BR112015025604A2

BR112015025604A2 - estrutura de junção e método de junção da mesma

Info

Publication number: BR112015025604A2
Application number: BR112015025604-0A
Authority: BR
Inventors: Hiroshi Kawahara; Sumio Sugita
Original assignee: Nsk Ltd.
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2020-10-27
Also published as: BR112015025604B1; JP6299752B2; US20160047501A1; JPWO2014167614A1; US10550978B2; EP2985503A1; CN104395662A; WO2014167614A1; EP2985503B1; EP2985503A4; CN104395662B

Abstract

estrutura de junção e método de junção da mesma. a presente invenção descreve uma estrutura capaz de se unir, adequadamente, de modo a juntar forças entre os componentes que compõem a estrutura de junção e a um método de junção das mesmas. para este efeito, uma estrutura de junção (1) inclui: um elemento de haste (10) e um elemento cilíndrico de parede fina (20) que se encaixa numa superfície circunferencial interior da mesma a uma superfície circunferencial exterior do membro do haste (10). o elemento cilíndrico de parede fina (20) tem: uma primeira porção revirada (21), em que uma porção axialmente intermediária é reduzida em diâmetro na direção radial e é cravada ao componente de haste (10), e uma segunda parte revirada (22), na qual uma superfície de extremidade (20a) é dobrada radialmente para dentro e é comprimida na direção do elemento de haste (10).

Description

' ESTRUTURA DE JUNÇÃO E MÉTODO DE JUNÇÃO DA MESMA CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a uma estrutura de junção e ao método de ligação da mesma e, em particular, a uma estrutura de junção obtida através da calafetagem de um componente de haste e de um elemento cilíndrico de paredes finas e ao seu método de ligação.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Até agora, uma estrutura de junção de tubo tal como a descrita no documento de Patente 1 tem sido referida como uma estrutura de junção, a qual se encaixa como um elemento cilíndrico de parede fina de um elemento de haste, tal como um haste maciço ou um haste oco, e frisos do elemento cilíndrico de parede fina para, então, fixar-se o membro cilíndrico de paredes finas ao membro do haste.

Como mostrado na FIG. 14, na junção de tubo do documento de Patente 1, uma estrutura de junção 103 (elemento cilíndrico de parede fina) é montado com uma circunferência exterior de um segundo tubo (membro do haste), 102, equipado com uma circunferência exterior de um primeiro condutor 101. Em seguida, uma pluralidade de pontos numa direção do comprimento axial do estrutura de junção 103 é cravada em porções reviradas 104a e 104b.

Na estrutura de junção 103, uma parede é gradualmente dissimulada a partir de uma extremidade da mesma para a outra extremidade da mesma, e um razão de engate da porção de cravamento 104a sobre um lado da parede fina é definida como sendo menor do que uma relação de cravamento da parte revirada 104b num lado da parede grossa. Como resultado, o segundo tubo 102 é impedido de se posicionar para fora pela parte revirada 104b, que tem uma proporção maior do friso. Enquanto isso, o ponto de corte do segundo tubo 102, que é causada por uma tensão de tração, é impedido pela parte revirada 104a, que tem uma proporção menor do friso.

LISTA DE CITAÇÕES Literatura de patentes

[0003] PTL 1: JP A H11-325360

RESUMO DA INVENÇÃO Problema técnico a ser resolvido

[0004]

' Cabe ressaltar que a estrutura de junção descrita no documento de patentes 1 tem se mostrado extremamente difícil no ponto de assegurar uma força de adesão num sentido de rotação (direção circunferencial) do membro do haste e do elemento cilíndrico de parede fina.

Por exemplo, no caso de uma redução de um diâmetro do elemento cilíndrico de parede fina e de se juntar, por cravamento, o elemento cilíndrico de parede fina ao componente de haste, uma parte dos mesmos é unida, uma à outra, por força de atrito das superfícies de contato de ambos. No entanto, em tal estado unido, considerando a natureza elástica do elemento cilíndrico de parede fina que está presente, o controle, de forma adequada, de uma pressão de contato superficial entre o elemento cilíndrico de parede fina e o elemento de haste tem se mostrado difícil e, assim, com uma estrutura deste tipo tem sido difícil assegurar uma força de adesão.

Em particular, num caso em que o componente de haste e o elemento cilíndrico de parede fina são feitos de matérias-primas tais como aço e alumínio, que são diferentes um do outro, e que ocorre, em seguida, a junção destes componente de haste e elemento cilíndrico de paredes finas, nota-se que há frouxidão, que ocorre devido a uma diferença de coeficiente de expansão linear entre os dois membros, dependendo da temperatura atmosférica.

[0005] Além disso, a literatura também descreve um método de fixar-se o sentido de rotação, proporcionando o componente de haste lateral com uma ranhura paralela à direção axial e de engate do elemento cilíndrico de parede fina na ranhura. No entanto, também neste método, por vezes, ocorre uma folga entre a ranhura e o elemento cilíndrico de parede fina, devido à recuperação elástica do elemento cilíndrico de parede fina. Como resultado, uma folga no sentido de rotação tem sido observada na união do componente de haste e do elemento cilíndrico de parede fina.

Neste contexto, a presente invenção foi desenvolvida concentrando-se no problema acima mencionado e é um objeto da presente invenção proporcionar uma estrutura de junção susceptível de obtenção adequadamente em termos da força de junção dos membros que compõem a estrutura de junção, e fornecer um método de junção dos mesmos.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0006] Uma determinada forma de realização de uma estrutura de junção alcança o objetivo acima descrito, e inclui: um elemento de haste e um elemento cilíndrico de

: parede fina que se encaixa numa superfície circunferencial interior da mesma a uma superfície circunferencial exterior do membro de haste, caracterizado pelo fato do elemento cilíndrico de parede fina ter: uma primeira porção de cravamento, em que uma porção axialmente intermediária é reduzida em diâmetro na direção radial, e de ser cravada ao longo de uma primeira ranhura em forma de V, fornecida na superfície periférica do elemento de haste, e uma segunda porção de cravamento, na qual uma superfície de extremidade é dobrada radialmente para dentro e é cravada ao longo de uma segunda ranhura em forma de V fornecida na superfície periférica do elemento de haste.

Aqui, na estrutura de junção acima descrita, a segunda ranhura em forma de V pode formar uma forma de seção transversal assimétrica na direção axial, em que um ângulo de elevação, num lado da porção de extremidade de recepção do elemento cilíndrico de parede fina, pode ser maior do que o ângulo no lado oposto à porção de extremidade.

[0007] Além disso, na estrutura de junção acima descrita, a segunda porção de cravamento pode ser formada apenas numa parte e numa direção circunferencial da superfície de extremidade do elemento cilíndrico de parede fina, ou a segunda porção cravado pode ser formada em um intervalo igual.

Além disso, na estrutura de junção acima descrita, o material do elemento de haste e o material do elemento cilíndrico de paredes finas podem ser metais diferentes uns dos outros.

Além disso, na estrutura de junção acima descrita, é preferível que uma margem de base da segunda ranhura em forma de V e o elemento cilíndrico de paredes finas sejam iguais ou inferiores a uma espessura do elemento cilíndrico de parede fina.

[0008] Além disso, uma certa forma de realização de um método de junção de uma estrutura de junção, na qual se encaixa um elemento de haste e um elemento cilíndrico de parede fina um ao outro, de modo a que uma superfície circunferencial exterior do membro de haste e uma superfície circunferencial interna do componente cilíndrico de paredes finas podem se encostar, uns contra os outros, que inclui: uma etapa em que uma primeira porção de cravamento é utilizada na formação de uma primeira porção de cravamento por redução de uma porção axialmente intermédia do elemento cilíndrico de parede fina na direção radial, a primeira porção de cravamento

] sendo cravada ao longo de uma primeira ranhura em forma de V fornecida sobre uma superfície circunferencial do membro do haste; e uma etapa em que uma segunda porção de cravamento é utilizada na formação de uma segunda porção de cravamento por dobradura de uma superfície de extremidade do elemento cilíndrico de parede fina radialmente para dentro, num estado em que o elemento cilíndrico de parede fina cobre uma segunda ranhura em forma de V, em que a segunda porção de cravamento é frisada ao longo de uma segunda ranhura em forma de V, fornecida na superfície periférica do elemento de haste.

Aqui, no exemplo acima descrito, um método de junção de uma estrutura é apresentado, em que a segunda porção de cravamento pode ser formada apenas sobre uma parte, numa direção periférica da superfície de extremidade do elemento cilíndrico de parede fina, ou a segunda porção frisada pode ser formada num intervalo igual.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0009] De acordo com a presente invenção pode ser proporcionada: uma estrutura capaz de junção adequada e de proporcionar uma força de adesão entre os membros que compõem a estrutura de junção, e o método de junção dos referidos membros.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] A FIGURA. 1 é uma vista em perspectiva que mostra uma configuração de uma certa forma de realização de uma estrutura de junção; A FIGURA. 2 é uma vista parcial em corte transversal que mostra a configuração de uma certa forma de realização da estrutura de junção; A FIGURA. 3 é uma vista em corte transversal parcial de uma porção principal, que mostra a configuração de uma certa forma de realização da estrutura de junção; A FIGURA. 4 é uma vista em corte transversal parcial, que mostra um estado antes de uma etapa de formação da segunda porção de cravamento de uma certa forma de realização de um método de junção da estrutura de junção; A FIGURA. 5 é uma vista parcial em corte transversal da porção principal, que mostra o estado antes da etapa de formação da segunda porção revirada numa certa forma de realização do método de junção da estrutura de junção; As FIGURAS. 6A a 6C são vistas que mostram etapas numa certa forma de realização do método de junção da estrutura de junção: a FIGURA 6A é uma vista que mostra o estado antes da segunda porção de cravamento ser formada; a FIGURA 6B é uma vista que mostra um estado de cravamento da segunda etapa de formação da

S porção e a FIGURA 6C é uma vista que mostra um estado depois da segunda etapa de formação da porção de cravamento;

As FIGURAS 7A e 7B são vistas em corte transversal parcial, que mostram um método de junção por uma segunda porção de cravamento de uma certa forma de realização do método de junção da estrutura de junção: a FIGURA 7A é uma vista que mostra o estado antes da segunda porção de cravamento ser formada e a FIG. 7B é uma vista que mostra o estado após a segunda porção de cravamento ser formada;

As FIGURAS 8A e 8B são vistas em corte transversal parcial, que mostram o método de junção por uma segunda porção de cravamento no método de junção da estrutura de junção: a FIGURA 8A é uma vista que mostra um estado antes da segunda etapa de formação da porção de cravamento num modo onde um elemento cilíndrico de parede fina não compreende uma segunda ranhura em forma de V; e a FIGURA 8B é uma vista que mostra o estado após a segunda etapa de formação da porção de cravamento;

A FIGURA 9 é uma vista em perspectiva que mostra uma configuração em outra forma de realização da estrutura de junção;

A FIGURA 10 é uma vista em perspectiva que mostra a configuração numa outra forma de realização da estrutura de junção;

As FIGURAS 11A e 11B são vistas em corte transversal parcial, que mostram uma configuração de uma primeira porção revirada numa outra forma de realização da estrutura de junção: a FIGURA 11A mostra um caso em que um ângulo de elevação de uma primeira ranhura em forma de V é de 45º e a FIGURA 11B mostra um caso em que o ângulo de elevação da primeira ranhura em forma de V é de 60 º e 30º;

A FIGURA 12 é um gráfico que mostra a força de junção numa direção de um elemento de haste e do elemento cilíndrico de parede fina, no qual um torque relativo entre o componente de haste e o elemento cilíndrico de parede fina é mostrado em um haste vertical de rotação, e um ângulo relativo entre o membro de haste cilíndrico e o membro de paredes finas é mostrado em um haste horizontal;

A FIGURA 13A é uma vista em corte transversal parcial, que mostra uma relação de posição entre a segunda ranhura em forma de V e o elemento cilíndrico de paredes finas a cada vez que se adere à mesma e a FIGURA 13B é um gráfico que mostra a força de junção na direção do componente de haste e do elemento cilíndrico de parede fina de rotação; e

A FIGURA 14 é uma vista em corte transversal parcial, que mostra uma configuração de uma estrutura de junção convencional.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0011] A descrição abaixo é feita em termos de formas de realização de uma estrutura de junção de acordo com a presente invenção e de um método de junção da mesma, com referência aos desenhos.

(Estrutura de junção) A FIGURA 1 é uma vista em perspectiva que mostra uma configuração de uma certa forma de realização de uma estrutura de junção de acordo com a presente invenção. Além disso, a FIGURA 2 é uma vista parcial em corte transversal que mostra a configuração de uma certa forma de realização da estrutura de junção de acordo com a presente invenção. Além disso, a FIGURA 3 é uma vista em corte transversal parcial de uma porção principal, que mostra a configuração de uma certa forma de realização da estrutura de junção de acordo com a presente invenção.

Como mostrado na FIGURA 1 e na FIGURA 3, uma estrutura de junção 1 desta forma de realização inclui: um elemento de haste 10 e um elemento cilíndrico de parede fina 20 que se encaixa numa superfície circunferencial interior da mesma a uma superfície circunferencial exterior do membro de haste 10.

No elemento de haste 10, uma pluralidade de ranhuras em forma de V 11 é fornecida numa direção axial em torno de toda uma superfície circunferencial do mesmo. Estas ranhuras em forma de V 11 são fornecidas, por exemplo, no fim de uma primeira ranhura 11A em forma de V e de uma segunda ranhura 11B em forma de V, a partir de uma porção de extremidade do componente de haste 10, que recebe o elemento cilíndrico de parede fina 20.

[0012] O membro cilíndrico de parede fina 20 inclui: uma primeira porção de cravamento 21, em que uma porção axialmente intermediária é reduzida em diâmetro na direção radial, e é cravada ao longo da primeira ranhura 11A em forma de V do componente de haste 10; e uma segunda porção de cravamento 22, na qual uma superfície de extremidade 20a é dobrada radialmente para dentro, e é cravada ao longo da segunda ranhura em forma de V 11B do elemento de haste 10. Na presente forma de realização, cada uma das primeira porção de cravamento 21 e segunda porção de cravamento 22 é fornecida em torno de toda a superfície circunferencial do membro cilíndrico de parede fina 20. Deve-se notar que o processamento da primeira porção de cravamento não está limitado ao processamento por frisagem mecânica, e a primeira porção de cravamento só precisa de ser uma porção de constrição, que é formada por um método de redução de diâmetro por força electromagnética, e semelhantes, e basicamente segue ao longo da primeira ranhura em forma de V.

Além disso, de um modo preferido, a segunda ranhura em forma de V 11B tem uma forma da seção transversal assimétrica na direção axial, em que um ângulo de elevação de um lado da extremidade que recebe o membro cilíndrico de parede fina 20 seja maior do que um ângulo de elevação de um lado oposto à porção de extremidade anterior (ver as FIGURAS 7A e 7B).

[0013] (Método de junção da estrutura de junção) A seguir é feita uma descrição de um método de junção da estrutura de junção mostrada nas FIGURAS 1 a 3.

A FIGURA 4 é uma vista em corte transversal parcial, que mostra um estado antes de uma segunda etapa de formação da porção de cravamento de uma certa forma de realização do método de junção da estrutura de junção. Além disso, a FIGURA 5 é uma vista parcial em corte transversal da porção principal, que mostra um estado antes da segunda etapa de formação porção revirada, numa certa forma de realização do método de junção da estrutura de junção.

Além disso as FIGURAS 6A a 6C são vistas que mostram etapas numa certa forma de realização do método de junção da estrutura de junção: a FIGURA 6A é uma vista que mostra o estado antes da segunda etapa de formação da porção de cravamento; a FIGURA 6B é uma vista que mostra um estado da segunda etapa de formação da porção de cravamento e a FIGURA 6C é uma vista que mostra um estado depois da segunda etapa de formação da porção revirada. Além disso, as FIGURAS 7A e 7B são vistas em corte transversal parcial, que mostram um método de junção por uma segunda porção de cravamento de uma certa forma de realização do método de junção da estrutura de junção: a FIGURA 7A é uma vista que mostra o estado antes da segunda etapa de formação da porção de cravamento e a FIGURA 7B é uma vista que mostra o estado após a segunda etapa de formação da porção revirada.

[0014] O método de junção da estrutura de junção desta forma de realização inclui uma primeira etapa de formação da porção de cravamento e uma segunda etapa de formação da porção de cravamento, após a montagem do componente de haste 10 e do elemento cilíndrico de parede fina 20, de modo que a superfície periférica exterior do elemento de haste 10 e a superfície circunferencial interior do elemento cilíndrico de parede fina 20 podem se encostar, umas contra as outras.

i <Primeira etapa de formação da porção de cravamento> Como mostrado na FIGURA 4, a primeira etapa de formação da porção de cravamento é uma etapa para formar a primeira porção de cravamento 21, reduzindo o diâmetro da porção intermédia de modo axial do membro cilíndrico de paredes finas 20 montado no componente de haste 10 e com engate da porção intermediária ao longo da primeira ranhura em forma de V 11A do membro de haste 10.

[0015] <Segunda etapa de formação da porção de cravamento> Além disso, como mostrado na FIGURA 5, a segunda etapa de formação da porção de cravamento é uma etapa para formar a segunda porção de cravamento 22 por dobradura da superfície de extremidade 20a do elemento cilíndrico de parede fina 20, radialmente para o interior do membro cilíndrico de parede fina 20, e para engate da superfície de extremidade 20a ao longo da segunda ranhura em forma de V 11B do membro de haste 10 num estado em que o membro cilíndrico de parede fina 20 cobre a segunda ranhura 11B em forma de V.

Aqui, na segunda etapa de formação da porção de cravamento, como se mostra na FIGURA 5, o membro cilíndrico de parede fina 20, antes de dobrar a superfície da extremidade 20a radialmente para dentro, é montado na circunferência exterior do elemento de haste 10 para uma poder cobrir completamente a primeira ranhura 11A em forma de V fornecida no elemento de haste 10 e, a partir daí, neste estado, é dobrada após compressão. Em tal forma, uma tensão de compressão numa direção se mantém entre a primeira porção de cravamento 21 e a segunda porção revirada 22.

[0016] Além disso, a segunda etapa de formação da porção de cravamento é realizada usando-se um molde 30, como mostrado nas FIGURAS 6A a 6C. O molde 30 é um membro que forma uma forma anelar, em que uma superfície circunferencial interior 31 é composta e inclui: uma porção de diâmetro grande 31A com um diâmetro interior substancialmente igual ao diâmetro exterior do elemento cilíndrico de parede fina 20; uma porção de diâmetro pequeno 31B tendo um diâmetro interior substancialmente igual ao diâmetro interno do membro cilíndrico de parede fina 20a; e uma superfície cônica 31C que liga estes dois pontos, um ao outro. Deve-se notar que a porção de diâmetro grande 31A, a porção de diâmetro pequeno 31B, a superfície 31C e as porções afuniladas de ligação das mesmas são constituídas por uma superfície curva lisa.

Na segunda etapa de formação da porção de cravamento, em primeiro lugar, como mostrado na FIGURA 6A, o componente de haste 10 e o elemento cilíndrico de parede fina 20, após a primeira etapa de formação da porção de cravamento, segue numa direção axial do molde 30, para a direção axial do componente de haste 10 e o elemento cilíndrico de parede fina 20 de modo que são combinados com uns aos outros, e o molde 30 é definido

[0017] Em seguida, como mostrado na FIGURA 6B, a fim de que a porção de diâmetro grande 31A possa encostar contra a superfície periférica exterior do elemento cilíndrico de parede fina 20, e para que a porção de diâmetro pequeno 31B possa se encostar contra a superfície periférica exterior do elemento de haste 10, o molde 30 é montado no membro de haste 10 e no membro cilíndrico de paredes finas 20, e o membro do haste 10 e o membro cilíndrico de paredes finas 20 são inseridos através do molde 30 até a parte final 20a ser engatada pela superfície afunilada 31C.

Em seguida, como mostrado na FIGURA 6C, a partir de um estado onde a porção de extremidade 20a é engatada pela superfície afunilada 31C, o molde 30 é empurrado para o membro cilíndrico de parede fina 20 com uma orientação a partir da segunda ranhura em forma de V 11B do membro haste 10 para a primeira ranhura em forma de V 11A do mesmo, e a superfície de extremidade 20a do elemento cilíndrico de parede fina é dobrado radialmente para dentro (no interior da segunda ranhura 11B em forma de V).

[0018] Aqui, é feita uma descrição em detalhes das funções de um evento de dobradura da superfície de extremidade 20a do membro cilíndrico de parede fina 20 radialmente para dentro (no interior da segunda ranhura 11B em forma de V). A FIGURA 7A mostra um estado antes da superfície de extremidade 20a do elemento cilíndrico de parede fina 20 ser dobrado radialmente para dentro do elemento cilíndrico de parede fina 20 num estado em que o elemento cilíndrico de parede fina 20 cobre a segunda ranhura em forma de V 22. Adicionalmente, a FIGURA 7B mostra um estado depois da superfície de extremidade 20a ser dobrada radialmente para o interior do elemento cilíndrico de parede fina 20. Como mostrado na FIGURA 7A, no estado antes da superfície de extremidade 20a ser dobrada radialmente para dentro do elemento cilíndrico de parede fina 20, a primeira porção de cravamento 21, a qual é reduzida em diâmetro e pregueada, desliza para fora a partir da primeira ranhura em forma de V 11A, por retorno elástico. Neste estado, uma pressão de contato de superfície entre a primeira ranhura 11A em forma de Vea primeira porção de cravamento 21 do elemento cilíndrico de parede fina 20 é baixa e, sendo assim, a junção é facilitada por meio de força gerada que é pequena.

[0019] Sendo assim, nesta forma de realização, como mostrado na FIGURA 7B, a superfície de extremidade 20a do componente de parede fina cilíndrica 20 é dobrada radialmente para dentro (no interior da segunda ranhura em forma de V 11B) enquanto esta é comprimida pela superfície lateral de um lado da primeira porção de cravamento 21, o qual possui capacidade de deslizamento pelo retorno elástico, e é firmemente colocada em contato de superfície com uma superfície lateral da primeira ranhura 11A em forma de V, e gira para assegurar um estado de superfície de contato, juntamente com a segunda porção revirada 22 Neste momento, como mencionado acima, o elemento cilíndrico de parede fina 20 é dobrado ao ser comprimido, já que uma superfície de pressão apropriada é gerada em cada uma das superfícies de contato, tornando-se assim possível obter uma força de adesão.

[0020] Além disso, é feita uma descrição, a seguir, de um motivo pelo qual é preferível que o elemento cilíndrico de parede fina 20 esteja no estado adequado para cobrir a segunda ranhura em forma de V 11B, em caso de dobradura da superfície de extremidade 20a radialmente para dentro do elemento cilíndrico de parede fina 20.

As FIGURAS 8A e 8B são vistas em corte transversal parcial, que mostram o método de junção por meio da segunda porção de cravamento no método de junção da estrutura de junção: a FIGURA 8A é uma vista que mostra um estado antes da segunda etapa de formação da porção de cravamento num estado em que o elemento cilíndrico de parede fina não cobre a segunda ranhura em forma de V e a FIGURA 8B é uma vista que mostra o estado após a segunda etapa de formação da porção revirada.

Como mostrado nas FIGURAS 8A e 8B, quando a porção de extremidade 20a é dobrada a partir de um estado em que o elemento cilíndrico de parede fina 20 não cobre totalmente a segunda ranhura 11B em forma de V, para permitir a exposição parcial da segunda ranhura 11B em forma de V, ocorre que a tensão na direção de compressão não permanece entre a primeira porção de cravamento 21 e a segunda porção de cravamento 22, e a primeira porção de cravamento 21 também é deixada num estado que permite deslizamento para fora pela recuperação elástica. Isto quer dizer que, em tal estado, a superfície de contato entre o elemento de haste 10 e o elemento cilíndrico de parede fina pode não ser assegurada adequadamente, resultando na ocorrência de uma queda e na dispersão da força de adesão.

[0021]

(Outras formas de realização) A FIGURA 9 e a FIGURA 10 são vistas em perspectiva que mostram configurações em outras formas de realização da estrutura de junção. Além disso, as FIGURAS 11A e 11B são vistas em corte transversal parcial, que mostram as configurações da primeira porção de cravamento nas outras formas de realização da estrutura de junção: a FIGURA 11A mostra um caso em que um ângulo de elevação da primeira ranhura em forma de V é de 45 º e a FIGURA 11B mostra um caso em que um ângulo de elevação da primeira ranhura em forma de V é de 60 * e 30 º. Deve-se notar que, na descrição desta forma de realização, uma descrição de uma configuração duplicada em termos da forma de realização anteriormente mencionada é omitida.

Como mostrado na FIGURA 9 e na FIGURA 10, nesta forma de realização, a segunda porção de cravamento 23 não é formada em toda uma circunferência da superfície de extremidade 20a do elemento cilíndrico de parede fina 20, mas apenas sobre uma parte, numa direção periférica da superfície de extremidade 20a. É preferível que a segunda porção de cravamento 23, numa tal modalidade, seja formada um intervalo igual na direção circunferencial do elemento cilíndrico de parede fina 20.

[0022] Por exemplo, como mostrado na FIGURA 9, uma dimensão de largura circunferencial de uma segunda porção de cravamento 22 pode ser fixada em cerca de 5% de uma dimensão de uma circunferência inteira do membro cilíndrico de parede fina 20, e tal segunda porção de cravamento 23, assim formada, pode ser formada com um intervalo igual em três pontos na direção de circunferência do elemento cilíndrico de parede fina 20. Além disso, como mostrado na FIGURA 10, a dimensão de largura circunferencial de uma segunda porção de cravamento 23 pode ser ajustada a aproximadamente 8% da dimensão da totalidade da circunferência do elemento cilíndrico de parede fina 20, e tal segunda porção de cravamento 23, assim formada, pode ser formada com um intervalo igual em quatro pontos na direção circunferência do elemento cilíndrico de parede fina 20.

Aqui, num caso em que a segunda porção de cravamento 22, é formada sobre toda a circunferência da superfície de extremidade 20a do componente de parede fina cilíndrica 20 tal como na forma de realização acima mencionada (ver a FIGURA 1), a tensão que permanece entre a primeira porção de cravamento 21 e a segunda porção de cravamento 22 se torna excessiva, por vezes, dependendo da estrutura da estrutura de junção 1. Tal stress excessivo no interior do elemento cilíndrico de parede fina 20 causa fricção sob um ambiente de alta temperatura.

[0023] Além disso, num caso em que um material do componente de haste 10 e um material do elemento cilíndrico de parede fina 20 sejam diferentes uns dos outros, uma tensão de amplitude repetido, por vezes, ocorre no elemento cilíndrico de parede fina 20, devido a uma diferença de dilatação térmica entre o componente de haste 10 e o elemento cilíndrico de parede fina 20. Sendo assim, é necessário controlar-se a tensão entre a primeira porção de cravamento 21 e a segunda porção 22 revirada (23), para que seja constante. É também possível controlar a tensão acima descrita através do controle de uma quantidade de compressão do elemento cilíndrico de parede fina 20 (isto é, uma margem de engate de uma porção de ressalto da segunda ranhura em forma de V 11B e a extremidade de superfície 20a do membro cilíndrico de paredes finas 20); No entanto, neste caso, é necessário se controlar rigorosamente a margem de acoplamento acima descrita, e uma carga enorme é necessária para controlar as tolerâncias dos respectivos componentes.

[0024] Sendo assim, nesta forma de realização, uma pluralidade de segundas porções de cravamento 23 é parcialmente formada na extremidade da superfície 20a e, mesmo na estrutura de junção 1 tendo uma tal configuração, a força de junção apropriada pode ser obtida ajustando-se o stress causado pela segunda porção de cravamento 23. Além disso, a segunda porção de cravamento 23 é parcialmente formada, de modo que a força de compressão gerada entre a primeira ranhura 11A em forma de V e a segunda ranhura 11B em forma de V pode ser controlada e impedida de se tornar excessiva, mesmo que a margem de acoplamento descrita acima torne-se grande.

[0025] Além disso, nesta forma de realização, como mostrado nas FIGURAS 11A e 11B, uma forma da seção transversal da primeira ranhura 11A em forma de V, que passa ao longo da direção axial, é feita assimétrica de uma maneira semelhante à segunda ranhura em forma de V 11B, de modo que a resistência de união da estrutura de junção 1 pode ser controlada. Por exemplo, como mostrado na FIGURA 11A, a forma da seção transversal da primeira ranhura 11A em forma de V, que passa ao longo da direção axial, tem geralmente ângulos aumentados (45 º) simétricos na direção axial. Em contraste, como mostrado na FIGURA 11B, a forma da seção transversal da primeira ranhura 11A em forma de V, que passa ao longo da direção axial, podem ser formada como uma forma da seção transversal assimétrica na direção axial, e um ângulo de elevação 6 do lado da parte de extremidade 20a que recebe o elemento cilíndrico de parede fina 20 pode ser maior do que um aumento de ângulo ô num lado oposto à parte de extremidade 20a. Por exemplo, pode-se elevar estes ângulos 8 e 5 em 60 º e 30º, respectivamente.

Aqui, uma dimensão de profundidade da primeira ranhura 11A em forma de V é substancialmente igual à espessura do elemento cilíndrico de parede fina 20, não importando qual a forma da seção transversal na direção axial, que pode ser uma forma simétrica ou uma forma assimétrica

[0026] Enquanto isso, uma dimensão de profundidade da segunda ranhura em forma de V 11B é definida como sendo menor do que a espessura do elemento cilíndrico de parede fina 20. Isto é, a fim de encaixar suficientemente bem o elemento cilíndrico de parede fina 20 na segunda ranhura em forma de V 11B, podemos nos valer de um evento que forma a segunda porção de cravamento 22, utilizando o molde 30 (ver a FIGURA 6), como mencionado acima, já que quando a dimensão e a profundidade da segunda ranhura em forma de V 11B é maior do que a espessura do elemento cilíndrico de parede fina 20, uma abertura é gerada entre a segunda ranhura em forma de V e 11B do membro cilíndrico de parede fina 20, de modo que se torna difícil, por vezes, se obter uma força de adesão da estrutura de junção 1.

Como mostrado nas FIGURAS 11A e 11B, a forma da seção transversal da primeira ranhura 11A em forma de V, que passa ao longo da direção axial, é formada simétrica na direção axial (isto é, uma superfície lateral da ranhura é formada numa forma cônica), através da qual uma área de contato entre uma superfície lateral da primeira ranhura 11A em forma de V e o componente de haste 10 pode ser assegurada, em grande parte. Além disso, como mostrado na FIGURA 11B, quando o ângulo de elevação no lado oposto à porção de extremidade 20a é reduzido, uma força de adesão adequada pode ser obtida através de um efeito de cunha.

[0027] Além disso, a forma de realização acima descrita pode ser usada para um sensor de torque, que detecta torque gerado numa haste de rotação. Neste sentido, um sensor de torque, ou seja um sensor de torque que tem uma configuração tal como a seguir, é mencionado (por exemplo, ver ao documento JP H11-248562 A). Ou seja, o sensor de torque acima descrito inclui: uma primeira haste de rotação e uma segunda haste de rotação, as quais estão dispostas coaxialmente uma com a outra, e estão acopladas umas às outras através de uma barra de torção, e um elemento cilíndrico, que é feito de um material condutor e não magnético e é integrado com a segunda haste de rotação num sentido de rotação de modo a rodear uma superfície circunferencial exterior do primeiro haste de rotação.

[0028] Além disso, uma porção rodeada da primeira haste de rotação, a qual é rodeada pelo menos pelo elemento cilíndrico, é formada por um material magnético, e uma ranhura alargada na direção axial é formada na porção rodeada. Além disso, no elemento cilíndrico, uma janela é formada de modo que um estado de sobreposição das mesmas com a ranhura pode mudar em resposta a uma posição de rotação relativa dos mesmos em termos da primeira haste de rotação. Em seguida, um conjugado é detectado com base numa indutância de uma bobina disposta de modo a envolver uma porção do componente cilíndrico, no qual uma janela é formada No sensor de torque que tem uma tal configuração, nota-se um ambiente de consideração da questão de que uma força de retenção do membro cilíndrico em termos das hastes de rotação é variada devido a uma temperatura específica, e uma posição de posição de direção de rotação e axial do membro cilíndrico em termos das hastes de rotação é deslocada como resultado de que a força de retenção diminui, causando um decréscimo da precisão da detecção.

[0029] Sendo assim, a estrutura de junção da presente invenção e a estrutura de junção do estado da técnica são utilizadas para o sensor de torque, tendo a configuração acima descrita, em que pode ser proporcionado um sensor de torque que pode impedir a diminuição da precisão de detecção, podendo ser realizada detecção de torque com precisão, com uma estrutura simples, e, além disso, pode-se conseguir a miniaturização do dispositivo A FIGURA 12 é um gráfico que mostra a resistência de junção no sentido do elemento de haste 10 e do elemento cilíndrico de parede fina 20, em que um torque relativo entre o elemento de haste 10 e o elemento cilíndrico de parede fina 20 é mostrado em um eixo vertical de rotação, e um ângulo relativo entre o elemento de haste 10 e o elemento cilíndrico de parede fina 20 é mostrado no eixo horizontal.

Deve-se notar que, na FIGURA 12, uma linha tracejada mostra um resultado de avaliação quando o elemento cilíndrico de parede fina 20 é de diâmetro reduzido e comprimido para as ranhuras em forma de V 11 proporcionadas no componente de haste

10. Além disso, uma linha cheia, na FIGURA 12, mostra um resultado de avaliação da estrutura de junção 1 da forma de realização mostrada nas FIGURAS 8A e 8B.

Aqui, a estrutura de junção tomada como um alvo de avaliação é aquela em que o elemento cilíndrico de parede fina 20 é feito em alumínio, com uma espessura de placa inferior a 1 mm, e é unido ao componente de haste 10 feito de aço, com um diâmetro exterior de 627 mm. Além disso, esta avaliação é um resultado da aplicação de torque para as porções unidas (primeira porção de cravamento 21 e segunda porção de cravamento 22) até um ângulo de torção relativa após a remoção do torque atingir um valor prescrito.

[0030] Como mostrado na FIGURA 12, obteve-se um resultado em que uma diferença de cerca de duas vezes ocorreu no torque aplicado em termos do ângulo de torção relativa alcançado 9, dependendo de se a porção de extremidade do elemento cilíndrico de parede fina 20 foi dobrado. Isto quer dizer que, em conformidade com a estrutura de junção desta forma de realização, torna-se possível aumentar a fiabilidade da porção unida A FIGURA 13A é uma vista parcial em corte transversal que mostra as relações posicionais entre as ranhuras em forma de V 11 (primeira ranhura em forma de V 11A e segunda ranhura em forma de V 11B) e o elemento cilíndrico de parede fina 20 de uma forma semelhante às FIGURAS 7A e 7B e às FIGURAS 8A e 8B. Além disso, a FIGURA 13B é um gráfico que mostra a resistência de rotação na junção no sentido do elemento de haste e do elemento cilíndrico de parede fina. Especificamente, a FIGURA 13B é um gráfico que mostra a resistência de junção no sentido do elemento de haste 10 e do membro cilíndrico de parede fina 20, na qual o torque relativo entre o elemento de haste e o membro cilíndrico de parede fina 20 é mostrado em um eixo horizontal de rotação, e o ângulo relativo entre o elemento de haste 10 e o elemento cilíndrico de parede fina 20 é mostrado no eixo horizontal.

[0031] Na FIGURA 13A, uma linha tracejada mostra um resultado de avaliação da estrutura de junção 1, em que uma margem de base (margem de acoplamento) A da porção de ressalto da segunda ranhura em forma de V 11B e a superfície de extremidade 20a do elemento cilíndrico de parede fina 20 é dobrada a partir de um estado de "A=t/5 (em que t é uma espessura do elemento cilíndrico de parede fina 20)". Além disso, uma linha cheia na FIGURA 13 mostra um resultado de avaliação da estrutura de junção 1, em que a margem de base A é dobrada a partir de um estado equivalente ao da espessura t do elemento cilíndrico de parede fina 20.

Como mostrado na FIG. 13, confirma-se que a estrutura que se junta com uma margem de aba maior tende a obter uma maior força de adesão. Isto é derivado a partir de uma diferença na tensão gerada entre a segunda porção de cravamento 22 e a segunda ranhura em forma de V 11B, e ilustra que a resistência à adesão pode ser ajustada dentro de uma faixa pré-determinada, ajustando-se a margem de base.

Deve-se notar que, quando a margem de base acima descrita é dobrada a partir de um estado e é fixada a um valor fixo, ou mais de um valor, um mau funcionamento ocorre, algumas vezes, já que o membro cilíndrico de parede fina 20 é minado antes de ser dobrado para o interior da segunda ranhura em forma de V 11B, em que a carga aplicada à primeira porção de cravamento 21 se torna excessiva e uma força de retenção desejada não pode ser obtida. Com base neste fato, é preferível que a margem de base acima descrita seja configurada com uma espessura t da parede do componente cilíndrico de parede fina 20, ou menor.

[0032] Conforme descrito acima, de acordo com um determinado modo de realização da presente invenção, quando o componente de haste 10 e o membro cilíndrico de parede fina 20 são unidos por meio de ranhuras um ao outro, a primeira porção de cravamento 21 é proporcionada na porção intermediária do elemento cilíndrico de parede fina 20, e, além disso, a segunda porção de cravamento 22 é obtida por dobradura da superfície de extremidade 20a do elemento cilíndrico de parede fina 20 radialmente para o interior e é, ali, fornecida.

Em seguida, a formação da segunda parte de cravamento 22 é realizada ao mesmo tempo que se comprime o elemento cilíndrico de parede fina 20, em que a tensão na direção de compressão mantém-se no interior do elemento cilíndrico de parede fina 20 (isto é, entre a primeira porção de cravamento 21 e a segunda porção de cravamento 22) e, como força de reação da mesma, a superfície de pressão é gerada sobre a superfície de contato entre o elemento de haste 10 e o elemento cilíndrico de parede fina 20.

Por meio desta pressão de contato de superfície, uma força de atrito adequada é gerada entre o elemento de haste 10 e o elemento cilíndrico de parede fina 20, e a força de junção na direção de rotação pode ser obtida.

[0033] Além disso, mesmo no caso em que o material do elemento de haste 10 e o material do elemento cilíndrico de parede fina 20 sejam diferentes uns dos outros, por exemplo, e até mesmo no caso em que os materials sejam aço e alumínio, respectivamente, em seguida, de acordo com esta forma de realização, a tensão na direção de compressão continua entre a primeira porção de cravamento 21 e a segunda porção de cravamento 22. Sendo assim, se uma diferença de expansão permanece dentro de um intervalo fixo, mesmo que ocorra uma diferença de expansão devido à mudança da temperatura atmosférica, então o afrouxamento total da ranhura na junção do elemento cilíndrico de parede fina 20 em termos do membro de haste 10 é extremamente raro.

Tal como referido acima, a descrição da estrutura de junção e do método de junção dos mesmos foi feita. No entanto, a estrutura de junção acordo com a presente invenção e o método de junção da mesma não estão limitados às formas de realização acima descritas, e estes podem ser modificados de várias maneiras sem afastamento do escopo da presente invenção. Por exemplo, as condições exemplificadas, tais como a forma das ranhuras em forma de V, a forma da segunda porção de cravamento e o número das segundas partes reviradas, são modificáveis dentro de uma faixa em que as funções da presente invenção são exercidas.

LISTA DOS NUMERAIS DE REFERENCIA

[0034] 1 ESTRUTURA DE JUNÇÃO

MEMBRO DE HASTE 11A PRIMEIRA RANHURA EM FORMA DE V 11B SEGUNDA RANHURA EM FORMA DE V

MEMBRO CILÍNDRICO DE PAREDE FINA 20A PARTE DE EXTREMIDADE 21 PRIMEIRA PORÇÃO DE CRAVAMANENTO 22 SEGUNDA PORÇÃO DE CRAVAMANENTO 23 F SEGUNDA PORÇÃO DE CRAVAMANENTO i REIVINDICAÇÕES

1. Estrutura de junção, compreendendo: um elemento de haste; e um elemento cilíndrico de parede fina configurado para se encaixar numa superfície circunferencial interior do elemento cilíndrico de parede fina de uma superfície circunferencial exterior do membro de haste, caracterizada pelo fato do elemento cilíndrico de parede fina incluir: uma primeira porção de cravamento, em que uma porção axialmente intermediária é reduzida em diâmetro na direção radial e é cravada ao longo de uma primeira ranhura em forma de V proporcionada na superfície periférica exterior do elemento de haste; e de que uma segunda porção de cravamento, na qual uma superfície de extremidade é dobrada radialmente para dentro, é cravada ao longo de uma segunda ranhura em forma de V fornecida na superfície periférica exterior do elemento de haste.

2. Estrutura de junção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda ranhura em forma de V tem uma forma de seção transversal assimétrica na direção axial, em que um ângulo de elevação num lado da porção de extremidade de recepção do elemento cilíndrico de parede fina é maior do que um ângulo de elevação num lado oposto à porção de extremidade.

3. Estrutura de junção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de que a segunda porção de cravamento é formada apenas sobre uma parte, numa direção periférica da superfície de extremidade do elemento cilíndrico de parede fina.

4. Estrutura de junção, deacordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a segundo porção de cravamento é formada em intervalos iguais na direção periférica da superfície de extremidade do elemento cilíndrico de parede fina.

5. Estrutura de junção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o material do elemento de haste e de que o material do elemento cilíndrico de parede fina são feitos de metais diferentes uns dos outros.

6. Estrutura de junção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a margem de base da segunda ranhura em forma de Ve o elemento cilíndrico de parede fina tem espessura igual ou inferior a uma espessura do elemento cilíndrico de parede fina.

7. Método de junção de uma estrutura de junção, o qual encaixa um elemento de haste e um elemento cilíndrico de parede fina, um ao outro, de modo a que uma superfície circunferencial exterior do membro de haste e uma superfície circunferencial interior do elemento cilíndrico de parede fina podem se encostar uns contra os outros, o método caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira etapa de formação de porção de cravamento formando uma primeira porção de cravamento por redução de uma porção axialmente intermediária do elemento cilíndrico de parede fina na direção radial, a primeira porção de cravamento sendo cravada ao longo de uma primeira ranhura em forma de V, fornecida sobre uma superfície circunferencial do membro do haste, e uma segunda etapa de formação de porção de cravamento formando uma segunda porção de cravamento por dobradura de uma superfície de extremidade do elemento cilíndrico de parede fina radialmente para dentro, num estado em que o elemento cilíndrico de parede fina cobre uma segunda ranhura em forma de V, a segunda porção de cravamento sendo frisada ao longo de uma segunda ranhura em forma de V fornecida na superfície periférica do elemento de haste.

8. Método de junção de uma estrutura de junção, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a segunda etapa de formação de porção de cravamento forma uma segunda porção de cravamento apenas em parte, numa direção periférica da superfície de extremidade do elemento cilíndrico de parede fina.

9. Método de junção de uma estrutura de junção, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a segunda etapa de formação de porção de cravamento forma uma segunda porção de cravamento com um intervalo igual na direção circunferencial da superfície de extremidade do elemento cilíndrico de parede fina.

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RESUMO

ESTRUTURA DE JUNÇÃO E MÉTODO DE JUNÇÃO DA MESMA A presente invenção descreve uma estrutura capaz de se unir, adequadamente, de modo a juntar forças entre os componentes que compõem a estrutura de junção e a um método de junção das mesmas. Para este efeito, uma estrutura de junção (1) inclui: um elemento de haste (10) e um elemento cilíndrico de parede fina (20) que se encaixa numa superfície circunferencial interior da mesma a uma superfície circunferencial exterior do membro do haste (10).

O elemento cilíndrico de parede fina (20) tem: uma primeira porção revirada (21), em que uma porção axialmente intermediária é reduzida em diâmetro na direção radial e é cravada ao componente de haste (10), e uma segunda parte revirada (22), na qual uma superfície de extremidade (20a) é dobrada radialmente para dentro e é comprimida na direção do elemento de haste (10).