JPH02169132A

JPH02169132A - 冷間圧延／クリンプ工具

Info

Publication number: JPH02169132A
Application number: JP1281624A
Authority: JP
Inventors: Shuji U Maruko; シュージ・ユー・マルコ; Richard R Mulliner; リチャード・アール・ムリナー
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1988-10-27
Filing date: 1989-10-27
Publication date: 1990-06-29
Also published as: EP0366131A2; IL91921A0; IL91921A; US4982487A; EP0366131A3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は一般的な組立工程、特にノ）ウジングをシー
ルする工具および方法に関する。

［従来の技術］よく知られるように、工業製品の製造においては、様々
な部材を保護用ハウジングの中に封入することがよくあ
る。このようなハウジングは、機械的な締め具、半田付
、ろう付、および／または、溶接などの多くの方法を用
いて組み立てられる。

このような従来のハウジング及びその組立技術は、電気
装置またはマイクロ波装置などの、現在の熱に弱い部材
の組立に利用した際に欠点がある。

例えば、現在の熱に弱いマイクロ波装置は、長く使用さ
れる間、マイクロ波装置を保護するためのハウジング内
に封入されるのが一般的である。このようなマイクロ波
装置に、多くの熱に弱い絶縁体と一緒に組み立てられる
（または詰め込まれる）、主供給線カプラーと補助カプ
ラー素子からなるマイクロ波供給装置（＠ｉｃｒｏｗａ
ｖｅ　５ｅｒｉｅｓ　ｆ’ｅｅｄ　ａｓｓｃａ＋ｂｌｙ
）があり、これらの全部は細長い矩形のアルミ導管の中
に１・１人される。これまで、このようなマイクロ波装
置は、組立後、導管すなわちシャーシにカバーを取付け
、締め具、半田付、デイツプろう付、アーク溶接、また
はレーザー溶接を用いて矩形のアルミ導管に封入される
のが一般的であった。しかし、このような従来の締付け
あるいは取付は技術は、軽量化、低コスト化、熱に弱い
部材の封入、および／または、非常に長くするという新
しい技術的要請を満たすことができない。

［発明が解決しようとする課題］これに関して、機械的締め具、例えば通し締め具（ｔｈ
ｒｅａｄｅｄ　Ｉ’ａｓｔｅｎｅｒ　）を使用する従来
技術は、このような機械的締め具を適用するために、装
置のハウジングの両側壁に付加の部材を設けることが必
要である。さらに、このような機械的締め具は、装置に
要求される構造的または電気的動作特性を達成するため
に、非常に接近した間隔で配置されなければならない。

このような付加の部材および締め具の使用は、必然的に
装置を重く大きいものにする。

従来の半田付は技術は、半田付けに先だって、接合され
るニッケルとすずの領域を予め平坦化する必要がある。

さらに、良好に半田付けするために加熱する必要があり
、マイクロ波装置内に入れられる熱に弱い部材にしばし
ば損傷を与える。さらに、動的環境の中で、長いマイク
ロ波装置の半田付けされた接合部が構造的に一体になっ
ているかは疑わしい。

同様に、従来のデイツプろう付は技術では、ろう付は接
合部に所望の結合を達成するため、ハウジング全体が非
常に高い温度（例えば約１０００丁）にさらされること
が要求される。このような高温は、アルミを焼きなまし
し、歪めるとともに、中に入れられる熱に弱い部材に損
傷を与える。従来のアーク溶接技術では、デイツプろう
付けと同様にハ劣化が生じる。さらに、アーク溶接は、
アーク溶接位置が焼き切られることのないように、溶接
領域に厚い金属壁部を必要とし、付加される材料は組み
立てられた装置全体の重量を増加させる。

最後に、従来のレーザー溶接の組立工・程への使用は、
非常に狭い領域に熱を集中させるので、マイクロ波装置
の部材の熱劣化は殆どなくなる。しかし、レーザー溶接
は多くの応用が効くが、工程に時間を要するとともに高
価なため、コストの割に効率がよくない。

従って、この技術分野において、低コストで天童生産で
き、中に入れられる熱に弱い部材に損傷を与える過度の
熱を発生させることなく、ハウジングの内部に熱に弱い
部材、例えばマイクロ波装置を組み込む改善された方法
の提供が望まれている。

この発明は、低コスト、高生産性、低温でのシール方法
を提供し、先行技術に関する前述の欠点を低減する。

［課題を解決するための手段および作用］この発明は、
１以上の延出部をビードの周りに徐々に冷間圧延し、ク
リンプシールして、ハウジングをシールするに適した多
段階工具を使用する。

多段階工具は横に間隔を空けて配置され、延出部の曲げ
角を徐々に大きくする一連のローラーダイを有し、最後
のローラーダイで、ハウジングの一部材の上面に形成さ
れたビード状側縁部の周りに延出部を確実にクリンプす
る。

この発明の使用により、１以上の延出部は高い割合で、
例えばアルミでは１分間に約２０フイートの割合で、全
動作中にわたって、ハウジング部材の中に入れられる熱
に弱い部材に損傷を与える、あるいは性能を低下させる
、過度の熱を発生させることなく、ハウジングの１以上
のビードにクリンプされる。

工程に必要なローラーダイの数は、壁厚、クリンプ半径
、及びハウジング部材の物理特性に依有する。例えば、
０．０２０１ｎｃｈ厚の６０６１．−Ｔｏアルミ合金の
延出部を１８０゛縁曲げするにおいて、延出部の材料に
亀裂を生じさせることなく連続的に金属成型するために
は、ローラーダイを最低３つ必要とする。この発明によ
る３以上のローラーダイを有する冷間圧延／クリンプ工
具の一例は、組立工程中、長いハウジング部材を組み立
てる際に７１ウジング部材の配列を好適に整える。

好ましくは、ローラーダイの各々は一対の太きい半径の
リムを備え、その内面が７１ウジング部材の一側壁を内
側に押し付け、ノ１ウジング部材のビード状側縁部への
確実な接触が達成される。さらに、ローラーダイのリム
は、圧延およびクリンプ半径の間、ハウジング部材の側
壁に構造的支持を提供する。このような支持は、工程の
際に１１ウジング部材に接触するローラーダイによるほ
ぼ下方向への力によって、ノ１ウジング部材の側壁が歪
む可能性を除去する。

各ローラーダイの大径のリムは同じ形状を有し、各ロー
ラーダイのハブに隣接して形成されるカム面は、延出部
の曲げ角を徐々に増加させ、最後のローラーダイが最終
的にクリンプする形状に作られる。

この発明の冷間圧延／クリンプ工具を使用するにあたり
、基本的な方法が２つある。第１の方法はクリンプ工具
を固定し、クリンプ工具を通過する保持台によって、圧
延されクリンプされる部材を横に移動する。この方法で
は、ノ＼ウジング部材は自動または手動により所望の速
さで横に移動される。第２の方法は、圧延されクリンプ
されるハウジング部材を固定の保持台に保持し、次に圧
延／クリンプ半径をハウジング部材の上で横に移動する
。

この発明の工程は、ハウジング部材のビードの半径が選
択された材料のシート金属の推奨曲げ半径に等しいか、
あるいはそれより大きければ、打ち延ばし可能なまたは
成型可能な鉄または非鉄金属から作られるどのようなハ
ウジング部材に対しても効果的に利用できる。ハウジン
グ部材は、同じまたは異なる金属材料から作られてもよ
いが、組み立てられるハウジング部材に異なる金属材料
を使用する場合には、熱膨張係数およびガルバニックス
ケール上での位置の違いによる影響を考慮しなければな
らない。

組立工程において圧延されクリンプされるハウジング部
材は、通常の製造技術によって製造されてもよい。最適
の製造技術は、この技術の寸法のバラツキのなさ及びコ
スト面での効率性の理由により、押出し成型であると信
じられている。しかし、機械およびシート金属形成を含
めた他の製造技術でもよい。

〔実施例コこの発明の金属部材冷間圧延／クリンプ工具および工程
により、一対のハウジング部材１２及び１４から組み立
てられる装置１０が第１図に示される。説明のためであ
って、これに限定されないが、装置１０は、細長い矩形
の導管、すなわち、ハウジング部材１２及び１４から作
られるハウジングの中に封入される多くの熱に弱い電気
絶縁体９３（模式的に図示される）と共に設けられる、
主供給線路カプラー９１及び補助カプラー素子９２から
なるマイクロ波連続洪給装置を備える。しかし、この分
野の当業者であれば、この発明の組立工程は、異なる大
きさや形状のハウジング部材の中に、多くの熱に弱い部
材を組み込みのに適用できることが容易に理解されるで
あろう。さらに、応用するにあたって、用語「熱に弱い
部材」及び「ハウジング部材」は、広い意味でその構造
が定義されなければならない。

さらに、側壁１５及び１．６、及び底板１７によって規
定される一般的にＵ字断面形状を有する細長いチャンネ
ルとして好適に形作られたハウジング部材１２が第２図
に示される。１以上の細長い延出部１８が側壁１５及び
１６の末端部に設けられ、そこから外部に延出する。図
に示されるように、延出部１８は側壁１５及び１６の壁
厚より薄い壁厚を付し、この発明の冷間圧延工程を可能
にする。一対の肩部２０が側壁１５及び１６の末端部に
付加的に設けられ、後に説明されるように、組立工程の
間、ハウジング部材１４を支持する。

第３図に示されるように、ハウジング部材１４は、ハウ
ジング部材】２に形成される肩部２０の間の幅に等しい
か、あるいは僅かに狭い幅を合する実質的に平らかつ細
長いカバ一部材として形成される。一対のビード２４が
ハウジング部材１４の側端部に設けられ、その長さだけ
延在する。細長い支持リブ２６が付随して設けられ、そ
の長さは側壁１５及び１６の高さに等しいか、あるいは
僅かに長く、ハウジング部材１２の肩部２０の上にハウ
ジング部材１４が置かれるときに、リブ２６は底板１７
に接し、すなわ・ち、ハウジング部材１２（第２図に図
示される）の底板】７に形成された細長い溝２８の内部
に納まる。

ハウジング部材１２及び１４は、冷間圧延工程の際に、
打ち延ばし可能な、または、成形可能などのような鉄ま
たは非鉄金属から作られてもよい。

しかし、好ましくは、ハウジング部材１２及び１４はア
ルミで作られる。さらに、ハウジング部材１２及び１４
は、通常の機械および／またはシート金属形成技術で作
られてもよいが、好適には、寸法−成性およびコスト効
率のよい押出し工程で作られる。

延出部１８とビード２４の数および正確な寸法は、金属
材料および全体の大きさ、ハウジング部材１２及び１４
の形状、所望の電気的及び機械的特性に依有するが、出
願人は、ハウジング部材１２及び１４が６０６１−丁Ｇ
アルミ合金材料から作られるとき、この発明の工程によ
る優れた冷間圧延組立は、延出部１８の壁厚を約０．５
ｍ５（０，０２０１ｎｃｈ）、ビード２４の半径を約０
゜７０２ｉｍ（０，０３０１０ｃｈ）にすることで達成
されることを見い出した。しかし、組立工程中に延出部
１８に亀裂が生じる可能性を避けるため、ビード半径は
少なくとも、延出部１８に選択された金属材料の推奨曲
げ半径でなければならない。さらに、好適にはハウジン
グ部材１２及び１４は共に同じ材料から作られるが、希
望によってはハウジング部材は異なる材料から作れても
よい。ハウジング材料１２及び１４に異なる材料が選択
される場合、材料の熱膨張係数およびフＩルパニックス
ケール値の違いによる影響について注意深く考慮しなけ
ればならない。

数字５０で示される多段階］−具が第４図に示され、ハ
ウジング部材１２に形成された延出部１８を、ハウジン
グ部材１４に形成されたビード２４の周りに、段階的に
冷間圧延しクリンプシールするに適用される。図示され
るように、工具５０は、一般に逆Ｕ字形断面形状のキャ
リヤ５２を有し、そこから外部に垂直に延び、通常の工
具ホルダーに収容される円柱形状のｌｌｌ１５４を備え
る。複数のローラーダイ５６Ａ、５６Ｂ及び５６Ｃは、
キャリヤ５２の内側を通る平行な軸５６に対して回動可
能に軸受けされる。ローラーダイ５６Ａ、５６Ｂ及び５
６Ｃの各々は、ハウジング部材１２及び１４と工具５０
との間の相対的な溝方向の移動の間、ビード２４に対し
て延出部１８を段階的に冷間圧延するために、特別の形
状に作られる。第４図に示される工具５０において、ロ
ーラーダイ５６Ａが第１の予備形成ローラーダイを構成
し、ローラーダイ５６Ｂが第２の予備形成ローラーダイ
を構成し、さらに、ローラーダイ５６Ｃがクリンプロー
ラーダイを構成し、これら全部で、ビード２４に対して
延出部１８を冷間圧延する。

第５図、第６図及び第７図に示されるように、ローラー
ダイ５６Ａ、５６Ｂ及び５６Ｃは全て、一対の大きい環
状リム６０が設けられ、内側の外面に大半径６２を備え
、リム６０がハウジング部材１２に接した際に、ハウジ
ング部材１２の側壁１５及び１６を内側に押圧する。さ
らに、リム６０は、好ましくは、圧延およびクリンプ工
程の間、ハウジング部材１２に構造的支持を提供するに
十分な距離だけ、側壁１５及び１６の長さに沿って下方
に延びる直径ををする。このような構造的支持は、組立
工程の際に工具５０をハウジング部材１２に押圧するた
めに生じる下方向への力によって、側壁１５及び１６が
歪む可能性を除去する。

ローラーダイ５６Ａ、５６Ｂ及び５６Ｃ（７）各々はそ
れぞれ、延出部１８に接し、ビード２４に対して所望の
方向に同じだけ圧延しまたは曲げるに適した一対の環状
カム面６６Ａ、６６Ｂ及び６６Ｃを備える。第１の予備
形成ローラーダイに関する、環状カム而６６Ａは、好ま
しくはローラーダイ５６Ａの中心軸５６に対して約４５
°の側壁を有する円錐台形状に作られ、延出部１８に接
触すると、延出部１８は本来の方向から４５°内側に曲
げられる。

第２の予備形成ローラーダイ５６Ｂに関する、環状カム
面６６Ｂは、好ましくは円柱状に形成され、延出部１８
に接触した際に、延出部は最初の方向から約９０°内側
に曲げられる。クリンプローラーダイ５６Ｃに関する、
環状カム面６６Ｃは好ましくはハウジング部材１４に形
成されたビード２４に延出部１８の厚さを加えた半径に
等しいか、または僅かに短い半径を有する円柱面を備え
る。環状カム面６６Ｃの寸法は、延出部１８をビード２
４に対してきつく押圧し圧延するための所望のクリンプ
カを提供するように決められ、ハウジング部材１２及び
１４の全長にわたって、強固かつ均等にシールされた装
置が得られる。

構造については述べたので、この発明の金属部材冷間圧
延クリンプ工程について、第１図、第５図、第６図及び
第７図を参照して説明する。最初に、多段階工具５０は
柄５４を介して工具ホルダ（図示しない）に取り付けら
れ、ハウジング部材１２及び１４が保持台７０内に配置
される。リム６０の直径および保持台７０の深さは、好
適な例では、ハウジング部材１２の保持されない領域が
最小になるように選択される。好適な例では、工具５０
の柄５４は、通常のフライス盤の工具ホルダー内に取り
付けられる一方、保持台７０はフライス盤の作業台に固
定される。その後、フライス盤のスピンドルを固定する
ことによって、柄５４の軸回りの回転を防止し、フライ
ス盤の作業台が長さ方向に移動され、ハウジング部材１
２及び１４は工具５０のローラーダイ５６Ａ、５６Ｂ及
び５６Ｃに接触される。ｆ♀持台７０は固定位置に維持
される一方、工具ホルダー５０は、ハウジング部材１２
及び１４に接して、保持台７０を横に移動するに適した
支持構造の中に置かれる。

ハウジング部材１２及び１４の最終組立体に先だって、
種々の熱に弱い装置および部材９１．９２及び９３（ｍ
１図に模式的に示される）がハウジング部材１２の内部
に入れられ、次に、ハウジング部材１４がハウジング部
材１２の上の置かれ、ハウジング部材１４の端部がハウ
ジング部材１２に形成された肩部２０で支持される。次
に、ハウジング部材１２及び１４と工具５０との間の相
対的な横移動は、ハウジング部材１２の側壁１５及び１
６の端部を、第１の予備形成ローラーダイ５６への一対
の環状リム６０の内側環状面に接触させる。リム６０の
環状面の間隔がハウジング部材１２の幅に等しいことに
より、このような接触は、ローラーダイ５６Ａ、５６Ｂ
及び５６Ｃに対して移動されるハウジング部材１２とハ
ウジング部材１４の合わせに役立つ。引続き行われるハ
ウジング部材１２及び１４と工具５０との間の横移動は
、延出部１８の端部を予備形成ローラーダイ５６Ａに形
成された環状カム面６６Ａに接触させ、第５図に示され
るように、延出部１８は最初の方向から約４５゛曲げら
れる。

継続されるハウジング部材１２及び１４と工具５０との
間の相対的な移動は、予備形成された延出部１８を第２
の予備形成ローラーダイ５６Ｂの環状カム面６６Ｂに接
触させ、第６図に示されるように、延出部１８は最初の
方向から約９０°に曲げられる。さらなるハウジング部
材１２及び１４と工具５０との間の相対的な移動は、予
備形成された延出部１８をクリンプローラーダイ５６Ｃ
に形成された環状カム面６６Ｃに接触させ、延出部１８
はハウジング部材１４に形成されたビード２４に強固に
クリンプされる。

このように、この発明の使用によれば、ハウジング部材
１２及び１４の内部に入れられる熱に弱い部材にとって
有害な過度の熱を発生させることなく、ハウジング部材
１２及び１４は互いに確実に密閉されて組み立てられる
。さらに、ただ１回の動作で、高い組立割合で、複数の
延出部の冷間圧延およびクリンプが行えるので、組立工
程が容品になりコスト面での利益が得られる。例えばア
ルミ合金を使用した場合、組立割合は１分間当り約２０
フイートであった。

説明上、好ましい方法として、工具５０は３つのローラ
ーダイ５６Ａ、５６Ｂ及び５６Ｃを備えるとした。特定
の予備形成及びクリンプ処理が各ローラーダイに関連す
るのと同様に、大きさ、形状、及びハウジング部材１２
及び１４に利用される材料に基づいて、ローラーダイ５
６の数は変更および選択される。

冷間圧延工程の際、摩擦による熱以外に、熱は発生しな
いので、従って、シールされたハウジングの基本的な物
理特性または冶金的特性を変えずにハウジングをシール
する工具および技術が提供される。上述したように、デ
イツプろう付けは、高熱の使用によって生じる焼きなま
し及び変形により、ハウジングに物理的変化を引き起こ
す。

同様に、他の材料が使用されてもよく、例えばビードは
合成樹脂材料から作られてもよい。

さらに、説明のため、明細書中において、部材、構造、
及び、寸法が示されたが、これらの変形及び修正はこの
分野の当業者であれば容品に認められ、このような変形
および／または修正はこの発明の中に含まれる。例えば
、ハウジング部材１２及び１４が、実施例に示されるが
、一端にビード、他端に延出部が形成された単シート金
属部材が使用されてもよい。

［発明の効果］この発明によれば、ただ１回の高速の工程によって、ハ
ウジング部材の複数の延出部が圧延されクリンプされる
ので、ハウジング部材を組立てる際のコスト低減が容品
に達成される。さらに、工程に必要とされるハウジング
部材の材料は、最終製品に構造的支持を与えればよいの
で、従来の通し締め具、および／または半田付は製造技
術に比べて、材料のコストおよびｍｕは実質的に減少さ
れる。さらに、工程中に発生しハウジング部材に伝わる
熱は無視できるほど小さいので、ハウジング部材の本来
の構造的特徴は組立後にも維持され、従って、ハウジン
グ部材の全体の設計にあたって、構造的目的のために必
要とされる材ｆ４は少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法によって組み立てられたハウ
ジング部材の斜視図、第２図はこの発明のチャンネルハ
ウジング部材の端面図で、上端に隣接して形成された複
数の延出部を説明する図、第３図は、この発明のカバー
ハウジング部材の端面図で、上面に形成されたビードを
示す図、第４図はこの発明の冷間圧延／クリンプ工具の
斜視図、第５図は第４図の冷間圧延／クリンプ処理に使
用される第１ローラーダイの端面図、第６図は第４図の
冷間圧延／クリンプ工具に使用される第２ローラーダイ
の端面図、第７図は第４図の冷間圧延／クリンプ工具に
使用される第３ローラーダイの端面口である。１２．１４・・・ハウジング部材、５２・・・キャリヤ
、２４・・・ビード、５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ・・・ロ
ーラーダイ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハウジング（１２、１４）に対して横に移動され
る際、ハウジング（１２、１４）の一つの面に近接して
配置されるキャリヤ（５２）と、前記ハウジング（１４）に設けられたビード（２４）の
近くで、前記ハウジング（１２）の前記面の上方に延出
する、前記ハウジング（１２）に設けられた延出部（１
８）を徐々に曲げクリンプするための、間隔を空けて前
記キャリヤ（５２）に回動可能に設けられる複数のロー
ラーダイ（５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ）とを備えることを
特徴とする、金属製ハウジングをシールするための冷間
圧延／クリンプ工具。
（２）少なくとも、前記複数のローラーダイ（５６Ａ、
５６Ｂ、５６Ｃ）の第１ローラーダイ（５６Ａ）が、前
記ハウジング（１４）に形成された前記ビード（２４）
をほぼ覆う位置に、前記延出部（１８）を徐々に曲げる
環状カム面（６６Ａ）を備えることを特徴とする請求項
１記載の冷間圧延／クリンプ工具。
（３）前記複数のローラーダイ（５６Ａ、５６Ｂ、５６
Ｃ）の最終ローラーダイ（５６Ｃ）が、前記ビード（２
４）の形状に対して実質的に相補的な形状を有し、前記
延出部（１８）を前記ビード（２４）の周りにクリンプ
する最終環状カム面（６６Ｃ）を備えることを特徴とす
る請求項２記載の冷間圧延／クリンプ工具。
（４）前記複数のローラーダイ（５６Ａ、５６Ｂ、５６
Ｃ）の前記第１ローラーダイ（５６Ａ）が第１環状カム
面（６６Ａ）を備え、前記複数のローラーダイ（５６Ａ
、５６Ｂ、５６Ｃ）の第２ローラーダイ（５６Ｂ）が第
２環状カム面（６６Ｂ）を備え、前記第１（６６Ａ）及
び第２（６６Ｂ）環状カム面は、前記ハウジング（１４
）に形成されたビード（２４）をほぼ覆う位置に、前記
延出部（１８）を徐々に曲げるように形成されることを
特徴とする請求項３記載の冷間圧延／クリンプ工具。
（５）キャリヤ（５２）に設けられる前記複数のローラ
ーダイ（５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ）の総数は、前記延出
部（１８）を前記ビード（２４）の周りに徐々に曲げク
リンプする際、前記延出部（１８）に亀裂を生じさせる
ことのないように、選択されることを特徴とする請求項
４記載の冷間圧延／クリンプ工具。
（６）前記最終ローラーダイ（５６Ｃ）に設けられた前
記最終環状カム面（６６Ｃ）が、前記ビード（２４）に
前記延出部（１８）の壁厚を足した半径に、実質的に等
しい半径を有する環状溝を備えることを特徴とする請求
項５記載の冷間圧延／クリンプ工具。
（７）前記複数のローラーダイ（５６Ａ、５６Ｂ、５６
Ｃ）の各々が、前記複数のローラーダイに対して前記ハ
ウジング（１２）を合わせる合致手段を備えることを特
徴とする請求項６記載の冷間圧延／クリンプ工具。
（８）前記合致手段が、前記ハウジング（１２）の側壁
（１５、１６）に接触する大きさで、前記複数のローラ
ーダイに形成された環状リム（６０）を備えることを特
徴とする請求項７記載の冷間圧延／クリンプ工具。