(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の治具にねじ金具を配置するとともに、第２の治具及び第３の治具にパネルの素材の板を配置し、
前記板にはねじ金具用の下穴が明いており、
前記第１の治具は、前記下穴に対応して、前記ねじ金具が回転しないように保持するものであり、
前記第２の治具は前記パネルの形状に対応した形状をしており、
前記第３の冶具は前記板を固定するものであり、
成形工具を前記下穴の半径方向の前記板を介して前記第１の治具に押圧した状態で前記下穴の周囲に沿って移動させ、
また、前記成形工具を前記板を介して前記第２の治具に沿って移動させ、
前記成形工具を前記第１の治具または前記第２の治具に沿って移動させる際に、該成形工具及び該第３の治具を前記成形工具の軸方向の前記ねじ金具側に移動させること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
前記ねじ金具を前記第１の治具に載置すると共に、前記板を少なくとも前記第３の治具に載置すること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
先ず、前記ねじ金具を前記成形工具によって前記板に固定し、
次に、前記板を前記成形工具によって前記第２の冶具に沿ったパネルに加工すること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
前記ねじ金具を前記成形工具によって前記板に固定する際に、前記成形工具が前記下穴の周囲を回転する毎に、前記第３の治具及び前記成形工具を前記軸方向に移動させること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項５】
請求項１記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
前記ねじ金具の軸方向の突出部を前記下穴に挿入し、
この状態において、前記突出部側の前記ねじ金具の本体の端部と前記板との間に隙間を有するように配置し、
前記成形工具によって前記板を押圧すること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項６】
請求項１記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
前記ねじ金具はナットであり、
前記第１の治具は、前記ナットの軸方向の端部の突出部を前記下穴に挿入できる状態で該ねじ金具が回転しないように保持するものであること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項７】
請求項６記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
前記ナットの軸方向の突出部を前記下穴に挿入した状態において、
前記突出部側の前記ねじ金具の本体の端部と前記板との間に隙間を有するように配置し、
前記押圧によって、前記ナットの本体が前記板に圧入した状態であって、前記突出部の先端と前記板の面との間に隙間を有する状態において、前記下穴の周囲の押圧を中止すること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
前記押圧によって、前記ナットの本体が前記板に圧入した状態であって、前記突出部の先端と前記板の面との間に隙間を有する状態において、前記下穴の周囲の押圧を中止すること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項９】
第１の治具にねじ金具を配置するとともに、第２の治具に前記ねじ金具を固定する板を配置し、
前記板にはねじ金具用の下穴が明いており、
前記第１の治具は、前記下穴に対応して前記ねじ金具が回転しないように保持するものであり、
前記第２の冶具は前記板の外周部を固定してあり、
成形工具を前記下穴の半径方向の前記板を介して前記第１の治具に押圧した状態で前記下穴の周囲に沿って移動させ、
前記成形工具を前記第１の治具に沿って移動させる際に、該成形工具及び前記第２の治具を前記成形工具の軸方向の前記ねじ金具側に移動させること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
前記ねじ金具及び前記板は前記第１の治具及び前記第２の治具のそれぞれに載置すること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項１１】
請求項９記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
前記ねじ金具を前記成形工具によって前記板に固定する際に、前記成形工具が前記下穴の周囲を回転する毎に、前記第２の治具及び前記成形工具を前記軸方向に移動させること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項１２】
請求項９記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
前記ねじ金具の軸方向の突出部を前記下穴に挿入し、
この状態において、前記突出部側の前記ねじ金具の本体の端部と前記板との間に隙間を有し、
前記成形工具によって前記板を押圧すること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項１３】
請求項９記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
前記ねじ金具はナットであり、
前記第１の治具は、前記ナットの軸方向の端部の突出部を前記下穴に挿入できる状態で該ねじ金具が回転しないように保持するものであること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
前記ナットの軸方向の突出部を前記下穴に挿入した状態において、
前記突出部側の前記ねじ金具の本体の端部と前記板との間に隙間を有するように配置し、
前記押圧によって、前記ナットの本体が前記板に圧入した状態であって、前記突出部の先端と前記板の面との間に隙間を有する状態において、前記下穴の周囲の押圧を中止すること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項１５】
請求項９記載のねじ金具付きパネルの製造方法において、
前記押圧によって、前記ナットの本体が前記板に圧入した状態であって、前記突出部の先端と前記板の面との間に隙間を有する状態において、前記下穴の周囲の押圧を中止すること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造方法。
【請求項１６】
ねじ金具を載せる第１の治具と、
前記ねじ金具を固定したパネルの形状に対応した形状をした第２の治具と、
前記板を固定するための第３の治具と、
前記第１の治具は、前記ねじ金具が回転しないように保持するものであり、
前記板に押圧した成形工具及び前記第３の治具を前記成形工具の軸方向に移動させると共に、前記成形工具を半径方向に移動させる制御装置と、
からなるねじ金具付きパネルの製造装置。
【請求項１７】
請求項１６記載のねじ金具付きパネルの製造装置において、
前記第１の治具は前記ねじ金具を載せる穴を有し、該穴は前記ねじ金具の本体の厚さよりも小さいこと、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造装置。
【請求項１８】
請求項１６記載のねじ金具付きパネルの製造装置において、
前記第３の冶具は、前記板の外周部を載せる第１の部分と、前記板の外周部において前記板を前記第１の部分に挟む第２の部分と、からなること、
を特徴とするねじ金具付きパネルの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、機器を固定するためのねじ金具を有するパネルの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機器を載せたパネル、または機器を収納するパネルには機器を固定するためのナットを備えている。ナットに替えてボルトの場合もある。
【０００３】
ナットまたはボルトをパネルに固定する手段として、例えば、ナットまたはボルトをパネルに溶接して固定したり、ナットまたはボルトをパネルに圧入して固定したりしている。以下、ナットまたはボルトのことをねじ金具という。
【０００４】
機器を収納するパネルの場合、板の周囲は折り曲げられている。また、補強用に板に凹凸を設けて補強している。これはプレスによって製作している。プレスでは雄雌の一対の金型が必用で効果になっている。
【０００５】
金型を少なくする手段として、特開２００２−１４４４号（ＥＰ１１４７８３２号）のように逐次成形方法が提案されている。これは、雄雌の型の一方の型に素材の板を固定し、棒状の成形工具で素材の板を押しながら型に沿って移動させて、逐次的に板を加工するものである。型は、素材の板を整形するための型と、素材の板を固定するための型と、からなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ねじ金具をパネルに圧入して固定すれば、所定形状へのパネルの加工とねじ金具の固定とは別の装置で行われることになり、少量生産では高価になる。
【０００７】
本発明の第１の目的は、ねじ金具の固定とパネルの加工を一つの装置で行えるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、第１の治具にねじ金具を配置するとともに、第２の治具及び第３の治具にパネルの素材の板を配置し、前記板にはねじ金具用の下穴が明いており、前記第１の治具は、前記下穴に対応して、前記ねじ金具が回転しないように保持するものであり、前記第２の治具は前記パネルの形状に対応した形状をしており、前記第３の冶具は前記板を固定するものであり、成形工具を前記下穴の半径方向の前記板を介して前記第１の治具に押圧した状態で前記下穴の周囲に沿って移動させ、また、前記成形工具を前記板を介して前記第２の治具に沿って移動させ、前記成形工具を前記第１の治具または前記第２の治具に沿って移動させる際に、該成形工具及び該第３の治具を前記成形工具の軸方向の前記ねじ金具側に移動させること、によって、達成できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施例を図１〜図８により説明する。これによって製造されるパネルは、例えば、鉄道車両の機器を収納したり、機器を設置したりするパネルである。ねじ金具はナットの場合を説明する。
【００１０】
このパネル１０は図８に示すに機器Ｃを設置するためのベースフレームである。機器Ｃは、そのフランジＦのボルト孔Ｈに挿入したボルトＢにより、パネル１に設置したナット２（パネル１の裏面にある。）に固定される。
【００１１】
パネル１０は機器Ｃの重量等に対応する剛性をもたせたり、パネルを設置する個所の形状に対応したりするために、適宜の形の張出し加工や絞り加工、即ち塑性加工が施されている。図示の例では、所要寸法形状である正方形の金属板の外周フランジ１１内に略正方形の突条域１２及び突状域内に、前記正方形の対角線の突条域１３を形成している。ナット２０は突状域１２の裏面に設置している。
【００１２】
ナット２０は、六角ナット（本体という。）２１と、その軸方向の端部に設けた小径の突出部２２と、からなる。突出部２２はナット本体２１と同心である。突出部２２の突出代はパネル１０の素材の板厚よりも小さい。突出部２２の基部には円周溝２２ｂがある。突出部２２の先端は四角形であるが、円錐台形状でもよい。ナット２０は、突状域１２の裏面にパネル１０のナット２０（突出部２２）のための下穴１８をかしめて固定している。すなわち、突出部２２側のナット本体２１の端部を板１０に圧入し、下穴１８の周囲の金属を円周溝２２ｂに流入させ、下穴の周囲の金属を突出部２２に密着させている。ナット２０は、板に圧入して固定する公知のナットを用いることができる。
【００１３】
パネル１０の素材の板はアルミニウム合金製であり、板厚：５ｍｍである。板は鉄製、ステンレス製でもよい。ナット２０のボルト径は１０ｍｍである。ナット２０の間隔は１００ｍｍである。
【００１４】
このねじ金具付きパネル１０の製造を図１〜図７により説明する。このねじ金具付きパネル１０を製造するための治具（金型）は、ナット２０を保持するための第１の治具１１０とし、突状域１２、１３を形成するための第２の治具１２０と、パネル１０の外周フランジを保持するための第３の治具１３０とからなる。第２の治具に沿って移動し、板２０を成形するための成形工具１４０を有する。
【００１５】
成形工具１４０は、適宜の直径の丸棒体であり、軸線回りに回転不能又は回転可能に保持具に保持されている。成形工具５０の先端部５１の縦断面は、両側がＲ部となり、例えば、平坦部はＲの２倍長であり、パネル１０に形成するナット取付け用下孔１８の直径に略相当することが好ましい。即ち、成形工具１４０の直径はパネル１０に形成するナット取付け用下孔１８の直径の略２倍になる。
【００１６】
ナット２０の固着工程に用いる成形工具１４０とパネル１０の成形工程に用いる成形工具１４０とは、同じ工具でもよく、又異なる別の工具でもよい。
【００１７】
第１の治具１１０と第２の治具１２０とは架台１５０の上面に設置している。第１の治具１１０の上面と第２の治具１２０の上面とは実質的に同一面にある。
【００１８】
第２の治具１２０は、突状域１２，１３を形成するための金型であり、実質的に突状域１２，１３と同一形状をしている。すなわち、第２の治具１２０は、架台１５０上にパネル１０の突条域１２，１３に対応し、その内側面に嵌まり得る断面の凸形状の成形型１２２を設けたものである。第２の治具１２０の角部は、板１０を成形しやすくするため、円弧状である。また、また垂直方向の直線部は傾斜面にしている。
【００１９】
成形型部１２２の形状は、形成されるパネル１の突条域１２，１３に正確に嵌合するようなものであることは必ずしも必要でなく、単純化された概略の形状でもよい。
【００２０】
第２の治具１２０の一部が第１の治具１１０である。第２の治具１２０の上面に、六角形ナット２０を入れるための六角形の穴１１３を設けて、第１の治具１１０としている。穴１１３は複数のナット２０の位置に対応して設置している。
【００２１】
ナット２０の保持穴１１３の深さはナット本体２１の厚さより適宜浅く設けている。保持穴１１３の深さは、ナット２０を支える座１１５の高さで決まる。つまり、第１の治具１１０は、第２の治具１２０に設けた六角形の穴１１３と、その上面の周囲の金型１１４と、座１１５とからなる。ナット２０の軸心はパネル１０の面に直直交方向で、垂直方向である。ナット２０の厚さ等に対応して座１１５を入れ替えできる。また、ナット２０よりも十分に大きくて四角形（または多角形）の穴を設けておき、ナット２０の大きさに対応した保持穴１１３を有する四角形金具を前記四角形穴に入れるようにできる。
【００２２】
第３の治具１３０は、パネル１０の素材の板の外周フランジ１１を保持するものであり、外周フランジ１１を支える四角形の枠の座１３１と外周フランジ１１に載る押え座１３２とからなる。押え座１３２は四角形の枠である。座１３１，１３２とボルト１３６で外周フランジ１１を挟んで固定している。これによって、板１０の成形時の変形を拘束する。
【００２３】
成形工具１４０は第２の治具１２０に沿って垂直方向及び周方向に移動できる。板１０に接し移動することによって、成形工具１４０は自転する。成形工具１４０は第２の治具１２０に沿って移動し、成形工具１４０が第２の治具１２０に沿って１周する毎に、成形工具１４０及び第３の治具１３０は下降する。両者の下降量は同一である。第３の治具１３０及び成形工具１４０は成形工具１４０の軸方向に移動できる。第２の治具の周方向への成形工具１４０の移動、成形工具１４０及び第３の治具１３０の下降の制御は、ＮＣ制御装置で行う。すなわち、成形工具１４０は、ナット２０の数、位置及びパネル１０の形状に対応したプログラムに従って移動させられる。第３の治具１３０の下降の制御同様にプログラムに従って行われる。
【００２４】
ねじ金具付きパネル１０の製作手順を説明する。まず、第１の治具１１０のそれぞれの穴１１３にナット２０を入れる。
【００２５】
次に、パネル１０の素材の板を、ナット２０、第３の治具１３０の座１３１に載せる。板１０にはナット２０に対応した位置にナット用の下穴１８を予め設けている。下穴１８は、ナット２０の突出部２２が容易に入る穴である。
【００２６】
次に、板１０の外周フランジ１１を、押え座１３２、ボルト１３６で第３の治具１３０の座１３１に挟んで固定する。第３の治具１３０は、板１０の成形加工に対抗し得る所要の剛性を有する。
【００２７】
この状態では、ナット２０の突出部２２が下穴１８に入っている。第３の治具の座１３１は所定高さに停止している。このとき、板１０の下面と第１の治具１１０の上面１１４との間には隙間Ｄ１がある。また、突出部２２の上端（先端）は板１０の上面よりもＤ２の低い位置にある。Ｄ２＞Ｄ１である。
【００２８】
次に、板１０の上面に潤滑油を塗り、成形工具１４を下降させ、板１０の上面に接触させる。この位置は一つのナット２０の周囲の所定位置である。
【００２９】
次に、成形工具１４０の先端部を下孔１８の周辺部を旋回させ、１旋回毎に所定量（例えば０．１ｍｍ）づつ下方に移動させ、下穴１８の周囲の板１０を押圧する。
【００３０】
これによって、図４に示すように、板１０の下面は、第１の治具１１０の上面１１４に当接する（隙間Ｄ１＝０）まで押し込まれる。このため、ナット本体２１の上部側が板１０の下面に圧入された状態になる。また、下孔１８の周囲の板１０は、突出部２２に密着するとともに、下穴１８の周囲の金属が円周溝２２ｂには移動し、密着する。これらによって、板１０はナット２０にかしめられ、ナット２０は固定される。Ｄ２＞Ｄ１であるので、突出部２２は板１０の上面から突出しない。最も板１０の上面と突出部の上面が一致する位置で、成形工具１４０の下降を停止させる。図６，図７では突出部２２の上端と板１０の上面との間に隙間がある状態で成形工具１４０の下降を停止している。この隙間で押圧による余分の金属を吸収する。Ｄ１，Ｄ２は実験によって定める。
【００３１】
次に、一つのナット２０の加工が終了したら、他のナット２０に対して同様に行う。このようにして全てのナット２０を順次固定する。
【００３２】
次に、外周フランジ１１、突状域１２，１３の成形を行う。板１０を押圧しながら、第２の治具１２０の成形型１２２に沿って成形工具１４０を移動させる。成形工具１４０が一周する毎に、第３の治具１３０及び成形工具１４０を１ｍｍ下降させる。また、成形工具１０を板１０の外周側に移動させる。この状態で、成形工具を第２の治具１１０に沿って移動させる。図５及び図６に示す。
【００３３】
なお、それぞれのナット２０をかしめた際に、ナット２０の周囲の板１０が歪んだり、  板１０の下面と第２の治具１２０の上面との間に隙間Ｄ１があったりする場合には、それぞれのナット２０を結ぶ線に沿って、板１０を第２の治具１２０の上面に成形工具１４０で押圧した状態で、成形工具１４０を周回させて、歪み等を取ることができる。
【００３４】
成形型１２２がパネル１０の突条域１２，１３の形状に合致している場合には、成形型１２２に倣うように成形工具１４０が送られて張出し加工が行われ、最終的には、成形型１２２と金属板Ｍとは接する状態となる。
【００３５】
成形型１２２がパネル１の突条域１２，１３の形状に概略相当した単純形状の場合には、ＮＣ制御装置の所定形状を描くプログラムに従うのみの成形工具１４０の移動で張出し加工が行われる。最終的には、成形型１２２と板１０との間に空隙が残された状態になる。
【００３６】
第３の治具１３０で把持されている板１０はそのままパネル１０の外周フランジ１１となる。
【００３７】
成形が終わると、ボルト１３６を外し、押え座１３２を除き、所定形状に形成されたパネル１０を取り出す。
【００３８】
上記実施例では、一つのナットを完全にかしめた後、他のナットのかしめ作業を行っている。このように完全なかしめ作業を一つづつ行っている。このため、次の方法に比べて、作業を短時間に行えるものである。しかし、局所歪みが大きくなりやすく、変形の可能性が高い。
【００３９】
一方、次のように行うと、上記問題点がない。また、ナットとナットの間隔が小さい場合に歪みを小さくできる。しかし、ナットからナットへの成形工具の移動量が多くなり、加工時間が大きくなる。次のように行う。成形工具を第１のナットの周囲を１回転させた後（この状態ではナットのかしめ作業は完了していない。）、第２のナット（例えば、隣接するナット）の位置に成形工具を移動させる。成形工具をこの第２のナットの周囲を１回転させ、成形工具を第３のナットの位置に移動させる。このようにして最初の第１のナットの位置に成形工具が戻ると、成形工具を０．１ｍｍ下降させ、前記を繰り返す。
【００４０】
前記特開２００２−１４４４号（ＥＰ１１４７８３２号）の図１の成形品１０の下面にナットを固定する場合は、昇降座４０の一部が第１の治具となり、昇降座４０が第３の治具となり、雌型２０が第２の治具となる。
【００４１】
ナットは機器を固定するものであっても、パネルを他の機器に固定するナットでもよい。また、ナットは他の機器でも良い。ナットの固定のみを行うことができる。
【００４２】
ねじ金具がボルトの場合も同様に固定できる。このボルトは公知の圧入用のボルトを利用できる。図２において、板１０の下面にボルトを固定する場合であって、ボルトの軸は下方に突出している場合である。この場合は、第１の治具の上部にボルトの軸部を下方にしてボルトの頭を載せる。板にはボルトの頭より小径の穴があいている。成形工具で下穴の周囲の板をボルトの頭に押圧してボルトを固定する。
【００４３】
他の一つは、図２において、板１０の下面にボルトを固定する場合であって、ボルトの軸が板１０を貫通して上方に突出している場合である。この場合は、第１の治具の上部にボルトの軸部を上方にしてボルトの頭を載せる。板にはボルトの頭より小径であって、ボルトの軸よりも大径の穴があいている。成形工具で下穴の周囲の板をボルトの頭に押圧してボルトを固定する。
【００４４】
【発明の効果】
この発明によれば、ねじ金具の固定とパネルの成形とを、実質的に一つの装置で行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例のねじ金具付きパネルの製造工程の初期状態の斜視図。
【図２】図１の要部の縦断面図。
【図３】図２の要部の拡大図。
【図４】図１において、ナットの固定工程の終了時の縦断面図。
【図５】図１において、パネルの成形加工工程の斜視図。
【図６】図５の要部の縦断面図。
【図７】図５において、成形加工終了時の縦断面図。
【図８】ねじ金具付きパネルと機器の分解斜視図。
【符号の説明】
１  パネル
１１  外周フランジ
１２，１３  突条域
１８  ナット取付け用下孔
２０  ナット
２１  ナット本体
２２  突出部
２２ｂ  円周溝
１１０  第１の治具
１２０  第２の治具
１３０  第３の治具
１４０  成形工具
１５０  架台
Ｆ  フランジ
Ｃ  機器箱
Ｈ  ボルト孔
Ｂ  ボルト
【図１】
0003810706.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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