JPH0318444A - かしめ方法およびその装置 - 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，軸状部材と基板とを接合するためのかしめ方
法、およびその装置に係り、特に、基板に対する軸状部
材の垂直度が良好な、かしめ方法，およびその実施に使
用される装置に関するものである． ［従来の技術］ 軸状部材と基板との接合には、かしめが適用される。

従来、このかしめには，プレスかしめ法やローリングか
しめ法が採用されており，その概要を、図面を用いて説
明する． 第３１．３２図は、従来のかしめ方法を説明するための
ものであり、第３１図は、プレスかしめ法を実施した装
置の略示断面図，第３２図は、ローリングかしめ法を実
施した装置の略示断面図である． プレスかしめ法は、第３１図に示すように、下型３で軸
状部材１と基板２とを保持し、ボンチ４で、軸状部材１
の頭部をα方向（軸方向）に据え込み加工するものであ
る。

一方，ローリングかしめ法は、第３２図に示すように、
下型３で、軸状部材１と基板２とを保持するという構成
は前記プレスかしめ法と同じであるが，ポンチ４を一定
角度に傾けてスピンヘッド５に取り付け，このスピンヘ
ッド５をモータ１２により目転させることにより、該ポ
ンチ４に矢印βで示す歳差運動（いわゆる、みそすり運
動）を与え、これを７クチュエータ（すなわち、エアシ
リンダ）８により軸状部材１の頭部へ押し付けるという
点に、その特徴がある．したがって，軸状部材１の頭部
は、スピンヘッド５の回転とともに順次局部的に塑性変
形を受けて、基板２にかしめられる．この方法は、前記
プレスかしめ法に比べて、ポンチ４と披加工材（軸状部
材頭部かしめ部）との接触面積が小さく，より小さな加
工力で、軸状部材と基板とをかしめることができるとい
う効果がある． 上記両かしめ法で用いられる下型３は、いずれも軸状部
材１の保持部の径より１．０５倍程度大きい径の穴を有
し，軸状部材１を下型３の穴へ挿入する際の作業性を良
くしているものが一般的である。

なお、ローリングかしめ法については，たとえばｒプレ
ス技術』第ｌ７巻第９号（１　９　７　７年）第３８頁
から第４２頁に詳述されている，［発明が解決しようと
する課題］ 上記した従来の，プレスかしめ法，ローリングかしめ法
は、それぞれ、次の点について配慮がされていなかった
。

すなわち、プレスかしめ法は，据え込み加工するとき、
ポンチから軸状部材へ、その軸方向と傾斜した荷重が加
わると、クラアランス（下型の穴と輪状部材の保持部と
の隙間）の量だけ軸状部材が傾斜し、かしめられた軸状
部材に“倒れ”が起こり、基板に対する軸状部材の垂直
度を劣化させるものであった。

さらに、ポンチと軸状部材との接触面積が大きいので、
据え込み加工に大荷重が必要である。このため、軸状部
材のかしめ部の変形である１次変形のみならず、不要な
２次変形が軸状部材や基板に生じ、軸状部材のフランジ
部における剪断破“壊に起因する強度不足をもたらし、
あるいは・冫軸状部材や基板の曲がりの発生により、基
板に対する軸状部材の垂直度をさらに劣化させていた。

一方、ローリングかしめ法は、プレスかしめ法に比べて
低荷重で掘え込み加工を行ない、基板に与える影響は少
ないものの，歳差運動するポンチにより傾斜荷重を連続
的に負荷することになるので、その加工時にクラアラン
ス（下型の穴と軸状部材の保持部との隙間）の量だけ軸
状部材が振れ回り、かしめられた軸状部材に、許容し得
ない゛′倒れ″が起こった。この“倒れ゛″の一例を、
図面を用いて説明する。

第３３図は、第３２図に係るローリングかしめ装置を使
用して、軸状部材と基板とを接合したときの、軸上部材
の″倒れ″′の一例を示す倒れ分布図である． これは、ＳＷＣＨを素材として作られた直径４閤，長さ
４０＋ｎｍの軸状部材を，直径４．２ａｎの穴を穿設し
た下型で保持して、厚さＰ．６ｎｗ＋＋のＳＰＣＣ製基
板にローリングかしめ法で接合したものである。軸状部
材先端部中心の軸状部材根本部中心に対する′゛倒れ″
のデータは，第３３図に示すようになり，ばらつきの標
準偏差の３倍までの節囲の半径（３σ半怪＝データの９
９．７％）は約１５７μｒｎであった。この値は，基板
に対する所望の垂直度を満足するものではなかった。

本発明は、上記した従来技術の問題点を解決して、軸状
部材の倒れや曲がり量を低減し、基板に対する軸状部材
の垂直度を高精度に保証することができるかしめ方法と
、その実施に直接使用されるかしめ装置の提供を、その
目的とするものである。

［ＩＩＩＩ題を解決するための手段コ 上記問題点を解決するための本発明のかしめ方法の構成
は、 軸状部材と基板とを、前記軸状部材に力（これを，１次
加工力という）を負荷して、かしめにより接合する方法
において、 軸状部材に，１次加工力の、咳軸状部材の軸直角方向の
分力を打ち消すことができる力（これを、２次加工力と
いう）を負荷するようにしたものである。

また，本発明のかしめ装置の構或は、 端部にかしめ部を有する軸状部材と，前記かしめ部と嵌
め合いになるかしめ下六をあけた基板とを，前記かしめ
部とかしめ下穴とを嵌め合わせた状態で、かしめにより
接合することができる装置であり，モータと，このモー
タの駆動によって回転するスピンヘッドと、このスピン
ヘッドに、該スピンヘッドの回転中心軸と傾斜し、もし
くは偏心し、且つ従動自転可能に取イ・１けたポンチと
，軸状部材を保持することができる下型とを有し，この
下型で保持した軸状部材に、そのかしめ部とかしめ下穴
とを嵌め合わせて，基板を組合わせ、前記モータの＆動
によって歳差運勧をする前記ポンチで、前記かしめ部の
端面を顕次局部的に据え込み加工することにより、前記
軸状部材と基板とをかしめることができるかしめ装置に
おいて、ポンチは，同一形状の複数個のポンチからなる
ポンチ群であり、このポンチ群は，スピンヘッドの回転
中心軸に関して対称に配設され、各ポンチで、かしめ部
の端面を同時に据え込み加工することができるように、
該スピンヘッドに取付け、あるいは， 下型は、型閉めしたとき，軸状部材の非かしめ部の周囲
を，該軸状部材の軸直角方向から押圧して保持すること
ができる割型であるものである。

さらに詳しくは，次のとおりである。

軸状部材と基板とを、前記軸状部材に１次加工力を負荷
して，プレスかしめ法，ローリングかしめ法などによっ
て接合するかしめにおいて、前記１次加工力にともなう
，軸状部材の軸直角方向の分力を、前記軸状部材の特定
部分に負荷する２次加工力、あるいは，前記軸状部材お
よび下型の構造上発生する２次的な力の直角方向分力に
よって打ち消すようにしたものである． ［作用］ 軸状部材に負荷する１次加工力の軸直角方向の分力を，
該軸状部材の特定部分に対して負荷する２次加工力，も
しくは軸状部材と下型の構造上発生する２次的な力の直
角方向分力で打ち消すようにしたので，輔状部材は加工
中に傾斜荷重，偏心荷重を受けても振れ回らず，加工後
に残る軸状部材の基板に対する゛′倒れ″を小さくする
ことができ、軸状部材の基板に対する垂直度を高精度に
、且つ容易に保証することができる。

［実施例］ 実施例の説明に入るまえに、本発明に係る基本的事項を
，第上図を用いて説明する。

第１図は，本発明のかしめ方法に係る基本的事項を説明
するためのものであり、軸状部材とこれに負荷する力を
、軸直角方向から見た略示図である． 図において，１は、かしめ部１ｈを有する軸状部材，２
は、このかしめ部１ｈと嵌め合いになるかしめ千穴２ｈ
をあけた基板である． 軸状部材１のかしめ部１ｈに１次加工力ｄを負荷すると
、分力ｄエおよび分力ｄ２が発生する。分力ｄｉは、軸
状部材１の軸方向の分力であり、これは，かしめに有効
に利用されるものであるが，分力ｄ２は、軸直角方向の
分力であり、かしめ作業中に軸状部材１を振れ回らす原
因となるものである．したがって、この分力ｄ２を、何
らかの手段によって打ち消せば，前記振れ回りがなくな
り，゜″倒れ”を防止することができる． 軸直角方向の分力ｄ２を打ち消す手段としては、第１図
中に示すように、■Ｃの力を発生させるようにしたＣタ
イプ，■ｂの力を負荷するｂタイプ、■ａの力を負荷す
るａタイプ，およびこれらの絹合わせがある．以下に、
それぞれのタイプについて説明する． ■．Ｃタイプのもの． これは，軸状部材１をテーパ部ｉｔ（破線で示す〉を有
する軸状部材にし，二のテーパ部１ｔを，これと１−じ
テーパを有する下型（図示せず）で保持するようにした
ものである．このようにすれば，ｌ次加工力ｄの負荷に
ともなって前記下型に２次的な力が発生し、その直角方
向分力Ｃが，軸直角方向の分力ｄ２と釣り合って、これ
を打ち消すことができる． ■．ｂタイプのもの． これは、軸状部材ｌの特定部分に係るかしめ部１ｈに、
１次加工力ｄの負荷とともに、その軸直角方向の分力ｄ
２と同じ大きさで，これと対向する力ｂ（これが２次加
工力）を負荷するようにしたものである． ローリングかしめ法においては、同一形状の複数個（た
とえば、２個）のポンチ（図示せず）を，軸状部材１の
中心軸に関して対称に配設し、これらのポンチ（いずれ
も歳差運動をする）によって，かしめ部１ｈの端面を同
時に据え込み加工するようにしたものである．このよう
にすれば、前記ポンチによって１次加工力ｄを負荷する
と，その軸直角方向の分力ｄ２同士が相互に釣り合って
，自動的に２次加工力ｂが負荷されたことになる．■．
ａタイプのもの． これは、軸状部材１の特定部分に係る非かしめ部（第１
図においては、下部先端側）を、割型（図示せず〉によ
って、軸直角方向から，１次加工力ｄの軸直角方向の分
力ｄ２よりも大きく、軸状部材１の弾性限界よりも小さ
い力ａ（これが２次加工力）で押圧して固定するように
したものである。

このようにすれば、力ａによって軸直角方向の分力ｄ２
を相殺することができる。

本発明は，上記した基本的事項に基づいてなされたもの
であって，たとえば、第９図に示すＶＴＲ用の基板に適
用することができるものである。

第９図は、本発明のかしめ方法を適用したＶＴＲ用の基
板を示す斜視図である。

この第９図において，２は、２１０Ｘｌ８０Ｘ厚さ１．
６１ｍのｓｐｃｃ製の基板、１は、畏さ４０　ｒｔｔａ
　，直径４聞のＳＷＣＨ製の軸状部材であり、この軸状
部材１と基板２を接合するために（かしめ部の直径４　
ｒｍ，かしめ下大の径４．２ｍ）．本発明のかしめ方法
と，その装置が適用される．以下、本発明の実施例を，
前記のＣタイプ，■ｂタイプ，■ａタイプのもの、およ
び、これらを組合わせた■組合わせタイプについて、順
に説明する。

Ｃタ　プの　　１ 第２〜８図は、第１図におけるＣの力を発生させるよう
にしたＣタイプのものの実施例を説明するためのもので
あり、第２図は、Ｃタイプのかしめ装置の第１の実施例
を示す略示構成園、第３１１！１は、第２図に係る装置
を使用してかしめを行なったときの、軸状部材の゛′倒
れ′″の一例を示す倒れ分布図、第４〜８図は，それぞ
れ、Ｃタイプのかしめ装置の第２〜６の実施例を示す略
示構或図である．各図において、同一番号を付したもの
は同一部分である． Ｃタイプの第１の実施例（第２，３図）。

第２図において．ｌＡは，テーパ部１ｔを有する軸状部
材，３Ｅは，このテーパ部１ｔと一致するテーパ部を有
する下型である． 軸状部材ＩＡは、下型３Ｅの前記テーパ部によって保持
されている． このように構成したものにおいて、１次加工力として傾
斜荷重ｄが軸状部材ＩＡに負荷されると、軸状部材ＩＡ
の軸直角方向に分力ｄ２が発生し、また，輔方向に分力
ｄエが発生し、それぞれが該軸状部材ＩＡの下方へ伝達
される．そして、テーパ部ｌｊで、垂直反力Ｅ１及びＥ
２と、水平反力Ｃ１及びＣ２とが発生する。ここで、軸
方向分力ｄエは、垂直反力Ｅ１及びＥ２の和と、軸直角
方向分力ｄ２は，水平反力Ｃ１及びＣ２の差（すなわち
、Ｃの力）と，それぞれ釣り合う。これにより，かしめ
加工中に軸状部材ＩＡを扼れ回らせる力（軸直角方向分
力ｄｔ）は打ち消され、振れ回りのないかしめが実現で
きる． 具体例を示す。

ＳＷＣＨ製，！ｉさ４０閤，直径４−，フランジ部外径
６ＩＩＩＩ１，厚さ２．３ｍｍの軸状部材１Ａのフラン
ジ部を、テーパ角度４５゜にテーパ部ｉｔに加工したも
のでは、第３図に示すように、３σ半径は７６μｍであ
った。

以上説明した実施例によれば、軸状部材１Ａの基板２に
対する″倒れ″が低減し，また、軸の曲がりもなく、軸
状部材ＩＡの垂直瓜が向上する．なお、このかしめ方法
を、前記第９図に係る基板へ適用すれば、ＶＴＲのテー
プの走行がきわめて安定するという効果もある． Ｃタイプの第２の実施例（第４図）。

この実施例は、軸状部材ＩＡのフランジ部のすべてをテ
ーパにしたものであり、前記第１の実施例と同様の効果
を奏するものである。

Ｃタイプの第３の実施例（第５図）． この実施例は、軸状部材ＩＡの、軸部根元をテーパにし
たものである． Ｃタイプの第４の実施例（第６図）． この実施例は，軸状部材ＩＡの、細部中間部をテーパに
したものである． Ｃタイプの第５の実施例（第７図）． この実施例は、軸状部材１Ａの、軸部先端部をテーパに
したものである． Ｃタイプの簗６の実施例（第８図）． この実施例は、輔状部材ＩＡの、一部すべてをテーパに
したものである． なお，前記第４〜８図に係る実施例は，第２図に係るも
のと同様に、軸状部材ＩＡのテーパ部の全部（もしくは
一部分）を、そのテーパ部と一致するテーパ部を有する
下型３Ｅで保持するものであることは、いうまでもない
． ■ｂタイプの 第１０〜１６図は，第１図におけるｂの力を負荷するｂ
タイプのものの実施例を説明するためのものであり、第
１０図は，ｂタイプのかしめ装置の第１の実施例を示す
略示斜視図、第１１図は、第１０図における要部の断面
図，第１２図は、第１０図に係る装置でかしめを行なっ
たときの、軸状部材の゛′倒れ″の一例を示す倒れ分布
図、第１３図は、同装置でかしめを行なったときの，か
しめ接合部の拡大断面図，第１４図は、従来の装置でか
しめを行なったときの、かしめ接合部の拡大断面図、第
１５．１６図は、それぞれ、ｂタイプのかしめ装虐の第
２，３の実施例を示す要部断面図である．各図において
、同一番号を付したものは同一部分である． ｂタイプの第１の実施例（第１０〜１２図）．この装置
は、ローリングかしめ法の実施に使用されるかしめ装置
であり，同一形状の２個のポンチ４Ａを、軸状部材１の
中心軸に関して対称に配設し、これらのポンチ４Ａによ
って，かしめ部１ｈの端面を同時に据え込み加工をする
ことができるようにしたものである． 第ｌＯ図において、フレーム１８に固定されたモータｌ
２が回転力を発生させ、スプラインシャフト（図示せず
）を介してスピンヘッド５Ａを回転させるようになって
いる。この回転力によって、先端にテーパのついた２個
のポンチ４Ａは，前記スプラインシャフトの中心軸を中
心として公転運動を起こす。この状態でアクチュエータ
（エアシリンダ）８に圧縮空気を送り，スピンヘッド５
Ａ及びポンチ４Ａを加工させれば、下型３で保持された
軸状部材１の頭部すなわち、かしめ部１ｈを据え込み加
工して、軸状部材１と基板２とのかしめを行なうことが
できる。

第ｌ１図に示すように、ポンチ４Ａは、スピンヘッド５
Ａにボルト４Ｃで取り付けられた、可動はめあい穴を持
つ受け具４ｂにより、軸状部材１と接触したときの従動
自転運動可能になるように取付けられている。また、こ
のポンチ４Ａは加工の反力を受けて中心から外側の方向
に広がろうとするが，ベアリング１５を持つ拘束治具ｌ
４により拘束されている。この拘束治具１４が持つベア
リング１５のために、ポンチ４Ａは加工中の公転運＠（
すなわち、歳差運動）を妨げられることはない。ポンチ
軸方向のスラストカは、受け具４ｂの内部にある鋼製の
ボール４ａにより、ボンチ４Ａの自転を妨げることなく
受け具４ｂの穴の底面に伝達される．上記により、ポン
チ４Ａは自転及び公転運動を妨げられることなく連続的
に加工を続けられる． ここで重要な事は，′゛ポンチに接触する軸状部材の面
積は常に小さく、かつ接触する場所が変わること″と、
′″一方のポンチの中心と、他方のポンチの中心と、紬
状部材のかしめ部の申心との３点は、常に一直線上にあ
ること”の２点である．ポンチの軸状部材に接触する面
積が小さければ小さいほど低荷重で加工できる。

以上のように構或したので、一方のボンチ４Ａの中心が
、他方のポンチ４Ａの中心と、軸状部相１の中心に対し
て点対称の位置にあり，軸状部材１の半径方向に力の釣
り合いが取れて、加工時の一状部材工の偏心荷重が作用
せず、軸状部材１の基扱２に対する垂直度を高精度に保
証することができる。

具体例を示す。

板厚１．６ｍのｓｐｃｃ製基板に、Ｓ　Ｗ　Ｃ　Ｈ製直
径４　ａｗａ　，長さ４０ｒＩｎの軸状部をかしめた場
合を，従来法と比較してみる。従来法であるポンチが１
個の「みそすり式かしめ法」では、軸状部材先端部で０
．１５〜０．４ｍ程度の３σ半径を持つ倒れ量が発生す
るが、本実施例装置を使用すれば、第１２図に示すよう
に、その値は１１７μｒｎ以下であった。

また、本実施例装置を使用してかしめ加工した，軸状部
材ｌのかしめ接合部は，第１３図に示すように、中央部
が■錐形で裾の方が平坦となっている。これに対し、従
来のローリングかしめを用いたものは，第１４図に示す
ように、軸状部材の裾の方が盛゜り上がりを持つ。裾が
盛り上がりを持てば，かしめられた製品が他部品と引っ
掛かる可能性があるだけではなく、接合部の侮頼性低下
や盛り上がった裾部の欠損によるくずの、製品中への落
下による製品機能低下の恐れもある。そこで、ローリン
グかしめ法では一般的にかしめ部の裾の方が盛り上がる
までは加工を行わない。本実施例装置法を用いればその
恐れは皆無になり、きわめて強いかしぬができた。

ｂタイプの第２の実施例（第１５図）。

この実施例は、２個のポンチ４Ｂを、軸状部材１の中心
軸と平行にｆｉ［！設したものである。したがって，こ
の装置のスピンヘッド５Ｂは、前記第ｌＯ図に係る装置
におけるスピンヘッド５Ａと異なり、その中心軸に対し
て傾斜した受け具４ｂの如きものを取付ける必要がない
ので、装置の構威が簡単である，という利点がある。

ｂタイプの第３の実施例（第ｌ６図）。

この実施例は、スピンヘッド５Ｃに、このスピンヘッド
５Ｃの回転中心軸と傾斜して、２個のポンチ４Ｃを取付
け、その側面で据え込み加工するようにしたものである
。したがって，ポンチ４０単体にかかる荷重負担分は、
ポンチ先端が加工面である前記第１０．１５図に係る装
置よりも小さくなり、ポンチ４Ｃが大荷重に耐えられる
ので、より太い軸状部材のかしめに適用することができ
る、という利点がある。

なお，前記各実施例装置は，いずれもポンチを２つ持つ
構造であるが、ポンチの数を３つ以上に増やせば、軸状
部材が振れ回る自由度をさらに拘束することができ、よ
り良い精度で垂直度を保証できる。

さらに、軸状部材が、かしめ部を持つプッシュ部にスト
レートピンを圧入した２重構造の軸状部材になっている
ものでは、前ストレートピンにダメージを与えることな
くかしめ部を加工することができる。

■ａタイプの一　例 第１７〜２３図は、第１図におけるａの力を負荷するａ
タイプのものの実施例を説明するためのものであり，第
１７図は，ａタイプのかしめ装置の第１の実施例を示す
略示斜視図、第ｌ８図は、その断面図、第１９〜２１図
は、それぞれ、ａタイプのかしめ装置の第２〜４の実施
例を示す断面図、第２２図は、第２１図に係る装置でか
しめを行なったときの，軸状部材の′゛倒れ″の一例を
示す倒れ分布図、第２３図は、ａタイプのかしめ装置の
第５の実施例を示す略示断面図である。各図において，
同一番号を付したものは同一部分である。

ａタイプ第１の実施例（第１７図）。

この装置は，歳差運動をする１個のポンチ４によって、
軸状部材１のかしめ部１ｈの端面を顔次局部的に据え込
み加工する、ローリングかしめ法の実施に使用されるか
しめ装置であり、その下型は、割型３Ａ，３Ｂからなり
、型閉めしたとき，軸状部材ｌの非かしめ部の周囲を、
軸直角方向から２次加工力ａで押圧することができるよ
うにしたものである。

すなわち、下ダイセット６に固定された横方向アクチュ
エータ８Ａは、ロッド９を介して、このロツド９に取り
付けられた割型３Ｂを、下ダイセット６上に固定された
ガイドに沿ってロッド９の軸方向に移動させることがで
きる。そして，この割型３Ｂは、下ダイセット６に園定
した割型３Ａと閉じた状態では、軸状部材１の一部分（
もしくは、全部）を該軸状部材の軸直角方向にかかる、
ｌ次加工力の軸直角方向分力ｄ２以上で、且っ該軸状部
材１の弾性限界以下の力ａ（これが２次加工力）で押圧
することができる． このように構或したものにおいて、割型３Ａ，３Ｂで、
軸状部材１を軸直角方向に２次加工力ａで押圧して保持
園定し、基板２のかしめ下穴を軸状部材１のかしめ部に
かぶせた状態で，歳差運動をするポンチ４により、前記
かしめ部のかしめ加工を行なう。かしめ終了後に、横方
向アクチュエータ８Ａは、ロッド９を介してこのロッド
９に取り付けられた割型３Ｂを、下ダイセット６上に固
定されたガイドに沿ってロッド９の軸方向に移動させて
割型３Ｂを開く。かしめられた製品は、割型３Ｂを開く
ことにより，容易に取り出せる。

この実施例によれば、割型３Ａ及び３Ｂを閉じた状態で
，軸状部材ｌの中心軸に対して傾きを持ち、歳差運動す
るポンチ４によって傾斜荷重を負荷してかしめを行って
も、軸状部材１は、割型３Ａ及び３Ｂから受ける半径方
向の押圧力（すなわち、２次加工力ａ）により、前記傾
斜荷重の軸直角方向分力を相殺できるので、加工中の軸
状部材１の半径方向への振れ目りを抑止することができ
、その結果、かしめられた製品は、基板２に対する軸状
部材ｌの垂直度が向上する。

ａタイプの第２の実施例（第１９図）。

この実施例は，両方の割型３Ａ，３Ｂとも可動にし（第
１７図に係る装置は、一方の割型３Ｂのみ可Ｉｌｌ）　
，軸状部材１を，ロッド９の軸方向の任意位置で保持す
ることができるようにしたものである． ａタイプの第３の実施例（第２０図）。

この実施例は．２次加工力ａを負荷するための割型を、
テーパ付きにしたものである。すなわち、側面にらせん
溝を持つテーパ付き割型３Ｃは，ナット状の位置決め治
具９ｄを回転させることによって上下に動くことができ
る。この位置決め治具９ｄは、軸状部材１の中心軸に対
して回転できるようにメネジが切ってあり、内部にテー
パ面を持つ下型フレーム７ａに留められている。したが
って、第２０図の状態から、位置決め治具９ｄを反時計
回りに回転させると、割型３Ｃは下降する。

この際に、２つの割型３Ｃの合わせ口に配置された、傾
斜を持つ型割り治具９ａ及び割型３Ｃ内臓の型割バネ９
ｃの働きによって、割型３Ｃは，フレーム７ａ内部のテ
ーパ面に沿って割型支持バネ９ｂを押し下げつつ合わせ
目が開く，フレーム７ａと下ダイセット６とは、ボルト
１１によって固定されているので、割型支持バネ９ｂに
よって間が空いたりずれたりすることはない。テーパ付
き割型３Ｃが僚置決め治具９ｄによって開いた状態で、
軸状部材１の出し入れを容易に行なうことができる。以
上の操作と全く逆の手順で、型閉めし？後，ポンチ４を
軸状部材ｌの頭部に押し付けて圧下すると、傾斜荷重が
かかった場合でも、テーパ付き割型３Ｃで負荷する２次
加工力ａによって，軸状部材１は動かず、前記傾斜荷重
の軸直角方向分力を相殺するので、基板２に対する垂直
度を高精度に保証することができる。

なお、位置決め治具９ｄと割型３Ｃの組合せについては
、ナット状位置決め治具の代わりにロックピンやカム等
を用■いてもよい， ａタイプの第４の実施例（第２１．２２図）。

この実施例は，押し上げナクチュエータ８Ｂがラム１３
を介して僚置決め板９ｅ及びテーパ付き割型３Ｄを押し
上げるように構或したので，第２０図における位置決め
治具９ｄ，型割支持バネ９ｂ、およびポンチ４を圧下さ
せるための圧下装置などは不要になり、構造の簡略化が
計れるという利点がある． 具体例を示す． 板厚１．６ｍのｓｐｃｃ製の基板２に、直径４１，長さ
４０ａｍのＳＷＣＨ製の軸状部材１をかしめた場合の、
軸状部材１の″倒れ″は、第２２図に示すようになり、
３σ半怪は１０６μｒｎに向上した。

なお、下フレーム７ａをボルトｌ１で，下ダイセット６
に固定する代わりに、例えば下型フレーム７ａの両肩に
下向きの力を与え且つ左右の動きを制限するような下型
位置決め部材（図示せず）を用いることによって、加工
中は、下型フレーム７ａを上下左右に動かないようにし
，加工の前後は、下型フレーム７ａごと下ダイセット６
上を自由に動ける（このときラム１３は下ダイセット６
の水平面下に下がっている）ようにすれば、大量生産の
ラインへ容易に適用可能である。

さらに，本実施例は、ローリングかしめ法の実施に使用
される装置について説明したものであるが、本発明は，
プレスかしめ法を実施した装置へも同様に適用できるも
のである。その場合には、ポンチ４を全く動かす必要が
なく、定点に固定することができるので、装置の構造が
簡単になる。

また，軸状部材の半径方向にかかる力が発生させる摩擦
力により、軸状部材フランジ部での剪断破壊，曲がりも
防げるので、ローリングかしめ同様に、基板に対する軸
状部材の垂直度は良好な結果をもたらすものである。

さらにまた，割型内面の軸状部材１と接触する部分に，
保護部材（軸状部材よりも硬度が低く且つ軸状部材を固
定する際に十分な弾性範囲を持っている部材）を取り付
けるようにすれば，軸状部材１の表面に全く傷をつける
ことなく、基板２と軸状部材１の接合が行える。

また、軸状部材の別の押圧保持固定の手段としては、コ
レットチャックのようなスリットの入った一体型を用い
ても良い． ａタイプの第５の実施例（第２３図）。

この実施例は、軸状部材ＩＤの両軸端にかしめ部１ｈが
あり、基板や円板などをかしめる場合の適用例である。

両端側にかしめ部１ｈとフランジ部とを持つ軸状部材Ｉ
Ｄは，基板２を取り付けられた状態で固定下型３Ａに置
かれる。次に、軸状部材ＩＤ及び基板２を固定するよう
に，可動金型３Ｂを紙面下方向に押圧する。その後、ス
ピンヘッド５を回転させてボンチ４を公転運動させ、軸
状部材かしめ部１ｈを据え込み加工すればよい。

なお、本実施例は、車輪状の製品への適用に好適なもの
である。

■組▲わせタイプの 第２４〜２８図は、前記ａタイプ，ｂタイプ，Ｃタイプ
を組合わせた組合わせタイプのものの実施例を説明する
ためのものであり、第２４図は、ｂタイプとＣタイプと
を組合わせた実施例を示す略示部分断面図、第２５図は
、ａタイプとＣタイプとを組合わせた実施例を示す略示
部分断面図，第２６図は、ａタイプとｂタイプとを組合
わせた実施例を示す略示部分断面図、第２７図は、第２
６図に係る装置を使用してかしめを行なったときの、軸
状部材の″倒れ″の一例を示す倒れ分布図、第２８図は
、ａタイプとｂタイプとＣタイプとを組合わせた実施例
を示す略示部分断面図である。

各図において，向一番号を付したものは間一部分である
． ｂタイプとＣタイプとを組合わせた実施例（第２４図）
。

この実施例は、前記第２図に係るものと、第１０図に係
るものとを組合わせてなる装置であり，この装置は、軸
状部材ＩＡの中心軸と、加工の中心軸との心合わせが容
易である、という利点がある。

ａタイプとＣタイプとを組合わせた実施例（第２５図）
。

この実施例は、前記第２図に係るものと、第１７図に係
るものとを組合わせてなる装置であり、この装置は、軸
状部材ＩＡをそのテーパ部１ｔを利用して保持するよう
にしたので，２次加工力ａの大きさを小さくすることが
できる，という利点がある。

ａタイプとｂタイプとを組合わせた実施例（第２６．２
７図）。

この実施例は、軸状部材ｌを、予め型開きした割型３Ａ
と３Ｂとの間に入れ、横方向アクチュエータ８Ａにより
、ロッド９の軸方向に押圧力を発生させる。この押圧力
は，ロッド９を介して可動割型３Ｂを圃定割型３Ａに押
し付け、軸状部材１を押圧保持固定する（この保持力が
２次加工力ａ）。その後、かしめ下穴をあけた基板２を
、軸状部材ｌのかしめ部にかぶせる。そこで、モータ（
図示せず）による回転力をエアシリンダ（図示せず）へ
伝達し、このエアシリンダにより圧下方を付加されたス
ピンヘッド５が、ボンチ４を公転回転させつつ圧下させ
る。この歳差運動するポンチ４が、軸状部材ｌの頭部か
しめ部を局部順次連続的に掘え込み加工して、基板２と
の接合を行うことができる。

この実施例によれば、加工の（スピンヘッド５の）中心
軸と軸状部材１のかしめ部の中心軸とを確実に合わせる
ことができるので、２個以上のボンチ４の効果を最大限
発揮することができる。また、割型３Ａ及び３Ｂで軸状
部材１を抑圧保持してかしめを行なうａタイプでは，加
工後の残留応力に起因する軸状部材のスプリングバック
が生ずる可能性もあるが，本実施例のように、ａタイプ
とｂタイプとを組合わせたものでは、そのような残留応
力は発生せず、軸状部材１の基板２に対する垂直度がき
わめて良好である。

具体例を示す． このかしめ装置を用いて、ＳＷＣＨ製長さ４０ｍｌの軸
状部材とｓｐｃｃ製厚さ１．６ｆｆｗａの基板のかしめ
を行なったところ、軸状部材の“倒れ″は第２７図のよ
うになり，３σ半径は６４μｍであった。

ａタイプとｂタイプとＣタイプとを組合わせた実施例（
第２８図）． この実施例は，前記第２図に係るものと、第１０図に係
るものと、第１７図に係るものとを組合わせてなる装置
であり，本発明の効果を最大に発揮することができるも
のである。すなわち、この装置は、顔次局部連続的な据
え込み加工によるかしめ加工において、軸状部材ＬＡの
中心軸に対して直角方向への加工カが常に釣り合うよう
に翫置した，２個のポンチ４Ａを持つかしめ治具、及び
軸状部材ＩＡのかしめ部とは反対側部分を半径方向に押
圧保持固定可能な下型３Ａ，３Ｂを兼ね備えているもの
である。

以上説明した実施例は、すべて、軸部が■形断面で真直
な軸状部材１（もしくは、ＬＡ）と基板２とをかしめに
より接合する場合のものであるが、他の形状を有する軸
状部材のかしめも可能である。

その実施例を第２９．３０図を用いて説明する。

第２９．３０図は，軸状部材のいろいろの例と、これの
かしめ方法を説明するためのものであり、第２９図は、
軸部の曲がった軸状部材を示す側面図、第３０１１！Ｉ
は，軸部が異形断面の軸状部材を示す斜視図である． 第２９図に係る軸状部材ＩＢは、かしめ部と軸部の中心
軸が一致せず，軸部が面内で曲がっているものである、
この軸状部材ＩＢと基板２とをかしめるときには、まず
，軸状部材１Ｂを、紙面（曲がり面）に対して奥行方向
の押圧力を負荷して保持固定する．その後、かしめによ
り軸状部材ＩＢの頭部を据え込み加工して、基板２との
接合を行なう．これを行なうことにより、軸状部材ＩＢ
先端の基Ｆｉ２に対する位置精度を良くすることができ
る．また，予め、真直な軸状部材を基板２にかしめた後
，その軸状部材を曲げる方法に比べて、基板２に与える
影響を無視することができ、良好な垂直度が得られる。

第３０図に係る軸状部材ＩＣは軸部の断面が三角形断面
をしているものである。この軸状部材ＩＣと基扱２との
かしめによる接合においては、この軸状部材ＩＣを保持
する割型の内部形状を，軸状部材異形断面部が目転しな
いように抑圧保持可能な（軸状部材を押圧保持した時に
異形断面と同じ断面を持つような）ものにすることによ
り、軸状部材１Ｃの基板２に対する位置精度の良いかし
めを行なうことができる。

なお、軸部の断面形状は、三角形断面のかわりに、四角
形断面などの多角形断面になったものでも良く、あるい
は場所的に、軸部中間部の代わりに、軸部根元，軸部先
端部，軸部全体，もしくはフランジ部の一部，全部が異
形断面であっても同様の効果を奏する。下型（割型）に
ついては、特に図示していないが、軸状部材の異形断面
の一部または全部を抑圧保持することができる内部形状
を持ったものであればよい。

［発明の効果コ 以上詳細に説明したように本発明によれば、軸状部材が
傾斜荷重，偏心荷重を受けた場合でも、詠軸状部材の加
工中の振れ凹りは抑えられ、基板に対する軸状部材の垂
直度が高精度に保証できる接合が行なえる．一部分また
は全部がテーパ形状となった軸状部材を使用すれば，基
板に対する軸状部材の垂直度は、たとえば第３図に示す
ように，３σ半径で７６μｍとなる。また、第２６図に
係る装置を用いて本かしめ方法を採った場合には、基板
に対する軸状部材の垂直度は、たとえば第２７図に示す
ように、３σ半径で６４μｒｎとなる。

すなわち、本発明を実施すれば，従来のかしめ方法より
１．３〜２．５倍もの高精度で、基板と軸状部材の″倒
れ″のないかしめ接合が行なえる。

これを要するに、軸状部材の倒れや曲がり量を低減し，
基板に対する軸状部材の垂直度を高精度に保証すること
ができるかしめ方法と、その実施に直接使用されるかし
め装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のかしめ方法に係る基本的事項を説明
するためのものであり、軸状部材とこれに負荷する力を
，軸直角方向から見た略示図、第２〜８図は，第１図に
おけるＣの力を発生させるようにしたＣタイプのものの
実施例を説明するためのものであり、第２図は，Ｃタイ
プのかしめ装置の第ｌの実施例を示す略示構或図、第３
図は、第２図に係る装置を使用してかしめを行なったと
きの，軸状部材の″倒れ”の一例を示す倒れ分布図、第
４〜８図は、それぞれ、Ｃタイプのかしめ装置の第２〜
６の実施例を示す略示構或図、第９図は、本発明のかし
め方法を適用したＶＴＲ用の基板を示す斜視図、第ｌＯ
〜１６図は、第１図におけるｂの力を負荷するｂタイプ
のものの実施例を説明するためのものであり，第１０図
は，ｂタイプのかしめ装置の第１の実施例を示す酩示斜
視図、第１１図は、第１０図における要部の断面図、第
１２図は、第１０図に係る装置でかしめを行なったとき
の，軸状部材の″倒れ″の一例を示す倒れ分布図、第１
３図は，同装置でかしめを行なったときの、かしめ接合
部の拡大断面図、第１４図は、従来の装置でかしめを行
なったときの、かしめ接合部の拡大断面図、第１５．１
６図は、それぞれ、ｂタイプのかしめ装置の第２，３の
実施例を示す要部断面図、第１７〜２３図は、第１図に
おけるａの力を負荷するａタイプのものの実施例を説明
するためのものであり、第１７図は、ａタイプのかしめ
装置の第１の実施例を示す略示斜視図、第工８図は，そ
の断面図、第１９〜２■図は，それぞれ、ａタイプのか
しめ装置の第２〜４の実施例を示す断面図、第２２図は
、第２１図に係る装置でかしめを行なったときの、軸状
部材の″倒れ”の一例を示す倒れ分布図，第２３図は、
ａタイプのかしめ装置の第５の実施例を示す略示断血図
、第２４〜２８図は，前記ａタイプ，ｂタイプ，Ｃタイ
プを組合わせた組合わせタイプのものの実施例を説明す
るためのものであり、第２４図は、ｂタイプとＣタイプ
とを組合わせた実施例を示す略示部分断面図、第２５図
は、ａタイプとＣタイプとを組合わせた実施例を示す略
示部分断面図、第２６図は，ａタイプとｂタイプとを組
合わせた実施例を示す略示部分断面図、第２７図は、第
２６図に係る装置を使用してかしめを行なったときの、
軸状部材の゛′倒れ″の一例を示す倒れ分布図、第２８
図は、ａタイプとｂタイプとＣタイプとを組合わせた実
施例を示す略示部分断面図，第２９，３０図は、軸状部
材のいろいろの例と，これのかしめ方法を説明するため
のものであり、第２９図は、軸部の曲がった軸状部材を
示す側面図，第３０図は、軸部が異形断面の軸状部材を
示す斜視図、第３１．３２図は、従来のかしめ方法を説
明するためのものであり、第３１図は、プレスかしめ法
を実施した装置の略示断面図、第３２図はごローリング
かしめ法を実施した装置の略示断面図、簗３３図は、第
３２図に係るローリングかしめ装置を使用して、軸状部
材と基板を接合したときの、軸状部材の″倒れ′″の一
例を示す倒れ分布図である。 １，ＬＡ，ＩＢ，ＩＣ，ＬＤ・・・軸状部材、１ｈ・・
・かしめ部、１ｔ・・・テーパ部、２・・・基板、２ｈ
・・・かしめ下穴、３，３Ｅ・・・下型、３Ａ，３Ｂ，
３Ｃ，３　Ｄ　・・・割型、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ・・
・ポンチ、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ・・・スピンヘッド、
１２・・・モータ、ａ，ｂ，Ｑ・・・２次加工力，ｄ・
・・１次加工力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸状部材と基板とを、前記軸状部材に力（これを、
   １次加工力という）を負荷して、かしめにより接合する
   方法において、 軸状部材に、１次加工力の、該軸状部材の軸直角方向の
   分力を打ち消すことができる力（これを、２次加工力と
   いう）を負荷するようにした ことを特徴とするかしめ方法。 ２、軸状部材を、テーパ部を有する軸状部材にし、この
   軸状部材の前記テーパ部を、このテーパ部と一致するテ
   ーパ部を有する下型で保持することにより、 １次加工力の負荷にともなって２次加工力が発生するよ
   うにした ことを特徴とする請求項１記載のかしめ方法。 ３、同一形状の複数個のポンチを、軸状部材の中心軸に
   関して対称に配設し、これらのポンチによって同時にか
   しめを行なうことにより、 １次加工力とともに２次加工力を負荷するようにした ことを特徴とする請求項１記載のかしめ方法。 ４、軸状部材の非かしめ部を、該軸状部材の軸直角方向
   から、１次加工力の前記方向の分力よりも大きく当該軸
   状部材の弾性限界よりも小さい力で固定することにより
   、 予め２次加工力を負荷するようにした ことを特徴とする請求項１記載のかしめ方法。 ５、端部にかしめ部を有する軸状部材と、前記かしめ部
   と嵌め合いになるかしめ下穴をあけた基板とを、前記か
   しめ部とかしめ下穴とを嵌め合わせた状態で、かしめに
   より接合することができる装置であり、 モータと、このモータの駆動によって回転するスピンヘ
   ッドと、このスピンヘッドに、該スピンヘッドの回転中
   心軸と傾斜し、もしくは偏心し、且つ従動自転可能に取
   付けたポンチと、軸状部材を保持することができる下型
   とを有し、この下型で保持した軸状部材に、そのかしめ
   部とかしめ下穴とを嵌め合わせて、基板を組合わせ、 前記モータの駆動によって歳差運動をする前記ポンチで
   、前記かしめ部の端面を順次局部的に据え込み加工する
   ことにより、前記軸状部材と基板とをかしめることがで
   きるかしめ装置において、 ポンチは、同一形状の複数個のポンチからなるポンチ群
   であり。 このポンチ群は、スピンヘッドの回転中心軸に関して対
   称に配設され、各ポンチで、かしめ部の端面を同時に据
   え込み加工することができるように、該スピンヘッドに
   取付けた ことを特徴とするかしめ装置。 ６、端部にかしめ部を有する軸状部材と、前記かしめ部
   と嵌め合いになるかしめ下穴をあけた基板とを、前記か
   しめ部とかしめ下穴とを嵌め合わせた状態で、かしめに
   より接合することができる装置であり、 モータと、このモータの駆動によって回転するスピンヘ
   ッドと、このスピンヘッドに、該スピンヘッドの回転中
   心軸と傾斜し、もしくは偏心し、且つ従動自転可能に取
   付けたポンチと、軸状部材を保持することができる下型
   とを有し、この下型で保持した軸状部材に、そのかしめ
   部とかしめ下穴とを嵌め合わせて、基板を組合わせ、 前記モータの駆動によって歳差運動をする前記ポンチで
   、前記かしめ部の端面を順次局部的に据え込み加工する
   ことにより、前記軸状部材と基板とをかしめることがで
   きるかしめ装置において、 下型は、型閉めしたとき、軸状部材の非かしめ部の周囲
   を、該軸状部材の軸直角方向から押圧して保持すること
   ができる割型である ことを特徴とするかしめ装置。