JP7074316B2 - Joining members, joining methods and joining bodies - Google Patents
Joining members, joining methods and joining bodies Download PDFInfo
- Publication number
- JP7074316B2 JP7074316B2 JP2018009436A JP2018009436A JP7074316B2 JP 7074316 B2 JP7074316 B2 JP 7074316B2 JP 2018009436 A JP2018009436 A JP 2018009436A JP 2018009436 A JP2018009436 A JP 2018009436A JP 7074316 B2 JP7074316 B2 JP 7074316B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal member
- joining
- protrusion
- protrusions
- press
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、金属部材の圧入接合に用いる接合部材、接合方法および接合体に関する。 The present invention relates to a joining member, a joining method and a joined body used for press-fitting and joining a metal member.
従来、金属部材同士の接合において、一方の金属部材に設けた孔部に他方の金属部材を押圧して嵌め込む、いわゆる圧入による接合方法がある。また、金属部材同士を強固に嵌着するために、一方の部材(例えば軸部材)の周面に突条(セレーション)を形成し、他方の部材に設けた穴部に圧入する際に、突条の一部を変形し、あるいは突条によって穴の内周面に溝を刻設して嵌合させる技術も知られている(例えば、特許文献1参照)。そして、突条のパターンとしては、軸部材の軸に沿う方向や、軸に対して傾斜する方向に形成したものが知られている(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, in joining metal members to each other, there is a so-called press-fitting method in which the other metal member is pressed and fitted into a hole provided in one metal member. Further, in order to firmly fit the metal members to each other, a protrusion (serration) is formed on the peripheral surface of one member (for example, a shaft member), and when the metal member is press-fitted into a hole provided in the other member, the protrusion is formed. There is also known a technique of deforming a part of a strip or engraving a groove on the inner peripheral surface of a hole by a ridge to fit the strip (see, for example, Patent Document 1). As the pattern of the ridges, those formed in a direction along the axis of the shaft member or in a direction inclined with respect to the shaft are known (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特に、一旦嵌め込んだ後は固定して分解することがない場合のしまり嵌め(しめしろのある嵌め合い)状態の圧入の場合、従来のように押圧方向(例えば、軸部材などの軸方向)に沿う突条や、押圧方向(例えば、軸方向)に対して傾斜した突条を多数設ける構成の場合、抜け荷重の向上(抜去力の向上、抜けにくさの向上)には限界があった。 However, in particular, in the case of press-fitting in a tight-fitting state (fitting with a tight fit) when the fitting is not fixed and disassembled once it is fitted, the pressing direction (for example, a shaft such as a shaft member) is used as in the conventional case. In the case of a configuration in which a large number of ridges along the direction) or ridges inclined with respect to the pressing direction (for example, the axial direction) are provided, there is a limit to the improvement of the pull-out load (improvement of the pull-out force and the difficulty of pulling out). there were.
具体的には、一方の金属部材の硬度が高く他方の金属部材の硬度が低い場合や、所定の形状の筐体に部材を嵌め込む場合などにおいては、しまり嵌めとはいっても、金属部材同士の寸法差を大きく確保できず、結果として抜去力を高められない(高い抜去力への耐性が低い)問題がある。 Specifically, when the hardness of one metal member is high and the hardness of the other metal member is low, or when the member is fitted into a housing having a predetermined shape, the metal members are tightly fitted to each other. There is a problem that a large dimensional difference cannot be secured, and as a result, the extraction force cannot be increased (the resistance to a high extraction force is low).
また、一方の金属部材の硬度が高く、他方の金属部材の硬度が低い場合には、硬度が低い方の金属部材が破壊する恐れがあるため、圧入できる荷重にも限界がある。このため、例えば、ステンレスとアルミニウムなどの接合では、一般的には、ステンレスに焼入れをし、両者を圧入した上でレーザ溶接を行うことにより、或る程度の接合強度を維持しており、接合の工程が複雑となる上、接合強度の向上、および抜去力の向上には限界があった。 Further, when the hardness of one metal member is high and the hardness of the other metal member is low, the metal member having the lower hardness may be destroyed, so that the load that can be press-fitted is also limited. For this reason, for example, in the case of joining stainless steel and aluminum, a certain degree of joining strength is maintained by quenching the stainless steel, press-fitting both, and then performing laser welding. In addition to the complicated process, there is a limit to the improvement of the joining strength and the pulling force.
本発明は、斯かる実情に鑑み、しまり嵌め(しめしろのある嵌め合い)状態の圧入により接合される接合部材において、十分な抜け止め構造により抜去力を高めた(例えば、軸方向の抜け荷重や回転トルク強度を高めて抜けにくくした)接合部材、接合方法および接合体を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention has increased the pull-out force by a sufficient retaining structure in the joining member to be joined by press-fitting in a tight-fitting state (for example, a pull-out load in the axial direction). It is intended to provide a joining member, a joining method and a joined body (which is made difficult to come off by increasing the rotational torque strength).
本発明は、第一の金属部材と第二の金属部材とを有し、圧入による接合に用いられる接合部材であって、前記第二の金属部材は、前記第一の金属部材よりも変形し易い部材であり、前記第一の金属部材は、前記第二の金属部材との接触面に該第二の金属部材方向に突出する突起が複数設けられ、前記突起は、前記第一の金属部材が前記第二の金属部材と嵌合された場合に圧入の押圧方向および該押圧方向に対して傾斜する方向に進行することを規制する規制部位を含み、隣り合う前記突起は、それぞれの前記規制部位が前記押圧方向において重ならないように離間して配置され、それぞれの前記突起は、前記押圧方向とのなす角が30度より大きい傾斜部を含む、ことを特徴とする接合部材である。 The present invention has a first metal member and a second metal member, and is a joining member used for joining by press fitting, and the second metal member is more deformed than the first metal member. The first metal member is an easy member, and the first metal member is provided with a plurality of protrusions protruding in the direction of the second metal member on the contact surface with the second metal member, and the protrusions are the first metal member. Includes a restricted portion that regulates the advance of the press fit in the pressing direction and in the direction inclined with respect to the pressing direction when fitted with the second metal member, and the adjacent protrusions are the respective such restrictions. The joining member is characterized in that the portions are arranged apart from each other so as not to overlap in the pressing direction, and each of the protrusions includes an inclined portion having an angle formed by the pressing direction of more than 30 degrees .
また、本発明は、上記の接合部材を用いた接合方法であって、前記第一の金属部材と前記第二の金属部材を重ねて押圧し、前記突起によって前記第二の金属部材の一部を変形させて両者を嵌合する、ことを特徴とする接合方法である。 Further, the present invention is a joining method using the above-mentioned joining member, in which the first metal member and the second metal member are overlapped and pressed, and a part of the second metal member is formed by the protrusion. It is a joining method characterized by deforming and fitting the two together.
また、本発明は、上記の接合部材によって接合された接合体である。 Further, the present invention is a joined body joined by the above-mentioned joining member.
また、本発明は、上記の接合方法によって接合された接合体である。 Further, the present invention is a joined body joined by the above-mentioned joining method.
本発明によれば、しまり嵌め(しめしろのある嵌め合い)状態の圧入により接合される接合部材において、十分な抜け止め構造により抜去力に対する耐性を高めた(例えば、軸方向の抜け荷重や回転トルク強度を高めて抜けにくくした)接合部材、接合方法および接合体を提供することができる。 According to the present invention, in a joint member joined by press fitting in a tightly fitted state (fitting with a tight fit), the resistance to pulling force is enhanced by a sufficient retaining structure (for example, axial pulling load and rotation). It is possible to provide a joining member, a joining method, and a joined body (which have increased torque strength to prevent them from coming off).
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および図2は、本実施形態の接合部材10を示す図であり、図1(a)、図2(a)が第一金属部材11の上面図であり、図1(b)、図2(b)が第一金属部材11の側面図であり、図1(c)が第二金属部材21の上面図であり、図1(d)が第二金属部材21の側面図である。なお、以下の各図においては、説明の便宜上、主要な構成要素を誇張して示す。
1 and 2 are views showing the joining
接合部材10は、しまり嵌め(しめしろのある嵌め合い)状態の圧入によって接合される第一の金属部材11と第二の金属部材21により構成される。
The joining
第一の金属部材11と第二の金属部材21は、異なる種類の金属部材であり、第二の金属部材21は、第一の金属部材11よりも変形し易い部材である。ここで「変形し易い」とは、例えば、少なくとも弾性変形による変形がし易いこと、または(弾性変形に加えて)塑性変形や、溝の刻設(切削)などの変形がし易いことをいう。一例として、第二の金属部材21の硬度は第一の金属部材11の硬度よりも低いものであり、具体的には、第一の金属部材11はステンレスであり、第二の金属部材21はアルミニウムである。また、ここでは一例として、第一の金属部材11を第二の金属部材21の孔部24に圧入する場合について、説明する。
The
図1(a)、同図(b)に示すように、第一の金属部材11は例えば、押圧面12A,12Bと、側面13を有し、孔部14を有する略円筒形状(リング形状)であり、押圧面12A、12Bが直接的に押圧力を受ける面であり、側面(周面)13が第二の金属部材21との接触面となる。そしてその周面(この例では、外周面)13には、圧入した場合の第二の金属部材21方向に突出する線状の突起15が複数(この例では3本)設けられている。ここで、また、以下の方向の説明に際しては、便宜上、押圧面12A、12Bに垂直な方向(第一の金属部材11の板厚方向)を(円柱の)軸方向Vといい、押圧面12A、12Bに水平な方向を径方向Hといい、周面(外周面)13に沿う方向を周方向Rという。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
突起15は、同図(a)に示す上面視において、円柱の軸中心から径方向H外側に向かって鋭角に突出する先端部15Tを有し、外周面13の平面視(同図(b)に示す側面視)において、先端部15Tが軸方向Vとは異なる方向に向かって延在する線状に形成される。
The
より具体的には、突起15は、押圧面(上面)12Aから押圧面(下面)12Bに達するように延在するが、押圧面12Aにおける先端部15Tの位置(例えば、始点の位置)P1と、押圧面12Bにおける先端部15Tの位置(例えば、終点の位置)P2とが周方向Rにおいてずれるように、軸方向Vに対して傾斜し、且つ外周面13の平面視において一の方向に湾曲する(同図(b)では径方向Hの右側に向かって凸となるように湾曲する)曲線状(弧状)に形成される。
More specifically, the
また、図1(a)に示すように、突起15は(略)等間隔に離間した例えば3箇所に設けられる。なお、同図(b)は隣り合う突起15を説明する便宜上の概略図であり、同図(a)に示す突起15の位置とは対応していない。更に、隣り合う突起15同士は、軸方向V(または周方向R)において一切重ならないように離間して配置される。詳細には、突起15は、始点P1の位置と終点の位置P2とが周方向Rにおいてずれる弧状に形成され、一の突起15は、周方向Rにおける所定範囲の配置領域DRに亘って存在している。そして、一の突起15の配置領域DRには、他のいずれの突起15も存在しないように、突起15同士は離間して配置される。
Further, as shown in FIG. 1 (a), the
第二の金属部材21は同図(c)、同図(d)に示すように、例えば、押圧面22A,22Bと側面23を有し、さらに中央に孔部24を有する(略)円筒形状(リング形状)であり、押圧面22A、22Bが直接的に押圧力を受ける面であり、側面23の内側の周面(孔部24の周面、内周面)25が第一の金属部材11との接触面となる。
As shown in FIGS. (C) and (d), the
図2を参照して、第一の金属部材11の突起15の突出量(外周面13から先端部15Tまでの距離)Dは、例えば、押圧面15A(15B)のサイズ(外径d1)の0.1%~0.5%程度である。
With reference to FIG. 2, the protrusion amount (distance from the outer
なお、上述のとおり、図面においては説明の便宜上、突起15を誇張して示しているが、実際には、第一の金属部材11のサイズ(直径)に対する突起15の比率は図示のものとは異なっていり、突起15は第一の金属部材11のサイズ(径)に対して非常に微細なものである。
As described above, in the drawings, the
一例として、押圧面15Aの外径d1が例えば25mm程度の場合、突出量Dは約50μm程度である。また、突起15は、0より大きいが比較的小さい曲率を有する弧状であり、軸方向Vに対する傾斜角度は、軸方向V(板厚方向)の中心位置における弧の接線の角度αとして、例えば50度程度である。
As an example, when the outer diameter d1 of the
また、第一の金属部材11と第二の金属部材21のしめしろは、直径の寸法(第一の金属部材11の外径d1-第二の金属部材21の内径(孔部24の直径)d3)として、例えば、15μm~30μm程度である。
Further, the margin between the
図3は、本実施形態の接合部材10による接合方法の一例を示す図であり、同図(a)、同図(b)が側面図であり、同図(c)は同図(b)の上面図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a joining method using the joining
本実施形態の接合方法は、まず、第二の金属部材21を圧入機またはプレス機のダイ41の上に載置し、その上に第一の金属部材11を載置(積層)し、第一の金属部材11の押圧面(例えば、押圧面12A)をパンチ42によって押圧する(図3(a))。
In the joining method of the present embodiment, first, the
このとき、第一の金属部材11は、弧状に設けられた突起15に沿って螺旋条に回転しながら第二の金属部材21の孔部24に押し込まれる。ここで、第二の金属部材21は、第一の金属部材11よりも変形し易いため、第二の金属部材21は、少なくとも弾性変形し、あるいは、弾性変形に加えて塑性変形するとともに突起15によって第二の金属部材21の内周面25の一部が削り取られるように(溝が刻設されるように)変形して、突起15と、第二の金属部材21の内周面25とが強固に嵌合(嵌着)する。このようにして、第一の金属部材11と第二の金属部材21とは、しまり嵌め(しめしろのある嵌め合い)状態の圧入によって接合され、第一の金属部材11はその外周面13において、第二の金属部材21の孔部24の内周面25と接触した接合体30が形成される(同図(b)、同図(c))。
At this time, the
なお、上述の突起15の数、突出量Dを含む上記の各部材のサイズは一例であり、これらは第一の金属部材11および第二の金属部材12の材質や、板厚、直径、さらに要求される接合強度や抜去力などに応じて、適宜選択される。
The size of each member including the number of
また、突起15の数は、複数であればよいが、第一の金属部材11を第二の金属部材21の上に載置して押圧する際の安定性を考慮すると、3個以上が望ましい。
The number of
このように、本実施形態では、変形し難い第一の金属部材11の周面(外周面)13に、周方向R(及び軸方向V)において互いに重ならないように離間した弧状の突起15を形成し、変形し易い第二の金属部材21の孔部24に第一の金属部材11をしまり嵌めによって圧入し、接合体30を形成する。これにより当該接合体30は、接合強度はもとより、抜け荷重(抜去力)を大幅に高めることができる。
As described above, in the present embodiment, arc-shaped
以下、図4~図6を参照してこれについて説明する。本実施形態によれば、まず、突起15の数と配置によって、抜去力を高めることができると考えられる。
Hereinafter, this will be described with reference to FIGS. 4 to 6. According to the present embodiment, first, it is considered that the pulling force can be increased by the number and arrangement of the
図4は、本実施形態の第一の金属部材11と比較例を示す側面図である。図4(a)、同図(b)は第一の金属部材11の比較例となる第一の金属部材50、52の一例であり、同図(a)が軸方向Vに沿って直線状の突起(突条)51を複数形成した第一の金属部材50の側面図である。また、同図(b)が軸方向Vに対して傾斜する直線状の突起(突条)53を複数形成し、且つ隣り合う突起53同士が周方向R(軸方向V)において一部重なるように配置した第一の金属部材52の側面図である。例えばこの例では、一の突起53(53A)の全体が配置領域DRに亘って位置しているが、当該配置領域DRには、左右に隣り合う他の突起53(53B,53C)の一部が周方向R(軸方向V)において一の突起53Aに重なるように配置されている。
FIG. 4 is a side view showing a comparative example with the
また、同図(c)が本実施形態の突起15を形成した第一の金属部材11の側面図である。なお、図4に示す第一の金属部材50、52、11は、いずれも、突起以外は同一の構成であり、第一の金属部材50、52、11を圧入する第二の金属部材21の構成は、いずれも図1(c)、同図(d)と同様とする。
Further, FIG. 3C is a side view of the
図5は、本実施形態の接合体30と比較例を示す概念図である。同図(a)が図4(b)に示す第一の金属部材52を第二の金属部材54に圧入して形成した接合体60の上面概念図であり、同図(b)は本実施形態の接合体30の上面概念図である。なお、図4(a)に示す第一の金属部材50の場合も図5(a)と同様である。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a comparative example with the bonded
また、図6は、図5(b)の突起15付近を拡大した概念図である。既述のとおり、本実施形態の各図では突起15を誇張して示しており、実際の形状は、図6に近いものとなっている(繰り返すが、実際の突起15と第一の金属部材11の外径の曲率の比率は図6に示すものとも異なっている)。図6は、図5の突起15付近を拡大した上面概要図であるが、軸方向V(板厚方向)に沿う突起15の形成位置を、順次ずらして記載している。
Further, FIG. 6 is an enlarged conceptual diagram in the vicinity of the
本実施形態の圧入による接合は、第二の金属部材21、54が第一の金属部材11、53に比して変形し易く、より具体的には、例えば硬度が低いものである。つまり、圧入によって第二の金属部材21、54が少なくとも弾性変形して第一の金属部材11、53に密着し、これに加えて一部が塑性変形する場合もあることによって、両者が嵌めあわされると考えられる。
In the press-fitting bonding of the present embodiment, the
この場合、特に弾性変形について着目すると、比較例では、図5(a)に示すように、第一の金属部材52(50)が圧入されると、突起53(51)の先端は第二の金属部材54と点(線)接触して片矢印で示すように径方向Hの外側に第二の金属部材54を押圧する。また、突起53間の領域は両矢印で示すように周方向Rに第二の金属部材54を広げるように押圧する。このように、突起53の数が多いと、その先端での点(線)接触が多く、逆に突起53間の面接触は小さくなる。
In this case, paying particular attention to elastic deformation, in the comparative example, as shown in FIG. 5A, when the first metal member 52 (50) is press-fitted, the tip of the protrusion 53 (51) becomes the second tip. The
そして、多数の突起53によって片矢印で示すように全体的に径方向Hの外側に押圧されるため、個々の突起53付近での弾性変形量(分散された弾性変形量)は破線で示すように小さくなり、それぞれ柔軟な変形が困難となる。また、突起53間の領域においても実際に面接触している領域はさらに少なくなって密着性が低下すると考えられる。
Then, since a large number of
また、特に図4(b)に示すように、ある突起53Aの配置領域DRにおいて、隣り合う突起53B,53C同士が周方向R(軸方向V)に沿って重なり合うように配置されている場合には、本来、突起53間で面接触する領域の一部も突起53の先端での点(線)接触となり、面接触の領域が更に減少していることになる。
Further, as shown in FIG. 4 (b), in the arrangement region DR of a
これに対し本実施形態では、図5(b)および図6に示すように、突起15の先端15Tでの点(線)接触が同図(a)に比べて格段に少なく、逆に突起15間の面接触は格段に大きくなる。また、突起15の数が少なく、全体的な径方向H外側への押圧量が少なくなるため、個々の突起15付近での弾性変形量(分散された弾性変形量)を十分に確保できる。つまり、破線で示すようにそれぞれに緩やかで柔軟な変形(例えば、突起15の近傍では、突起15に向かって伸縮し、突起15間では、第一の金属部材11と第二の金属部材21の接触面同士が密着するような変形)が可能になるといえる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIGS. 5 (b) and 6, the point (line) contact at the
また、特に図1(b)に示すように、ある突起15の配置領域DRにおいて、隣り合う突起15同士が周方向R(軸方向V)に沿って重なり合わないため、突起15間での面接触の領域も十分に確保できる。
Further, as shown in FIG. 1B in particular, in the arrangement region DR of a
つまり、本実施形態の場合、図5(a)に示す構成と比較して、第二の金属部材21は、全体的な変形量を抑えつつも、個々の突起15付近で緩やかに弾性変形し、且つ面接触の領域を十分に確保できる構成となっている。このため、第一の金属部材11と第二の金属部材21の密着性を高め、高い抜去力に耐えられると考えられる。
That is, in the case of the present embodiment, as compared with the configuration shown in FIG. 5A, the
また、図4を参照して、弾性変形による密着の状態として考えた場合、図4(a)に示す、第一の金属部材50の場合には、圧入によって第二の金属部材54が弾性変形し、ハッチングで示すように突部51に沿って第一の金属部材50と密着してはいるものの、突起51の延在方向が軸方向Vと一致しており、第一の金属部材50の軸方向Vへの進行(矢印で示す)は何ら規制されていない。従って、例えば第二の金属部材54が破壊しない前提で、軸方向V(圧入時の押し込み方向またはその逆方向)に接合強度を超える力を加えると、第一の金属部材50は第二の金属部材54から抜去されてしまう。
Further, when considering the state of close contact due to elastic deformation with reference to FIG. 4, in the case of the
また、同図(b)に示す、第一の金属部材52の場合も同様であり、圧入によって第二の金属部材54が弾性変形し、ハッチングで示すように突部51に沿って第一の金属部材52と密着してはいるものの、第一の金属部材52の突起53の延在方向への進行(矢印で示す)は何ら規制されていない。従って、例えば第二の金属部材54が破壊しない前提で、突起53の延在方向(圧入時の押し込み方向またはその逆方向)に接合強度を超える力を加えると、第一の金属部材52は第二の金属部材54から抜去されてしまう。
The same applies to the case of the
これに対し、同図(c)および図6に示すように、本実施形態の突起15は、第一の金属部材11の外周面13の平面視(側面視)において弧状に形成されている。そして、圧入により第二の金属部材21が弾性変形し、ハッチングで示すように突部15に沿って第一の金属部材11と密着している。
On the other hand, as shown in FIGS. (C) and 6, the
この場合、第一の金属部材11を第二の金属部材21から抜去すべく、矢印で示すように軸方向Vまたは軸方向Vに対して傾斜した方向(圧入時の押し込み方向またはその逆方向)に移動させた場合であっても、弧状の突起15のいずれかの部位PXが第二の金属部材21に当接することによってその進行が規制されることになる。
In this case, in order to remove the
つまり、本実施形態の第一の金属部材11に形成される突起15は、第二の金属部材21に嵌合された第一の金属部材11が、押圧方向(軸方向V)および押圧方向に対して傾斜する方向に直線的に進行することを規制する規制部位PXを含んでいる。
That is, the
このため、このため、第二の金属部材21から第一の金属部材11を抜去しようとした場合であっても、規制部位PXによって、第一の金属部材11の進行が規制されるため、第二の金属部材21から第一の金属部材11を抜去する力を、従来に比べて大幅に向上させることができる。
Therefore, even when the
なお、同図(c)では規制部位PXを数点のみ示しているが、突起15を弧状に形成した場合には、その全体が押圧方向(軸方向V)および押圧方向に対して傾斜する方向(傾斜する方向の少なくともいずれか)に直線的に進行することを規制する規制部位PXとなる。
Although only a few points of the restricted portion PX are shown in the figure (c), when the
具体的には、例えば、突起15,51,53の形状以外の条件は同一と仮定して、同図(a)、同図(b)に示す突起51、53を形成した場合の抜去力(抜け荷重)が例えば、20kg~30kgの場合、本実施形態の突起15のパターンにすることにより200kg~300kgまで向上させることができる。
Specifically, for example, assuming that the conditions other than the shapes of the
なお、ここでは主に第二の金属部材21(54)の弾性変形について説明したが、第二の金属部材21は弾性変形に加えて、一部の塑性変形および/または突起15に沿う溝の刻設などによって、第一の金属部材11と嵌合(嵌着)する場合もある。
Although the elastic deformation of the second metal member 21 (54) has been mainly described here, the
図7は、突起15の他の例を示す側面図である。
FIG. 7 is a side view showing another example of the
突起15は、第二の金属部材21に嵌合された第一の金属部材11が、押圧方向(軸方向V)および押圧方向に対して傾斜する方向に直線的に進行することを規制する規制部位PXを含んでいれば、上記の例に限らない。
The
例えば、同図(a)に示すように、上下の押圧面12A,12Bからそれぞれ板厚の中心に向かい、軸方向Vに対して傾斜した突起15であってもよい。この場合、一方の押圧面12Aから板厚の中心に向かう突起15Aと、他方の押圧面12Bから板厚の中心に向かう突起15Bとは、互いの延在方向には存在しないように軸方向Vに平行移動させた位置に形成する。これにより、突起15A,15Bはいずれも板厚の中心側の端部が規制部位PXとなる。
For example, as shown in FIG. 6A, the
この場合、周方向には重なるが、突起15A,15Bの長さが短いため、面接触の領域は十分確保することができる。
In this case, although they overlap in the circumferential direction, the lengths of the
また、同図(b)に示すように、突起15が弧状ではあるが、延在する一方の端部(例えば、終点P2)が押圧面(例えば、押圧面12B)には達しないように形成してもよい。弧状の場合、規制部位PXは全体に存在するが、この形状であれば、圧入によって第二の金属部材21が削り取られた場合、その削りかすが外部に排出されることも防止できる。
Further, as shown in FIG. 3B, although the
図8は、第一の金属部材11と第二の金属部材21とを入れ替えた例である。同図(a)が第二の金属部材21の上面図であり、同図(b)が第一の金属部材11の上面図であり、同図(c)が両者を圧入して形成した接合体30の上面図であり、同図(d)が接合体30の側面図である。
FIG. 8 is an example in which the
図8に示すように、変形し難い第一の金属部材11に孔部17が形成され、その孔部17に変形し易い第二の金属部材21を圧入するようにしてもよい。
As shown in FIG. 8, a
この場合、第一の金属部材11の、第二の金属部材21の接触面となる孔部17の周面(内周面)18に、第二の金属部材21の方向(内側)に突出する突起15を形成する。突起15の側面視のパターンは、図1や図5と同様である。
In this case, the
この場合であっても、突起15は押圧方向(軸方向V)および押圧方向に対して傾斜する方向に直線的に進行することを規制する規制部位PXを有し、また、突起15の数が少なく、面接触が大きく確保できるため、第二の金属部材21との密着性を高めることができ、高い抜去力に耐えることができる。
Even in this case, the
図9は、第一の金属部材11の他の実施形態を示す側面図である。第一の金属部材11は、第二の金属部材21との接触面に第二の金属部材21方向に突出する突起15が設けられ、その突起15によって第二の金属部材21の一部を少なくとも弾性変形させるものであれば上記の例に限らない。
FIG. 9 is a side view showing another embodiment of the
例えば、図9(a)に示すように、第一の金属部材11の外周面に単一の突起15が設けられる構成であってもよい。突起15は第一の金属部材11の外周面に沿って周方向Rに連続する環状に設けられる。より具体的には、突起15は、先端部15Tに向かう突出の一方(同図では軸方向V上側の)の基点S1から軸方向Vにおいてほぼ同じ位置となるように径方向Hに突出し(先端部15Tが一方の突出の基点S1から径方向Hに(略)水平に突出し)、その他方の基点S2が、第一の金属部材11の軸方向Vの端部(図では下方端部)に位置するように形成し、先端部15Tから起点S2(圧入方向の先端)までが緩やかなテーパー形状を呈したくさび形状であってもよい。この場合、例えば基点S1と基点S2の径方向の位置は破線で示すように(略)同位置である。
For example, as shown in FIG. 9A, a
また、同図(a)のようなくさび形状の突起15を有する第一の金属部材11の場合、同図(b)~同図(d)に示すように、第一の金属部材11(同図(b)、同図(d))の板厚(軸方向Vの厚み)を第二の金属部材21(同図(c)、同図(d))の板厚より小さくし、第二の金属部材21の孔部24の内周面25に第一の金属部材11を支持する支持部27を設けると、より軸方向の抜けを防止でき好適である。支持部27は、第一の金属部材11の底部を支持可能なように(同図(d))、第二の金属部材21の内周面25から径方向Hの内側(軸中心側)に突出する。
Further, in the case of the
同図(a)~同図(d)に示すようなくさび形状の突起15の場合、圧入方向の先端(図では下方)ほど直径が小さくなり、圧入方向の先端から突起15(先端部15T)までが緩やかなテーパーであるため、圧入が容易となり、圧入力が低減できる。また、突起15がくさび形状であるため、圧入方向の抜け荷重(抜去力)を高めることができる。
In the case of the wedge-shaped
同図(e)は、同図(a)に示す突起15において突出の他方の基点S2が第一の金属部材11の軸方向の途中に位置するように形成したくさび形状である。こ
FIG. 3E is a wedge shape formed so that the other base point S2 of the protrusion is located in the middle of the axial direction of the
この場合の突起15であっても、圧入方向の先端(図では下方)ほど直径が小さくなり、圧入方向の先端から突起15(先端部15T)までがテーパーであるため、圧入が容易となり(圧入力が低減でき)る。そしていずれも突起15がくさび形状であるため、圧入方向の抜け荷重(抜去力)を高めることができる。
Even with the
さらに、同図(f)に示すように、同図(a)に示すくさび形状の突起15は環状(周方向Rに連続する形状)に限らず、周方向Rにおいて分離されて複数設けられても良い。
Further, as shown in FIG. 5 (f), the wedge-shaped
同図(f)に示すようなくさび形状の突起15の場合、圧入方向の先端(図では下方)ほど直径が小さくなり、圧入方向の先端から突起15(先端部15T)までが緩やかなテーパーであるため、圧入が容易となり、圧入力が低減できる。また、突起15がくさび形状であるため、圧入方向の抜け荷重(抜去力)を高めることができる。
As shown in the figure (f), in the case of the wedge-shaped
これに加えて、それぞれの突起15の周方向Rの端部は、第一の金属部材11が軸を中心として周方向Rに回転することを規制する規制部位PXとなり、第一の金属部材11が回転して抜けることを防止できる。
In addition to this, the end of each
また、同図(g)に示すように突起15は、その先端部15Tが突出の基点S1,S2のいずれとも軸方向Vにおいて異なる位置となるように、径方向Hに突出する構成であってもよい。この場合突起15は同図(g)に示すように周方向Rに連続した形状であってもよいし、図示は省略するが、周方向Rに分離されて複数設けられても良い。
Further, as shown in the figure (g), the
またこの場合、突起15の先端部15Tから基点S1、S2までは軸方向Vにおいて略等距離であるが、何れか一方の距離が長くてもよい。
Further, in this case, the distances from the
またこの場合、先端部15Tは、軸方向Vにおいて位置が変位しない(同図(g))構成であってもよいし、軸方向Vにおいて位置が変位する(側面視において先端部15Tが傾斜する)構成であってもよい。
Further, in this case, the
また、同図(h)に示すように、同図(a)に示す突起15(あるいはと同図(g)に示す)突起15が第一の金属部材11の軸方向において複数組み合わせられた形状であってもよい。
Further, as shown in FIG. 3H, a plurality of protrusions 15 (or
以上、図9に示す実施形態では、第一の金属部材11を第二の金属部材21に圧入すると、二の金属部材21は、少なくとも弾性変形し、あるいは、弾性変形に加えて塑性変形するとともに突起15によって第二の金属部材21の内周面25の一部が削り取られるように(溝が刻設されるように)変形して、突起15と、第二の金属部材21の内周面25とが強固に嵌合(嵌着)し、第一の金属部材11はその外周面13において、第二の金属部材21の孔部24の内周面25と接触した接合体30が形成される(同図(d)参照)。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 9, when the
上記実施形態の構成によれば、第一の金属部材11および第二の金属部材12の板厚を従来と同等とし、さらに圧入力(圧入負荷)を従来と同程度とした場合であっても、抜け荷重(抜去力)を従来と比較して大幅に増加させることができる。
According to the configuration of the above embodiment, even when the plate thickness of the
つまり、従来と同程度の抜け荷重(抜去力)を維持すれば良い場合、第一の金属部材11および第二の金属部材12の板厚を従来より大幅に低減でき、部品の小型化(軽量化)に寄与できる。
That is, if it is sufficient to maintain the same pull-out load (pull-out force) as in the conventional case, the plate thickness of the
また、部品が小型・軽量化することにより、コストダウンが図れ、またレイアウトの自由度が向上する。 In addition, by reducing the size and weight of the parts, the cost can be reduced and the degree of freedom in layout is improved.
さらに従来では抜去力向上のために接着材を用いる場合があったが、接着材を用いること無く、抜去力を向上させることができる。 Further, in the past, an adhesive may be used to improve the pulling force, but the pulling force can be improved without using the adhesive.
また、圧入機械の小型化(省力化)を実現することができる。 In addition, the press-fitting machine can be downsized (labor saving).
本実施形態の接合部材及び接合方法は例えば、第一の金属部材11をリング形状に形成し、第二の金属部材21で構成された部品(例えば、エンジンヘッド、ダイキャスト品、軸受け部品その他の圧入部品)の部分的に強度が要求される箇所に補強としてリング形状の第一の金属部材11を圧入するなどの適用が可能である。
In the joining member and joining method of the present embodiment, for example, a component (for example, an engine head, a die-cast product, a bearing component, or the like) in which the
図9(a)に示した接合部材10によって、接合体30を形成し、突起15を設けない比較例の接合体と圧入力および抜去力を比較した。
The
本実施例の接合体30は、第一の金属部材11の材質が炭素工具鋼であり、板厚は5.7mmである。また、第二の金属部材21の材質はアルミニウムである。
In the
比較例の接合体は、突起15が設けられておらず、内側の金属部材(本実施例の第一の金属部材に対応する部材)の材質が鉄系焼結金属であり、外側の金属部材(本実施例の第二の金属部材21に対応する部材)の材質は、本実施例と同様のアルミニウムである。また、それ以外の構成(板厚、外径、内径、しめしろなどの形状)は両者において同等である。
In the bonded body of the comparative example, the
本実施例の接合体30および比較例の接合体60について、圧入負荷(圧入力)と、抜け荷重(抜去力、抜去強度)を測定した。比較例の接合体は、圧入負荷が190kgfであり、抜去強度が190kgfであった。一方、本実施形態の接合体30は、圧入負荷が200kgfであり、抜去強度が520kgfであった。
The press-fitting load (pressure input) and the pull-out load (pull-out force, pull-out strength) were measured for the joined
この結果から、本発明によれば、第一の金属部材11および第二の金属部材12の板厚を従来と同等とし、さらに圧入力(圧入負荷)を従来と同程度とした場合であっても、抜け荷重(抜去力)を従来と比較して大幅に増加させることができることが明らかとなった。
From this result, according to the present invention, the plate thickness of the
つまり、従来と同程度の抜け荷重(抜去力)を維持すれば良い場合、第一の金属部材11および第二の金属部材12の板厚を従来より大幅に低減でき、部品の小型化(軽量化)に寄与できるといえる。
That is, if it is sufficient to maintain the same pull-out load (pull-out force) as in the conventional case, the plate thickness of the
本発明は、複数の部材の接合に用いることができる。 The present invention can be used for joining a plurality of members.
10 接合部材
11 第一の金属部材
15 突起
21 第二の金属部材
30 接合体
10 Joining
Claims (10)
前記第二の金属部材は、前記第一の金属部材よりも変形し易い部材であり、
前記第一の金属部材は、前記第二の金属部材との接触面に該第二の金属部材方向に突出する突起が複数設けられ、
前記突起は、前記第一の金属部材が前記第二の金属部材と嵌合された場合に圧入の押圧方向および該押圧方向に対して傾斜する方向に進行することを規制する規制部位を含み、
隣り合う前記突起は、それぞれの前記規制部位が前記押圧方向において重ならないように離間して配置され、
それぞれの前記突起は、前記押圧方向とのなす角が30度より大きい傾斜部を含む、
ことを特徴とする接合部材。 A joining member having a first metal member and a second metal member and used for joining by press fitting .
The second metal member is a member that is more easily deformed than the first metal member.
The first metal member is provided with a plurality of protrusions protruding in the direction of the second metal member on the contact surface with the second metal member.
The protrusion comprises a restricting portion that regulates the first metal member from advancing in the press-fitting pressing direction and in a direction inclined with respect to the pressing direction when the first metal member is fitted with the second metal member.
The adjacent protrusions are arranged apart from each other so that the respective regulation portions do not overlap in the pressing direction.
Each of the protrusions includes an inclined portion having an angle of greater than 30 degrees with the pressing direction.
A joining member characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の接合部材。 The inclined portion is a curved portion, and the angle formed by at least one tangent of the curved portion and the pressing surface of the first metal member is about 50 degrees.
The joining member according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の接合部材。 The curved portion is curved in one direction in the plan view of the contact surface.
The joining member according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の接合部材。 The number of the protrusions is three.
The joining member according to any one of claims 1 to 3, wherein the joining member is characterized in that.
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の接合部材。 The first metal member is a substantially columnar member.
The joining member according to any one of claims 1 to 4, wherein the joining member is characterized in that.
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の接合部材。 A part of the second metal member is fitted by the protrusion while being deformed including at least elastic deformation.
The joining member according to any one of claims 1 to 5.
前記第一の金属部材と前記第二の金属部材を重ねて押圧し、前記突起によって前記第二の金属部材の一部を変形させて両者を嵌合する、
ことを特徴とする接合方法。 A joining method using the joining member according to any one of claims 1 to 6.
The first metal member and the second metal member are overlapped and pressed, and a part of the second metal member is deformed by the protrusion to fit the two.
A joining method characterized by that.
ことを特徴とする請求項7に記載の接合方法。 The first metal member or the second metal member is pressed while rotating along the forming direction of the protrusion.
The joining method according to claim 7.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018009436A JP7074316B2 (en) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | Joining members, joining methods and joining bodies |
JP2022075845A JP2022115952A (en) | 2018-01-24 | 2022-05-02 | Joint member, joining method, and joined body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018009436A JP7074316B2 (en) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | Joining members, joining methods and joining bodies |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022075845A Division JP2022115952A (en) | 2018-01-24 | 2022-05-02 | Joint member, joining method, and joined body |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019126872A JP2019126872A (en) | 2019-08-01 |
JP7074316B2 true JP7074316B2 (en) | 2022-05-24 |
Family
ID=67472601
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018009436A Active JP7074316B2 (en) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | Joining members, joining methods and joining bodies |
JP2022075845A Pending JP2022115952A (en) | 2018-01-24 | 2022-05-02 | Joint member, joining method, and joined body |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022075845A Pending JP2022115952A (en) | 2018-01-24 | 2022-05-02 | Joint member, joining method, and joined body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP7074316B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008015735A1 (en) | 2006-07-31 | 2008-02-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Assembly member and method of producing assembly member |
JP2009153509A (en) | 2007-12-28 | 2009-07-16 | Daiwa Seiko Inc | Fishing rod |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1142513A (en) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | Press-in join method of aluminum-made outer and iron-made inner |
KR100965635B1 (en) * | 2008-08-20 | 2010-06-23 | 최종휘 | Stud bolt for fastening |
-
2018
- 2018-01-24 JP JP2018009436A patent/JP7074316B2/en active Active
-
2022
- 2022-05-02 JP JP2022075845A patent/JP2022115952A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008015735A1 (en) | 2006-07-31 | 2008-02-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Assembly member and method of producing assembly member |
JP2009153509A (en) | 2007-12-28 | 2009-07-16 | Daiwa Seiko Inc | Fishing rod |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019126872A (en) | 2019-08-01 |
JP2022115952A (en) | 2022-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4843356B2 (en) | Joining method between members | |
JP4920040B2 (en) | Assembly member and assembly method of assembly member | |
JPH0118298B2 (en) | ||
JPH07233808A (en) | Blind rivet and its preparation | |
JP2007271045A (en) | Wheel rolling bearing device manufacturing method | |
JP2008281095A (en) | Manufacturing method of synchronizer ring | |
JP2005337352A (en) | Two-split outer ring, two-split rolling bearing using the same, and manufacturing method thereof | |
JP4064433B2 (en) | Wheel bearing device | |
JP4988246B2 (en) | Method for joining pipe and plate | |
JP7074316B2 (en) | Joining members, joining methods and joining bodies | |
KR100580685B1 (en) | One-way clutch | |
EP2351939B1 (en) | Cage-equipped rollers | |
JP5966554B2 (en) | Waveform holder and manufacturing method thereof | |
JP2005172059A (en) | Roller bearing | |
JP4811056B2 (en) | Method for manufacturing roller bearing and tapered roller bearing | |
JP2009041757A (en) | Manufacturing method of metal retainer | |
JP5038088B2 (en) | Punched cage and separation type roller bearing | |
JPS5927447B2 (en) | plain bearing | |
JP2005163994A (en) | Retainer for roller bearing and roller bearing | |
JPH05172209A (en) | Cam shaft | |
JP2006125289A (en) | Valve spring retainer for internal combustion engine | |
JP2006342883A (en) | Holder for radial needle bearing and radial needle bearing | |
JP2006000873A (en) | Method for joining metallic tube | |
JP2005147308A (en) | Tapered roller bearing | |
JP3004189B2 (en) | segment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201130 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210906 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211005 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220502 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7074316 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |