JP7156677B2 - 積層板材構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
鉄心片1010は、所定平面視位置においてその裏面からパンチの押し上げにより、裏面1010aに凹部1010cが形成され、同時に表面1010bに凸部(突出部)1010dが形成される。
積層鉄心1000は、2枚の鉄心片1010を積層し、下側の鉄心片1010の表面に形成された凸部1010dを上側の鉄心片1010の裏面に形成された凹部1010cに嵌め込み、両鉄心片1010、1010を固定する。この様に次々と鉄心片1010が積層され、各々の凸部1010dが凹部1010cに嵌め込まれることにより、積層接心1000が形成される。なお、最上層の鉄心片1010には、開口1010eが形成されており、その下層の鉄心片1010の凸部1010dが開口1010eに嵌入されている。
このため、鉄心片1010を積層して、鉄心片1010の凸部1010dを積層方向に隣接する鉄心片1010の凹部1010cに嵌め込もうとする際に、凸部を凹部にスムースに嵌め込めないケースがあり得る。また、凸部と凹部を無理やりに嵌め込むと、両者の嵌め込みによる固定力が低下し、固定力にバラツキが生じる。さらに、無理やり凸部を凹部に嵌め込むと、鉄心片が変形し、内部応力を高めてしまい、長期信頼性を損ねてしまう。こうして、積層鉄心1000の初期及び長期信頼性を低下させてしまう。
さらに、各金属片の凹部と凸部の形成工程と、当該金属片の凸部を隣接する金属片の凹部に嵌め込む嵌め込み工程と、を別々に行うため、製造コストが高くなる。
第13図(従来例)の場合では、各鉄心片1010の凹部1010cと凸部1010dの形成位置、大きさ及び形状にバラツキが生じ、凸部と凹部を無理やり嵌め込むと、鉄心片が変形し、内部応力を高めてしまい、初期及び長期信頼性を損ねてしまう。これに対し、本発明によれば、第1板材の小孔の平面視位置と半抜き用パンチの平面視位置とが多少ずれたとしても、半抜き用パンチは圧入力により第2板材の裏面から突出する突出部を小孔の内部に確実に圧入させることができる。このため、積層された板材同士の固定力を安定化することができる。しかも、両板材が歪み、変形することがなく、したがって、内部応力の蓄積もないため、初期及び長期信頼性の確保を可能とする。
また、半抜きダボとは、半抜き用パンチを第2板材の表面からその板厚の途中まで圧入することにより第2板材の裏面から突出する突出部を含むダボを指す。当該半抜きダボは、第2板材の板厚内では第2板材に保持されている。
このため、半抜きダボ形成工程において、半抜き用パンチを第2板材の表面の内部に圧入する際に、小孔周辺の第1板材はダイの機能を効果的に発揮することができる。すなわち、小孔の内壁における表面側部分は滑らかで硬質の剪断面が長く形成されているため、半抜き用パンチの上記圧入の時に半抜きダボの突出部が小孔周辺の第1板材を強圧しても当該第1板材が潰れることがなく、半抜きダボの突出部を小孔の内部にスムースに導入することが可能となる。
なお、前記圧入深さは、より好ましくは、小孔の内壁長の0.4~0.6であり、さらに好ましくは0.5である。
本発明の実施形態1は、半導体モジュールMの放熱板に本発明の積層板材構造体を適用した積層板材構造体1の製造方法である。
図1は、実施形態1の積層板材構造体1の断面図、図2は実施形態1の積層板材構造体1の製造方法を説明する工程図、図3は実施形態1の積層板材構造体1の製造方法を説明する説明図である。図3(1)は実施形態1の各工程に対応するテープ状板材Wの平面視図、図3(2)は図3(1)のA-A断面図であり、テープ状板材を加工する加工装置も図示しており、図3(3)は図3(2)の一部を拡大した拡大図である。
実施形態1の積層板材構造体1は、図1のように、半導体モジュールMの底面に配置されて半導体モジュールMの放熱板として使用される。実施形態1の積層板材構造体1は、第1板材と第2板材が積層されるので厚く形成でき、半導体モジュールMの放熱性を良好とすることが可能となる。
実施形態1の積層板材構造体1の製造方法に用いるテープ状板材Wは、ステンレススチール(SUS304等)、黄銅、ベリリウム銅、アルミニウムなどの展性に富み、比較的高硬度の金属が使用される。テープ状板材Wは、図3(1)の搬送方向Pに沿って間欠搬送され、各搬送停止中に各工程が行われる。テープ状板材Wの幅方向の両端部には、搬送用のスプロケット穴Whが搬送方向Pに沿って等間隔に形成されている。図3(2)において、Wjはテープ状板材Wの表面、Weはテープ状板材Wの裏面である。
以下、各工程を詳細に説明する。
所定領域形成工程10は、テープ状板材Wに、積層板材構造体1を構成するための所定領域Waを形成する工程である。所定領域Waは、図3(1)の様に、片持ち片部分であり、テープ状板材Wに平面視コの字状の切り欠き部Wbを打ち抜きすることにより形成される。この切り欠き部Wbは、図3(2)の様に、上型11と下型12とによりテープ状板材Wをプレス抜きすることにより形成される。
小孔穿孔工程20は、所定領域形成工程10で形成されたテープ状板材Wの第1板材2(Wd)に小孔2aを穿孔する工程である。小孔2aは、図3(2)の様に、テープ状板材Wの上側に配置された小孔用パンチ21を、テープ状板材Wの表面に押し当てテープ状板材Wの下側に配置された小孔用ダイス22内まで降下させることにより形成される。
小孔用パンチ21の先端の平面視径(外径)21dは、小孔用ダイスの孔径22dよりクリアランス分だけ小径に形成されている。
なお、小孔用パンチ21の先端の平面視径21dは、テープ状板材Wの板厚Wtと同一、または、テープ状板材Wの板厚Wtより大きくしてもよい。
直角折り曲げ工程31は、小孔穿孔工程20で小孔2aが形成されたテープ状板材Wの第2板材3(Wc)をその表面Wj側(図3(2)の上側)に向けてほぼ直角に折り曲げる工程である。第2板材3(Wc)を直角に折り曲げる工程は、図3(2)の様に、テープ状板材Wの下側に配置された直角折り曲げ用パンチ32とテープ状板材Wの上側に配置された直角折り曲げ用ダイス33とを用いて行う。テープ状板材Wの所定領域Waの中央部を直角折り曲げ用パンチ32で押し上げると、第2板材3(Wc)が上方向に向けて直角に折り曲がる。
135°折り曲げ工程34は、直角折り曲げ工程31で直角に折り曲げられた第2板材3(Wc)をほぼ135°に折り曲げる工程である。第2板材3(Wc)を135°に折り曲げる工程は、図3(2)の様に、テープ状板材Wの上側に配置された135°折り曲げ用パンチ35を用いて行う。テープ状板材Wの第2板材3(Wc)を135°折り曲げ用パンチ35で押し下げると、第2板材3(Wc)が135°に折り曲がる。
180°折り曲げ工程36は、135°折り曲げ工程34で135°に折り曲げられた第2板材3(Wc)をほぼ180°折り曲げる工程である。第2板材3(Wc)を180°に折り曲げる工程は、図3(2)の様に、テープ状板材Wの上側に配置された180°折り曲げ用パンチ37を用いて行う。テープ状板材Wの第2板材3(Wc)を180°折り曲げ用パンチ37が押し下げると、第2板材3(Wc)が180°に折り曲がる。
このため、第2板材3(Wc)は、所定領域Waのなかで折り曲げられていない第1板材2(Wd)に積層されることになる。
第2板材3(Wc)に対する半抜きダボ形成工程40は、180°折り曲げ工程36により第1板材2(Wd)に積層された第2板材3(Wc)に、半抜きダボ3aを形成する工程である。この半抜きダボ形成工程40は、図3(2)、(3)のように、第1板材2(Wd)に穿孔された小孔2aの平面視位置に対応する第2板材3(Wc)の表面位置にて半抜き用パンチ41を第2板材3(Wc)の表面3c(We)内(第2板材3(Wc)の板厚Wsの途中位置まで)に圧入して半抜きダボ3aを形成し、半抜きダボ3aの先端を第2板材3(Wc)の裏面3e(Wj)から突出させ、突出した突出部3bを第1板材2(Wd)の小孔2a内に圧入して、第1板材2(Wd)と第2板材3(Wc)を互いに結合させる工程である。
半抜き用パンチ41の外径41dは、小孔2aの内径2adと同一に形成されている。すなわち、半抜きダボ形成工程40において、半抜き用パンチ41の先端の平面視形状及び平面視面積は、第1板材2(Wd)に穿孔された小孔2aの平面視形状及び平面視面積と同一である。したがって、半抜きダボ3aの平面視形状及び平面視面積は、第1板材2(Wd)に穿孔された小孔2aの平面視形状及び平面視面積と同一である。このため、半抜きダボ3aの突出部3bはスムースに小孔2a内に圧入する。この際、突出部3bが小孔2a内に圧入しても第1板材2(Wd)が変形することはない。したがって、半抜きダボ3aと第2板材3(Wc)との結合力を高めることができる。以上のように、半抜きダボ3aにより、第1板材2(Wd)と第2板材3(Wc)とは、互いに強固に結合することが可能となる。
なお、半抜きダボ3aの外周壁には、剪断面と破断面が形成されている。
半抜きダボ3aの突出部3bが第1板材2(Wd)の小孔2a内に圧入する圧入深さ3aaは、好ましくは、小孔2aの内壁長Wtの0.4~0.6であり、より好ましくは0.5である。
積層板材構造体分離工程50は、半抜きダボ形成工程40により、第1板材2(Wd)と第2板材3(Wc)とが互いに結合した積層構造体Wf(分離後は積層板材構造体1)を、テープ状板材Wから分離する工程である。
積層板材構造体分離工程50は、図3(2)に図示するように、テープ状板材Wの上側に配置された積層板材構造体分離用上型51をテープ状板材Wの下側に配置された積層板材構造体分離用下型52に向けて降下し、積層構造体Wfがテープ状板材Wに接続している接続領域Wiを切断し、積層構造体Wfをテープ状板材Wから分離する工程である。この積層板材構造体分離工程50により、テープ状板材Wから分離された積層構造体Wfは、図1の積層板材構造体1である。
実施形態1の効果は、次の通りである。
このため、半抜きダボ形成工程40において、半抜き用パンチ41を第2板材3(Wc)の表面3c(We)内に圧入する際に、小孔2a周辺の第1板材2(Wd)はダイの機能を効果的に発揮することができる。すなわち、小孔2aの内壁における表面側部分は滑らかで硬質の剪断面が長く形成されているため、半抜き用パンチ41の上記圧入の時に半抜きダボ3aの突出部3bが小孔2a周辺の第1板材2(Wd)を強圧しても当該第1板材2(Wd)が潰されることがなく、半抜きダボ3aの突出部3bを小孔2a内にスムースに導入することが可能となる。
実施形態1の製造方法で得られる積層板材構造体1は、第1板材2と第2板材3とが一体の板材から形成されるものであった。実施形態2の製造方法で得られる積層板材構造体101は、第1板材102と第2板材103とが別個の板材から構成され、この点が実施形態1と異なる。それ以外は、実施形態1と同様である。
このため、実施形態2の積層板材構造体101の製造方法は、実施形態1の小孔穿孔工程20に代えて小孔穿孔工程120を行い、さらに、実施形態1の第2板材積層工程30に代えて第2板材積層工程130を採用する。なお、実施形態2の小孔穿孔工程120の中で案内ダボ形成工程122を行う。また、実施形態1の第2板材積層工程30は、直角折り曲げ工程31、135°折り曲げ工程34及び180°折り曲げ工程36をこの順で行うものであったが、実施形態2の第2板材積層工程130では各折り曲げ工程は行わない。
実施形態2の積層板材構造体101は、図4のように、半導体モジュールMの底面に配置されて半導体モジュールMの放熱板として使用される。実施形態2の積層板材構造体101は、第1板材と第2板材が積層されるので、厚く形成でき、半導体モジュールMの放熱性を良好とすることが可能となる。
実施形態2の積層板材構造体101の製造方法に用いるテープ状板材Wは、実施形態1と同様の金属が使用される。テープ状板材Wは、図6(1)の搬送方向Pに沿って間欠搬送され、各搬送停止中に各工程が行われる。テープ状板材Wの幅方向の両端部には、搬送用のスプロケット穴Whが搬送方向Pに沿って等間隔に形成されている。
以下、各工程を詳細に説明する。
所定領域形成工程110は、テープ状板材Wに、積層板材構造体101を構成するための所定領域Waを形成する工程であり、実施形態1と同様に実施される。所定領域Waは、図6(1)の様に、片持ち片部分であり、テープ状板材Wに平面視コの字状の切り欠き部Wbを打ち抜きすることにより形成される。この切り欠き部Wbは、図6(2)の様に、上型11と下型12とによりテープ状板材Wをプレス抜きすることにより形成される。
小孔穿孔工程120は、所定領域形成工程110で形成されたテープ状板材Wの第1板材102(Wa)に小孔102aを2か所(複数個所)穿孔する工程であり、実施形態1と同様に実施される。小孔102aは、図6(2)の様に、テープ状板材Wの上側に配置された小孔用パンチ21を、テープ状板材Wの表面Wjに押し当て、テープ状板材Wの下側に配置された小孔用ダイス22内まで降下することにより形成される。
小孔用パンチ21の先端の平面視径(外径)21dは、小孔用ダイス22の孔径22dよりクリアランス分だけ小径に形成されている。
案内ダボ102dは、図6(3)のように、テープ状板材Wの下側に配置した案内ダボ用パンチ60をテープ状板材Wの裏面Weからテープ状板材Wの板厚の約半分に相当する高さだけ押し上げて形成される。このようにして案内ダボ102dが形成されると、第1板材102(Wa)の表面102c(Wj)から当該案内ダボ102dの突出部102daが突出する。この突出部102daが形成されると、突出部102daがテープ状板材Wの上側に配置した案内ダボ用ダイスのダイ孔61に挿入される。
第2板材積層工程130は、小孔穿孔工程120により小孔102aが穿孔され、且つ、案内ダボ102dが表面から突出形成された第1板材102(Wa)の表面102c(Wj)に、別途準備された第2板材103を積層する工程である。
第2板材103には、予め複数の案内孔103dが形成されている。第2板材103は、第1板材102(Wa)に積層される際に、第2板材103の案内孔103dが第1板材102(Wa)の案内ダボ102dに嵌合し、両者の平面視位置が定められる。
また、第1板材102(Wa)の硬度は、第2板材103の硬度と同一若しくは第2板材103の硬度より高い。第1板材102(Wa)の硬度が第2板材103の硬度と同一若しくは第2板材103の硬度より高い場合には、後述する半抜きダボ形成工程140において、第2板材103に半抜きダボ103aを形成するにあたり、半抜き用パンチ41が第2板材103を押圧する際に、第1板材102(Wa)が押し潰されることがない。このため、第1板材102(Wa)がプレス金型のダイの機能を、小孔102aがダイ孔の機能を十分に発揮することが可能となり、半抜きダボ103aの突出部103bを小孔102a内に確実に圧入することができる。第1板材102(Wa)の硬度が第2板材103の硬度より高い組み合わせの具体例は、第1板材がステンレススチール(SUS304等)で第2板材がベリリウム銅、第1板材がベリリウム銅で第2板材が黄銅、第1板材が黄銅で第2板材がアルミニウムである。
なお、第1板材102(Wa)の硬度は、所定値以上であれば、第2板材103の硬度より低くてもよい。
第1板材102(Wa)の板厚Wtが、第2板材103の板厚Wsと同一若しくは第2板材103の板厚Wsより厚い場合には、後述する半抜きダボ形成工程140において、第2板材103に半抜きダボ103aを形成するにあたり、半抜き用パンチ41が第2板材103を押圧する際に、第1板材102(Wa)が押し潰されることがない。このため、第1板材102(Wa)がプレス金型のダイの機能を、小孔102aがダイ孔の機能を十分に発揮することが可能となり、半抜きダボ103aの突出部103bを小孔102a内に確実に圧入することができる。
なお、第1板材102(Wa)の板厚は、第1板材102(Wa)の強度が所定値以上であれば、第2板材103の板厚Wsより薄くてもよい。
第2板材103に対する半抜きダボ形成工程140は、第2板材積層工程130により第1板材102(Wa)の表面102c(Wj)に積層された第2板材103に半抜きダボ103aを形成し、この半抜きダボ103aにより第1板材102(Wa)と第2板材103とを互いに結合させる工程である。
半抜きダボ形成工程140は、実施形態1の半抜きダボ形成工程40に対し、第2板材3(Wc)に代えて第2板材103を用いた点が異なる。それ以外は、実施形態1の半抜きダボ形成工程40と同様である。
なお、実施形態2の半抜きダボ形成工程140では、第1板材102(Wa)とは別体の第2板材103を用いることから、半抜き用パンチ41、41を2か所(複数個所)配置する。この半抜き用パンチ41、41及び半抜きダボ103a、103aは、図6(1)に図示されているように、第1板材102(Wa)の案内ダボ102dと第2板材103の案内孔103dの平面視位置とは異なった平面視位置に配置されている。
積層板材構造体分離工程150は、半抜きダボ形成工程140により、第1板材102(Wa)と第2板材103が互いに結合している積層構造体Wg(分離後は積層板材構造体101)を、テープ状板材Wから分離する工程である。
積層板材構造体分離工程150は、図6(2)に図示されているように、テープ状板材Wの上側に配置された積層板材構造体分離用上型51をテープ状板材Wの下側に配置された積層板材構造体分離用下型52に向けて降下し、積層構造体Wgがテープ状板材Wに接続している接続領域Wiを切断し、積層構造体Wgをテープ状板材Wから分離する工程である。この積層板材構造体分離工程150により、テープ状板材Wから分離された積層構造体Wgは、図4の積層板材構造体101である。
実施形態2は、実施形態1の(イ)~(ヘ)、(チ)及び(リ)の効果を有するが、さらに次の効果も有する。
各実施形態の半抜きダボ形成工程40では、半抜き用パンチ41の先端の平面視形状及び平面視面積は、第1板材2(Wd)、102(Wa)に穿設される小孔2a、102aの平面視形状及び平面視面積と同一であった。
変形例1の半抜きダボ形成工程では、第2板材内に圧入する半抜き用パンチの先端の平面視領域は、第1板材に穿孔された小孔の平面視領域の内側に配置されている点で各実施形態と異なり、それ以外は、各実施形態と同様である。
なお、変形例1の半抜きダボ3aは、第2板材3(Wc)における小孔2a相当領域が半抜きパンチ41により押し出されて形成される。このため、半抜きダボ3aの外周壁は、剪断面及び破断面が殆ど見られず押し出し面が形成される。
各実施形態の半抜きダボ形成工程40、140では、半抜き用パンチ41の先端の平面視形状及び平面視面積は、第1板材2(Wd)、102(Wa)に穿設される小孔2a、102aの平面視形状及び平面視面積と同一であった。変形例1の半抜きダボ形成工程では、第2板材3(Wc)内に圧入する半抜き用パンチ41の先端の平面視領域は、第1板材2(Wd)に穿孔された小孔2aの平面視領域の内側に配置されるものであった。
変形例2の半抜きダボ形成工程では、第2板材内に圧入する半抜き用パンチの先端の平面視領域は、第1板材に穿孔された小孔の平面視領域の外側まで存在している点で各実施形態及び変形例1と異なり、それ以外は、各実施形態及び変形例1と同様である。
なお、変形例2の半抜きダボ3aは、第2板材3(Wc)における小孔2a相当領域が半抜きパンチ41により押し出されて形成される。このため、半抜きダボ3aの外周壁は、剪断面及び破断面が殆ど見られず押し出し面が形成される。
図9は、変形例3における半抜きダボ形成工程40を説明する説明図である。
変形例3の半抜きダボ形成工程40は、各実施形態及び各変形例の第1板材2(Wd)、102(Wa)の小孔2a、102aの裏面2e、102e(We)側に半抜きダボ受70を挿入配置した状態で半抜きダボ3a、103aを形成する点で、各実施形態及び各変形例と異なる。その他の点では、各実施形態及び各変形例と同様である。
なお、第1板材2(Wd)の裏面2e(We)とは、第1板材2(Wd)において第2板材3(Wc)が積層する側である表面2c(Wj)に対して反対側の面を指す。
図10は、変形例4における半抜きダボ形成工程40を説明する説明図である。
変形例4の半抜きダボ形成工程40は、実施形態1の第1板材2(Wd)に穿孔される小孔2aの内壁が、小孔2aにおける裏面側孔幅寸法2afが表面側孔幅寸法2aeより大きくなるように逆テーパ面2fに形成されている状態で行われる点で、実施形態1及び変形例1~変形例3と異なる。その他の点では、実施形態1及び変形例1~変形例3と同様である。
なお、第1板材2(Wd)の裏面2e(We)とは、第1板材2(Wd)において第2板材3(Wc)が積層する側である表面2c(Wj)に対して反対側の面を指す。
また、小孔2aの内壁の逆テーパ面2fは、直線状でもよく、階段状でもよく、第1板材2(Wd)の表面2c(Wj)から裏面2e(We)に向けて小孔2aの幅寸法が大きく形成されればどのような面形状でもよい。また、逆テーパ面2fは、小孔2aの外周全域に設けてもよく、あるいは、小孔2aの外周の一部に設けてもよい。なお、図10図では、半抜き用パンチ41の外径41dは、小孔2aの表面側孔幅寸法2aeと同径である。
なお、小孔2aの内壁に逆テーパ面2fを形成する方法は、上記以外であってもよい。例えば、第1板材の裏面側から逆テーパ面形成用ドリルを挿入する、あるいは、第1板材の裏面側からレーザ光線を照射する、または、第1板材の裏面側から腐食液を晒すことにより、小孔の内壁に逆テーパ面を形成してもよい。
また、変形例4における半抜きダボ形成工程40は、変形例3の半抜きダボ形成工程40と併用してもよい。具体的には、半抜きダボ形成工程40では、図9のように第1板材2(Wd)の裏面2e(We)側から小孔2aの内部に半抜きダボ受70を挿入配置し、半抜きダボ受70の上面を図10の半抜きダボ3aの底面よりやや上方(半抜き用パンチ41の配置方向)の所定位置に配置した上で半抜き用パンチ41を第2板材3(Wc)の表面3c(We)内に圧入する。この場合は、変形例3の効果と変形例4の効果をもたらす。
図11は、変形例5における半抜きダボ形成工程40を説明する説明図である。
実施形態1の半抜きダボ形成工程40は、第1板材2(Wd)に第2板材3(Wc)を積層した状態で半抜きダボ工程40を行っている。
変形例5の半抜きダボ形成工程は、実施形態1の半抜きダボ工程40を行った後、第2板材3(Wc)の先端を180°折り曲げ、この折り曲げた部分である第3板材4(Wc)を第2板材3(Wc)の表面に積層させ、第3板材4(Wc)に第2回半抜きダボ形成工程42を行うものである。
第2回半抜きダボ形成工程42では、第2板材3(Wc)において予め小孔3fが穿孔された平面視位置に対応する第3板材4(Wc)の表面位置で半抜き用パンチ41を第3板材4(Wc)の表面4c(Wc)内に圧入して半抜きダボ4aを形成し、第3板材4(Wc)の裏面から突出する半抜きダボ4aの突出部4bを第2板材3(Wc)の小孔3f内に圧入し、第2板材3(Wc)と第3板材4(Wc)を互いに結合させる。
また、第2板材3(Wc)の小孔3fと第3板材4(Wc)の半抜きダボ4aの平面視位置は、第1板材2(Wd)の小孔2aと第2板材3(Wc)の半抜きダボ3aの平面視位置とは、異なる位置に設定する。
また、第3板材以降の板材を次々に積層しても、各板材間は折り曲げ部により一体化しているため、半抜きダボによる互いの板材の結合力を著しく高める必要がない。このため、半抜きダボの形成箇所を少なくすることが可能となり、低コストで積層板材構造体を製造することができる。
図12は、変形例6における半抜きダボ形成工程40を説明する説明図である。
実施形態2の半抜きダボ形成工程40は、第1板材102(Wa)に第2板材103を積層した状態で半抜きダボ工程40を行っている。
変形例6の半抜きダボ形成工程は、実施形態2の半抜きダボ工程40を行った後、第2板材103の表面に第3板材104を積層させ、第3板材104に第2回半抜きダボ形成工程42を行うものである。
第2回半抜きダボ形成工程42では、第2板材103に予め穿孔された小孔103fの平面視位置に対応する第3板材104の表面位置で半抜き用パンチ41を第3板材104の表面104c内に圧入して半抜きダボ104aを形成し、第3板材104の裏面から突出する半抜きダボ104aの突出部104bを第2板材103の小孔103f内に圧入し、第2板材103と第3板材104を互いに結合させる。
また、第2板材103の小孔103fと第3板材104の半抜きダボ104aの平面視位置は、第1板材102(Wa)の小孔102aと第2板材103の半抜きダボ103aの平面視位置とは、異なる位置である。
第1板材102(Wa)と第2板材103との平面視位置の位置合わせは、実施形態2のように第1板材102(Wa)に形成した案内ダボ102dを第2板材103の案内孔103dに挿入して行う(図3(3)参照。)。また、第2板材103と第3板材104との平面視位置の位置合わせは、第2板材103に予め形成した案内ダボを第3板材104に予め穿孔した案内孔に挿入して行う(図示せず。)。なお、各板材同士の平面視位置の位置合わせは、それ以外の位置合わせ構造であってもよく、例えば、基台に設置した案内ピンに、各板材に形成した案内孔を挿入してもよい。
第1板材102(Wa)の板厚Wtは第2板材103の板厚Wsより厚く、第2板材103の板厚Wsは第3板材104の板厚Wuより厚い。但し、各板の板厚は、その関係に定まるものではなく、必要に応じて適宜選定すればよく、例えば同じ板厚でもよい。
また、各板材の板厚、材質を、使用目的に応じて適宜変更することも可能である。
本発明は、次のような変形例も含む。
本変形例は、テープ状板材Wに代えて短冊状板材を用い、当該短冊状板材を間欠搬送装置に搭載して、所定領域形成工程10、小孔穿孔工程20、第2板材積層工程30(直角折り曲げ工程31、135°折り曲げ工程34及び180°折り曲げ工程36を含む)、半抜きダボ形成工程40及び積層板材構造体分離工程50を連続的に行うようにしてもよい。
本変形例は、テープ状板材Wに代えて、短冊状板材を用いて第1板材102(Wa)を形成し、短冊状板材を間欠搬送装置に搭載して、所定領域形成工程110、小孔穿孔工程120、第2板材積層工程130(第2板材103は短冊状板材から形成せずに別途に準備されたもの。)、半抜きダボ形成工程140及び積層板材構造体分離工程150を連続的に行うようにしてもよい。
2、102・・・第1板材
2a、102a・・・(第1板材の)小孔
2f・・・逆テーパ面
3、103・・・第2板材
3a、103a・・・(第2板材の)半抜きダボ
3b、103b・・・(半抜きダボの)突出部
3f、103f・・・(第2板材の)小孔
4、104・・・第3板材
4a、104a・・・(第3板材の)半抜きダボ
4b、104b・・・(半抜きダボの)突出部
10、110・・・所定領域形成工程
20、120・・・小孔穿孔工程
21・・・・・・・小孔用パンチ
30、130・・・第2板材積層工程
31・・・直角折り曲げ工程
34・・・135°折り曲げ工程
36・・・180°折り曲げ工程
40、140・・・半抜きダボ形成工程
41・・・半抜き用パンチ
42・・・第2回半抜きダボ形成工程
50、150・・・積層板材積層体分離工程
70・・・半抜きダボ受
122・・・案内ダボ形成工程
1000・・・積層鉄心(積層板材構造体)
1010・・・鉄心片(板材)
1010a・・・鉄心片の裏面
1010b・・・鉄心片の表面
1010c・・・鉄心片の凹部
1010d・・・鉄心片の凸部
1010e・・・鉄心片の開口
M・・・半導体モジュール
P・・・搬送方向
W・・・テープ状板材
Wa・・・(テープ状板材の)所定領域
Wb・・・(テープ状板材の)切り欠き部
Wc・・・(テープ状板材の)先端領域
Wd・・・(テープ状板材の)平坦領域
We・・・(テープ状板材の)裏面
Wf、Wg・・・積層構造体
Wh・・・(テープ状板材の)スプロケット穴
Wi・・・(テープ状板材の)接続領域
Wj・・・(テープ状板材の)表面
Wt・・・(テープ状板材の)板厚
Claims (10)
- 第1板材に第2板材が積層し互いに結合している積層板材構造体の製造方法であって、
前記第1板材の所定箇所に小孔を穿孔する小孔穿孔工程と、
前記第1板材の裏面から案内ダボ用パンチを押し上げて、前記第1板材の表面から上向きに半抜き突出する案内ダボを形成する案内ダボ形成工程と、
前記小孔穿孔工程及び前記案内ダボ形成工程の後工程であって、前記第1板材の前記案内ダボに前記第2板材に予め形成された案内孔が嵌合して両者の平面視位置が定められるように前記第1板材に前記第2板材を積層する第2板材積層工程と、
前記第2板材積層工程の後工程であって、前記第1板材における前記小孔の平面視位置に対応する前記第2板材の表面位置で、半抜き用パンチを上側から前記第2板材の表面内に圧入して前記第2板材に半抜きダボを形成する半抜きダボ形成工程と、
を含み、
前記半抜きダボ形成工程では、前記半抜きダボの先端を前記第2板材の裏面から突出させ、この突出した部分である突出部を前記第1板材の前記小孔の内部に圧入することにより前記第1板材と前記第2板材を結合することを特徴とする積層板材構造体の製造方法。 - 請求項1に記載された積層板材構造体の製造方法であって、
前記小孔穿孔工程では、
前記小孔の穿孔は小孔用パンチとダイスを用いて行い、当該小孔用パンチの先端の平面視径は、前記第1板材の板厚より小さいことを特徴とする積層板材構造体の製造方法。 - 請求項1または2に記載された積層板材構造体の製造方法であって、
前記半抜きダボ形成工程では、
前記半抜きダボの前記突出部が前記第1板材の前記小孔の内部に圧入する圧入深さは、前記小孔の内壁長の0.2~0.8の範囲であることを特徴とする積層板材構造体の製造方法。 - 請求項1~3のいずれかに記載された積層板材構造体の製造方法であって、
前記半抜きダボ形成工程では、
前記半抜き用パンチの先端の平面視形状及び平面視面積は、前記第1板材に穿孔された前記小孔の平面視形状及び平面視面積と同一であることを特徴とする積層板材構造体の製造方法。 - 請求項1~4のいずれかに記載された積層板材構造体の製造方法であって、
前記半抜きダボ形成工程では、前記第1板材の裏面側から前記小孔の内部に半抜きダボ受を挿入配置した上で前記半抜き用パンチを前記第2板材の表面内に圧入することにより、前記第1板材の板厚方向に圧縮された半抜きダボを形成することを特徴とする積層板材構造体の製造方法。 - 請求項1~5のいずれかに記載された積層板材構造体の製造方法であって、
前記半抜きダボ形成工程は、前記第1板材に穿孔される前記小孔の内壁が、前記小孔における裏面側孔幅寸法が表面側孔幅寸法より大きくなるように逆テーパ面に形成されている状態で行われることを特徴とする積層板材構造体の製造方法。 - 請求項1~6のいずれかに記載された積層板材構造体の製造方法であって、
前記第1板材と前記第2板材は別個の板材から構成されることを特徴とする積層板材構造体の製造方法。 - 請求項7に記載された積層板材構造体の製造方法であって、
前記第1板材の硬度は、前記第2板材の硬度と同一若しくは前記第2板材の硬度より高いことを特徴とする積層板材構造体の製造方法。 - 請求項7または8に記載された積層板材構造体の製造方法であって、
前記第1板材の板厚は、前記第2板材の板厚と同一若しくは前記第2板材の板厚より厚いことを特徴とする積層板材構造体の製造方法。 - 請求項1~9のいずれかに記載された積層板材構造体の製造方法であって、
前記第1板材はテープ状板材からなり、前記テープ状板材の搬送に伴って、前記小孔穿孔工程、前記案内ダボ形成工程、前記第2板材積層工程、前記半抜きダボ形成工程を行い、さらに、前記テープ状板材から積層板材構造体を分離する積層板材構造体分離工程を行うことを特徴とする積層板材構造体の製造方法。
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