KR100621965B1

KR100621965B1 - 코킹에 의한 플레이트들의 결합 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100621965B1
Application number: KR1020050062498A
Authority: KR
Inventors: 노리아끼 가와우찌; 아끼히꼬 사또오
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2006-09-11

Abstract

테이퍼 구멍과 이 테이퍼 구멍의 주연부로부터 연장하는 중공 원통형 코킹 부분을 가지는 제1 플레이트와 구멍을 가지는 제2 플레이트를 결합하기 위한 코킹 방법으로서, 이 코킹 방법은 제2 플레이트의 구멍을 넘어 코킹 부분의 단부가 돌출하고 제1 플레이트 상에 제2 플레이트를 중첩하도록 제1 플레이트의 코킹 부분을 제2 플레이트의 구멍을 통해 삽입하는 단계와, 코킹 부분의 재료가 테이퍼 구멍의 주연부를 따라 제1 플레이트의 타측면을 향해 유동하는 것을 방지하도록 테이퍼 구멍을 형성하는 경사면에 대해 가압하면서, 그 일측면 상의 제2 플레이트의 구멍의 주연부의 위에 코킹 부분의 단부를 뒤로 접는 단계를 포함한다.

코킹 유니트, 버링 펀치, 코킹 펀치, 테이퍼 구멍, 경사면

Description

코킹에 의한 플레이트들의 결합 방법 및 장치{Method and apparatus for joining plates by caulking}

도1a는 본 발명에 따라, 2개의 플레이트들을 결합하는 방법에 의해 형성되는 차량용 패널의 사시도.

도1b는 도1a의 선 1B-1B를 따라 취한 차량용 패널의 단면도.

도2a 내지 도2c는 본 발명의 방법에서 사용되는 코킹 장치의 버링 유니트의 단면도를 도시하면서 본 방법의 버링 단계를 예시한 설명도.

도3a 및 도3b는 코킹 장치의 제1 실시예의 코킹 유니트의 단면도를 도시하면서 본 발명의 방법의 코킹 단계를 예시한 설명도.

도4a는 본 발명의 코킹 유니트의 주요 부분의 단면도를 도시하면서 본 발명의 작용을 예시하는 설명도.

도4b는 비교예의 코킹 유니트의 주요 부분의 단면도를 도시하면서, 비교예의 작용을 예시한 설명도.

도5는 도3b와 유사하나 코킹 장치의 제2 실시예의 코킹 유니트의 단면도를 도시한 다이어그램.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 20: 플레이트

12: 코킹 부분

31: 버링 펀치

34: 견부

35: 버링 다이

40: 코킹 유니트

41; 지지 다이

43: 코킹 펀치

44: 상부 리테이너

47: 하부 리테이너

본 발명은 코킹에 의해 플레이트들을 결합하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

적어도 2개의 플레이트들을 서로 결합하기 위해, 코킹은 용접과 함께 널리 이용되고 있다. 일본특허출원공개 제11-239834호는 금속 플레이트들을 코킹하기 위한 방법을 개시한다. 코킹은 시설 비용과 공정 수가 감소한다는 점에서 용접에 비해 이점이 있다.

제1 플레이트와 제2 플레이트의 코킹 가공은 다음의 방식으로 수행된다. 먼저, 구멍과 이 구멍의 주연부로부터 연장하는 중공 원통형 코킹 부분을 가지는 제1 플레이트가 준비된다. 제1 플레이트의 코킹 부분은 버링(burring)에 의해 형성된다. 제1 플레이트의 코킹 부분을 수용하기 위한 삽입 구멍을 구비한 제2 플레이트가 준비된다. 제2 플레이트는 제1 플레이트의 코킹 부분을 제2 플레이트의 삽입 구멍으로 삽입함으로써 제1 플레이트 상에 중첩된다. 다음에, 제1 플레이트는 제2 플레이트의 일측면 상의 삽입 구멍의 주연부의 위에 코킹 부분의 끝 부분을 뒤로 접음으로써 제2 플레이트에 고정된다.

코킹에 의해 제공되는 결합력은 제2 플레이트의 삽입 구멍의 주연부의 위에 제1 플레이트의 코킹 부분의 뒤로 접혀진 단부의 중첩량, 즉, 코킹 부분의 뒤로 접혀진 단부의 중첩량에 따라 크게 변한다. 중첩량을 증가시키기 위해, 제1 플레이트의 표면으로부터 돌출한 코킹 부분의 돌출량을 증가시키는 것이 필요하다. 그러나, 이러한 경우에, 코킹 부분의 보어의 직경은 버링율에 따라 불가피하게 증가될 것이다. 따라서, 플레이트 상에 형성된 구멍의 직경이 제품의 레이아웃 또는 전체 강도의 점에서 보아 감소되어야 한다면, 이러한 코킹 부분에서 코킹 가공은 이용될 수 없다.

플레이트의 구멍이 비교적 작은 직경일 때라도 충분한 중첩량을 제공함으로써 충분한 결합력을 보장할 수 있는 코킹에 의한 플레이트 결합 기술을 제공하기 위한 요구가 있다.

본 발명의 목적은 플레이트의 코킹 부분의 보어가 비교적 작은 직경일 때라도 충분한 중첩량을 제공함으로써 충분한 결합력을 보장할 수 있는 코킹에 의한 플 레이트 결합 기술을 제공하는 것이다.

본 발명의 일태양에서, 일측면 쪽으로 테이퍼지고 경사면에 의해 한정되는 테이퍼 구멍과 그 일측면 상에 테이퍼 구멍의 주연부로부터 연장하는 중공 원통형 코킹 부분을 가지는 제1 플레이트와, 구멍을 가지는 제2 플레이트를 결합하기 위한 코킹 방법이며, 제1 플레이트의 중공 원통형 코킹 부분의 팁 단부를 제2 플레이트의 구멍의 위로 돌출시키고 제1 플레이트 상에 제 2 플레이트를 중첩시키도록, 제1 플레이트의 중공 원통형 코킹 부분을 제2 플레이트의 구멍을 통해 삽입하는 단계와, 중공 원통형 코킹 부분의 재료가 테이퍼 구멍의 주연부를 따라 제1 플레이트의 타측면쪽으로 유동하는 것을 방지하도록 제1 플레이트의 경사면에 대해 가압하면서, 제1 플레이트의 일측면 상의 제2 플레이트의 구멍의 주연부의 위에서 제1 플레이트의 중공 원통형 코킹 부분의 팁 단부를 뒤로 접는 단계를 포함하는 코킹 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 태양에서, 일측면쪽으로 테이퍼지고 내측 에지와 외측 에지를 구비한 경사면에 의해 한정되는 테이퍼 구멍과 그 일측면 상에 테이퍼 구멍의 주연부로부터 연장하는 중공 원통형 코킹 부분을 가지는 제1 플레이트와, 구멍을 가지는 제2 플레이트를 결합하기 위한 코킹 장치이며, 축 방향으로 이동가능하게 배치되는 코킹 펀치와, 제1 플레이트의 경사면에 대해 가압하는 테이퍼 부분을 구비하고 코킹 펀치와 실질적으로 축 방향으로 정렬하고 제1 플레이트의 테이퍼 구멍으로 삽입되도록 축 방향으로 이동가능하게 배치되는 지지 다이를 포함하는 코킹 유니트를 포함하며, 상기 코킹 펀치와 지지 다이는 중공 원통형 코킹 부분의 재료 가 테이퍼 구멍의 주연부를 따라 제1 플레이트의 타측면쪽으로 유동하는 것을 방지하도록 제1 플레이트의 경사면에 대해 가압하면서, 제1 플레이트의 일측면 상의 제2 플레이트의 구멍의 주연 위에서, 제2 플레이트의 구멍을 넘어 돌출하는 중공 원통형 코킹 부분의 팁 단부를 뒤로 접도록 서로 협력하는 코킹 장치가 제공된다.

이하에, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면들을 참조하여 설명하기로 한다. 이해를 용이하게 하기 위해, 다양한 방향 용어들, 즉, 상부, 하부, 상향, 하향 등이 이하의 설명에서 사용된다. 그러나, 이 용어들은 단순히 도면에서의 방향을 나타낸 것이다. 도1a 및 도1b를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예를 설명하기로 한다. 도1a에 도시된 바와 같이, 차량용 패널(100)은 서로 결합된 2개의 플레이트들(10, 20)을 포함한다. 도1b에 도시된 바와 같이, 플레이트(10)는 테이퍼 구멍(11)과 플레이트(10)의 일측면 상에 테이퍼 구멍(11)의 주연부로부터 연장하는 중공 원통형 코킹 부분(12)을 가진다. 플레이트(20)는 플레이트(10)의 코킹 부분(12)을 수용하기 위한 삽입 구멍(21)을 가진다. 플레이트들(10, 20)은, 플레이트(10)의 코킹 부분(12)을 플레이트(20)의 삽입 구멍(21)에 삽입하고 플레이트(10) 상에 플레이트(20)를 중첩한 다음에 플레이트(20)의 일측면 상의 삽입 구멍(21)의 주연부 위로 코킹 부분(12)의 단부를 뒤로 접도록 삽입 구멍(21)으로부터 돌출한 코킹 부분(12)의 단부를 코킹함으로써, 서로 연결된다.

도2a 내지 도2c와 도3a 및 도3b를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예의, 플레이트들(10, 20)을 결합하는 코킹 방법과 이 코킹 방법에서 사용되는 코킹 장치를 이하에 설명하기로 한다. 도2a 내지 도2c는 코킹 방법의 버링 작동과 코킹 장치의 버링 유니트(30)를 도시한 것이다. 도3a 및 도3b는 코킹 장치의 코킹 유니트(40)와 코킹 방법의 코킹 작동을 도시한 것이다. 코킹 장치는 따라서 버링 유니트(30)와 코킹 유니트(40)로 구성된다.

도2a에 도시된 바와 같이, 가공편으로서 플레이트(10)는 버링 유니트(30)의 버링 펀치(31)가 도2b에 도시된 바와 같이 밀어 넣어지는 구멍(14)을 가진다. 버링 유니트(30)는 서로에 대해 가동하는 상부 및 하부 다이들을 포함하는 프레스기의 형태를 가진다. 도2b에 도시된 바와 같이, 상부 다이는 버링 다이(35)를 포함하고 하부 다이는 버링 펀치(31)와 리테이너(36)를 포함한다. 상세하게는, 버링 펀치(31)는 소형 직경 부분(32), 소형 직경 부분(32)에 연결되는 대형 직경 부분(33) 및 소형 직경 부분(32)과 대형 직경 부분(33)의 사이에 배치되는 견부(34)를 가진다. 소형 직경 부분(32)은 플레이트(10)의 중공 원통형 코킹 부분(12)을 형성하는 역할을 한다. 견부(34)는 소형 직경 부분(32)을 향해 테이퍼진 경사면을 가지고 버링 펀치(31)의 축에 대해 기울기를 가진다. 따라서, 견부(34)는 소형 직경 부분(32)의 측부 상에 소형 직경 측부 에지와 대형 직경 부분(33)의 측부 상의 대형 직경 측부 에지를 가진다. 버링 다이(35)는 버링 펀치(31)의 소형 직경 부분(32)이 삽입되는 삽입 구멍(35A)을 가진다. 리테이너(36)는 그 위에서 플레이트(10)를 지지하고 버링 펀치(31)의 대형 직경 부분(33)을 안내하기 위한 안내 구멍(36A)을 가진다. 삽입 구멍(35A)과 안내 구멍(36A)은 버링 다이(35)와 리테이너(36)가 축 방향으로 서로 대향하여 제 위치에서 유지될 때 서로 실질적으로 축 방 향으로 정렬되도록 배열된다. 버링 펀치(31)는 리테이너(36)의 안내 구멍(36A) 내에서 그 축 방향으로 이동가능하다. 버링 펀치(31)의 견부(34)는 견부(34)가 리테이너(36)의 안내 구멍(36A)을 통해 구멍(14)으로 밀어 넣어질 때 플레이트(10)의 구멍(14)의 일단부의 주연부에 대해 가압하는 위치에서 형성된다. 견부(34)는 도2c에 도시된 바와 같이 테이퍼 구멍(11)을 형성하는 경사면(3)을 형성하는 역할을 한다. 경사면(13)은 코킹 부분(12)의 보어를 향해 경사지고 코킹 부분(12)의 중심 축에 대해 경사진 선형의 경사 외형을 가지는 단면을 구비한다. 경사면(13)은 그 소형 직경 측부 상의 내측 에지(13A)와 그 대형 직경 측부 상의 외측 에지(13B)를 가진다. 내측 에지(13A)는 견부(34)의 소형 직경 측부 에지에 의해 형성되고, 외측 에지(13B)는 견부(34)의 대형 직경 측부 에지에 의해 형성된다.

도3a 및 도3b에 도시된 코킹 유니트(40)는 서로에 대해 가동하는 하부 및 상부 다이들을 포함하는 프레스기의 형태를 가진다. 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이 , 상부 다이는 코킹 펀치(43)와 상부 리테이너(44)를 포함하고 하부 다이는 지지 다이(41)와 하부 리테이너(47)를 포함한다. 상세하게는, 상부 리테이너(44)는 그 내부에 코킹 펀치(43)를 안내하는 안내 구멍(44A)을 가진다. 코킹 펀치(43)는 소형 직경 부분(46), 소형 직경 부분(46)에 연결되는 대형 직경 부분(45) 및 소형 직경 부분(46)과 대형 직경 부분(45)의 사이의 견부를 포함한다. 소형 직경 부분(46)은 플레이트(10)의 코킹 부분(12)의 보어 안으로 삽입된다. 대형 직경 부분(45)은 안내 구멍(44A)을 둘러싼 안내 면을 따라 상부 리테이너(44)의 안내 구멍(44A)으로 안내된다. 안내 면(45A)은 견부 상에 형성된다. 안내 면(45A)은 도3b 에 도시된 바와 같이 코킹 부분(12)의 단부가 코킹 부분(12)의 주연부의 위에서 뒤로 접혀질 때 플레이트(20)의 일측면을 향해 코킹 부분(12)의 단부가 지향하도록 삽입 구멍(12)을 넘어 돌출하는 플레이트(10)의 코킹 부분(12)의 단부를 안내하는 역할을 한다. 안내 면(45A)은 도3b에 도시된 바와 같이 오목한 형상일 수 있는 아치형의 단면을 가진다. 소형 직경 부분(46)은 지지 다이(41)의 수용 면(41A)과 접촉하는 인접 면(46A)을 가진다. 코킹 펀치(43)는 지지 다이(41)와 실질적으로 축방향으로 정렬하고 상부 리테이너(44)의 안내 구멍(44A) 내에서 이에 대해 축 방향으로 가동하게 배치된다. 코킹 펀치(43)와 지지 다이(41)는, 코킹 부분(12)이 테이퍼 구멍(11)을 따라 플레이트(10)의 타측면을 향해 유동하는 것을 방지하도록 플레이트(10)의 경사면(13)에 대해 가압하면서, 플레이트(10)의 일측면 상에 플레이트(20)의 구멍(21)의 주연부의 위에서, 플레이트(20)의 구멍(21)을 넘어 돌출하는 플레이트(10)의 코킹 부분(12)의 단부를 뒤로 접기 위해 서로 협력한다.

하부 리테이너(47)는 서로 중첩하는 플레이트(10)와 플레이트(20)를 지지한다. 하부 리테이너(47)는 지지 다이(41)를 그 내부에 안내하기 위한 가이드 구멍(47A)을 가진다. 하부 리테이너(47)의 안내 구멍(47A)과 상부 리테이너(44)의 안내 구멍(44A)은, 상부 리테이너(44)와 하부 리테이너(47)는 서로에 대해 대향하는 관계로 제 위치에 유지될 때, 서로 실질적으로 축방향으로 정렬하도록 배열된다. 지지 다이(41)는 하부 리테이너(47)의 안내 구멍(47A) 내에 그 축 방향으로 가동하도록 배치된다. 지지 다이(41)는 테이퍼 구멍(11)을 둘러싸는 경사면(13)과 정합하도록 플레이트(10)의 테이퍼 구멍(11)의 것과 동일한 형상을 가지는 테이퍼 부분 (42)을 포함한다. 상세하게는, 테이퍼 부분(42)은 지지 다이(41)의 중심 축에 대해 경사진 면을 가진다. 이 경사진 면은 경사면(13)의 기울기와 동등한, 즉, 버링 펀치(31)의 견부(34)의 기울기와 동등한 기울기를 가진다. 도3a에 도시된 바와 같이, 테이퍼 부분(42)은 코킹 작동시 플레이트(10)의 경사면(13)의 내측 에지(13A)와 정합하는 소형 직경 측부 에지(42A)와, 플레이트(10)의 경사면(13)의 외측 에지(13B)와 정합하는 대형 직경 측부 에지(42A)를 가진다.

제1 실시예의 코킹 장치를 사용하여 플레이트(10)와 플레이트(20)를 결합하는 방법을 이하에 설명하기로 한다. 본 방법은 버링 유니트(30)를 사용하는 버링 작동과 코킹 유니트(40)를 사용하는 코킹 작동을 포함한다. 도2b에 도시된 버링 작동시, 버링 다이(35)와 리테이너(36)는 그 사이의 가공편으로서의 플레이트(10)를 지지하기 위해 축 방향으로 서로 더 가까이 이동한다. 이때, 플레이트(10)는 플레이트(10)의 구멍(14)이 버링 펀치(31)와 실질적으로 축 방향으로 정렬하는 위치에서 유지된다.

다음에, 버링 펀치(31)는 소형 직경 부분(32)이 플레이트(10)의 구멍(14)으로 밀어 넣어진 다음에 도2b에 도시된 바와 같이 버링 다이(35)의 삽입 구멍(35A)으로 이동되도록 플레이트(10)를 향해 상향 이동된다. 버링 펀치(31)는 도2b에 도시된 바와 같이 플레이트(10)의 코킹 부분(12)이 소형 직경 부분(32)과 버링 다이(35)의 협력으로 형성되고 플레이트(10)의 테이퍼 구멍(11)이 견부(34)와 버링 다이(35)의 협력으로 형성될 때까지 더욱 상향 이동된다.

버링 펀치(31)의 상향 이동 동안, 플레이트(10)의 구멍(14)의 외주부의 재료 는 버링 펀치(31)의 소형 직경 부분(32)의 외주면과 버링 다이(35)의 삽입 구멍(35A)의 주연부의 사이에서 소성 변형을 받게 된다. 그 결과, 플레이트(10)의 중공 원통형 코킹 부분(12)이 플레이트(10)의 일측면 상에 형성된다. 버링 펀치(31)가 더욱 상향 이동하면, 버링 펀치(31)의 견부(34)는 도2b에 도시된 바와 같이 플레이트(10)의 구멍(14)의 일단부의 주연부에 대해 가압된다. 플레이트(10)의 구멍(14)의 일단부의 주연부는 압인 가공되어 경사면(13)이 형성된다. 따라서, 경사면(13)에 의해 테이퍼 구멍(11)이 형성된다. 구멍(14)의 일단부의 주연부에 대한 버링 펀치(31)의 견부(34)의 프레스 작동 중에, 구멍(14)의 일단부의 주연부의 재료는 도2b에서 화살표로 표시된 바와 같이 코킹 부분(12)의 단부 측을 향해 유동하게 된다. 따라서, 비교적 작은 직경을 가지는 구멍(14)이 제1 실시예의 방법의 버링 작업을 받을 때라도 구멍(14)의 일단부의 주연부의 재료가 코킹 부분(12)의 단부를 향해 유동하지 않거나 약간 유동하는 종래의 버링 작업과 달리 플레이트(10)의 일측면으로부터 연장하는 코킹 부분(12)의 충분한 높이 또는 치수가 보장될 수 있다. 더욱이, 제1실시예의 코킹 방법의 버링 작동에 따르면, 코킹 부분(12)의 높이가 유지될 수 있고, 코킹 부분(12)의 단부에 실금(hair crack)이 발생되고 나아가 후술하는 바와 같이 연속적인 코킹 작동 중에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이는 결합력의 증대를 일으킨다.

상향 이동의 종료 이후에, 버링 펀치(31)는 하향 이동하고 플레이트(10)의 테이퍼 구멍(11)으로부터 후퇴한다. 다음에, 버링 다이(35)와 리테이너(36)는 서로 축 방향으로 이격되고, 테이퍼 구멍(11)과 코킹 부분(12)이 형성된 플레이트 (10)가 취출된다. 버링 작동은 이로써 완료된다.

이어서, 플레이트(10)의 코킹 부분(12)은 코킹 부분(12)의 단부가 플레이트(20)의 삽입 구멍(21)의 위로 돌출하도록 삽입 구멍(21)을 통해 삽입되고, 이로써, 플레이트(20)는 플레이트(10) 상에 중첩된다. 이와같이 중첩한 플레이트들(10, 20)은 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이 코킹 가공을 받게 된다. 코킹 작동시, 먼저, 도3a에 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 리테이너들(44, 47)은 상부 및 하부 리테이너들(44, 47)의 사이에 있는 중첩 플레이트들(10, 20)을 지지하도록 서로 근접 이동한다. 이때, 중첩 플레이트들(10, 20)은 플레이트(10)의 코킹 부분(12)이 지지 다이(41) 및 코킹 펀치(43)와 실질적으로 축 방향으로 정렬하는 위치에서 유지된다.

다음에, 지지 다이(41)는 테이퍼 부분(42)이 플레이트(10)의 테이퍼 구멍(11)을 둘러싸는 경사면(13)에 대해 가압되도록 상향 이동한다. 테이퍼 부분(42)은 도3a에 도시된 바와 같이 경사면(13)에 정합된다. 이러한 정합 상태에서, 테이퍼 부분(42)의 소형 직경 측부 에지(42A)는 플레이트(10)의 경사면(13)의 내측 에지(13A)와 정렬하고, 테이퍼 부분(42)의 대형 직경 측부 에지(42B)는 플레이트(10)의 경사면(13)의 외측 에지(13B)와 정렬한다. 테이퍼 부분(42)과 경사면(13)의 정합 상태를 유지하면서, 코킹 펀치(43)는 소형 직경 부분(46)이 코킹 부분(12)의 보어로 삽입되도록 플레이트(10)의 코킹 부분(12)을 향해 하향 이동한다. 코킹 펀치(43)가 더욱 하향 이동하고 소형 직경 부분(46)이 코킹 부분(12)의 보어 안으로 삽입됨에 따라, 코킹 부분(12)의 단부는 코킹 펀치(43)의 안내 면(45A)을 따라 방사 상으로 외향 확장된다. 소형 직경 부분(46)이 도3b에 도시된 바와 같이 지지 다이(41)의 수용 면(41A)과 인접할 때, 코킹 부분(12)은 플레이트(20)의 일측면 상에서 삽입 구멍(21)의 주연부의 위에 뒤로 접혀진다. 따라서, 코킹 부분(12)의 단부는 플레이트(20)의 삽입 구멍(21)의 주연부 상에 코킹되어 중첩하는 플레이트들(10, 20)은 서로 결합된다.

이어서, 코킹 펀치(43)는 상향 이동하고 플레이트(10)의 코킹 부분(12)으로부터 후퇴하며, 지지 다이(41)는 하향 이동하고 플레이트(10)의 테이퍼 구멍(11)으로부터 후퇴한다. 다음에, 상부 및 하부 리테이너들(44, 47)이 서로 이격하고, 결합된 플레이트들(10, 20)이 취출된다. 이로써 코킹 작동이 완료된다.

도4a 및 도4b를 참조하여, 상술한 제1 실시예의 방법의 작용 및 효과를 비교예와 비교하여 설명하기로 한다. 도4b는 비교예에서 서로 결합된 플레이트들(51, 52)의 개략적인 부분 확대도를 도시한 것이다. 도4b에 도시된 바와 같이, 플레이트(52)는 곡면(52A)에 의해 형성되는 구멍과 플레이트(52)의 일측면 상에 구멍의 주연부로부터 연장하는 코킹 부분(55)을 포함한다. 곡면(52A)은 종래의 버링 작업 에 의해 형성된다. 곡면(52A)은 아치형 단면을 가지고 코킹 부분(55)의 내주면과 플레이트(52)의 타측면과 연속적으로 매끄럽게 연결된다. 곡면(52A)과 코킹 부분(55)의 내주면의 사이와 곡면(52A)과 플레이트(52)의 외측면의 사이에는 에지 부분이 없다. 코킹 작동시, 오목한 부분(54)을 가지는 지지 다이(53)가 사용된다. 오목한 부분(54)은 플레이트(52)의 구멍을 둘러싸는 곡면(52A)과 정합하는 형상을 가진다. 지지 다이(53)의 오목한 부분(54)이 코킹 작동시 플레이트(52)의 곡면(52A) 에 대해 가압될 때, 플레이트(52)의 코킹 부분(52)의 재료는 도4b에 도시된 화살표 방향으로 표시된 바와 같이 플레이트(52)의 구멍의 주연부를 따라 코킹 부분(55)의 단부로부터 플레이트(52)의 타측면을 향해 유동하게 된다. 이는 코킹 작동에 의해 얻어지는 코킹 부분(55)의 중첩량(Lb)의 감소를 가져온다.

반대로, 도4a에 도시된 바와 같이 제1 실시예의 방법에 따르면, 플레이트(10)의 테이퍼 구멍(11)을 형성하는 경사면(13)은 버링 작동에 의해 형성된다. 경사면(13)은 플레이트(10)의 코킹 부분(12)을 향해 테이퍼지고 선형의 경사진 외형의 단면을 가진다. 경사면(13)은 그 소형 직경 측부 상에, 즉, 코킹 부분(12)의 측부 상에, 내측 에지(13A)를 가지고, 그 대형 직경 측부 상에 외측 에지(13B)를 가진다. 이러한 배열로써, 비교예와 비교해 볼 때, 플레이트(10)의 일측면 상의 코킹 부분(12)의 재료가 테이퍼 구멍(11)의 주연부를 따라 플레이트(10)의 타측면을 향해 유동하는 것을 효율적으로 방지할 수 있다. 이는 플레이트(10, 20)의 필요한 결합력을 보장하는 역할을 하면서 플레이트(10)의 코킹 부분(12)의 중첩량(La)의 감소를 저지한다.

더욱이, 도4a에 도시된 바와 같이 제1 실시예의 방법의 코킹 작동시, 테이퍼 부분(42)을 가지는 다이(41)가 사용된다. 지지 다이(41)의 테이퍼 부분(42)은 플레이트(10)의 경사면(13)의 내측 에지(13A)와 외측 에지(13B)와 각각 정합하는 소형 직경 측부 에지(42A)와 대형 직경 측부 에지(42B)를 가진다. 소형 직경 측부 에지(42A)와 대형 직경 측부 에지(42B)의 제공으로써, 경사면(130의 내측 에지(13A)와 외측 에지(13B)의 형상들이 확실하게 보유될 수 있으며, 코킹 작동시 그 타측면을 향해 플레이트(10)의 코킹 부분(12)의 재료의 유동을 방지하는 효과가 보장될 수 있다.

상세하게는, 플레이트(10)의 경사면(13)의 내측 에지(13A)와 외측 에지(13B)와, 지지 다이(41)의 테이퍼 부분(42)의 소형 직경 측부 에지(42A)와 대형 직경 측부 에지(42B)는 코킹 작동시 플레이트(10)의 코킹 부분(12)의 재료 유동을 저지하는 효과를 달성하기 위해 제공된다. 버링 펀치(31)의 견부(34)와 지지 다이(41)의 테이퍼 부분(42)을 형성하는 정밀도의 관점에서, 내측 에지(13A) 및 외측 에지(13B)와 소형 직경 측부 에지(42A) 및 대형 직경 측부 에지(42B)는 극히 미세하게 관찰될 정도의 둥근 형상을 가질 수 있다. 이러한 경우에도, 도4b에서 도시된 비교예와 비교해 볼 때, 코킹 중에 플레이트(10)의 코킹 부분(12)의 재료 유동이 충분히 저지될 수 있다. 따라서, 본 설명에서 사용되는 "에지"는 플레이트(10)의 코킹 부분(12)의 재료가 테이퍼 부분(11)의 주연부를 따라 타측면을 향해 유동하는 것을 방지할 수 있는 모든 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 형상은 2개의 상호 교차하는 평면들에 의해 형성되는 날카로운 융기부와 극히 미세한 둥근 형상일 수 있다.

버링 펀치(31)의 견부(34)와 지지 다이(41)의 테이퍼 부분(42)의 기울기는 특정 값에 한정될 수 없다. 그러나, 버링 작동시 플레이트(10)의 일측면을 향해 재료가 유동하게 하는 효과와 코킹 작동시 테이퍼 구멍(11)의 주연부를 따라 플레이트(10)의 코킹 부분(12)으로부터 그 타측면을 향해 재료가 유동하는 것을 억제하는 효과의 사이에 양호한 균형점을 얻기 위해 견부(34)와 테이퍼 부분(42)의 기울 기를 약 45도로 조정하는 것이 바람직하다.

더욱이, 코킹 작동 시 플레이트(10)의 코킹 부분(12)의 재료 유동을 저지하기 위해, 플레이트(10)의 경사면(13)과 지지 다이(41)의 테이퍼 부분(42)의 경사면 상에 미세한 리세스들과 돌기들을 형성하거나 경사면(13)과 테이퍼 부분(42)의 경사면을 거칠게 하는 것이 효과적이다.

한편, 코킹 작동시 코킹 부분(12)의 재료 유동을 방지하기 위해 버링 작동시 플레이(10)의 경사면(13) 상에 계단 형상 부분이 형성되면, 플레이트(10)의 두께는 계단 형상 부분에서 감소될 것이다. 이는 계단 형상 부분의 주위에 응력 집중을 발생시킴으로써, 충분한 결합력이 보장될 수 없다. 따라서, 경사면(13)은 상술한 바와 같이 선형이고 경사진 외형의 단면을 가지는 것이 바람직하다.

상술한 제1 실시예에서, 플레이트(10)의 테이퍼 구멍(11)을 형성하는 경사면(13)에 대해 지지 다이(41)의 테이퍼 부분(42)을 가압하면서, 플레이트(10)의 코킹 부분(12)이 플레이트(20)에 대해 코킹 가공된다. 코킹 작동시, 코킹 부분(12)의 재료는 테이퍼 구멍(11)의 주연부를 따라 플레이트(10)의 타측면을 향해 유동하는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 테이퍼 구멍(11)의 감소된 직경의 측부, 즉, 코킹 부분(12)의 보어가 비교적 작은 직경을 가지더라도 코킹 부분의 충분한 중첩량(La)이 효율적으로 얻어질 수 있고 플레이트들(10, 20)의 충분한 결합력이 효율적으로 얻어질 수 있다. 따라서, 플레이트(10)의 테이퍼 구멍(11)의 감소된 측부의 직경이 완성 제품의 레이 아웃 및 완성 제품의 전반적인 강도의 점에서 보아 비교적 작게 설정되어야 하더라도 코킹 작동은 적절하게 수행될 수 있다.

더욱이, 코킹 작동 이전의 버링 작동시, 플레이트(10)의 코킹 부분(12)과 경사면(13)은 각각 버링 펀치(31)의 소형 직경 부분(32)과 견부(34)에 의해 용이하게 형성될 수 있다.

도5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따라 플레이트들을 결합하기 위한 코킹 방법과 이 코킹 방법에서 사용되는 코킹 장치를 이하에 설명하기로 한다. 제2 실시예는 코킹 작동과 코킹 장치의 코킹 유니트에서 제1 실시예와 다르다. 본 실시예에서 버링 작동과 버링 유니트는 제1 실시예와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다. 도5에 도시된 바와 같이, 코킹 유니트(140)는 플레이트(10)의 하부면이 지지면(48B)과 접촉하도록 중첩하는 플레이트들(10, 20)이 유지되는 지지면(48B)을 가지는 하부 리테이너(48)를 포함한다. 하부 리테이너(48)는 지지 다이(41)를 안내하기 위한 안내 구멍(48A)과 안내 구멍(48A)에 대해 개방되어 있는 리세스(60)를 포함한다. 리세스(60)는 지지면(48B) 상에 방사상으로 내향 배치된다. 계단 형상 부분(61)은 지지면(48B)과 리세스(60)의 저부의 사이에 형성된다. 에지(61A)는 지지면(48B)과 계단 형상 부분(61)의 사이의 경계에서 형성된다. 에지(61A)는 플레이트(10)의 하부면과 정합하여 코킹 시 플레이트(10)의 코킹 부분(12)의 재료가 테이퍼 구멍(11)의 주연부를 따라 플레이트(10)의 상부측면을 향해 유동하는 것을 방지한다. 리세스(60)의 깊이, 즉, 계단 형상 부분(61)의 높이는 1 mm 미만이고, 바람직하게는 0.5 mm 이다. 리세스(60)의 반경 방향 길이는 수 mm일 수 이다.

이와 같이, 코킹 유니트(140)에는 지지 다이(41)의 테이퍼 부분(42)의 소형 직경 측부 에지(42A)와 대형 직경 측부 에지(42B) 이외에 하부 리테이너(48)의 에지(61A)가 형성되어 있다. 따라서, 하부 리테이너(48)의 에지(61A)의 제공으로써, 코킹 작동시 테이퍼 구멍(11)의 주연부를 따라 그 상부측면을 향해 플레이트(10)의 코킹 부분(12)의 재료의 유동은 보다 효율적으로 방지될 수 있다. 이는 테이퍼 구멍(11)이 비교적 작은 직경을 가지더라도 코킹 부분(12)의 보다 충분한 중첩량(La)과 플레이트들(10, 20)의 보다 증가한 결합력을 달성한다. 따라서, 테이퍼 구멍(11)의 감소된 직경 측부의 직경, 즉, 코킹 부분(12)의 보어의 직경이 완성 제품의 레이아웃과 완성 제품의 전반적인 강도의 점에서 보아 비교적 작게 설정되어야 할 때라도 코킹 작동은 적절하게 수행될 수 있다.

더욱이, 플레이트(10)의 코킹 부분(12)과 경사면(13)의 형성은 버링, 즉 상술한 실시예에서 설명한 펀칭에 한정되지 않으며, 단조 가공에 의해 수행될 수 있다 .

본 출원은 2004년 3월 26일자로 출원한 기존의 일본특허출원 제2004-092928호에 기초한 것이다. 일본특허출원 제2004-092928호의 전반적인 내용은 참조로 본 명세서에 결합되어 있다.

본 발명은 본 발명의 특정 실시예들을 참조하여 상술되었지만, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되지 않는다. 상술한 본 실시예들의 수정 및 변경이 상술한 개시에 비추어 당업자에게 발생될 것이다. 본 발명의 범위는 다음의 청구범위를 기준으로 한정된다.

이상 설명한 본 발명에 따른 코킹 방법 및 장치에 의하면, 플레이트의 코킹 부분의 보어가 비교적 작은 직경을 가지더라도 충분한 중첩량을 제공함으로써 중첩하는 플레이트에 충분한 결합력을 보장할 수 있다.

Claims

일측면 쪽으로 테이퍼지고 경사면에 의해 한정되는 테이퍼 구멍과 그 일측면 상에 테이퍼 구멍의 주연부로부터 연장하는 중공 원통형 코킹 부분을 가지는 제1 플레이트와, 구멍을 가지는 제2 플레이트를 결합하기 위한 코킹 방법이며,

제1 플레이트의 중공 원통형 코킹 부분의 팁 단부를 제2 플레이트의 구멍의 위로 돌출시키고 제1 플레이트 상에 제 2 플레이트를 중첩시키도록, 제1 플레이트의 중공 원통형 코킹 부분을 제2 플레이트의 구멍을 통해 삽입하는 단계와,

중공 원통형 코킹 부분의 재료가 테이퍼 구멍의 주연부를 따라 제1 플레이트의 타측면쪽으로 유동하는 것을 방지하도록 제1 플레이트의 경사면에 대해 가압하면서, 제1 플레이트의 일측면 상의 제2 플레이트의 구멍의 주연부의 위에서 제1 플레이트의 중공 원통형 코킹 부분의 팁 단부를 뒤로 접는 단계를 포함하는 코킹 방법.
제1항에 있어서, 상기 경사면은 그 소형 직경 측상의 내측 에지와 그 대형 직경 측상의 외측 에지를 가지고, 가압 작동은 경사면의 내측 에지 및 외측 에지와 정합하는 단계를 포함하는 코킹 방법.
제2항에 있어서, 상기 가압 작동은 제1 플레이트의 타측면과 정합하는 단계를 더 포함하는 코킹 방법.
제1항에 있어서, 상기 뒤로 접는 작동은 중공 원통형 코킹 부분의 팁 단부를 제2 플레이트의 일측면을 향해 지향하도록 제1 플레이트의 중공 원통형 코킹 부분의 팁 단부를 안내하는 단계를 포함하는 코킹 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 플레이트의 경사면과 중공 원통형 코킹 부분을 제공하도록 구멍을 가지는 가공편을 버링(burring)하는 단계를 더 포함하는 코킹 방법.
제5항에 있어서, 상기 버링 작동은 제1 플레이트의 중공 원통형 코킹 부분을 형성하도록 일측면을 향해 구멍 주위에 가공편 재료를 밀어 넣도록 가공편을 펀칭하는 단계를 포함하는 코킹 방법.
제1항에 있어서, 제1 플레이트의 경사면과 중공 원통형 코킹 부분을 제공하도록 구멍을 가지는 가공편을 단조 가공하는 단계를 더 포함하는 코킹 방법.
일측면쪽으로 테이퍼지고 내측 에지와 외측 에지를 구비한 경사면에 의해 한정되는 테이퍼 구멍과 그 일측면 상에 테이퍼 구멍의 주연부로부터 연장하는 중공 원통형 코킹 부분을 가지는 제1 플레이트와, 구멍을 가지는 제2 플레이트를 결합하기 위한 코킹 장치이며,

축 방향으로 이동가능하게 배치되는 코킹 펀치와, 제1 플레이트의 경사면에 대해 가압하는 테이퍼 부분을 구비하고 코킹 펀치와 실질적으로 축 방향으로 정렬하고 제1 플레이트의 테이퍼 구멍으로 삽입되도록 축 방향으로 이동가능하게 배치되는 지지 다이를 포함하는 코킹 유니트를 포함하며,

상기 코킹 펀치와 지지 다이는 중공 원통형 코킹 부분의 재료가 테이퍼 구멍의 주연부를 따라 제1 플레이트의 타측면쪽으로 유동하는 것을 방지하도록 제1 플레이트의 경사면에 대해 가압하면서, 제1 플레이트의 일측면 상의 제2 플레이트의 구멍의 주연 위에서, 제2 플레이트의 구멍을 넘어 돌출하는 중공 원통형 코킹 부분의 팁 단부를 뒤로 접도록 서로 협력하는 코킹 장치.
제8항에 있어서, 상기 지지 다이의 테이퍼 부분은 제1 플레이트의 경사면의 내측 에지와 외측 에지에 각각 정합가능한 소형 직경 측부 에지와 대형 직경 측부 에지를 포함하는 코킹 장치.
제8항에 있어서, 상기 코킹 펀치는 소형 직경 부분과, 이 소형 직경 부분에 연결되는 대형 직경 부분과, 소형 직경 부분과 대형 직경 부분의 사이의 견부를 더 포함하고, 소형 직경 부분은 제1 플레이트의 중공 원통형 코킹 부분의 보어로 삽입되도록 구성되는 코킹 장치.
제10항에 있어서, 상기 코킹 펀치는 견부 상에 형성되는 안내면을 더 포함하 고, 안내면은 중공 원통형 코킹 부분의 팁 단부가 제2 플레이트의 일측면을 향해 지향하도록 제1 플레이트의 중공 원통형 코킹 부분의 팁 단부를 안내하도록 구성되는 코킹 장치.
제10항에 있어서, 상기 코킹 유니트는 코킹 펀치의 대형 직경 부분을 안내하기 위한 안내 구멍을 가지는 리테이너를 더 포함하는 코킹 장치.
제8항에 있어서, 상기 코킹 유니트는 제1 플레이트와 제2 플레이트를 서로 중첩하여 유지하기 위한 리테이너를 더 포함하고, 리테이너는 제1 플레이트의 타측면과 접촉하도록 구성된 지지면과 지지 다이를 안내하기 위한 안내 구멍을 구비한 코킹 장치.
제13항에 있어서, 상기 리테이너는 지지면 상에 방사상으로 내향 형성되고 안내 구멍을 향해 개방된 리세스와, 지지면과 리세스의 저부의 사이의 계단 형상 부분과, 계단 형상 부분과 지지면의 사이의 에지를 구비하고, 리테이너의 에지는 제1 플레이트의 타측면과 정합가능한 코킹 장치.
제8항에 있어서, 구멍을 가진 가공편을 버링 가공하기 위한 버링 유니트를 더 포함하고, 버링 유니트는 축 방향으로 이동가능하고 소형 직경 부분을 가지는 버링 펀치와, 소형 직경 부분과 연결되는 대형 직경 부분과, 소형 직경 부분과 대 형 직경 부분의 사이에 배치되고 소형 직경 부분쪽으로 테이퍼진 견부를 포함하고, 소형 직경 부분은 제1 플레이트의 중공 원통형 코킹 부분을 형성하기 위해 가공편의 구멍으로 밀어 넣어지도록 구성되고, 견부는 제1 플레이트의 경사면을 형성하기 위해 가공편의 구멍의 주연부에 대해 가압하도록 구성되는 코킹 장치.
제15항에 있어서, 상기 버링 유니트는 버링 펀치와 실질적으로 축 방향으로 정렬하게 배치되는 버링 다이를 더 포함하고, 버링 다이는 제1 플레이트의 중공 원통형 코킹 부분과 경사면을 형성하도록 버링 펀치와 협력하는 코킹 장치.