JPS61150737A - ボ−ルとシヤフトの結合構造とその方法 - Google Patents

ボ−ルとシヤフトの結合構造とその方法

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JPS61150737A
JPS61150737A JP27878384A JP27878384A JPS61150737A JP S61150737 A JPS61150737 A JP S61150737A JP 27878384 A JP27878384 A JP 27878384A JP 27878384 A JP27878384 A JP 27878384A JP S61150737 A JPS61150737 A JP S61150737A
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JP
Japan
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shaft
pole
mounting hole
ball
jointing
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Naonobu Kanamaru
尚信 金丸
Tomiyasu Konuma
小沼 富泰
Kazuyuki Sasaya
笹谷 和志
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Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/12Coating

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  • Compressor (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Forging (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明はポールとシャフトの結合構造とその方法に係り
、例えば内燃機関用ポールジヨイント、あるいはピスト
ン装置等に好適なポールとシャフトの結合構造とその方
法に関する。
〔発明の背景〕
ピストン装置は例えば特開昭55−96377号公報に
ある如く自動車用圧縮機等で広く用いられている。そし
てその構成は上記公報の第1図にある如くシリンダー内
を往復動するピストン部と、該ピストン部と揺動駆動板
間を機械的に連結するピストンロッドとからなる。
上記構成において、ピストンロッドは往復運動が主であ
るため鋼材を用いているものがほとんどで球面対偶とな
っている。このように球面対偶のものにあっては、通常
一体に鋳物で成形するか、ポール部分とシャフト部分を
別個に成形してその後溶接技術によ多接合するかの方法
しかなかった。
しかしながら鋳造成形するものは後工程で切削研磨する
必要があり生産性が極めて悪くコスト高となる。又ポー
ルとシャフトの結合となると寸法精度を出すことがむず
かしくこれもコスト高の一因となる。
一部ポール部分とシャフト部分を分離して形成し、溶接
によ多接合するものにあっては、夫々部品の成形は容易
になっても前例同様寸法精度を出すことがむずかしく、
量産には不向きであった。
更に軽量化のためシャフトにアルミ等の軽金属を使って
も、現在の溶接技術ではアルミ材と鉄材との接合には信
頼性がなく実用化はほとんど不可能である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、寸法精度がよく量産性に優れるポール
とシャフト結合構造及びその結合方法を提供するにある
〔発明の概要〕
本発明はポールに形成された取付穴に、該ポールよシ変
形抵抗小さいシャフトを嵌合し、該シャフトを局部的に
塑性変形させて前記取付穴と緊迫力をもって結合させた
構造とその方法で、寸法精度が高く、量産性(適したも
のとなるう〔発明の実施例〕 以下本発明の実施例を第1図、第2図に基づき説明する
第1図は自動−用圧縮機のピスト/装置の場合のポール
とシャフトの結合構造とその方法を示す。
図において、ポール1は銅体からなシ、その外周から中
心に向けて数−の深さの取付穴IAが形成され、その穴
径はアルミ材からなるシャフト2の先端外径とほぼ等し
く嵌合される如くなっている。
一方対偶構造であるためシャフト2の反対側にも前記同
様ポール3が配置され、同様に嵌合される構造となって
いる。
前記ポール1,3に形成される取付穴IAは旋盤等で機
械切削により加工され、その内周面中間に環状のW溝I
B(第2図参照)が形成されている。そして取付穴IA
には前記シャフト2の先端が嵌合され、その外周部2人
を前記環状溝IBの周囲に局部的に塑性変形させ、環状
溝周囲に生じる緊迫力により剛固結合されている。
次に本発明におけるポールとシャフトの結合方法を第2
図にて説明する。
先ず第3図に示す如く中空状の一対の押型4゜41でシ
ャフト2t−挾み込むようにして保持した後、シャフト
2の先端2人にポール1の取付穴IAを嵌合し、それら
を一体にシリンダー状の受型5に挿入配置する。−刃受
型5の底面中心にはポールの球面に等しい半球状の穴5
Aが設けられており、ポール1を受止めている。
又、前記押型4,41は内径部にそって、その下端面の
周縁部に雄歯4A、41人を有し、ポール1の取付穴I
Aとシャフト2との隙間を埋めるように配置される。即
ち、シャフト2の一部は第1図から解るように取付穴2
人よシ小径となっておシ、ピストンロッドlAt−取付
穴2人に嵌合した状態ではピストンロッドIAに雄歯7
A、71Aの対向面が生じる。ポール1とシャフト2の
結合は押型4,41を下降させると、雄歯4A、41A
がシャフト2の周囲端面を垂直に押圧する。すると圧縮
され念材料は抑圧方向に対し直角に塑性流動し、環状W
溝IBの形成によって生じる突起部に緊迫力をもって剛
固に結合される、 一方のポールの結合が終った後は押!4.41と共に結
合されたシャフト2を抜き取り反転させ、前記同様の作
業順序で結合して行く。
このようにして得られたピストン装置は異種金属を結合
する場合有利で、あらゆる金属で構成されたポールとシ
ャフトの結合が可能となυ、軽量化に最適である。
又、ポール1に設けられた取付穴IAは中心軸に向けて
明けられ、そこにシャフト2が嵌合され、該シャフトが
押型4,41により同心的に押圧結合されて行くので製
品精度もよく量産性に適したものとなる。結合方法をみ
ても冷間押圧により、結合部材を塑性変形させて行くも
ゐであるだけに材料に左右されることなく、極めて効果
的に結合されて行く。なお、上記実施例ではポール1の
取付穴IAの内周面に環状のW溝IBを形成していたが
、その代シに放電加工を施して粗面化してもよく、又取
付穴を切削にて形成する場合は切削面粗さで十分の場合
もある。しかし十分に強度が要求される場合は切削しな
がら溝加工して行くのが合理的である。
更に、実施例はあくまで球面対偶形で鋼材とアルミ材の
結合について述べたが、片方のみ球面のみのものでもよ
く、その上構成材料は鋼材と鋼材の結合でもよい。但し
、鋼材同志の場合は取付穴を浸炭処理し、硬化させてお
くのが簡単に効果的に結合できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、寸法精度がよく、量産性に優れるポー
ルとシャフトの結合構造及びその結合方法が提供される
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図はピストン
装置の分解斜視図、第2図は第1図部品の結合工程を示
す半縦断面図、第3図は第2図の押型の斜視図である。 1・・・ポール、2・・・シャフト、1人・・・取付穴
、IB・・・環状溝、4A、41A・・・雄歯。 手続補正書C自発) 。Ill ”& ft ’o9 特許9長 官 志 賀  学 殿 事件の表示 昭和59年特許願第 278783  号発明の名称 ポールとシャフトの結合構造と 代   理   人 X?   a+〒100)東京都千代田区丸の内−丁目
5番1号株式会社 日立製作所内 電話東lF212−
1111(大代表)訂正明細書 発明の名称 ポールとシャフトの結合構造とその方法 特許請求の範囲 1、中心に向って明けられた取付穴を有するポールと、
前記取付穴に嵌°合さhaシャフトとからなり、該シャ
フトの外周部もしくはポールの内周部が前記取付穴の内
周面もしくはシャフトの外 面に局部的に塑性変形され
、両者間に生じる緊迫力をもって結合されていることを
特徴としたポールとシャフトの結合構造。 2、特許請求の範囲第1項記載において、ポールの取付
穴の内周面もしくはシャフトの外周面には環状の溝が形
成されていることを特徴としたポールとシャフトの結合
構造6 3、特許請求の範囲第1項記載において、ポールの取付
穴の内周面もしくはシャフトの外周面には放電加工が施
されていることを特徴としたポールとシャフトの結合構
造。 3、特許請求の範囲第1項記載において、ポールの取付
穴の内周面もしくはシャフトの外周面は切削面であるこ
とを特徴としたポールとシャフトの結合構造。 発明の詳細な説明 〔発明の利用分野〕 本発明はポールとシャフトの結合構造とその方法に係り
、例えば内燃機関用ポールジヨイント、あるいはピスト
ン装置等に好適なポールとシャフトの結合構造とその方
法に関する。 〔発明の背景〕 ピストン装置は例えば特開昭55−96377号公報に
ある如く自動車用圧縮機等で広く用いられている。 そしてその構成は上記公報の第1図にある如くシリンダ
ー内を往復動するピストン部と、該ピストン部と揺動駆
動板間を機械的に連結するピストンロッドとからなる。 上記構成において、ピストンロッドは往復運動が主であ
るため鋼材を用いているものがほとんどで球面対偶とな
っている。このように球面対偶のものにあっては、通常
一体に鋳物で成形するか、ポール部分とシャフト部分を
別個に成形してその後溶接技術により接合するかの方法
しかなかった。 しかしながら鋳造成形するものは後工程で切削研磨する
必要があり生産性が極めて悪くコスト高となる。又ポー
ルとシャフトの結合となると寸法精度を出すことがむず
かしくこれもコスト高の一因となる。 一部ポール部分とシャフト部分を分離して形成し、溶接
により接合するものにあっては、夫々部品の成形は容易
になっても前例同様寸法精度を出すことがむずかしく、
量産には不向きであった。 更に軽量化のためシャフトにアルミ等の軽金属を使って
も、現在の溶接技術ではアルミ材と鉄材との接合には信
頼性がなく実用化はほとんど不可能である。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、寸法精度がよく量産性に優れるポール
とシャフト結合構造及びその結合方法を提供するにある
。 〔発明の概要〕 本発明はポールに形成された取付穴に、シャフトを嵌合
し、該シャフトの唇周部もしくは取付穴の周囲を局部的
に塑性変形させて前記取付穴もしくはシャフトの外周部
と緊迫力をもって結合された構造とその方法で1寸法精
度が高く、量産性に適したものとなる。 〔発明の実施例〕 以下本発明の実施例を第1図、第2図に基づき説明する
。 第1図は自動車用圧縮機のピストン装置の場合のポール
とシャフトの結合構造とその方法を示す。 図において、ポール1は銅体からなり、その外周から中
心に向けて数麗の深さの取付穴IAが形成され、その穴
径はアルミ材からなるシャフト2の先端外径とほぼ等し
く嵌合される如くなっている。 一方対偶構造であるためシャフト2の反対側にも前記同
様ポール3が配置され、同様に嵌合される構造となって
いる。 前記ポール1,3に形成される取付穴IAは旋盤等で機
械切削により加工され、その内周面中間に環状のW溝I
B(第2図参照)が形成されている。そして取付穴IA
には前記シャフト2の先端が嵌合され、その外周部2A
を前記環状溝IBの周囲に局部的に塑性変形させ、環状
溝周囲に生じる緊迫力により剛固に結合されている。 次に本発明におけるポールとシャフトの結合方法を第2
図にて説明する。 先ず第3図に示す如く中空状の一対の押型4゜41でシ
ャフト2を挾み込むようにして保持した後、シャフト2
の先端2Aにポール1の取付穴IAを嵌合し、それらを
一体にシリンダー状の受型5に挿入配置する。−力受型
5の底面中心にはポールの球面に等しい半球状の穴5A
が設けられており、ポール1を受止めている。 又、前記押型4,41は内径部にそって、その下端面の
周縁部に雄歯4A、41Aを有し、ポール1の取付穴I
Aとシャフト2との隙間を埋めるように配置される。即
ち、シャフト2の一部は第1図から解るように取付穴2
Aより小径となっており、ピストンロッドIAを取付穴
2Aに嵌合した状態ではピストンロッドIAに雄歯7A
、71Aの対向面が生じる。ポール1とシャフト2の結
合は押型4,41を下降させると、雄歯4A、41Aが
シャフト2の周囲端面を垂直に押圧する。すると圧縮さ
れた材料は抑圧方向に対し直角に塑性流動し、環状W溝
IBの形成によって生じる突起部に緊迫力をもって剛固
に結合される。 一方のポールの結合が終った後は押型4,41と共に結
合されたシャフト2を抜き取り反転させ、前記同様の作
業順序で結合して行く。 このようにして得られたピストン装置は異種金属を結合
する場合有利で、あらゆる金属で構成されたポールとシ
ャフトの結合が可能となり、軽量化に最適である。 又、ポール1に設けられた取付穴IAは中心軸に向けて
明けられ、そこにシャフト2が嵌合され。 該シャフトが押型4.41により同心的に押圧結合され
て行くので製品精度もよく量産性に適したものとなる。 結合方法をみても冷間押圧により。 結合部材を塑性変形させて行くものであるだけに材料に
左右されることなく、極めて効果的に結合されて行く、
なお、上記実施例ではポール1の取付穴IAの内周面に
環状のW溝IBを形成していたが、その代りに放電加工
を施して粗面化してもよく、又取付穴を切削にて形成す
る場合は切削面粗さで十分の場合もある。しかし十分に
強度が要求される場合は切削しながら溝加工して行くの
が合理的である。 更に、実施例にあくまで球面対偶形で鋼材とアルミ材の
結合について述べたが、片方のみ球面のみのものでもよ
く、その上構成材料は鋼材と鋼材の結合でもよい、但し
、鋼材同志の場合は取付穴もしくはシャフトのいずれか
一方を浸炭処理し、硬化させておくのが簡単で効果的な
方法である。 従って、シャフトの外周を浸炭処理した場合は、ポール
の取付穴周囲を塑性変形させて結合させることになる。 この場合はポール表面に浸炭層を形成するのが普通で、
結合については全く同様の効果が期待できる。 〔発明の効果〕 。 本発明によれば1寸法端度がよく、量産性に優れるポー
ルとシャフトの結合構造及びその結合方法が提供される
。 図面の簡単な説明 図面は本発明の実施例を示すもので、第1図はピストン
装置の分解斜視図、第2図は第1図部品の結合工程を示
す半縦断面図、第3y!Iは第2図の押型の斜視図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、中心に向って明けられた取付穴を有するポールと、
    前記取付穴に嵌合され、少なくとも前記ポールより軟か
    い材質からなるシャフトとからなり、該シャフトの外周
    部が前記取付穴の内周面に局部的に塑性変形され、緊迫
    力をもって結合されていることを特徴としたポールとシ
    ャフトの結合構造。 2、特許請求の範囲第1項記載において、ポールの取付
    穴の内周面には環状の溝が形成されていることを特徴と
    したポールとシャフトの結合構造。 3、特許請求の範囲第1項記載において、ポールの取付
    穴の内周面には放電加工が施されていることを特徴とし
    たポールとシャフトの結合構造。 3、特許請求の範囲第1項記載において、ポールの取付
    穴の内周面は切削面であることを特徴としたポールとシ
    ャフトの結合構造。 4、ポールの中心に向って明けられた取付穴に、該ポー
    ルより軟かい材質からなるシャフトを嵌合した後、該シ
    ャフトの外周部に押型により垂直な力を加え、前記外周
    部を外周方向に局部的に塑性変形させてポールに結合す
    ることを特徴としたポールとシャフトの結合方法。 5、特許請求の範囲第4項記載において、取付穴はその
    内周面に環状の凹凸を有し、該凸部にて塑性変形された
    シャフトを緊迫結合させることを特徴としたポールとシ
    ャフトの結合方法。
JP27878384A 1984-12-25 1984-12-25 ボ−ルとシヤフトの結合構造とその方法 Granted JPS61150737A (ja)

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CN198585109278A CN85109278A (zh) 1984-12-25 1985-12-23 带有塑性变形联接的球和轴的接头
US07/705,552 US5114263A (en) 1984-12-25 1991-05-24 Joint having ball and shaft coupled through plastic deformation

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JPH057097B2 JPH057097B2 (ja) 1993-01-28

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4852660A (ja) * 1971-11-05 1973-07-24
JPS5622622A (en) * 1979-07-12 1981-03-03 Mobil Oil Manufacture of zeolite zsmm48* zeolite manufactured thereby and conversion of organic compound by use of same as catalyst

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4852660A (ja) * 1971-11-05 1973-07-24
JPS5622622A (en) * 1979-07-12 1981-03-03 Mobil Oil Manufacture of zeolite zsmm48* zeolite manufactured thereby and conversion of organic compound by use of same as catalyst

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