JP2009202193A - Method of joining two members - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塑性流動(メタルフロー)を利用して2つの部材を結合する2部材の結合方法に関する。 The present invention relates to a two-member joining method for joining two members using plastic flow (metal flow).
従来、塑性流動を利用した2部材の結合方法としては、たとえば、特許文献1に記載されたものがある。このものは、電磁式燃料噴射弁を構成するバルブガイドとヨークとの結合に適用したもので、一方の部材であるバルブガイドの一端部を相手部材であるヨークの嵌合穴に嵌合し、前記ヨークの嵌合穴の周辺部を金型(工具)により押込んで、該ヨーク材に局部的な塑性流動を起こし、その材料を前記バルブガイドの周面に予め形成した溝内に流入させるようにしている。 Conventionally, as a method of joining two members using plastic flow, for example, there is one described in Patent Document 1. This is applied to the coupling between the valve guide and the yoke constituting the electromagnetic fuel injection valve, one end of the valve guide which is one member is fitted into the fitting hole of the yoke which is the counterpart member, The periphery of the fitting hole of the yoke is pushed by a die (tool) to cause local plastic flow in the yoke material, and the material flows into a groove formed in advance on the peripheral surface of the valve guide. I have to.
ところで、上記した塑性流動結合を確実に行うには、工具の押込みにより塑性流動を起こした材料が余計な場所に逃げ込まないように、工具と一方の部材との嵌合隙間を微小に設定する必要がある。しかし、この種の塑性流動結合を、たとえば、流体圧緩衝器(油圧緩衝器)のピストンロッドとピストンとの結合に適用した場合は、前記一方の部材が長尺なピストンロッド(棒状部材)となるため、棒状部材に沿って移動させる工具の距離が著しく長くなり、両者の嵌合隙間を微小に設定した場合には、該棒状部材の表面に傷を付けてしまう危険がある。そして、その傷がピストンロッドの全体に及ぶと、流体圧緩衝器として組み立てた場合にその傷を直接または間接の原因として流体漏れが発生することがある。また、工具の押込み部分に加工負荷が集中するため、該押込み部分が折損する危険があり、工具寿命の短縮が避けられない。 By the way, in order to reliably perform the plastic flow coupling described above, the fitting gap between the tool and one member is set to be small so that the material that has caused plastic flow due to the pressing of the tool does not escape to an extra place. There is a need. However, when this type of plastic flow connection is applied to, for example, a connection between a piston rod and a piston of a fluid pressure shock absorber (hydraulic shock absorber), the one member is a long piston rod (rod-like member). Therefore, when the distance of the tool moved along the rod-shaped member is remarkably increased and the fitting gap between the two is set to be small, there is a risk of scratching the surface of the rod-shaped member. And when the damage | wound extends to the whole piston rod, when it assembles | assembles as a fluid pressure buffer, a fluid leak may generate | occur | produce as a cause of the damage | wound directly or indirectly. Further, since the processing load is concentrated on the indented portion of the tool, there is a risk that the indented portion is broken, and shortening of the tool life is inevitable.
本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、2つの部材の一方が棒状部材であっても、該棒状部材に傷を付けることなくかつ工具寿命を縮めることなく塑性流動結合を安定して行うことができる2部材の結合方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the technical background described above, and the problem is that even if one of the two members is a rod-shaped member, the rod-shaped member is not damaged and the tool life is increased. It is an object of the present invention to provide a two-member joining method capable of stably performing plastic flow joining without shrinking.
上記課題を解決するため、本発明は、棒状部材の一端部を相手部材の嵌合穴に嵌合し、前記相手部材の嵌合穴の周辺部を工具により押込んで、該相手部材に局部的な塑性流動を起こし、その材料を前記棒状部材の周面に予め形成した溝内に流入させる2部材の結合方法において、前記相手部材に対する前記工具の押込み部分を、該相手部材より硬さが高い材料からなる押込みリングに代替させ、該押込みリングを前記工具により相手部材に押込んで塑性流動を起こすことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured to fit one end of a rod-shaped member into a fitting hole of a mating member, and press the peripheral portion of the mating hole of the mating member with a tool so as to localize the mating member. In a two-member joining method in which a plastic flow is caused and the material flows into a groove formed in advance on the peripheral surface of the rod-shaped member, the pushing portion of the tool against the mating member is harder than the mating member Instead of a push ring made of a material, the push ring is pushed into a mating member by the tool to cause plastic flow.
本発明に係る2部材の結合方法によれば、別体の押込みリングを相手部材に押込んで塑性流動を起こすので、工具は前記押込みリングを押圧するだけの役割となり、結果として該工具と棒状部材との嵌合隙間を大きく設定することができて、工具による棒状部材の損傷の問題を解決できる。また、工具先端から折損の危険がある押込み部分がなくなるので、該工具の寿命が延長する。 According to the two-member joining method of the present invention, a separate push ring is pushed into the mating member to cause plastic flow, so that the tool only serves to push the push ring, and as a result, the tool and the rod-like member. Can be set large, and the problem of damage to the rod-shaped member due to the tool can be solved. In addition, since there is no indented portion at the tip of the tool that may break, the life of the tool is extended.
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の1つの実施形態である2部材の結合方法によって得られた油圧緩衝器部品(流体圧緩衝器部品)を示したものである。この油圧緩衝器部品1は、図5に示した後述のパイロット型減衰力調整式油圧緩衝器2を構成するピストンロッド(棒状部材)3とソレノイドケース(相手部材)4とからなっており、両者の結合部5は、ピストンロッド3の一端部に設けた複数(ここでは、2つ)の環状溝6とソレノイドケース(以下、単にケースという)4の底部に設けた嵌合穴7の内面との間に設定されている。結合部5は、ピストンロッド3の環状溝6内にケース4の材料が塑性流動によって充填された構造となっている。結合部4はまた、嵌合穴7の開口端部に押込まれた押込みリング(クリンチリング)8を含んでいる。この押込みリング8は、ケース4の材料に局部的な塑性流動を起こすために押込まれたもので、ケース4よりも硬さが高い材料からなっている。本実施形態において、押込みリング8は、その背面がケース4の端面と面一となるまで押込まれており、この押込みリング8を含むケース4の平坦な端面には、ピストンロッド3の伸長端を規制するストップラバー9が面接触する状態で配置されている。
FIG. 1 shows a hydraulic shock absorber component (fluid pressure shock absorber component) obtained by a two-member joining method according to one embodiment of the present invention. The hydraulic shock absorber component 1 is composed of a piston rod (bar-shaped member) 3 and a solenoid case (counter member) 4 constituting a pilot type damping force adjusting
図5に示したパイロット型減衰力調整式油圧緩衝器2は、特開平2006−292092号公報から抜粋したものである。同図中、10は有底円筒状のシリンダであり、シリンダ10内は、フリーピストン11によって底部側のガス室12と開口端側の油室13とに画成されている。また、油室13内は、ピストン14が摺動可能に配設されている。ピストン14は、ピストン本体14aと、ピストン本体14aに連結されたピストンボルト14bと、このピストンボルト14bに連結された前記ケース(ソレノイドケース)4とからなっている。前記ピストンロッド3は、その一端部が前記ケース4に結合されると共に、その他端部がシリンダ10の開口端部に装着したガイド手段15を摺動可能にかつ液密に挿通してシリンダ10外へ延ばされている。ピストン12には、伸び側メインバルブ16、縮み側メインバルブ17、各メインバルブ16,17の背圧室の内圧を調整可能な減衰力調整弁18、この減衰力調整弁18を駆動するソレノイドアクチュエータ19等が内蔵されている。ソレノイドアクチュエータ19は前記ケース4内に納められており、これに電力を供給するためのリード線Wが、中空のピストンロッド3内を延ばされている。
The pilot type damping force adjusting
上記したパイロット型減衰力調整式油圧緩衝器2では、ソレノイドアクチュエータ19によって減衰力調整弁18を駆動することで、伸び側および縮み側のメインバルブ16,17の背圧室の内圧が変化し、この結果、各メインバルブ16,17の開弁圧力が制御されて、減衰力特性が広範囲に調整可能となる。なお、本油圧緩衝器2の詳細な構成および作用については、前記特開平2006−292092号公報を参照されたい。
In the pilot type damping force adjusting
以下、上記パイロット型減衰力調整式油圧緩衝器2を構成するピストンロッド3とケース4との結合方法を、図2〜4を参照して具体的に説明する。
Hereinafter, a method of connecting the
図2は、本結合方法を実行するための結合装置を示したものである。同図中、20は、円筒状をなすポンチ(工具)、21は、ポンチ20に外嵌されたホルダである。ホルダ21は、駆動手段(図示略)により矢印F−F´方向へ進退動する可動体22の前面に複数のボルト23を用いて固定されており、この状態で、ポンチ20の後端が可動体22の前面に当接するようになっている。可動体22には、ピストンロッド3の挿通を許容するロッド挿通孔22aが形成されており、ポンチ20およびホルダ21は該ロッド挿通孔22aと同心となるように位置決めされている。ポンチ20の内径および前記ロッド挿通孔22aの口径は、ピストンロッド3を遊挿可能な大きさに設定されており、これによりポンチ20および可動体22は、ピストンロッド3に沿って抵抗なく移動できるようになっている。また、ポンチ20の長さは、ホルダ21よりも所定長さSだけ短くなっており、ポンチ20の後端が可動体22の前面に当接した状態で、ホルダ21の先端部はポンチ20よりも所定長さSだけ突出する。
FIG. 2 shows a coupling device for carrying out the present coupling method. In the figure, 20 is a punch (tool) having a cylindrical shape, and 21 is a holder fitted on the
25は、ピストンロッド3の結合相手(相手部材)である有底筒状のケース4を支持する円柱状の支持ブロックである。支持ブロック25は、上記可動体22の前進方向Fの前側に配置した固定盤26の前面にボルト27を用いて固定されると共に、前記可動体22側のポンチ20およびホルダ21と同心となるように位置決めされている。支持ブロック25の直径は、ケース4に遊嵌可能な大きさに設定されており、これによりケース4は、その内底を支持ブロック25の先端に当接させた状態で該支持ブロック25に嵌合支持されるようになる。また、支持ブロック25の外周面には、自動調芯機構としての弾性リング28が装着されており、ケース4は、この弾性リング28により径方向へわずかフローティング可能に支持ブロック25に嵌合支持されるようになっている。
ここで、可動体22側のホルダ21の内径は、前記嵌合穴7(図1)が設けられたケース4の底部の外径と同等かそれよりわずか大きく設定されている。したがって、可動体22と一体にホルダ21が前進すると、支持ブロック25に嵌合支持されたケース4がわずか径方向へフローティングしながらホルダ21内に嵌入され、その外径がホルダ21によって拘束される。一方、ポンチ20は、可動体22の前進に応じて前記押込みリング8の背面を押圧し、該押込みリング8をケース4の嵌合穴7の内周部に押込むように機能する。
Here, the inner diameter of the
ピストンロッド3とケース4との結合に際しては、図1に関連して説明したように、ピストンロッド3の先端部に予め複数(ここでは、2つ)の環状溝6を形成し、また、別体の押込みリング8を用意する。図3によく示されるように、環状溝6は、頂角αを有する三角形の断面形状を有している。また、複数の環状溝6は、ケース4に対する押込みリング8の押込み深さDに隣接する部位から連接して形成されており、その全体の溝幅(入口幅)Eは、実質、各環状溝6の入口幅を加算した大きさとなっている。なお、環状溝6の深さdは、所望の結合強度を確保するために必要な大きさとする。
When connecting the
一方、押込みリング8は、同じく図3に示されるように、ピストンロッド3にわずかのクリアランスをもって嵌合できる内径を有している。また、押込みリング8は、前記ポンチ20により押圧される側の背面が軸に垂直な垂直面をなすと共に、ケース4に押込まれる側の前面が内径側へ向けて次第に落込む裁頭円錐面をなす異形断面となっている。すなわち、押込みリング8の前面側には、前記裁頭円錐面によって所定の楔角θが付けられており、この楔角θによって押込みリング8をケース4に押込んだ際、環状溝6内へのケース材の塑性流動が促進されるようになる。前記した押込みリング8の押込み深さD、その楔角θおよびその幅Bで決まる押込みリング8の断面サイズは、環状溝6内に材料を充填するに足る塑性流動量を起こすために必要な大きさとなる。
On the other hand, the pushing
ピストンロッド3とケース4とを結合するには、予め固定盤26に対して可動体22を後退させて、ポンチ20およびホルダ21を支持ブロック25から大きく離間させた状態とする。そして、この状態で支持ブロック25にケース4を嵌合セットし、これと共に、可動体22のロッド挿通孔22aを通してポンチ20内にピストンロッド3を挿入し、その先端部をポンチ20より突出させる。次に、ピストンロッド3の先端部に押込みリング8を嵌挿し、これを、図4の上側に示すように、環状溝6よりも奥側部位に位置させる。
In order to couple the
その後、ピストンロッド3の先端部を支持ブロック25上のケース4の嵌合穴7に底付きとなるまで嵌合し、この状態で可動体22と一体にポンチ20およびホルダ21を前進させる。この前進により、同じく図4の上側に示すように、先ずケース4の底部にホルダ21が嵌合し、ケース4の外径がホルダ21によって拘束される。このとき、弾性リング28によりケース4が調芯され、ケース4は円滑にホルダ21に嵌入する。
Thereafter, the front end of the
ホルダ21によるケース4の外径拘束後も可動体22の前進は継続されており、続いて、ポンチ20が押込みリング8の背面を押圧して、該押込みリング8をケース4の嵌合穴7の周辺部に押込む。この押込みによりケース4の嵌合穴7の周辺部の材料が局部的に塑性流動を起こし、ピストンロッド3の環状溝6内に流入し、これによってピストンロッド3とケース4とが塑性流動結合される。このとき、押込みリング8がピストンロッド3に対してわずかのクリアランスで嵌合され、かつホルダ21によってケース4の外径が拘束されているので、ケース4の周辺部の材料は円滑に環状溝6内に流入し、両者は確実に塑性流動結合される。本実施形態においては特に、押込みリング8の前面に楔角θが形成されているので、塑性流動を起こした材料が確実に環状溝6に向かい、両者はより確実に塑性流動結合される。一方、ポンチ20は、ピストンロッド3に遊挿されているので、長尺のピストンロッド3に沿って長距離移動しても、該ピストンロッド3に傷を付けることはない。また、押込みリング8はピストンロッド3の先端部に嵌挿されているので、ピストンロッド3の全体に傷を付けることはない。
Even after the outer diameter of the
因みに、上記押込みリング8を用いずに塑性流動結合を行う場合は、図6に示すように、先端部に該押込みリング8に代わる押込み突起(押込み部分)31を設けたポンチ30を用い、かつ該ポンチ30の先端部を棒状部材であるピストンロッド3にわずかのクリアランスで嵌合させなければならない。この場合は、ポンチ30がピストンロッド3にきつく嵌合した状態で長距離移動するため、ピストンロッド3に傷を付けてしまう危険がある。また、ポンチ30の先端の押込み突起31に大きな加工負荷がかかるため、該押込み突起31が折損してしまう危険があり、工具寿命が短縮する。本発明で用いる押込みリング8は、前記ポンチ30の押込み突起31を代替するものとなり、したがって、本発明で用いるポンチ20の先端は平坦形状に仕上げられている。
Incidentally, when plastic flow bonding is performed without using the pushing
さらに、上記押込みリング8を用いない場合は、上記したポンチ30の押込み突起31の抜け跡が相手部材であるケース4の端面に凹穴として残る。このため、図7に示すように、ストップラバー9´としては、前記凹穴に合せた異形断面のものが必要となり、この場合は、ストップラバー9´の製造が面倒になって、その製造コストが上昇する。しかし、本発明の結合方法によれば、上記したように押込みリング8をケース4に押込んだ状態でそのまま残すことで、ストップラバー9は、押込みリング8を含むケース4の平坦面に面接触する単純なリング形状とすることができ(図1参照)、その分、製造コストは低減する。
Further, when the pushing
なお、上記実施形態においては、ピストンロッド3に2つの環状溝6を設けるようにした、この環状溝6の数は任意であり、1つでも3つ以上であってもよい。また、この環状溝6は、周方向に断続する溝に代えてもよいものである。
In the above embodiment, two
ここで、上記実施形態においては、伸び側および縮み側の両方に背圧室を備えたパイロット型減衰力調整式油圧緩衝器2のピストンロッド3とケース4との結合に適用した例を示したが、このパイロット型減衰力調整式油圧緩衝器の種類は任意であり、伸び側だけに背圧室を備えたパイロット型減衰力調整式油圧緩衝器であってもよいことはもちろんである。
Here, in the said embodiment, the example applied to the coupling | bonding of the
また、本発明の適用範囲も任意であり、汎用の油圧緩衝器またはシリンダ装置のピストンロッドとピストンとの結合に適用できることはもちろん、各種棒状部材と相手部材との結合に利用できる。 The application range of the present invention is also arbitrary, and can be applied to the connection between a piston rod and a piston of a general-purpose hydraulic shock absorber or cylinder device, and can be used to connect various rod-shaped members to a mating member.
1 油圧緩衝器部品
2 パイロット型減衰力調整式油圧緩衝器
3 ピストンロッド(棒状部材)
4 ソレノイドケース(相手部材)
6 環状溝
7 嵌合穴
8 押込みリング
9 ストップラバー
20 ポンチ
21 ホルダ
25 支持ブロック
1 Hydraulic
4 Solenoid case (mating member)
6
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