積層鋼板形成装置及び積層鋼板の製造方法
【課題】
接合強度を十分に確保できる積層鋼板形成装置及び積層鋼板の製造方法を提供する。
【解決手段】
第１鋼板形状付与装置により、第１鋼板１０を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部１４を形成するとともに、第１突部１４から第１突部１４の突出方向と同方向に突出した連結突起１８を形成する、第２鋼板形状付与装置により、裏面側に第２突部５４が形成された第２鋼板５０の第２突部５４に透孔５６を開ける。カシメ装置により、連結突起１８を透孔５６に貫通して第１鋼板１０の第１突部１４と第２鋼板５０の第２突部５４を接合した状態で、連結突起１８の外周縁を透孔５６の内周縁とをカシメる。
接合強度を十分に確保できる積層鋼板形成装置及び積層鋼板の製造方法を提供する。
【解決手段】
第１鋼板形状付与装置により、第１鋼板１０を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部１４を形成するとともに、第１突部１４から第１突部１４の突出方向と同方向に突出した連結突起１８を形成する、第２鋼板形状付与装置により、裏面側に第２突部５４が形成された第２鋼板５０の第２突部５４に透孔５６を開ける。カシメ装置により、連結突起１８を透孔５６に貫通して第１鋼板１０の第１突部１４と第２鋼板５０の第２突部５４を接合した状態で、連結突起１８の外周縁を透孔５６の内周縁とをカシメる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層鋼板形成装置及び積層鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量及び高剛性のパネルでは、ハニカム構造のものが知られている。しかし、ハニカム構造のパネルは、生産性が悪く、高コストである問題がある。
又、プレス品を使用したトラスコアパネルが提案されている（特許文献１）。トラスコアパネルは、平面状の板状部材から４面体状の凸部を平面方向に分散配置したパネル同士を、積層した構成としたり、４面体状の突部を有するパネルと平板状のパネルとを対向して積層した構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７０７８７号公報、段落０００２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、トラスコアパネル同士、或いはトラスコアパネルと平板パネルを積層する場合、パネル間の接合が難しい問題がある。
また、トラスコアパネルに代えて、複数の突部を形成した平板状の鋼板を、互いに対向させて、相互の突部同士を接合する積層鋼板も提案されている。
【０００５】
ところが、相互の突部同士を接合するには、従来は、接合強度が十分とはいえない問題があった。
本発明の目的は、接合強度を十分に確保できる積層鋼板形成装置及び積層鋼板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１の発明は、第１鋼板を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部を離散して複数個形成するとともに、前記第１突部から第１突部の突出方向と同方向に突出した連結突起を形成するパンチ及びダイを備えた第１鋼板形状付与装置と、裏面側に離散した複数個の第２突部が形成された第２鋼板の第２突部に透孔を開けるパンチ及びダイを備える第２鋼板形状付与装置と、前記連結突起を前記透孔に貫通して第１鋼板の第１突部と第２鋼板の第２突部を接合した状態で、前記連結突起の外周縁を前記透孔の内周縁とをカシメるパンチ及びダイを備えたカシメ装置とを備えることを特徴とする積層鋼板形成装置を要旨としている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、前記カシメ装置のパンチ及びダイは、互いに隣接する複数の第２突部に対し、共通の第１突部を接合した状態で、前記共通の第１突部に設けた複数の連結突起をそれぞれ前記複数の第２突部の透孔に貫通して、前記共通の第１突部に設けられた各連結突起の外周縁を、前記透孔の内周縁にカシメるパンチ及びダイを含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記第１突部及び第２突部の外形は、三角形状に形成されていることを特徴とする。
請求項４の発明は、第１鋼板を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部を複数個離散して形成するとともに、前記第１突部から第１突部の突出方向と同方向に突出した連結突起を形成する第１工程と、裏面側に複数個離散した第２突部が形成された第２鋼板の第２突部に透孔を開ける第２工程と、前記連結突起を前記透孔に貫通して第１鋼板の第１突部と第２鋼板の第２突部を接合した状態で、前記連結突起の外周縁を前記透孔の内周縁とをカシメる第３工程を備えることを特徴とする積層鋼板の製造方法を要旨としている。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４において、第３工程は、互いに隣接する複数の第２突部に対し、共通の第１突部を接合した状態で、前記共通の第１突部に設けた複数の連結突起をそれぞれ前記複数の第２突部の透孔に貫通して、前記共通の第１突部に設けられた各連結突起の外周縁を、前記透孔の内周縁にカシメることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５において、前記第１突部及び第２突部の外形は、三角形状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、第１鋼板と第２鋼板とは、連結突起を透孔に貫通して第１突部と第２突部とを接合した状態で、冷間鍛造された連結突起の外周縁を前記透孔の内周縁とをカシメるため、第１鋼板と第２鋼板とは、接合強度を十分に確保することができる積層鋼板形成装置を提供できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、互いに隣接する複数の第２突部に対し、共通の第１突部を接合した状態で、前記共通の第１突部に設けた複数の連結突起をそれぞれ前記複数の第２突部の透孔に貫通して、前記共通の第１突部に設けられた各連結突起の外周縁を、前記透孔の内周縁にカシメるため、剛性に方向性がない積層鋼板を製造できる積層鋼板形成装置を提供できる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２において、第１突部及び第２突部を単純な三角形状にした積層鋼板を製造できる積層鋼板形成装置を提供できる。
請求項４の発明によれば、第１鋼板と第２鋼板とは、連結突起を透孔に貫通して第１突部と第２突部とを接合した状態で、冷間鍛造された連結突起の外周縁を透孔の内周縁とをカシメるため、第１鋼板と第２鋼板とは、接合強度を十分に確保することができる積層鋼板が得ることができる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、第１鋼板と第２鋼板は、相互の連結突起が近位に隣接する第１突部同士が共通の第２突部に接合した状態で、前記連結突起の外周縁を前記透孔の内周縁とをカシメるため、剛性に方向性がない積層鋼板を製造できる。
【００１５】
請求項６の発明によれば、請求項４又は請求項５において、第１突部及び第２突部を単純な三角形状にした積層鋼板を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態の積層鋼板の一部を破断した平面図。
【図２】図１の２−２線の拡大断面図。
【図３】積層鋼板形成装置の概略図。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、第１工程を行う第１鋼板形状付与装置１１０の動作の説明図。
【図５】第１鋼板の斜視図。
【図６】（ａ），（ｂ）は、第２鋼板に第２突部を形成する突部形成装置の動作の説明図。
【図７】（ａ），（ｂ）は、第２工程を行う第２鋼板形状付与装置の動作の説明図。
【図８】第２鋼板の斜視図。
【図９】（ａ），（ｂ）は、第３工程を行うカシメ装置の動作の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の積層鋼板形成装置及び積層鋼板の製造方法を具体化した一実施形態を図１〜図８を参照して説明する。
まず、本実施形態の積層鋼板形成装置及び製造方法により製造される積層鋼板の構造について説明する。
【００１８】
積層鋼板は、図１、図２に示すように、第１鋼板１０と第２鋼板５０とが積層されることにより構成されている。
第１鋼板１０は、平板状をなす鋼板から形成されている。第１鋼板１０には、同じ大きさ及び形状の凹部１２が、表面から裏面側に向かって複数個形成されることにより、図２に示すように、裏面側に複数の第１突部１４が離散して突出されている。なお、本実施形態では、凹部１２の外形形状は正三角形状に形成されている。このため、凹部１２が三角形状に形成されていることにより、第１突部１４の外形形状も三角形状（本実施形態では、正三角形状）に形成されている。第１鋼板１０において、凹部１２が形成されていない部分は平板部１０ａである。
【００１９】
複数の第１突部１４（すなわち、凹部１２）は、図１に示すように、等ピッチで千鳥状に配列されている。図１に示すように、各凹部１２は、平面視した場合の中心Ｏ１が、直近に隣接する他の凹部１２の中心Ｏ１に対して等距離に配置されている。又、各凹部１２の各コーナーの内、２つのコーナーは、隣接する他の凹部の２つのコーナーとは直線状に並ぶように配置されている。
【００２０】
図２に示すように、第１突部１４の裏面１６側の各コーナーから、第１突部１４の突出方向と同方向に断面円形の連結突起１８が突出され、第２鋼板５０に貫通して連結されている。
【００２１】
第１鋼板１０において、連結突起１８と対応する鏡面側には断面円形をなす穴部１８ａが形成されている。
第２鋼板５０は、平板状をなす鋼板から形成されている。第２鋼板５０には、表面（図２においては下面）から裏面側（上側）に向かって、同じ大きさ及び形状の凹部５２が複数個形成されることにより、図２に示すように、裏面側に複数の第２突部５４が離散して突出されている。なお、本実施形態では、第１鋼板の凹部１２の大きさ及び外形形状に合わせるように凹部５２の外形形状は正三角形状に形成されている。このため、凹部５２が三角形状に形成されていることにより、第２突部５４の外形形状も三角形状（本実施形態では、正三角形状）に形成されている。第２鋼板５０において、凹部５２が形成されていない部分を、以下では平板部５０ａという。
【００２２】
複数の第２突部５４（すなわち、凹部５２）は、図１に示すように、等ピッチで千鳥状に配列されている。又、第２突部５４のピッチは、前記第１突部１４のピッチと同ピッチとなっている。図１に示すように、各凹部５２は、平面視した場合の中心Ｏ２が、直近に隣接する他の凹部５２の中心Ｏ２に対して等距離に配置されている。
【００２３】
そして、各凹部５２の各コーナーの内、２つのコーナーは、隣接する他の凹部５２の２つのコーナーとは直線状に並ぶように配置されている。
又、第２突部５４の各コーナーには、図１、図２に示すように、透孔５６が形成されている。透孔５６には第１突部１４の連結突起１８が貫通され、連結突起１８先端面の外周縁全体が透孔５６の内周縁全体にカシメ着されることにより、第１鋼板１０と連結されている。
【００２４】
（積層鋼板形成装置１００の概略）
次に、積層鋼板形成装置１００の概略について説明する。
図３に示すように、積層鋼板形成装置１００は、第１鋼板１０に第１突部１４を形成する第１鋼板形状付与装置１１０と、第２鋼板５０に第２突部５４を形成する突部形成装置１３０と、第２鋼板５０の第２突部５４に透孔５６を形成する第２鋼板形状付与装置１５０と、第１鋼板１０及び第２鋼板５０とを積層した状態で連結するカシメ装置１７０とからなる。
【００２５】
第１鋼板形状付与装置１１０、突部形成装置１３０と、第２鋼板形状付与装置１５０及びカシメ装置１７０の基本構成は、プレス加工装置と原理的に同じであるため、第１鋼板形状付与装置１１０の基本構成について説明し、他の装置において、第１鋼板形状付与装置１１０の基本構成に相当する構成については、同一符号にそれぞれａ，ｂ，ｃの符号を付加してその説明を省略する。
【００２６】
第１鋼板形状付与装置１１０は、土台部２００とその土台部２００の上に配設された枠体２０２とを有する。枠体２０２は、天井板２０４と底板２０６とこれらを連結固定する４本の支柱２０８とからなる。４本の支柱２０８には、可動プレート２１０が上下動自在に貫通して配置されている。可動プレート２１０は、その下面には上型２１２が固定されるとともに上面には、枠体２０２の天井板２０４に本体部２１４を固定した油圧シリンダ２１６のピストン２１８が固定されている。そして、可動プレート２１０は、油圧シリンダ２１６のピストン２１８により、枠体２０２に対して上下動可能に構成されている。枠体２０２の底板２０６の上面には、下型２２０が固定されている。
【００２７】
第１鋼板形状付与装置１１０は、型開きした状態から、油圧シリンダ２１６のピストン２１８によって可動プレート２１０を下降させることにより、可動プレート２１０に固定された上型２１２を下降させることにより、下型２２０と型閉めすることができる。
【００２８】
又、第１鋼板形状付与装置１１０は、型閉めした状態から、油圧シリンダ２１６のピストン２１８によって可動プレート２１０を上昇させることにより、上型２１２を上昇させることにより型開きが可能である。
【００２９】
突部形成装置１３０は、型開きした状態から、油圧シリンダ２１６ａのピストン２１８ａによって可動プレート２１０ａを下降させることにより、可動プレート２１０ａに固定された上型２１２ａを下降させることにより、下型２２０ａと型閉めすることができる。又、突部形成装置１３０は、型閉めした状態から、油圧シリンダ２１６ａのピストン２１８ａによって可動プレート２１０ａを上昇させることにより、上型２１２ａを上昇させることにより型開きが可能である。
【００３０】
第２鋼板形状付与装置１５０は、型開きした状態から、油圧シリンダ２１６ｂのピストン２１８ｂによって可動プレート２１０ｂを下降させることにより、可動プレート２１０ｂに固定された上型２１２ｂを下降させることにより、下型２２０ｂと型閉めすることができる。又、第２鋼板形状付与装置１５０は、型閉めした状態から、油圧シリンダ２１６ｂのピストン２１８ｂによって可動プレート２１０ｂを上昇させることにより、上型２１２ｂを上昇させることにより型開きが可能である。
【００３１】
カシメ装置１７０は、型開きした状態から、油圧シリンダ２１６ｃのピストン２１８ｃによって可動プレート２１０ｃを下降させることにより、可動プレート２１０ｃに固定された上型２１２ｃを下降させることにより、下型２２０ｃと型閉めすることができる。又、カシメ装置１７０は、型閉めした状態から、油圧シリンダ２１６ｃのピストン２１８ｃによって可動プレート２１０ｃを上昇させることにより、上型２１２ｃを上昇させることにより型開きが可能である。 （第１鋼板形状付与装置１１０）
図４（ａ）に示すように、第１鋼板形状付与装置１１０はプレス加工装置であって、図３に示す下型２２０（固定型）にはダイ１１１が固定されている。ダイ１１１には、第１突部１４を形成するための複数の断面正三角形状をなす凹状の窪み部１１１ａが形成されている。窪み部１１１ａの内底面とダイ１１１上面１１１ｃ間は傾斜面１１１ｂにより連結されている。窪み部１１１ａの内底面は平坦面となっている。
【００３２】
又、断面正三角形状の窪み部１１１ａの各コーナーには、図４（ａ）に示すように円形形状の加工穴１１２が設けられている。加工穴１１２には、図示しないクッションで支えられた断面円形のカウンタホルダ１１３が設けられている。カウンタホルダ１１３の上面は平坦面となっている。
【００３３】
図３に示す上型２１２（可動型）には、窪み部１１１ａに対峙するようにパンチ１２０が固定されている。パンチ１２０の下部には、傾斜面１１１ｂと対峙するテーパー面１２０ａと、テーパー面１２０ａに連結されるとともに窪み部１１１ａ内底面において傾斜面１１１ｂに近位側の部位に対峙する第１段部１２０ｂと、第１段部１２０ｂから下方に延出されるとともに窪み部１１１ａ内底面において傾斜面１１１ｂとは遠位側の部位に対峙する第２段部１２０ｃが設けられている。
【００３４】
第１段部１２０ｂ及び第２段部１２０ｃの外形形状は、正三角形状に形成されるとともに下面は平坦面となっている。
又、第２段部１２０ｃにおいて、各コーナーには図４（ａ）に示すようにカウンタホルダ１１３に対峙するように断面円形の突起１２０ｄが突出されている。突起１２０ｄは、加工穴１１２と同軸状に配置されるとともに、その半径は加工穴１１２の半径よりも小径となっている。又、加工穴１１２と突起１２０ｄの半径の差は、第１鋼板１０のプレス加工前の板厚よりも短くされている。又、突起１２０ｄの下面は平坦面になっている。
【００３５】
又、第２段部１２０ｃからの突起１２０ｄの高さ（突出長さＬ）は、突起１２０ｄが、パンチ１２０が降下時（加工時）に加工穴１１２内に挿入された際に、窪み部１１１ａ内底面と第２段部１２０ｃ間、及びカウンタホルダ１１３と突起１２０ｄ間で、第１鋼板１０に対して部分冷間鍛造が可能な長さに設定されている。すなわち、この突出長さＬの設定により、大きな圧縮応力が、突起１２０ｄとカウンタホルダ１１３間で第１鋼板１０に付与されて部分冷間鍛造が行うことが可能となっている。
【００３６】
又、パンチ１２０が降下して、テーパー面１２０ａ，第１段部１２０ｂ、第２段部１２０ｃが第１鋼板１０を曲げ加工することにより、第１鋼板１０の凹部１２が形成されるとともに、突起１２０ｄが加工穴１１２に挿入されることにより、凹部１２の各コーナーには、連結突起１８が形成される。又、連結突起１８の基端側には、凹部１２の内底面よりもさらに凹設された穴部１８ａが形成される。
【００３７】
（突部形成装置１３０）
次に、第２鋼板５０に第２突部５４を形成する突部形成装置１３０を、図６を参照して説明する。
【００３８】
図６（ａ）に示すように、突部形成装置１３０はプレス加工装置であって、図３に示す下型２２０ａ（固定型）にはダイ１３１が固定されている。ダイ１３１には、第２突部５４を形成するための複数の断面正三角形状をなす凹状の窪み部１３１ａが形成されている。窪み部１３１ａの内底面とダイ１３１の上面１３１ｂ間は傾斜面１３１ｃにより連結されている。窪み部１３１ａの内底面は平坦面となっている。
【００３９】
図３に示す上型２１２ａ（可動型）にはダイ１４０が固定されている。ダイ１４０の下面１４０ａには、各窪み部１３１ａに対峙するように断面正三角形状をなす複数の突部１４２が形成されている。突部１４２の下端面は平坦面となっている。突部１４２の周面はテーパー面１４０ｂとなって、傾斜面１３１ｃと対峙している。
【００４０】
（第２鋼板形状付与装置１５０）
次に、第２鋼板形状付与装置１５０を、図７を参照して説明する。
図７（ａ）に示すように、第２鋼板形状付与装置１５０はプレス加工装置であって、図３に示す下型２２０ｂ（固定型）にはダイ１５１が固定されている。ダイ１５１の上面１５１ａには、第２鋼板５０の各第２突部５４を凹部５２側から支持するための複数の断面正三角形状をなす突部１５２が形成されている。すなわち、突部１５２の外形形状は、凹部５２の外形形状と同一形状に形成されている。突部１５２の頂面とダイ１５１の上面１５１ａ間は傾斜面１５１ｂにより連結されている。突部１５２の頂面は平坦面となっている。
【００４１】
又、断面正三角形状の突部１５２の各コーナーには、図７（ａ）に示すように円形形状の抜き穴１５４が設けられている。
図３に示す上型２１２ｂ（可動型）には、下型２２０ｂ（固定型）の各抜き穴１５４に相対するパンチ１６０が複数固定されている。又、各パンチ１６０の周囲には、クッションパッド１６２が配置されている。本実施形態では、クッションパッド１６２は、バネ１６４を介して上型に連結されている。そして、上型２１２ｂが型締め時に下動した際、パンチ１６０の降下より先行して、クッションパッド１６２が降下し、第２鋼板５０の第２突部５４の頂面と接触するようにされている。そして、クッションパッド１６２とダイ１５１の突部１５２により第２鋼板５０を挟持した状態で、さらに降下したパンチ１６０が、第２鋼板５０を穴抜き加工して抜き穴１５４に挿入されることにより、第２突部５４に、連結突起１８用の透孔５６を形成するように動作する。
【００４２】
（カシメ装置１７０）
次に、カシメ装置１７０を、図９を参照して説明する。
図９（ａ）に示すように、カシメ装置１７０はプレス加工装置であって、図３に示す下型２２０ｃ（固定型）にはダイ１７１が固定されている。ダイ１７１の上面１７１ａには、第１鋼板１０の各第１突部１４を凹部１２側から支持するための複数の断面正三角形状をなす突部１７２が形成されている。すなわち、突部１７２の外形形状は、凹部１２の外形形状と同一形状に形成されている。このため、突部１７２の頂面は平坦面となっている。
【００４３】
又、断面正三角形状の突部１７２の各コーナーには、第１鋼板１０の凹部１２に設けられた穴部１８ａに嵌合する嵌合突部１７３が形成されている。
図３に示す上型２１２ｃ（可動型）には、下型２２０ｃ（固定型）の嵌合突部１７３に相対するパンチ１８０が複数固定されている。パンチ１８０は、断面円形をなし、第１鋼板１０の凹部１２を図９（ａ）に示すように嵌合した状態で、連結突起１８の先端面と対向するとともに、その直径は連結突起１８の直径よりも若干長くされている。
【００４４】
パンチ１８０の先端面（プレス面）には、連結突起１８の先端面の周縁部に近い部位に、カシメ部形成用の円形リング状の突条１８２が突出されている。又、各パンチ１８０の周囲には、クッションパッド１８３が配置されている。本実施形態では、クッションパッド１８３は、バネ１８４を介して上型に連結されている。
【００４５】
そして、上型２１２ｃが型締め時に下動した際、パンチ１８０の降下より先行して、クッションパッド１８３が降下し、第１鋼板１０の上に積層された第２鋼板５０の平板部５０ａと接触するようにされている。又、クッションパッド１８３と、第２鋼板５０、第１鋼板１０を挟んだダイ１７１の上面１７１ａにより、積層状態の第２鋼板５０と第１鋼板１０を挟持した状態で、さらに降下したパンチ１８０が、連結突起１８の先端面に突条１８２が食い込みして連結突起１８をカシメ変形し、突条１８２により外周方向に移動した肉１８ｂにより、連結突起１８を第２鋼板５０の透孔５６の周縁にカシメ着するようにされている。
【００４６】
（実施形態の作用）
次に上記のように構成された積層鋼板形成装置１００の作用について説明する。
まず、第１鋼板形状付与装置１１０による、第１鋼板１０に対するプレス加工を図４（ａ）〜図４（ｅ）を参照して説明する。
【００４７】
型開きした状態で、加工前において全体が平板となっている第１鋼板１０を第１鋼板形状付与装置１１０のダイ１１１に載置し、図４（ａ）に示すように、上型を下動する。すると、各パンチ１２０の突起１２０ｄ、第１鋼板１０に当接して押圧して変形する。
【００４８】
さらに、図４（ｂ）〜図４（ｅ）に示すように各パンチ１２０が降下して、各パンチ１２０の突起１２０ｄが、加工穴１１２内に挿入されて型締めすると、テーパー面１２０ａ，第１段部１２０ｂ、第２段部１２０ｃが第１鋼板１０を曲げ加工することにより、図５に示すように第１鋼板１０には、千鳥状に配置された凹部１２及び第１突部１４が形成されるとともに、突起１２０ｄが加工穴１１２に挿入されることにより、凹部１２の各コーナーには、連結突起１８が形成される。図５に示すように、連結突起１８の基端側には、凹部１２の内底面よりもさらに凹設された穴部１８ａが形成される。
【００４９】
このとき、第２段部１２０ｃからの突起１２０ｄの高さ（突出長さＬ）は、突起１２０ｄが、パンチ１２０が降下時（加工時）に加工穴１１２内に挿入された際に、窪み部１１１ａ内底面と第２段部１２０ｃ間、及びカウンタホルダ１１３と突起１２０ｄ間で、第１鋼板１０に対して部分冷間鍛造が可能な長さに設定されていることから、型締め時に、大きな圧縮応力が突起１２０ｄとカウンタホルダ１１３間で第１鋼板１０に付与されて部分冷間鍛造が行われる。
【００５０】
次に、突部形成装置１３０並びに第２鋼板形状付与装置１５０による、第２鋼板５０に対するプレス加工を図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）、図７（ｂ）を参照して説明する。
【００５１】
図６（ａ）に示すように、型開きした状態で、加工前において全体が平板となっている第２鋼板５０を突部形成装置１３０のダイ１３１に載置し、図６（ｂ）に示すように、上型を下動して型締めする。すると、ダイ１４０の突部１４２が、窪み部１３１ａ側に変位してダイ１３１との協働により第２鋼板５０を曲げ変形することにより、千鳥状に配置された凹部５２及び第２突部５４が形成される。
【００５２】
次に、図７（ａ）に示すように、型開きした第２鋼板形状付与装置１５０のダイ１５１の各突部１５２に、第２鋼板５０の第２突部５４を合わせて各凹部５２に嵌合させた状態となるように載置する。
【００５３】
そして、図３に示す上型２１２ｂを下動させる。すると、パンチ１６０の降下より先行して、クッションパッド１６２が降下し、第２鋼板５０の第２突部５４の頂面と接触する。この後、クッションパッド１６２とダイ１５１の突部１５２により第２鋼板５０が挟持された状態で、さらに降下したパンチ１６０が、第２鋼板５０を穴抜き加工して抜き穴１５４に挿入されることにより、図７（ｂ）、図８に示すように第２突部５４に連結突起１８用の透孔５６が形成される。
【００５４】
次に、図９（ａ）に示すように、第１鋼板１０と第２鋼板５０とを、第２鋼板５０の各透孔５６に対して第１鋼板１０の各連結突起１８を挿入して第１突部１４と第２突部５４とを接合した状態にする。すなわち、図１、図２に示すように、第１鋼板１０の第１突部１４と、第２鋼板５０の第２突部５４は、相互に位置をずらして配置するとともに、１つの第１突部１４の３つのコーナーの連結突起１８を、互いに異なる第２突部５４の１つのコーナーの透孔５６に挿入する。
【００５５】
そして、第１鋼板１０と第２鋼板５０を、この両突部を接合した状態で型開きしたカシメ装置１７０のダイ１７１において、各嵌合突部１７３に対して第１鋼板１０の各穴部１８ａを嵌合する。すなわち、ダイ１７１の各突部１７２に対して第１鋼板１０の各凹部１２を嵌合する。
【００５６】
この状態で、図３に示す上型２１２ｃが型締めして下動すると、パンチ１８０の降下より先行して、クッションパッド１８３が降下し、第１鋼板１０の上に積層された第２鋼板５０の平板部５０ａと接触する。
【００５７】
そして、クッションパッド１８３と、第２鋼板５０、第１鋼板１０を挟んだダイ１７１の上面１７１ａにより、積層状態の第２鋼板５０と第１鋼板１０を挟持した状態で、さらに降下したパンチ１８０が、連結突起１８の先端面に突条１８２が食い込みして連結突起１８をカシメ変形する。すなわち、突条１８２により外周方向に移動したリング状の肉１８ｂにより、連結突起１８が第２鋼板５０の透孔５６の内周縁全体にカシメ着される。
【００５８】
このようにして、図１に示すように、第１鋼板１０と第２鋼板５０とがカシメ着されて積層された状態となり、第１鋼板１０において、第１突部１４の各コーナーの連結突起１８は、第２鋼板５０の異なる３つの第２突部５４に強固に連結されたものとなる。この結果、積層鋼板の剛性が高められ、積層鋼板に加えられた荷重を、前記連結された部位を介して分散することができる。
【００５９】
又、積層鋼板を平面視した場合、第１突部１４間に第２突部５４が配置され、第２突部５４間に第１突部１４が配置されて連結された構成であるため、方向性がない剛性を得ることが可能となる。
【００６０】
さらに、連結突起１８先端面の外周縁全体が透孔５６の内周縁全体にカシメ着されているため、カシメされた部位において、前記方向性のない剛性を担保することができる。
この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００６１】
（１） 本実施形態の積層鋼板形成装置は、第１鋼板１０を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部１４を形成するとともに、第１突部１４から第１突部１４の突出方向と同方向に突出した連結突起１８を形成するパンチ１２０及びダイ１１１を備えた第１鋼板形状付与装置１１０と、裏面側に第２突部５４が形成された第２鋼板５０の前記第２突部５４に透孔５６を開けるパンチ１６０及びダイ１５１を備える第２鋼板形状付与装置１５０と、連結突起１８を透孔５６に貫通して第１鋼板１０の第１突部１４と第２鋼板５０の第２突部５４を接合した状態で、連結突起１８の外周縁を透孔５６の内周縁とをカシメるパンチ１８０及びダイ１７１を備えたカシメ装置１７０とを備える。
【００６２】
この結果、本実施形態の積層鋼板形成装置１００によれば、第１鋼板１０と第２鋼板５０とは、連結突起１８を透孔５６に貫通して第１突部１４と第２突部５４とを接合した状態で、冷間鍛造された連結突起１８の外周縁を透孔５６の内周縁とをカシメるため、第１鋼板１０と第２鋼板５０とは、接合強度を十分に確保することができる。
【００６３】
（２） 本実施形態では、カシメ装置１７０のパンチ１８０及びダイ１７１は、互いに隣接する複数の第２突部５４に対し、共通の第１突部１４を接合した状態で、共通の第１突部１４に設けた複数の連結突起１８をそれぞれ前記複数の第２突部５４の透孔５６に貫通して、共通の第１突部１４に設けられた各連結突起１８の外周縁を、透孔５６の内周縁にカシメるようにした。この結果、剛性に方向性がない積層鋼板を製造できる。
【００６４】
（３） 本実施形態は、第１突部１４及び第２突部５４の外形は、正三角形状に形成されている。この結果、第１突部及び第２突部を単純な三角形状にした積層鋼板を製造できる積層鋼板形成装置を提供できる。
【００６５】
（４） 本実施形態の積層鋼板の製造方法は、第１工程として、第１鋼板１０を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部１４を形成するとともに、第１突部１４から第１突部１４の突出方向と同方向に突出した連結突起１８を形成する、又、第２工程として、裏面側に第２突部５４が形成された第２鋼板５０の第２突部５４に透孔５６を開ける。又、第３工程として、連結突起１８を透孔５６に貫通して第１鋼板１０の第１突部１４と第２鋼板５０の第２突部５４を接合した状態で、連結突起１８の外周縁を透孔５６の内周縁とをカシメる。この結果、第１鋼板１０と第２鋼板５０とは、接合強度を十分に確保することができる積層鋼板を得ることができる。
【００６６】
（５） 本実施形態の積層鋼板の製造方法は、第３工程では、互いに隣接する複数の第２突部５４に対し、共通の第１突部１４を接合した状態で、共通の第１突部１４に設けた複数の連結突起１８をそれぞれ複数の第２突部５４の透孔５６に貫通して、共通の第１突部１４に設けられた各連結突起１８の外周縁を、透孔５６の内周縁にカシメる。この結果、剛性に方向性がない積層鋼板を製造できる。
【００６７】
（６） 本実施形態の積層鋼板の製造方法は、第１突部１４及び第２突部５４の外形は、正三角形状に形成されているため、第１突部１４及び第２突部５４を単純な三角形状にした積層鋼板を製造できる。
【００６８】
なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更しても良い。
・ 前記実施形態では、凹部１２の外形形状は断面正三角形状に形成したが、正三角形形状に限定するものではなく、二等辺三角形状に形成したり、直角三角形状にする等、他の三角形状にすることも可能である。
【００６９】
・ 前記実施形態では、凹部１２の外形形状を三角形状としたが、形状を限定するものではなく、四角形状、例えば、正方形形状、長方形形状等の矩形形状であってもよい。又、四角形状以外の多角形形状、例えば、五角形形状、六角形形状であってもよく、或いは、円形形状、楕円形形状であってもよい。
【００７０】
・ 又、第１突部の連結突起は、必ずしもコーナー部に設ける必要はなく、第２鋼板の互いに隣接する３つ又は４つの第２突部にそれぞれ設けた透孔に、第１鋼板に設けられた共通の第１突部に設けた３つ又は４つの連結突起をそれぞれカシメ着できるように、前記各装置を構成するようにしてもよい。
【００７１】
この場合でも、積層鋼板を平面視した場合、第１突部間に第２突部が配置され、第２突部間に第１突部が配置されて連結された構成であるため、方向性がない剛性を得ることが可能となる。
【００７２】
・ 前記実施形態では、第１突部、及び第２突部は、均等に離散して形成したが、不均等に離散してもよい。
・ 前記実施形態では、複数個の第１突部は同じ大きさとしているが、第１突部の突出量は互いに同じとし、かつ、断面が相似する形状としてもよい。
【００７３】
・ 前記実施形態では、複数個の第２突部は同じ大きさとしているが、第２突部の突出量は互いに同じとし、かつ、断面が相似する形状としてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０…第１鋼板、１４…第１突部、１８…連結突起、
５０…第２鋼板、５４…第２突部、５６…透孔、
１１０…第１鋼板形状付与装置、
１１１…ダイ、１２０…パンチ、
１３０…突部形成装置、
１３１…ダイ、
１５０…第２鋼板形状付与装置、
１５１…ダイ、１６０…パンチ、
１７０…カシメ装置、１７１…ダイ、１８０…パンチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層鋼板形成装置及び積層鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量及び高剛性のパネルでは、ハニカム構造のものが知られている。しかし、ハニカム構造のパネルは、生産性が悪く、高コストである問題がある。
又、プレス品を使用したトラスコアパネルが提案されている（特許文献１）。トラスコアパネルは、平面状の板状部材から４面体状の凸部を平面方向に分散配置したパネル同士を、積層した構成としたり、４面体状の突部を有するパネルと平板状のパネルとを対向して積層した構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７０７８７号公報、段落０００２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、トラスコアパネル同士、或いはトラスコアパネルと平板パネルを積層する場合、パネル間の接合が難しい問題がある。
また、トラスコアパネルに代えて、複数の突部を形成した平板状の鋼板を、互いに対向させて、相互の突部同士を接合する積層鋼板も提案されている。
【０００５】
ところが、相互の突部同士を接合するには、従来は、接合強度が十分とはいえない問題があった。
本発明の目的は、接合強度を十分に確保できる積層鋼板形成装置及び積層鋼板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１の発明は、第１鋼板を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部を離散して複数個形成するとともに、前記第１突部から第１突部の突出方向と同方向に突出した連結突起を形成するパンチ及びダイを備えた第１鋼板形状付与装置と、裏面側に離散した複数個の第２突部が形成された第２鋼板の第２突部に透孔を開けるパンチ及びダイを備える第２鋼板形状付与装置と、前記連結突起を前記透孔に貫通して第１鋼板の第１突部と第２鋼板の第２突部を接合した状態で、前記連結突起の外周縁を前記透孔の内周縁とをカシメるパンチ及びダイを備えたカシメ装置とを備えることを特徴とする積層鋼板形成装置を要旨としている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、前記カシメ装置のパンチ及びダイは、互いに隣接する複数の第２突部に対し、共通の第１突部を接合した状態で、前記共通の第１突部に設けた複数の連結突起をそれぞれ前記複数の第２突部の透孔に貫通して、前記共通の第１突部に設けられた各連結突起の外周縁を、前記透孔の内周縁にカシメるパンチ及びダイを含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記第１突部及び第２突部の外形は、三角形状に形成されていることを特徴とする。
請求項４の発明は、第１鋼板を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部を複数個離散して形成するとともに、前記第１突部から第１突部の突出方向と同方向に突出した連結突起を形成する第１工程と、裏面側に複数個離散した第２突部が形成された第２鋼板の第２突部に透孔を開ける第２工程と、前記連結突起を前記透孔に貫通して第１鋼板の第１突部と第２鋼板の第２突部を接合した状態で、前記連結突起の外周縁を前記透孔の内周縁とをカシメる第３工程を備えることを特徴とする積層鋼板の製造方法を要旨としている。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４において、第３工程は、互いに隣接する複数の第２突部に対し、共通の第１突部を接合した状態で、前記共通の第１突部に設けた複数の連結突起をそれぞれ前記複数の第２突部の透孔に貫通して、前記共通の第１突部に設けられた各連結突起の外周縁を、前記透孔の内周縁にカシメることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５において、前記第１突部及び第２突部の外形は、三角形状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、第１鋼板と第２鋼板とは、連結突起を透孔に貫通して第１突部と第２突部とを接合した状態で、冷間鍛造された連結突起の外周縁を前記透孔の内周縁とをカシメるため、第１鋼板と第２鋼板とは、接合強度を十分に確保することができる積層鋼板形成装置を提供できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、互いに隣接する複数の第２突部に対し、共通の第１突部を接合した状態で、前記共通の第１突部に設けた複数の連結突起をそれぞれ前記複数の第２突部の透孔に貫通して、前記共通の第１突部に設けられた各連結突起の外周縁を、前記透孔の内周縁にカシメるため、剛性に方向性がない積層鋼板を製造できる積層鋼板形成装置を提供できる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２において、第１突部及び第２突部を単純な三角形状にした積層鋼板を製造できる積層鋼板形成装置を提供できる。
請求項４の発明によれば、第１鋼板と第２鋼板とは、連結突起を透孔に貫通して第１突部と第２突部とを接合した状態で、冷間鍛造された連結突起の外周縁を透孔の内周縁とをカシメるため、第１鋼板と第２鋼板とは、接合強度を十分に確保することができる積層鋼板が得ることができる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、第１鋼板と第２鋼板は、相互の連結突起が近位に隣接する第１突部同士が共通の第２突部に接合した状態で、前記連結突起の外周縁を前記透孔の内周縁とをカシメるため、剛性に方向性がない積層鋼板を製造できる。
【００１５】
請求項６の発明によれば、請求項４又は請求項５において、第１突部及び第２突部を単純な三角形状にした積層鋼板を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態の積層鋼板の一部を破断した平面図。
【図２】図１の２−２線の拡大断面図。
【図３】積層鋼板形成装置の概略図。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、第１工程を行う第１鋼板形状付与装置１１０の動作の説明図。
【図５】第１鋼板の斜視図。
【図６】（ａ），（ｂ）は、第２鋼板に第２突部を形成する突部形成装置の動作の説明図。
【図７】（ａ），（ｂ）は、第２工程を行う第２鋼板形状付与装置の動作の説明図。
【図８】第２鋼板の斜視図。
【図９】（ａ），（ｂ）は、第３工程を行うカシメ装置の動作の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の積層鋼板形成装置及び積層鋼板の製造方法を具体化した一実施形態を図１〜図８を参照して説明する。
まず、本実施形態の積層鋼板形成装置及び製造方法により製造される積層鋼板の構造について説明する。
【００１８】
積層鋼板は、図１、図２に示すように、第１鋼板１０と第２鋼板５０とが積層されることにより構成されている。
第１鋼板１０は、平板状をなす鋼板から形成されている。第１鋼板１０には、同じ大きさ及び形状の凹部１２が、表面から裏面側に向かって複数個形成されることにより、図２に示すように、裏面側に複数の第１突部１４が離散して突出されている。なお、本実施形態では、凹部１２の外形形状は正三角形状に形成されている。このため、凹部１２が三角形状に形成されていることにより、第１突部１４の外形形状も三角形状（本実施形態では、正三角形状）に形成されている。第１鋼板１０において、凹部１２が形成されていない部分は平板部１０ａである。
【００１９】
複数の第１突部１４（すなわち、凹部１２）は、図１に示すように、等ピッチで千鳥状に配列されている。図１に示すように、各凹部１２は、平面視した場合の中心Ｏ１が、直近に隣接する他の凹部１２の中心Ｏ１に対して等距離に配置されている。又、各凹部１２の各コーナーの内、２つのコーナーは、隣接する他の凹部の２つのコーナーとは直線状に並ぶように配置されている。
【００２０】
図２に示すように、第１突部１４の裏面１６側の各コーナーから、第１突部１４の突出方向と同方向に断面円形の連結突起１８が突出され、第２鋼板５０に貫通して連結されている。
【００２１】
第１鋼板１０において、連結突起１８と対応する鏡面側には断面円形をなす穴部１８ａが形成されている。
第２鋼板５０は、平板状をなす鋼板から形成されている。第２鋼板５０には、表面（図２においては下面）から裏面側（上側）に向かって、同じ大きさ及び形状の凹部５２が複数個形成されることにより、図２に示すように、裏面側に複数の第２突部５４が離散して突出されている。なお、本実施形態では、第１鋼板の凹部１２の大きさ及び外形形状に合わせるように凹部５２の外形形状は正三角形状に形成されている。このため、凹部５２が三角形状に形成されていることにより、第２突部５４の外形形状も三角形状（本実施形態では、正三角形状）に形成されている。第２鋼板５０において、凹部５２が形成されていない部分を、以下では平板部５０ａという。
【００２２】
複数の第２突部５４（すなわち、凹部５２）は、図１に示すように、等ピッチで千鳥状に配列されている。又、第２突部５４のピッチは、前記第１突部１４のピッチと同ピッチとなっている。図１に示すように、各凹部５２は、平面視した場合の中心Ｏ２が、直近に隣接する他の凹部５２の中心Ｏ２に対して等距離に配置されている。
【００２３】
そして、各凹部５２の各コーナーの内、２つのコーナーは、隣接する他の凹部５２の２つのコーナーとは直線状に並ぶように配置されている。
又、第２突部５４の各コーナーには、図１、図２に示すように、透孔５６が形成されている。透孔５６には第１突部１４の連結突起１８が貫通され、連結突起１８先端面の外周縁全体が透孔５６の内周縁全体にカシメ着されることにより、第１鋼板１０と連結されている。
【００２４】
（積層鋼板形成装置１００の概略）
次に、積層鋼板形成装置１００の概略について説明する。
図３に示すように、積層鋼板形成装置１００は、第１鋼板１０に第１突部１４を形成する第１鋼板形状付与装置１１０と、第２鋼板５０に第２突部５４を形成する突部形成装置１３０と、第２鋼板５０の第２突部５４に透孔５６を形成する第２鋼板形状付与装置１５０と、第１鋼板１０及び第２鋼板５０とを積層した状態で連結するカシメ装置１７０とからなる。
【００２５】
第１鋼板形状付与装置１１０、突部形成装置１３０と、第２鋼板形状付与装置１５０及びカシメ装置１７０の基本構成は、プレス加工装置と原理的に同じであるため、第１鋼板形状付与装置１１０の基本構成について説明し、他の装置において、第１鋼板形状付与装置１１０の基本構成に相当する構成については、同一符号にそれぞれａ，ｂ，ｃの符号を付加してその説明を省略する。
【００２６】
第１鋼板形状付与装置１１０は、土台部２００とその土台部２００の上に配設された枠体２０２とを有する。枠体２０２は、天井板２０４と底板２０６とこれらを連結固定する４本の支柱２０８とからなる。４本の支柱２０８には、可動プレート２１０が上下動自在に貫通して配置されている。可動プレート２１０は、その下面には上型２１２が固定されるとともに上面には、枠体２０２の天井板２０４に本体部２１４を固定した油圧シリンダ２１６のピストン２１８が固定されている。そして、可動プレート２１０は、油圧シリンダ２１６のピストン２１８により、枠体２０２に対して上下動可能に構成されている。枠体２０２の底板２０６の上面には、下型２２０が固定されている。
【００２７】
第１鋼板形状付与装置１１０は、型開きした状態から、油圧シリンダ２１６のピストン２１８によって可動プレート２１０を下降させることにより、可動プレート２１０に固定された上型２１２を下降させることにより、下型２２０と型閉めすることができる。
【００２８】
又、第１鋼板形状付与装置１１０は、型閉めした状態から、油圧シリンダ２１６のピストン２１８によって可動プレート２１０を上昇させることにより、上型２１２を上昇させることにより型開きが可能である。
【００２９】
突部形成装置１３０は、型開きした状態から、油圧シリンダ２１６ａのピストン２１８ａによって可動プレート２１０ａを下降させることにより、可動プレート２１０ａに固定された上型２１２ａを下降させることにより、下型２２０ａと型閉めすることができる。又、突部形成装置１３０は、型閉めした状態から、油圧シリンダ２１６ａのピストン２１８ａによって可動プレート２１０ａを上昇させることにより、上型２１２ａを上昇させることにより型開きが可能である。
【００３０】
第２鋼板形状付与装置１５０は、型開きした状態から、油圧シリンダ２１６ｂのピストン２１８ｂによって可動プレート２１０ｂを下降させることにより、可動プレート２１０ｂに固定された上型２１２ｂを下降させることにより、下型２２０ｂと型閉めすることができる。又、第２鋼板形状付与装置１５０は、型閉めした状態から、油圧シリンダ２１６ｂのピストン２１８ｂによって可動プレート２１０ｂを上昇させることにより、上型２１２ｂを上昇させることにより型開きが可能である。
【００３１】
カシメ装置１７０は、型開きした状態から、油圧シリンダ２１６ｃのピストン２１８ｃによって可動プレート２１０ｃを下降させることにより、可動プレート２１０ｃに固定された上型２１２ｃを下降させることにより、下型２２０ｃと型閉めすることができる。又、カシメ装置１７０は、型閉めした状態から、油圧シリンダ２１６ｃのピストン２１８ｃによって可動プレート２１０ｃを上昇させることにより、上型２１２ｃを上昇させることにより型開きが可能である。 （第１鋼板形状付与装置１１０）
図４（ａ）に示すように、第１鋼板形状付与装置１１０はプレス加工装置であって、図３に示す下型２２０（固定型）にはダイ１１１が固定されている。ダイ１１１には、第１突部１４を形成するための複数の断面正三角形状をなす凹状の窪み部１１１ａが形成されている。窪み部１１１ａの内底面とダイ１１１上面１１１ｃ間は傾斜面１１１ｂにより連結されている。窪み部１１１ａの内底面は平坦面となっている。
【００３２】
又、断面正三角形状の窪み部１１１ａの各コーナーには、図４（ａ）に示すように円形形状の加工穴１１２が設けられている。加工穴１１２には、図示しないクッションで支えられた断面円形のカウンタホルダ１１３が設けられている。カウンタホルダ１１３の上面は平坦面となっている。
【００３３】
図３に示す上型２１２（可動型）には、窪み部１１１ａに対峙するようにパンチ１２０が固定されている。パンチ１２０の下部には、傾斜面１１１ｂと対峙するテーパー面１２０ａと、テーパー面１２０ａに連結されるとともに窪み部１１１ａ内底面において傾斜面１１１ｂに近位側の部位に対峙する第１段部１２０ｂと、第１段部１２０ｂから下方に延出されるとともに窪み部１１１ａ内底面において傾斜面１１１ｂとは遠位側の部位に対峙する第２段部１２０ｃが設けられている。
【００３４】
第１段部１２０ｂ及び第２段部１２０ｃの外形形状は、正三角形状に形成されるとともに下面は平坦面となっている。
又、第２段部１２０ｃにおいて、各コーナーには図４（ａ）に示すようにカウンタホルダ１１３に対峙するように断面円形の突起１２０ｄが突出されている。突起１２０ｄは、加工穴１１２と同軸状に配置されるとともに、その半径は加工穴１１２の半径よりも小径となっている。又、加工穴１１２と突起１２０ｄの半径の差は、第１鋼板１０のプレス加工前の板厚よりも短くされている。又、突起１２０ｄの下面は平坦面になっている。
【００３５】
又、第２段部１２０ｃからの突起１２０ｄの高さ（突出長さＬ）は、突起１２０ｄが、パンチ１２０が降下時（加工時）に加工穴１１２内に挿入された際に、窪み部１１１ａ内底面と第２段部１２０ｃ間、及びカウンタホルダ１１３と突起１２０ｄ間で、第１鋼板１０に対して部分冷間鍛造が可能な長さに設定されている。すなわち、この突出長さＬの設定により、大きな圧縮応力が、突起１２０ｄとカウンタホルダ１１３間で第１鋼板１０に付与されて部分冷間鍛造が行うことが可能となっている。
【００３６】
又、パンチ１２０が降下して、テーパー面１２０ａ，第１段部１２０ｂ、第２段部１２０ｃが第１鋼板１０を曲げ加工することにより、第１鋼板１０の凹部１２が形成されるとともに、突起１２０ｄが加工穴１１２に挿入されることにより、凹部１２の各コーナーには、連結突起１８が形成される。又、連結突起１８の基端側には、凹部１２の内底面よりもさらに凹設された穴部１８ａが形成される。
【００３７】
（突部形成装置１３０）
次に、第２鋼板５０に第２突部５４を形成する突部形成装置１３０を、図６を参照して説明する。
【００３８】
図６（ａ）に示すように、突部形成装置１３０はプレス加工装置であって、図３に示す下型２２０ａ（固定型）にはダイ１３１が固定されている。ダイ１３１には、第２突部５４を形成するための複数の断面正三角形状をなす凹状の窪み部１３１ａが形成されている。窪み部１３１ａの内底面とダイ１３１の上面１３１ｂ間は傾斜面１３１ｃにより連結されている。窪み部１３１ａの内底面は平坦面となっている。
【００３９】
図３に示す上型２１２ａ（可動型）にはダイ１４０が固定されている。ダイ１４０の下面１４０ａには、各窪み部１３１ａに対峙するように断面正三角形状をなす複数の突部１４２が形成されている。突部１４２の下端面は平坦面となっている。突部１４２の周面はテーパー面１４０ｂとなって、傾斜面１３１ｃと対峙している。
【００４０】
（第２鋼板形状付与装置１５０）
次に、第２鋼板形状付与装置１５０を、図７を参照して説明する。
図７（ａ）に示すように、第２鋼板形状付与装置１５０はプレス加工装置であって、図３に示す下型２２０ｂ（固定型）にはダイ１５１が固定されている。ダイ１５１の上面１５１ａには、第２鋼板５０の各第２突部５４を凹部５２側から支持するための複数の断面正三角形状をなす突部１５２が形成されている。すなわち、突部１５２の外形形状は、凹部５２の外形形状と同一形状に形成されている。突部１５２の頂面とダイ１５１の上面１５１ａ間は傾斜面１５１ｂにより連結されている。突部１５２の頂面は平坦面となっている。
【００４１】
又、断面正三角形状の突部１５２の各コーナーには、図７（ａ）に示すように円形形状の抜き穴１５４が設けられている。
図３に示す上型２１２ｂ（可動型）には、下型２２０ｂ（固定型）の各抜き穴１５４に相対するパンチ１６０が複数固定されている。又、各パンチ１６０の周囲には、クッションパッド１６２が配置されている。本実施形態では、クッションパッド１６２は、バネ１６４を介して上型に連結されている。そして、上型２１２ｂが型締め時に下動した際、パンチ１６０の降下より先行して、クッションパッド１６２が降下し、第２鋼板５０の第２突部５４の頂面と接触するようにされている。そして、クッションパッド１６２とダイ１５１の突部１５２により第２鋼板５０を挟持した状態で、さらに降下したパンチ１６０が、第２鋼板５０を穴抜き加工して抜き穴１５４に挿入されることにより、第２突部５４に、連結突起１８用の透孔５６を形成するように動作する。
【００４２】
（カシメ装置１７０）
次に、カシメ装置１７０を、図９を参照して説明する。
図９（ａ）に示すように、カシメ装置１７０はプレス加工装置であって、図３に示す下型２２０ｃ（固定型）にはダイ１７１が固定されている。ダイ１７１の上面１７１ａには、第１鋼板１０の各第１突部１４を凹部１２側から支持するための複数の断面正三角形状をなす突部１７２が形成されている。すなわち、突部１７２の外形形状は、凹部１２の外形形状と同一形状に形成されている。このため、突部１７２の頂面は平坦面となっている。
【００４３】
又、断面正三角形状の突部１７２の各コーナーには、第１鋼板１０の凹部１２に設けられた穴部１８ａに嵌合する嵌合突部１７３が形成されている。
図３に示す上型２１２ｃ（可動型）には、下型２２０ｃ（固定型）の嵌合突部１７３に相対するパンチ１８０が複数固定されている。パンチ１８０は、断面円形をなし、第１鋼板１０の凹部１２を図９（ａ）に示すように嵌合した状態で、連結突起１８の先端面と対向するとともに、その直径は連結突起１８の直径よりも若干長くされている。
【００４４】
パンチ１８０の先端面（プレス面）には、連結突起１８の先端面の周縁部に近い部位に、カシメ部形成用の円形リング状の突条１８２が突出されている。又、各パンチ１８０の周囲には、クッションパッド１８３が配置されている。本実施形態では、クッションパッド１８３は、バネ１８４を介して上型に連結されている。
【００４５】
そして、上型２１２ｃが型締め時に下動した際、パンチ１８０の降下より先行して、クッションパッド１８３が降下し、第１鋼板１０の上に積層された第２鋼板５０の平板部５０ａと接触するようにされている。又、クッションパッド１８３と、第２鋼板５０、第１鋼板１０を挟んだダイ１７１の上面１７１ａにより、積層状態の第２鋼板５０と第１鋼板１０を挟持した状態で、さらに降下したパンチ１８０が、連結突起１８の先端面に突条１８２が食い込みして連結突起１８をカシメ変形し、突条１８２により外周方向に移動した肉１８ｂにより、連結突起１８を第２鋼板５０の透孔５６の周縁にカシメ着するようにされている。
【００４６】
（実施形態の作用）
次に上記のように構成された積層鋼板形成装置１００の作用について説明する。
まず、第１鋼板形状付与装置１１０による、第１鋼板１０に対するプレス加工を図４（ａ）〜図４（ｅ）を参照して説明する。
【００４７】
型開きした状態で、加工前において全体が平板となっている第１鋼板１０を第１鋼板形状付与装置１１０のダイ１１１に載置し、図４（ａ）に示すように、上型を下動する。すると、各パンチ１２０の突起１２０ｄ、第１鋼板１０に当接して押圧して変形する。
【００４８】
さらに、図４（ｂ）〜図４（ｅ）に示すように各パンチ１２０が降下して、各パンチ１２０の突起１２０ｄが、加工穴１１２内に挿入されて型締めすると、テーパー面１２０ａ，第１段部１２０ｂ、第２段部１２０ｃが第１鋼板１０を曲げ加工することにより、図５に示すように第１鋼板１０には、千鳥状に配置された凹部１２及び第１突部１４が形成されるとともに、突起１２０ｄが加工穴１１２に挿入されることにより、凹部１２の各コーナーには、連結突起１８が形成される。図５に示すように、連結突起１８の基端側には、凹部１２の内底面よりもさらに凹設された穴部１８ａが形成される。
【００４９】
このとき、第２段部１２０ｃからの突起１２０ｄの高さ（突出長さＬ）は、突起１２０ｄが、パンチ１２０が降下時（加工時）に加工穴１１２内に挿入された際に、窪み部１１１ａ内底面と第２段部１２０ｃ間、及びカウンタホルダ１１３と突起１２０ｄ間で、第１鋼板１０に対して部分冷間鍛造が可能な長さに設定されていることから、型締め時に、大きな圧縮応力が突起１２０ｄとカウンタホルダ１１３間で第１鋼板１０に付与されて部分冷間鍛造が行われる。
【００５０】
次に、突部形成装置１３０並びに第２鋼板形状付与装置１５０による、第２鋼板５０に対するプレス加工を図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）、図７（ｂ）を参照して説明する。
【００５１】
図６（ａ）に示すように、型開きした状態で、加工前において全体が平板となっている第２鋼板５０を突部形成装置１３０のダイ１３１に載置し、図６（ｂ）に示すように、上型を下動して型締めする。すると、ダイ１４０の突部１４２が、窪み部１３１ａ側に変位してダイ１３１との協働により第２鋼板５０を曲げ変形することにより、千鳥状に配置された凹部５２及び第２突部５４が形成される。
【００５２】
次に、図７（ａ）に示すように、型開きした第２鋼板形状付与装置１５０のダイ１５１の各突部１５２に、第２鋼板５０の第２突部５４を合わせて各凹部５２に嵌合させた状態となるように載置する。
【００５３】
そして、図３に示す上型２１２ｂを下動させる。すると、パンチ１６０の降下より先行して、クッションパッド１６２が降下し、第２鋼板５０の第２突部５４の頂面と接触する。この後、クッションパッド１６２とダイ１５１の突部１５２により第２鋼板５０が挟持された状態で、さらに降下したパンチ１６０が、第２鋼板５０を穴抜き加工して抜き穴１５４に挿入されることにより、図７（ｂ）、図８に示すように第２突部５４に連結突起１８用の透孔５６が形成される。
【００５４】
次に、図９（ａ）に示すように、第１鋼板１０と第２鋼板５０とを、第２鋼板５０の各透孔５６に対して第１鋼板１０の各連結突起１８を挿入して第１突部１４と第２突部５４とを接合した状態にする。すなわち、図１、図２に示すように、第１鋼板１０の第１突部１４と、第２鋼板５０の第２突部５４は、相互に位置をずらして配置するとともに、１つの第１突部１４の３つのコーナーの連結突起１８を、互いに異なる第２突部５４の１つのコーナーの透孔５６に挿入する。
【００５５】
そして、第１鋼板１０と第２鋼板５０を、この両突部を接合した状態で型開きしたカシメ装置１７０のダイ１７１において、各嵌合突部１７３に対して第１鋼板１０の各穴部１８ａを嵌合する。すなわち、ダイ１７１の各突部１７２に対して第１鋼板１０の各凹部１２を嵌合する。
【００５６】
この状態で、図３に示す上型２１２ｃが型締めして下動すると、パンチ１８０の降下より先行して、クッションパッド１８３が降下し、第１鋼板１０の上に積層された第２鋼板５０の平板部５０ａと接触する。
【００５７】
そして、クッションパッド１８３と、第２鋼板５０、第１鋼板１０を挟んだダイ１７１の上面１７１ａにより、積層状態の第２鋼板５０と第１鋼板１０を挟持した状態で、さらに降下したパンチ１８０が、連結突起１８の先端面に突条１８２が食い込みして連結突起１８をカシメ変形する。すなわち、突条１８２により外周方向に移動したリング状の肉１８ｂにより、連結突起１８が第２鋼板５０の透孔５６の内周縁全体にカシメ着される。
【００５８】
このようにして、図１に示すように、第１鋼板１０と第２鋼板５０とがカシメ着されて積層された状態となり、第１鋼板１０において、第１突部１４の各コーナーの連結突起１８は、第２鋼板５０の異なる３つの第２突部５４に強固に連結されたものとなる。この結果、積層鋼板の剛性が高められ、積層鋼板に加えられた荷重を、前記連結された部位を介して分散することができる。
【００５９】
又、積層鋼板を平面視した場合、第１突部１４間に第２突部５４が配置され、第２突部５４間に第１突部１４が配置されて連結された構成であるため、方向性がない剛性を得ることが可能となる。
【００６０】
さらに、連結突起１８先端面の外周縁全体が透孔５６の内周縁全体にカシメ着されているため、カシメされた部位において、前記方向性のない剛性を担保することができる。
この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００６１】
（１） 本実施形態の積層鋼板形成装置は、第１鋼板１０を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部１４を形成するとともに、第１突部１４から第１突部１４の突出方向と同方向に突出した連結突起１８を形成するパンチ１２０及びダイ１１１を備えた第１鋼板形状付与装置１１０と、裏面側に第２突部５４が形成された第２鋼板５０の前記第２突部５４に透孔５６を開けるパンチ１６０及びダイ１５１を備える第２鋼板形状付与装置１５０と、連結突起１８を透孔５６に貫通して第１鋼板１０の第１突部１４と第２鋼板５０の第２突部５４を接合した状態で、連結突起１８の外周縁を透孔５６の内周縁とをカシメるパンチ１８０及びダイ１７１を備えたカシメ装置１７０とを備える。
【００６２】
この結果、本実施形態の積層鋼板形成装置１００によれば、第１鋼板１０と第２鋼板５０とは、連結突起１８を透孔５６に貫通して第１突部１４と第２突部５４とを接合した状態で、冷間鍛造された連結突起１８の外周縁を透孔５６の内周縁とをカシメるため、第１鋼板１０と第２鋼板５０とは、接合強度を十分に確保することができる。
【００６３】
（２） 本実施形態では、カシメ装置１７０のパンチ１８０及びダイ１７１は、互いに隣接する複数の第２突部５４に対し、共通の第１突部１４を接合した状態で、共通の第１突部１４に設けた複数の連結突起１８をそれぞれ前記複数の第２突部５４の透孔５６に貫通して、共通の第１突部１４に設けられた各連結突起１８の外周縁を、透孔５６の内周縁にカシメるようにした。この結果、剛性に方向性がない積層鋼板を製造できる。
【００６４】
（３） 本実施形態は、第１突部１４及び第２突部５４の外形は、正三角形状に形成されている。この結果、第１突部及び第２突部を単純な三角形状にした積層鋼板を製造できる積層鋼板形成装置を提供できる。
【００６５】
（４） 本実施形態の積層鋼板の製造方法は、第１工程として、第１鋼板１０を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部１４を形成するとともに、第１突部１４から第１突部１４の突出方向と同方向に突出した連結突起１８を形成する、又、第２工程として、裏面側に第２突部５４が形成された第２鋼板５０の第２突部５４に透孔５６を開ける。又、第３工程として、連結突起１８を透孔５６に貫通して第１鋼板１０の第１突部１４と第２鋼板５０の第２突部５４を接合した状態で、連結突起１８の外周縁を透孔５６の内周縁とをカシメる。この結果、第１鋼板１０と第２鋼板５０とは、接合強度を十分に確保することができる積層鋼板を得ることができる。
【００６６】
（５） 本実施形態の積層鋼板の製造方法は、第３工程では、互いに隣接する複数の第２突部５４に対し、共通の第１突部１４を接合した状態で、共通の第１突部１４に設けた複数の連結突起１８をそれぞれ複数の第２突部５４の透孔５６に貫通して、共通の第１突部１４に設けられた各連結突起１８の外周縁を、透孔５６の内周縁にカシメる。この結果、剛性に方向性がない積層鋼板を製造できる。
【００６７】
（６） 本実施形態の積層鋼板の製造方法は、第１突部１４及び第２突部５４の外形は、正三角形状に形成されているため、第１突部１４及び第２突部５４を単純な三角形状にした積層鋼板を製造できる。
【００６８】
なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更しても良い。
・ 前記実施形態では、凹部１２の外形形状は断面正三角形状に形成したが、正三角形形状に限定するものではなく、二等辺三角形状に形成したり、直角三角形状にする等、他の三角形状にすることも可能である。
【００６９】
・ 前記実施形態では、凹部１２の外形形状を三角形状としたが、形状を限定するものではなく、四角形状、例えば、正方形形状、長方形形状等の矩形形状であってもよい。又、四角形状以外の多角形形状、例えば、五角形形状、六角形形状であってもよく、或いは、円形形状、楕円形形状であってもよい。
【００７０】
・ 又、第１突部の連結突起は、必ずしもコーナー部に設ける必要はなく、第２鋼板の互いに隣接する３つ又は４つの第２突部にそれぞれ設けた透孔に、第１鋼板に設けられた共通の第１突部に設けた３つ又は４つの連結突起をそれぞれカシメ着できるように、前記各装置を構成するようにしてもよい。
【００７１】
この場合でも、積層鋼板を平面視した場合、第１突部間に第２突部が配置され、第２突部間に第１突部が配置されて連結された構成であるため、方向性がない剛性を得ることが可能となる。
【００７２】
・ 前記実施形態では、第１突部、及び第２突部は、均等に離散して形成したが、不均等に離散してもよい。
・ 前記実施形態では、複数個の第１突部は同じ大きさとしているが、第１突部の突出量は互いに同じとし、かつ、断面が相似する形状としてもよい。
【００７３】
・ 前記実施形態では、複数個の第２突部は同じ大きさとしているが、第２突部の突出量は互いに同じとし、かつ、断面が相似する形状としてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０…第１鋼板、１４…第１突部、１８…連結突起、
５０…第２鋼板、５４…第２突部、５６…透孔、
１１０…第１鋼板形状付与装置、
１１１…ダイ、１２０…パンチ、
１３０…突部形成装置、
１３１…ダイ、
１５０…第２鋼板形状付与装置、
１５１…ダイ、１６０…パンチ、
１７０…カシメ装置、１７１…ダイ、１８０…パンチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１鋼板を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部を離散して複数個形成するとともに、前記第１突部から第１突部の突出方向と同方向に突出した連結突起を形成するパンチ及びダイを備えた第１鋼板形状付与装置と、
裏面側に離散した複数個の第２突部が形成された第２鋼板の第２突部に透孔を開けるパンチ及びダイを備える第２鋼板形状付与装置と、
前記連結突起を前記透孔に貫通して第１鋼板の第１突部と第２鋼板の第２突部を接合した状態で、前記連結突起の外周縁を前記透孔の内周縁とをカシメるパンチ及びダイを備えたカシメ装置とを備えることを特徴とする積層鋼板形成装置。
【請求項２】
前記カシメ装置のパンチ及びダイは、互いに隣接する複数の第２突部に対し、共通の第１突部を接合した状態で、前記共通の第１突部に設けた複数の連結突起をそれぞれ前記複数の第２突部の透孔に貫通して、前記共通の第１突部に設けられた各連結突起の外周縁を、前記透孔の内周縁にカシメるパンチ及びダイを含むことを特徴とする請求項１に記載の積層鋼板形成装置。
【請求項３】
前記第１突部及び第２突部の外形は、三角形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層鋼板形成装置。
【請求項４】
第１鋼板を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部を複数個離散して形成するとともに、前記第１突部から第１突部の突出方向と同方向に突出した連結突起を形成する第１工程と、
裏面側に複数個離散した第２突部が形成された第２鋼板の第２突部に透孔を開ける第２工程と、
前記連結突起を前記透孔に貫通して第１鋼板の第１突部と第２鋼板の第２突部を接合した状態で、前記連結突起の外周縁を前記透孔の内周縁とをカシメる第３工程を備えることを特徴とする積層鋼板の製造方法。
【請求項５】
第３工程は、互いに隣接する複数の第２突部に対し、共通の第１突部を接合した状態で、前記共通の第１突部に設けた複数の連結突起をそれぞれ前記複数の第２突部の透孔に貫通して、前記共通の第１突部に設けられた各連結突起の外周縁を、前記透孔の内周縁にカシメることを特徴とする請求項４に記載の積層鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記第１突部及び第２突部の外形は、三角形状に形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の積層鋼板の製造方法。
【請求項１】
第１鋼板を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部を離散して複数個形成するとともに、前記第１突部から第１突部の突出方向と同方向に突出した連結突起を形成するパンチ及びダイを備えた第１鋼板形状付与装置と、
裏面側に離散した複数個の第２突部が形成された第２鋼板の第２突部に透孔を開けるパンチ及びダイを備える第２鋼板形状付与装置と、
前記連結突起を前記透孔に貫通して第１鋼板の第１突部と第２鋼板の第２突部を接合した状態で、前記連結突起の外周縁を前記透孔の内周縁とをカシメるパンチ及びダイを備えたカシメ装置とを備えることを特徴とする積層鋼板形成装置。
【請求項２】
前記カシメ装置のパンチ及びダイは、互いに隣接する複数の第２突部に対し、共通の第１突部を接合した状態で、前記共通の第１突部に設けた複数の連結突起をそれぞれ前記複数の第２突部の透孔に貫通して、前記共通の第１突部に設けられた各連結突起の外周縁を、前記透孔の内周縁にカシメるパンチ及びダイを含むことを特徴とする請求項１に記載の積層鋼板形成装置。
【請求項３】
前記第１突部及び第２突部の外形は、三角形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層鋼板形成装置。
【請求項４】
第１鋼板を部分冷間鍛造することにより、裏面側に第１突部を複数個離散して形成するとともに、前記第１突部から第１突部の突出方向と同方向に突出した連結突起を形成する第１工程と、
裏面側に複数個離散した第２突部が形成された第２鋼板の第２突部に透孔を開ける第２工程と、
前記連結突起を前記透孔に貫通して第１鋼板の第１突部と第２鋼板の第２突部を接合した状態で、前記連結突起の外周縁を前記透孔の内周縁とをカシメる第３工程を備えることを特徴とする積層鋼板の製造方法。
【請求項５】
第３工程は、互いに隣接する複数の第２突部に対し、共通の第１突部を接合した状態で、前記共通の第１突部に設けた複数の連結突起をそれぞれ前記複数の第２突部の透孔に貫通して、前記共通の第１突部に設けられた各連結突起の外周縁を、前記透孔の内周縁にカシメることを特徴とする請求項４に記載の積層鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記第１突部及び第２突部の外形は、三角形状に形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の積層鋼板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５４４６５（Ｐ２０１２−２５４４６５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２８４９６（Ｐ２０１１−１２８４９６）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００１１０３２１）トヨタ車体株式会社 (1,272)
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