JP2001225124A - Sheet metal bonding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、金属薄板の結合装
置に関するものであり、より詳しくは、積層した金属薄
板を据え込み加工によって一体構造に結合する際に、金
属薄板表面およびパンチに付着した金属粉を吹き払うた
めのエアーブロー装置を設置したものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for joining metal sheets, and more particularly, to an apparatus for joining laminated metal sheets to an integral structure by upsetting to adhere to a surface of a metal sheet and a punch. An air blow device for blowing off metal powder is installed.
【0002】[0002]
【従来の技術】互いに重ね合わされた少なくとも2枚の
金属薄板(シートメタル)を単一の連続した工程によっ
て結合する結合装置が、米国特許No.4,459,4
40(特公昭60―18259号公報に対応。)から既
に知られている。BACKGROUND OF THE INVENTION A joining device for joining at least two superposed sheets of metal (sheet metal) in a single continuous process is disclosed in U.S. Pat. 4,459,4
No. 40 (corresponding to Japanese Patent Publication No. 60-18259).
【0003】このような従来の装置の基本構造は、所定
のストロークにて進退駆動されるパンチと、ダイス穴を
形成したダイスを備えた据え込み加工機を用い、重ね合
わせた金属薄板をパンチとダイスの間にストリッパーを
介して配置し、パンチを進出させることによって、前記
金属薄板をダイス穴内に絞り込んで膨出部を形成させ、
引き続きパンチをさらに進出させることによって、パン
チとダイス穴内のアンビルとの間で膨出部の底部を据え
込んでパンチの軸線と直交する方向に展延させるように
したものである。[0003] The basic structure of such a conventional apparatus is such that a punch which is driven forward and backward with a predetermined stroke and an upsetting machine provided with a die having a die hole are used to form a superposed thin metal sheet into a punch. By arranging a stripper between the dies and advancing a punch, the metal sheet is squeezed into a die hole to form a bulging portion,
Subsequently, the punch is further advanced so that the bottom of the bulging portion is set up between the punch and the anvil in the die hole, and is extended in a direction perpendicular to the axis of the punch.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の金属薄板の結合装置では、鋼板製等の金属
薄板材料の結合には適しているが、アルミニウム製等の
比較的硬さの柔らかい金属薄板材料の結合に使用する
と、絞りや据え込み加工時にアルミニウム等の被結合材
料がパンチに付着したり、加工による削り屑が生じるこ
とにより、加工により形成されるべきボタン状の結合部
分の形状に歪みが生じる等、結合品質に種々の問題がお
こることになる。However, the above-described conventional thin metal sheet joining apparatus is suitable for joining thin metal sheets made of steel or the like, but is relatively soft and hard made of aluminum or the like. When used for bonding sheet metal materials, the material to be bonded such as aluminum adheres to the punch during drawing or upsetting, or shavings are generated by processing, resulting in the shape of a button-shaped connecting portion to be formed by processing. Various problems occur in the connection quality such as distortion of the connection.
【0005】ここで結合強度及び結合品質について述べ
ておくと、結合品質の品質管理には、ボタン寸法(B
D)を適用する。ボタン寸法とは、図2に示すように、
金属薄板の結合によって形成されたボタン状結合部分の
直径又は幅のことである。一方、結合強度を調べるため
には、シャットハイト(SH)を適用する。シャットハ
イトとは、図2に示すように、形成されたボタン状結合
部分の底部の厚さのことでダイヤルキャリパーゲージな
どを使って計測する。従来アルミニウム等の薄板を結合
しようとすると、加工時に、薄板材料の一部がパンチに
付着したり、加工による削り屑が発生して、上記ボタン
状結合部分の形状に歪みが生じたり、前記SHに許容範
囲以上の誤差が生じたりして、品質管理上問題となって
いた。[0005] Here, the joining strength and the joining quality will be described. The quality of the joining quality is controlled by the button size (B).
Apply D). The button dimensions are as shown in FIG.
It is the diameter or width of the button-shaped connecting part formed by connecting the metal sheets. On the other hand, in order to check the coupling strength, a shut height (SH) is applied. As shown in FIG. 2, the shut height is the thickness of the bottom of the formed button-shaped coupling portion and is measured using a dial caliper gauge or the like. Conventionally, when a thin plate made of aluminum or the like is to be joined, a part of the thin plate material adheres to the punch during machining, or shavings are generated by the machining, and the shape of the button-like joined portion is distorted. Error occurred in the product, which was more than the allowable range, and had a problem in quality control.
【0006】本発明の目的は、前記のような問題を解消
し得る金属薄板の結合装置を提供することである。[0006] It is an object of the present invention to provide a sheet metal joining apparatus which can solve the above-mentioned problems.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明においては、パン
チ先端部へ圧縮エアーを送りエアーブローを行うこと
で、金属板の変形結合前およびパンチの下方進出による
金属薄板の変形結合時に、パンチ先端部へ圧縮エアーを
送りエアーブローを行うことで、金属粉等のパンチへの
付着を減少させ、更に、加工時に生じる金属薄板の削り
屑を排除することにより、金属薄板の結合品質を向上さ
せることができる。In the present invention, compressed air is sent to the tip of the punch and air blow is performed, so that the tip of the punch can be deformed and joined before the metal plate is deformed and joined by the punch moving downward. By sending compressed air to the part and performing air blowing, the adhesion of metal powder etc. to the punch is reduced, and furthermore, the joining quality of the metal sheet is improved by eliminating the shavings of the metal sheet generated during processing. Can be.
【0008】すなわち、請求項1の発明は、所定のスト
ロークにて進退駆動されるパンチと、ダイス穴を形成し
たダイスを備えた据え込み加工機を用い、重ね合わせた
金属薄板をパンチとダイスの間に配置し、パンチを進出
させることによって、前記金属薄板をダイス穴内に絞り
込んで膨出部を形成させ、引き続きパンチをさらに進出
させることによって、パンチとダイス穴内のアンビルと
の間で膨出部の底部を据え込んでパンチの軸線と直交す
る方向に展延させるようにした金属薄板の結合装置にお
いて、上記パンチの先端部分に向けてエアーを噴出させ
るエアーブロー装置を具備したことを特徴とする金属薄
板結合装置である。That is, the invention of claim 1 uses an upsetting machine provided with a punch which is driven forward and backward at a predetermined stroke and a die having a die hole, and the superposed thin metal sheet is formed by the punch and the die. The metal sheet is squeezed into a die hole by forming a bulge portion by disposing the metal sheet between the punch and the anvil in the die hole. A joining device for a thin metal plate in which the bottom of the punch is set up and extended in a direction perpendicular to the axis of the punch, wherein an air blow device for blowing air toward the tip of the punch is provided. It is a sheet metal joining device.
【0009】請求項2の発明は、上記エアーブロー装置
が、上記パンチを囲繞するハウジングと、上記ハウジン
グ内で上記パンチに軸方向移動可能に取り付けたストリ
ッパーと、上記ストリッパーを上記パンチの先端側に向
けて押圧するスプリングと、上記ハウジングに接続した
給気配管とを有し、上記給気配管から上記ハウジング内
に送給されたエアーを、上記パンチと上記ストリッパー
との間のすきまから上記パンチの先端部分に向けて噴出
させることを特徴とする金属薄板結合装置である。According to a second aspect of the present invention, the air blow device includes a housing surrounding the punch, a stripper mounted to the punch in the housing so as to be movable in the axial direction, and the stripper mounted on a tip side of the punch. A spring that presses toward the housing, and an air supply pipe connected to the housing.The air supplied from the air supply pipe into the housing is supplied from the gap between the punch and the stripper. A thin metal plate joining device characterized in that it is ejected toward a tip portion.
【0010】請求項3の発明は、上記ストリッパーの上
記パンチが貫通する孔の内周面に少なくとも1つのエア
ー通風用溝を形成したことを特徴とする金属薄板結合装
置である。According to a third aspect of the present invention, there is provided a thin metal plate joining apparatus wherein at least one air ventilation groove is formed on an inner peripheral surface of a hole through which the punch of the stripper passes.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】先ず、本願発明に係る結合装置の
基本構成について図3〜8に図示して説明すると、同装
置は2枚の金属薄板a,bを結合するためのものでパン
チ装置30及びダイス装置10を備える。パンチ装置3
0はパンチボディ32に担持された円形のパンチ34を
備え、またパンチボディ32の螺付け部分36に螺合支
持させてある保持具38内においてストリッパー40及
びその附勢用のリターンスプリング31を有する。ダイ
ス装置10は支持構造体14に固定支持させてあるダイ
スボディ16を備え、このダイスボディ16は図7に示
すように上端に一体的な突起18を、また該突起18の
両側端に4個の肩部20を、それぞれ有するものに形成
されている。ダイスボディ16は図3に示すように中心
に穴22を有し、該穴22に底嵌めした硬化ピンよりな
るアンビル24(図5)を突起18上に突出させてあ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the basic structure of a joining device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 8. The device is for joining two thin metal plates a and b. 30 and a dice device 10. Punch device 3
Numeral 0 has a circular punch 34 carried on the punch body 32, and has a stripper 40 and a return spring 31 for urging the stripper 40 in a holder 38 screwed and supported on a threaded portion 36 of the punch body 32. . The dice device 10 includes a dice body 16 fixedly supported by a support structure 14. The dice body 16 has an integral projection 18 at the upper end as shown in FIG. , Respectively, are formed. The die body 16 has a hole 22 at the center as shown in FIG. 3, and an anvil 24 (FIG. 5) composed of a hardening pin fitted into the hole 22 is projected above the projection 18.
【0012】ダイス装置10のダイスは特に、図6に示
すようにダイスボディ16の透孔26に挿通した支点ピ
ン28にて回動可能に支持しダイスボディ16の各側面
上に設けた2個の側面視T字形の分壁部11から分割形
成されている。各分壁部11は、それに加わる鉛直方向
の力を支点ピン28を介せずダイスボディ16に直接に
受けさせるためにダイスボディ16の2個の肩部20
(図7)に係合可能な2個の肩部13(図5)を有する
ものに、また軽量として回動を容易とするように切欠き
15(図6)を有するものに、形成されている。両分壁
部11は図3に図示の位置と図5に図示の位置との間で
回動せしめられるものとされ、図6に示すように一体的
な脚部17間に配設して突起18の透孔19を貫通させ
てあるリターンスプリング12によって常時は図3に図
示の閉鎖位置に保たれることとされている。As shown in FIG. 6, the dice of the dice device 10 are rotatably supported by a fulcrum pin 28 inserted through a through hole 26 of the dice body 16, and are provided on each side surface of the dice body 16. Are formed separately from the T-shaped dividing wall portion 11 in side view. Each dividing wall 11 has two shoulders 20 of the die body 16 for directly receiving the vertical force applied thereto on the die body 16 without passing through the fulcrum pin 28.
(FIG. 7) are formed with two shoulders 13 (FIG. 5) that can be engaged with the same, and are formed with a notch 15 (FIG. 6) so as to be lightweight and easy to rotate. I have. The partition walls 11 are pivoted between a position shown in FIG. 3 and a position shown in FIG. 5, and are disposed between the integral legs 17 as shown in FIG. The return spring 12 which penetrates the through hole 18 of FIG. 18 always keeps the closed position shown in FIG.
【0013】分壁部11が図3に図示の閉鎖位置にある
ときは、両分壁部11の上面21が同一水平面上にある
とともに両分壁部11の係合面が同一鉛直平面上にあ
る。各分壁部11には、閉鎖位置でパンチの横断面形状
に対応して両分壁部11の閉鎖位置で円形の開口を形成
する半円状の凹溝23(図4)を設けてある。前記支点
ピン28は凹溝23の周縁位置よりも側外方の位置に配
置され、パンチ34により金属薄板a,bを介し分壁部
11に加えられる鉛直下方向きの力によって分壁部11
の外向き回動が起きないようにされている。図8におい
て25は、凹溝23の周縁に設けた面取り部を指す。When the dividing wall 11 is in the closed position shown in FIG. 3, the upper surfaces 21 of the dividing walls 11 are on the same horizontal plane, and the engaging surfaces of the dividing walls 11 are on the same vertical plane. is there. Each dividing wall 11 is provided with a semi-circular groove 23 (FIG. 4) that forms a circular opening at the closing position of both dividing walls 11 corresponding to the cross-sectional shape of the punch at the closing position. . The fulcrum pin 28 is disposed at a position outside the peripheral edge of the concave groove 23 and is positioned at a position outside the peripheral edge of the concave groove 23.
Is prevented from rotating outward. In FIG. 8, reference numeral 25 denotes a chamfer provided on the peripheral edge of the concave groove 23.
【0014】金属薄板a,bを結合するにあたっては先
ず図3に示すように、互いに重ね合わされた金属薄板
a,bを両分壁部11の上面21にのせる。次いでパン
チ34を下降させ金属薄板a,bに係合させてから更
に、ダイスの開口へと突入させアンビル24向きに移動
させて金属薄板a,bをアンビル24向きに引っ張らせ
金属薄板a,bの一部分に図8に符号27で示すような
突起を形成させる。パンチ34がアンビル24に対し金
属薄板a,bの最初の厚さの合計よりも小さい距離まで
近接すると、金属薄板材の横向きの押し出しが生じて金
属薄板a,b上の嵌合関係にある両突起に図8に符号2
9で示すような横向き膨出部が形成され、金属薄板a,
b間の機械的な相互係合が達成される。上記した金属薄
板材の横向きの押し出しは、押し出されてゆく金属薄板
材に押されて各分壁部11が前記各支点ピン28まわり
で図5,8に示す様に横向きに回動することで許容され
る。パンチ34を図3に図示の原位置に戻し次に結合さ
れた金属薄板a,bをダイスから取り去ると、分壁部1
1はリターンスプリング12によって図3,4に図示の
閉鎖位置に戻される。In joining the metal sheets a and b, the metal sheets a and b which are superimposed on each other are first placed on the upper surface 21 of the partition wall 11, as shown in FIG. Next, the punch 34 is lowered to engage with the metal sheets a and b, and then the dies are further projected into the opening of the die and moved toward the anvil 24 to pull the metal sheets a and b toward the anvil 24 so that the metal sheets a and b are moved. Is formed in a part of the projection as shown by reference numeral 27 in FIG. When the punch 34 approaches the anvil 24 to a distance smaller than the sum of the initial thicknesses of the sheet metals a and b, the sheet metal is laterally extruded, and the two pieces in a mating relationship on the sheet metals a and b are formed. Reference numeral 2 in FIG.
9, a laterally bulging portion is formed, and the metal sheet a,
Mechanical interengagement between b is achieved. The above-described lateral extrusion of the metal sheet material is performed by pushing each of the dividing wall portions 11 around the fulcrum pin 28 in the lateral direction as shown in FIGS. 5 and 8 by being pushed by the extruded metal sheet material. Permissible. When the punch 34 is returned to the original position shown in FIG. 3 and the joined metal sheets a and b are removed from the die, the dividing wall 1 is removed.
1 is returned by the return spring 12 to the closed position shown in FIGS.
【0015】また、据え込み加工としては、図9(A)
に示すように結合部に切れ目の生じないタイプと、図9
(B)に示すように結合部に切れ目の生ずるタイプが知
られている。いずれも、ダイス56とパンチ58を備え
た加工機を用いる。アンビル56'とその周囲に弾性拡
開可能に配置された分壁部57とによって、パンチ58
の先端部を受け入れるダイス穴が形成されている。FIG. 9A shows the upsetting process.
As shown in FIG.
As shown in (B), a type in which a cut is formed in a joint portion is known. In each case, a processing machine provided with a die 56 and a punch 58 is used. A punch 58 is formed by an anvil 56 'and a partition wall portion 57 which is elastically spreadable around the anvil 56'.
A die hole is formed to receive the tip of the die.
【0016】図9(A)に従って切れ目の生じないタイ
プの結合工程を説明すると、積層した金属薄板51,5
2をダイス56の上に位置決め固定した状態で、クラン
プ機構であるストリッパー90による加圧力を作用さ
せ、パンチ58を進出させることにより、ダイス穴内で
金属薄板51,52を絞り込んでダイス側に膨出させ、
引き続くパンチ58のさらなる進出により、アンビル5
6'との間で膨出部53の底部54を据え込んでパンチ
58の軸線と直交する方向に展延させ、パンチ58側に
凹みを有するボタン状の、切れ目のない結合部55を形
成させる。この結合部55には切れ目がないため水密、
気密が要求される場合に有利である。なお、切れ目の生
じないタイプの結合工程には、図10(A)で図示する
ような形状のパンチを適用する。Referring to FIG. 9 (A), a description will be given of a joining process of a type in which no break occurs.
With the 2 fixed on the die 56, a pressing force is applied by a stripper 90 serving as a clamp mechanism to cause the punch 58 to advance, thereby narrowing the metal thin plates 51 and 52 in the die hole and bulging toward the die side. Let
With the further advance of punch 58, anvil 5
6 ′, the bottom portion 54 of the bulging portion 53 is set up and extended in a direction perpendicular to the axis of the punch 58 to form a button-shaped, unbroken connecting portion 55 having a recess on the punch 58 side. . The joint 55 is watertight because there is no break,
This is advantageous when airtightness is required. Note that a punch having a shape as shown in FIG.
【0017】図9(B)に従って切れ目の生ずるタイプ
すなわち切り開きタイプの結合工程を説明すると、積層
した金属薄板51,52をダイス56の上に位置決め固
定した状態で、クランプ機構であるストリッパー90に
よる加圧力を作用させ、パンチ58を進出させることに
より、パンチ58のエッジで金属薄板51,52を切断
するとともにダイス穴内で絞り込んで膨出部53を形成
させ、引き続くパンチ58のさらなる進出によって、ア
ンビル56'との間で膨出部53の底部54を据え込
み、パンチ58の軸線と直交する方向に展延させて結合
部55を形成する。展延した膨出部53の底部54が切
れ目を越えて延在し、下側の金属薄板52の下面に係合
するため、結合強度の高い結合部55が得られる。この
結合部55は、切れ目があるため水密、気密を必要とす
る用途には適さない反面、切れ目の生じないタイプの結
合が困難な場合の使用に適している。例をあげると、硬
度の高い(展性が低い)材質、例えばステンレススティ
ールやハイテン材等の結合、また、3枚以上の薄板の結
合、更に、板厚や展性が大きく異なる材質間の結合等の
場合である。なお、切れ目の生じるタイプの結合工程に
は、図10(B)で図示するような形状のパンチを適用
する。Referring to FIG. 9 (B), a description will be given of a joining process of a type in which a cut is made, that is, a cut-out type. By applying pressure to advance the punch 58, the metal sheets 51, 52 are cut at the edge of the punch 58 and squeezed in the die hole to form a bulged portion 53. And the bottom portion 54 of the bulging portion 53 is swung up and extended in a direction perpendicular to the axis of the punch 58 to form the joint portion 55. Since the bottom portion 54 of the extended bulging portion 53 extends beyond the cut and engages with the lower surface of the lower thin metal plate 52, a connecting portion 55 having high bonding strength is obtained. The joint portion 55 is not suitable for applications requiring watertightness and airtightness due to the presence of cuts, but is suitable for use in a case where it is difficult to perform a type of connection that does not cause breaks. For example, a material with high hardness (low malleability) such as stainless steel or high-tensile material, a bond of three or more thin plates, and a bond between materials having significantly different plate thicknesses and malleability. And so on. Note that a punch having a shape as shown in FIG.
【0018】弾性拡開可能な分壁部によってダイス穴の
周壁を形成させるようにしたタイプについて説明した
が、図12に示すように容積一定のダイス穴を形成した
ダイスを用いるタイプも本発明は適用可能である。すな
わち成型ラム71がダイス72の方向に往復運動可能で
あり、ダイス72は、結合装置中に固定され、ダイス穴
となる円形断面の盲穴73を有する。盲穴73の底面が
アンビルの役割を果たす。この母型として形成されたダ
イス72上に図12(A)に示すように相互結合すべき
下板74及び上板75を載せる。成型ラム71は、支持
軸76及び同軸に配置したより小さい直径の深絞り部、
すなわちパンチ77を有し、それにより肩部78が形成
される。The type in which the peripheral wall of the die hole is formed by the elastically expandable dividing wall portion has been described. However, as shown in FIG. 12, the present invention is also applicable to a type in which a die having a fixed volume die hole is formed. Applicable. That is, the molding ram 71 can reciprocate in the direction of the die 72, and the die 72 is fixed in the coupling device, and has a blind hole 73 having a circular cross section serving as a die hole. The bottom surface of the blind hole 73 functions as an anvil. As shown in FIG. 12A, a lower plate 74 and an upper plate 75 to be interconnected are placed on a die 72 formed as a matrix. The molding ram 71 includes a support shaft 76 and a coaxially arranged deep drawing portion of smaller diameter,
That is, it has a punch 77, whereby a shoulder 78 is formed.
【0019】図12(B)では、加工の第一部、即ち深
絞りが終わり、パンチ77は、その自由端面79の前方
にある両板74,75の平坦部すなわち領域83a,8
3bを盲穴73に押し込んでいる。初期位置に留まる薄
板74,75と、深絞りされた平坦部すなわち領域83
a,83bとの間の引き伸ばされた結合部80,81
に、材料の薄化が生じるが、凹状になった成型部に未だ
薄板74、75の相互鉤止作用が生じていない。In FIG. 12B, the first part of the processing, that is, the deep drawing is completed, and the punch 77 is moved to the flat portions or the regions 83a, 8 of the plates 74, 75 in front of the free end face 79 thereof.
3b is pushed into the blind hole 73. The thin plates 74 and 75 remaining at the initial position and the flat portion or region 83 drawn deeply
stretched joints 80, 81 between a and 83b
Furthermore, although the material is thinned, the mutual hooking action of the thin plates 74 and 75 has not yet occurred in the concave molded portion.
【0020】図12(C)は、成型ラム71の最終位
置、即ち深絞りした平坦部つまり領域83a,83bを
押しつぶした後の位置を示す。この位置では、肩部78
は上板75の上面上にある。端面79に面する平坦部す
なわち領域83a,83bは強く圧迫され、この時材料
は半径方向の外方に押し付けられる。盲穴73は完全に
満たされ、同時に、変形した材料の固化圧縮が生じてい
る。押しつぶし作用により、上板75の平坦部すなわち
領域83bは、下板74の深絞り穴84の下方に食い込
む程に半径方向に引き延ばされる。高い変形力のため
に、材料の相互流動による型に適合した極めて強固な結
合が達成される。FIG. 12C shows the final position of the molding ram 71, that is, the position after crushing the deep drawn flat portions, that is, the regions 83a and 83b. In this position, the shoulder 78
Is on the upper surface of the upper plate 75. The flats or regions 83a, 83b facing the end face 79 are strongly squeezed, with the material being pressed radially outward. The blind hole 73 is completely filled, while at the same time solidification compression of the deformed material occurs. Due to the crushing action, the flat portion or the region 83b of the upper plate 75 is extended in the radial direction so as to bite below the deep drawing hole 84 of the lower plate 74. Due to the high deformation forces, a very strong bond is achieved which is adapted to the mold due to the mutual flow of the materials.
【0021】上板75の平坦部すなわち領域83bの剥
離を生じうる切り欠き効果を防止するため、パンチ77
の端面79は、下端部周縁が丸形に、すなわち縁取りさ
れた形状に形成される。両板74,75間に、深絞りの
際に自動的に容易に丸くなる接触表面が生じる。盲穴7
3は、プレス方向及びそれと直角な方向に剛性で且つそ
の容積が不変であり、従って深絞りした領域83a,8
3bの縦横拡張が制限される。成型部分を排出するに
は、単に成型ラムを引き上げればよく、これにより成型
部分は、運動方向の滑らかな境界壁75を有する盲穴7
3から容易に引き上げられる。The punch 77 is used to prevent a notch effect that may cause peeling of the flat portion of the upper plate 75, that is, the region 83b.
Of the end surface 79 is formed in a round shape at the lower end portion, that is, in an edged shape. There is a contact surface between the plates 74, 75 that automatically rounds easily during deep drawing. Blind hole 7
3 is rigid in the pressing direction and in a direction perpendicular thereto, and its volume is invariable, so that the deeply drawn regions 83a, 8
3b is restricted in vertical and horizontal expansion. In order to discharge the molded part, the molding ram simply has to be lifted, so that the molded part has a blind hole 7 with a smooth boundary wall 75 in the direction of movement.
3 easily lifted.
【0022】次に、本発明に係る金属薄板結合装置の一
実施形態について以下に図面を参照しながら詳述する。
図1に示すように、結合装置は同軸状に配置されたパン
チ58とダイス56とを主要な構成要素としている。パ
ンチ58は軸線方向に進退可能に支持され、所定のスト
ロークにて駆動される。図1は、中心線の両側にパンチ
58が進出する前の状態と進出した状態を振り分けて示
してある。パンチ58はパンチホルダー94に固定され
ている。パンチ58は同じくパンチホルダー94に固定
されたハウジング59で囲繞されており、そのハウジン
グ59内でパンチ58に軸方向移動可能にストリッパー
90を取り付けてある。ストリッパー90はスプリング
92でパンチ58先端側に向けて押圧されている。ハウ
ジング59には給気配管62を接続し、工場のエアー系
統あるいはコンプレッサー等からハウジング59内に圧
縮エアーを導入することにより、図中破線で示すような
経路でエアーを吹き出させるエアーブロー装置を構成す
る。Next, an embodiment of the sheet metal joining apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the coupling device has a punch 58 and a die 56 arranged coaxially as main components. The punch 58 is supported so as to be able to advance and retreat in the axial direction, and is driven at a predetermined stroke. FIG. 1 shows a state before and after the punch 58 advances on both sides of the center line. The punch 58 is fixed to a punch holder 94. The punch 58 is surrounded by a housing 59 also fixed to a punch holder 94, and a stripper 90 is attached to the punch 58 in the housing 59 so as to be movable in the axial direction. The stripper 90 is pressed by a spring 92 toward the tip of the punch 58. An air blower that connects the air supply pipe 62 to the housing 59 and introduces compressed air into the housing 59 from a factory air system or a compressor or the like to blow out air in a path indicated by a broken line in the drawing is configured. I do.
【0023】ダイス56は、アンビル56'と、アンビ
ル56'の周囲に配置された複数の弾性拡開可能な分壁
部57を備え、アンビル56'と分壁部57とで、パン
チ58と協働して一種の絞り加工を遂行するためのダイ
ス穴96を画成している。すなわち、アンビル56’の
頂面がダイス穴96の底面を形成し、分壁部57の互い
に対向する面がダイス穴96の周壁面を形成する。The die 56 includes an anvil 56 ′ and a plurality of elastically expandable dividing walls 57 arranged around the anvil 56 ′. The anvil 56 ′ and the dividing wall 57 cooperate with a punch 58. It defines a die hole 96 for performing a kind of drawing work. That is, the top surface of the anvil 56 ′ forms the bottom surface of the die hole 96, and the opposing surfaces of the dividing wall portion 57 form the peripheral wall surface of the die hole 96.
【0024】図1に例示した実施の形態ではダイス56
は二分割型で、アンビル56'の両側に一対の分壁部5
7を向かい合わせに配置してある。各分壁部57はピン
61を中心として回転可能に支持されている。そして、
一対の分壁部57の上端はアンビル56’を挟んで向か
い合っており、下端間にはリターンスプリング60を介
在させてある。したがって、分壁部57は、通常、図1
の中心線の左側に実線で示すように、上端が縮径した姿
勢に弾性的に保持されている。In the embodiment illustrated in FIG.
Is a two-piece type, and a pair of dividing wall portions 5 is provided on both sides of the anvil 56 '.
7 are arranged face to face. Each partition wall portion 57 is supported so as to be rotatable about a pin 61. And
The upper ends of the pair of partition walls 57 face each other across the anvil 56 ', and a return spring 60 is interposed between the lower ends. Therefore, the dividing wall portion 57 is usually
As shown by the solid line on the left side of the center line, the upper end is elastically held in a reduced diameter posture.
【0025】なお、分壁部57は、後述するように据え
込みの結果として展延する膨出部53(図2)の底部5
4から所定値を越える力を受けることによって拡開し、
当該力の解除と同時に復元し得るようにしたいわゆる弾
性拡開可能な構成のものであればよく、図1に例示した
構成に限られない。たとえば、リターンスプリング60
としては圧縮コイルばねのほか板ばね、ゴムや樹脂等の
弾性材料等を適宜選択して採用することができる。ま
た、そのようなリターンスプリング60に代えて、ある
いはそれに加えて、拡開後の分壁部57を復元させるた
めのリング状の部材を分壁部57の外周に巻くことも可
能である。The dividing wall portion 57 is formed on the bottom 5 of the bulging portion 53 (FIG. 2) which extends as a result of the upsetting as described later.
It expands by receiving a force exceeding a predetermined value from 4,
Any configuration may be used as long as the configuration can be elastically expanded so that the configuration can be restored simultaneously with the release of the force, and is not limited to the configuration illustrated in FIG. For example, the return spring 60
In addition to a compression coil spring, a leaf spring, an elastic material such as rubber or resin, or the like can be appropriately selected and employed. Further, instead of or in addition to such a return spring 60, a ring-shaped member for restoring the divided wall portion 57 after the expansion can be wound around the outer periphery of the divided wall portion 57.
【0026】次に、結合工程を説明すると、まず、図1
の中心線の左側に示すように、ダイス56の上に重ね合
わせた金属薄板51,52を載置して、ストリッパー9
0で押さえて位置決めする。そして、パンチ58を進出
させることによって、金属薄板51,52をダイス穴9
6内に絞り出して膨出部53(図2)を形成させる。こ
の絞り工程では、リターンスプリング60の作用で、分
壁部57は図1の中心線の左側に実線で示される姿勢に
保持される。つづいて、パンチ58をさらに進出させる
ことにより、図1の中心線の右側に示すように、膨出部
53の底部54が、パンチ58とアンビル56'とによ
って据え込まれる。このとき、膨出部53の底部54が
パンチ58の軸線と直交する方向に展延し、分壁部57
を押して拡開させる。このように、膨出部53の底部5
4が展延して分壁部57を拡開させるため、ダイス穴9
6に食い込むことがなく、結合を終えた金属薄板51,
52の取外しが容易となる。結合を終えたら、ストリッ
パー59で金属薄板51,52を押さえたままパンチ5
8を後退させて、パンチ58を膨出部53から脱出させ
た後、パンチ58およびストリッパー59を上昇させ
る。そして、結合された金属薄板51,52を装置から
取り外す。Next, the joining step will be described.
As shown on the left side of the center line of FIG.
Press 0 for positioning. Then, the metal sheet 51, 52 is inserted into the die hole 9 by making the punch 58 advance.
6 to form a bulged portion 53 (FIG. 2). In the drawing process, the dividing wall portion 57 is held in the posture shown by the solid line on the left side of the center line in FIG. Subsequently, by further extending the punch 58, the bottom portion 54 of the bulging portion 53 is set up by the punch 58 and the anvil 56 'as shown on the right side of the center line in FIG. At this time, the bottom portion 54 of the bulging portion 53 extends in a direction orthogonal to the axis of the punch 58, and the dividing wall portion 57
Press to expand. Thus, the bottom 5 of the bulging portion 53
4 is extended to expand the dividing wall portion 57, so that the die holes 9 are formed.
6, the metal sheets 51, which have been joined without being bitten
52 can be easily removed. After the joining, the punch 5 is held while holding the metal sheets 51 and 52 with the stripper 59.
8 is retracted to cause the punch 58 to escape from the bulging portion 53, and then the punch 58 and the stripper 59 are raised. Then, the joined metal sheets 51 and 52 are removed from the apparatus.
【0027】パンチ58を鉛直下方に進出させ薄板5
1,52を結合させる過程で、ハウジング59に設置さ
れた給気配管62から図1に破線で示すような経路で、
ハウジング59内空洞部及びストリッパー90とパンチ
58の間のすきまを通じて、パンチ58の先端部へとエ
アーを噴出させ、エアーブローを行うことにより加工時
にパンチ58に付着した金属薄板由来の金属粉その他の
異物を除去あるいは減少させる。パンチ58とストリッ
パー90は適度のすきまをもって嵌合しているので、エ
アーはすきまの全周から噴出し、パンチ表面の全周を掃
除することができる。The punch 58 is advanced vertically downward so that the thin plate 5
In the process of connecting the first and second components 52, 52, a route shown by a broken line in FIG.
Air is blown out to the tip of the punch 58 through a cavity in the housing 59 and a clearance between the stripper 90 and the punch 58, and air blow is performed to perform processing such as metal powder derived from a thin metal plate adhered to the punch 58 during processing. Remove or reduce foreign matter. Since the punch 58 and the stripper 90 are fitted with an appropriate clearance, air can be blown out from the entire circumference of the clearance to clean the entire circumference of the punch surface.
【0028】なお、ストリッパー90とパンチ58の間
のすきまを通じてだけではエアーを送りにくい場合、図
11(A)および(B)に示すように、ストリッパー9
0のパンチ58が貫通する孔の内周面に、必要に応じて
少なくとも1つのエアー通風用溝63を形成させてもよ
い。If it is difficult to supply air only through the gap between the stripper 90 and the punch 58, as shown in FIGS.
If necessary, at least one air ventilation groove 63 may be formed on the inner peripheral surface of the hole through which the zero punch 58 penetrates.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明のエアーブロー装置を設置した結
合装置によれば、鋼板材料のみならず比較的硬さの柔ら
かいアルミニウム材料等を結合するときでも、加工時に
被結合金属薄板の材料がパンチに付着したり、加工によ
る削り屑が生じる等の結合時における種々の問題を解決
することができ、結合品質を向上させることができる。According to the joining device provided with the air blow device of the present invention, even when joining not only a steel plate material but also a relatively soft aluminum material or the like, the material of the metal thin plate to be joined can be punched during processing. It is possible to solve various problems at the time of bonding, such as adhesion to the surface and generation of shavings due to processing, and it is possible to improve the bonding quality.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 本発明の実施の形態を示す金属薄板結合装置
の縦断面図。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a sheet metal bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】 図1の装置による金属薄板の結合部の縦断面
図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a joining portion of a thin metal plate by the apparatus of FIG.
【図3】 本発明の金属薄板結合装置の基本構成を示す
縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a basic configuration of the sheet metal bonding apparatus of the present invention.
【図4】 図3の金属薄板結合装置におけるダイス装置
の平面図。FIG. 4 is a plan view of a dice device in the sheet metal bonding apparatus of FIG. 3;
【図5】 図3の金属薄板結合装置の据込み完了時の状
態を示す縦断面図。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a state at the time of completing the upsetting of the sheet metal bonding apparatus of FIG. 3;
【図6】 図3の金属薄板結合装置におけるダイス装置
の縦断面図。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a dice device in the metal thin plate joining device of FIG. 3;
【図7】 図3の金属薄板結合装置におけるダイスボデ
ィの斜視図。FIG. 7 is a perspective view of a die body in the metal sheet joining apparatus of FIG. 3;
【図8】 図5の要部拡大図。FIG. 8 is an enlarged view of a main part of FIG. 5;
【図9】 (A)2枚の金属薄板の切れ目の無い結合過
程を示す縦断面図。 (B)2枚の金属薄板の切れ目の有る結合過程を示す縦
断面図。FIG. 9A is a longitudinal sectional view showing a continuous joining process of two thin metal sheets. (B) A longitudinal sectional view showing a joining process with a cut between two metal sheets.
【図10】 パンチの斜視図。FIG. 10 is a perspective view of a punch.
【図11】 (A)エアーブロー装置の縦断面図。 (B)同横断面図。FIG. 11A is a longitudinal sectional view of an air blow device. (B) The cross-sectional view.
【図12】 結合過程を示す図9と類似の縦断面図。FIG. 12 is a longitudinal sectional view similar to FIG. 9 showing a joining process.
10 ダイス装置 11 分壁部 12 リターンスプリング 16 ダイスボディー 24 アンビル 28 支点ピン 29 横向き膨出部 30 パンチ装置 32 パンチボディー 34 パンチ 40 ストリッパー 51 金属薄板 52 金属薄板 53 膨出部 54 膨出部の底部 55 結合部 56 ダイス 56' アンビル 57 分壁部 58 パンチ 59 ハウジング 60 リターンスプリング 61 ピン 63 エアー通風用溝 71 成型ラム 72 ダイス 73 盲穴 77 パンチ 90 ストリッパー 92 スプリング 94 パンチホルダー 96 ダイス穴 REFERENCE SIGNS LIST 10 die device 11 partition wall portion 12 return spring 16 die body 24 anvil 28 fulcrum pin 29 lateral bulging portion 30 punch device 32 punch body 34 punch 40 stripper 51 thin metal plate 52 thin metal plate 53 bulging portion 54 bottom portion of bulging portion 55 Coupling part 56 Dice 56 'Anvil 57 Partition wall part 58 Punch 59 Housing 60 Return spring 61 Pin 63 Air ventilation groove 71 Molding ram 72 Dice 73 Blind hole 77 Punch 90 Stripper 92 Spring 94 Punch holder 96 Dice hole
Claims (3)
チと、ダイス穴を形成したダイスを備えた据え込み加工
機を用い、重ね合わせた金属薄板をパンチとダイスの間
に配置し、パンチを進出させることによって、前記金属
薄板をダイス穴内に絞り込んで膨出部を形成させ、引き
続きパンチをさらに進出させることによって、パンチと
ダイス穴内のアンビルとの間で膨出部の底部を据え込ん
でパンチの軸線と直交する方向に展延させるようにした
金属薄板の結合装置において、上記パンチの先端部分に
向けてエアーを噴出させるエアーブロー装置を具備した
ことを特徴とする金属薄板結合装置。An upsetting machine provided with a punch that is driven forward and backward by a predetermined stroke and a die having a die hole, and a superposed metal thin plate is arranged between the punch and the die. The metal sheet is squeezed into the die hole to form a bulge portion, and the punch is further advanced to set the bottom of the bulge portion between the punch and the anvil in the die hole. A joining device for a metal sheet, which is extended in a direction perpendicular to the axis of the punch, comprising an air blow device for blowing air toward a tip portion of the punch.
繞するハウジングと、上記ハウジング内で上記パンチに
軸方向移動可能に取り付けたストリッパーと、上記スト
リッパーを上記パンチの先端側に向けて押圧するスプリ
ングと、上記ハウジングに接続した給気配管とを有し、
上記給気配管から上記ハウジング内に送給されたエアー
を、上記パンチと上記ストリッパーとの間のすきまから
上記パンチの先端部分に向けて噴出させることを特徴と
する請求項1の金属薄板結合装置。2. An air blow device comprising: a housing surrounding the punch; a stripper mounted on the punch in the housing so as to be movable in an axial direction; and a spring for pressing the stripper toward a tip end of the punch. And an air supply pipe connected to the housing,
2. The apparatus according to claim 1, wherein air supplied from the air supply pipe into the housing is ejected from a gap between the punch and the stripper toward a tip end of the punch. .
孔の内周面に少なくとも1つのエアー通風用溝を形成し
たことを特徴とする請求項2の金属薄板結合装置。3. An apparatus according to claim 2, wherein at least one groove for air ventilation is formed in an inner peripheral surface of a hole through which said punch of said stripper passes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000039838A JP2001225124A (en) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | Sheet metal bonding apparatus |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007032839A (en) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Rasmussen Gmbh | Clump with attachment element |
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- 2000-02-17 JP JP2000039838A patent/JP2001225124A/en active Pending
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