JPH02224831A - 板状部材と円柱部材との結合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２つ以上の部材を結合する方法に係り、産業
用機器等に用いられる板状部材と円柱部材を両部材の塑
性変形を利用して結合する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、産業機器等に用いられている板状部材と円柱部材
との結合には、一般に溶接及びネジ締結が用いられてい
た。

一方、塑性変形を与えて二部材（板状部材と円柱部材等
）を結合する場合特開昭５４−１２６６６０号公報に記
載のように塑性流動結合法が用いられている。これは、
板状部材より高硬度の材質で形成される円柱部材の外周
部に溝を設け、これを円柱部材取り付は穴を設けた板状
部材に挿入し、板状部材の、一部を金型で抑圧と、前記
溝の中に板状部材を塑性流動させて結合する方法である
。

〔発明が解決しようとするＩ！題） 上記従来技術では次に示すような問題があった。

溶接では、溶接時に発生する熱によって板状部材及び円
柱部材に変形が生じるため、溶接後の組立精度を確保で
きないという欠点があった。

また、ネジ締結では、ボルト、ナツトを使用するために
部品点数が多く、加工及び組立時間が擾くなり、製造コ
ストが高価になる問題があった。

また、結合後ネジが緩むことが懸念され、特に使用時の
振動が大きい場合、信頼性が低い欠点があった。

一方、を性流動結合法では、円柱部材の外周に中空円筒
形の金型を配置するため９円柱部材が長尺の場合、前記
金型も長尺になり、装置全体が大形になるという問題が
あった。また、金型の座屈強度の面から、結合できる円
柱部材の長さが制限されることがあった。さらに、結合
強度のばらつきを小さくする場合、板状及び円柱部材を
高精度に加工して１両部材のかん合隙間を管理する必要
があった。

本発明の目的は、板状部材と円柱部材との結合方法にお
いて、加工及び組立時間が短く、かつ信頼性の高い結合
方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、以下のようにし
た６円柱部材を段付棒と中空棒とに分離した構造にし５
段付棒の小径側の端部には凹状の窪みを設ける。中空棒
には、前記段付棒の小径側かかん合するための貫通穴を
設け、さらに前記凹状の窪みに対向する位置に傾斜面を
設ける。板状部材には、前記段付棒の小径側が貫通する
ための穴を設けてあり、該板状部材を段付棒と中空棒で
はさみ込んだ状態に組合せる。この状態で、中空棒に油
圧シリンダ等で圧縮荷重を付加するとともに、段付棒の
凹状の窪み部を前記中空棒の内面に設けた傾斜面に接触
するように塑性変形させる。

これにより、板状部材に円柱部材である段付棒及び中空
棒を結合することが達成される。

〔作用〕

板状部材を段付棒と中空棒ではさみ込んだ状態で１段付
棒先端の凹状の窪み部を中空棒の傾斜面に接触するよう
に塑性変形させることにより、該傾斜面部における段付
棒先端の曲げ変形及びせん断抵抗力が生じ、板状部材か
らの段付棒及び中空棒の脱落を防止することができる。

また、前記３部材を結合させる際、中空棒に圧縮荷重を
付加した状態で段付棒先端部の凹状窪み部を曲げ加工し
ているので、結合加工後において中空棒には圧縮の残留
応力が生じており、この圧縮力により、板状部材を中空
棒と段付棒ではさみ付け、より大きな結合力が得られる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る板状部材と円柱部材の結
合方法の原理図であり、第２図は該板状部材の断面図、
第３図は段付棒の断面図、第４図は中空棒の断面図であ
る。第１ＩＪ４において１は板状部材であり、円柱部材
は、段付棒２と中空棒３とで構成されている。また、プ
レスラムの先端４ａは截頭円錐形に形成されており、段
付棒２よりも硬さの高い材質から成っている。一方、中
空棒を押圧するプレスラムの先端４ｂは円筒形になって
おり、その内径は他方のプレスラムの先端４ａの直径よ
りも大きくしている。第２図において板状部材１には１
円柱部材を結合する位置に貫通穴５が設けられている。

該貫通穴５は段付捧２の小径側の直径に対して、わずか
なりリアランスが生じるように加工されている。第３図
において段付棒２の小径側の端面には窪み６が設けられ
ている。この翔み６は、プレスラムの先端４ａを付けた
際に、外周部が容易に曲げ変形するような形状、例えば
テーバ状の中ぐり加工を行なったような形状になってい
る。また、第４図において中空棒３の内面の端部には傾
斜面７が設けられており、該傾斜面７は、端部から軸方
向中心に向かうに従って直径が小さくなる勾配を有して
いる。

なお、段付棒２を押圧するプレスラムの先端４ａは、前
記段付棒の端部のテーバ状の中ぐりの傾斜面より若干角
度が大きい傾斜面を有している。

次に本実施例の作用について説明する。

まず、第１図に示したように段付棒２を板状部材１の貫
通穴５に挿入し、中空棒３の傾斜面７と前記段付棒２の
窪み６が一致するように中空棒を挿入する６次に第５図
（ａ）に示すようにプレスラムの先端４ｂを油圧源等を
用いて前進させ、中空棒３の端面を押圧して圧縮荷重Ｆ
ｌを付加する。

この状態で第５図（ｂ）に示すように他方のプレスラム
の先端４ａを前進させ、ラムの先端を荷重Ｆ２で段付棒
２の窪み６に押し込み、前記中空棒の端部内面に設けた
傾斜面に沿うように窪みの外周に曲げ変形を生じさせる
。その後、プレスラムの荷重Ｆ！、Ｆｘを除荷すると１
段付棒の曲げ変形部及び中空棒はスプリングバックによ
り変形が戻ろうとするが、第５図（ｅ）に示すように中
空棒は段付棒の曲げ変形部でスプリングバックが拘束さ
れ、圧縮の残留応力が付与される。この時段付棒にはこ
の反力として引張の残留応力が生じる。

このように板状部材には、中空棒の圧縮残留応力と段付
棒の引張残留応力によって、両部材ではさみ付けられ、
より大きな結合力が生じる。

また、段付棒及び中空棒の軸方向の引抜きに対しては、
塑性加工した段付棒の先端部の曲げ変形及びせん断抵抗
力により、非常に大きな抵抗を生じ、板状部材から脱落
することはない。

一方、上記と同様の結合力を得るためには次のような実
施例がある。これは、第６図に示すようにプレスラムの
先端４ｂにて中空棒３の端面を押圧し、圧縮荷重Ｆｘを
付加する。この状態で抑圧部が凹状の他方のプレスラム
の先端４ｃを前進させ、ラムの先端を荷重Ｆｘで段付棒
２の端面を付加し、前記中空棒の端部内面に設けた傾斜
面に沿うように塑性変形させる。その後、プレスラムの
荷重Ｆｉ、　Ｆｇを除荷すると、中空棒には圧縮の残留
応力が付与され１段付棒には引張の残留応力が付与され
１段付棒には引張の残留応力が生じる。

このように板状部材には、中空棒の圧縮残留応力と段付
棒の引張残留応力によって５両部材ではさみ付けられ、
大きな結合力が生じる。

また、第７図に示すように中空棒の内面の端部の傾斜面
７と截頭円錐形のプレスラムの先端４ａの勾配を大きく
したものである。該プレスラムの先端４ａを前進させ、
ラムの先端を荷重Ｆｚで段付棒２の窪み６に押し込み、
前記中空棒の端部内面に設けた傾斜面に沿うように窪み
の外周に曲げ変形を生じさせるとともに、中空棒にも圧
縮の荷重を付加する。その後、プレスラムの荷重を除荷
すると、中空棒には圧縮の残留応力が付与され。

段付棒には引張の残留応力が生じる。このように板状部
材には、中空棒の圧縮残留応力と段付棒の引張残留応力
によって１両部材ではさみ付けられ。

大きな結合力が生じる１本実施例によれば、１つの荷重
源で段付棒の段部を曲げ変形させ、中空棒に圧縮応力を
付加できるので、装置を簡略化することができる。

本実施例によれば、中空棒３は圧縮の残留応力を持ち１
段付棒２は段の付いた箇所と端部の塑性変形した箇所と
の間で引張の残留応力を持っているので、板状部材１は
前記両部材により締め付けられ、相互間で回転すること
はなく、結合力の強いものができる。また、冷間で塑性
変形させるため、熱によって板状部材１２段付棒２及び
中空棒３の曲がり変形は生じないので、板状部材１に対
する段付棒２及び中空棒３の垂直度等高精度になる。尚
、第８図は本発明を適用した撹拌機側の斜視図である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、板状部材に円柱部材を高精度に結合で
き、非常に大きな結合力を得ることができる。また、上
記結合方法は、従来の溶接及びネジ締結法に比べて加工
工数が減り、！１造コストも安価になり、殖産性が著し
く向上する効果がある。

さらに従来の塑性流動結合法に比べて１円柱部材の長さ
に制限がなく、結合強度のばらつきも小さくなる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る塑性変形を利用した結合方法の原
理を示す装置部分断面図、第２図は結合前の板状部材の
断面図、第３図は結合前の段付棒の断面図、第４図は結
合前の中空棒の段面図、第５図は結合過程を順次水した
断面図、第６図と第７図は夫々本発明に係る塑性変形を
利用した結合方法の応用例を示す断面図、第８図は本発
明を適用した撹拌機の斜視図である。 Ｊ・・・板状部材、２・・・段付棒、３・・・中空棒、
４・・・プレスラム、５・・・貫通穴、６・・・窪み、
７・・・傾斜面。 （ａ、） （す （Ｃ，）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、板状部材に対して垂直方向に円柱部材を結合する方
   法において、円柱部材を段付棒と中空棒に分離した構造
   にし、該中空棒の内面の端部に傾斜面を設け、前記段付
   棒の小径側を貫通穴を設けた板状部材に通した後、中空
   棒を挿入し、該段付棒の端面に荷重を付加して、中空棒
   の傾斜面へ段付棒の端部を塑性変形させて結合すること
   を特徴とする板状部材と円柱部材との結合方法。 ２、上記段付棒の小径側の端部に中央部が凹状のプレス
   ラムにより小径側の外周縁部を外側へ塑性変形させ、中
   空棒の内面側と段付棒の端部を結合させることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の板状部材と円柱部材と
   の結合方法。 ３、上記段付棒の小径側の端部に凹状の窪みを設け、該
   窪みを先端が截頭円錐の形を有したプレスラムにて、窪
   みの外縁を外側へ塑性変形させ、上記の中空棒の内側と
   段付棒の小径側の端部外周側とを結合することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の板状部材と円柱部材と
   の結合方法。 ４、上記段付棒の端部を塑性変形させる前に予め中空棒
   へ軸方向の圧縮荷重を付加し、段付棒端部を塑性変形さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第３項
   記載の板状部材と円柱部材との結合方法。 ５、板状の回転体と円柱部材のかきとり棒により構成さ
   れる撹拌翼において、特許請求の範囲第１項、第３項及
   び第４項のいずれか記載の結合方法により前記板状の回
   転体とかきとり棒を結合したことを特徴とする撹拌翼。