WO2018180489A1 - 部材接合装置および部材接合方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a member joining apparatus and a member joining method.
- a low specific gravity and high strength metal called high tension steel is used to reduce the weight and improve safety of automobiles.
- High-tension steel is effective in reducing weight and improving safety, but is heavier than other low specific gravity materials such as aluminum alloys. Further, when high tension steel is used, problems such as a decrease in formability, an increase in forming load, and a decrease in dimensional accuracy occur due to high strength.
- extruded materials, cast products, and press-formed products of aluminum alloys having a specific gravity lower than that of steel are used for vehicle parts. Since this aluminum alloy has a low specific gravity, it is effective for reducing the weight, but has a low strength. For this reason, multi-materials are being used in combination with steel parts such as high-tension steel and aluminum alloy parts.
- Patent Document 1 discloses a member joining method that enables joining of dissimilar metals in multi-materials using an elastic body. Specifically, in the member joining method of Patent Document 1, an aluminum pipe is inserted into a hole of a steel part, a rubber member (elastic body) is inserted inside the aluminum pipe, and the rubber member is pressed to be deformed. In this way, the aluminum pipe is enlarged and deformed, and the steel part and the aluminum pipe are caulked and joined.
- An object of the present invention is to provide a member joining apparatus and a member joining method capable of accurately caulking and joining a tubular body and a wall portion simultaneously at a plurality of locations.
- a member joining apparatus includes a fixed cylindrical assembly having a first central axis, and a first receiver in which a position in the first central axis direction is fixed with respect to the cylindrical assembly.
- a cylindrical unit including a first portion and a second receiving portion; a shaft-like assembly having a second central axis that is inserted into the cylindrical assembly so as to be linearly movable and extends in the same direction as the first central axis;
- a shaft-like unit including a first pusher and a second pusher fixed at a position in the second central axis direction with respect to the hook-shaped assembly, wherein the first pusher and the second pusher are It is located radially outside the first central axis of the cylindrical assembly, the first pressing part is opposed to the first receiving part in the first and second central axis directions, and the second pressing part is An axial unit opposed to the second receiving portion in the first and second central axis directions;
- a first elastic member disposed between the first pressing portion and the first receiving portion in the first and
- the tubular body and the wall can be caulked and joined simultaneously at a plurality of locations in accordance with the following usage method.
- the tubular body is inserted through the holes of the plurality of wall portions.
- the member joining apparatus is inserted into the tube body.
- the first and second elastic members hereinafter simply referred to as elastic members
- the first and second central axes hereinafter simply referred to as central axes
- the shaft unit is moved in the central axis direction with respect to the cylindrical unit by the moving mechanism.
- the first receiving portion and the second receiving portion are immovable in the central axis direction
- the first pressing portion and the second pressing portion (hereinafter simply referred to as the pressing portion). Is movable in the direction of the central axis. That is, by moving the shaft-shaped unit, the pressing portion can be brought close to the receiving portion, and thereby the elastic member can be compressed in the central axis direction.
- the elastic members are respectively expanded toward the radially outer side of the central axis along with the compression, whereby the tube body is expanded, and the tube body is caulked and joined to the hole portion of the wall portion.
- the radial direction of the central axis means the radial direction of the cylinder when a cylinder having the central axis is considered.
- the tube body and the wall portion can be caulked and joined at a plurality of locations. It should be noted that the number of joints is not limited to two, and may be three or more.
- the first pusher and the second pusher are moved in synchronization with each other because the positions in the central axis direction are fixed with respect to the shaft-like assembly. Therefore, the caulking and joining at a plurality of locations can be performed simultaneously.
- each of the plurality of elastic members can be deformed at an accurate position, and each portion of the tubular body can be expanded at the accurate position. Therefore, since only the necessary portion can be expanded accurately without expanding the portion that does not need to be expanded in the tubular body, it is possible to accurately crimp and join.
- the cylindrical assembly is provided with a slit extending in the first central axis direction, and at least one of the first pressing portion and the second pressing portion penetrates the cylindrical assembly through the slit. And projecting radially outward of the first central axis of the cylindrical assembly, and may be arranged to be linearly movable in the slit.
- the slit in the cylindrical assembly by providing the slit in the cylindrical assembly, at least one of the first pressing portion and the second pressing portion can be protruded from the cylindrical assembly to the outside in the radial direction of the central axis.
- the axial assembly is centered inside the cylindrical assembly.
- a configuration capable of linear movement in the axial direction can be realized. That is, a configuration including the first receiving portion and the second receiving portion that are immovable in the central axis direction and the first pressing portion and the second pressing portion that are movable in the central axis direction can be easily realized.
- the member joining apparatus is disposed between the first pressing portion and the first elastic member in the first and second central axis directions and radially outside the first central axis of the cylindrical assembly.
- a first annular member formed between the second pressing portion and the second elastic member in the first and second central axis directions, and radially outward of the first central axis of the cylindrical assembly. You may further provide at least one among the 2nd annular members arranged in.
- the first elastic member can be evenly pressed by the first annular member and / or the second elastic member can be evenly pressed by the second annular member.
- the pressing portion directly presses the elastic member.
- the elastic portion may be elastic. There is a risk of causing unintended deformation of each member. For example, when the pressing part has a shape that presses unevenly only a few places on the surface of the elastic member, only some of the elastic members that are pressed unevenly are deformed unevenly, and the tube is expanded evenly. Can not.
- At least one of the first pressing portion and the second pressing portion may be formed point-symmetrically about the first and second central axes. Good.
- the shape of the pressing portion may be, for example, a cross shape or other radial shape in the cross section.
- the moving mechanism may include a cam mechanism that converts a force acting in a direction other than the first and second central axis directions into a force in the first and second central axis directions.
- the arrangement of the pipe bodies to be caulked and joined can be arbitrarily selected.
- a processing machine such as a press machine that applies a compressive force applies a compressive force in the vertical direction.
- the cam mechanism can convert a vertical force applied by a processing machine such as a normal press machine into, for example, a horizontal force. Therefore, the tubular body to be caulked and joined can be arranged in the horizontal direction while using a processing machine such as a normal press machine. Further, when the tube body is a long member, there is a possibility that it is caulked and joined to a plurality of wall portions.
- the moving mechanism may be a pressing mechanism that presses the shaft-shaped unit.
- the axial unit is pressed by the pressing mechanism and moved in the central axis direction with respect to the cylindrical unit, and the tube body and the wall portion can be caulked and joined simultaneously at a plurality of locations.
- the moving mechanism may be a pulling mechanism that pulls the shaft unit.
- the tubular unit and the wall portion can be accurately caulked and joined simultaneously at a plurality of locations by pulling the axial unit by the pulling mechanism and moving the axial unit relative to the cylindrical unit.
- the shaft-like unit when the shaft-like unit is pulled and joined by caulking, unintentional movement of the tube body and the wall can be suppressed more often than when the shaft-like unit is pressed and caulked and joined, so that the caulking can be stably performed.
- the member joining method provides a tube, at least two wall portions provided with holes, and the above-described member joining device, and the hole portions of the at least two wall portions.
- the tubular body is inserted into the tubular body, the member joining device is inserted into the tubular body, and the member joining device compresses the first elastic member and the second elastic member in the first central axis direction to obtain a diameter. Inflating outward in the direction, thereby enlarging and deforming at least two portions of the tubular body and caulking and joining to the hole portions of the at least two wall portions.
- the pipe body and the wall can be caulked and joined simultaneously at a plurality of locations.
- a member joining apparatus includes a cylindrical assembly having a first central axis and capable of linear movement in the first central axis direction, and the first central axis direction with respect to the cylindrical assembly.
- a fixed unit having a cylindrical unit including a first pressing part and a second pressing part that are fixed in position, and a second central axis that is inserted into the cylindrical assembly and extends in the same direction as the first central axis.
- a shaft-shaped unit and a first receiving portion and a second receiving portion, the first receiving portion being fixed at a position in the second central axis direction with respect to the shaft-shaped assembly, wherein the first receiving portion And the second receiving part are located radially outside the first central axis of the cylindrical assembly, and the first receiving part is opposed to the first pressing part in the first and second central axis directions. And the second receiving portion faces the second pressing portion in the first and second central axis directions. Between the first pressing portion and the first receiving portion in the first and second central axis directions and on the radially outer side of the first central axis of the cylindrical assembly.
- the tubular body and the wall can be caulked and joined simultaneously at a plurality of locations in accordance with the following usage method.
- the tubular body is inserted through the holes of the plurality of wall portions.
- the member joining apparatus is inserted into the tube body.
- the first and second elastic members hereinafter simply referred to as elastic members
- the first and second central axes hereinafter simply referred to as central axes
- the first receiving portion and the second receiving portion are immovable in the central axis direction
- the first pressing portion and the second pressing portion (hereinafter simply referred to as the pressing portion). Is movable in the direction of the central axis. That is, by moving the cylindrical unit, the pressing portion can be brought close to the receiving portion, and thereby the elastic member can be compressed in the central axis direction.
- the elastic members are respectively expanded toward the radially outer side of the central axis along with the compression, whereby the tube body is expanded, and the tube body is caulked and joined to the hole portion of the wall portion.
- the radial direction of the central axis means the radial direction of the cylinder when a cylinder having the central axis is considered.
- the tube body and the wall portion can be caulked and joined at a plurality of locations. It should be noted that the number of joints is not limited to two, and may be three or more.
- the first pusher and the second pusher are moved in synchronization with each other because the positions in the central axis direction with respect to the cylindrical assembly are fixed. Therefore, the caulking and joining at a plurality of locations can be performed simultaneously.
- each of the plurality of elastic members can be deformed at an accurate position, and each portion of the tubular body can be expanded at the accurate position. Therefore, since only the necessary portion can be expanded accurately without expanding the portion that does not need to be expanded in the tubular body, it is possible to accurately crimp and join.
- the cylindrical assembly is provided with a slit extending in the first central axis direction, and at least one of the first receiving portion and the second receiving portion passes through the cylindrical assembly by the slit.
- the cylindrical assembly may protrude outward in the radial direction of the first central axis.
- the slit in the cylindrical assembly by providing the slit in the cylindrical assembly, at least one of the first receiving portion and the second receiving portion can be protruded from the cylindrical assembly outward in the radial direction of the central axis. Further, since the slit extends in the central axis direction, it is possible to realize a configuration in which the cylindrical assembly can move linearly in the central axis direction outside the axial assembly. That is, a configuration including the first receiving portion and the second receiving portion that are immovable in the central axis direction and the first pressing portion and the second pressing portion that are movable in the central axis direction can be easily realized.
- the member joining apparatus is disposed between the first receiving portion and the first elastic member in the first and second central axis directions and radially outside the first central axis of the cylindrical assembly.
- a first annular member formed between the second receiving portion and the second elastic member in the first and second central axis directions, and radially outward of the first central axis of the cylindrical assembly.
- a second annular member disposed on the surface.
- the first elastic member can be equally supported by the first annular member
- the second elastic member can be equally supported by the second annular member. If the first annular member and the second annular member (hereinafter may be simply referred to as an annular member) are not provided, the receiving portion directly supports the elastic member. However, depending on the shape of the receiving portion, the elastic portion may be elastic. There is a risk of causing unintended deformation of each member. For example, when the receiving part has a shape that unevenly supports only a few locations on the surface of the elastic member, only some of the elastic members that are supported unevenly are deformed unevenly, and the tube is expanded evenly. Can not.
- At least one of the first receiving portion and the second receiving portion may be formed point-symmetrically about the first and second central axes. Good.
- the receiving portion is formed point-symmetrically as described above. That is, the possibility of causing unintended deformation of the elastic member as described above can be reduced.
- the shape of the receiving portion may be, for example, a cross or other radial shape in the cross section.
- the moving mechanism may include a cam mechanism that converts a force acting in a direction other than the first and second central axis directions into a force in the first and second central axis directions.
- the arrangement of the pipe bodies to be caulked and joined can be arbitrarily selected.
- a processing machine such as a press machine that applies a compressive force applies a compressive force in the vertical direction.
- the cam mechanism can convert a vertical force applied by a processing machine such as a normal press machine into, for example, a horizontal force. Therefore, the tubular body to be caulked and joined can be arranged in the horizontal direction while using a processing machine such as a normal press machine. Further, when the tube body is a long member, there is a possibility that it is caulked and joined to a plurality of wall portions.
- the moving mechanism may be a pressing mechanism that presses the cylindrical unit.
- the axial unit is pressed by the pressing mechanism and moved in the central axis direction with respect to the cylindrical unit, and the tube body and the wall portion can be caulked and joined simultaneously at a plurality of locations.
- the moving mechanism may be a pulling mechanism that pulls the cylindrical unit.
- the tubular unit and the wall portion can be accurately caulked and joined simultaneously at a plurality of locations by pulling the axial unit by the pulling mechanism and moving the axial unit relative to the cylindrical unit.
- the shaft-like unit when the shaft-like unit is pulled and joined by caulking, unintentional movement of the tube body and the wall can be suppressed more often than when the shaft-like unit is pressed and caulked and joined, so that the caulking can be stably performed.
- the member joining method provides a tube, at least two wall portions provided with holes, and the above-described member joining device, and the hole portions of the at least two wall portions.
- the tubular body is inserted into the tubular body, the member joining device is inserted into the tubular body, and the member joining device compresses the first elastic member and the second elastic member in the first central axis direction to obtain a diameter. Inflating outward in the direction, thereby enlarging and deforming at least two portions of the tubular body and caulking and joining to the hole portions of the at least two wall portions.
- the pipe body and the wall can be caulked and joined simultaneously at a plurality of locations.
- the tubular body and the wall can be caulked and joined accurately at a plurality of locations simultaneously.
- 1 is a perspective view of a member joining apparatus according to a first embodiment of the present invention. Sectional drawing which shows the tubular body and wall part after joining. The perspective view which shows a tubular body, a wall part, and a rubber member.
- the fragmentary sectional view before the caulking joining of the member joining apparatus which concerns on 5th Embodiment The fragmentary sectional view after the caulking joining of the member joining apparatus which concerns on 5th Embodiment.
- the fragmentary sectional view before the press of a moving mechanism The fragmentary sectional view after the press of a moving mechanism.
- the materials of the tube body 100 and the wall portion 200 are not particularly limited, and may be different materials or the same material.
- the tubular body 100 is a circular tube, and may be an aluminum pipe, for example.
- the wall portion 200 is a plate-like body in which a circular hole 201 into which the tube body 100 can be inserted is formed, and can be a part of a part made of high-tension steel, for example.
- one tubular body 100 is inserted through the hole portions 201 of the four wall portions 200 having the same shape.
- the tubular body 100 is crimped and joined to the wall portion 200 at four locations by being expanded at four locations by the rubber member 10.
- the member joining apparatus 1 of the present embodiment includes a cylindrical unit 20, a shaft unit 30, four rubber members 10, and a moving mechanism M conceptually shown.
- the member joining apparatus 1 is shown in a state where the rubber members 10 are separated for the sake of clarity, but in actuality, the member joining apparatus 1 is in a combined state as will be described later (see the one-dot chain line arrow in FIG. 2). ).
- the cylindrical unit 20 of the present embodiment includes a cylindrical assembly 21 configured by a single cylindrical member 22 and four flange portions (receiving portions) 22a.
- the cylindrical member 22 is a substantially cylindrical member that extends in the direction of the first central axis L1.
- Four flange portions (receiving portions) 22 a are formed on the outer peripheral surface of the cylindrical member 22. In other words, the positions of the four flange portions 22a in the first central axis L1 direction are fixed with respect to the cylindrical assembly 21.
- One of the four flange portions 22 a is formed on the end surface of the cylindrical member 22.
- the outer shape of the four flange portions 22a is circular when viewed from the direction of the first central axis L1, and is large enough to allow the tubular member 22 to be inserted into the tubular body 100.
- the flange portion 22a has a receiving surface 22c that is a flat surface perpendicular to the first central axis L1.
- the cylindrical member 22 is provided with four slits 22b extending in the direction of the first central axis L1.
- the shaft-shaped unit 30 of the present embodiment includes a shaft-shaped assembly 31 configured by a single shaft-shaped member 32 and four projecting portions (pushing portions) 32b.
- the shaft-shaped member 32 has a substantially cylindrical shaft portion 32a extending in the direction of the second central axis L2, and the shaft portion 32a has a protruding portion (pressing portion) 32b that protrudes radially outward of the second central axis L2. Is formed.
- the position of the protruding portion 32b in the second central axis L2 direction is fixed with respect to the shaft-like assembly 31.
- FIG. 2 when the shaft unit 30 and the cylindrical unit 20 are combined, the first central axis L1 direction and the second central axis L2 direction coincide.
- the first central axis L1 and the second central axis L2 may be collectively referred to as the central axis L.
- Each protruding portion 32b protrudes in two directions from the shaft portion 32a, and specifically, is formed in an I-shape when viewed from the second central axis L2.
- the shaft portion 32 a of the shaft-shaped member 32 is smaller than the inner diameter of the tubular member 22 in the radial direction, and the protruding portion 32 b is larger than the outer diameter of the tubular member 22.
- the shaft-like member 32 can be inserted into the tubular member 22, and in the inserted state, the protruding portion 32 b penetrates the tubular member 22 through the slit 22 b of the tubular member 22 and is in the radial direction of the tubular member 22. Projects outward. Therefore, the shaft-shaped member 32 can move linearly in the direction of the central axis L partially inside and outside the cylindrical member 22.
- the protrusion 32b has a pressing surface 32c that is a flat surface perpendicular to the second central axis L2.
- the pressing surface 32c faces the receiving surface 22c of the flange portion 22a in the central axis L direction. Accordingly, the distance between the pressing surface 32c and the receiving surface 22c is changed by the above-described linear movement.
- the four rubber members 10 are cylindrical with both end surfaces being flat surfaces, and are all the same.
- the material of the rubber member 10 is preferably, for example, any of urethane rubber, chloroprene rubber, CNR rubber (chloroprene rubber + nitrile rubber), or silicon rubber. Moreover, it is preferable that the hardness of the rubber member 10 is 30 or more in Shore A.
- the cylindrical unit 20 is inserted into the shaft-shaped unit 30, and the rubber member 10 is disposed radially outside the cylindrical member 22 and is disposed between the flange portion 22a and the protruding portion 32b. Consists of.
- the tubular body 100 is inserted through the hole portions 201 of the four wall portions 200. Subsequently, it inserts in the inside of the tubular body 100 in the state which combined the member joining apparatus 1 shown in FIG. At this time, the positions of the rubber members 10 and the hole portions 201 of the wall portions 200 in the direction of the central axis L are aligned, and the cylindrical unit 20 is fixed. Thereafter, the shaft unit 30 is moved in the direction of the central axis L with respect to the cylindrical unit 20 by the moving mechanism M (see the arrow in FIG. 2).
- the space between the receiving surface 22c of the flange portion 22a and the pressing surface 32c of the protruding portion 32b is narrowed, and the rubber member 10 is compressed in the direction of the central axis L by the pressing surface 32c and the receiving surface 22c. With this compression, the rubber member 10 is expanded toward the outside in the radial direction of the central axis L. As shown in FIG. 3, each part of the tube body 100 is expanded by the rubber member 10, and the tube body 100 is expanded to the wall portion 200. The hole 201 is caulked and joined.
- the present invention is a conceptual example as described above. In practice, the area of the pressing surface 32c is increased, or a member such as the annular indenter 40 (see FIG. 5 and the like) after the second embodiment is used. It is preferable to perform caulking and bonding.
- the tubular body 100 and the wall portion 200 can be accurately caulked and joined simultaneously at four locations.
- the tubular body 100 and the wall portion 200 can be caulked and joined at four locations by the four rubber members 10 disposed between the flange portion 22a and the protruding portion 32b.
- the protrusions 32b move in synchronization with each other because the position in the central axis L direction is fixed with respect to the shaft-like assembly 31. Therefore, the caulking joining at these four locations can be performed simultaneously.
- each rubber member 10 since the rubber member 10 is supported by the flange portion 22a in the central axis L direction, the position of the rubber member 10 in the central axis L direction does not change even when caulking. Therefore, each rubber member 10 can be deformed at an accurate position, and each part of the tubular body 100 can be expanded at an accurate position. Therefore, since only the necessary portion can be expanded accurately without expanding the portion that does not need to be expanded in the tubular body 100, it is possible to accurately crimp and join.
- the protruding portion 32b can be protruded from the cylindrical member 22 to the outside in the radial direction of the central axis L.
- the axial member 32 is arranged in the central axis L direction inside the cylindrical member 22.
- a configuration capable of linear motion can be realized. That is, a configuration including the flange portion 22a that does not move in the direction of the central axis L and the protruding portion 32b that can move in the direction of the central axis L can be easily realized.
- the member joining apparatus 1 of the present embodiment is substantially the same as the first embodiment except for the detailed configuration. Therefore, the same parts as those shown in the first embodiment may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
- one tubular body 100 and two wall portions 200 are caulked and joined using two rubber members 10.
- the tubular body 100 is preferably arranged so as to extend in the horizontal direction from the viewpoint of ease of handling.
- the member joining apparatus 1 of this embodiment includes a cylindrical unit 20, a shaft unit 30, a rubber member 10, and an annular indenter (annular member) 40.
- the cylindrical unit 20 of the present embodiment is a cylindrical assembly 21 composed of a first cylindrical member 23 and a second cylindrical member 24, a flange portion 24 a (receiving portion), and a part of a fixed base 50.
- the base part 51 (receiving part) is provided.
- the first cylindrical member 23 is a substantially cylindrical member extending in the direction of the first central axis L1.
- Four slits 23 a are formed at one end of the first cylindrical member 23.
- the four slits 23a are formed at equal intervals in the circumferential direction of the first tubular member 23, and extend in the direction of the first central axis L1.
- the second cylindrical member 24 is also a substantially cylindrical member extending in the direction of the first central axis L1.
- a flange portion 24 a is formed at one end portion of the second cylindrical member 24.
- the outer diameter of the flange portion 24a is circular when viewed from the first central axis L1 direction.
- the flange portion 24a has a receiving surface 24b that is a flat surface perpendicular to the first central axis L1 direction.
- a counterbore 24c (see FIGS. 6A and 6B) having a concave shape in the first central axis L1 direction is provided on one end surface of the second cylindrical member 24.
- the counterbore 24c (see FIGS. 6A and 6B) is circular when viewed from the direction of the first central axis L1, and is sized so that one end of the first tubular member 23 can be partially inserted.
- the shaft-like unit 30 of this embodiment includes a shaft-like assembly 31 composed of a single shaft-like member 33, a protruding portion (pressing portion) 33b, and a pusher (pressing portion) 60.
- the shaft-shaped member 33 has a columnar shaft portion 33a extending in the direction of the second central axis L2, and a protruding portion 33b protruding in the four directions outward in the radial direction of the second central axis L2. In other words, the position of the protruding portion 33b in the second central axis L1 direction is fixed with respect to the shaft-like assembly 31.
- the protruding portions 33b are formed at equal intervals in the circumferential direction of the shaft portion 33a, that is, formed in a cross shape when viewed from the second central axis L2.
- the shaft portion 33 a has a shape that can be inserted into the second cylindrical member 24, and the protruding portion 33 b has a shape that can be inserted into the slit 23 a of the first cylindrical member 23. Therefore, the shaft-shaped member 33 can move linearly in the direction of the central axis L partially inside and outside the first tubular member 23.
- the protruding portion 33b has a pressing surface 33c that is a flat surface perpendicular to the second central axis L2.
- the pressing surface 33c faces the receiving surface 52a of the standing hole portion 52 of the fixed base 50 in the central axis L direction. Accordingly, the distance between the pressing surface 33c and the receiving surface 52a is changed by the above-described linear movement.
- the two rubber members 10 of the present embodiment are substantially the same as those of the first embodiment, and are both cylindrical.
- the annular indenter 40 of the present embodiment is a cylindrical member whose both end surfaces are flat surfaces.
- the annular indenter 40 has a shape that can be disposed around the first tubular member 23, that is, the first tubular member 23 can be inserted into the annular indenter 40.
- the material of the annular indenter 40 is not particularly limited, but is preferably a material that is not deformed by a pressing force generated during caulking and joining, for example, steel.
- the fixed base 50 includes a columnar base 51 and a bottomed cylindrical vertical hole 52 that rises from the center of the base 51 in the direction of the second central axis L2.
- the base 51 is fixed to a fixed surface such as a floor surface or a wall surface (not shown) with a bolt.
- the upright portion 52 is sized such that the first tubular member 23 can be partially inserted, and has a receiving surface 52a that is a flat surface perpendicular to the second central axis L2.
- the pusher 60 has a bottomed cylindrical shape.
- the presser 60 has a pressing surface 60 a that is a flat surface perpendicular to the central axis L.
- the pressing surface 60a faces the receiving surface 24b of the flange portion 24a in the central axis L direction.
- the first cylindrical member 23 is inserted into the fixed base 50 with the fixed base 50 fixed, and the rubber member 10 is placed around the first cylindrical member 23. Then, the annular indenter 40 is arranged around the first cylindrical member 23. And the protrusion part 33b of the shaft-shaped member 33 is inserted in the slit 23a of the 1st cylindrical member 23, the 2nd cylindrical member 24 is arrange
- the pusher 60 is disposed on the shaft-shaped member 33 so as to cover the protruding shaft-shaped member 33.
- the shaft-shaped member 33 is disposed on the inner side in the radial direction of the central axis L
- the first tubular member 23 and the second tubular member 24 are disposed on the middle
- the annular indenter 40 is disposed on the outer side.
- the rubber member 10 is disposed. That is, the member joining apparatus 1 has a three-layer structure. Further, in the direction of the central axis L, particularly in the direction toward the fixed base 50, the cylindrical unit 20 does not move, and the shaft-shaped unit 30, the annular indenter 40, and the pusher 60 are movable.
- the tubular body 100 is inserted into the hole 201 of the wall 200.
- the member joining apparatus 1 is inserted into the tube body 100.
- the positions of the rubber members 10 and the hole portions 201 of the wall portions 200 in the direction of the central axis L are aligned, and the fixing base 50 is fixed, that is, the cylindrical unit 20 is fixed.
- tubular body 100 and the wall part 200 can be accurately caulked and joined simultaneously at two locations.
- the rubber member 10 is disposed between the presser 60 and the flange portion 24 a of the second cylindrical member 24, and is disposed between the annular indenter 40 and the base portion 51 of the fixed base 50. With the rubber member 10, the tubular body 100 and the wall portion 200 can be caulked and joined at two locations.
- the position of the pusher 60 and the protruding portion 33 b in the central axis L direction is fixed with respect to the shaft-like assembly 31, they move in synchronization with each other. Therefore, the caulking joining at these two locations can be performed simultaneously.
- the rubber member 10 is supported by the receiving surface 52 a of the fixed base 50, and the rubber member 10 is supported by the receiving surface 24 b of the flange portion 24 a of the second cylindrical member 24.
- the positions of the two rubber members 10 in the central axis L direction do not change during the caulking and joining. Therefore, each of the two rubber members 10 can be deformed at an accurate position, and each portion of the tubular body 100 can be expanded at an accurate position. Therefore, since only the necessary portion can be expanded accurately without expanding the portion that does not need to be expanded in the tubular body 100, it is possible to accurately crimp and join.
- the protruding portion 33 b can be protruded from the first cylindrical member 23 outward in the radial direction of the central axis L. Further, since the slit 23 a extends in the direction of the central axis L and the projecting portion 33 b is arranged so as to be capable of linear movement in the slit 23 a, the shaft-shaped member 33 is disposed in the direction of the central axis L inside the cylindrical assembly 21. A configuration capable of linear motion can be realized.
- the rubber member 10 can be evenly pressed by the pusher 60 and the rubber member 10 can be evenly pressed by the annular indenter 40. If the annular indenter 40 is not provided, the protruding portion 33b directly presses the rubber member 10, but the shape of the protruding portion 33b is a cross shape, which may cause unintended deformation of the rubber member 10. There is. Specifically, since the protruding portion 33b has a shape that presses unevenly only a few locations on the surface of the rubber member 10, only some of the rubber members 10 that are pressed unevenly are deformed unevenly, There is a possibility that the tubular body 100 cannot be expanded uniformly.
- the projecting portion 33b is formed point-symmetrically with respect to the central axis L in the cross section perpendicular to the central axis L in the shaft-shaped member 33, and more specifically, formed in a cross shape. ing.
- it is easy to apply force equally to rubber member 10 by being formed in point symmetry. That is, the possibility of causing unintended deformation of the rubber member 10 as described above can be reduced.
- the pressing mechanism 70 includes a cam driver 71, a cam slider 72, a standing wall portion 73, and a columnar extrusion table 74.
- the cam driver 71 is disposed adjacent to a vertically standing wall portion 73 fixed to the floor surface, and is movable in the vertical direction along the standing wall portion 73.
- the cam driver 71 has an inclined surface 71 a for transmitting a force to the cam slider 72 at a lower portion thereof.
- a press machine or the like often used for press working or the like may be used.
- the cam slider 72 has a rail mechanism (not shown) on the lower surface, and is movable in the horizontal direction. However, in addition to the rail mechanism, any mechanism that reduces the frictional force with the ground during movement, such as a wheel, may be used. Further, the cam slider 72 has an inclined surface 72 a for receiving a force from the cam driver 71 at an upper portion thereof. Therefore, the inclined surface 71a of the cam driver 71 and the inclined surface 72a of the cam slider 72 are formed with inclinations corresponding to each other.
- the extrusion table 74 extends in the horizontal direction and has a flat pressing surface 74 a for pressing the presser 60. The extrusion table 74 is attached to the cam slider 72 and moves in the horizontal direction together with the cam slider 72.
- cam driver 71 When a force in the vertical direction (downward in the figure) is applied to the cam driver 71, the force is transmitted from the cam driver 71 to the cam slider 72 via the inclined surfaces 71a and 72a. As a result, the cam driver 71 moves in the vertical direction (downward in the figure), and the cam slider 72 moves in the horizontal direction (leftward in the figure). When the cam slider 72 moves, the push table 74 also moves and presses the pusher 60.
- the cam driver 71 and the cam slider 72 are an example of a cam mechanism.
- the standing wall 73 and the cam slider 72 are elastically connected by a coil spring 75. Accordingly, the cam slider 72 is urged toward the standing wall portion 73.
- the arrangement of the tubular body 100 to be caulked and joined can be arbitrarily selected.
- a processing machine such as a press machine that applies a compressive force applies a compressive force in the vertical direction.
- the cam mechanism can convert a vertical force applied by a processing machine such as a normal press machine into, for example, a horizontal force. Accordingly, the tubular body 100 to be caulked and joined can be arranged in the horizontal direction while using a processing machine such as a normal press machine.
- tubular body 100 when the tubular body 100 is a long member, there is a possibility that it is caulked and joined to a plurality of wall portions 200, and therefore it is particularly effective that it can be caulked and joined simultaneously at a plurality of locations.
- a limit stroke is defined in a facility such as an ordinary press machine that applies a compressive force in the vertical direction, and therefore, there is a possibility that it cannot be caulked due to size limitations.
- the direction in which the force is applied can be changed by the cam mechanism, so that any arrangement that is not affected by the limit stroke can be selected and caulked without being limited in size.
- the third cylindrical member 25 in which the first cylindrical member 23 and the fixing base 50 shown in FIGS. 6A and 6B are integrated is used. May be.
- the third cylindrical member 25 includes a flange portion 25 a having a receiving surface 25 c corresponding to the receiving surface 52 a of the fixed base 50, and a slit 25 b corresponding to the slit 23 a of the first cylindrical member 23. .
- the number of joints may be three or more.
- the number of joints is increased by continuing the assembly of the shaft-shaped member 33, the third cylindrical member 25, the annular indenter 40, and the rubber member 10. Can do.
- the third cylindrical member 25 includes a connection counterbore (not shown) similar to the counterbore 24 c of the second cylindrical member 24.
- the number of locations that can be joined at one time can be three or more. That is, by increasing the continuous configuration of the assembly, it is possible to arbitrarily increase the number of locations that can be joined at one time.
- member joining apparatus 1 of the present embodiment is substantially the same as the second modification of the second embodiment, except for the detailed configuration. Therefore, the same parts as those shown in the second modification of the second embodiment may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
- the member joining apparatus 1 of the present embodiment includes a cylindrical unit 20, a shaft unit 30, a rubber member 10, an annular indenter 40, and a fixing plate 55 having a flat surface.
- the end face of the flange portion 25a of the third cylindrical member 25 is brought into contact with the fixing plate 55 in a state where the fixing plate 55 is fixed perpendicularly to the central axis L.
- the rubber member 10 is arranged around the third cylindrical member 25, and then the annular indenter 40 is arranged around the third cylindrical member 25.
- the shaft portion 33 a of the shaft-shaped member 33 is inserted into the third tubular member 25 and the protruding portion 33 b is inserted into the slit 25 b of the third tubular member 25.
- the end surface of the flange portion 25a of another third cylindrical member 25 is brought into contact with the previous third cylindrical member 25, the rubber member 10 is arranged around the third cylindrical member 25, and then the annular indenter is continuously provided. 40 is arranged around the third cylindrical member 25. Then, the shaft portion 33 a of the shaft-shaped member 33 is inserted into the third tubular member 25 and the protruding portion 33 b is inserted into the slit 25 b of the third tubular member 25. At this time, the two shaft-like members 33 are connected by an arbitrary method such as screw fastening and move integrally in the direction of the central axis L.
- the shaft-shaped member 33 is disposed on the inner side in the radial direction of the central axis L, the third cylindrical member 25 is disposed on the middle, and the annular indenter 40 and the rubber member 10 are disposed on the outer side.
- the member joining apparatus 1 has a three-layer structure. Further, in the direction of the central axis L, particularly in the direction toward the fixed base 50, the cylindrical unit 20 is immovable, and the axial unit 30 and the annular indenter 40 are movable.
- the tubular body 100 is inserted into the hole 201 of the wall 200.
- the member joining apparatus 1 is inserted into the tube body 100.
- the positions of the rubber members 10 and the hole portions 201 of the wall portions 200 in the direction of the central axis L are aligned, and the cylindrical unit 20 is fixed.
- the pulling mechanism 80 includes a cam driver 81, a cam slider 82, a standing wall portion 83, and a guide shaft member 84.
- the cam driver 81 is disposed adjacent to a vertically standing wall 83 fixed to the floor, and can move in the vertical direction along the wall 83.
- the cam driver 81 has an inclined surface 81 a for transmitting a force to the cam slider 82 at the lower part.
- a press machine or the like often used for press working or the like may be used.
- the cam slider 82 has a rail mechanism (not shown) on the lower surface, and is movable in the horizontal direction.
- the cam slider 82 has an inclined surface 82 a for receiving a force from the cam driver 81 at the upper part. Therefore, the inclined surface 81a of the cam driver 81 and the inclined surface 82a of the cam slider 82 are formed with inclinations corresponding to each other.
- the guide shaft member 84 passes through the cam slider 82 and the standing wall 83 and extends in the horizontal direction.
- the cam slider 82 and the standing wall 83 have through holes 82b and 83a for inserting the guide shaft member 84, and the guide shaft member 84 can slide in the through holes 82b and 83a in the horizontal direction. .
- One end of the guide shaft member 84 is mechanically connected to the shaft-shaped member 33 by a coupling mechanism 84a, and the other end is a bolt larger than the through hole 82b outside the cam slider 82 (on the side opposite to the standing wall portion 83). Etc. are connected to a locking member 84b.
- the standing wall 83 and the cam slider 82 are elastically connected by a coil spring 85. Therefore, the cam slider 82 is urged toward the standing wall portion 83.
- the cam driver 81 When a force in the vertical direction (downward in the figure) is applied to the cam driver 81, the force is transmitted from the cam driver 81 to the cam slider 82 via the inclined surfaces 81a and 82a. As a result, the cam driver 81 moves in the vertical direction (downward in the figure), and the cam slider 82 moves in the horizontal direction (rightward in the figure). When the cam slider 82 moves, the guide shaft member 84 that receives the force through the locking member 84b also moves, and pulls the shaft-shaped member 33 through the coupling mechanism 84a.
- the cam driver 81 and the cam slider 82 are examples of a cam mechanism.
- the standing wall 83 and the cam slider 82 are elastically connected by a coil spring 85. Therefore, the cam slider 82 is urged toward the standing wall portion 83.
- the direction of the force can be changed by the cam mechanism, so the arrangement of the tubular body 100 to be caulked and joined can be arbitrarily selected. it can.
- the number of joints may be three or more.
- the assembly made up of the shaft-shaped member 33, the third cylindrical member 25, the annular indenter 40, and the rubber member 10 is made continuous, so that Can be increased.
- the number of locations that can be joined at one time can be three or more. That is, by increasing the continuous configuration of the assembly, it is possible to arbitrarily increase the number of locations that can be joined at one time.
- the materials of the tube body 100 and the wall portion 200 are not particularly limited, and may be different materials or the same material.
- the tube body 100 is a circular tube, and may be an aluminum pipe, for example.
- the wall portion 200 is a plate-like body in which a circular hole 201 into which the tube body 100 can be inserted is formed, and can be a part of a part made of high-tension steel, for example.
- one tubular body 100 is inserted through the hole portions 201 of the four wall portions 200 having the same shape.
- the tubular body 100 is crimped and joined to the wall portion 200 at four locations by being expanded at four locations by the rubber member 10.
- the member joining apparatus 1 of this embodiment includes a cylindrical unit 20, a shaft unit 30, four rubber members 10, and a moving mechanism M conceptually shown.
- the member joining apparatus 1 is shown in a state where the rubber members 10 are separated for the sake of clarity, but in actuality, the member joining apparatus 1 is in a combined state as will be described later (refer to the one-dot chain line arrow in FIG. 14). ).
- the cylindrical unit 20 of the present embodiment includes a cylindrical assembly 21 configured by a single cylindrical member 22 and four flange portions (pushing portions) 22d.
- the cylindrical member 22 is a substantially cylindrical member that extends in the direction of the first central axis L1.
- Four flange portions (pressing portions) 22 d are formed on the outer peripheral surface of the cylindrical member 22. In other words, the positions of the four flange portions 22d in the first central axis L1 direction are fixed with respect to the cylindrical assembly 21.
- One of the four flange portions 22 d is formed on the end surface of the cylindrical member 22.
- the outer shape of the four flange portions 22d is circular when viewed from the direction of the first central axis L1, and is large enough to allow the tubular member 22 to be inserted into the tubular body 100.
- the flange portion 22d has a pressing surface 22e that is a flat surface perpendicular to the first central axis L1.
- the cylindrical member 22 is provided with four slits 22f extending in the direction of the first central axis L1.
- the shaft-like unit 30 of the present embodiment includes a shaft-like assembly 31 constituted by a single shaft-like member 32 and four projecting portions (receiving portions) 32b.
- the shaft-shaped member 32 has a substantially cylindrical shaft portion 32a extending in the direction of the second central axis L2, and the shaft portion 32a has a protruding portion (receiving portion) 32b that protrudes radially outward of the second central axis L2. Is formed.
- the position of the protruding portion 32b in the second central axis L2 direction is fixed with respect to the shaft-like assembly 31. As shown in FIG.
- the first central axis L1 direction and the second central axis L2 direction coincide. Therefore, hereinafter, in a state where the shaft unit 30 and the cylindrical unit 20 are combined, the first central axis L1 and the second central axis L2 may be collectively referred to as the central axis L.
- Each protruding portion 32b protrudes in two directions from the shaft portion 32a, and specifically, is formed in an I-shape when viewed from the second central axis L2.
- the shaft portion 32 a of the shaft-shaped member 32 is smaller than the inner diameter of the tubular member 22 in the radial direction, and the protruding portion 32 b is larger than the outer diameter of the tubular member 22.
- the shaft-like member 32 can be inserted into the tubular member 22, and in the inserted state, the protruding portion 32 b penetrates the tubular member 22 through the slit 22 f of the tubular member 22 and is in the radial direction of the tubular member 22. Projects outward. Therefore, the shaft-shaped member 32 can be linearly moved relative to the tubular member 22 in the direction of the central axis L partially inside and outside the tubular member 22.
- the protrusion 32b has a receiving surface 32c that is a flat surface perpendicular to the second central axis L2.
- the receiving surface 32c faces the pressing surface 22e of the flange portion 22d in the central axis L direction. Accordingly, the distance between the receiving surface 32c and the pressing surface 22e is changed by the above-described linear movement.
- the four rubber members 10 are cylindrical with both end surfaces being flat surfaces, and are all the same.
- the material of the rubber member 10 is preferably, for example, any of urethane rubber, chloroprene rubber, CNR rubber (chloroprene rubber + nitrile rubber), or silicon rubber. Moreover, it is preferable that the hardness of the rubber member 10 is 30 or more in Shore A.
- the cylindrical unit 20 is inserted into the shaft-shaped unit 30, and the rubber member 10 is disposed on the radially outer side of the cylindrical member 22, and is disposed between the flange portion 22d and the protruding portion 32b. Consists of.
- the tubular body 100 is inserted into the hole portions 201 of the four wall portions 200. Subsequently, it inserts in the inside of the tubular body 100 in the state which combined the member joining apparatus 1 shown in FIG. At this time, the positions of the rubber members 10 and the holes 201 of the wall portions 200 in the direction of the central axis L are aligned, and the shaft-shaped unit 30 is fixed. Thereafter, the cylindrical unit 20 is moved in the direction of the central axis L with respect to the axial unit 30 by the moving mechanism M (see the arrow in FIG. 14).
- the space between the pressing surface 22e of the flange portion 22d and the receiving surface 32c of the protruding portion 32b is narrowed, and the rubber member 10 is compressed in the direction of the central axis L by the pressing surface 22e and the receiving surface 32c. With this compression, the rubber member 10 is expanded outward in the radial direction of the central axis L. As shown in FIG. 15, each part of the tubular body 100 is expanded by the rubber member 10, and the tubular body 100 becomes the wall portion 200. The hole 201 is caulked and joined.
- the present invention is a conceptual example as described above. In practice, the area of the receiving surface 32c is increased, or a member such as the annular indenter 40 (see FIG. 17 and the like) of the second and subsequent embodiments is used. It is preferable to perform caulking and bonding.
- the tubular body 100 and the wall portion 200 can be accurately caulked and joined simultaneously at four locations.
- the tubular body 100 and the wall portion 200 can be caulked and joined at four locations by the four rubber members 10 disposed between the flange portion 22d and the protruding portion 32b.
- each flange portion 22d is moved in synchronization with each other because the position in the central axis L direction is fixed with respect to the cylindrical assembly 21. Therefore, the caulking joining at these four locations can be performed simultaneously.
- each rubber member 10 since the rubber member 10 is supported by the projecting portion 32b in the central axis L direction, the position of the rubber member 10 in the central axis L direction does not change even when caulking. Therefore, each rubber member 10 can be deformed at an accurate position, and each part of the tubular body 100 can be expanded at an accurate position. Therefore, since only the necessary portion can be expanded accurately without expanding the portion that does not need to be expanded in the tubular body 100, it is possible to accurately crimp and join.
- the protruding portion 32b can be protruded from the cylindrical member 22 to the outside in the radial direction of the central axis L.
- the slit 22f extends in the direction of the central axis L, and the protruding portion 32b is disposed so as to be relatively linearly movable in the slit 22f. Therefore, it is possible to realize a configuration in which the cylindrical member 22 can move linearly in the direction of the central axis L outside the shaft-shaped member 32. That is, it is possible to easily realize the configuration including the protruding portion 32b that does not move in the central axis L direction and the flange portion 22d that can move in the central axis L direction.
- the member joining apparatus 1 of the present embodiment is substantially the same as the fourth embodiment except for the detailed configuration. Therefore, the same parts as those shown in the fourth embodiment may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
- one tubular body 100 and two wall portions 200 are caulked and joined using two rubber members 10.
- the tubular body 100 is preferably arranged so as to extend in the horizontal direction from the viewpoint of ease of handling.
- the member joining apparatus 1 of this embodiment includes a cylindrical unit 20, a shaft unit 30, a rubber member 10, and an annular indenter (annular member) 40.
- the cylindrical unit 20 of the present embodiment includes a cylindrical assembly 21 composed of two first cylindrical members 23, and a flange portion 23b (pressing portion).
- the first cylindrical member 23 is a substantially cylindrical member extending in the direction of the first central axis L1.
- a flange portion 23 b is formed at one end of the first cylindrical member 23.
- the flange portion 23 b is fixed at a position in the first central axis L ⁇ b> 1 direction with respect to the tubular assembly 21.
- the outer diameter of the flange portion 23b is circular when viewed from the first central axis L1 direction.
- the flange portion 23b has a pressing surface 23c that is a flat surface perpendicular to the first central axis L1 direction.
- slits 23 d are formed at the other end of the first cylindrical member 23.
- the four slits 23d are formed at equal intervals in the circumferential direction of the first cylindrical member 23, and extend in the direction of the first central axis L1.
- a counterbore 23e having a concave shape in the direction of the first central axis L1 is provided on one end surface of the first cylindrical member 23.
- the counterbore 23e is circular when viewed from the direction of the first central axis L1, and has a size that allows the other end of another first tubular member 23 to be partially inserted.
- the shaft unit 30 of the present embodiment includes a shaft assembly 31 including two shaft members 33 and a projecting portion (receiving portion) 33b.
- the shaft-shaped member 33 has a columnar shaft portion 33a extending in the direction of the second central axis L2, and a protruding portion 33b protruding in the four directions outward in the radial direction of the second central axis L2.
- the position of the protruding portion 33b in the second central axis L1 direction is fixed with respect to the shaft-like assembly 31.
- the protruding portions 33b are formed at equal intervals in the circumferential direction of the shaft portion 33a, that is, formed in a cross shape when viewed from the second central axis L2.
- the shaft portion 33 a has a shape that can be inserted into the first tubular member 23, and the protruding portion 33 b has a shape that can be inserted into the slit 23 d of the first tubular member 23. Therefore, when the cylindrical assembly 21 moves linearly in the direction of the central axis L, the shaft-shaped member 33 can be moved relatively linearly in the direction of the central axis L partially inside and outside the first cylindrical member 23.
- the protrusion 33b has a receiving surface 33c that is a flat surface perpendicular to the second central axis L2.
- the receiving surface 33c faces the pressing surface 23c in the central axis L direction. Accordingly, the distance between the receiving surface 33c and the pressing surface 23c is changed by the above-described linear movement.
- the two rubber members 10 of the present embodiment are substantially the same as those of the fourth embodiment, and both are cylindrical.
- the two annular indenters 40 of the present embodiment are cylindrical members having the same shape and both end surfaces being flat surfaces.
- the annular indenter 40 has a shape that can be disposed around each first cylindrical member 23, that is, the first cylindrical member 23 can be inserted into the annular indenter 40.
- the material of the annular indenter 40 is not particularly limited, but is preferably a material that is not deformed by a pressing force generated during caulking and joining, for example, steel.
- the rubber member 10 is disposed around the first cylindrical member 23, and the annular indenter 40 is subsequently disposed around the first cylindrical member 23. Then, the shaft portion 33 a of the shaft-shaped member 33 is inserted into the first tubular member 23 and the protruding portion 33 b is inserted into the slit 23 d of the first tubular member 23. Next, another first cylindrical member 23 is connected to the previous first cylindrical member 23. And the rubber member 10 is arrange
- the shaft portion 33 a of the shaft-shaped member 33 is inserted into the first tubular member 23 and the protruding portion 33 b is inserted into the slit 23 d of the first tubular member 23.
- the shaft-shaped unit 30 is fixed so as to limit the movement in the central axis L direction.
- the shaft-shaped member 33 is disposed on the inner side in the radial direction of the central axis L
- the first tubular member 23 is disposed on the middle
- the annular indenter 40 on the outer side
- the rubber member 10 is arranged. That is, the member joining apparatus 1 has a three-layer structure. Further, in the direction of the central axis L, the shaft unit 30 and the annular indenter 40 do not move, and the cylindrical unit 20 is movable.
- the tubular body 100 is inserted into the hole 201 of the wall 200.
- the member joining apparatus 1 is inserted into the tube body 100.
- the positions of the rubber members 10 and the hole portions 201 of the wall portions 200 in the direction of the central axis L are aligned, and the shaft-shaped unit 30 is fixed.
- the cylindrical unit 20 is moved in the direction of the central axis L (see the arrow in the drawing) by the moving mechanism M shown conceptually.
- the space between the pressing surface 23c of the flange portion 23b and the receiving surface 33c (or the end surface of the annular indenter 40) of the protruding portion 33b of the shaft-like member 33 is narrowed, and the rubber member 10 is compressed in the direction of the central axis L. Is done.
- the rubber members 10 are expanded outward in the radial direction of the central axis L, whereby the tube body 100 is expanded, and the tube body 100 is caulked and joined to the hole portion 201 of the wall portion 200.
- tubular body 100 and the wall part 200 can be accurately caulked and joined simultaneously at two locations.
- the tubular body 100 and the wall portion 200 can be caulked and joined at two locations by the two rubber members 10 respectively disposed between the protruding portion 33b and the flange portion 23b.
- the flange portion 23b moves in synchronization with each other because the position in the central axis L direction is fixed with respect to the cylindrical assembly 21. Therefore, the caulking joining at these two locations can be performed simultaneously.
- each of the two rubber members 10 can be deformed at an accurate position, and each portion of the tubular body 100 can be expanded at an accurate position. Therefore, since only the necessary portion can be expanded accurately without expanding the portion that does not need to be expanded in the tubular body 100, it is possible to accurately crimp and join.
- the protruding portion 33b can be protruded from the first cylindrical member 23 outward in the radial direction of the central axis L.
- the slit 23d extends in the direction of the central axis L and the projecting portion 33b is disposed so as to be relatively linearly movable in the slit 23d
- the cylindrical assembly 21 is disposed outside the axial member 33 at the central axis L.
- a configuration capable of linear movement in the direction can be realized. That is, it is possible to easily realize the configuration including the protruding portion 33b that does not move in the central axis L direction and the flange portion 23b that moves in the central axis L direction.
- the rubber members 10 can be equally supported by the annular indenter 40. If the annular indenter 40 is not provided, the protruding portion 33b directly supports the rubber member 10. However, since the protruding portion 33b has a cross shape, the rubber member 10 may be unintentionally deformed. There is. Specifically, since the protruding portion 33b has a shape that unevenly supports only a few locations on the surface of the rubber member 10, only some of the rubber members 10 that are unevenly supported are deformed unevenly, There is a possibility that the tubular body 100 cannot be expanded uniformly.
- the projecting portion 33b is formed point-symmetrically with respect to the central axis L in the cross section perpendicular to the central axis L in the shaft-shaped member 33, and more specifically, formed in a cross shape. ing.
- it is easy to apply force equally to rubber member 10 by being formed in point symmetry. That is, the possibility of causing unintended deformation of the rubber member 10 as described above can be reduced.
- the pressing mechanism 70 includes a cam driver 71, a cam slider 72, a standing wall portion 73, and a columnar extrusion table 74.
- the cam driver 71 is disposed adjacent to a vertically standing wall portion 73 fixed to the floor surface, and is movable in the vertical direction along the standing wall portion 73.
- the cam driver 71 has an inclined surface 71 a for transmitting a force to the cam slider 72 at a lower portion thereof.
- a press machine or the like often used for press working or the like may be used.
- the cam slider 72 has a rail mechanism (not shown) on the lower surface, and is movable in the horizontal direction. However, in addition to the rail mechanism, any mechanism that reduces the frictional force with the ground during movement, such as a wheel, may be used. Further, the cam slider 72 has an inclined surface 72 a for receiving a force from the cam driver 71 at an upper portion thereof. Therefore, the inclined surface 71a of the cam driver 71 and the inclined surface 72a of the cam slider 72 are formed with inclinations corresponding to each other.
- the extrusion table 74 extends in the horizontal direction, and has a flat pressing surface 74 a for pressing the first cylindrical member 23.
- the extrusion stand 74 has a through-hole 74b having a circular cross section extending in the horizontal direction.
- the through hole 74b has a size that allows the shaft portion 33a of the shaft-shaped member 33 to be inserted.
- the extrusion table 74 is attached to the cam slider 72 and moves in the horizontal direction together with the cam slider 72.
- the cam driver 71 When a force in the vertical direction (downward in the figure) is applied to the cam driver 71, the force is transmitted from the cam driver 71 to the cam slider 72 via the inclined surfaces 71a and 72a. As a result, the cam driver 71 moves in the vertical direction (downward in the figure), and the cam slider 72 moves in the horizontal direction (leftward in the figure). When the cam slider 72 moves, the push table 74 also moves and presses the first cylindrical member 23. At this time, since the shaft-shaped member 33 is inserted into the through hole 74 b, it does not receive a force from the extrusion table 74.
- the cam driver 71 and the cam slider 72 are an example of a cam mechanism.
- the standing wall 73 and the cam slider 72 are elastically connected by a coil spring 75. Accordingly, the cam slider 72 is urged toward the standing wall portion 73.
- the arrangement of the tubular body 100 to be caulked and joined can be arbitrarily selected.
- a processing machine such as a press machine that applies a compressive force applies a compressive force in the vertical direction.
- the cam mechanism can convert a vertical force applied by a processing machine such as a normal press machine into, for example, a horizontal force. Accordingly, the tubular body 100 to be caulked and joined can be arranged in the horizontal direction while using a processing machine such as a normal press machine.
- tubular body 100 when the tubular body 100 is a long member, there is a possibility that it is caulked and joined to a plurality of wall portions 200, and therefore it is particularly effective that it can be caulked and joined simultaneously at a plurality of locations.
- a limit stroke is defined in a facility such as an ordinary press machine that applies a compressive force in the vertical direction, and therefore, there is a possibility that it cannot be caulked due to size limitations.
- the direction in which the force is applied can be changed by the cam mechanism, so that any arrangement that is not affected by the limit stroke can be selected and caulked without being limited in size.
- the number of joints may be three or more.
- the number of joints can be increased by continuing the assembly of the shaft-shaped member 33, the first tubular member 23, the annular indenter 40, and the rubber member 10.
- the number of locations that can be joined at one time can be three or more. That is, by increasing the continuous configuration of the assembly, it is possible to arbitrarily increase the number of locations that can be joined at one time.
- the member joining apparatus 1 of the present embodiment is substantially the same as the fifth embodiment except for the detailed configuration. Therefore, the same parts as those shown in the second embodiment may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
- the member joining apparatus 1 of the present embodiment includes a cylindrical unit 20, a shaft unit 30, a rubber member 10, and an annular indenter 40.
- the shaft-shaped unit 30 includes a shaft-shaped assembly 31 including a single shaft-shaped member 33, a projecting portion (receiving portion) 33b, and a support indenter (receiving portion) 56.
- the shaft member 33 is the same as that in the fifth embodiment.
- the support indenter 56 is a cylindrical member and has a receiving surface 56a that is a flat surface perpendicular to the second central axis L2.
- the support indenter 56 has a configuration that can be fixed to a fixed object such as a floor surface, and is used by being fixed in an assembled state as will be described later.
- the rubber member 10 when assembling these components, the rubber member 10 is disposed around the first cylindrical member 23, and the annular indenter 40 is subsequently disposed around the first cylindrical member 23. Then, the protruding portion 33 b of the shaft-shaped member 33 is inserted into the slit 23 d of the first cylindrical member 23. Next, another first cylindrical member 23 is connected to the previous first cylindrical member 23. This connection is a connection that allows the two first cylindrical members 23 to move together in the direction of the central axis L by any method such as screw fastening. Then, the rubber member 10 is disposed around the first tubular member 23, and the support indenter 56 is subsequently disposed around the first tubular member 23.
- the shaft-shaped member 33 and the first cylindrical member 23 penetrate the support indenter 56. Then, the shaft-shaped unit 30 is fixed so as to limit the movement in the central axis L direction.
- the shaft-shaped member 33 is disposed on the inner side in the radial direction of the central axis L
- the first cylindrical member 23 is disposed on the middle
- the annular indenter 40 and the rubber member 10 are disposed on the outer side. ing. That is, the member joining apparatus 1 has a three-layer structure.
- the shaft unit 30, the annular indenter 40, and the support indenter 56 are immovable, and the cylindrical unit 20 is movable.
- the tubular body 100 is inserted into the hole 201 of the wall 200.
- the member joining apparatus 1 is inserted into the tube body 100.
- the positions of the rubber members 10 and the hole portions 201 of the wall portions 200 in the direction of the central axis L are aligned, and the shaft-shaped unit 30 is fixed.
- the cylindrical unit 20 is pulled in the direction of the central axis L (see the arrow in the figure) by the moving mechanism M shown conceptually. Then, the space between the end surface of the annular indenter 40 and the pressing surface 23c of the flange portion 23b is narrowed, and the rubber member 10 is compressed in the central axis L direction. Along with this compression, the rubber members 10 are expanded outward in the radial direction of the central axis L, whereby the tube body 100 is expanded, and the tube body 100 is caulked and joined to the hole portion 201 of the wall portion 200.
- the tension mechanism 80 includes a cam driver 81, a cam slider 82, a standing wall portion 83, a guide shaft member 84, and a fixture 85.
- the cam driver 81 is disposed adjacent to a vertically standing wall 83 fixed to the floor, and can move in the vertical direction along the wall 83.
- the cam driver 81 has an inclined surface 81 a for transmitting a force to the cam slider 82 at the lower part.
- a press machine or the like often used for press working or the like may be used.
- the cam slider 82 has a rail mechanism (not shown) on the lower surface, and is movable in the horizontal direction. However, in addition to the rail mechanism, any mechanism that reduces the frictional force with the ground during movement, such as a wheel, may be used.
- the cam slider 82 has an inclined surface 82 a for receiving a force from the cam driver 81 at the upper part. Therefore, the inclined surface 81a of the cam driver 81 and the inclined surface 82a of the cam slider 82 are formed with inclinations corresponding to each other.
- the guide shaft member 84 passes through the cam slider 82 and the standing wall 83 and extends in the horizontal direction.
- the cam slider 82 and the standing wall 83 have through holes 82b and 83a for inserting the guide shaft member 84, and the guide shaft member 84 can slide in the through holes 82b and 83a in the horizontal direction.
- One end of the guide shaft member 84 is mechanically connected to the first cylindrical member 23 by a coupling mechanism 84a, and the other end is outside the cam slider 82 (on the side opposite to the standing wall portion 83) than the through hole 82b. It is connected to a locking member 84b such as a large bolt. Further, the fixing tool 85 fixes the support indenter 56 to the floor surface.
- the standing wall 83 and the cam slider 82 are elastically connected by a coil spring 86. Therefore, the cam slider 82 is urged toward the standing wall portion 83.
- the cam driver 81 When a force in the vertical direction (downward in the figure) is applied to the cam driver 81, the force is transmitted from the cam driver 81 to the cam slider 82 via the inclined surfaces 81a and 82a. As a result, the cam driver 81 moves in the vertical direction (downward in the figure), and the cam slider 82 moves in the horizontal direction (rightward in the figure). When the cam slider 82 moves, the guide shaft member 84 that receives the force through the locking member 84b also moves, and pulls the first tubular member 23 through the coupling mechanism 84a.
- the cam driver 81 and the cam slider 82 are examples of a cam mechanism.
- the standing wall 83 and the cam slider 82 are elastically connected by a coil spring 86. Therefore, the cam slider 82 is urged toward the standing wall portion 83.
- the direction of the force can be changed by the cam mechanism, so that the arrangement of the tubular body 100 to be caulked and joined can be arbitrarily selected. it can.
- the flange portion 23b may be separated from the first tubular member 23 shown in FIGS. 21A and 21B. That is, the first cylindrical member 23 may be separated into the second cylindrical member 24 and the pressing table 61.
- the second cylindrical member 24 is substantially cylindrical, and the same slit 24d as the first cylindrical member 23 is formed at one end.
- the pressing table 61 is generally cylindrical, but includes a concave seat portion 61a into which the first tubular member 23 can be inserted and placed.
- the pressing table 61 includes a pressing surface 61 b that is perpendicular to the central axis L and faces the receiving surface 33 c of the shaft-shaped member 33.
- the 2nd cylindrical member 24 and the press stand 61 are connected by arbitrary methods, such as screw fastening, and can move integrally in the central-axis L direction.
- the first tubular member 23 is separated into the second tubular member 24 and the pressing base 61, so that the degree of freedom in assembling the member joining apparatus 1 can be improved.
- the number of joints may be three or more.
- an assembly composed of the shaft-shaped member 33, the first cylindrical member 23, the annular indenter 40, and the rubber member 10 is made continuous, so Can be increased.
- the number of locations that can be joined at one time can be three or more. That is, by increasing the continuous configuration of the assembly, it is possible to arbitrarily increase the number of locations that can be joined at one time.
Landscapes
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Abstract
部材接合装置1は、固定された筒状アセンブリ21と、筒状アセンブリ21に対して第1中心軸L1方向の位置が固定されているフランジ部22aとを含む筒状ユニット20と、筒状アセンブリ21内に直動可能に挿通される軸状アセンブリ31と、軸状アセンブリ31に対して第2中心軸L2方向の位置が固定されている突出部32bとを含む軸状ユニット30であって、突出部32bは筒状アセンブリ21の第1中心軸L1の径方向外側に位置し、突出部32bはフランジ部22aと中心軸L方向に対向し、かつ、突出部32bはフランジ部22aと中心軸L方向に対向している軸状ユニット30と、中心軸L方向における突出部32bとフランジ部22aとの間であって、筒状アセンブリ21の径方向外側に配置されたゴム部材10と、軸状ユニット30を筒状ユニット20に対して、中心軸L方向に移動させる移動機構Mとを備える。
Description
本発明は、部材接合装置および部材接合方法に関する。
自動車の軽量化や安全性向上のために、ハイテンション鋼と呼ばれる低比重かつ高強度の金属が使用されている。ハイテンション鋼は、軽量化や安全性向上に有効であるが、アルミニウム合金などのさらなる低比重材料と比較すると重い。また、ハイテンション鋼を使用すると、高強度ゆえに、成形性の低下、成形荷重の上昇、および寸法精度の低下などの問題が生じる。これらの問題を解決するために、近年、鋼よりも低比重であるアルミニウム合金の押出材、鋳造品、およびプレス成形品が車両部品に用いられている。このアルミニウム合金は、低比重であるので、軽量化には有効であるが、低強度である。そのため、ハイテンション鋼などの鋼製部品とアルミニウム合金部品と合わせて活用するマルチマテリアル化が行われている。
マルチマテリアル化で問題となるのは鋼製部品とアルミニウム合金部品のような異種金属の接合である。例えば、特許文献1では、弾性体を利用することによりマルチマテリアル化における異種金属の接合を可能にする部材接合方法が開示されている。詳細には、特許文献1の部材接合方法では、鋼製部品の穴部にアルミパイプを挿通し、アルミパイプの内側にゴム部材(弾性体)を挿入し、ゴム部材を加圧することで変形させ、それによってアルミパイプを拡大変形させ、鋼製部品とアルミパイプとをかしめ接合している。
特許文献1の接合方法では、複数箇所を同時に正確にかしめ接合することについて詳細に検討されていない。特許文献1の接合方法を使用し、複数箇所を同時にかしめ接合すると、複数箇所に配置されたゴム部材の位置がずれ、それぞれ正確な位置でかしめ接合できないおそれがある。
本発明は、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる部材接合装置および部材接合方法を提供することを課題とする。
本発明の第1の態様の部材接合装置は、第1中心軸を有する固定された筒状アセンブリと、前記筒状アセンブリに対して前記第1中心軸方向の位置が固定されている第1受部および第2受部とを含む筒状ユニットと、前記筒状アセンブリ内に直動可能に挿通され、前記第1中心軸と同方向に延びる第2中心軸を有する軸状アセンブリと、前記軸状アセンブリに対して前記第2中心軸方向の位置が固定されている第1押部および第2押部とを含む軸状ユニットであって、前記第1押部および前記第2押部は前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に位置し、前記第1押部は前記第1受部と前記第1および第2中心軸方向に対向し、かつ、前記第2押部は前記第2受部と前記第1および第2中心軸方向に対向している軸状ユニットと、前記第1および第2中心軸方向における前記第1押部と前記第1受部との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第1弾性部材と、前記第1および第2中心軸方向における前記第2押部と前記第2受部との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第2弾性部材と、前記軸状ユニットを前記筒状ユニットに対して、前記第1および第2中心軸方向に移動させる移動機構とを備える。
この構成によれば、以下の使用方法に従って、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。まず、複数の壁部の孔部に管体を挿通する。次いで、上記部材接合装置を管体の内部に挿入する。このとき、第1弾性部材および第2弾性部材(以降、単に弾性部材という場合がある)と、各壁部の孔部との第1および第2中心軸(以降、単に中心軸という場合がある)方向における位置を合わせる。そして、移動機構によって軸状ユニットを筒状ユニットに対して中心軸方向に移動させる。上記構成では、第1受部および第2受部(以降、単に受部という場合がある)は中心軸方向に不動であり、第1押部および第2押部(以降、単に押部という場合がある)は中心軸方向に可動である。即ち、軸状ユニットの移動によって、押部を受部に接近させることができ、それにより弾性部材を中心軸方向に圧縮できる。弾性部材は、この圧縮に伴って中心軸の径方向外側に向けてそれぞれ膨張され、それによって管体が拡管され、管体が壁部の孔部にかしめ接合される。ここで、中心軸の径方向とは、中心軸を有する円柱を考えたときの円柱の半径方向を意味する。
特に、上記構成では、第1押部と第1受部との間に配置された第1弾性部材と、第2押部と第2受部との間に配置された第2弾性部材とによって、管体と壁部とを複数箇所でかしめ接合できる。注意すべきは、接合箇所は、2箇所に限定されず、3箇所以上であってもよいことである。
また、この構成によれば、第1押部および第2押部は軸状アセンブリに対して中心軸方向の位置が固定されているため、互いに同期して移動する。そのため、この複数箇所でのかしめ接合は同時に実行可能である。
また、この構成によれば、弾性部材は受部に支持されているため、かしめ接合の際にも弾性部材の中心軸方向の位置は変化しない。そのため、正確な位置で複数の弾性部材をそれぞれ変形でき、正確な位置で管体の各部を拡管できる。従って、管体のうち拡管不要な部分を拡管することなく、必要な部分のみを正確に拡管できるため、正確にかしめ接合できる。
前記筒状アセンブリには、前記第1中心軸方向に延びるスリットが設けられており、前記第1押部および前記第2押部の少なくとも一方は、前記スリットを介して前記筒状アセンブリを貫通して前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側へ突出しており、前記スリット内で直動可能に配置されていてもよい。
この構成によれば、筒状アセンブリにスリットを設けることで、第1押部および第2押部の少なくとも一方を筒状アセンブリから中心軸の径方向外側へ突出させることができる。また、スリットが中心軸方向に延び、かつ、第1押部および第2押部の少なくとも一方がスリット内で直動可能に配置されているため、軸状アセンブリが筒状アセンブリの内側にて中心軸方向に直動可能な構成を実現できる。即ち、上記のような中心軸方向に不動の第1受部および第2受部と、中心軸方向に可動の第1押部および第2押部とからなる構成を簡易に実現できる。
前記部材接合装置は、前記第1および第2中心軸方向における前記第1押部と前記第1弾性部材との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第1環状部材と、前記第1および第2中心軸方向における前記第2押部と前記第2弾性部材との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第2環状部材とのうち少なくとも一方をさらに備えてもよい。
この構成によれば、第1環状部材によって第1弾性部材を、および/または、第2環状部材によって第2弾性部材をそれぞれ均等に押圧できる。仮に、第1環状部材および第2環状部材(以降、単に環状部材という場合がある)が設けられていない場合、押部が弾性部材を直接押圧することになるが、押部の形状によっては弾性部材の意図しない変形をそれぞれ引き起こす恐れがある。例えば、押部が弾性部材の表面の数箇所のみを不均等に押圧する形状である場合、弾性部材のうち不均等に押圧された数箇所のみが不均等に変形し、管体を均等に拡管できない。しかし、上記構成のように、環状部材を介して弾性部材を押圧すると、弾性部材に対して中心軸の周方向にわたって均等に力を付加できるため、弾性部材の意図しない変形を防止し、安定してかしめ接合できる。
前記第1および第2中心軸方向に垂直な断面において、前記第1押部および前記第2押部の少なくとも一方は、前記第1および第2中心軸を中心として点対称に形成されていてもよい。
この構成によれば、押部が上記のように点対称に形成されていることで弾性部材に対して均等に力を付加しやすい。即ち、前述のような弾性部材の意図しない変形を引き起こす可能性を低減できる。押部の形状は、上記断面において、例えば十字型またはその他の放射形状等であり得る。
前記移動機構は、前記第1および第2中心軸方向以外の方向に作用する力を前記第1および第2中心軸方向の力に変換するカム機構を備えてもよい。
この構成によれば、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、かしめ接合する管体の配置を任意に選択できる。例えば、通常、圧縮力を付加するプレス機などの加工機は、鉛直方向に圧縮力を付加する。カム機構は、この通常のプレス機などの加工機によって付加される鉛直方向の力を例えば水平方向の力に変換できる。従って、通常のプレス機などの加工機を使用しつつ、かしめ接合する管体を水平方向に配置することもできる。さらに言えば、管体が長尺な部材であるとき、複数の壁部とかしめ接合される可能性があるため、複数箇所で同時に正確にかしめ接合できることは特に有効である。しかし、このように管体が長尺な部材であるとき、鉛直方向に圧縮力を付加する通常のプレス機などの設備では限界ストロークが規定されているため、寸法の制限上かしめ接合できないおそれがある。しかし、上記構成では、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、寸法の制限を受けることなく、限界ストロークの影響を受けない任意の配置を選択してかしめ接合できる。
前記移動機構は、前記軸状ユニットを押圧する押圧機構であってもよい。
この構成によれば、押圧機構によって軸状ユニットを押圧して筒状ユニットに対して中心軸方向に移動させ、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
前記移動機構は、前記軸状ユニットを引っ張る引張機構であってもよい。
この構成によれば、引張機構によって軸状ユニットを引っ張って筒状ユニットに対して中心軸方向に移動させ、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。特に、軸状ユニットを引っ張ってかしめ接合する場合、軸状ユニットを押圧してかしめ接合する場合に比べて管体および壁部の意図しない移動を抑制できることが多いため、安定してかしめ接合できる。
本発明の第1の態様の部材接合方法は、管体と、孔部が設けられた少なくとも2つの壁部と、上記の部材接合装置とを準備し、前記少なくとも2つの壁部の前記孔部に前記管体を挿通し、前記管体の内部に前記部材接合装置を挿入し、前記部材接合装置によって前記第1弾性部材および前記第2弾性部材を前記第1中心軸方向に圧縮して径方向外側に向けて膨張させ、それによって前記管体の少なくとも2箇所を拡大変形させて前記少なくとも2つの壁部の前記孔部にかしめ接合することを含む。
この方法によれば、前述のように、かしめ接合の際に弾性部材の位置がずれないため、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
本発明の第2の態様の部材接合装置は、第1中心軸を有し、前記第1中心軸方向に直動可能な筒状アセンブリと、前記筒状アセンブリに対して前記第1中心軸方向の位置が固定されている第1押部および第2押部とを含む筒状ユニットと、前記筒状アセンブリ内に挿通され、前記第1中心軸と同方向に延びる第2中心軸を有する固定された軸状アセンブリと、前記軸状アセンブリに対して前記第2中心軸方向の位置が固定されている第1受部および第2受部とを含む軸状ユニットであって、前記第1受部および前記第2受部は前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に位置し、前記第1受部は前記第1押部と前記第1および第2中心軸方向に対向し、かつ、前記第2受部は前記第2押部と前記第1および第2中心軸方向に対向している軸状ユニットと、前記第1および第2中心軸方向における前記第1押部と前記第1受部との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第1弾性部材と、前記第1および第2中心軸方向における前記第2押部と前記第2受部との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第2弾性部材と、前記筒状ユニットを前記軸状ユニットに対して、前記第1および第2中心軸方向に移動させる移動機構とを備える。
この構成によれば、以下の使用方法に従って、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。まず、複数の壁部の孔部に管体を挿通する。次いで、上記部材接合装置を管体の内部に挿入する。このとき、第1弾性部材および第2弾性部材(以降、単に弾性部材という場合がある)と、各壁部の孔部との第1および第2中心軸(以降、単に中心軸という場合がある)方向における位置を合わせる。そして、移動機構によって筒状ユニットを軸状ユニットに対して中心軸方向に移動させる。上記構成では、第1受部および第2受部(以降、単に受部という場合がある)は中心軸方向に不動であり、第1押部および第2押部(以降、単に押部という場合がある)は中心軸方向に可動である。即ち、筒状ユニットの移動によって、押部を受部に接近させることができ、それにより弾性部材を中心軸方向に圧縮できる。弾性部材は、この圧縮に伴って中心軸の径方向外側に向けてそれぞれ膨張され、それによって管体が拡管され、管体が壁部の孔部にかしめ接合される。ここで、中心軸の径方向とは、中心軸を有する円柱を考えたときの円柱の半径方向を意味する。
特に、上記構成では、第1押部と第1受部との間に配置された第1弾性部材と、第2押部と第2受部との間に配置された第2弾性部材とによって、管体と壁部とを複数箇所でかしめ接合できる。注意すべきは、接合箇所は、2箇所に限定されず、3箇所以上であってもよいことである。
また、この構成によれば、第1押部および第2押部は筒状アセンブリに対して中心軸方向の位置が固定されているため、互いに同期して移動する。そのため、この複数箇所でのかしめ接合は同時に実行可能である。
また、この構成によれば、弾性部材は受部に支持されているため、かしめ接合の際にも弾性部材の中心軸方向の位置は変化しない。そのため、正確な位置で複数の弾性部材をそれぞれ変形でき、正確な位置で管体の各部を拡管できる。従って、管体のうち拡管不要な部分を拡管することなく、必要な部分のみを正確に拡管できるため、正確にかしめ接合できる。
前記筒状アセンブリには、前記第1中心軸方向に延びるスリットが設けられており、前記第1受部および前記第2受部の少なくとも一方は、前記スリットにて前記筒状アセンブリを貫通して前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側へ突出していてもよい。
この構成によれば、筒状アセンブリにスリットを設けることで、第1受部および第2受部の少なくとも一方を筒状アセンブリから中心軸の径方向外側へ突出させることができる。また、スリットが中心軸方向に延びているため、筒状アセンブリが軸状アセンブリの外側にて中心軸方向に直動可能な構成を実現できる。即ち、上記のような中心軸方向に不動の第1受部および第2受部と、中心軸方向に可動の第1押部および第2押部とからなる構成を簡易に実現できる。
前記部材接合装置は、前記第1および第2中心軸方向における前記第1受部と前記第1弾性部材との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第1環状部材と、前記第1および第2中心軸方向における前記第2受部と前記第2弾性部材との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第2環状部材とをさらに備えてもよい。
この構成によれば、第1環状部材によって第1弾性部材を、第2環状部材によって第2弾性部材をそれぞれ均等に支持できる。仮に、第1環状部材および第2環状部材(以降、単に環状部材という場合がある)が設けられていない場合、受部が弾性部材を直接支持することになるが、受部の形状によっては弾性部材の意図しない変形をそれぞれ引き起こす恐れがある。例えば、受部が弾性部材の表面の数箇所のみを不均等に支持する形状である場合、弾性部材のうち不均等に支持された数箇所のみが不均等に変形し、管体を均等に拡管できない。しかし、上記構成のように、環状部材を介して弾性部材を支持すると、弾性部材に対して中心軸の周方向にわたって均等に力を付加できるため、弾性部材の意図しない変形を防止し、安定してかしめ接合できる。
前記第1および第2中心軸方向に垂直な断面において、前記第1受部および前記第2受部の少なくとも一方は、前記第1および第2中心軸を中心として点対称に形成されていてもよい。
この構成によれば、受部が上記のように点対称に形成されていることで弾性部材に対して均等に力を付加しやすい。即ち、前述のような弾性部材の意図しない変形を引き起こす可能性を低減できる。受部の形状は、上記断面において、例えば十字型またはその他の放射形状等であり得る。
前記移動機構は、前記第1および第2中心軸方向以外の方向に作用する力を前記第1および第2中心軸方向の力に変換するカム機構を備えてもよい。
この構成によれば、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、かしめ接合する管体の配置を任意に選択できる。例えば、通常、圧縮力を付加するプレス機などの加工機は、鉛直方向に圧縮力を付加する。カム機構は、この通常のプレス機などの加工機によって付加される鉛直方向の力を例えば水平方向の力に変換できる。従って、通常のプレス機などの加工機を使用しつつ、かしめ接合する管体を水平方向に配置することもできる。さらに言えば、管体が長尺な部材であるとき、複数の壁部とかしめ接合される可能性があるため、複数箇所で同時に正確にかしめ接合できることは特に有効である。しかし、このように管体が長尺な部材であるとき、鉛直方向に圧縮力を付加する通常のプレス機などの設備では限界ストロークが規定されているため、寸法の制限上かしめ接合できないおそれがある。しかし、上記構成では、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、寸法の制限を受けることなく、限界ストロークの影響を受けない任意の配置を選択してかしめ接合できる。
前記移動機構は、前記筒状ユニットを押圧する押圧機構であってもよい。
この構成によれば、押圧機構によって軸状ユニットを押圧して筒状ユニットに対して中心軸方向に移動させ、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
前記移動機構は、前記筒状ユニットを引っ張る引張機構であってもよい。
この構成によれば、引張機構によって軸状ユニットを引っ張って筒状ユニットに対して中心軸方向に移動させ、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。特に、軸状ユニットを引っ張ってかしめ接合する場合、軸状ユニットを押圧してかしめ接合する場合に比べて管体および壁部の意図しない移動を抑制できることが多いため、安定してかしめ接合できる。
本発明の第2の態様の部材接合方法は、管体と、孔部が設けられた少なくとも2つの壁部と、上記の部材接合装置とを準備し、前記少なくとも2つの壁部の前記孔部に前記管体を挿通し、前記管体の内部に前記部材接合装置を挿入し、前記部材接合装置によって前記第1弾性部材および前記第2弾性部材を前記第1中心軸方向に圧縮して径方向外側に向けて膨張させ、それによって前記管体の少なくとも2箇所を拡大変形させて前記少なくとも2つの壁部の前記孔部にかしめ接合することを含む。
この方法によれば、前述のように、かしめ接合の際に弾性部材の位置がずれないため、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
本発明によれば、部材接合装置および部材接合方法において、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
以下、添付図面を参照して本発明の第1の態様の実施形態(第1~第3実施形態)を説明する。以下の各実施形態では、管体100および壁部200の材質は特に限定されず、異なる材質であってもよいし、同じ材質であってもよい。
(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態では、1本の管体100と4つの壁部200とを、4個のゴム部材(弾性部材)10を使用してかしめ接合する。本実施形態は、本発明の理解を容易にするための概念的な例示である。そのため、具体的な詳細構成については第2実施形態以降で説明する。
図1に示すように、本実施形態では、1本の管体100と4つの壁部200とを、4個のゴム部材(弾性部材)10を使用してかしめ接合する。本実施形態は、本発明の理解を容易にするための概念的な例示である。そのため、具体的な詳細構成については第2実施形態以降で説明する。
図1に示すように、管体100は円管状であり、例えばアルミパイプであり得る。壁部200は、管体100を挿通可能な円形の孔部201が形成された板状体であり、例えばハイテンション鋼製の部品の一部であり得る。本実施形態では、1本の管体100が4つの同じ形状の壁部200の孔部201に挿通されている。管体100はゴム部材10によって4箇所で拡管されることによって、4箇所で壁部200にかしめ接合される。
図2に示すように、本実施形態の部材接合装置1は、筒状ユニット20と、軸状ユニット30と、4個のゴム部材10と、概念的に示す移動機構Mとを備える。部材接合装置1は、図2では、図示を明瞭にするため、ゴム部材10が分離された状態で示されているが、実際は後述するように組み合わされた状態(図2の1点鎖線矢印参照)で使用される。
本実施形態の筒状ユニット20は、単一の筒状部材22から構成されている筒状アセンブリ21と、4個のフランジ部(受部)22aとを備える。筒状部材22は、第1中心軸L1方向に延びる概ね円筒状の部材である。筒状部材22の外周面には、4個のフランジ部(受部)22aが形成されている。換言すると、4個のフランジ部22aは、筒状アセンブリ21に対して第1中心軸L1方向の位置が固定されている。4個のフランジ部22aのうち1つは、筒状部材22の端面に形成されている。4個のフランジ部22aの外形は、第1中心軸L1方向から見て円形状であり、筒状部材22を管体100に挿入できる程度の大きさである。フランジ部22aは、第1中心軸L1に垂直な平坦面である受面22cを有している。また、筒状部材22には、第1中心軸L1方向に延びる4個のスリット22bが設けられている。
本実施形態の軸状ユニット30は、単一の軸状部材32から構成されている軸状アセンブリ31と、4つの突出部(押部)32bとを備える。軸状部材32は、第2中心軸L2方向に延びる概ね円柱状の軸部32aを有し、軸部32aには第2中心軸L2の径方向外側に突出する突出部(押部)32bが形成されている。換言すると、突出部32bは、軸状アセンブリ31に対して第2中心軸L2方向の位置が固定されている。図2に示すように、軸状ユニット30と筒状ユニット20とを組み合わせたとき、第1中心軸L1方向と第2中心軸L2方向とは一致する。そのため、以降、軸状ユニット30と筒状ユニット20とを組み合わせた状態では、第1中心軸L1と第2中心軸L2とをまとめて中心軸Lという場合がある。各突出部32bは、軸部32aから2方向に突出しており、詳細には、第2中心軸L2方向から見てI字型に形成されている。軸状部材32の軸部32aは径方向において筒状部材22の内径よりも小さく、突出部32bは筒状部材22の外径よりも大きい。軸状部材32は筒状部材22に挿入可能であって、挿入された状態では突出部32bは筒状部材22のスリット22bを介して筒状部材22を貫通して筒状部材22の径方向外側へ突出している。そのため、軸状部材32は、部分的に筒状部材22の内外にて中心軸L方向に直動可能である。また、突出部32bは、第2中心軸L2に垂直な平坦面である押面32cを有している。押面32cは、中心軸L方向においてフランジ部22aの受面22cと対向している。従って、上記の直動によって押面32cと受面22cとの間の間隔が変化する。
4個のゴム部材10は、両端面が平坦面である円筒状であり、全て同じものである。ゴム部材10の材質は、例えば、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、CNRゴム(クロロプレンゴム+ニトリルゴム)、またはシリコンゴムのいずれかであることが好ましい。また、ゴム部材10の硬度は、ショアAで30以上であることが好ましい。
部材接合装置1は、筒状ユニット20が軸状ユニット30に挿入され、ゴム部材10が筒状部材22の径方向外側であって、フランジ部22aと突出部32bとの間にそれぞれ配置されることで構成される。
かしめ接合の際、図1に示すように、まず、4つの壁部200の孔部201に管体100を挿通する。次いで、図2に示す部材接合装置1を組み合わせた状態で管体100の内部に挿入する。このとき各ゴム部材10と、各壁部200の孔部201との中心軸L方向における位置を合わせ、筒状ユニット20を固定する。その後、移動機構Mによって軸状ユニット30を筒状ユニット20に対して、中心軸L方向に移動させる(図2の矢印参照)。これにより、フランジ部22aの受面22cと突出部32bの押面32cとの間が狭まり、押面32cと受面22cとによってゴム部材10が中心軸L方向にそれぞれ圧縮される。この圧縮に伴って中心軸Lの径方向外側に向けてゴム部材10がそれぞれ膨張され、図3に示すように、ゴム部材10によって管体100の各部が拡管され、管体100が壁部200の孔部201にかしめ接合される。本発明は前述のように概念的な例示であり、実際上、押面32cの面積を大きくするか、または、第2実施形態以降の環状圧子40(図5等参照)のような部材を用いるなどしてかしめ接合することが好ましい。
本実施形態によれば、管体100と壁部200とを4箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
本実施形態の構成では、フランジ部22aと突出部32bとの間に配置された4個のゴム部材10によって、管体100と壁部200とを4箇所でかしめ接合できる。
また、本実施形態によれば、各突出部32bは、軸状アセンブリ31に対して中心軸L方向の位置が固定されているため、互いに同期して移動する。そのため、この4箇所でのかしめ接合は同時に実行可能である。
また、本実施形態によれば、ゴム部材10は中心軸L方向においてフランジ部22aに支持されているため、かしめ接合の際にもゴム部材10の中心軸L方向の位置は変化しない。そのため、正確な位置でゴム部材10をそれぞれ変形させることができ、正確な位置で管体100の各部を拡管できる。従って、管体100のうち拡管不要な部分を拡管することなく、必要な部分のみを正確に拡管できるため、正確にかしめ接合できる。
また、本実施形態によれば、筒状部材22にスリット22bを設けることで、突出部32bを筒状部材22から中心軸Lの径方向外側へ突出させることができる。また、スリット22bが中心軸L方向に延び、かつ、突出部32bがスリット22b内で直動可能に配置されているため、軸状部材32が筒状部材22の内側にて中心軸L方向に直動可能な構成を実現できる。即ち、上記のような中心軸L方向に不動のフランジ部22aと、中心軸L方向に可動の突出部32bとからなる構成を簡易に実現できる。
(第2実施形態)
図4~図7Bを参照して、本実施形態の部材接合装置1は、詳細な構成を除き、第1実施形態と実質的に同じである。従って、第1実施形態で示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
図4~図7Bを参照して、本実施形態の部材接合装置1は、詳細な構成を除き、第1実施形態と実質的に同じである。従って、第1実施形態で示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
図4に示すように、本実施形態では、1本の管体100と2つの壁部200とを、2個のゴム部材10を使用してかしめ接合する。特に、管体100は、扱いの容易さの観点から水平方向に延びるように配置されることが好ましい。
図5に示すように、本実施形態の部材接合装置1は、筒状ユニット20と、軸状ユニット30と、ゴム部材10と、環状圧子(環状部材)40とを備える。
本実施形態の筒状ユニット20は、第1筒状部材23と第2筒状部材24とから構成される筒状アセンブリ21と、フランジ部24a(受部)および固定台50の一部である台部51(受部)とを備える。第1筒状部材23は、第1中心軸L1方向に延びる概ね円筒状の部材である。第1筒状部材23の一端部には、4個のスリット23aが形成されている。4個のスリット23aは、第1筒状部材23の周方向に等間隔に形成されており、第1中心軸L1方向に延びている。第2筒状部材24もまた、第1中心軸L1方向に延びる概ね円筒状の部材である。第2筒状部材24の一端部には、フランジ部24aが形成されている。換言すると、フランジ部24aは、筒状アセンブリ21に対して第1中心軸L1方向の位置が固定されている。フランジ部24aの外径は、第1中心軸L1方向から見て円形状である。フランジ部24aは、第1中心軸L1方向に垂直な平坦面である受面24bを有している。また、第2筒状部材24の一端面には、第1中心軸L1方向に凹形状となっている座ぐり穴24c(図6A,6B参照)が設けられている。座ぐり穴24c(図6A,6B参照)は、第1中心軸L1方向から見て円形状であり、第1筒状部材23の一端部を部分的に挿入できる大きさである。
本実施形態の軸状ユニット30は、単一の軸状部材33から構成される軸状アセンブリ31と、突出部(押部)33bおよび押子(押部)60とを備える。軸状部材33は、第2中心軸L2方向に延びる円柱状の軸部33aと、第2中心軸L2の径方向外側に4方向に突出する突出部33bとを有している。換言すると、突出部33bは、軸状アセンブリ31に対して第2中心軸L1方向の位置が固定されている。突出部33bは、軸部33aの周方向に等間隔に形成され、即ち第2中心軸L2方向から見て十字型に形成されている。軸部33aは第2筒状部材24に挿入可能な形状であり、突出部33bは第1筒状部材23のスリット23aに挿入可能な形状である。そのため、軸状部材33は、部分的に第1筒状部材23の内外にて中心軸L方向に直動可能である。また、突出部33bは、第2中心軸L2に垂直な平坦面である押面33cを有している。押面33cは、中心軸L方向において固定台50の立穴部52の受面52aと対向している。従って、上記の直動によって押面33cと受面52aとの間の間隔が変化する。
本実施形態の2個のゴム部材10は、第1実施形態と実質的に同じものであり、ともに円筒状である。
本実施形態の環状圧子40は、両端面が平坦面である円筒状の部材である。環状圧子40は、第1筒状部材23の周囲に配置可能な形状であり、即ち環状圧子40に第1筒状部材23を挿通できる。環状圧子40の材質は、特に限定されないが、かしめ接合の際に生じる押圧力によって変形しない材質であることが好ましく、例えば鋼鉄製であり得る。
固定台50は、円柱状の台部51と、台部51の中央から第2中心軸L2方向に立ち上がる有底円筒状の立穴部52とを備える。台部51は、図示しない床面または壁面などの固定面にボルトで固定される。立穴部52は、第1筒状部材23を部分的に挿入できる大きさであり、第2中心軸L2に垂直な平坦面である受面52aを有する。
押子60は、有底の円筒状である。押子60は、中心軸Lに垂直な平坦面である押面60aを有している。押面60aは、中心軸L方向においてフランジ部24aの受面24bと対向している。
図6Aに示すように、これらの構成要素を組み立てるとき、固定台50を固定した状態で第1筒状部材23を固定台50に挿入し、ゴム部材10を第1筒状部材23の周囲に配置し、続けて環状圧子40を第1筒状部材23の周囲に配置する。そして、軸状部材33の突出部33bを第1筒状部材23のスリット23aに挿入し、軸状部材33の周囲に第2筒状部材24を配置し、第2筒状部材24の周囲にゴム部材10を配置する。この状態では、軸状部材33の端部は、第2筒状部材24およびゴム部材10から突出している。そして、突出した軸状部材33を覆うように軸状部材33の上に押子60を配置する。組み立てられた部材接合装置1は、中心軸Lの径方向において内側に軸状部材33が配置され、中間に第1筒状部材23および第2筒状部材24が配置され、外側に環状圧子40、およびゴム部材10が配置されている。即ち、部材接合装置1は3層構造を有している。また、中心軸L方向の特に固定台50に向かう方向において、筒状ユニット20は不動であり、軸状ユニット30、環状圧子40、および押子60は可動である。
かしめ接合の際、まず、壁部200の孔部201に管体100を挿通する。次いで、部材接合装置1を管体100の内部に挿入する。このとき、各ゴム部材10と、各壁部200の孔部201との中心軸L方向における位置を合わせ、固定台50を固定し、即ち筒状ユニット20を固定する。
図6Bに示すように、上記位置合わせ後、概念的に示す移動機構Mによって押子60を中心軸L方向に固定台50に向かって移動させると、軸状部材33が押子60によって押圧されて移動し、環状圧子40が軸状部材33によって押圧されて移動する。そのため、押子60の押面60aと第2筒状部材24のフランジ部24aの受面24bとの間が狭まり、ゴム部材10が中心軸L方向に圧縮される。同時に、環状圧子40の端面と固定台50の立穴部52の受面52aとの間が狭まり、ゴム部材10が中心軸L方向に圧縮される。この圧縮に伴って中心軸Lの径方向外側に向けてゴム部材10がそれぞれ膨張され、それによって管体100が拡管され、管体100が壁部200の孔部201にかしめ接合される。
本実施形態によれば、管体100と壁部200とを2箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
本実施形態の構成では、押子60と第2筒状部材24のフランジ部24aとの間に配置されたゴム部材10と、環状圧子40と固定台50の台部51との間に配置されたゴム部材10とによって、管体100と壁部200とを2箇所でかしめ接合できる。
また、本実施形態によれば、押子60および突出部33bは軸状アセンブリ31に対して中心軸L方向の位置が固定されているため、互いに同期して移動する。そのため、この2箇所でのかしめ接合は同時に実行可能である。
また、本実施形態によれば、ゴム部材10は固定台50の受面52aに支持され、かつ、ゴム部材10は第2筒状部材24のフランジ部24aの受面24bに支持されているため、かしめ接合の際にも2個のゴム部材10の中心軸L方向の位置はそれぞれ変化しない。そのため、正確な位置で2個のゴム部材10をそれぞれ変形でき、正確な位置で管体100の各部を拡管できる。従って、管体100のうち拡管不要な部分を拡管することなく、必要な部分のみを正確に拡管できるため、正確にかしめ接合できる。
また、本実施形態によれば、第1筒状部材23にスリット23aを設けることで、突出部33bを第1筒状部材23から中心軸Lの径方向外側へ突出させることができる。また、スリット23aが中心軸L方向に延び、かつ、突出部33bがスリット23a内で直動可能に配置されているため、軸状部材33が筒状アセンブリ21の内側にて中心軸L方向に直動可能な構成を実現できる。即ち、上記のような中心軸L方向に不動のフランジ部24aおよび固定台50と、中心軸L方向に可動の突出部33bおよび押子60とからなる構成を簡易に実現できる。
また、本実施形態によれば、押子60によってゴム部材10を、および、環状圧子40によってゴム部材10をそれぞれ均等に押圧できる。仮に、環状圧子40が設けられていない場合、突出部33bがゴム部材10を直接押圧することになるが、突出部33bの形状が十字型であるため、ゴム部材10の意図しない変形を引き起こす恐れがある。具体的には、突出部33bがゴム部材10の表面の数箇所のみを不均等に押圧する形状であるため、ゴム部材10のうち不均等に押圧された数箇所のみが不均等に変形し、管体100を均等に拡管できないおそれがある。しかし、本実施形態の構成のように、環状圧子40を介してゴム部材10を押圧すると、ゴム部材10に対して中心軸Lの周方向にわたって均等に力を付加できるため、ゴム部材10の意図しない変形を防止し、安定してかしめ接合できる。
また、本実施形態によれば、突出部33bが軸状部材33において中心軸Lに垂直な断面において、中心軸Lを中心として点対称に形成されており、より詳細には十字型に形成されている。このように点対称に形成されていることで、ゴム部材10に対して均等に力を付加しやすい。即ち、前述のようなゴム部材10の意図しない変形を引き起こす可能性を低減できる。
図7Aおよび図7Bに、移動機構M(図6A,6B参照)の一例である押圧機構70を示す。押圧機構70は、カムドライバ71と、カムスライダ72と、立壁部73と、円柱状の押出台74とを備える。カムドライバ71は、床面に固定された鉛直に立つ立壁部73に隣接して配置されており、立壁部73に沿って鉛直方向に移動可能である。カムドライバ71は、カムスライダ72に力を伝達するための傾斜面71aをその下部に有する。カムドライバ71には、例えば通常よくプレス加工などに使用されるプレス機械等を使用してもよい。カムスライダ72は、下面に図示しないレール機構を有し、水平方向に移動可能である。ただし、レール機構以外にも例えば車輪などのように移動の際に地面との摩擦力を低減する機構であれば、それを採用してもよい。またカムスライダ72は、カムドライバ71から力を受けるための傾斜面72aをその上部に有する。そのため、カムドライバ71の傾斜面71aおよびカムスライダ72の傾斜面72aは、互いに対応した傾斜に形成されている。押出台74は、水平方向に延びており、押子60を押圧するための平坦な押圧面74aを有している。押出台74は、カムスライダ72に取り付けられており、カムスライダ72とともに水平方向に移動する。
カムドライバ71に鉛直方向(図において下方向)の力が付加されると、傾斜面71a,72aを介してカムドライバ71からカムスライダ72に力が伝達される。これにより、カムドライバ71が鉛直方向(図において下方向)へ移動するとともに、カムスライダ72は水平方向(図において左方向)へ移動する。カムスライダ72が移動すると、押出台74もともに移動し、押子60を押圧する。なお、カムドライバ71およびカムスライダ72は、カム機構の一例である。
立壁部73およびカムスライダ72はコイルばね75によって弾性的に接続されている。従って、カムスライダ72は、立壁部73へ向かって付勢されている。
この押圧機構70によれば、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、かしめ接合する管体100の配置を任意に選択できる。例えば、通常、圧縮力を付加するプレス機などの加工機は、鉛直方向に圧縮力を付加する。カム機構は、この通常のプレス機などの加工機によって付加される鉛直方向の力を例えば水平方向の力に変換できる。従って、通常のプレス機などの加工機を使用しつつ、かしめ接合する管体100を水平方向に配置することもできる。さらに言えば、管体100が長尺な部材であるとき、複数の壁部200とかしめ接合される可能性があるため、複数箇所で同時に正確にかしめ接合できることは特に有効である。しかし、管体100が長尺な部材であるとき、鉛直方向に圧縮力を付加する通常のプレス機などの設備では限界ストロークが規定されているため、寸法の制限上かしめ接合できないおそれがある。しかし、上記構成では、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、寸法の制限を受けることなく、限界ストロークの影響を受けない任意の配置を選択してかしめ接合できる。
図8Aおよび図8Bに示すように、本実施形態の第1変形例として、図6Aおよび図6Bに示す第1筒状部材23と固定台50とを一体化した第3筒状部材25を使用してもよい。具体的には、第3筒状部材25は、固定台50の受面52aに対応する受面25cを有するフランジ部25aと、第1筒状部材23のスリット23aに対応するスリット25bとを備える。
本変形例によれば、固定台50(図6A,6B参照)を設けることなく、かしめ接合を行うことができる。従って部品点数を削減でき、コスト低下を図ることができる。なお、本変形例の場合、固定台50(図6A,6B参照)の代わりに第3筒状部材25の位置が固定される。
図9Aおよび図9Bに示すように、本実施形態の第2変形例として、接合箇所を3箇所またはそれ以上としてもよい。上記の第1変形例の構成に加えて、軸状部材33と、第3筒状部材25と、環状圧子40と、ゴム部材10とからなる組立体を連続させることによって、接合箇所を増やすことができる。このとき、第3筒状部材25は、第2筒状部材24の座ぐり穴24cと同様の連結用の座ぐり穴(図示せず)を備えることが好ましい。
本変形例によれば、一度に接合できる箇所を3箇所以上とすることができる。即ち、上記の組立体の連続構成を増やすことで、一度に接合できる箇所を任意に増やすことができる。
(第3実施形態)
図10A~11Bを参照して、本実施形態の部材接合装置1は、詳細な構成を除き、第2実施形態の第2変形例と実質的に同じである。従って、第2実施形態の第2変形例で示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
図10A~11Bを参照して、本実施形態の部材接合装置1は、詳細な構成を除き、第2実施形態の第2変形例と実質的に同じである。従って、第2実施形態の第2変形例で示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
図10Aに示すように、本実施形態の部材接合装置1は、筒状ユニット20と、軸状ユニット30と、ゴム部材10と、環状圧子40と、平坦面を有する固定板55とを備える。
図10Aに示すように、これらの構成要素を組み立てるとき、固定板55を中心軸Lに垂直に固定した状態で第3筒状部材25のフランジ部25aの端面を固定板55に当接させ、ゴム部材10を第3筒状部材25の周囲に配置し、続けて環状圧子40を第3筒状部材25の周囲に配置する。そして、軸状部材33の軸部33aを第3筒状部材25内に挿通するとともに突出部33bを第3筒状部材25のスリット25bに挿入する。次いで、別の第3筒状部材25のフランジ部25aの端面を先の第3筒状部材25に当接させ、ゴム部材10を第3筒状部材25の周囲に配置し、続けて環状圧子40を第3筒状部材25の周囲に配置する。そして、軸状部材33の軸部33aを第3筒状部材25内に挿通するとともに突出部33bを第3筒状部材25のスリット25bに挿入する。このとき、2本の軸状部材33は、ねじ締結などの任意の方法によって連結され、中心軸L方向に一体として移動する。組み立てられた部材接合装置1は、中心軸Lの径方向において内側に軸状部材33が配置され、中間に第3筒状部材25が配置され、外側に環状圧子40、およびゴム部材10が配置されている。即ち、部材接合装置1は3層構造を有している。また、中心軸L方向の特に固定台50に向かう方向において、筒状ユニット20は不動であり、軸状ユニット30および環状圧子40は可動である。
かしめ接合の際、まず、壁部200の孔部201に管体100を挿通する。次いで、部材接合装置1を管体100の内部に挿入する。このとき、各ゴム部材10と、各壁部200の孔部201との中心軸L方向における位置を合わせ、筒状ユニット20を固定する。
図10Bに示すように、上記位置合わせ後、概念的に示す引張機構(移動機構)80によって軸状部材33を中心軸L方向に固定板55に向かって引っ張ると(図中矢印参照)、環状圧子40が軸状部材33によって押圧されて移動する。そのため、環状圧子40の端面とフランジ部25aの受面25cとの間が狭まり、ゴム部材10が中心軸L方向にそれぞれ圧縮される。この圧縮に伴って中心軸Lの径方向外側に向けてゴム部材10がそれぞれ膨張され、それによって管体100が拡管され、管体100が壁部200の孔部201にかしめ接合される。
図11Aおよび図11Bに、移動機構M(図9B参照)の一例である引張機構80を示す。引張機構80は、カムドライバ81と、カムスライダ82と、立壁部83と、ガイド軸部材84とを備える。カムドライバ81は、床面に固定された鉛直に立つ立壁部83に隣接して配置されており、立壁部83に沿って鉛直方向に移動可能である。カムドライバ81は、カムスライダ82に力を伝達するための傾斜面81aをその下部に有する。カムドライバ81には、例えば通常よくプレス加工などに使用されるプレス機械等を使用してもよい。カムスライダ82は、下面に図示しないレール機構を有し、水平方向に移動可能である。ただし、レール機構以外にも例えば車輪などのように移動の際に地面との摩擦力を低減する機構であれば、それを採用してもよい。またカムスライダ82は、カムドライバ81から力を受けるための傾斜面82aをその上部に有する。そのため、カムドライバ81の傾斜面81aおよびカムスライダ82の傾斜面82aは、互いに対応した傾斜に形成されている。ガイド軸部材84は、カムスライダ82と立壁部83とを貫通して水平方向に延びている。カムスライダ82および立壁部83は、ガイド軸部材84を挿通するための貫通孔82b,83aをそれぞれ有しており、ガイド軸部材84は貫通孔82b,83a内にて水平方向に摺動可能である。ガイド軸部材84の一端は、カップリング機構84aによって軸状部材33に機械的に接続されており、他端はカムスライダ82の外側(立壁部83と反対側)にて貫通孔82bよりも大きなボルトなどの係止部材84bに接続されている。
立壁部83およびカムスライダ82はコイルばね85によって弾性的に接続されている。従って、カムスライダ82は、立壁部83へ向かって付勢されている。
カムドライバ81に鉛直方向(図において下方向)の力が付加されると、傾斜面81a,82aを介してカムドライバ81からカムスライダ82に力が伝達される。これにより、カムドライバ81が鉛直方向(図において下方向)へ移動するとともに、カムスライダ82は水平方向(図において右方向)へ移動する。カムスライダ82が移動すると、係止部材84bを介して力を受けたガイド軸部材84もともに移動し、カップリング機構84aを介して軸状部材33を引っ張る。なお、カムドライバ81およびカムスライダ82は、カム機構の一例である。
立壁部83およびカムスライダ82はコイルばね85によって弾性的に接続されている。従って、カムスライダ82は、立壁部83へ向かって付勢されている。
この引張機構によれば、第2実施形態における押圧機構70(図7A,7B参照)と同様に、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、かしめ接合する管体100の配置を任意に選択できる。
図12Aおよび図12Bに示すように、本実施形態の変形例として、接合箇所を3箇所またはそれ以上としてもよい。本実施形態(図10A,10B)の構成に加えて、軸状部材33と、第3筒状部材25と、環状圧子40と、ゴム部材10とからなる組立体を連続させることによって、接合箇所を増やすことができる。
本変形例によれば、一度に接合できる箇所を3箇所以上とすることができる。即ち、上記の組立体の連続構成を増やすことで、一度に接合できる箇所を任意に増やすことができる。
以下、添付図面を参照して本発明の第2の態様の実施形態(第4~第6実施形態)を説明する。以下の各実施形態では、管体100および壁部200の材質は特に限定されず、異なる材質であってもよいし、同じ材質であってもよい。
(第4実施形態)
図13に示すように、本実施形態では、1本の管体100と4つの壁部200とを、4個のゴム部材(弾性部材)10を使用してかしめ接合する。本実施形態は、本発明の理解を容易にするための概念的な例示である。そのため、具体的な詳細構成については第5実施形態以降で説明する。
図13に示すように、本実施形態では、1本の管体100と4つの壁部200とを、4個のゴム部材(弾性部材)10を使用してかしめ接合する。本実施形態は、本発明の理解を容易にするための概念的な例示である。そのため、具体的な詳細構成については第5実施形態以降で説明する。
図13に示すように、管体100は円管状であり、例えばアルミパイプであり得る。壁部200は、管体100を挿通可能な円形の孔部201が形成された板状体であり、例えばハイテンション鋼製の部品の一部であり得る。本実施形態では、1本の管体100が4つの同じ形状の壁部200の孔部201に挿通されている。管体100はゴム部材10によって4箇所で拡管されることによって、4箇所で壁部200にかしめ接合される。
図14に示すように、本実施形態の部材接合装置1は、筒状ユニット20と、軸状ユニット30と、4個のゴム部材10と、概念的に示す移動機構Mとを備える。部材接合装置1は、図14では、図示を明瞭にするため、ゴム部材10が分離された状態で示されているが、実際は後述するように組み合わされた状態(図14の1点鎖線矢印参照)で使用される。
本実施形態の筒状ユニット20は、単一の筒状部材22から構成されている筒状アセンブリ21と、4個のフランジ部(押部)22dとを備える。筒状部材22は、第1中心軸L1方向に延びる概ね円筒状の部材である。筒状部材22の外周面には、4個のフランジ部(押部)22dが形成されている。換言すると、4個のフランジ部22dは、筒状アセンブリ21に対して第1中心軸L1方向の位置が固定されている。4個のフランジ部22dのうち1つは、筒状部材22の端面に形成されている。4個のフランジ部22dの外形は、第1中心軸L1方向から見て円形状であり、筒状部材22を管体100に挿入できる程度の大きさである。フランジ部22dは、第1中心軸L1に垂直な平坦面である押面22eを有している。また、筒状部材22には、第1中心軸L1方向に延びる4個のスリット22fが設けられている。
本実施形態の軸状ユニット30は、単一の軸状部材32から構成されている軸状アセンブリ31と、4つの突出部(受部)32bとを備える。軸状部材32は、第2中心軸L2方向に延びる概ね円柱状の軸部32aを有し、軸部32aには第2中心軸L2の径方向外側に突出する突出部(受部)32bが形成されている。換言すると、突出部32bは、軸状アセンブリ31に対して第2中心軸L2方向の位置が固定されている。図14に示すように、軸状ユニット30と筒状ユニット20とを組み合わせたとき、第1中心軸L1方向と第2中心軸L2方向とは一致する。そのため、以降、軸状ユニット30と筒状ユニット20とを組み合わせた状態では、第1中心軸L1と第2中心軸L2とをまとめて中心軸Lという場合がある。各突出部32bは、軸部32aから2方向に突出しており、詳細には、第2中心軸L2方向から見てI字型に形成されている。軸状部材32の軸部32aは径方向において筒状部材22の内径よりも小さく、突出部32bは筒状部材22の外径よりも大きい。軸状部材32は筒状部材22に挿入可能であって、挿入された状態では突出部32bは筒状部材22のスリット22fを介して筒状部材22を貫通して筒状部材22の径方向外側へ突出している。そのため、軸状部材32は、部分的に筒状部材22の内外にて中心軸L方向に筒状部材22に対して相対的に直動可能である。また、突出部32bは、第2中心軸L2に垂直な平坦面である受面32cを有している。受面32cは、中心軸L方向においてフランジ部22dの押面22eと対向している。従って、上記の直動によって受面32cと押面22eとの間の間隔が変化する。
4個のゴム部材10は、両端面が平坦面である円筒状であり、全て同じものである。ゴム部材10の材質は、例えば、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、CNRゴム(クロロプレンゴム+ニトリルゴム)、またはシリコンゴムのいずれかであることが好ましい。また、ゴム部材10の硬度は、ショアAで30以上であることが好ましい。
部材接合装置1は、筒状ユニット20が軸状ユニット30に挿入され、ゴム部材10が筒状部材22の径方向外側であって、フランジ部22dと突出部32bとの間にそれぞれ配置されることで構成される。
かしめ接合の際、図13に示すように、まず、4つの壁部200の孔部201に管体100を挿通する。次いで、図14に示す部材接合装置1を組み合わせた状態で管体100の内部に挿入する。このとき各ゴム部材10と、各壁部200の孔部201との中心軸L方向における位置を合わせ、軸状ユニット30を固定する。その後、移動機構Mによって筒状ユニット20を軸状ユニット30に対して、中心軸L方向に移動させる(図14の矢印参照)。これにより、フランジ部22dの押面22eと突出部32bの受面32cとの間が狭まり、押面22eと受面32cとによってゴム部材10が中心軸L方向にそれぞれ圧縮される。この圧縮に伴って中心軸Lの径方向外側に向けてゴム部材10がそれぞれ膨張され、図15に示すように、ゴム部材10によって管体100の各部が拡管され、管体100が壁部200の孔部201にかしめ接合される。本発明は前述のように概念的な例示であり、実際上、受面32cの面積を大きくするか、または、第2実施形態以降の環状圧子40(図17等参照)のような部材を用いるなどしてかしめ接合することが好ましい。
本実施形態によれば、管体100と壁部200とを4箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
本実施形態の構成では、フランジ部22dと突出部32bとの間に配置された4個のゴム部材10によって、管体100と壁部200とを4箇所でかしめ接合できる。
また、本実施形態によれば、各フランジ部22dは、筒状アセンブリ21に対して中心軸L方向の位置が固定されているため、互いに同期して移動する。そのため、この4箇所でのかしめ接合は同時に実行可能である。
また、本実施形態によれば、ゴム部材10は中心軸L方向において突出部32bに支持されているため、かしめ接合の際にもゴム部材10の中心軸L方向の位置は変化しない。そのため、正確な位置でゴム部材10をそれぞれ変形させることができ、正確な位置で管体100の各部を拡管できる。従って、管体100のうち拡管不要な部分を拡管することなく、必要な部分のみを正確に拡管できるため、正確にかしめ接合できる。
また、本実施形態によれば、筒状部材22にスリット22fを設けることで、突出部32bを筒状部材22から中心軸Lの径方向外側へ突出させることができる。また、スリット22fが中心軸L方向に延び、かつ、突出部32bがスリット22f内で相対的に直動可能に配置されている。そのため、筒状部材22が軸状部材32の外側にて中心軸L方向に直動可能な構成を実現できる。即ち、上記のような中心軸L方向に不動の突出部32bと、中心軸L方向に可動のフランジ部22dとからなる構成を簡易に実現できる。
(第5実施形態)
図16~図19Bを参照して、本実施形態の部材接合装置1は、詳細な構成を除き、第4実施形態と実質的に同じである。従って、第4実施形態で示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
図16~図19Bを参照して、本実施形態の部材接合装置1は、詳細な構成を除き、第4実施形態と実質的に同じである。従って、第4実施形態で示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
図16に示すように、本実施形態では、1本の管体100と2つの壁部200とを、2個のゴム部材10を使用してかしめ接合する。特に、管体100は、扱いの容易さの観点から水平方向に延びるように配置されることが好ましい。
図17に示すように、本実施形態の部材接合装置1は、筒状ユニット20と、軸状ユニット30と、ゴム部材10と、環状圧子(環状部材)40とを備える。
本実施形態の筒状ユニット20は、2個の第1筒状部材23から構成される筒状アセンブリ21と、フランジ部23b(押部)とを備える。第1筒状部材23は、第1中心軸L1方向に延びる概ね円筒状の部材である。第1筒状部材23の一端部には、フランジ部23bが形成されている。換言すると、フランジ部23bは、筒状アセンブリ21に対して第1中心軸L1方向の位置が固定されている。フランジ部23bの外径は、第1中心軸L1方向から見て円形状である。フランジ部23bは、第1中心軸L1方向に垂直な平坦面である押面23cを有している。また、第1筒状部材23の他端部には、4個のスリット23dが形成されている。4個のスリット23dは、第1筒状部材23の周方向に等間隔に形成されており、第1中心軸L1方向に延びている。また、第1筒状部材23の一端面には、第1中心軸L1方向に凹形状となっている座ぐり穴23eが設けられている。座ぐり穴23eは、第1中心軸L1方向から見て円形状であり、別の第1筒状部材23の他端部を部分的に挿入できる大きさである。
本実施形態の軸状ユニット30は、2個の軸状部材33から構成される軸状アセンブリ31と、突出部(受部)33bとを備える。軸状部材33は、第2中心軸L2方向に延びる円柱状の軸部33aと、第2中心軸L2の径方向外側に4方向に突出する突出部33bとを有している。換言すると、突出部33bは、軸状アセンブリ31に対して第2中心軸L1方向の位置が固定されている。突出部33bは、軸部33aの周方向に等間隔に形成され、即ち第2中心軸L2方向から見て十字型に形成されている。軸部33aは第1筒状部材23に挿入可能な形状であり、突出部33bは第1筒状部材23のスリット23dに挿入可能な形状である。そのため、筒状アセンブリ21が中心軸L方向に直動することにより、軸状部材33は部分的に第1筒状部材23の内外にて中心軸L方向に相対的に直動可能である。また、突出部33bは、第2中心軸L2に垂直な平坦面である受面33cを有している。受面33cは、中心軸L方向において押面23cと対向している。従って、上記の直動によって受面33cと押面23cとの間の間隔が変化する。
本実施形態の2個のゴム部材10は、第4実施形態と実質的に同じものであり、ともに円筒状である。
本実施形態の2個の環状圧子40は、同じ形状であり、両端面が平坦面である円筒状の部材である。環状圧子40は、それぞれの第1筒状部材23の周囲に配置可能な形状であり、即ち環状圧子40に第1筒状部材23を挿通できる。環状圧子40の材質は、特に限定されないが、かしめ接合の際に生じる押圧力によって変形しない材質であることが好ましく、例えば鋼鉄製であり得る。
図18Aに示すように、これらの構成要素を組み立てるとき、ゴム部材10を第1筒状部材23の周囲に配置し、続けて環状圧子40を第1筒状部材23の周囲に配置する。そして、軸状部材33の軸部33aを第1筒状部材23内に挿入するとともに突出部33bを第1筒状部材23のスリット23dに挿入する。次いで、別の第1筒状部材23を先の第1筒状部材23と連結させる。そして、ゴム部材10を第1筒状部材23の周囲に配置し、続けて環状圧子40を第1筒状部材23の周囲に配置する。そして、軸状部材33の軸部33aを第1筒状部材23内に挿入するとともに突出部33bを第1筒状部材23のスリット23dに挿入する。そして、中心軸L方向の移動を制限するように、軸状ユニット30を固定する。このように組み立てられた部材接合装置1は、中心軸Lの径方向において内側に軸状部材33が配置され、中間に第1筒状部材23が配置され、外側に環状圧子40、およびゴム部材10が配置されている。即ち、部材接合装置1は3層構造を有している。また、中心軸L方向において、軸状ユニット30および環状圧子40は不動であり、筒状ユニット20は可動である。
かしめ接合の際、まず、壁部200の孔部201に管体100を挿通する。次いで、部材接合装置1を管体100の内部に挿入する。このとき、各ゴム部材10と、各壁部200の孔部201との中心軸L方向における位置を合わせ、軸状ユニット30を固定する。
図18Bに示すように、上記位置合わせ後、概念的に示す移動機構Mによって筒状ユニット20を中心軸L方向(図の矢印参照)に移動させる。この移動に伴い、フランジ部23bの押面23cと軸状部材33の突出部33bの受面33c(ないし環状圧子40の端面)との間が狭まり、ゴム部材10が中心軸L方向にそれぞれ圧縮される。この圧縮に伴って中心軸Lの径方向外側に向けてゴム部材10がそれぞれ膨張され、それによって管体100が拡管され、管体100が壁部200の孔部201にかしめ接合される。
本実施形態によれば、管体100と壁部200とを2箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
本実施形態の構成では、突出部33bとフランジ部23bとの間にそれぞれ配置された2個のゴム部材10によって、管体100と壁部200とを2箇所でかしめ接合できる。
また、本実施形態によれば、フランジ部23bは筒状アセンブリ21に対して中心軸L方向の位置が固定されているため、互いに同期して移動する。そのため、この2箇所でのかしめ接合は同時に実行可能である。
また、本実施形態によれば、ゴム部材10は軸状部材33の突出部33bの受面33cに支持されているため、かしめ接合の際にも2個のゴム部材10の中心軸L方向の位置はそれぞれ変化しない。そのため、正確な位置で2個のゴム部材10をそれぞれ変形でき、正確な位置で管体100の各部を拡管できる。従って、管体100のうち拡管不要な部分を拡管することなく、必要な部分のみを正確に拡管できるため、正確にかしめ接合できる。
また、本実施形態によれば、第1筒状部材23にスリット23dを設けることで、突出部33bを第1筒状部材23から中心軸Lの径方向外側へ突出させることができる。また、スリット23dが中心軸L方向に延び、かつ、突出部33bがスリット23d内で相対的に直動可能に配置されているため、筒状アセンブリ21が軸状部材33外側にて中心軸L方向に直動可能な構成を実現できる。即ち、上記のような中心軸L方向に不動の突出部33bと、中心軸L方向に可動のフランジ部23bとからなる構成を簡易に実現できる。
また、本実施形態によれば、環状圧子40によってゴム部材10をそれぞれ均等に支持できる。仮に、環状圧子40が設けられていない場合、突出部33bがゴム部材10を直接支持することになるが、突出部33bの形状が十字型であるため、ゴム部材10の意図しない変形を引き起こす恐れがある。具体的には、突出部33bがゴム部材10の表面の数箇所のみを不均等に支持する形状であるため、ゴム部材10のうち不均等に支持された数箇所のみが不均等に変形し、管体100を均等に拡管できないおそれがある。しかし、本実施形態の構成のように、環状圧子40を介してゴム部材10を支持すると、ゴム部材10に対して中心軸Lの周方向にわたって均等に力を付加できるため、ゴム部材10の意図しない変形を防止し、安定してかしめ接合できる。
また、本実施形態によれば、突出部33bが軸状部材33において中心軸Lに垂直な断面において、中心軸Lを中心として点対称に形成されており、より詳細には十字型に形成されている。このように点対称に形成されていることで、ゴム部材10に対して均等に力を付加しやすい。即ち、前述のようなゴム部材10の意図しない変形を引き起こす可能性を低減できる。
図19Aおよび図19Bに、移動機構M(図18A,18B参照)の一例である押圧機構70を示す。押圧機構70は、カムドライバ71と、カムスライダ72と、立壁部73と、円柱状の押出台74とを備える。カムドライバ71は、床面に固定された鉛直に立つ立壁部73に隣接して配置されており、立壁部73に沿って鉛直方向に移動可能である。カムドライバ71は、カムスライダ72に力を伝達するための傾斜面71aをその下部に有する。カムドライバ71には、例えば通常よくプレス加工などに使用されるプレス機械等を使用してもよい。カムスライダ72は、下面に図示しないレール機構を有し、水平方向に移動可能である。ただし、レール機構以外にも例えば車輪などのように移動の際に地面との摩擦力を低減する機構であれば、それを採用してもよい。またカムスライダ72は、カムドライバ71から力を受けるための傾斜面72aをその上部に有する。そのため、カムドライバ71の傾斜面71aおよびカムスライダ72の傾斜面72aは、互いに対応した傾斜に形成されている。押出台74は、水平方向に延びており、第1筒状部材23を押圧するための平坦な押圧面74aを有している。また、押出台74は、水平方向に延びる断面円形の貫通孔74bを有している。貫通孔74bは、軸状部材33の軸部33aを挿通できる大きさである。押出台74は、カムスライダ72に取り付けられており、カムスライダ72とともに水平方向に移動する。
カムドライバ71に鉛直方向(図において下方向)の力が付加されると、傾斜面71a,72aを介してカムドライバ71からカムスライダ72に力が伝達される。これにより、カムドライバ71が鉛直方向(図において下方向)へ移動するとともに、カムスライダ72は水平方向(図において左方向)へ移動する。カムスライダ72が移動すると、押出台74もともに移動し、第1筒状部材23を押圧する。このとき、軸状部材33は、貫通孔74b内に挿入されるため、押出台74から力を受けない。なお、カムドライバ71およびカムスライダ72は、カム機構の一例である。
立壁部73およびカムスライダ72はコイルばね75によって弾性的に接続されている。従って、カムスライダ72は、立壁部73へ向かって付勢されている。
この押圧機構70によれば、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、かしめ接合する管体100の配置を任意に選択できる。例えば、通常、圧縮力を付加するプレス機などの加工機は、鉛直方向に圧縮力を付加する。カム機構は、この通常のプレス機などの加工機によって付加される鉛直方向の力を例えば水平方向の力に変換できる。従って、通常のプレス機などの加工機を使用しつつ、かしめ接合する管体100を水平方向に配置することもできる。さらに言えば、管体100が長尺な部材であるとき、複数の壁部200とかしめ接合される可能性があるため、複数箇所で同時に正確にかしめ接合できることは特に有効である。しかし、管体100が長尺な部材であるとき、鉛直方向に圧縮力を付加する通常のプレス機などの設備では限界ストロークが規定されているため、寸法の制限上かしめ接合できないおそれがある。しかし、上記構成では、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、寸法の制限を受けることなく、限界ストロークの影響を受けない任意の配置を選択してかしめ接合できる。
図20Aおよび図20Bに示すように、本実施形態の変形例として、接合箇所を3箇所またはそれ以上としてもよい。本実施形態の構成に加えて、軸状部材33と、第1筒状部材23と、環状圧子40と、ゴム部材10とからなる組立体を連続させることによって、接合箇所を増やすことができる。
本変形例によれば、一度に接合できる箇所を3箇所以上とすることができる。即ち、上記の組立体の連続構成を増やすことで、一度に接合できる箇所を任意に増やすことができる。
(第6実施形態)
図21A~22Bを参照して、本実施形態の部材接合装置1は、詳細な構成を除き、第5実施形態と実質的に同じである。従って、第2実施形態で示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
図21A~22Bを参照して、本実施形態の部材接合装置1は、詳細な構成を除き、第5実施形態と実質的に同じである。従って、第2実施形態で示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
図21Aに示すように、本実施形態の部材接合装置1は、筒状ユニット20と、軸状ユニット30と、ゴム部材10と、環状圧子40とを備える。
本実施形態の軸状ユニット30は、単一の軸状部材33から構成される軸状アセンブリ31と、突出部(受部)33bおよび支持圧子(受部)56とを備える。軸状部材33は、第5実施形態と同じものである。支持圧子56は、円筒状の部材であり、第2中心軸L2に垂直な平坦面である受面56aを有している。支持圧子56は、床面などの固定物に固定可能な構成を有しており、後述するように組み立てられた状態では固定されて使用される。
図21Aに示すように、これらの構成要素を組み立てるとき、ゴム部材10を第1筒状部材23の周囲に配置し、続けて環状圧子40を第1筒状部材23の周囲に配置する。そして、軸状部材33の突出部33bを第1筒状部材23のスリット23dに挿入する。次いで、別の第1筒状部材23を先の第1筒状部材23と連結させる。この連結は、ねじ締結などの任意の方法によって中心軸L方向に2個の第1筒状部材23が一体として移動することを可能にする連結である。そして、ゴム部材10を第1筒状部材23の周囲に配置し、続けて支持圧子56を第1筒状部材23の周囲に配置する。このとき、軸状部材33および第1筒状部材23は、支持圧子56を貫通している。そして、中心軸L方向の移動を制限するように、軸状ユニット30を固定する。組み立てられた部材接合装置1は、中心軸Lの径方向において内側に軸状部材33が配置され、中間に第1筒状部材23が配置され、外側に環状圧子40およびゴム部材10が配置されている。即ち、部材接合装置1は3層構造を有している。また、中心軸L方向において、軸状ユニット30、環状圧子40、および支持圧子56は不動であり、筒状ユニット20は可動である。
かしめ接合の際、まず、壁部200の孔部201に管体100を挿通する。次いで、部材接合装置1を管体100の内部に挿入する。このとき、各ゴム部材10と、各壁部200の孔部201との中心軸L方向における位置を合わせ、軸状ユニット30を固定する。
図21Bに示すように、上記位置合わせ後、概念的に示す移動機構Mによって筒状ユニット20を中心軸L方向(図の矢印参照)に引っ張る。すると、環状圧子40の端面とフランジ部23bの押面23cとの間が狭まり、ゴム部材10が中心軸L方向にそれぞれ圧縮される。この圧縮に伴って中心軸Lの径方向外側に向けてゴム部材10がそれぞれ膨張され、それによって管体100が拡管され、管体100が壁部200の孔部201にかしめ接合される。
図22Aおよび図22Bに、移動機構M(図21A,21B参照)の一例である引張機構80を示す。引張機構80は、カムドライバ81と、カムスライダ82と、立壁部83と、ガイド軸部材84と、固定具85とを備える。カムドライバ81は、床面に固定された鉛直に立つ立壁部83に隣接して配置されており、立壁部83に沿って鉛直方向に移動可能である。カムドライバ81は、カムスライダ82に力を伝達するための傾斜面81aをその下部に有する。カムドライバ81には、例えば通常よくプレス加工などに使用されるプレス機械等を使用してもよい。カムスライダ82は、下面に図示しないレール機構を有し、水平方向に移動可能である。ただし、レール機構以外にも例えば車輪などのように移動の際に地面との摩擦力を低減する機構であれば、それを採用してもよい。またカムスライダ82は、カムドライバ81から力を受けるための傾斜面82aをその上部に有する。そのため、カムドライバ81の傾斜面81aおよびカムスライダ82の傾斜面82aは、互いに対応した傾斜に形成されている。ガイド軸部材84は、カムスライダ82と立壁部83とを貫通して水平方向に延びている。カムスライダ82および立壁部83は、ガイド軸部材84を挿通するための貫通孔82b,83aをそれぞれ有しており、ガイド軸部材84は貫通孔82b,83a内にて水平方向に摺動可能である。ガイド軸部材84の一端は、カップリング機構84aによって第1筒状部材23に機械的に接続されており、他端はカムスライダ82の外側(立壁部83と反対側)にて貫通孔82bよりも大きなボルトなどの係止部材84bに接続されている。また、固定具85は、支持圧子56を床面に固定している。
立壁部83およびカムスライダ82はコイルばね86によって弾性的に接続されている。従って、カムスライダ82は、立壁部83へ向かって付勢されている。
カムドライバ81に鉛直方向(図において下方向)の力が付加されると、傾斜面81a,82aを介してカムドライバ81からカムスライダ82に力が伝達される。これにより、カムドライバ81が鉛直方向(図において下方向)へ移動するとともに、カムスライダ82は水平方向(図において右方向)へ移動する。カムスライダ82が移動すると、係止部材84bを介して力を受けたガイド軸部材84もともに移動し、カップリング機構84aを介して第1筒状部材23を引っ張る。なお、カムドライバ81およびカムスライダ82は、カム機構の一例である。
立壁部83およびカムスライダ82はコイルばね86によって弾性的に接続されている。従って、カムスライダ82は、立壁部83へ向かって付勢されている。
この引張機構によれば、第5実施形態における押圧機構70(図19A,19B参照)と同様に、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、かしめ接合する管体100の配置を任意に選択できる。
図23Aおよび図23Bに示すように、本実施形態の第1変形例として、図21Aおよび図21Bに示す第1筒状部材23からフランジ部23bを分離してもよい。即ち、第1筒状部材23を第2筒状部材24と押圧台61とに分離してもよい。
第2筒状部材24は、概ね円筒状であり、一端部には第1筒状部材23と同じスリット24dが形成されている。押圧台61は、概ね円柱状であるが、第1筒状部材23を挿入および載置できる凹状の座部61aを備える。また、押圧台61は、中心軸Lに垂直であって、軸状部材33の受面33cと対向する押面61bを備える。また、第2筒状部材24および押圧台61は、ねじ締結などの任意の方法によって連結されており、中心軸L方向に一体として移動可能である。
本変形例によれば、第1筒状部材23を第2筒状部材24と押圧台61とに分離したことにより、部材接合装置1を組み立てる際の自由度を向上させることができる。
図24Aおよび図24Bに示すように、本実施形態の変形例として、接合箇所を3箇所またはそれ以上としてもよい。本実施形態(図22A,22B)の構成に加えて、軸状部材33と、第1筒状部材23と、環状圧子40と、ゴム部材10とからなる組立体を連続させることによって、接合箇所を増やすことができる。
本変形例によれば、一度に接合できる箇所を3箇所以上とすることができる。即ち、上記の組立体の連続構成を増やすことで、一度に接合できる箇所を任意に増やすことができる。
以上より、本発明の具体的な実施形態やその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。
1 部材接合装置
10 ゴム部材(弾性部材)
20 筒状ユニット
21 筒状アセンブリ
22 筒状部材
22a フランジ部(受部)
22b スリット
22c 受面
22d フランジ部(押部)
22e 押面
22f スリット
23 第1筒状部材
23a スリット
23b フランジ部(押部)
23c 押面
23d スリット
23e 座ぐり穴
24 第2筒状部材
24a フランジ部(受部)
24b 受面
24c 座ぐり穴
24d スリット
25 第3筒状部材
25a フランジ部(受部)
25b スリット
25c 受面
30 軸状ユニット
31 軸状アセンブリ
32 軸状部材
32a 軸部
32b 突出部(押部)(受部)
32c 押面(受面)
33 軸状部材
33a 軸部
33b 突出部(押部)(受部)
33c 押面(受面)
40 環状圧子(環状部材)
50 固定台
51 台部
51a 受面
52 立穴部(受部)
52a 受面
55 固定板
56 支持圧子
56a 受面
60 押子(押部)
60a 押面
61 押圧台
61a 座部
61b 押面
70 押圧機構(移動機構)
71 カムドライバ
71a 傾斜面
72 カムスライダ
72a 傾斜面
73 立壁部
74 押出台
74a 押圧面
74b 貫通孔
75 コイルばね
80 引張機構(移動機構)
81 カムドライバ
81a 傾斜面
82 カムスライダ
82a 傾斜面
82b 貫通孔
83 立壁部
83a 貫通孔
84 ガイド軸部材
84a カップリング機構
84b 係止部材
85 コイルばね
100 管体
200 壁部
201 孔部
10 ゴム部材(弾性部材)
20 筒状ユニット
21 筒状アセンブリ
22 筒状部材
22a フランジ部(受部)
22b スリット
22c 受面
22d フランジ部(押部)
22e 押面
22f スリット
23 第1筒状部材
23a スリット
23b フランジ部(押部)
23c 押面
23d スリット
23e 座ぐり穴
24 第2筒状部材
24a フランジ部(受部)
24b 受面
24c 座ぐり穴
24d スリット
25 第3筒状部材
25a フランジ部(受部)
25b スリット
25c 受面
30 軸状ユニット
31 軸状アセンブリ
32 軸状部材
32a 軸部
32b 突出部(押部)(受部)
32c 押面(受面)
33 軸状部材
33a 軸部
33b 突出部(押部)(受部)
33c 押面(受面)
40 環状圧子(環状部材)
50 固定台
51 台部
51a 受面
52 立穴部(受部)
52a 受面
55 固定板
56 支持圧子
56a 受面
60 押子(押部)
60a 押面
61 押圧台
61a 座部
61b 押面
70 押圧機構(移動機構)
71 カムドライバ
71a 傾斜面
72 カムスライダ
72a 傾斜面
73 立壁部
74 押出台
74a 押圧面
74b 貫通孔
75 コイルばね
80 引張機構(移動機構)
81 カムドライバ
81a 傾斜面
82 カムスライダ
82a 傾斜面
82b 貫通孔
83 立壁部
83a 貫通孔
84 ガイド軸部材
84a カップリング機構
84b 係止部材
85 コイルばね
100 管体
200 壁部
201 孔部
Claims (16)
- 第1中心軸を有する固定された筒状アセンブリと、前記筒状アセンブリに対して前記第1中心軸方向の位置が固定されている第1受部および第2受部とを含む筒状ユニットと、
前記筒状アセンブリ内に直動可能に挿通され、前記第1中心軸と同方向に延びる第2中心軸を有する軸状アセンブリと、前記軸状アセンブリに対して前記第2中心軸方向の位置が固定されている第1押部および第2押部とを含む軸状ユニットであって、前記第1押部および前記第2押部は前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に位置し、前記第1押部は前記第1受部と前記第1および第2中心軸方向に対向し、かつ、前記第2押部は前記第2受部と前記第1および第2中心軸方向に対向している軸状ユニットと、
前記第1および第2中心軸方向における前記第1押部と前記第1受部との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第1弾性部材と、
前記第1および第2中心軸方向における前記第2押部と前記第2受部との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第2弾性部材と、
前記軸状ユニットを前記筒状ユニットに対して、前記第1および第2中心軸方向に移動させる移動機構と
を備える、部材接合装置。 - 前記筒状アセンブリには、前記第1中心軸方向に延びるスリットが設けられており、
前記第1押部および前記第2押部の少なくとも一方は、前記スリットを介して前記筒状アセンブリを貫通して前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側へ突出しており、前記スリット内で直動可能に配置されている、請求項1に記載の部材接合装置。 - 前記第1および第2中心軸方向における前記第1押部と前記第1弾性部材との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第1環状部材と、
前記第1および第2中心軸方向における前記第2押部と前記第2弾性部材との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第2環状部材と
のうち少なくとも一方をさらに備える、請求項1または請求項2に記載の部材接合装置。 - 前記第1および第2中心軸方向に垂直な断面において、前記第1押部および前記第2押部の少なくとも一方は、前記第1および第2中心軸を中心として点対称に形成されている、請求項1または請求項2に記載の部材接合装置。
- 前記移動機構は、前記第1および第2中心軸方向以外の方向に作用する力を前記第1および第2中心軸方向の力に変換するカム機構を備える、請求項1または請求項2に記載の部材接合装置。
- 前記移動機構は、前記軸状ユニットを押圧する押圧機構である、請求項1または請求項2に記載の部材接合装置。
- 前記移動機構は、前記軸状ユニットをに引っ張る引張機構である、請求項1または請求項2に記載の部材接合装置。
- 管体と、孔部が設けられた少なくとも2つの壁部と、請求項1または請求項2に記載の部材接合装置とを準備し、
前記少なくとも2つの壁部の前記孔部に前記管体を挿通し、
前記管体の内部に前記部材接合装置を挿入し、
前記部材接合装置によって前記第1弾性部材および前記第2弾性部材を前記第1中心軸方向に圧縮して径方向外側に向けて膨張させ、それによって前記管体の少なくとも2箇所を拡大変形させて前記少なくとも2つの壁部の前記孔部にかしめ接合する
ことを含む、部材接合方法。 - 第1中心軸を有し、前記第1中心軸方向に直動可能な筒状アセンブリと、前記筒状アセンブリに対して前記第1中心軸方向の位置が固定されている第1押部および第2押部とを含む筒状ユニットと、
前記筒状アセンブリ内に挿通され、前記第1中心軸と同方向に延びる第2中心軸を有する固定された軸状アセンブリと、前記軸状アセンブリに対して前記第2中心軸方向の位置が固定されている第1受部および第2受部とを含む軸状ユニットであって、前記第1受部および前記第2受部は前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に位置し、前記第1受部は前記第1押部と前記第1および第2中心軸方向に対向し、かつ、前記第2受部は前記第2押部と前記第1および第2中心軸方向に対向している軸状ユニットと、
前記第1および第2中心軸方向における前記第1押部と前記第1受部との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第1弾性部材と、
前記第1および第2中心軸方向における前記第2押部と前記第2受部との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第2弾性部材と、
前記筒状ユニットを前記軸状ユニットに対して、前記第1および第2中心軸方向に移動させる移動機構と
を備える、部材接合装置。 - 前記筒状アセンブリには、前記第1中心軸方向に延びるスリットが設けられており、
前記第1受部および前記第2受部の少なくとも一方は、前記スリットにて前記筒状アセンブリを貫通して前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側へ突出している、請求項9に記載の部材接合装置。 - 前記第1および第2中心軸方向における前記第1受部と前記第1弾性部材との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第1環状部材と、
前記第1および第2中心軸方向における前記第2受部と前記第2弾性部材との間であって、前記筒状アセンブリの前記第1中心軸の径方向外側に配置された第2環状部材と
をさらに備える、請求項9または請求項10に記載の部材接合装置。 - 前記第1および第2中心軸方向に垂直な断面において、前記第1受部および前記第2受部の少なくとも一方は、前記第1および第2中心軸を中心として点対称に形成されている、請求項9または請求項10に記載の部材接合装置。
- 前記移動機構は、前記第1および第2中心軸方向以外の方向に作用する力を前記第1および第2中心軸方向の力に変換するカム機構を備える、請求項9または請求項10に記載の部材接合装置。
- 前記移動機構は、前記筒状ユニットを押圧する押圧機構である、請求項9または請求項10に記載の部材接合装置。
- 前記移動機構は、前記筒状ユニットを引っ張る引張機構である、請求項9または請求項10に記載の部材接合装置。
- 管体と、孔部が設けられた少なくとも2つの壁部と、請求項9または請求項10に記載の部材接合装置とを準備し、
前記少なくとも2つの壁部の前記孔部に前記管体を挿通し、
前記管体の内部に前記部材接合装置を挿入し、
前記部材接合装置によって前記第1弾性部材および前記第2弾性部材を前記第1中心軸方向に圧縮して径方向外側に向けて膨張させ、それによって前記管体の少なくとも2箇所を拡大変形させて前記少なくとも2つの壁部の前記孔部にかしめ接合する
ことを含む、部材接合方法。
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