JP6039598B2 - Daboca method - Google Patents
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Description
本発明は、接合しようとする板材間において板厚を同等の関係にできるなど、板厚に起因する制限を減らして汎用性を高めるようにし、また高い(強い)接合強度を得ることができるようにしたダボカシメ方法に関する。 In the present invention, it is possible to increase the versatility by reducing the limitation caused by the plate thickness, such as making the plate thickness equivalent between the plate materials to be bonded, and to obtain a high (strong) bonding strength. It is related to the method of making a dowel.
板材同士を接合する方法としては、一般に、スポット溶接やカシメなどが知られている。このうちスポット溶接は、重ねた板材を挟持させるように電極を圧着し給電する作業が基本になるが、溶接位置と電極との位置合わせが面倒であるうえに、溶接後処理、接合強度確認など種々の付随作業によって長いタクトタイムを要する。そのため、板材を製作するプレス工程等には組み込むことができずに、生産ラインの長大化や生産能率の低下などを招来する不都合がある。また接合強度の観点からは、強度不足や強度のバラツキが生じやすいといった事情もあった。 In general, spot welding, caulking, or the like is known as a method for joining plate members together. Of these, spot welding is basically the work of crimping and feeding the electrodes so that the stacked plate materials are sandwiched, but the positioning between the welding position and the electrodes is troublesome, post-welding processing, confirmation of bonding strength, etc. Long tact time is required due to various incidental operations. For this reason, it cannot be incorporated into a press process for producing a plate material, and there is a disadvantage in that the production line is lengthened and the production efficiency is lowered. In addition, from the viewpoint of bonding strength, there are circumstances such as insufficient strength and unevenness in strength.
一方、カシメによる接合方法には、板材の他にハトメやリベットといった接合部品を用いる方法をはじめとして、一方の板材にバーリングを形成して行うバーリングカシメやダボを形成して行うダボカシメなど、種々の方法が知られている。このうちバーリングカシメやダボカシメは、ハトメやリベットを必要としないために使用部品の点数を減らすことができる点で好適とされる(例えば、ダボカシメについては特許文献1等参照)。なかでもダボカシメは、バーリングカシメよりも接合強度が高くなる点、及びバーリングと違って板厚を貫通するような孔が形成されない点で好適とされることがある。
On the other hand, the joining method by caulking includes various methods such as a method of using joining parts such as eyelets and rivets in addition to the plate material, burring caulking performed by forming a burring on one plate material, and dowel crimping performed by forming a dowel. The method is known. Of these, burring caulking and dowel caulking are preferred because they do not require eyelets or rivets and can reduce the number of parts used (for example, refer to
ダボカシメを行うには、当然ながら一方の板材にダボ(中空の突起)を形成する必要がある。一般に、ダボを形成するには、元になる板材の板厚tを含めて1.5t以内のダボ高さに抑えるのが、亀裂のないダボを形成させるための必要条件とされていた。すなわち、板材の表面からダボが突出する高さ(板厚tを除いた高さ)は板厚tの半分と同じか、これより小さい寸法に制限される。そのため、このダボを形成させた板材(以下、「ダボ
付き板材」と言う)に対し、ダボ孔を形成させる方の板材(以下、「ダボ孔付き板材」と言う)として同じ板厚のものを選択したとすると、ダボ孔からダボを突き抜けさせることができないことになる。
In order to perform dowel crimping, it is naturally necessary to form dowels (hollow protrusions) on one plate material. In general, in order to form a dowel, the dowel height within 1.5 t including the thickness t of the original plate material is a necessary condition for forming a dowel without cracks. That is, the height at which the dowels protrude from the surface of the plate material (the height excluding the plate thickness t) is limited to a dimension that is the same as or smaller than half the plate thickness t. Therefore, for the plate material on which this dowel is formed (hereinafter referred to as “plate material with dowels”), the plate material with the same thickness as the plate material on which dowel holes are formed (hereinafter referred to as “plate material with dowel holes”). If it is selected, the dowel cannot be penetrated from the dowel hole.
その結果として、ダボ孔付き板材は、ダボ付き板材のおおよそ半分以下の板厚のものに制限されることとなってしまい、それだけ汎用性が低くなる(ダボカシメの適用条件が厳しくなる)という問題があった。また、ダボ高さを十分に高くできないことがネックになるため、たとえダボ孔付き板材が薄い場合でも、接合強度に自ずと上限があるという問題があった。 As a result, the plate material with the dowel hole is limited to a plate thickness of about half or less than the plate material with the dowel plate, and the versatility is lowered accordingly (the application condition of the dowel caulking becomes severe). there were. In addition, since it is a bottleneck that the dowel height cannot be increased sufficiently, there is a problem that the bonding strength naturally has an upper limit even if the plate material with dowel holes is thin.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、接合しようとする板材間において板厚を同等の関係にできるなど、板厚に起因する制限を減らして汎用性を高めるようにし、また高い(強い)接合強度を得ることができるようにしたダボカシメ方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to increase the versatility by reducing restrictions due to the plate thickness, such as being able to make the plate thickness equivalent between the plate materials to be joined, It is an object of the present invention to provide a dowel-caulking method capable of obtaining a high (strong) bonding strength.
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
即ち、本発明に係るダボカシメ方法は、板厚方向に貫通するダボ孔が形成されたダボ孔付き板材とこのダボ孔付き板材の前記ダボ孔を突き抜けて突出する中空のダボが形成されたダボ付き板材とを準備し、前記ダボ付き板材では前記ダボの根本部内面に当該ダボ付き板材の板厚内に収まり且つ前記ダボの内径よりも径大となる開口端を有した段差状又はテーパ状の拡径部を形成しておき、前記ダボ孔付き板材と前記ダボ付き板材とを前記ダボ孔に前記ダボが嵌る状態にして重ね合わせ、前記ダボ付き板材に対しては前記ダボの内部へ前記拡径部の内周面と非接触を保持しつつ前記ダボの開口端を支持して立ち上がる末広がりのテーパ基部が形成された受け側パンチを挿入すると共に、前記ダボ孔付き板材に対しては前記ダボ孔を突き抜けて突出している前記ダボの先端部へ潰し側パンチを突き当て、前記受け側パンチと前記潰し側パンチとを対向押圧させることにより前記ダボの先端部を前記ダボ孔の開口周部で径方向外方へ押し広げて前記ダボ孔付き板材と前記ダボ付き板材とを接合することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures.
That is, the dowel crimping method according to the present invention includes a dowel hole-formed plate material in which dowel holes penetrating in the plate thickness direction and a dowel hole in which a hollow dowel projecting through the dowel hole of the dowel hole-made plate material is formed. In the plate material with a dowel, a stepped or tapered shape having an open end that is within the thickness of the plate material with the dowel and is larger than the inner diameter of the dowel on the inner surface of the dowel . An enlarged diameter portion is formed, and the dowel holed plate material and the doweled plate material are overlapped with the dowel hole fitted into the dowel hole, and the doweled plate material is expanded into the dowel. It is inserted the receiving side punches inner peripheral surface and a divergent tapered base that rising supports the open end of the dowel while maintaining the non-contact is formed of diameter, relative to the dowel perforated plate Through the dowel hole The crushing side punch is abutted against the tip of the dowel, and the crushing side punch is pressed against the receiving side punch and the crushing side punch so that the tip of the dowel is radially outward at the opening peripheral part of the dowel hole. The plate material with dowel holes is joined to the plate material with dowel holes.
前記ダボ付き板材の板厚に対し、前記ダボ孔付き板材が同等以上の板厚を有したものとすることができる。
前記潰し側パンチのパンチ先端部に対し前記ダボよりも径小の突起を設けておき、前記受け側パンチと前記潰し側パンチとの対向押圧時に前記突起によるダボ先端部の径方向外方への押し広げを促進させるようにしてもよい。
The plate material with dowel holes may have a thickness equal to or greater than the plate thickness of the plate material with dowels.
A protrusion having a diameter smaller than that of the dowel is provided on the punch tip portion of the crushing side punch, and the dowel tip end portion of the dowel tip portion due to the protrusion is radially outward when the receiving side punch and the crushing side punch are pressed against each other. You may make it promote spreading.
前記ダボ孔付き板材における前記ダボ孔の開口周部に対し、前記ダボ孔から前記ダボが突き抜けた時の根本部を取り囲むように環状凹部を形成しておき、前記受け側パンチと前記潰し側パンチとの対向押圧時にダボ先端部の径方向外方への押し広げ部分を前記環状凹部内へ収容させるようにしてもよい。 An annular recess is formed so as to surround a base portion when the dowel penetrates from the dowel hole with respect to the opening peripheral portion of the dowel hole in the plate material with the dowel hole, and the receiving side punch and the crushing side punch A portion of the dowel tip extending outward in the radial direction may be accommodated in the annular recess when pressed against the annular recess.
本発明に係るダボカシメ方法は、接合しようとする板材間において板厚を同等の関係にできるものとなって板厚に起因する制限を減らして汎用性を高めることができ、また高い(強い)接合強度を得ることができる。 The dowel caulking method according to the present invention can make the plate thickness equivalent between the plate materials to be joined, and can reduce the restriction caused by the plate thickness to increase versatility, and can also achieve high (strong) joining. Strength can be obtained.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図1乃至図3は、本発明に係るダボカシメ方法を実施してダボ孔付き板材1とダボ付き板材2とを接合する状況を示しており、また図4は、このダボカシメ方法の実施により構成された接合構造を示している。本実施形態では、ダボ孔付き板材1の板厚t1とダボ付き板材2の板厚t2とを同じ寸法にする場合を例示してある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1 to 3 show a state in which the dowel-caulking method according to the present invention is performed to join the dowel holed
図2に示すように、ダボ孔付き板材1には、板厚方向に貫通するダボ孔5が形成されている。これに対してダボ付き板材2には中空のダボ6が形成されている。言うまでもなく、これらダボ孔5とダボ6とは、ダボ孔5(内径)に対してダボ6(外径)を嵌め入れることができる寸法関係としてある。
なお、ダボ孔付き板材1の板形状や用途、またダボ付き板材2の板形状や用途等は、特に限定されるものではない。例えば、ダボ孔付き板材1をベース材としてダボ付き板材2をベース材に取り付けるブラケットやフック等の小物類としたり、その反対に、ダボ付き板材2をベース材にしてダボ孔付き板材1を小物類としたりすることは、任意に選択可能である。また筐体等を製作する際などにあって、ダボ孔付き板材1とダボ付き板材2とのいずれもが、筐体の壁材や仕切材を形成するための要素(板状部品)とすることも、当然に可能である。
As shown in FIG. 2,
In addition, the plate shape and use of the
また、ダボ孔付き板材1の板厚t1とダボ付き板材2の板厚t2との寸法関係においても、同厚とすることが限定されるものではなく、多少の板厚差(例えば、1mm以内)を有する「同等」の範囲としたり、明らかに板厚が異なるもの(例えば、t1=0.5×t2)としたりすることも可能である。更に、ダボ孔付き板材1やダボ付き板材2の材質についても、金属板であれば特に限定されるものではなく、加えて各板材1,2を同一材質としても異なる材質としてもよい。要するに、これら寸法的な要件や材質的な要件は、ダボ付き板材2に関して言えば中空のダボ6を形成でき、またそのダボ6をプレスで押し潰せるものであることで判断すればよい。
Also in the dimensional relationship between the thickness t 1 and the thickness t 2 of dowels with
ダボ孔付き板材1には、ダボ孔5の開口周部に対してその開口をテーパ状に拡げた環状凹部7が形成されている。そのため、ダボ孔5に対してダボ付き板材2のダボ6を嵌め入れたとき、この環状凹部7がダボ孔5から突き抜けたダボ6の根本部を取り囲むようになる(図3参照)。
一方、ダボ付き板材2において、ダボ6のダボ高さh(板厚t2を含んだ寸法)は、図3に示すように、このダボ6をダボ孔付き板材1のダボ孔5へ嵌め付けたときに、ダボ孔5を突き抜けて突出するダボ先端部の高さm(m=h−t2−t1)が、おおよそダボ孔付き板材1の板厚t1の半分以上となること(即ち、m≧0.5×t1)を目安として、形成されている。そのうえで、このダボ6には、その根本部内面に内径を拡大させた拡径部8が形成されている。
The dowel-holed
On the other hand, in the
この拡径部8は、ダボ6の内径よりも径大となる開口端を有したものとしてあり、例えば、開口端から板厚内(ダボ6)へ向かう方向で徐々に径小化させたテーパ部8aを備える孔とすることができる。なお、この拡径部8の形成深さdは、ダボ付き板材2の板厚t2よりも小さくなるように抑えてある(t2>d)。このようにすることで、ダボ6の根元部に対し、その全周を取り巻くようにして残肉部10が形成される。この残肉部10により、ダボ6の根元部に亀裂を発生させることなく、ダボ6の突出高さhを可及的に大きくすることができる。
The enlarged
このような拡径部8は、フライス盤やボール盤等を用いた切削加工により形成することもできるが、好ましくはダボ6の形成と並行して行うプレス加工により形成する。プレス加工を採用することで、残肉部10を圧密化(圧縮による組成の緻密化)ができるので、その結果としてより一層、ダボ根元部の亀裂防止作用を得ることができる。なお、圧密化の作用を効果的に得るためには、ダボ6の形成後に拡径部8(テーパ部8a)の形成を行わせるようにするのが好適である。
Such a diameter-expanded
これらダボ孔付き板材1とダボ付き板材2とを接合するためのダボカシメ方法では、受け側パンチ12と潰し側パンチ13とを備えたカシメ装置を用いる。
受け側パンチ12はダボ6内へ挿入する突起形状を有して形成されたもので、ダイプレ
ート14から突出する基部まわりには、末広がりのテーパ基部15が形成されている。このテーパ基部15は、ダボ6に設けられた拡径部8の内周面とは非接触を保持するものとなっている。ここにおいて「非接触を保持する」とは、ダボ6に対して受け側パンチ12を挿入した時点(受け側パンチ12と潰し側パンチ13との対向押圧を行う前の段階)を言う。すなわち、テーパ部8aを備える拡径部8の場合、この拡径部8の内周面と受け側パンチ12のテーパ基部15との周間には、菱形状の隙間が環状に連通した状態で形成されることになる。
In the dowel caulking method for joining the dowel holed
The receiving
これに対し、潰し側パンチ13は、ダボ孔5及びこのダボ孔5に嵌ったダボ6と同心配置となる円柱状に形成されたもので、ダボ6へ向けたパンチ先端部には、同じくダボ孔5及びダボ6と同心配置となる突起16が設けられている。この突起16は、ダボ6よりも径小となるように形成されたもので、本実施形態では、突出方向に徐々に径小となるテーパが付されたもの(円錐台形)としてある。
On the other hand, the crushing
次に、これら受け側パンチ12及び潰し側パンチ13が備えられたカシメ装置を用いて、本発明に係るダボカシメ方法によりダボ孔付き板材1とダボ付き板材2とを接合する実施状況を説明する。
まず、図3に示すように、ダボ孔付き板材1とダボ付き板材2とを、ダボ孔5にダボ6が嵌る状態で重ね合わせる。そして、ダボ付き板材2のダボ6内へ受け側パンチ12を挿入する。このとき、受け側パンチ12のテーパ基部15がダボ6の拡径部8内に収まり、ダイプレート14がダボ付き板材2(ダボ6の下端部まわり)を支持した状態にする。
Next, the implementation situation which joins the board |
First, as shown in FIG. 3, the
次に、ダボ孔付き板材1のダボ孔5を突き抜けて突出しているダボ6の先端部へ潰し側パンチ13を突き当て、更に受け側パンチ12と潰し側パンチ13とを対向押圧させる。受け側パンチ12を加圧側とするか潰し側パンチ13を加圧側とするかはカシメ装置の仕様によるものであって、特に限定されるものではない。
この両パンチ12,13の対向押圧により、ダボ6の先端部が潰し側パンチ13の突起16によって軸方向(図3下方)に押圧される。従って、ダボ6においてダボ孔5から突出(露出)している周壁部分には、図1に示すように、押し潰しの負荷と同時にダボ孔5の開口周部で径方向外方へ拡がるように変形させる負荷(矢符X参照)が生じる。そのためダボ6は、その先端部が実際にダボ孔付き板材1の表面に沿う方向で拡径状に変形を起こすことになる。
Next, the crushing
By the opposing pressing of both the
潰し側パンチ13には突起16が設けられているために、ダボ6の先端部に拡径状の変形を起こさせる作用は促進される。殊に、本実施形態では、突起16が突出方向に徐々に径小となるテーパ付き(円錐台形)とされているので、ダボ6の先端部に拡径状の変形を起こさせる作用は更に一層、強化される。
ダボ6は、突起16による押圧部分が、この突起16の形状に対応した凹み形状に変形されるが、この凹み変形部分の外周部は、潰し側パンチ13において突起16を取り囲んでいる円環状の平坦な先端面で押圧されて、押し返しによる***は抑えられることになる。そのため、ダボ6において拡径状の変形を起こした部分は、ダボ孔付き板材1の環状凹部7内を埋めるように収容されるようになり、ダボ孔付き板材1の表面にダボ6による凸部は生じず、ほぼフラットな状態に保持されることになる。
Since the
In the
一方、ダボ6の根元部では、潰し側パンチ13の押圧に伴う軸方向の押圧力が残肉部10を介してダボ付き板材2へと伝搬される。ダボ付き板材2は受け側パンチ12のダイプレート14によりバックアップされた状態にあるので、ダボ6の根元部でも、前記した周壁部と同様にやはり軸方向(図1の下方向き)に圧縮変形を受けることになる。
ここにおいて、ダボ付き板材2の拡径部8と受け側パンチ12のテーパ基部15との周間には環状の隙間が形成されていることから、ダボ6の根元部はこの隙間内へ向けた(縮径方向へ向けた)変形が許容される状況にある。そのため、この変形を起こそうとする作用が、ダボ6の根元部に負荷する軸方向圧縮力を緩和し、且つダボ6の径方向外方へ負荷を円滑に逃がすように作用する(矢符Yの円弧カーブ参照)。実質的に、ダボ6の根元部が隙間内へ向けて変形し、受け側パンチ12のテーパ基部15へ接触干渉するようになれば、ダボ6の径方向外方へ負荷を逃がす作用は、より一層高くなる。
On the other hand, in the root portion of the
Here, since an annular gap is formed between the
要するに、潰し側パンチ13の押圧に伴う軸方向の押圧力がダボ6の根元部をダイプレート14へ直線的に押し付けて圧縮させるといった過激な作用の発生は回避されることになる。そのため、残肉部10では応力集中が起こり難くなり、結果としてこの残肉部10で亀裂等が発生することはない。
このようにして、図4に示すように、ダボ孔付き板材1とダボ付き板材2とが確実に、且つ高い(強い)接合強度で接合されるものとなる。
In short, the occurrence of an extreme action in which the axial pressing force accompanying the pressing of the crushing
In this way, as shown in FIG. 4, the
なお、本発明に係るダボカシメ方法では、スポット溶接などとは異なってタクトタイムを短縮することができるので、ダボ孔付き板材1やダボ付き板材2を製造するための順送プレスやタレパン(タレットパンチプレス)の中の1工程として本発明に係るダボカシメ方法による接合工程を組み込むようにすることもできる。
ところで、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
In the dowel crimping method according to the present invention, the tact time can be shortened unlike spot welding or the like, and therefore, a progressive press or a turret punch (turret punch for producing the
By the way, this invention is not limited to the said embodiment, It can change suitably according to embodiment.
例えば、環状凹部7は、テーパ状とすることが限定されるものではなく、段差状の凹み(深さ方向がストレートの内周面を備えた凹み)として形成してもよい。また、環状凹部7は省略して、ダボ6の先端部がダボ孔付き板材1の表面で径方向外方へ拡がるように押し潰す構造にしてもよい。
図5に示すように、ダボ付き板材2のダボ6に対して設ける拡径部8のテーパ部8aと、受け側パンチ12の基部まわりに設けるテーパ基部15とを接近させて形成することも可能である。この場合には、拡径部8のテーパ部8aに付与するテーパ角αよりも、受け側パンチ12のテーパ基部15に付与するテーパ角βのほうが小さくなる関係にすることで、拡径部8とテーパ基部15との間を非接触に保持させる(隙間を生じさせる)ことができる。
For example, the
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、ダボ付き板材2のダボ6に対して設ける拡径部8は、ダボ付き板材2の板厚内に段差を生じさせた段付き孔とすることもできる。この場合、この拡径部8の内周面と受け側パンチ12のテーパ基部15との周間には、逆三角形状の隙間が環状に連通した状態で形成されることになる。
As shown in FIG. 6, the
1 ダボ孔付き板材
2 ダボ付き板材
5 ダボ孔
6 ダボ
7 環状凹部
8 拡径部
10 残肉部
12 受け側パンチ
13 潰し側パンチ
14 ダイプレート
15 テーパ基部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ダボ付き板材では前記ダボの根本部内面に当該ダボ付き板材の板厚内に収まり且つ前記ダボの内径よりも径大となる開口端を有した段差状又はテーパ状の拡径部を形成しておき、
前記ダボ孔付き板材と前記ダボ付き板材とを前記ダボ孔に前記ダボが嵌る状態にして重ね合わせ、
前記ダボ付き板材に対しては前記ダボの内部へ前記拡径部の内周面と非接触を保持しつつ前記ダボの開口端を支持して立ち上がる末広がりのテーパ基部が形成された受け側パンチを挿入すると共に、
前記ダボ孔付き板材に対しては前記ダボ孔を突き抜けて突出している前記ダボの先端部へ潰し側パンチを突き当て、
前記受け側パンチと前記潰し側パンチとを対向押圧させることにより前記ダボの先端部を前記ダボ孔の開口周部で径方向外方へ押し広げて前記ダボ孔付き板材と前記ダボ付き板材とを接合する
ことを特徴とするダボカシメ方法。 Preparing a dowel holed plate material in which dowel holes penetrating in the plate thickness direction are formed and a dowel plate material in which a hollow dowel protruding through the dowel hole of the dowel hole plate material is formed;
Wherein the dowel with the plate material to form a stepped or tapered expanded diameter section base portion inner surface falls within the thickness of the dowel with the plate material and having an open end serving as a diameter larger than the inner diameter of the dowel of the dowels Leave
The dowel holed plate material and the doweled plate material are overlapped with the dowel hole fitted into the dowel hole,
Receiving For the dowel with plate members diverging tapered base that rising supports the open end of the dowel while maintaining the inner peripheral surface and the non-contact of the expanded diameter portion into the interior of the dowel is formed While inserting the side punch,
With respect to the plate material with the dowel hole, the crushed side punch is abutted against the tip of the dowel protruding through the dowel hole,
The receiving side punch and the crushing side punch are pressed against each other so that the tip end portion of the dowel is expanded radially outward at the opening peripheral portion of the dowel hole, and the dowel holed plate material and the doweled plate material are formed. A dowel caulking method characterized by joining.
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