JPH10305335A - 金属板の接合方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パンチ及びダイの長寿命化を図れる金属板の
接合方法を提供する。 【解決手段】 ２枚の重なり合う薄板３、４をパンチ１
とダイ２にて相互に塑性変形させ、パンチ１側の薄板３
の底部をラジアル方向に圧拡してダイ２側の薄板４の凹
部に結合させる金属板の接合方法において、パンチ１の
先端に中央部が凹こむ傾斜凹部５を設け、ダイ２の底部
に中央部が突出する傾斜凸部６を設け、かつ傾斜凹部５
の傾斜角よりも傾斜凸部６の傾斜角を大きく設定し、平
坦部で圧潰するよりも小さな加圧力で円滑に中央部から
辺縁部へ塑性流動を生じさせるとともに、負荷が均等に
分散するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は板金加工における機
械的結合による金属板の接合方法及び装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、板金加工において、塗装鋼板を使
用して塗装工程を省略する加工法が行われつつある。こ
の金属板同士の接合に際しては、塗膜があるため溶接す
ることができず、かしめ等の機械的結合による接合が主
に採用されている。

【０００３】以下、特開昭６２−７７１３０号公報に開
示されている従来の接合方法及び装置を図４を参照して
説明する。図４において、２１はパンチ、２２はダイ、
２３と２４は接合される薄板である。パンチ２１の先端
は中央部が若干突出形成され、ダイ２２の底部は平坦で
その外周部に環状凹部２５が形成されている。そして、
ダイ２２上に薄板２３、２４を重ねて載置し、パンチ２
１を下降させると、パンチ２１が薄板２３と２４を圧潰
してダイ２２の底部に向けて押し込み、その底部におい
てラジアル方向に塑性流動した薄板２３が、同様に塑性
流動した薄板２４の背方に入り込むことによって薄板２
３と２４の結合が生じるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では中央部が僅かに突出したダイ２２の先端と
平坦なダイ２２の底部の間で塑性流動を生じさせるだけ
の面圧を必要とするために加工力が大きく、図５に示す
ようにパンチ２１の先端２１ａとダイ２２の底部中央の
一点２２ａに集中荷重がかかるので、パンチ２１にクラ
ック２６が生じたり、座屈２７が生じたり、またダイ２
２にクラック２８が生じたり、破線で示す陥没２９が生
じたり、斜線で示す欠け３０が生じたりし、パンチ２１
及びダイ２２の寿命が短いという問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、パン
チ及びダイの長寿命化を図れる金属板の接合方法及び装
置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の金属板の接合方
法は、２枚の重なり合う薄板をパンチとダイにて相互に
塑性変形させ、パンチ側の薄板の底部をラジアル方向に
圧拡してダイ側の薄板の凹部に結合させる金属板の接合
方法において、パンチ先端とダイ底部の間に中央部がパ
ンチ側に突出するように傾斜するとともに中央部から周
縁部に向けて断面高さが大きくなる成形空間で塑性流動
を生じさせるものであり、成形空間が周縁部に向けて断
面高さが大きくなり、かつ成形空間の中央部がパンチ側
に突出するように傾斜していることによりラジアル方向
の分力が効果的に作用するため、中心部から周縁部に向
けて円滑に塑性流動が生じ、平坦な成形空間で圧潰する
よりも小さな加圧力で円滑に塑性流動を生じさせること
ができるとともに、パンチ先端とダイの底部の成形空間
の広い範囲に加圧力が分散して集中荷重が作用しないの
でパンチ及びダイの長寿命化を図ることができる。

【０００７】また、本発明の金属板の接合装置は、２枚
の重なり合う薄板をパンチとダイにて相互に塑性変形さ
せて結合させる金属板の接合装置において、パンチの先
端に中央部が凹こむ傾斜凹部を設け、ダイの底部に中央
部が突出する傾斜凸部を設け、かつ傾斜凹部の傾斜角よ
りも傾斜凸部の傾斜角を大きく設定したものであり、パ
ンチの突入時にはパンチ外周の円周上に加圧力が加わ
り、圧潰途中ではパンチの傾斜凹部及びダイの傾斜凸部
の広い範囲に加圧力が分散するとともにダイの傾斜凸部
の傾斜角が大きいためにラジアル方向の分力が大きくな
って中心部から周縁部に向けて円滑に塑性流動が生じ、
かしめ完了時にはパンチとダイの加工部のほぼ全面に加
圧力が分散するので、平坦部で圧潰するよりも小さな加
圧力で円滑に塑性流動を生じさせることができるととも
に、その加圧力が分散して集中荷重が作用しないので、
パンチ及びダイの長寿命化を図ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の金属板の接合方法
及び装置の一実施形態について図１〜図３を参照して説
明する。

【０００９】図１において、１はパンチ、２はダイ、
３、４は接合される薄板である。パンチ１の先端には中
央部が凹こむ傾斜凹部５が形成され、ダイ２の底部には
中央部が突出する傾斜凸部６が形成されている。傾斜凹
部５の水平面に対する傾斜角をａ、傾斜凸部６の水平面
に対する傾斜角をｂとして、図３に示すように角度ｂは
角度ａよりも角度ｃだけ大きく設定されている。

【００１０】以上の構成により、パンチ１の突入時に
は、図１に示すように加圧力の負荷箇所７はパンチ１の
外周の円周上であり、比較的小さい加圧力が長い線状の
領域に分散される。次に、圧潰途中においては、図２に
示すように加圧力が負荷される領域８、９がパンチ１の
傾斜凹部５及びダイ２の傾斜凸部６の傾斜面に向けて移
動するとともに広い範囲に分散される。また、ダイ２の
傾斜凸部６の傾斜角ｂが大きいためにラジアル方向の分
力が大きくなり、中心部から辺縁部に向けて円滑に塑性
流動が生じることになる。さらに、かしめ完了時には、
図３に示すように加圧力が負荷される領域１０、１１は
パンチ１とダイ２の加工部のほぼ全面に加圧力が分散す
る。したがって、平坦部で圧潰するよりも小さな加圧力
で円滑に塑性流動を生じさせることができるとともに、
その加圧力が分散して集中荷重が作用しないのでパンチ
１及びダイ２の長寿命化を図ることができる。

【００１１】なお、上記実施形態では、パンチ１の先端
に傾斜凹部５を形成した例を示したが、パンチ１の先端
は平坦形状としてダイ２の底面に傾斜凸部６を設けるだ
けでもよい。

【００１２】

【発明の効果】本発明の金属板の接合方法及び装置によ
れば、以上の説明から明らかなようにパンチ先端とダイ
底部の間の成形空間が周縁部に向けて断面高さが大きく
なり、かつ成形空間の中央部がパンチ側に突出するよう
に傾斜していることによりラジアル方向の分力が効果的
に作用するので、中心部から周縁部に向けて円滑に塑性
流動が生じ、小さな加圧力で円滑に塑性流動を生じさせ
ることができるとともに、パンチ先端とダイの底部の成
形空間の広い範囲に加圧力が分散して集中荷重が作用せ
ず、パンチ及びダイの長寿命化を図ることができる。

【００１３】また、本発明の金属板の接合装置によれ
ば、パンチの先端に中央部が凹こむ傾斜凹部を設け、ダ
イの底部に中央部が突出する傾斜凸部を設け、かつ傾斜
凹部の傾斜角よりも傾斜凸部の傾斜角を大きく設定しし
ているので、パンチの突入時にはパンチ外周の円周上に
加圧力が加わり、圧潰途中ではパンチの傾斜凹部及びダ
イの傾斜凸部の広い範囲に加圧力が分散するとともにダ
イの傾斜突部の傾斜角が大きいためにラジアル方向の分
力が大きくなって中心部から辺縁部に向けて円滑に塑性
流動が生じ、かしめ完了時にはパンチとダイの加工部の
ほぼ全面に加圧力が分散するので、平坦部で圧潰するよ
りも小さな加圧力で円滑に塑性流動を生じさせることが
できるとともに、その加圧力が分散して集中荷重が作用
しないのでパンチ及びダイの長寿命化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属板の接合方法の一実施形態におけ
る工程初期の断面図である。

【図２】同実施形態における工程途中の断面図である。

【図３】同実施形態における工程完了時の断面図であ
る。

【図４】従来例の金属板の接合方法の断面図である。

【図５】従来例の問題点の説明図である。

【符号の説明】

１ パンチ ２ ダイ ３ 薄板 ４ 薄板 ５ 傾斜凹部 ６ 傾斜凸部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の重なり合う薄板をパンチとダイに
   て相互に塑性変形させ、パンチ側の薄板の底部をラジア
   ル方向に圧拡してダイ側の薄板の凹部に結合させる金属
   板の接合方法において、パンチ先端とダイ底部の間に中
   央部がパンチ側に突出するように傾斜するとともに中央
   部から周縁部に向けて断面高さが大きくなる成形空間で
   塑性流動を生じさせることを特徴とする金属板の接合方
   法。
2. 【請求項２】 ２枚の重なり合う薄板をパンチとダイに
   て相互に塑性変形させて結合させる金属板の接合装置に
   おいて、パンチの先端に中央部が凹こむ傾斜凹部を設
   け、ダイの底部に中央部が突出する傾斜凸部を設け、か
   つ傾斜凹部の傾斜角よりも傾斜凸部の傾斜角を大きく設
   定したことを特徴とする金属板の接合装置。