JP2009262203A - Joining method of two components, and combined structure of two components - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2つの部材をかしめ固定する結合方法に係り、特に管体の端部内に円板をかしめ固定する2部材の結合方法と該結合方法により得られた2部材の結合体とに関する。 The present invention relates to a joining method for caulking and fixing two members, and more particularly, to a joining method for two members for caulking and fixing a disk in an end portion of a tubular body, and a joined body of two members obtained by the joining method.
たとえば、油圧緩衝器(流体圧緩衝器)の製造においては、チューブ(管体)とオイルシールやロッドガイドなどの封口部材(円板)との結合に管体の端部を内側にカール加工するかしめ固定が採用されている(特許文献1参照)。また、電気的に減衰力を可変させるパイロット型減衰力調整式油圧緩衝器(流体圧緩衝器)の製造においても、ソレノイドアクチュエータ等を納めたソレノイドケース(管体)とピストンロッドのフランジ部(円板)およびピストンを取付けるためのピストンボルトの頭部(円板)との結合に前記同様のかしめ固定が採用されている(特許文献2参照)。 For example, in the manufacture of a hydraulic shock absorber (fluid pressure shock absorber), the end of the tube is curled inward to connect the tube (tube) to a sealing member (disk) such as an oil seal or rod guide. Caulking is used (see Patent Document 1). Also in the manufacture of pilot-type damping force adjustable hydraulic shock absorbers (fluid pressure shock absorbers) that vary the damping force electrically, a solenoid case (tube) containing a solenoid actuator and the piston rod flange (circle) The same caulking as described above is employed for coupling with the head of the piston bolt for mounting the piston and the piston (disc) (see Patent Document 2).
しかしながら、従来のかしめ固定では、管体の端部をカール加工して形成されたかしめ片によって円板が軸方向へ押えられるだけとなるため、管体と円板との間に径方向の緊迫力は発生しない。このため、上記した流体圧緩衝器のように液密性や気密性を要求されるものでは、2つの部材の間をシール部材(Oリング等)によりシールする必要があり、別途シールを必要とする分、部品点数および組付工数が増加し、製造コストが上昇する、という問題があった。 However, in the conventional caulking, the disc is only pressed in the axial direction by the caulking piece formed by curling the end portion of the tube, so that the radial tightness is between the tube and the disc. No force is generated. For this reason, in the case where liquid tightness and air tightness are required like the above-described fluid pressure buffer, it is necessary to seal between two members with a seal member (O-ring or the like), and a separate seal is required. As a result, the number of parts and the number of assembling steps are increased, resulting in an increase in manufacturing cost.
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、管体と円板との間に径方向の緊迫力を発生させながら、かしめ固定を行うことにより、2つの部材間のシールを不要とし、もって製造コストの低減に寄与する2部材の結合方法および結合体を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the problem is that by performing caulking and fixing while generating a radial tightening force between the tubular body and the disc. It is an object of the present invention to provide a two-member coupling method and a coupling body that eliminate the need for a seal between two members and thereby contribute to a reduction in manufacturing cost.
上記課題を解決するため、本発明は、端部側内面に段部を設けた管体に円板を嵌合して前記段部に着座させた後、前記管体の端部を内側にカール加工して前記管体と前記円板とをかしめ固定する2部材の結合方法において、前記円板の、少なくとも片面の周縁部にリップ部を予め形成し、前記管体の端部のカール加工に応じて該リップ部を変形させて該管体の内面に圧接させることを特徴とする。
なお、円板の寸法としては、特に限定されるものではなく、円板の径よりも軸方向長さが大きくてもよい。材料、リップ部等の形状、カール加工などの条件を整えることによりリップ部を変形させて管体の内面に圧接させることができるからである。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a tubular body having a stepped portion on the inner surface of the end portion side, and a disc is fitted to the stepped portion, and then the end of the tubular body is curled inward. In a two-member joining method in which the tubular body and the disk are fixed by crimping, a lip portion is formed in advance on the peripheral edge of at least one side of the disk, and the end of the tubular body is curled. Accordingly, the lip portion is deformed and pressed against the inner surface of the tubular body.
In addition, as a dimension of a disc, it is not specifically limited, The axial direction length may be larger than the diameter of a disc. This is because the lip portion can be deformed and pressed against the inner surface of the tube body by adjusting the material, the shape of the lip portion, and the conditions such as curling.
本発明に係る2部材の結合方法によれば、管体と円板との間に径方向の緊迫力を発生させながらかしめ固定を行うことができるので、2つの部材間のシールが不要となり、その分、部品点数および組付工数が削減して、製造コストの低減を達成できる。 According to the two-member joining method according to the present invention, it is possible to perform caulking and fixing while generating a radial tightening force between the tubular body and the disk, so that a seal between the two members becomes unnecessary, Accordingly, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
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1〜4は、本発明の1つの実施形態である2部材の結合方法を示したものである。本実施形態は、管体1の端部内にロッド10と一体のフランジ(円板)11をかしめ固定しようとするものである。管体1は、図2によく示されるように、その端部側内面に前記ロッド10側のフランジ11を支承するための段部2を設けると共に、該段部2より先端側部分を、前記フランジ部11を密に嵌合可能な嵌合部3として構成している。段部2は、嵌合部3に隣接する外周側部分2aが内周側部分2bよりわずか高位となるように2段に形成されており、その外周側部分2aにフランジ11が着座するようになっている。また、管体1の、前記嵌合部3より先端側部分は、先端に向けて次第に内面を拡径させることにより肉厚を漸減させた被カール部4として構成されている。さらに管体1の外周面の周方向の複数箇所には、後述のクリンチ加工に利用される凹部7が形成されている。
1 to 4 show a method of joining two members according to one embodiment of the present invention. In the present embodiment, a flange (disc) 11 integrated with the
一方、ロッド10と一体のフランジ11の裏面および表面の周縁部には、容易変形部としてのリップ部12、13が形成されている。これらリップ部12,13は、図2に良く示されるように、フランジ11の両面にその周縁に沿って形成された環状の平面溝14とフランジ11の外周面にその周縁に沿って形成された環状の周溝15との間に突片状に形成されている。フランジ11にはまた、その外周面に複数の凹部16が形成されている。この複数の凹部16は、前記管体1の外周面に形成した凹部7の底に整合する箇所に集合して形成されている。
On the other hand,
上記した管体1と円板としてのフランジ11とを結合するには、先ず図1(a)および図2に示すように、管体1の嵌合部3にロッド10下のフランジ11を嵌入(圧入)し、該フランジ11を管体1内の段部2に着座させる。この場合、フランジ11の表面側のリップ部13が段部2の外周側部分2aに載置され、フランジ11はその下面の大部分が段部2の内径側部分2bからわずか浮いた状態となる(図2)。なお、この嵌入に際しては、ロッド10に軸方向の押圧力を加えて、段部2に対するフランジ11の着座姿勢を安定させるようにするのが望ましい。
In order to connect the above-described
次に、後述の揺動カール(図5)により管体1の端部の被カール部4を内側にカール加工し、図1(b)および図3に示すように、カール加工された曲げ片(かしめ片)5と前記段部2との間にフランジ11をかしめ固定する。前記カール加工に際しては、曲げ片5を介してフランジ11に軸力がかかることで、フランジ11の外周縁部に予め形成されたリップ部12、13が膨出変形しようとしてその先端部が管体1の嵌合部3の内面に圧接される。これにより管体1の嵌合部3と円板11との間に径方向の緊迫力が発生し、両者の間にはメタルコンタクトによるシール機能が付与される。この結果、両者の結合部の気密性および液密性は十分となり、別途シール部材によるシールは不要となる。また、前記カール加工に際しては、フランジ11の表面側に形成されたリップ部13が、押し潰された状態となってフランジ11の表面が内径側部分2bを含めた段部2に全面接触し、これによりフランジ11は、該段部2と曲げ片5との間に強固に挟持される。すなわち、フランジ11はガタなく管体1の端部内にかしめ固定され、しかも、管体1とロッド10との間には必要な引張強度が確保される。
Next, the
その後は、図1(c)に示すように、複数のクリンチ型17を管体1の側方から相互接近する方向へ移動させ、該クリンチ型17の先端部を管体1の外周面に予め設けた凹部7内に押込む。この押込みにより、図4に示されるように、凹部7の底部の材料が、フランジ11側の凹部16内に塑性流動し、これによって管体1とフランジ11とが相対回転方向に強く拘束される。すなわち、管体1とロッド10との間には必要なねじり強度が確保される。
Thereafter, as shown in FIG. 1 (c), the plurality of
ここで、管体1の被カール部4をカールさせるための揺動カール加工は、図5に示すカール型20を用いて行われる。カール型20は、その軸心部に前記ロッド10の挿通を許容する軸孔21を有すると共に、その一端部に管体1の開口端側の被カール部4に係合可能な成形凹部22を有している。カール型20は、管体1の軸O1に対して所定角度(揺動角度)αだけ軸O2を傾斜させて配置され、管体1の軸O1を中心に揺動および軸方向移動するようになっている。揺動カール加工に際しては、該カール型20を、前記管体1の軸O1を中心にすりごき様に揺動させながら軸方向移動させると、管体1の被カール部4が成形凹部22の成形面に沿って内側へ押し曲げられると共に、軸方向に押圧され。前記した曲げ片5が形成される。このような揺動カール加工によれば、比較的小さな成形圧で管体1の被カール部4を曲げ変形させることができるので、大型の装置は不要となる。
Here, the swing curling process for curling the
因みに、管体1として外径32mm、その嵌合部3の肉厚2mm、被カール部4の平均肉厚1.5mmのサイズのものを、フランジ11として外周面の4箇所に、深さ0.3mmの凹部16を各3列設けたものをそれぞれ用意し、図1に示した工程に従って揺動カール加工およびクリンチ加工を行って複数の供試体を完成させ、得られた供試体について引張試験、ねじり試験および液密試験を行ったところ、引張り強度は約35kN、ねじり強度は約41kN、封入液圧は約20MPaの特性が得られ、強度および液密性に十分に優れていることを確認できた。なお、前記カール型20の揺動角度α(図4)を2度、その揺動速度を約360rpmに設定して揺動カール加工を行ったところ、12kNの成形荷重でかしめ固定は完了した。また、この間の揺動回転数は30回で、加工時間は約5秒であった。
Incidentally, a
ところで、本発明に係る2部材の結合方法は、種々の部品、装置における管体と円板とのかしめ固定に適用できる。図6および7は、電気的に減衰力を可変させるパイロット型減衰力調整式油圧緩衝器(流体圧緩衝器)を構成するソレノイドケース(管体)21とピストンロッド22下のフランジ(円板)23およびピストンボルト24の頭部(円板)25との結合に適用した例を示したものである。このパイロット型減衰力調整式油圧緩衝器は、前記特許文献1(特開平2006−292092号公報)に記載されたものと同じものであり、ソレノイドケース21には、図示を略す減衰力調整弁を駆動するソレノイドアクチュエータ26等が内蔵されており、中空のピストンロッド22内を延ばしたリード線27が該ソレノイドアクチュエータ26に接続されている。ピストンボルト24は、前記減衰力調整弁をはじめ、伸び側および縮み側のメインバルブを内蔵する図示を略すピストンを前記ソレノイドケース21を介してピストンロッド22に連結する役割をなすもので、その他端部には締付ナットを螺合させるためのねじ部が設けられている。なお、この油圧緩衝器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。
By the way, the two-member joining method according to the present invention can be applied to caulking and fixing of a tubular body and a disk in various parts and devices. 6 and 7 show a solenoid case (tube body) 21 and a flange (disc) below the
本結合方法を上記したソレノイドケース21とフランジ23およびボルト頭部25との結合に適用するに際しては、前記実施形態と同様に、管体としてのソレノイドケース21の両端部内面に段部2を形成すると共に、該両端部の外周面に凹部7を形成しておく。また、円板としてのフランジ23およびボルト頭部25の表裏両面の外周縁部にリップ部12、13を形成すると共に、それらの外周面に凹部16を形成しておく(図7)。結合の手順は、上記実施形態と同じであり、ソレノイドケース21内にピストンロッド22下のフランジ23、ピストンボルト24の頭部25を嵌合して段部2に着座させた後、ソレノイドケース21の端部を内側にカール加工して、曲げ片5と段部2との間にフランジ23、ボルト頭部25をかしめ固定し、その後、ソレノイドケース21の外周面に形成した凹部7を利用してクリンチ加工を行い、ソレノイドケース21の材料をフランジ23およびボルト頭部25側の凹部16に塑性流動させる。
When this coupling method is applied to the coupling between the
上記したように組立てられたサブアセンブリ体28は、ソレノイドケース21とピストンロッド22およびピストンボルト24との間に、パイロット型減衰力調整式油圧緩衝器として必要な引張り強度およびねじり強度が確保される。また、ソレノイドケース21とフランジ23およびボルト頭部25との間は、メタルコンタクトにより液密性が確保されるので、別途シール部材によるシールは不要となっている。
The
図8および9は、汎用の油圧緩衝器(流体圧緩衝器)30を構成するチューブ(管体)31とピストンロッド32の周りをシールするオイルシール33に設けられた金属環(円板)34との結合に適用した例を示したものである。この油圧緩衝器20はツインチューブ式として構成されており、前記チューブ(アウタチューブ)31の内部にインナチューブ35が納められ、両チューブの開口端部はロッドガイド36と前記オイルシール33とにより封止されている。インナチューブ35内には、ピストン(図示略)が摺動可能に配設されており、該ピストンに一端部が連結された前記ピストンロッド32の他端部が前記ロッドガイド36およびオイルシール33を挿通して外部へ延ばされている。なお、図8中、中心線より左側は従来の油圧緩衝器を示しており、そこには、オイルシール33の金属環34の下面とロッドガイド36の上端周縁部との間に挟持された状態で、アウタチューブ32の内面との間をシールするシール部材37が配設されている。
8 and 9 show a metal ring (disk) 34 provided on an
本結合方法を上記したアウタチューブ31とオイルシール33の金属環34との結合に適用するに際しては、前記実施形態と同様に、管体としてのアウタチューブ31の開口端部内面に段部2を形成しておくと共に、円板としての金属環34の上下両面の外周縁部にリップ部12、13を形成しておく(図9)。結合の手順は、上記実施形態と同じであり、アウタチューブ31内にロッドガイド34と共にオイルシール33を嵌合して、オイルシール33の金属環34を段部2に着座させた後、アウタチューブ31の端部を内側にカール加工して、曲げ片5と段部2との間に金属環34をかしめ固定する。なお、ここでは、クリンチ加工を省略しているが、上記実施形態と同様にクリンチ加工を行ってもよい。
When this coupling method is applied to the coupling between the
上記したように組立てられた油圧緩衝器30は、アウタチューブ31とオイルシール33の金属環34との間に、油圧緩衝器30として必要な引張り強度が確保される。また、アウタチューブ31とオイルシール33の金属環34との間は、メタルコンタクトにより液密性が確保されるので、従来の油圧緩衝器のごときシール部材37(図8)によるシールは不要となっている。
In the
1 管体、 2 段部
4 被カール部、 5 曲げ片(かしめ片)
7 管体外周面の凹部
10 ロッド
11 フランジ(円板)
12、13 リップ部
16 円板外周面の凹部
17 クリンチ型
20 揺動カール型
21 ソレノイドケース(管体)
22 ピストンロッド
23 ピストンロッド下のフランジ(円板)
24 ピストンボルト
25 ピストンボルトの頭部(円板)
30 ツインチューブ式油圧緩衝器
31 アウタチューブ(管体)
33 オイルシール
34 オイルシールの金属環(円板)
1 tube, 2
7 Concave portion on the outer peripheral surface of the
12, 13
22
24
30 Twin tube
33
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