JP2007160366A - カシメ工具およびカシメ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の部材を締結した状態のカシメ部材が軸や軸受けなどを支持可能な機能穴を備えるようにする。
【解決手段】カシメ工具としてカシメ部材１０のヘッド１２を保持する下型Ｓ１と軸部１４の先端に当接して軸方向に押圧する押圧面Ｐを備える上型Ｕ１を用いる。カシメ部材１０には貫通穴１６が予め形成されている。上型Ｕ１は押圧面Ｐから延びる突軸Ｖを備え、突軸Ｖを貫通穴１６に挿通させた状態で押圧面Ｐによりカシメ部材の軸部１４の先端をつぶす。突軸Ｖが挿通された貫通穴１６はその穴形状が変形することなくその形状を保持することができる。これにより、カシメ部材１０が板材４０、４４を締結した状態で、貫通穴１６を他の機能部材の軸Ｆを滑らかに支持可能な機能穴として使用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数部材を貫通して当該部材同士を締結するためのカシメ工具およびカシメ方法に関する。

従来、複数部材を貫通して当該部材同士を締結するカシメ構造として、図５に示すようなものがある。すなわち、図５の（ａ）に示すように、ヘッド５２に続いて中実丸棒状の軸部５４を有する単純中実ピン形状のカシメ部材５０を用いて、例えば２枚の板材４０、４４に設けた締結穴にその軸部５４を差し込んだうえ、図５の（ｂ）に示すように、カシメ部材５０を上型Ｕと下型Ｓで挟んで軸方向に圧縮する。これにより、ヘッド５２に対して反対側に突出した軸部５４の先端がつぶれて拡径し、両板材４０、４４を締結する。

ところで、上述のように互いに締結される板材４０、４４は、単に締結されることが目的である場合は少なく、締結部位の近傍で他の軸や軸受けなどを支持する構造壁をなす例が多い。
そのため、軸や軸受けなどを直接支持するハウジングなどの別部材を設定して、板材に組み付けることが行われるが、これらの別部材が多くなるとその部品管理が煩雑となるほか、組み付け加工に多くの治具や型を必要とする。さらにはその配置がカシメ部材と干渉したり、あるいは、別部材の組み付けが溶接の場合にはその熱によって別部材自体が歪み、その寸法精度を低下させてしまうおそれもある。

そこで、複数の部材を締結したカシメ部材に軸や軸受けなどの支持機能を持たせれば、当該他部材を支持するためのハウジングなどを別途設定する必要がなく、干渉や精度低下のおそれある部品の点数を減らすことができ、簡素な構成が実現される。
このため、軸や軸受けなどを支持するため貫通穴を軸方向に予め形成して、カシメ部材を中空円筒形状としておくことが考えられるが、このようなカシメ部材を用いたとしても、従来の上型Ｕと下型Ｓによって圧縮すると、上記の中空円筒形状もつぶれてしまい、軸や軸受けなどの支持機能を果たせない結果となる。

したがって本願発明は、複数の部材を締結した状態のカシメ部材に軸や軸受けなどを支持可能な機能穴を備えさせることができるカシメ工具およびカシメ方法を提供することを目的とする。

このため、本発明は、ヘッドと該ヘッドに続く軸部とからなるカシメ部材の軸部を複数の部材を貫通する締結穴に差し込んだ状態で、軸部の先端をつぶして複数の部材を締結するカシメ締結において、締結状態のカシメ部材の軸方向少なくとも一端側に開口し機能部材を支持可能の機能穴を備えさせるため、カシメ締結に用いるカシメ工具をヘッドを保持する第１の型と軸部の先端に当接して軸方向に押圧する押圧面を備える第２の型とから構成し、第１の型と第２の型のうち、カシメ部材の上記機能穴とすべき穴が開口する端側の型に、機能穴とすべき穴と整合する径を有し当該穴に挿通される突状部を備えるものとした。

第２の型の押圧面によりカシメ部材の軸部の先端をつぶす際に、突状部を穴に挿通させた状態で行うので、突状部を挿通させた穴区間ではその穴形状がつぶれとともに変形することなくその形状を保持することができる。これにより、上記穴を他の機能部材の軸などを滑らかに支持可能な機能穴として使用することができる。

次に本発明の実施の形態を実施例により詳細に説明する。
図１は第１の実施例を示す。
この実施例では、図１の（ａ）に示すように、円盤状のヘッド１２と、ヘッド１２に続く軸部１４とからなり、ヘッド１２から軸部１４の全長にわたる貫通穴１６を設けたカシメ部材１０を用いる。貫通穴１６は、機能穴とすべき穴として、全長にわたって一定径としている。
図の（ａ）は、互いに締結されるべき複数の部材として２枚の板材４０、４４に設けた締結穴４２、４６にカシメ部材１０の軸部１４を差し込んだ状態を示している。

カシメ工具は、図１の（ｂ）に示すように、上型Ｕ１と下型Ｓ１とからなる。
上型Ｕ１は、カシメ部材１０の軸部１４の先端に当接する押圧面Ｐと、カシメ部材１０の貫通穴１６と整合して押圧面Ｐから延びる突軸Ｖを備える。突軸Ｖは、上型Ｕ１の押圧面Ｐが軸部１４の先端（上端）に当接して軸部１４をつぶし始める位置において、貫通穴１６の全長にわたって差し込まれている状態となるように、その長さＬ１が設定されている。
下型Ｓ１は、ヘッド１２の外形形状と整合するとともに、突軸Ｖと中心軸を一致させて貫通穴１６と同径の凹部状の突軸受入れ部ｍ１を有する。

図１の（ｂ）に示すように、下型Ｓ１上に、（ａ）に示した状態の板材４０、４４とカシメ部材１０を載置する。下型Ｓ１のヘッド１２を収容する凹部の深さはヘッド１２の厚みと同一で、該凹部を囲む上面に板材４０が着座する。
そして、図１の（ｃ）に示すように、上型Ｕ１の突軸Ｖをカシメ部材１０の貫通穴１６に差し込んだ状態で、軸部１４を押圧面Ｐでつぶすことにより、軸部１４の端部が拡径部１８となり、２枚の板材４０、４４が締結される。

下型Ｓ１の突軸受入れ部ｍ１は、軸部１４をつぶしながらその下限位置までストロークする上型Ｕ１の突軸Ｖの先端（下端）を受け入れる。
なお、下型Ｓ１はヘッド１２の外形形状と整合する凹部断面を有するが、カシメ部材１０の載置や取り外し時の作業性を良くするため、ヘッド１２との各対向面との間にはわずかな間隙を設定するのが好ましい。また、突軸受入れ部ｍ１と突軸Ｖ間にも滑らかな受け入れのため、互いの対向面間にわずかな間隙を設定するのが好ましい。以下の各実施例においても同様である。

上型Ｕ１が軸部１４の先端をつぶす間、上型Ｕ１の突軸Ｖが軸部１４の貫通穴１６に差し込まれているので、つぶしにより貫通穴１６が縮径することなく、貫通穴１６は一定径を保持する。
本実施例において、下型Ｓ１は発明における第１の型に該当し、上型Ｕ１は第２の型に該当する。突軸Ｖは突状部を構成し、突軸受入れ部ｍ１は逃げ部に該当している。

本実施例は以上のように構成され、ヘッド１２から軸部１４にわたって貫通穴１６を設けたカシメ部材１０を用いた板材の締結において、上型Ｕ１が軸部１４の先端を押圧する押圧面Ｐからカシメ部材１０の貫通穴１６と整合して延びる突軸Ｖを備えて、該突軸Ｖを貫通穴１６に差し込んだ状態で軸部１４を押圧するものとしたので、カシメ部材１０の貫通穴１６が軸部１４のつぶれとともに変形することなくその形状を保持することができる。
したがって、図１の（ｄ）に示すように、カシメ部材１０はその貫通穴１６を機能穴として他の機能部材の軸Ｆの端部を長い範囲で滑らかにスライド可能に支持することができる。

また、下型Ｓ１は、ヘッド１２の外形形状と整合するとともに、カシメ部材１０の貫通穴１６と同軸に当該貫通穴に対応する突軸受入れ部ｍ１を有して、上型Ｕ１が軸部１４をつぶしながらその下限位置までストロークする間、上型Ｕ１の突軸Ｖの先端（下端）を受け入れるから、貫通穴１６の全長にわたって突軸Ｖを伸ばすことができ、カシメ部材１０の中空円筒形状のつぶれを全長にわたって確実に防止することができる。

つぎに、図２は第２の実施例を示す。
ここでは、第１の実施例と同じカシメ部材１０を用いる。図２の（ａ）は図１の（ａ）と同一である。カシメ工具は上型Ｕ２と下型Ｓ２とからなる。
図２の（ｂ）に示すように、下型Ｓ２は、カシメ部材１０のヘッド１２の外形形状と整合するとともに、カシメ部材１０の貫通穴１６と整合する突軸Ｔを備える。
下型Ｓ２の突軸Ｔは、上型Ｕ２の押圧面が軸部１４の先端に当接して軸部１４をつぶし始める位置において、貫通穴１６の全長にわたって差し込まれている状態となるように、その長さＬ２が設定されている。
上型Ｕ２は、その押圧面に突軸Ｔと中心軸を一致させて貫通穴１６と同径の凹部状の突軸受入れ部ｍ２を有する。

図２の（ｂ）に示すように、下型Ｓ２上に、（ａ）に示した状態の板材４０、４４とカシメ部材１０を載置する。
そして、図２の（ｃ）に示すように、下型Ｓ２の突軸Ｔをカシメ部材１０の貫通穴１６に差し込んだ状態で、軸部１４を上型Ｕ２の押圧面Ｐでつぶすことにより、軸部１４の端部が拡径部１８となり、２枚の板材４０、４４が締結される。

上型Ｕ２の突軸受入れ部ｍ２は、押圧面Ｐが軸部１４をつぶしながらその下限位置までストロークする間、下型Ｓ２の突軸Ｔの先端（上端）を受け入れる。
上型Ｕ２が軸部１４の先端をつぶす間、下型Ｓ２の突軸Ｔが軸部１４の貫通穴１６に差し込まれているので、つぶしにより貫通穴１６が縮径することなく、貫通穴１６は一定径を保持する。
本実施例において、下型Ｓ２は発明における第１の型に該当し、上型Ｕ２は第２の型に該当する。突軸Ｔは突状部を構成し、突軸受入れ部ｍ２は逃げ部に該当している。

本実施例は以上のように構成され、ヘッド１２から軸部１４にわたって貫通穴１６を設けたカシメ部材１０を用いた板材の締結において、下型Ｓ２がカシメ部材１０の貫通穴１６と整合して延びる突軸Ｔを備えて、該突軸Ｔを貫通穴１６に差し込んだ状態で上型Ｕ２が軸部１４を押圧するものとしたので、カシメ部材１０の貫通穴１６が軸部１４のつぶれとともに変形することなくその形状を保持することができる。
したがって、図２の（ｄ）に示すように、カシメ部材１０はその貫通穴１６を機能穴として他の機能部材の軸Ｆの端部を長い範囲で滑らかにスライド可能に支持することができる。

図３は第３の実施例を示す。これは、第２の実施例に対して、下型の突軸を短くしたものである。
図３の（ａ）に示すように、下型Ｓ３上に、板材４０、４４とカシメ部材１０を載置する。
下型Ｓ３の突軸Ｔ’の長さＬ３はカシメ部材１０の全長よりも短く、板材４０、４４とカシメ部材１０を下型Ｓ３上に載置したとき、カシメ部材の貫通穴１６に差し込まれた突軸Ｔ’の上端は、カシメ部材１０の軸部１４の先端よりも低い位置となっている。

上型Ｕ３は、カシメ部材１０の軸部１４の先端に当接する平坦な押圧面Ｐを備えているが、突軸受入れ部ｍ２は有しない。
図３の（ｂ）に示すように、板材４４から突出した軸部１４の先端を上型Ｕ３の押圧面Ｐでつぶすことにより、軸部１４の端部が拡径部１８となり、２枚の板材４０、４４が締結される。
同時に、軸部１４は突軸Ｔ’の上端より上部において内径方向にもつぶれ、内径が縮小した縮径部１９が生じる。カシメ部材１０の貫通穴１６のうち、下型Ｓ３の突軸Ｔ’が差し込まれている区間は一定径を保持する。
本実施例においては、下型Ｓ３が発明における第１の型に該当し、上型Ｕ３が第２の型に該当する。突軸Ｔ’は突状部を構成している。

本実施例は以上のように構成され、ヘッド１２から軸部１４にわたって貫通穴１６を設けたカシメ部材１０を用いた板材の締結において、下型Ｓ３がカシメ部材１０のヘッド１２の外形形状と整合するとともに、カシメ部材１０の貫通穴１６と整合しかつその全長よりも短い突軸Ｔ’を備えて、該突軸Ｔ’を貫通穴１６に差し込んだ状態で軸部１４の先端を平坦な押圧面Ｐを備える上型Ｕ３で押圧するものとしたので、カシメ部材１０の貫通穴１６のうち突軸Ｔ’が差し込まれた区間は、軸部１４のつぶれとともに変形することなくその形状を保持することができる一方、軸部１４の端部は径方向内外につぶれる。

これにより、図３の（ｃ）に示すように、カシメ部材１０はその貫通穴１６の一定径部分を機能穴として、ヘッド１２側開口から他の機能部材の軸ＦＢの端部を受け入れて支持することができる。そして、縮径部１９によって、軸ＦＢの所定以上の軸方向移動が規制可能である。

図４は第４の実施例を示す。
ここでは、図４の（ａ）に示すように、従来と同様のヘッド５２に続いて中実丸棒状の軸部５４を有する単純中実ピン形状のカシメ部材５０を用いる。なお、ヘッド５２の軸方向から見た平面形は円形よりも多角形状が好ましい。
図の（ａ）は、互いに締結されるべき複数の部材として２枚の板材４０、４４に設けた締結穴４２、４６にカシメ部材５０の軸部５４を差し込んだ状態を示している。

カシメ工具は上型Ｕ４と下型Ｓ４とからなる。
図４の（ｂ）は、（ａ）の状態の板材４０、４４とカシメ部材５０を下型Ｓ４上に載置した状態を示す。
上型Ｕ４は、カシメ部材５０の軸部５４の先端に当接する押圧面Ｐと、押圧面Ｐの中心において押圧面から一体に延びるドリル軸Ｗを備える。ドリル軸Ｗの長さＬ４は、カシメ部材５０の全長にわたって貫通穴を切削するに十分な長さに設定されている。
下型Ｓ４は、ヘッド５２の外形形状と整合するとともに、上型Ｕ４のドリル軸Ｗと中心軸を一致させた凹部状のドリル受入れ部ｎを有する。

板材４０、４４の締結にあたっては、上型Ｕ４を回転させながら下型Ｓ４上のカシメ部材５０に向かって下降させる。
これにより、まず上型Ｕ４のドリル軸Ｗがカシメ部材５０の軸部５４上端から開始して、ヘッド５２にわたるまで切削加工を行い、機能穴とすべき穴として、貫通穴５６を形成する。
貫通穴５６が完全に形成されたあと、あるいはその直前に、上型Ｕ４の押圧面Ｐが軸部５４の先端を押圧開始する。
こうして、上型Ｕ４が所定の下限位置までストロークすると、図４の（ｃ）に示されるように、軸部５４の端部がつぶされて拡径部１８となり、２枚の板材４０、４４が締結される。

なお、ヘッド５２の平面形を多角形状とすれば、締結動作の間カシメ部材５０が上型Ｕ４と共回りすることが確実に防止される。
本実施例では、下型Ｓ４が発明における第１の型に該当し、上型Ｕ４が第２の型に該当する。ドリル軸Ｗは突状部を構成し、ドリル受入れ部ｎが逃げ部に該当する。また、ドリル軸Ｗで形成された貫通穴５６が機能穴とすべき穴となる。

本実施例は以上のように構成され、従来の単純中実ピン形状のカシメ部材５０を用いて、カシメ部材５０の軸部５４を押圧する押圧面Ｐからドリル軸Ｗを延ばした上型Ｕ４を回転させながら下型Ｓ４上のカシメ部材５０に向かって下降させて貫通穴５６を形成し、該貫通穴内にドリル軸Ｗを挿通した状態で押圧面Ｐにより軸部５４の上端をつぶすものとしたので、貫通穴５６の穴形状は変形することなくカシメが行われる。
これにより、図４の（ｄ）に示すように、カシメ部材５０はその貫通穴５６を機能穴として他の機能部材の軸ＦＣの端部を受け入れ、第１、第２の実施例と同様に、長い範囲でスライド可能に支持することができる。

なお、各実施例では、複数の部材として２枚の比較的薄い板材４０、４４をカシメ部材１０あるいは５０により締結する例について説明したが、複数の部材は薄板材に限らず、またその枚数も２枚に限定されるものではない。
また、機能穴とする貫通穴１６、５６の径はそれぞれ例示に過ぎず、支持すべき軸や軸受け等の特性に応じて任意に設定することができる。

さらに、各実施例では機能穴とすべき穴をそれぞれ貫通穴として形成されるものとしたが、要求される機能穴が第３の実施例のように、貫通不要の場合には、カシメ部材の軸方向一方の側から途中までの穴を形成するものとし、当該穴の開口端側の型に当該穴に対応する長さの突状部（突軸、ドリル軸など）を設ければよい。

第３の実施例では、ドリル軸Ｗを押圧面と一体として、ドリル軸Ｗによる貫通穴切削加工のため上型Ｕ３全体を回転させるものとしたが、第１、第２の実施例においても、カシメ部材の軸部１４をつぶす際、上型Ｕ１、Ｕ２自体を回転させながら軸部の先端を押圧するようにしてもよい。
なおまた、第３の実施例において、ドリル軸Ｗを押圧面Ｐから独立させて、ドリル軸Ｗのみを回転させるようにしてもよい。

第１の実施例を示す図である。 第２の実施例を示す図である。 第３の実施例を示す図である。 第４の実施例を示す図である。 従来例を示す図である。

符号の説明

１０、５０ カシメ部材
１２、５２ ヘッド
１４、５４ 軸部
１６、５６ 貫通穴
１８ 拡径部
１９ 縮径部
４０、４４ 板材
４２、４６ 締結穴
Ｆ、ＦＢ、ＦＣ 軸
ｍ１、ｍ２ 突軸受入れ部（逃げ部）
ｎ ドリル受入れ部（逃げ部）
Ｐ 押圧面
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ 下型（第１の型）
Ｔ、Ｔ’、Ｖ 突軸（突状部）
Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４ 上型（第２の型）
Ｗ ドリル軸（突状部）

Claims (8)

1. ヘッドと該ヘッドに続く軸部とからなるカシメ部材の前記軸部を複数の部材を貫通する締結穴に差し込んだ状態で、前記軸部の先端をつぶして前記複数の部材を締結するとともに、当該締結状態のカシメ部材にはその軸方向少なくとも一端側に開口し機能部材を支持可能の機能穴を備えさせるようにしたカシメ締結に用いるカシメ工具であって、
   前記ヘッドを保持する第１の型と前記軸部の先端に当接して軸方向に押圧する押圧面を備える第２の型とからなり、
   前記第１の型と第２の型のうち、カシメ部材の前記機能穴とすべき穴が開口する端側の型に、前記機能穴とすべき穴と整合する径を有し当該穴に挿通される突状部を備えていることを特徴とするカシメ工具。
2. 前記カシメ部材が予め軸方向に貫通する貫通穴を有しており、
   前記突状部は、前記軸部の先端をつぶしたとき前記貫通穴を貫通する長さを有して、
   前記貫通穴を前記機能穴とすることを特徴とする請求項１記載のカシメ工具。
3. 前記カシメ部材が予め軸方向に貫通する貫通穴を有しており、
   前記突状部は前記第１の型に設けられ、前記カシメ部材の軸方向長さよりも短く設定されて前記貫通穴に挿通され、
   前記軸部の先端をつぶしたとき当該先端側の穴径が縮径された前記貫通穴をヘッド側に開口した前記機能穴とすることを特徴とする請求項１記載のカシメ工具。
4. 前記突状部が前記第２の型に設けられたドリル軸であって、
   該ドリル軸で形成される穴を、少なくとも軸部側に開口した前記機能穴とすることを特徴とする請求項１記載のカシメ工具。
5. 前記ドリル軸は、前記軸部の先端をつぶしたときのカシメ部材の長さよりも長く設定され、前記機能穴がカシメ部材を貫通することを特徴とする請求項４記載のカシメ工具。
6. 前記突状部が設けられた型に対する他方の型には、前記カシメ部材を貫通した突状部の先端を受け入れる逃げ部が設けられていることを特徴とする請求項２または５記載のカシメ工具。
7. ヘッドと該ヘッドに続く軸部とからなるカシメ部材の前記軸部を複数の部材を貫通する締結穴に差し込んだ状態で、第１の型でヘッドを保持し、第２の型の押圧面で軸部の先端をつぶして前記複数の部材を締結するカシメ方法において、
   前記カシメ部材としてその軸方向少なくとも一端側に開口する穴を備えるものを用い、
   前記第１の型と第２の型のうち、カシメ部材の前記穴が開口する端側の型には当該穴と整合する径を有する突状部を備え、
   該突状部を前記穴に挿通させた状態で前記第２の型の押圧面で前記軸部の先端をつぶすことにより、
   締結状態のカシメ部材において前記穴を機能部材を支持可能の機能穴として備えるように構成したことを特徴とするカシメ方法。
8. ヘッドと該ヘッドに続く軸部とからなるカシメ部材の前記軸部を複数の部材を貫通する締結穴に差し込んだ状態で、第１の型でヘッドを保持し、第２の型の押圧面で軸部の先端をつぶして前記複数の部材を締結するカシメ方法において、
   前記第２の型に前記押圧面から延びるドリル軸を設け、
   該ドリル軸で前記カシメ部材に軸部側から穴を形成し、
   前記ドリル軸を前記穴に挿通させた状態で前記第２の型の押圧面で前記軸部の先端をつぶすことにより、
   締結状態のカシメ部材において前記穴を機能部材を支持可能の機能穴として備えるように構成したことを特徴とするカシメ方法。

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