JP4297268B2 - Rivet joint structure - Google Patents
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Description
本発明は、小延性材料により形成した被結合部材を含む複数の被結合部材を重ね合わせた被結合体を結合する際に用いて好適なリベット結合構造に関する。 The present invention relates to a rivet-bonding structure suitable for use in bonding a bonded body in which a plurality of bonded members including a bonded member formed of a small ductile material are overlapped.
一般に、ロータリソレノイドや電動機等の電磁製品には、磁気回路を構成するヨークを備えている。このヨークは、複数の珪素鋼板等の磁性板を積層して構成するとともに、ヨークとブラケット(カバー)は、リベットにより一体に結合して積層部品とする場合も少なくない。 In general, electromagnetic products such as a rotary solenoid and an electric motor are provided with a yoke constituting a magnetic circuit. The yoke is formed by laminating a plurality of magnetic plates such as silicon steel plates, and the yoke and the bracket (cover) are often joined together by rivets to form a laminated component.
従来、このようなヨークとブラケット(カバー)をリベットにより結合するリベット結合構造としては、特開平10−14144号公報で開示されるリベット結合構造(小形電動機)が知られている。このリベット結合構造は、端部近くに貫通孔を形成し、両面にカバーを当接し、このカバーに設けた嵌合筒部を、貫通孔に嵌合し、嵌合筒部と貫通孔にリベットを挿通し、かつ、リベットをカシメる構成であって、貫通孔の嵌合筒部が嵌合する部分の孔径に対し、内奥部の孔径を小さくして貫通孔に段差を形成したものである。
ところで、ヨークを複数の磁性板を積層して構成する場合、積層部品全体の厚さの公差は、各磁性板の公差を加算した値となるが、リベットのカシメ処理は、通常、カシメ長を一定に設定したカシメ金型により行うため、従来のリベット結合構造では、次のような不具合を生じる問題があった。 By the way, when the yoke is constructed by laminating a plurality of magnetic plates, the thickness tolerance of the entire laminated component is a value obtained by adding the tolerances of the respective magnetic plates. The conventional rivet connection structure has a problem that causes the following problems because it is performed with a caulking die set to be constant.
第一に、ヨークが厚くなる方向に公差が大きくなった場合、リベットのカシメ時に積層部品に過度の応力が付加されることになり、ブラケットに小延性材料、即ち、ガラス繊維入り合成樹脂材料等の延性が小さくかつ脆性を有する材料を使用した際には、ブラケットにヒビ割れや破損を招いてしまう。 First, if the tolerance increases in the direction of thickening the yoke, excessive stress will be applied to the laminated parts during rivet caulking, and a small ductility material, that is, a synthetic resin material containing glass fiber, etc., will be applied to the bracket. When a material having small ductility and brittleness is used, the bracket is cracked or broken.
第二に、ヨークが薄くなる方向に公差が大きくなった場合、カシメを行ってもヨークの機械的結合力が不十分となり、緩みによるガタ付きの発生、更には特性の劣化や不安定化などを招いてしまう。 Second, if the tolerance increases in the direction of thinner yoke, the mechanical coupling force of the yoke will be insufficient even if caulking is performed, looseness due to looseness, and deterioration or destabilization of characteristics, etc. Will be invited.
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したリベット結合構造の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a rivet coupling structure that solves the problems existing in the background art.
本発明は、上述した課題を解決するため、小延性材料により形成した被結合部材2p,2qを含む複数の被結合部材2p,2q,3…を重ね合わせた被結合体4におけるリベット挿通孔5p…,5q…,5s…に、一端6s…に頭部7h…を有し、かつ他端6t…に中空凹部7o…を有するリベット6…を挿通させ、リベット6…の他端6t…を外側に広げるカシメK…を施すことにより被結合体4を結合してなるリベット結合構造1を構成するに際して、小延性材料により形成した被結合部材2p,2qにおけるリベット挿通孔5p…,5q…の一側又は両側の開口部分に、開口側を大径に形成してリベット6…の応力Fsを逃がす切削形状部2pr…,2ps…,2qr…を設けるとともに、カシメK…を施したリベット6…の他端6t…側が圧接する被結合部材2qの表面に、リベット挿通孔5q…における開口の周りに所定間隔おきに配した複数の放射突条部12…及び各放射突条部12…の相互間を連結するリング突条部12j…により一体形成し、リベット6…の他端6t…側が圧接した際にリベット6…の応力Fs,Frを吸収する突起部11…を設けたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a
この場合、発明の好適な態様により、切削形状部2pr…,2ps…,2qr…は、リベット挿通孔5p…,5q…の開口側が漸次大径となるテーパ面T…により形成することができる。なお、被結合体4には、複数の積層板3…を積層した積層部13の両側を、小延性材料により形成した一対のブラケット2p,2qにより挟んで構成した積層部品を適用することができる。
In this case, according to a preferred aspect of the invention, the cut shape portions 2pr, 2ps, 2qr, ... can be formed by tapered surfaces T, where the opening sides of the
このような構成を有する本発明に係るリベット結合構造1によれば、次のような顕著な効果を奏する。 According to the rivet coupling structure 1 according to the present invention having such a configuration, the following remarkable effects can be obtained.
(1) 被結合部材2p,2qに、ガラス繊維入り合成樹脂材料等の小延性材料を使用し、かつ被結合体4が厚くなる方向に公差が大きくなった場合であっても、切削形状部2pr…,2ps…,2qr…により形成される空間により、リベット6…による軸方向の応力Fsを逃がすことができるため、被結合部材2p,2qのヒビ割れや破損を防止することができる。
(1) Even if a small ductility material such as a synthetic resin material containing glass fiber is used for the
(2) 切削形状部2pr…,2ps…,2qr…により形成される空間により、リベット6…による軸方向の応力Fsを逃がすことができるため、切削形状部2pr…,2ps…,2qr…を設けない場合よりも被結合体4の標準的な厚さを大きめに設定することができ、被結合体4が薄くなる方向に公差が大きくなった場合であっても、被結合体4の十分な機械的結合力を確保でき、緩みによるガタ付きの発生や特性の劣化及び不安定化などを回避することができる。
(2) Since the stress Fs in the axial direction caused by the
(3) カシメK…を施したリベット6…の他端6t…側が圧接する被結合部材2qの表面に、リベット挿通孔5q…における開口の周りに所定間隔おきに配した複数の放射突条部12…及び各放射突条部12…の相互間を連結するリング突条部12j…により一体形成し、リベット6…の他端6t…側が圧接した際にリベット6…の応力Fs,Frを吸収する突起部11…を設けたため、リベット6…の他端6t…にカシメKを施す際における応力Fs,Frを吸収でき、更なる被結合部材2p,2qのヒビ割れや破損の防止に貢献できる。
(3) A plurality of radial protrusions arranged at predetermined intervals around the opening of the
(4) 好適な態様により、切削形状部2pr…,2ps…,2qr…をテーパ面T…により形成すれば、リベット6…の挿入が容易になり、また、加工性も高められる。
(4) If the cut shape portions 2pr, 2ps, 2qr,... Are formed by the tapered surfaces T, according to a preferred embodiment, the
(5) 好適な態様により、突起部11…を、複数の放射突条部12…と各放射突条部12…の相互間を連結するリング突条部12j…により形成すれば、主に応力Fs,Frの吸収を行う放射突条部12…に対してリング突条部12j…により補強を行うことができ、特に、放射突条部12…の一部が万一破損した場合であっても破片が分離(飛散)する不具合を回避できる。
(5) According to a preferred embodiment, if the
(6) 好適な態様により、被結合体4に、複数の積層板3…を積層した積層部13の両側を小延性材料により形成した一対のブラケット(被結合部材)2p,2qにより挟んで構成した積層部品を適用すれば、組付精度が高く、かつ高品質の積層部品を得ることができる。
(6) According to a preferred embodiment, the structure is formed by sandwiching both sides of a laminated
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, the best embodiment according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係るリベット結合構造1の構成について、図1〜図7を参照して説明する。なお、例示のリベット結合構造1は、図6及び図7に示すロータリソレノイドMに適用したものである。 First, the structure of the rivet coupling structure 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The illustrated rivet coupling structure 1 is applied to the rotary solenoid M shown in FIGS.
図中、4は、リベット結合構造1により結合される被結合体である。被結合体4は、積層部品となり、複数の積層板(被結合部材)3…を積層した積層部13と、小延性材料により形成した一対のブラケット(被結合部材)2p,2qを重ね合わせて構成する。積層板3は、磁性板である珪素鋼板を使用し、この積層板3を20〜30枚程度積層して積層部13を構成する。これにより、積層部13は、ロータリソレノイドMのヨーク(積層鉄心)となる。なお、積層部13は、必要により二〜三分割された分割鉄心として構成し、組み付けることにより一体化することができる。また、積層部13には、後述するリベット6…が挿通する四つのリベット挿通孔5s…を設ける。
In the figure,
一方、ブラケット2pは、小延性材料であるガラス繊維入り合成樹脂材料により一体成形する。ブラケット2pは、端面を矩形に形成し、この端面の四隅に段差状をなす凹部21…を設けるとともに、この凹部21…に、上述した各リベット挿通孔5s…に対応する四つのリベット挿通孔5p…を設ける。なお、小延性材料とは、延性が小さくかつ脆性を有する材料である。また、各リベット挿通孔5p…の両側における開口部分には、図2に示すように、開口側が大径となる切削形状部2pr…,2ps…、即ち、開口側が漸次大径となるテーパ面T…により形成した切削形状部2pr…,2ps…を設ける。この場合、テーパ面T…の角度は、軸方向に対して45〔°〕前後を選定する。更に、切削形状部2ps…のテーパ面T…における開口側の最大径は、リベット6の頭部6hの外径より小さく、望ましくは稍小さい程度に選定するとともに、切削形状部2pr…のテーパ面T…における開口側の最大径は、切削形状部2ps…のテーパ面T…における開口側の最大径よりも大きく、望ましくは稍大きくなるように選定する。
On the other hand, the
他方、ブラケット2qも、小延性材料であるガラス繊維入り合成樹脂材料により一体成形し、矩形に形成した端面の四隅に段差状をなす第一の凹部22b…を設けるとともに、この凹部22b…に、図3及び図4に示す円形をなす第二の凹部22…を設け、この凹部22…に、上述した各リベット挿通孔5s…に対応する四つのリベット挿通孔5q…を設ける。また、各リベット挿通孔5q…の一側(内側)における開口部分には、図3に示すように、開口側が大径となる切削形状部2qr…、即ち、開口側が漸次大径となるテーパ面T…により形成した切削形状部2qr…を設ける。この場合、切削形状部2qr…の形状は、上述した切削形状部2pr…と同じになる。
On the other hand, the
このような切削形状部2qr…及び上述した切削形状部2pr…,2ps…を設けることにより、後述するリベット6…からの軸方向の応力Fsが付加されても、この応力Fsの付加方向に当該応力Fsを逃がすことができる空間、即ち、ブラケット2p,2qの変形を許容する空間を形成することができる。この切削形状部2pr…,2ps…,2qr…は、必ずしもテーパ面T…により形成することを要しないが、テーパ面T…により形成することにより、リベット6…の挿入が容易になるとともに、加工性も高められる利点がある。
By providing such a cutting shape portion 2qr... And the above-described cutting shape portions 2pr..., 2ps..., Even if an axial stress Fs from a
さらに、ブラケット2qにおける凹部22…の表面であって、リベット挿通孔5q…における開口の周りには、後述するリベット6…の他端6t…側が圧接した際にリベット6…からの軸方向の応力Fs及び径方向の応力Frを吸収する突起部11…を一体に形成する。この場合、突起部11…は、リベット挿通孔5q…における開口の周りに所定間隔おきに配した複数(例示は八つ)の放射突条部12…と、各放射突条部12…の相互間を連結するリング突条部12j…により一体形成する。このような突起部11…を設けることにより、放射突条部12…により主に応力Fs,Frの吸収が行われ、リング突条部12j…により放射突条部12…に対する補強が行われる。特に、放射突条部12…の一部が万一破損した場合であっても破片が分離(飛散)する不具合を回避できる。放射突条部12…(リング突条部12j…)による応力Fs,Frの吸収は、次のように行われる。即ち、後述するリベット6…の他端6t…にカシメK…を施す際には、外側に広がる他端6t…によりブラケット2qに対して軸方向の応力Fs及び径方向の応力Frが付加されるが、応力Fs,Frはブラケット2qの表面に直接付加されることなく、ブラケット2qの表面から比較的幅の狭い凸条に起立した変形しやすい放射突条部12…(リング突条部12j…)により有効に吸収される。
Further, the stress in the axial direction from the
また、6はリベット結合構造1に用いるリベットであり、リベット軸部6aの一端6sに頭部7hを有し、かつ他端6tに中空凹部7oを有する公知のリベットを用いることができる。この場合、頭部7hは、丸形タイプとなり、球体の一部をスライスした形状となる。一方、中空凹部7oを有する他端6tは、先端が開口した筒形となり、他端6tを公知のカシメ金型により外側に広げる(カーリングする)ことにより、カシメKを施すことができる。
次に、本実施形態に係るリベット結合構造1を得る結合方法を含むロータリソレノイドMの製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the rotary solenoid M including a coupling method for obtaining the rivet coupling structure 1 according to the present embodiment will be described.
まず、積層板3…を20〜30枚程度積層して積層部13(ヨーク)を製作する。この場合、積層部13は、公知の方法により製作することができ、例えば、積層した積層板3…の複数位置に設けた貫通孔に固定用ピンを圧入することにより、各積層板3…が一体化する積層部13を製作できる。積層部13は、全体がコの字形状となり、積層部13の中央部13cには、コイルボビン31にコイル32を巻回して製作したコイル部33を装着する。また、積層部13の両側部13m,13nは、コイル32に直流電圧を印加して励磁した際に、それぞれN極,S極が発生する磁極部(界磁部)となる。
First, about 20 to 30 laminated plates 3 are laminated to produce a laminated portion 13 (yoke). In this case, the
一方、シャフト部34の外周部に二極マグネットを装着したマグネットロータを用意し、このマグネットロータを、積層部13の両側部(磁極部)13mと13n間に介在させるとともに、両側部13m,13nの一端側に、一方のブラケット2pを重ね、また、両側部13m,13nの他端側に、他方のブラケット2qを重ねる。これにより、積層部13の両端側は、一対のブラケット2pと2qにより挟まれるとともに、マグネットロータのシャフト部34の両端側は、ブラケット2p,2qの中央に設けた軸受孔にそれぞれ挿通する。
On the other hand, a magnet rotor having a bipolar magnet attached to the outer peripheral portion of the
そして、四本のリベット6…を用意し、一方のブラケット2p側からリベット挿通孔5p…,5s…,5q…にリベット6…を挿入する。これにより、他方のブラケット2q側からリベット6の他端6t側が突出するため、この状態でカシメ金型にセットし、リベット6の他端6tを外側に広げる(カーリングする)カシメK…を施す。カシメK…を施すことにより、突起部11…は、外側に広がった他端6tによって圧接され、リベット結合構造1により一体化された積層部品(被結合体4)が得られる。この後、図7に示すように、シャフト部34の先端にストッパ35を固定するとともに、ストッパ35とブラケット2p間にスプリング36を介在させるなどの所要部品を組み付けることによりロータリソレノイドMが完成する。
Then, four
このロータリソレノイドMは、コイル32に通電しない状態では、ストッパ35がスプリング36に付勢され、図7中の第一位置Xsに変位するとともに、コイル32に通電することによりコイル32が励磁され、積層部13の両側部13m,13nに、それぞれN極,S極が発生する。これにより、二極マグネットを装着したマグネットロータがスプリング36の弾性に抗して回動変位し、ストッパ35は、図7中の第二位置Xmに変位する。なお、ストッパ35の回動角度範囲、即ち、第一位置Xsと第二位置Xmは、ブラケット2pに形成した凹部37により規制される。
In the state where the
よって、このような本実施形態に係るリベット結合構造1によれば、被結合体4(積層部品)が厚くなる方向に公差が大きくなり、カシメK…を施す際に、リベット6…から各ブラケット2p,2qに対して軸方向における過度の応力Fsが付加されても、切削形状部2pr…,2ps…,2qr…により形成される空間により逃がすことができ、各ブラケット2p,2qにガラス繊維入り合成樹脂材料等の小延性材料を使用した場合であっても各ブラケット2p,2qのヒビ割れや破損を防止することができる。また、切削形状部2pr…,2ps…,2qr…により形成される空間により、各ブラケット2p,2qの変形が許容されるため、カシメK…の開始位置がリベット挿通孔5q…における開口の浅い位置となり、リベット挿通孔5qの開口に付加される曲げモーメントを小さくすることもできる。
Therefore, according to the rivet coupling structure 1 according to the present embodiment, the tolerance increases in the direction in which the coupled body 4 (laminated parts) becomes thicker, and the
さらに、切削形状部2pr…,2ps…,2qr…により形成される空間により、リベット6…による軸方向の応力Fsを逃がすことができるため、切削形状部2pr…,2ps…,2qr…を設けない場合よりも被結合体4の標準的な厚さを大きめに設定することができ、被結合体4が薄くなる方向に公差が大きくなった場合であっても、被結合体4の十分な機械的結合力を確保でき、緩みによるガタ付きの発生や特性の劣化及び不安定化などを回避することができる。
Further, since the axial stress Fs due to the
しかも、カシメK…を施したリベット6…の他端6t…側が圧接するブラケット2qの表面に突起部11…を設けたため、リベット6…の他端6t…にカシメKを施す際における軸方向の応力Fs及び径方向の応力Frを吸収でき、更なるブラケット2p,2qのヒビ割れや破損の防止に貢献できる。特に、突起部11…は、複数の放射突条部12…と各放射突条部12…の相互間を連結するリング突条部12j…により形成したため、主に応力Fs,Frの吸収を行う放射突条部12…に対してリング突条部12j…により補強を行うことができる。なお、被結合体4に、複数の積層板3…を積層した積層部13の両側を小延性材料により形成した一対のブラケット2p,2qにより挟んで構成したロータリソレノイドMの積層部品を適用したため、組付精度が高く、かつ高品質の積層部品を得ることができる。
Moreover, since the
以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。 Although the best embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to such an embodiment, and the scope of the present invention is not deviated from the gist of the present invention in the detailed configuration, shape, material, quantity, and the like. It can be changed, added, or deleted arbitrarily.
例えば、小延性材料としてガラス繊維入り合成樹脂材料を例示したが、加圧力により割れる虞れのある任意の小延性材料が適用される。また、被結合部材2pにおけるリベット挿通孔5p…の両側の開口部分に切削形状部2pr…,2ps…を設けた場合を例示したが、一方の切削形状部2ps…は必ずしも設けることを要しない。さらに、被結合体4として、複数の積層板3…を積層した積層部13の両側を一対のブラケット2p,2qにより挟んで構成した積層部品を例示したが、同様の構成を有する他の任意の被結合体4に適用することができる。
For example, although a glass fiber-containing synthetic resin material has been exemplified as the small ductility material, any small ductility material that may break due to the applied pressure is applied. Moreover, although the case where cutting shape part 2pr ..., 2ps ... was provided in the opening part of the
1 リベット結合構造
2p 被結合部材(ブラケット)
2q 被結合部材(ブラケット)
2pr… 切削形状部
2ps… 切削形状部
2qr… 切削形状部
3… 被結合部材(積層板)
4 被結合体
5p… リベット挿通孔
5q… リベット挿通孔
5s… リベット挿通孔
6… リベット
6s… リベットの一端
6t… リベットの他端
7h… リベットの頭部
7o… リベットの中空凹部
11… 突起部
12… 放射突条部
12j… リング突条部
13… 積層部
K カシメ
Fs 応力
Fr 応力
T… テーパ面
1 Rivet
2q Connected member (bracket)
2pr ... Cutting shape part 2ps ... Cutting shape part 2qr ... Cutting shape part 3 ... Joined member (laminate)
4
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