하고 있지만, 그러한 실시예들은 단지 예시적인 것일 뿐이며, 이 발명을 제한하려는 것이 아니다. 이 발명이 속한 기술분야에서 숙련된 자에게는 이 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이도 앞서 설명한 실시예로부터의 변형이나 변화 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다.Although the configuration of the clinching apparatus according to the present invention has been described above based on the preferred embodiments, such embodiments are merely exemplary and are not intended to limit the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be modified, changed, or adjusted from the above-described embodiments without departing from the technical spirit of the present invention.
이 발명에 따른 클린칭장치를 이용하면, 중첩부재를 서로간의 결합력이 매우 강하게 접합시킬 수 있다. 또한, 접합선을 따라 연속적인 오목부를 형성하여 접합시키는 경우에도 비교적 적은 횟수의 클린칭만으로 용이하게 접합시킬 수 있다.By using the clinching device according to the present invention, the overlapping members can be bonded to each other very strongly. In addition, even when a continuous concave portion is formed and joined along the joining line, it can be easily joined by only a relatively small number of clinching.
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Legal Events
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Payment date: 20100503 Year of fee payment: 7 |
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