JP2016221543A

JP2016221543A - 鋼球の抜け止め構造および鋼球の圧入方法

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Publication number: JP2016221543A
Application number: JP2015110413A
Authority: JP
Inventors: 山本　浩二; Koji Yamamoto; 浩二山本; 政和手島; Masakazu Tejima; 正典横田; Masanori Yokota; 知明村田; Tomoaki Murata
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2035-05-29
Also published as: JP6571988B2

Abstract

【課題】かしめにより取り付けられる鋼球の支持力を高めた鋼球の抜け止め構造および鋼球の圧入方法を提供する。【解決手段】軸体２と、この軸体２の一端面に一体成形される突部３と、この突部３に設けられるかしめ孔３ａと、このかしめ孔３ａに圧入され突部３の外周面をかしめることによりかしめ付けられる鋼球４とから成る鋼球の抜け止め構造において、かしめ前の形状として、突部３の外周面は、先端部分が中心軸線に対して平行なストレート面５と、根元部分が下方側に向かって拡開するテーパ面６とから形成されている。かしめ後の突部３の外周面をテーパに仕上げる場合、かしめ前の形状として、突部３の外周面を一部ストレート面５に成形し、このストレート面５をかしめて鋼球４をかしめつ付けることで、鋼球４とかしめにより流動する材料との接触面積が増加し、鋼球４の支持力が向上する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電磁弁のソレノイドの内部に収容され、流路孔を開閉するプランジャピンの先端にかしめ付けられる鋼球の抜け止め構造および鋼球の圧入方法に関する。

従来から、例えば自動車の制動装置において、ブレーキオイルの供給を制御するために電磁弁が用いられている。この電磁弁の内部には、ソレノイドにより励磁されて流路孔を開閉するプランジャピンが収容されている。このプランジャピンは、軸体と、その先端面に形成されたかしめ孔に圧入されてかしめ付けられる鋼球とから構成されている。

前記鋼球をかしめ孔にかしめ付ける構造としては、特許文献１（特開昭５８−１０４７９９号公報）に示すものが知られている。この構造においては、かしめ前の形状として、かしめ孔の外周面は、テーパ状に成形されており、ここを外方からかしめることにより、鋼球をかしめ付けるように構成されている。

特開昭５８−１０４７９９号公報

しかしながら、従来のかしめ構造のように、かしめ孔の外周面をテーパ状にしただけの構成では、材料が鋼球の表面へ万遍なく流動せず、鋼球とかしめ孔との間に隙間ができる。このため、所望の支持力で鋼球をかしめ付けられず、鋼球がぐらついたり、かしめ孔から抜けたりする問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、かしめにより取り付けられる鋼球の支持力を高めた鋼球の抜け止め構造および鋼球の圧入方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の鋼球の抜け止め構造は、軸体と、この軸体の一端面に一体成形される突部と、この突部に設けられるかしめ孔と、このかしめ孔に圧入され突部の外周面をかしめることによりかしめ付けられる鋼球とから成る鋼球の抜け止め構造において、かしめ前の形状として、前記突部の外周面は、先端部分が中心軸線に対して平行なストレート面と、根元部分が下方側に向かって拡開するテーパ面とから形成されていることを特徴とする。

また、前記突部のストレート面およびテーパ面のうち、ストレート面だけが、かしめられることが好ましい。

また、前記突部のストレート面は、テーパ面の傾斜角と同一になるようにかしめられることが好ましい。

また、前記突部のストレート面およびテーパ面の高さは、ほぼ同じに設定されていることが好ましい。

また、上記課題を解決するために、本発明の鋼球の圧入方法は、軸体の一端面に突部を一体成形し、この突部に設けられたかしめ孔に鋼球を圧入し、突部の外周面をかしめることにより鋼球をかしめ付ける鋼球の圧入方法において、突部の外周面の先端部分を中心軸線に対して平行なストレート面に形成し、かつ根元部分を下方側に向かって拡開するテーパ面に形成し、鋼球の下半分をかしめ孔に圧入した後に、鋼球の上半分をかしめ孔に圧入しながら、突部のストレート面だけをかしめることにより鋼球をかしめ付けることを特徴とする。

本発明の鋼球の抜け止め構造および鋼球の圧入方法によれば、かしめ後の突部の外周面をテーパに仕上げる場合、かしめ前の突部の外周面を全てテーパ面にするのではなく、一部をストレート面にする。ストレート面をかしめて鋼球をかしめつ付けると、鋼球と流動材料との接触面積が増加するため、鋼球の支持力が向上する。

鋼球の抜け止め構造を示す一部切り欠き斜視断面図。軸体のかしめ前の形状を示す斜視図。初期の圧入工程を示す縦断面図。中期の圧入工程を示す縦断面図。終期の圧入工程を示す縦断面図。金型のかしめ部の開き角βを９０°にしたときのかしめ形状を示す図。金型のかしめ部の開き角βを７５°にしたときのかしめ形状を示す図。金型のかしめ部の開き角βを６０°にしたときのかしめ形状を示す図。突部の高さＨに対するストレート面の高さＨｓの割合γを０．３にしたときのかしめ形状を示す図。突部の高さＨに対するストレート面の高さＨｓの割合γを０．４にしたときのかしめ形状を示す図。突部の高さＨに対するストレート面の高さＨｓの割合γを０．５にしたときのかしめ形状を示す図。

本発明である鋼球の抜け止め構造および鋼球の圧入方法を具体化した実施形態を図１ないし図１１に基づいて説明する。

図１は、プランジャピン１を示す。プランジャピン１は、例えば電磁弁（図示せず）のソレノイド（図示せず）の内部に収容され、可動させられることにより流路孔（図示せず）を開閉する弁である。このプランジャピン１は、軸体２と、その一端面に一体成形され突部３と、この突部３の中心線上に穿設されるかしめ孔３ａと、このかしめ孔３ａに圧入され突部３の外周面をかしめることによりかしめ付けられる鋼球４とから成る。

前記突部３の外周面は、かしめ前の形状として、図２に示すように、先端部分が中心軸線に対して平行なストレート面５と、根元部分が下方側に向かって拡開するテーパ面６とに成形されている。このテーパ面６の開き角αは、図３に示すように、６０°に設定されている。

また、前記かしめ孔３ａの底面には、中央部分に若干の窪み７が形成されており、詳細を後述する方法でかしめ孔３に鋼球４を圧入した際に、鋼球４がここに沈み込むようになっている。

図２ないし図４は、かしめ孔３ａに鋼球４を圧入し、突部３の外周面をかしめことによりかしめ付けるための工程を示す図である。圧入には、汎用のプレス機械（図示せず）が用いられる。プレス機のスライド（図示せず）と呼ばれる上下動を行う部分には、金型１０が取り付けられ、下側のボルスタ（図示せず）と呼ばれる位置には、前記軸体２が設置される。

まず、図３は、初期の圧入工程であり、かしめ孔３ａに鋼球４を嵌め合わせる工程を示す。このとき、鋼球４の直径は、かしめ孔３ａの内径よりも大きく設定されているため、多くとも鋼球４の下半分がかしめ孔３に収容される状態となる。

続いて、図４は、中期の圧入工程であり、かしめ孔３ａに鋼球４を圧入する工程を示す。圧入は、鋼球４の上方から金型１０を押しつけることにより行われる。この金型１０は、一端面に嵌合穴１１が形成されており、突部３および鋼球４と嵌合するように構成されている。嵌合穴１１の内周面は、テーパ状のかしめ部１２と、嵌合穴１１の底面中央を窪ませて成形される圧入部１３とから形成されている。この圧入部１３を鋼球４の上部に押しつけながら、鋼球４の下半分がかしめ孔３に収容されるまで圧入する。

最後に、図５は、終期の圧入工程を示す図であり、突部３のストレート面５をかしめることにより、鋼球４をかしめ付ける工程を示す。鋼球４の下半分がかしめ孔３ａの内部に収容されるまで圧入されたとき、金型１０のかしめ部１２が突部３のストレート面５の外周縁に当接する。さらに、金型１０を押しつけることにより、鋼球４の上半分をかしめ孔３ａに圧入しながら、かしめ部１２がストレート面５の外周縁を斜め下方向にかしめることにより、鋼球４は、その上部がかしめ孔３の開口から露出した状態でかしめ付けられる。このように、鋼球４の下半分を圧入してから、かしめを開始することにより、鋼球４と流動材料との接触面積が増加し、高い支持力を得られる。また、鋼球４の上半分がしっかり押さえ付けられるので、鋼球４を安定して支持することができる。

また、かしめに最適な金型１０の形状を判断するために、図３に示す金型１０のかしめ部１２の開き角βを９０°、７５°および６０°の３パターンに変更し、ＦＥＭ解析を用いてかしめ形状の比較実験を行った。その結果、図６に示すように、開き角βが９０°では、中心方向へ材料が流動しないので、鋼球４を支持するための支持力が得られないことになる。図７に示すように、開き角βが７５°では、中心方向への材料流動は見られるが、突部３のストレート面５とテーパ面６との境界部分が突出してしまう。図８に示すように、開き角βが６０°では、中心方向へ材料が流動し、かつ突部３のストレート面５とテーパ面６とが連続した平らな面になり、最適なかしめ形状といえる。なお、金型１０の開き角βを、突部３のテーパ面６の開き角αよりも小さくすると、テーパ面６を押圧してしまうため、仕上げ面が荒くなったり、中心方向へ材料が過剰に流動する問題が発生する。以上の結果から、金型１０の開き角βは、突部３のテーパ面６の開き角αと同じに設定されていることが好ましいと判断できる。

さらに、かしめに最適なかしめ孔の形状を判断するために、図３に示す突部３の高さＨに対するストレート面５の高さＨｓの割合γ（Ｈｓ／Ｈ）を０．３、０，４および０．５の３パターンに変更し、ＦＥＭ解析を用いてかしめ形状の比較実験を行った。その結果、図９に示すように、γ＝０．３では、全体的に鋼球４とかしめ孔３ａとの接触面積が少なく、かつかしめ孔３ａの開口と鋼球４との間に隙間も生じてしまう。図１０に示すように、γ＝０．４では、接触面積は増加するものの、隙間は残ったままである。図１１に示すように、γ＝０．５では、隙間が無くなり、接触面積も十分確保できている。なお、γ＝０．５を越えると、γ＝０．５の場合と同様に、隙間も無く、接触面積も十分確保できているものの、かしめ孔３ａの底面付近に、材料が過剰に流動しており、これでは安定して鋼球４を支持することができない。以上の結果から、突部３のストレート面５およびテーパ面６の高さは、ほぼ同じに設定されていることが好ましいと判断できる。

なお、本発明の実施形態は、上述した形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形が可能である。また、本発明を具体化した形態としてプランジャピン１を例にあげたが、これ以外の部品に実施することも可能である。

１プランジャピン
２軸体
３突部
３ａかしめ孔
４鋼球
５ストレート面
６テーパ面
７窪み
１０金型
１１嵌合穴
１２かしめ部
１３圧入部

Claims

軸体と、この軸体の一端面に一体成形される突部と、この突部に設けられるかしめ孔と、このかしめ孔に圧入され突部の外周面をかしめることによりかしめ付けられる鋼球とから成る鋼球の抜け止め構造において、
かしめ前の形状として、前記突部の外周面は、先端部分が中心軸線に対して平行なストレート面と、根元部分が下方側に向かって拡開するテーパ面とから形成されていることを特徴とする鋼球の抜け止め構造。
前記突部のストレート面およびテーパ面のうち、ストレート面だけが、かしめられることを特徴とする請求項１に記載の鋼球の抜け止め構造。
前記突部のストレート面は、テーパ面の傾斜角と同一になるようにかしめられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼球の抜け止め構造。
前記突部のストレート面およびテーパ面の高さは、ほぼ同じに設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１の請求項に記載の鋼球の抜け止め構造。
軸体の一端面に突部を一体成形し、この突部に設けられたかしめ孔に鋼球を圧入し、突部の外周面をかしめることにより鋼球をかしめ付ける鋼球の圧入方法において、
突部の外周面の先端部分を中心軸線に対して平行なストレート面に形成し、かつ根元部分を下方側に向かって拡開するテーパ面に形成し、鋼球の下半分をかしめ孔に圧入した後に、鋼球の上半分をかしめ孔に圧入しながら、突部のストレート面だけをかしめることにより鋼球をかしめ付けることを特徴とする鋼球の圧入方法。