JP5376256B2 - Pre-tension ring, manufacturing method thereof, and two-member caulking method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主としてプリテンショナー付きのシートベルト用リトラクタに用いられるプリテンションリング及びその製造方法に関するものであり、さらには、二部材のカシメ工法に関するものである。 The present invention relates to a pretension ring mainly used for a seat belt retractor with a pretensioner and a method for manufacturing the same, and further relates to a two-member caulking method.
従来、この種シートベルト用リトラクタにあっては、衝突時にベルトを瞬時に巻き上げ、乗員の身体を効果的に拘束するプリテンショナー(ベルト予張力装置)が付加されているものがある(例えば、特許文献1参照)。そして、プリテンショナーには、その構成部品の一つとして、図15に示すような外径部にボールの受け穴41…41が多数円周方向に形成され、かつ、内径部にスピンドル(図示せず)にセレーション嵌合されるセレーション溝42が形成されたプリテンションリング4が内蔵されているものがある。 Conventionally, in this type of seat belt retractor, a pretensioner (belt pretensioning device) that effectively winds up the belt in the event of a collision and effectively restrains the occupant's body has been added (for example, a patent) Reference 1). As one of the components of the pretensioner, a plurality of
このプリテンションリングの製造方法としては、その形状が複雑であることから、図16に示すように、軸方向中間部において左右対称形状に二分割した半割リング5,6をプレスなどの冷間鍛造によりそれぞれ形成し、その後、これらの半割リング5,6をその分割面5a,6aにあいて重ね合わせた状態で溶接することにより一体化し、さらに、メッキ処理してプリテンションリングを製造するようにしている。
しかし、上記した製造方法によれば、二つの半割リング5,6を溶接により一体化するため、プリテンションリング4の溶接部分が溶接時の熱により軟化してリング自体の強度が弱くなる。その結果、高強度をもつプリテンションリングとしては使用できないものであった。なお、この強度低下の問題に対しては溶接後、浸炭焼入れなどを施して硬くすることにより、高強度のプリテンションリングとして使用することはできる。しかし、浸炭焼入れなどのための特別な設備が必要で、面倒な作業と多大な時間を要し、コスト高となる問題があった。 However, according to the manufacturing method described above, since the two
本発明は、上記した事情に鑑みて発明したもので、主たる目的は、プレスなどの冷間鍛造工法で強加工し硬化した2個のリングをカシメ工法により、浸炭焼入れを行うことなく高強度で高品質まま低コストで迅速容易に製造することができるプリテンションリング及びその製造方法を提供するものである。 The present invention has been invented in view of the above circumstances, and its main purpose is to provide two rings that have been hard-worked and hardened by a cold forging method such as a press with a caulking method, with high strength without carburizing and quenching. The present invention provides a pretension ring that can be quickly and easily manufactured at low cost while maintaining high quality, and a method for manufacturing the same.
また、他の目的は、上記したプリテンションリングに限らず、プレスなどの冷間鍛造工法で強加工し硬化した二つの部材を用いて高強度で高品質の結合部材を形成する際に、浸炭焼入れを行うことなく低コストで迅速容易に製造することができる二部材のカシメ工法を提供するものである。 Another object is not limited to the above-described pre-tension ring, and carburizing is performed when forming a high-strength and high-quality bonding member using two members that are hard-worked and hardened by a cold forging method such as a press. The present invention provides a two-member caulking method that can be quickly and easily manufactured at low cost without quenching.
本願の請求項1記載の発明は、リング状本体20の外径部にボールの半割り受け穴21…21が円周方向に多数形成されていると共に、内径部に軸方向に突出する連結ボス部22が連設され、かつ、連結ボス部22の内周面に嵌合溝23が、またその外周面に嵌合部24が形成された半割り状のインナーリング2と、リング状本体30の外径部にボールの半割り受け穴31…31が円周方向に多数形成されていると共に、内径部に上記嵌合部に嵌合可能な嵌合溝32が形成された半割り状のアウターリング3とを備え、これら両リング2,3を冷間鍛造によりそれぞれ高強度に形成する一方、インナーリング2の連結ボス部22外周にアウターリング3を、両半割り受け穴21…21,31…31が相対向する状態で上記嵌合部24への嵌合溝32の嵌め込みをして回転不能に嵌合し、かつ、アウターリング3を貫通する連結ボス部22の先端部分をアウターリング3の外側面に沿うようにカシメ加工して、冷間鍛造による高強度を維持したまま両リング2,3を一体的に結合したことを特徴とする。 In the invention according to
本願の請求項2記載の発明は、プリテンションリングの製造方法として、まず、リング状本体20の外径部にボールの半割り受け穴21…21が円周方向に多数形成されていると共に、内径部に軸方向に突出する連結ボス部22が連設され、かつ、連結ボス部22の内周面に嵌合溝23が、またその外周面の先端部に嵌合部24が形成された半割り状のインナーリング2と、リング状本体30の外径部にボールの半割り受け穴31…31が円周方向に多数形成されていると共に、内径部に上記嵌合部24に嵌合可能な嵌合溝32が形成された半割り状のアウターリング3をそれぞれ冷間鍛造により高強度に形成し、次いで、インナーリング2の連結ボス部22外周にアウターリング3を、両半割り受け穴21…21,31…31が相対向する状態で上記嵌合部24への嵌合溝32の嵌め込みをして回転不能に嵌合し、その後、アウターリング3を貫通して外方に突出する連結ボス部22の先端部分をアウターリング3の外側面に沿うようにカシメ加工して、冷間鍛造による高強度を維持したまま両リング2,3を一体的に結合するようにしたことを特徴とする。 In the invention according to
本願の請求項3記載の発明は、二部材のカシメ工法として、まず、リング状本体20の内径部に軸方向に突出する連結ボス部22が連設され、かつ、連結ボス部22の外周面に嵌合部24が形成された一方部材2と、リング状本体30の内径部に上記嵌合部に嵌合可能な嵌合溝32が形成された他方部材3とをそれぞれ冷間鍛造により高強度に形成し、次いで、一方部材2の連結ボス部22外周に第2部材3を、上記嵌合部24と嵌合溝32との嵌め合いをして回転不能に嵌入し、その後、第2部材3を貫通して外方に突出する連結ボス部22の先端部分をアウターリング3の外側面に沿うようにカシメ加工して、冷間鍛造による高強度を維持したまま両部材2,3を一体的に結合するようにしたことを特徴とする。In the invention according to
本発明のプリテンションリングによれば、プレスなどの冷間鍛造により高強度に形成されたインナーリング2及びアウターリング3を、カシメ加工により一体に結合して高強度を維持したままプリテンションリング1を形成するようにしたから、従来の左右対称形状とした半割りリングを、その突合せ面で溶接により一体結合するもののように溶接熱で軟化して強度が低下するといったことがなく、高強度で高品質のプリテンションリングを得ることができる。その結果、カシメ後浸炭焼入れを特別に行う必要がなくなり、高強度で高精度のプリテンションリングを低コストで提供することができる。
その上、インナーリング2とアウターリング3とは、たとえばセレーション嵌合などにより回転不能に位置決めされた状態でカシメ加工により一体化されるので、ボールの半割り受け穴21,31同士が正確に一致した状態のもとで両リング2,3を確実強固に結合することができる。According to the pretension ring of the present invention, the
In addition, the
また、本発明のプリテンションリングの製造方法によれば、まず、プレスなどの冷間鍛造によりインナーリング2及びアウターリング3を高強度に形成し、次いで、両リング2,3をカシメ加工により一体に結合して高強度を維持したままプリテンションリング1を形成するようにしたから、先に述べたように、溶接熱で軟化して強度が低下するといったことがなく、高強度で高品質のプリテンションリングを製造することができる。その結果、カシメ後浸炭焼入れを特別に行う必要がなくなり、高強度で高精度のプリテンションリングを低コストで提供することができる。
その上、インナーリング2とアウターリング3とは、たとえばセレーション嵌合などにより回転不能に位置決めされた状態でカシメ加工により一体化されるので、ボールの半割り受け穴21,31同士が正確に一致した状態のもとで両リング2,3を確実強固に結合することができる。Further, according to the method of manufacturing a pretension ring of the present invention, first, the
In addition, the
さらに、二部材のカシメ工法として、まず、カシメ部22を一体に連設した一方部材2と、これに結合される他方部材3とをそれぞれプレスなどの冷間鍛造により高強度に形成し、次いで、これら両部材2,3を突き合わせた状態で上記カシメ部22を他方部材3にカシメ加工して、高強度を維持したまま両部材2,3を一体的に結合するように構成すれば、従来の二部材をその突合せ面で溶接により一体結合するもののように溶接熱で軟化して強度が低下するといったことがなく、冷間鍛造時の高強度をそのまま維持した高品質の結合部材を得ることができる。その結果、カシメ後浸炭焼入れを特別に行う必要がなくなり、高強度で高精度の結合部材を低コストで提供することができる。したがって、この二部材のカシメ工法によれば、プリテンションリングに限らず、たとえば、分割タイプの多段式のスプロケットや分割タイプの多段式歯車或いは分割タイプのブロック部材の結合などに幅広く採用することができる。 Furthermore, as a two-member caulking method, first, the one
以下本発明に係るプリテンションリングを図に基づいて説明する。 Hereinafter, the pretension ring according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図5は、本発明に係るプリテンションリングを示し、プリテンションリング1は、半割り状のインナーリング2と半割り状のアウターリング3を備える。これらのインナーリング2及びアウターリング3は、共に所定形状の鍛造素材をプレスなどの冷間鍛造機により鍛造して高強度に形成された(強加工され硬化した)もので、インナーリング2は、図1及び図2に示すようにリング状本体20の外径部にボールの半割り受け穴21…21が円周方向に多数形成されていると共に、内径部に軸方向内方に突出する連結ボス部22が形成され、かつ、連結ボス部22の内周面全長にわたってセレーション溝23が形成され、また連結ボス部22の突出外周面の中間部から先端部にわたってセレーション24が形成されている。また、アウターリング3は、リング状本体30の外径部にボールの半割り受け穴31…31が円周方向に多数形成されていると共に、内径部にセレーション溝32が貫通形成されている。なお、本実施の形態では、上記セレーション溝23、セレーション24、セレーション溝32などは、冷間鍛造後、その鍛造による高強度を低下させることなくプレス機によるプレス加工により形成される。 1 and 5 show a pretension ring according to the present invention, and the
そして、以上のように冷間鍛造により高強度に形成されたインナーリング2の連結ボス部22の外周にアウターリング3を、両リング2,3の半割り受け穴21…21,31…31が相対向する状態でセレーション24へのセレーション溝32の嵌め込みをして回転不能に嵌合し、かつ、アウターリング3の内径部より外方に突出する連結ボス部22の先端部分をアウターリング3の外側面に沿うようにカシメ加工して両リング2,3を一体的に結合し、冷間鍛造による高強度を維持したままプリテンションリング1を形成したのである。 As described above, the
図に示す実施の形態では、インナーリング2におけるリング状本体20の外側面の中央部には、軽量化を図りながら剛性を確保する多角形状の中央凹所25が形成され、また、アウターリング3における外側面の中央部にも、軽量化を図りながら剛性を確保する多角形状の中央凹所33が形成されている。そして、カシメ加工された連結ボス部22の先端カシメ部22aは外方に突出することなく中央凹所33内に収まるようになされている。さらに、連結ボス部22の先端部から中間部まで形成されたセレーション24の長さの設定により上記嵌合時のインナーリング2に対するアウターリング3の位置決め、つまり間隔設定が行なわれている。 In the embodiment shown in the figure, a polygonal
以上のように、冷間鍛造により高強度に形成されたインナーリング2及びアウターリング3を、カシメ加工により一体に結合して高強度を維持したままプリテンションリング1を形成するようにしたから、従来の左右対称形状とした半割りリングを、その突合せ面で溶接により一体結合するもののように溶接熱で軟化して強度が低下するといったことがなく、高強度で高品質のプリテンションリングを得ることができる。その結果、カシメ後浸炭焼入れを特別に行う必要がなくなり、高強度で高精度のプリテンションリングを低コストで提供することができる。 As described above, the
また、インナーリング2とアウターリング3とは、セレーション嵌合により位置決めされた状態でカシメ加工により一体化されるので、ボールの半割り受け穴21,31が正確に一致した状態のもとで両リング2,3を確実強固に結合することができる。 Further, since the
さらに、両リング2,3の外側面の中央部には、半割り受け穴21,31にそれぞれ符合するように多角形状の中央凹所25,33が形成されているので、この多角形状の中央凹所25,33によりボール受け穴21,31部分の剛性を十分確保しながら効果的に軽量化を図ることができる。 Furthermore, since the polygonal center recesses 25 and 33 are formed in the center part of the outer surface of both the
次に、本発明に係るプリテンションリングの製造方法を図に基づいて説明する。 Next, a method for manufacturing a pretension ring according to the present invention will be described with reference to the drawings.
プリテンションリング1における一方のインナーリング2を形成するに際し、まず、図6の(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)に示すように、所定形状の鍛造素材を冷間鍛造機により鍛造して、円盤状本体20Aの外径部にボールの半割り受け穴21…21が円周方向に多数(図では11個)形成されると共に、円盤状本体20Aの内側面中央部から軸方向内方に片持ち状に突出する有底筒状の連結ボス部22が連設され、かつ、連結ボス部22の内周面にセレーション溝23が、外周面にセレーション24がそれぞれ形成され、さらに、外側面の中央部に、半割り受け穴21の形成位置にそれぞれ符合するように外回りを多角形状とした中央凹所25が形成された第1成形体2Aを形成する。 When forming one
次に、図7の(イ)、(ロ)、(ハ)に示すように、プレス機によるプレス加工により第1成形体2Aにおける円盤状本体20Aの中心部を円形状に打ち抜いて下穴26を形成し、下穴26が明いたリング状本体20を有する第1成形体2Aを形成する。 Next, as shown in FIGS. 7A, 7 </ b> B, and 7 </ b> C, the center portion of the disk-shaped
その後、図8の(イ)、(ロ)、(ハ)に示すように、プレス機によるプレス加工により第1成形体2Aにおけるリング状本体20の下穴26部分において、連結ボス部22における内周面のセレーション溝23に一致させてセレーション抜きを行い、連結ボス部22からリング状本体20の内面全体にわたるように延長したセレーション溝23を貫通形成する。 After that, as shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, in the
然る後、図9の(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)に示すように、プレス機によるプレス加工により第1成形体2Aにおけるリング状本体20の外周を外形抜き(トリミング加工)をして、カシメ前の完成状態となるインナーリング2を形成する。 Thereafter, as shown in (a), (b), (c), and (d) of FIG. 9, the outer periphery of the ring-shaped
また、プリテンションリング1における他方のアウターリング2を形成するに際し、まず、図10の(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)に示すように、所定形状の鍛造素材を冷間鍛造機により鍛造して、円盤状本体30Aの外径部にボールの半割り受け穴31…31が円周方向に多数(図では11個)形成されると共に、円盤状本体30Aの内側面中央部から軸方向内方に片持ち状に突出する有底の筒状部30aが連設され、かつ、円盤状本体30Aの外側面中央部に、半割り受け穴31…31の形成位置にそれぞれ符合するように外回りを多角形状(図では11角形状)とした中央凹所33が形成された第2成形体3Aを形成する。 When forming the other
次に、図11の(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)に示すように、プレス機によるプレス加工により第2成形体3Aにおける円盤状本体30Aの中心部を、前述したインナーリング2の連結ボス部22における外周面のセレーション24に一致させてセレーション抜きを行い、リング状本体30の中心部にセレーション溝32を貫通形成する。なお、このセレーション溝32の打ち抜きに伴って有底の筒状部30a部分も同時に打ち抜かれる。 Next, as shown in (a), (b), (c), and (d) of FIG. 11, the center portion of the disc-shaped
その後、図12の(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)に示すように、プレス機によるプレス加工によりリング本体30の外周を外形抜き(トリミング加工)して、カシメ前の完成状態となるアウターリング3を形成する。 Thereafter, as shown in FIGS. 12A, 12B, 12D, and 12D, the outer periphery of the
そして、このように冷間鍛造とプレス加工により形成されたインナーリング2とアウターリング3をカシメ加工により一体に結合する。 And the
その場合、図13の(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)に示すように、インナーリング2の連結ボス部22にアウターリング3を、両リング2,3の半割り受け穴21…21,31…31が相対向する状態でセレーション24とセレーション溝34をして回転不能に嵌合し、その嵌合状態のもとで一次カシメ用のプレス機により、アウターリング3の中央凹所から外方に突出する連結ボス部22の先端部を半径方向外方へ45度程度拡径するように一次カシメ加工する。これにより図13の(ハ)に示すように両リング2,3をカシメ加工により一体的に一次カシメ結合する。 In this case, as shown in FIGS. 13 (a), (b), (c), and (d), the
その後、図14の(イ)、(ロ)に示すように、一次カシメ結合されたプリテンションリングをさらに二次カシメ用のプレス機により、一次カシメ結合された連結ボス部22の先端部をさらに90度程度拡径させてその先端カシメ部22aがアウターリング3の中央凹所33の外側面に大きな接合面で密着するように最終カシメ加工する。これにより冷間鍛造による高強度を維持したまま両リング2,3を一体的にカシメ結合することができる。 After that, as shown in FIGS. 14A and 14B, the pre-tensioning ring that has been primary caulked and joined is further pushed by the press machine for secondary caulking, and the tip end portion of the connecting
その後、後工程としてメッキ処理を施すことにより製品としてのプリテンションリング1を得ることができる。 Then, the
以上のように、冷間鍛造によりインナーリング2及びアウターリング3を高強度に形成し、次いで、両リング2,3をカシメ加工により一体に結合して高強度を維持したままプリテンションリング1を形成するようにしたから、高強度で高品質のプリテンションリング1を、浸炭焼入れを特別に行うことなく低コストで製造することができる。 As described above, the
また、インナーリング2とアウターリング3とは、たとえばセレーション嵌合などにより回転不能に位置決めされた状態でカシメ加工により一体化されるので、ボールの半割り受け穴21,31同士が正確に一致した状態のもとで両リング2,3を確実強固に結合することができる。 Further, since the
また、嵌合部及び嵌合溝としては、上記した実施の形態のようにセレーションとセレーション溝に何ら限定されるものではなく、スプライン同士やその他の嵌め合い構造であってもよい。 Moreover, as a fitting part and a fitting groove, it is not limited to a serration and a serration groove at all like the above-mentioned embodiment, Splines and other fitting structures may be sufficient.
また、本発明の二部材のカシメ工法、つまり、まずカシメ部22を一体に連設した一方部材2と、これに結合される他方部材3をそれぞれ冷間鍛造により高強度に形成し、次にこれら両部材2,3を突き合わせた状態で上記カシメ部22を他方部材3にカシメ加工して高強度を維持したまま両部材2,3を一体的に結合するカシメ工法にあっては、上記したプリテンションリングに限らず、たとえば、分割タイプの多段式のスプロケットや分割タイプの多段式歯車或いは分割タイプのブロック部材の結合などに幅広く採用することができる。 Further, the two-member caulking method of the present invention, that is, firstly the one
1 プリテンションリング
2 インナーリング
3 アウターリング
20 リング状本体
21 半割り受け穴
22 連結ボス部
23 セレーション溝
24 セレーション
25 中央凹所
30 リング状本体
31 半割り受け穴
32 セレーション溝
33 中央凹所DESCRIPTION OF
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