JP6624164B2 - Plastic flow coupling method and plastic flow coupling device - Google Patents
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Description
本発明は、塑性流動結合方法及び塑性流動結合装置に関する技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field related to a plastic flow coupling method and a plastic flow coupling device.
従来から、金属製のアウター部材の端部と金属製のインナー部材の端部とを結合させる際に、塑性流動結合が利用されることがある。 Conventionally, when joining the end of a metal outer member and the end of a metal inner member, plastic flow coupling may be used.
例えば、特許文献１には、有底円筒状のアウター部材の底部における径方向の内側の端部を結合端部とし、円筒状のインナー部材の軸方向の一側の端部における外周面を被結合端面として、上記結合端部を上記被結合端面に沿って突出させ、上記被結合端面に上記径方向の内側に凹んだ凹部を形成し、上記インナー部材の上記軸方向の上記一側の端部には、上記被結合端面と軸方向に略面一となるガイド面を有するガイド部材を当接させて、上記インナー部材の上記軸方向の上記一側の端部に上記ガイド部材が当接した状態で、上記結合端部を、パンチによって、該結合端部の突出方向に加圧して、上記アウター部材の上記結合端部を、上記インナー部材の上記被結合端面における凹部に塑性流動させる塑性流動結合方法が開示されている。 For example, in Patent Document 1, a radially inner end at the bottom of a bottomed cylindrical outer member is defined as a coupling end, and an outer peripheral surface at one axial end of the cylindrical inner member is covered. As the coupling end surface, the coupling end portion is protruded along the coupled end surface, a concave portion recessed inward in the radial direction is formed in the coupled end surface, and the one end in the axial direction of the inner member is formed. A guide member having a guide surface that is substantially flush with the coupled end surface in the axial direction is brought into contact with the portion, and the guide member abuts on the one end in the axial direction of the inner member. In this state, the connecting end is pressurized by a punch in a projecting direction of the connecting end, so that the connecting end of the outer member plastically flows into a recess in the connected end face of the inner member. A fluid coupling method is disclosed.
特許文献１の塑性流動結合方法では、上記アウター部材の上記結合端部におけるパンチによって加圧される面が、上記インナー部材の上記被結合端面よりも加圧方向の上流側に位置するため、上記アウター部材の上記結合端部が、上記インナー部材の上記被結合端部のエッジによって削られないようにするために、上記ガイド部材を用いている。 In the plastic flow joining method of Patent Document 1, the surface pressed by the punch at the joining end of the outer member is located upstream of the joined end surface of the inner member in the pressing direction. The guide member is used to prevent the coupling end of the outer member from being cut by the edge of the coupled end of the inner member.
ところで、アウター部材の結合端部がパンチによって加圧されたときには、結合端部は、該結合端部とパンチとが当接した部分から圧縮変形する。このとき、上記特許文献１のように、アウター部材の結合端部におけるパンチによって加圧される面が、インナー部材の被結合端面よりも加圧方向の上流側に位置するとともに、インナー部材の該加圧方向の上流側に、インナー部材の被結合端面と軸方向に略面一となるようなガイド面を有するガイド部材が設置されていると、上記結合端部の圧縮変形が上記ガイド面によって拘束されてしまい、上記結合端部からガイド部材に向かって荷重がかかることで、上記結合端部が、上記ガイド部材を押し退けて、上記ガイド部材とインナー部材との間の隙間に流れ込むおそれがある。また、上記ガイド部材から上記結合端部に反発荷重がかかって、該反発荷重によって上記結合端部が座屈変形するおそれもある。 By the way, when the coupling end of the outer member is pressed by the punch, the coupling end is compressed and deformed from the portion where the coupling end and the punch abut. At this time, as in Patent Literature 1, the surface pressed by the punch at the coupling end of the outer member is located upstream of the coupling end surface of the inner member in the pressing direction, and the inner member has On the upstream side in the pressing direction, when a guide member having a guide surface that is substantially flush with the joined end surface of the inner member in the axial direction is installed, the compressive deformation of the joined end is caused by the guide surface. Due to being restrained, a load is applied from the coupling end to the guide member, and the coupling end may push away the guide member and flow into a gap between the guide member and the inner member. . Further, a repulsive load is applied from the guide member to the coupling end, and the coupling end may be buckled by the repulsive load.
上記のように、上記結合端部が上記ガイド部材とインナー部材との間の隙間に流れ込むと、バリが形成されてしまう。また、バリが形成されると、該バリとして流れた分だけ、上記被結合面の凹部に流れる肉の量が減少するため、アウター部材とインナー部材との結合強度も低下してしまう。また、上記結合端部が座屈変形した場合には、上記結合端部が上記被結合面の凹部に流れ込みにくくなるため、この場合も、アウター部材とインナー部材との結合強度が低下してしまう。このため、アウター部材とインナー部材とを塑性流動結合させる場合に、アウター部材とインナー部材との結合強度を適切に確保するという観点からは改良の余地がある。 As described above, when the coupling end flows into the gap between the guide member and the inner member, burrs are formed. In addition, when the burrs are formed, the amount of the flesh flowing into the concave portion of the surface to be joined is reduced by the amount of the burrs, so that the joining strength between the outer member and the inner member is also reduced. Further, when the coupling end is buckled and deformed, it becomes difficult for the coupling end to flow into the concave portion of the surface to be coupled, and in this case also, the coupling strength between the outer member and the inner member is reduced. . For this reason, when the outer member and the inner member are plastically flow-coupled, there is room for improvement from the viewpoint of appropriately securing the bonding strength between the outer member and the inner member.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アウター部材とインナー部材とを塑性流動結合させる場合に、アウター部材とインナー部材との結合強度を適切に確保することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to appropriately secure the bonding strength between an outer member and an inner member when plastically coupling the outer member and the inner member. Is to do.
上記課題を解決するために、本発明は、軸方向の一側に有孔の底部を有する有底筒状をなした金属製のアウター部材における、該底部の孔の内周縁部を結合端部とし、該軸方向に対して垂直な方向に延びる平板部を有した金属製のインナー部材における、当該平板部の外周面を被結合端面として、上記アウター部材の上記結合端部の内周面と上記インナー部材の上記被結合端面とを塑性流動結合する塑性流動結合方法を対象として、 上記アウター部材の上記結合端部は、上記底部の孔における内周縁部を、上記インナー部材の上記被結合端面に沿って、上記軸方向の上記一側に向かって延出させることで構成されたものであり、上記インナー部材の上記被結合端面は、上記軸方向に対して垂直な方向に凹んだ凹部が全周に亘って形成されたものであって、上記アウター部材の上記結合端部の内周面と上記インナー部材の上記被結合端面とが、上記軸方向に対して垂直な方向に対向するように、上記アウター部材と上記インナー部材とをそれぞれ配置する配置工程と、上記配置工程の後、上記配置工程で配置された上記アウター部材の上記底部を、該底部の上記軸方向の他側の面と接触するダイスと、該底部の上記軸方向の上記一側の面と接触しかつ筒状をなしたアウター部材側押さえ型とによって、上記アウター部材の上記結合端部における上記軸方向の上記一側の端面が露出した状態で、上記軸方向に挟持するアウター部材挟持工程と、上記配置工程の後、上記配置工程で配置された上記インナー部材の上記平板部を、該平板部の上記軸方向の上記他側の面と接触するインナー部材側押さえ型と、該平板部の上記軸方向の上記一側の面と接触するパンチとによって、上記軸方向に挟持するインナー部材挟持工程と、上記アウター部材挟持工程及び上記インナー部材挟持工程の後又は上記各挟持工程と同時に、上記パンチを上記軸方向の上記他側に向かって移動させて、上記アウター部材の上記結合端部における上記軸方向の上記一側の端面と、上記インナー部材の上記平板部における上記軸方向の上記一側の面との両面を、上記パンチの上記軸方向の上記他側の面に当接させて、該両面の上記軸方向の位置を揃える位置合わせ工程と、上記位置合わせ工程の後又は上記位置合わせ工程の完了と同時に、上記パンチを上記軸方向の上記他側に向かって移動させて、上記アウター部材の上記結合端部を上記パンチと上記ダイスとで挟持して上記軸方向に加圧することで、該結合端部を、上記インナー部材の上記被結合端面の上記凹部内に塑性流動させる塑性流動工程と、を含むという構成とした。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention relates to a bottomed cylindrical metal outer member having a perforated bottom on one side in the axial direction, wherein an inner peripheral edge of the bottom hole is connected to an end portion. In the metal inner member having a flat plate portion extending in a direction perpendicular to the axial direction, the outer peripheral surface of the flat plate portion as a coupled end surface, the inner peripheral surface of the coupling end portion of the outer member and A plastic flow joining method of plastically joining the joined end face of the inner member with the joined end face of the inner member, wherein the joining end of the outer member is formed by cutting the inner peripheral edge of the bottom hole into the joined end face of the inner member. Along, is configured to extend toward the one side in the axial direction, and the coupled end face of the inner member has a concave portion that is concave in a direction perpendicular to the axial direction. Formed all around The outer member and the inner member such that the inner peripheral surface of the coupling end of the outer member and the coupled end surface of the inner member face in a direction perpendicular to the axial direction. And arranging the bottom of the outer member arranged in the arranging step after the arranging step, a die contacting the other axial surface of the bottom, By the outer member side holding mold in contact with the one surface in the axial direction and having a cylindrical shape, in a state where the one end surface in the axial direction at the coupling end portion of the outer member is exposed, After the outer member clamping step of clamping in the axial direction, and after the arranging step, the flat plate portion of the inner member arranged in the arranging step is brought into contact with the other surface in the axial direction of the flat plate portion. Inner part After the inner member clamping step, the outer member clamping step, and the inner member clamping step, which are clamped in the axial direction by the side holding mold and the punch that contacts the one surface in the axial direction of the flat plate portion. Or, simultaneously with each of the clamping steps, the punch is moved toward the other side in the axial direction, and the one end face in the axial direction at the coupling end of the outer member, and A positioning step of bringing both surfaces of the flat plate portion and the one surface in the axial direction into contact with the other surface in the axial direction of the punch, and aligning the positions of the two surfaces in the axial direction, simultaneously completed or after the alignment step of the positioning process, the punch is moved toward the other side in the axial direction, the punch the coupling end of the outer member and the die Is sandwiched between the pressurizing in the axial direction and, the coupling end, has a structure that includes a a plastic flow step of plastic flow within the concave portion of the target binding end face of the inner member.
この構成によると、アウター部材の結合端部における上記軸方向の上記一側の端面と、インナー部材の平板部における上記軸方向の上記一側の面との両面を、パンチの上記軸方向の上記他側の面に当接させて、該両面の上記軸方向の位置を揃えた状態で、パンチによって上記結合端部を加圧するため、該結合端部における圧縮変形する部分の近くに、インナー部材の被結合端面の凹部が位置するようになり、上記結合端部の圧縮変形が拘束されにくいため、上記結合端部がインナー部材とパンチとの間に入り込みにくくなるとともに、上記結合端部が座屈変形しにくくなる。また、上記結合端部を加圧する間、上記両面の上記軸方向の位置が揃っていれば、上記平板部における上記軸方向の上記一側の面と上記被結合端面との間の角部によって、上記結合端面が削られることもない。 According to this configuration, both the end surface on the one side in the axial direction at the coupling end portion of the outer member and the one surface on the one side in the axial direction on the flat plate portion of the inner member are formed in the axial direction of the punch. The inner end member is located near a portion of the coupling end that is deformed by pressing the coupling end with a punch in a state where the two ends are brought into contact with each other and the axial positions of the two surfaces are aligned. Since the concave portion of the joined end surface is located and the compressive deformation of the joined end portion is not easily restrained, the joined end portion is less likely to enter between the inner member and the punch, and the joined end portion is seated. It becomes difficult to bend. In addition, while pressing the coupling end portion, if the axial positions of the two surfaces are aligned, a corner between the one axial surface of the flat plate portion and the coupled end surface is formed. Also, the connecting end face is not scraped.
これらのことによって、アウター部材の結合端部が、インナー部材の被結合端面の凹部に適切に塑性流動するようになり、アウター部材とインナー部材とを塑性流動結合によって結合する場合に、アウター部材とインナー部材との結合強度を適切に確保することができる。 Due to these, the coupling end of the outer member is appropriately plastic-flowed into the concave portion of the coupled end surface of the inner member, and when the outer member and the inner member are coupled by plastic flow coupling, The bonding strength with the inner member can be appropriately secured.
上記塑性流動結合方法の一実施形態において、上記アウター部材は、自動車の自動変速機のクラッチ装置におけるクラッチドラムの一構成要素であるアウタードラムであり、上記インナー部材は、上記クラッチドラムの他の構成要素であるインナードラムである。 In one embodiment of the plastic flow coupling method, the outer member is an outer drum that is a component of a clutch drum in a clutch device of an automatic transmission of an automobile, and the inner member is another component of the clutch drum. It is an inner drum that is an element.
すなわち、自動変速機のクラッチドラムにおけるアウタードラムとインナードラムとの間には、高い結合強度が求められる。このため、アウター部材が上記アウタードラムであり、インナー部材が上記インナードラムである場合には、アウター部材とインナー部材とを塑性流動結合によって結合させるときに、上記塑性流動結合方法を適用することによって、アウター部材とインナー部材との結合強度を適切に確保するという効果が、適切に発揮される。 That is, high coupling strength is required between the outer drum and the inner drum in the clutch drum of the automatic transmission. For this reason, when the outer member is the outer drum and the inner member is the inner drum, when the outer member and the inner member are coupled by plastic flow coupling, by applying the plastic flow coupling method, Thus, the effect of appropriately securing the bonding strength between the outer member and the inner member is appropriately exhibited.
上記塑性流動結合方法において、上記ダイスには、上記軸方向に対して垂直な方向における、上記アウター部材の上記結合端部に対応する部分に、上記軸方向の上記一側に向かって突出した凸部が形成されている、ことが望ましい。 In the plastic flow bonding method, the die has a portion projecting toward the one side in the axial direction at a portion corresponding to the coupling end of the outer member in a direction perpendicular to the axial direction. It is desirable that a portion is formed.
この構成によると、アウター部材の結合端部を出来る限り早期にパンチとダイスとで挟持することができるため、アウター部材の結合端部の、インナー部材の被結合端面の凹部への塑性流動を出来る限り早く開始することができる。これにより、アウター部材とインナー部材との塑性流動結合を効率良く行うことができる。 According to this configuration, since the coupling end of the outer member can be sandwiched between the punch and the die as soon as possible, plastic coupling of the coupling end of the outer member to the concave portion of the coupled end surface of the inner member can be performed. You can start as soon as possible. Thereby, the plastic flow coupling between the outer member and the inner member can be efficiently performed.
上記塑性流動結合方法において、上記アウター部材側押さえ型の内周面には、上記アウター部材を挟持した状態で、上記アウター部材の上記結合端部と対向する部分に、上記軸方向の上記他側に向かって、上記軸方向に対して垂直な方向に広がるテーパー部が形成されている、ことが望ましい。 In the plastic flow coupling method, the inner peripheral surface of the outer member-side pressing die, in a state where the outer member is sandwiched, a portion opposed to the coupling end of the outer member, and the other side in the axial direction. It is desirable that a tapered portion that expands in a direction perpendicular to the axial direction be formed.
すなわち、アウター部材の結合端部が上記軸方向に加圧されたときには、該結合端部は、上記軸方向に垂直な方向における、上記被結合端面側とアウター部材側押さえ型側との両側に広がるように圧縮変形する。このとき、仮に、アウター部材側押さえ型の内周面に、上記テーパー部が設けられていない場合には、上記結合端部が加圧されたときに、アウター部材側押さえ型の内周面によって上記結合端部の上記圧縮変形が拘束されてしまい、アウター部材側押さえ型の内周面から上記結合端部に上記軸方向に対して垂直な方向の反発荷重が入力されて、該反発荷重によって、上記結合端部が座屈変形するおそれがある。そこで、アウター部材側押さえ型の内周面に、上記テーパー部を設けることで、上記結合端部が加圧されたときに、アウター部材側押さえ型の内周面によって上記結合端部の上記圧縮変形が拘束されないようにする。これにより、上記結合端部の座屈変形をより効果的に防止することができる。 That is, when the coupling end of the outer member is pressurized in the axial direction, the coupling end is provided on both sides of the coupled end surface side and the outer member side holding mold side in a direction perpendicular to the axial direction. Compression deformation to spread. At this time, if the tapered portion is not provided on the inner peripheral surface of the outer member-side pressing die, when the coupling end portion is pressed, the inner peripheral surface of the outer member-side pressing die is pressed. The compressive deformation of the coupling end is restrained, and a repulsive load in a direction perpendicular to the axial direction is input to the coupling end from the inner peripheral surface of the outer member-side pressing die, and the repulsive load causes Therefore, there is a possibility that the coupling end portion is buckled. Therefore, by providing the tapered portion on the inner peripheral surface of the outer member-side pressing die, when the coupling end is pressed, the compression of the coupling end by the inner peripheral surface of the outer member-side pressing die. Ensure that the deformation is not constrained. Thereby, the buckling deformation of the coupling end can be more effectively prevented.
上記塑性流動結合方法において、上記アウター部材の上記底部は、上記軸方向の上記一側に向かって、上記アウター部材の筒内側に傾斜した傾斜構造をなしており、上記ダイス及び上記アウター部材側押さえ型における、上記アウター部材の上記底部を挟持する部分は、上記筒内側が、該筒内側とは反対側よりも上記軸方向の上記一側に位置するような階段形状を有する、ことが望ましい。 In the plastic flow coupling method, the bottom portion of the outer member has an inclined structure inclined toward the one side in the axial direction and inward of a cylinder of the outer member, and the die and the outer member side presser. It is desirable that a portion of the mold that sandwiches the bottom of the outer member has a stepped shape such that the inside of the cylinder is located on the one side in the axial direction rather than the side opposite to the inside of the cylinder.
すなわち、仮に、ダイス及びアウター部材側押さえ型における、アウター部材の底部を挟持する部分が、該底部の傾斜構造に対応した傾斜面によって形成されていると、アウター部材の結合端部が上記軸方向に加圧されたときには、該結合端部の一部が上記底部に向かって流れていき、上記底部に反り等が発生するおそれがある。そこで、ダイス及びアウター部材側押さえ型における、アウター部材の底部を挟持する部分に階段形状を形成することによって、上記結合端部の上記底部に向かう流れを上記階段形状によって塞き止める。これにより、上記結合端部が上記軸方向に加圧されたときに、該結合端部が上記底部に向かって流れて行くのを抑制する。この結果、上記底部に反り等が発生することを抑制することができる。 That is, if the portion of the die and the outer member side holding mold that sandwiches the bottom portion of the outer member is formed by an inclined surface corresponding to the inclined structure of the bottom portion, the coupling end of the outer member is in the axial direction. When pressurized, a part of the coupling end flows toward the bottom, and the bottom may be warped. Therefore, by forming a step shape at a portion of the die and the outer member side holding die that sandwiches the bottom of the outer member, the flow toward the bottom of the coupling end is blocked by the step shape. Thereby, when the connecting end is pressed in the axial direction, the connecting end is prevented from flowing toward the bottom. As a result, it is possible to suppress the occurrence of warpage or the like at the bottom.
本発明の別の態様は、軸方向の一側に有孔の底部を有する有底筒状をなした金属製のアウター部材における、該底部の孔の内周縁部を結合端部とし、上記軸方向に対して垂直な方向に延びる平板部を有した金属製のインナー部材における、当該平板部の外周面を被結合端面として、上記アウター部材の上記結合端部の内周面と上記インナー部材の上記被結合端面とを塑性流動結合する、塑性流動結合装置の発明であり、この発明では、上記アウター部材の上記結合端部は、上記底部の孔における内周縁部を、上記インナー部材の上記被結合端面に沿って、上記軸方向の上記一側に向かって延出させることで構成されたものであり、上記インナー部材の上記被結合端面は、上記軸方向に対して垂直な方向に凹みかつ上記アウター部材の上記結合端部が塑性流動する凹部が、全周に亘って形成されたものであって、上記アウター部材の上記底部の上記軸方向の他側の面と接触するダイスと、上記アウター部材の上記底部の上記軸方向の上記一側の面と接触しかつ上記ダイスと協働して、上記アウター部材の上記底部を、上記アウター部材の上記結合端部における上記軸方向の上記一側の端面が露出した状態で該軸方向に挟持するアウター部材側押さえ型と、上記インナー部材の上記平板部の上記軸方向の他側の面と接触するインナー部材側押さえ型と、上記インナー部材の上記平板部の上記軸方向の上記一側の面と接触しかつ上記インナー部材側押さえ型と協働して、上記インナー部材の上記平板部を上記軸方向に挟持しかつ上記軸方向に移動可能なパンチとを備え、上記パンチは、上記アウター部材の上記結合端部の内周面と上記インナー部材の上記被結合端面とが、上記軸方向に垂直な方向に対向するように、上記アウター部材と上記インナー部材とが配置されるとともに、上記アウター部材が上記ダイスと上記アウター部材側押さえ型とにより挟持されかつ上記インナー部材が上記インナー部材側押さえ型と上記パンチとにより挟持された状態で、上記アウター部材の上記結合端部における上記軸方向の上記一側の端面と、上記インナー部材の上記平板部における上記軸方向の上記一側の面との両面の上記軸方向の位置を揃えるように構成され、さらに上記パンチは、上記両面の上記軸方向の位置を揃えた状態で、上記軸方向の上記他側に移動されて、上記結合端部を上記軸方向に加圧するように構成されている、ものとした。 Another aspect of the present invention is a metal outer member having a bottomed cylindrical shape having a bottom with a hole on one side in the axial direction, wherein the inner peripheral edge of the hole at the bottom is a coupling end, and In a metal inner member having a flat plate portion extending in a direction perpendicular to the direction, the outer peripheral surface of the flat plate portion is used as a coupled end surface, and the inner peripheral surface of the coupling end portion of the outer member and the inner member are A plastic flow coupling device for plastically coupling the coupled end face with the coupled end surface. In the present invention, the coupling end of the outer member is formed by connecting an inner peripheral edge of the bottom hole to the coupled member of the inner member. Along the coupling end surface, the coupling member is configured to extend toward the one side in the axial direction, and the coupled end surface of the inner member is recessed in a direction perpendicular to the axial direction. The coupling of the outer member A recess in which the portion plastically flows is formed over the entire circumference, and a die that contacts the other axial surface of the bottom of the outer member; and a die that contacts the bottom of the outer member. A state in which the bottom portion of the outer member is in contact with the one surface in the axial direction and cooperates with the die, and the one end surface in the axial direction of the coupling end portion of the outer member is exposed. An outer member-side pressing die that is sandwiched in the axial direction, an inner member-side pressing die that contacts the other axial surface of the flat plate portion of the inner member, and the shaft of the flat plate portion of the inner member. A punch that is in contact with the surface on one side in the direction and cooperates with the inner member-side pressing mold to pinch the flat plate portion of the inner member in the axial direction and move in the axial direction, The above punch is on The outer member and the inner member are arranged such that the inner peripheral surface of the coupling end portion of the outer member and the coupled end surface of the inner member face in a direction perpendicular to the axial direction, In a state where the outer member is held between the die and the outer member-side pressing die and the inner member is held between the inner member-side pressing die and the punch, the shaft at the coupling end of the outer member is held. The end of the one side in the direction, and the axial position of both sides of the one side surface in the axial direction of the flat plate portion of the inner member is configured to be aligned in the axial direction, furthermore, the punch, the In the state where the positions in the axial direction are aligned, it is configured to be moved to the other side in the axial direction and press the coupling end in the axial direction. did.
この塑性流動結合装置により、上記塑性流動結合方法と同様に、アウター部材の結合端部が上記軸方向に加圧されたときに、上記結合端部がインナー部材とパンチとの間に入り込みにくくすることができる。これにより、アウター部材の結合端部を、インナー部材の被結合端面の凹部に適切に塑性流動させることができ、アウター部材とインナー部材とを塑性流動結合によって結合する場合に、アウター部材とインナー部材との結合強度を適切に確保することができる。 With this plastic flow coupling device, similarly to the plastic flow coupling method, when the coupling end of the outer member is pressed in the axial direction, the coupling end is less likely to enter between the inner member and the punch. be able to. Thereby, the coupling end of the outer member can be appropriately plastic-flowed into the concave portion of the coupled end surface of the inner member. When the outer member and the inner member are coupled by plastic flow coupling, the outer member and the inner member can be combined. It is possible to appropriately secure the bonding strength with the substrate.
以上説明したように、本発明に係る塑性流動結合方法及び塑性流動結合装置では、アウター部材の結合端部の内周面と、インナー部材の被結合端面が対向するように、上記アウター部材と上記インナー部材とを配置するとともに、上記アウター部材がダイスとアウター部材側押さえ型によって挟持されかつ上記インナー部材がインナー部材側押さえ型とパンチによって挟持された状態で、パンチによって、上記アウター部材の上記結合端部が軸方向に加圧されたときに、上記結合端部が上記インナー部材と上記パンチとの間に入り込みにくくなるとともに、上記結合端部が座屈変形しにくくなるため、上記アウター部材の上記結合端部を、上記インナー部材の上記被結合端面の凹部に適切に塑性流動させることができ、上記アウター部材と上記インナー部材とを塑性流動結合させる場合に、上記アウター部材と上記インナー部材との結合強度を適切に確保することができる。 As described above, in the plastic flow coupling method and the plastic flow coupling device according to the present invention, the outer member and the plastic member are connected such that the inner peripheral surface of the coupling end of the outer member faces the coupled end surface of the inner member. While the inner member is disposed, the outer member is held by the die and the outer member-side pressing die, and the inner member is held by the inner member-side pressing die and the punch, and the outer member is joined by the punch. When the end is pressed in the axial direction, the coupling end is less likely to enter between the inner member and the punch, and the coupling end is less likely to buckle, so that the outer member The coupling end portion can be appropriately plastic-flowed into the concave portion of the coupled end surface of the inner member, and the upper end and the outer member An inner member in case of plastic flow coupling, the coupling strength between the outer member and the inner member can be properly secured.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本実施形態に係る塑性流動結合方法を実行するための塑性流動結合装置１（以下、単に結合装置１という）を示す。この結合装置１は、図３〜図７に示すように、軸方向の一側に有孔の底部２５を有する有底円筒状のアウタードラム２０における、該底部２５の最も筒内側の端部を結合端部２１とし、該軸方向に対して垂直な方向（後述する径方向と一致する）に延びる円板状部３２（平板部）を有するインナードラム３０における、当該円板状部３１の外周面を被結合端面３１として、アウタードラム２０の結合端部２１の内周面と、インナードラム３０の被結合端面３１とが上記軸方向に垂直な方向に対向するように、アウタードラム２０とインナードラム３０とを配置した状態で、上記結合端部２１を上記軸方向に加圧することで、アウタードラム２０の結合端部２１の内周面２１ａ（図３〜図７参照）とインナードラム３０の被結合端面３１とを塑性流動結合するものである。尚、本実施形態では、結合装置１によって、アウタードラム２０とインナードラム３０とを塑性流動結合させる際には、上記軸方向が上下方向と一致するように、アウタードラム２０及びインナードラム３０が配置されるため、以下の説明では、上記軸方向を上下方向といい、上記軸方向の上記一側を上側といい、上記軸方向の上記他側を下側ということがある。
FIG. 1 shows a plastic flow coupling device 1 (hereinafter, simply referred to as a coupling device 1) for executing a plastic flow coupling method according to the present embodiment. As shown in FIGS. 3 to 7, the coupling device 1 is configured to connect the innermost end of the bottom 25 of the cylindrical
アウタードラム２０は、自動車の自動変速機のクラッチ装置におけるクラッチドラムの一構成要素である。一方で、インナードラム３０は、上記クラッチドラムにおける他の構成要素である。つまり、アウタードラム２０とインナードラム３０とが結合されることで、１つのクラッチドラムが形成される。実際に自動変速機に配置された状態では、アウタードラム２０には、上記クラッチ装置の摩擦要素である摩擦板が取り付けられる一方、インナードラム３０は、上記自動変速機の動力伝達軸と接続される。そして、上記動力伝達軸の回転によってインナードラム３０が回転することで、アウタードラム２０もインナードラム３０と共に回転するようになっている。インナードラム３０には、上記動力伝達軸の回転が直接的に伝達されるため、該インナードラム３０はある程度変形しにくい金属で構成する必要があり、本実施形態では、インナードラム３０は鋼で構成されている。一方で、アウタードラム２０は、上記自動変速機全体の軽量化を図る観点から、本実施形態では、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成されている。
The
アウタードラム２０は、図１に示すように、底部２５に加えて、上下方向（軸方向）に沿って延びる円筒状の第１周壁部２２と、上下方向に沿って延びかつ該第１周壁部２２よりも径が小さい円筒状の第２周壁部２３と、第１周壁部２２の上側の端部と第２周壁部２３の下側の端部とを連結する連結部２４とを有している。底部２５は、第２周壁部２３の上側端部から径方向の内側（つまり筒内側）に向かって延びている。本実施形態では、底部２５は、上側に向かって上記径方向の内側に傾斜した傾斜構造を有している。アウタードラム２０の結合端部２１は、図３〜図６に示すように、底部２５における内周縁部を、インナードラム３０の被結合端面３１に沿って、上側に延出させることで構成されている。このアウタードラム２０の形状は、プレス加工によって予め形成されている。
As shown in FIG. 1, the
インナードラム３０は、図１に示すように、上下方向（軸方向）に沿って延びる円筒部３３を有し、該円筒部３３の下側の端部から上記径方向の外側に広がるようにかつ該円筒部３３と同心に円板状部３２が形成されている。つまり、円板状部３２は円環状をなしている。円板状部３２の外径は、アウタードラム２０の結合端部２１における内径よりも僅かに小さい。
As shown in FIG. 1, the
円板状部３２の被結合端面３１には、図３〜図７に示すように、上記軸方向に対して垂直な方向に向かって凹んだ、詳しくは、径方向の内側に向かって凹んだ複数の凹部３４が形成されている。
As shown in FIGS. 3 to 7, the coupled end face 31 of the disc-shaped
円板状部３２の被結合端面３１に形成された複数の凹部３４は、図２に示すように、周方向に延びかつ周方向全体に亘って連続的に形成された第１横溝３４ａと、該第１横溝３４ａに対して上側に離間して設けられかつ周方向に延びかつ周方向全体に亘って連続的に形成された第２横溝３４ｂと、該第２横溝３４ｂの上側の部分に連続するように形成されかつ上記軸方向に延びかつ周方向に断続的に形成された複数のローレット溝３４ｃとを有している。各ローレット溝３４ｃは、円板状部３２の上面から第２横溝３４ｂまで延びている。尚、図３〜図７では、上記被結合端面３１における、第２横溝３４ｂとローレット溝３４ｃとが連続した部分を切断している。
As shown in FIG. 2, the plurality of
アウタードラム２０の結合端部２１の内周面と、インナードラム３０の被結合端面３１とが、上記径方向に対向するように、アウタードラム２０とインナードラム３０とを配置した状態で、上記結合端部２１を上下方向（軸方向）に加圧したときには、該結合端部２１が複数の凹部３４内に塑性流動して、アウタードラム２０の結合端部２１の内周面２１ａとインナードラム２０の被結合端面３１とが結合される。アウタードラム２０とインナードラム３０とが結合されたものにおいて、第１及び第２横溝３４ａ，３４ｂは、上記軸方向の荷重を受けて、アウタードラム２０とインナードラム３０とが該軸方向に分離するのを防止する役割を果たす。一方で、複数のローレット溝３４ｃは、アウタードラム２０とインナードラム３０との結合体が上記自動変速機に搭載された状態で、インナードラム３０の回転をアウタードラム２０に適切に伝達する役割を果たす。
In the state where the
次に、アウタードラム２０とインナードラム３０とを塑性流動結合するための結合装置１の構成について説明する。図１及び図３〜図７に示すように、結合装置１は、上面にアウタードラム２０が載置されるダイス２と、上面にインナードラム３０が載置される下側プレッサー３（インナー部材側押さえ型）と、上記ダイス２協働してアウタードラム２０の底部２５を上下方向に挟持する（特に図４〜図７参照）上側プレッサー４（アウター部材側押さえ型）と、上記下側プレッサー３と協働してインナードラム３０の円板状部３２を上下方向に挟持するとともに、上記ダイス２と協働してアウタードラム２０の結合端部２１を挟持して、該結合端部２１を上下方向（軸方向）に加圧する（特に図４〜図７参照）パンチ５とを有している。
Next, a configuration of the coupling device 1 for plastically coupling the
ダイス２は、図１に示すように、アウタードラム２０の形状に対応して、径の異なる円筒部材が同心に上下に連続して形成された形状をなしている。具体的には、ダイス２は、相対的に径の大きい大径部２ａと、該大径部２ａの上側に設けられかつ相対的に径の小さい小径部２ｂとを有している。アウタードラム２０の底部２５を挟持するときには、小径部２ｂの上側端部が底部２５の下面と接触する。
As shown in FIG. 1, the
ダイス２は、図１に示すように、テーブル１０の上に載置され、該テーブル１０にボルト１００によって固定されている。テーブル１０自体も、基台１１にボルト１０１によって固定されている。
The
ダイス２の筒内は、上下方向の中間に肩部２ｃが形成されており、該肩部２ｃよりも下側の部分は、該肩部２ｃよりも上側の部分よりも内径が小さくなっている。
Inside the cylinder of the
ダイス２の筒内の筒内には、図１に示すように、下側プレッサー３が収容され、下側プレッサー３の下面とテーブル１０の上面とは、弾性部材７によって連結されている。弾性部材７は、図１に示すように、例えば、ダイス２の内径と同程度の径を有する１つのコイルバネで構成されている。尚、弾性部材７をダイス２の内径よりも小さい径のコイルバネで構成して、該弾性部材７を、ダイス２の周方向に断続的に複数配置するようにしてもよい。
As shown in FIG. 1, the
ダイス２の小径部２ｂの上側端部は、図３〜図７に示すように、該上側端部における、アウタードラム２０の底部２５を挟持する部分に、上記径方向の内側が、上記径方向の外側よりも上側に位置するような階段形状をなした階段状部４０を有している。また、ダイス２の小径部２ｂの上側端部には、該上側端部における、アウタードラム２０の結合端部に対応する部分に、ダイス２の階段状部４０よりも上側に突出した凸部５０が形成されている。階段状部４０及び凸部５０のエッジ部分は、それぞれアール状に加工されている。
As shown in FIGS. 3 to 7, the upper end of the small-
下側プレッサー３は、図１に示すように、該下側プレッサーの大部分を構成する円柱部３ａと、該円柱部３ａの上側端部に設けられ、円柱部３ａの径方向の外側に広がった鍔部３ｂと、円柱部３ａの上面における径方向の中央から軸状に上側に突出した軸状突出部３ｃを有している。円柱部３ａの径は、ダイス２の肩部２ｃよりも下側の部分の内径と同程度の径であり、鍔部３ｂの外径は、ダイス２の肩部２ｃよりも上側の部分の内径と同程度の径であり、軸状突出部３ｃの径は、下側プレッサー４にセットされるインナードラム３０の円筒部３３の筒内に嵌合するような径である。
As shown in FIG. 1, the
下側プレッサー３は、上記弾性部材７によって上側に付勢されており、該下側プレッサー３に下側に向かう荷重が加えられていない状態では、鍔部３ｂの下面とダイス２の肩部２ｃとの上下方向の間に隙間が形成されるようになっている。下側プレッサー３が弾性部材７の付勢力に抗して下側に移動したときには、鍔部３ｂがダイス２の肩部２ｃに係止されて、下側プレッサー３がこれ以上下側に移動できないようになる。尚、下側プレッサー３の鍔部３ｂの上下方向の厚みは、該鍔部３ｂがダイス２の肩部２ｃに係止された状態で、該鍔部３ｂの上面とダイス２の凸部５０の上面とが上下方向に面一となるような厚みに設定されている。
The
下側プレッサー３は、パンチ５と協働してインナードラム３０の円板状部３２を挟持するときには、該円板状部３２の下面と接触する。
The
本実施形態では、上側プレッサー４及びパンチ５は、図１に示すように、円筒状のケース８の筒内に位置している。ケース８の内周部分には、径方向の内側に突出された係止片８ａが形成され、上側プレッサー４は、アウタードラム３０と当接していない状態では、該係止部８ａに引っ掛かった状態となる。ケース８は、不図示のシリンダ装置によって上下方向に移動可能となっており、ケース８が上下移動したときには、上側プレッサー４及びパンチ５もケース８と共に上下に移動するようになっている。
In the present embodiment, the
上側プレッサー４は、図１に示すように、上下方向に延びる筒状をなしており、筒内にはパンチ５が内周面に摺動可能に設けられている。これにより、上側プレッサー４の大部分は、パンチ５の上下方向の動作をガイドするパンチガイド部４ａとして構成されている。パンチガイド部４ａの上側端部（つまり、上側プレッサー４の上側端部）には、上側プレッサー４を下側に向かって付勢する弾性部材９の下側端が取り付けられている。該弾性部材９の上側端はケース８に取り付けられている。上側プレッサー４のパンチガイド部４ａには、図１に示すように、ケース８の係止片８ａに引っ掛かる被係止部が設けられており、該被係止部が上記係止片８ａに引っ掛かることで、弾性部材９の付勢力よって上側プレッサー４が下側に移動しようとしても、上側プレッサー４は、パンチガイド部４ａが係止片８ａに引っ掛かった状態からさらに下側には移動できないようになっている。弾性部材９は、例えば、コイルバネで構成されている。パンチガイド部４ａの下側端部は、上記被係止部よりも径方向の内側の部分から下側に突出しており、上記被係止部がケース８の係止片８ａに引っ掛かった状態で、パンチガイド部４ａの下側端部は、パンチ５の下面５ａ（図４〜図７参照）よりも下側に位置するようになっている。尚、図１では、パンチガイド部４ａの上側端部に下側に向かって凹む凹部が形成され、弾性部材９の下側の部分が該凹部内に入り込んだ状態となっているが、パンチガイド部４ａの上側端部に上記凹部を設けずに、弾性部材９の下側端がパンチガイド部４ａの上面に取り付けられる構成であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
上側プレッサー４の下側端部は、該下側端部における径方向の外側の部分が該径方向の内側の部分よりも下側に延びており、図４〜図７に示すように、この径方向の外側の部分は、ダイス２の小径部２ｂと協働して、アウタードラム２０の第２周壁部２４を径方向に押さえる径方向押さえ部４ｂを構成している。上側プレッサー４の下側端部において、パンチガイド部４ａの下面と径方向押さえ部４ｂの内周面との間の部分には、上記径方向の内側が、上記径方向の外側よりも上側に位置するような階段形状をなした階段状部４１が形成されている。この階段状部４１は、ダイス２の小径部２ｂと協働して、アウタードラム２０の底部２５を軸方向（つまり、上下方向）に挟持する。つまり、上側プレッサー４の階段状部４１は、上側プレッサー４における、アウタードラム２０の底部２５を挟持する部分に設けられているといえる。上側プレッサー４の階段状部４１は、図４〜図７に示すように、ダイス２の階段状部４０よりも径方向の外側に位置するように形成されている。上側プレッサー４の階段状部４１も、ダイス２の階段状部４０と同様に、エッジ部分がアール状に加工されている。
The lower end portion of the
また、図４〜図７に示すように、上側プレッサー４の内周面には、アウタードラム２０の底部２５を挟持した状態で、アウタードラム２０の結合端部２１と対向する部分、詳しくは、パンチガイド部４ａの下側端部における径方向の内側の部分に、下側に向かって、径方向の外側に広がるテーパー部６０が形成されている。該テーパー部６０の上下方向に対する鋭角側の角度は、例えば５°に設定することができる。
Further, as shown in FIGS. 4 to 7, on the inner peripheral surface of the
パンチ５は、図１に示すように、円筒状をなしており、パンチ５の内径は、インナードラム３０の円筒部３３に嵌合するような径に設定されている。パンチ５の下面５ａにおける外径と内径との差の半分の値（以下、下面５ａの径方向の長さという）は、インナードラム３０の円板状部３２の径方向の幅よりも大きい値に設定されている。より具体的には、パンチ５の外径は、図４〜図７に示すように、パンチ５の下面５ａの径方向の長さは、インナードラム３０の円板状部３２の外径とアウタードラム２０の結合端部２１の径方向の厚みとを合計した値よりも若干大きくなるような値に設定されている。
As shown in FIG. 1, the
詳細には図示していないが、パンチ５はケース８に対して固定されている。
Although not shown in detail, the
次に、上記構成の結合装置１を用いて、アウタードラム２０とインナードラム３０とを結合する方法を説明する。
Next, a method of connecting the
先ず、アウタードラム２０の結合端部２１の内周面とインナードラム３０の被結合端面３１とが上記径方向に対向するように、アウタードラム２０とインナードラム３０とをそれぞれ配置する。具体的には、ダイス２に、アウタードラム２０を、結合端部２１がダイス２の凸部５０の上に位置するようにかつアウタードラム２０の底部２５がダイス２の階段状部４０に接触するようにセットし、下側プレッサー３の上面に、インナードラム３０を、円板状部３２が下側に位置しかつ円筒部３３の内周面が下側プレッサー３の軸状突出部３ａの外周面に接触するようにセットする。このとき、下側プレッサー３は、弾性部材７（図１参照）の付勢力によって、下側プレッサー３の鍔部３ｂの上面がダイス２の凸部５０よりも僅かに上側に位置するように位置しているため、アウタードラム２０及びインナードラム３０を上述のようにセットすれば、図３に示すように、結合端部２１の内周面と被結合端面３１とが自動的に上記径方向に対向するようになる。
First, the
続いて、上記シリンダ装置によって、ケース８ごと上側プレッサー４及びパンチ５を下側に移動させる。上側プレッサー４のパンチガイド部４ａの下側端部及び上側プレッサー４の階段状部４１は、パンチ５の下面５ａよりも下側に位置しているため、図４に示すように、パンチ５の下面５ａがインナー部材３０に当接する前に、上側プレッサー４のパンチガイド部４ａの下側端部及び上側プレッサー４の階段状部４１が、アウター部材２０の底部２５に当接する。上側プレッサー４がアウター部材２０の底部２５に当接した後、ケース８はさらに下側に移動するが、上側プレッサー４は、弾性部材９が縮むことでアウター部材２０の底部２５に当接した状態から下側には移動しない。そして、上側プレッサー４が弾性部材９によって下側に付勢されることで、ダイス２と上側プレッサー４とで、アウタードラム２０の底部２５が上下方向に挟持される。このとき、アウタードラム２０は、結合端部２１の上面２１ｂが露出した状態で挟持される。
Subsequently, the
上側プレッサー４がアウター部材２０の底部２５に当接した後、ケース８をさらに下側に移動させると、図４に示すように、パンチ５の下面５ａが円板状部３２の上面３２ａに当接する。これにより、下側プレッサー３とパンチ５とによって、インナードラム３０の円板状部３２が上下方向に挟持される。このとき、パンチ５の下面５ａの径方向の長さは、インナードラム３０の円板状部３２の外径とアウタードラム２０の結合端部２１の径方向の厚みとを合計した値よりも若干大きくなるような値に設定されているため、図４に示すように、パンチ５の下面５ａにおける径方向の外側の部分が、インナードラム３０の被結合端面３１よりも径方向の外側にはみ出した状態となる。
After the
次いで、ケース８をさらに下側に移動させて、パンチ５を下側に移動させると、パンチ５は、弾性部材７（図１参照）の付勢力に抗して、インナードラム３０及び下側プレッサー３を下側に押すため、インナードラム３０及び下側プレッサー３は共に下側に移動する。そして、図５に示すように、パンチ５の下面５ａにおける径方向の外側の部分が、上記結合端部２１の上面２１ｂと当接したときには、上記結合端部２１の上面２１ｂと上記円板状部３２の上面３２ａとの両面が、パンチ５の下面５ａに当接して、該両面２１ｂ，３２ａの上下方向の位置が揃う（つまり、面一になる）。
Next, when the
図５の状態から、ケース８をさらに下側に移動させて、パンチ５をさらに下側に移動させると、パンチ５とダイス２（厳密には、ダイス２の凸部５０）とによって上記結合端部２１が上下方向に挟持されて、パンチ５によって、上記結合端部２１が加圧される。これにより、図６に示すように、上記結合端部２１が圧縮変形（厳密には、圧縮塑性変形）して、厚み方向（アウタードラム２０の径方向と一致する）に広がる。これにより、上記結合端部２１が上記被結合端面３１の凹部３４に塑性流動する。このとき、インナードラム３０及び下側プレッサー３は、図６に示すように、パンチ５の下側への移動によって、上記結合端部２１が上下に圧縮された分だけ下側に移動する。これにより、パンチ５は、図６に示すように、上記結合端部２１の上面２１ｂと上記円板状部３２の上面３２ａとの上下方向の位置を揃えたまま、上記結合端部２１を加圧し続けるようになる。
When the
やがて、図７に示すように、下側プレッサー３の鍔部３ｂがダイス２の肩部２ｃに係止されて、該鍔部３ｂの上面とダイス２の凸部５０の上面とが揃う。このときには、上記結合端部２１が上記被結合端面３１の凹部３４内に入り込み、アウタードラム２０の結合端部２１の内周面２１ａとインナードラム３０の被結合端面３１とが塑性流動結合される。
Eventually, as shown in FIG. 7, the
ここで、従来は、アウタードラム２０の結合端部２１の上面２１ｂが、インナードラム３０の被結合端面３１よりも、上側に位置した状態で上記結合端部２１を加圧していた。また、従来は、加圧時に、上記結合端部２１がインナードラム３０側に座屈しないように、上記被結合端面３１と略面一になるようなガイド面を有するガイド部材を配置していた。しかし、上記結合端部２１の圧縮変形が上記ガイド部材によって拘束されてしまうため、上記結合端部２１から上記ガイド部材に向かって荷重がかかり、上記結合端部２１が上記ガイド部材を押し退けて、上記ガイド部材とインナードラム３０との間に隙間に流れ込んで、バリが形成される可能性があった。また、上記ガイド部材から上記結合端部２１に反発荷重がかかって、該反発荷重によって、上記結合端部２１が座屈変形する可能性もあった。
Here, in the related art, the
上記バリが形成されると、該バリとして流れた分だけ、上記被結合面３１の凹部３４に流れる肉の量が減少して、アウタードラム２０とインナードラム３０との結合強度が低下してしまう。また、上記結合端部２１が座屈変形した場合には、該結合端部２１が上記非結合端面３１の凹部３４に流れ込みにくくなるため、この場合も、アウタードラム２０とインナードラム３０との結合強度が低下してしまう。特に、本実施形態のように、アウタードラム２０の材料としてアルミニウム又はアルミニウム合金を用いている場合、アルミニウム及びアルミニウム合金は、鋼と比較して変形しやすいため、上記結合端部２１が座屈変形しやすく、アウタードラム２０とインナードラム３０との結合強度の低下が問題となりやすい。
When the burrs are formed, the amount of meat flowing into the
これに対して、本実施形態では、アウタードラム２０の結合端部２１の上面２１ｂと、インナードラム３０の円板状部３１における上面３２ａとの両面を、パンチ５の下面５ａに当接させて、該両面２１ｂ，３２ａの上下方向の位置を揃えた状態で、パンチ５によって上記結合端部２１を加圧するため、該結合端部２１における圧縮変形する部分の近くに、上記被結合端面３１の凹部３４が位置するようになり、上記結合端部２１の圧縮変形が拘束されにくいため、上記結合端部２１がインナードラム３０とパンチ５との間に入り込みにくくなる。これにより、上記結合端部２１を加圧したときにバリが形成されるのを防止することができる。
On the other hand, in the present embodiment, both surfaces of the
特に、本実施形態では、上記被結合端面３１の上部には、凹部３４として、円板状部３２の上面３２ａまで延びるローレット溝３４ｃが形成されているため、上記結合端部２１は、パンチ５による加圧によって圧縮変形した後直ぐに凹部３４（特に、ローレット溝３４ｃ（図２参照））に流れ込むことができる。これにより、上記結合端部２１の圧縮変形が一層拘束されにくくなるため、バリの形成をより効果的に防止することができる。
In particular, in the present embodiment, a
また、上記結合端部２１の圧縮変形が拘束されにくくなることによって、該結合端部２１の座屈変形も効果的に防止することができる。
In addition, since the compressive deformation of the
さらに、本実施形態では、下側プレッサー３が弾性部材７によって上側に付勢されていることにより、上記円板状部３２の上面３２ａがパンチ５に向かって加圧された状態となるため、インナードラム３０とパンチ５との間には隙間が形成されにくい。
Further, in the present embodiment, since the
さらにまた、上記結合端部２１を加圧する間、該結合端部２１の上面２１ｂと、上記円板状部３２における上面３２ａとの両面の上下方向の位置が揃っていることにより、上記円板状部３２の上面３２ａと上記被結合端面３１との間の角部によって、上記結合端部２１が削られることもない。
Furthermore, while the
これらのことによって、アウタードラム２０の結合端部２１が、インナードラム３０の被結合端面３１の凹部３４に適切に塑性流動するようになり、アウタードラム２０とインナードラム３０とを塑性流動結合によって結合する場合に、アウタードラム２０とインナードラム３０との結合強度を適切に確保することができる。
As a result, the connecting
また、本実施形態では、上側プレッサー３の内周面には、アウタードラム２０の底部２５を挟持した状態で、アウタードラム２０の結合端部２１と対向する部分に、下側に向かって、径方向に広がるテーパー部６０が形成されているため、アウタードラム２０の結合端部２１の座屈変形を防止することができる。
Further, in the present embodiment, the inner peripheral surface of the
すなわち、アウタードラム２０の結合端部２１が上下方向に加圧されたときには、該結合端部は、径方向の内側（被結合端面３１側）と外側（上側プレッサー４側）の両方に広がるように圧縮変形する。このとき、仮に、上側プレッサー４の内周面に、テーパー部６０が設けられていない場合には、上記結合端部２１が加圧されたときに、上側プレッサー４の内周面によって上記結合端部２１の上記圧縮変形が拘束されてしまい、上側プレッサー４の内周面から上記結合端部２１に径方向の反発荷重が入力される。そして、該反発荷重によって、上記結合端部２１が座屈変形してしまう。上記結合端部２１の座屈変形は、上述したように、アウタードラム２０がアルミニウム又はアルミニウム合金によって構成されているときには特に生じ易い。
That is, when the connecting
そこで、上側プレッサー４の内周面にテーパー部６０を設けることで、上記結合端部２１が加圧されたときに、上側プレッサー４の内周面によって上記結合端部２１の上記圧縮変形が拘束されないようにする。これにより、上記結合端部２１の座屈変形を防止することができる。
Therefore, by providing the tapered
また、上側プレッサー４の内周面にテーパー部６０を設けることで、アウタードラム２０の結合端部２１の圧縮変形が拘束されにくくなるため、該結合端部２１が、パンチ５とインナードラム２０との間に進入することによるバリの発生も、一層効果的に抑制することができる。
Further, since the tapered
さらに、本実施形態では、ダイス２及び上側プレッサー４における、アウタードラム２０の底部２５を挟持する部分に、階段状部４０，４１がそれぞれ形成されているため、上記結合端部２１が加圧されたときに、該結合端部２１が上記底部２５に向かって流れて行くのを、階段形状部４０、４１によって塞き止めることができる。これにより、上記結合端部２１が上記底部２５に向かって流れていくことによる、上記底部２５及びアウタードラム２０の第２周壁部２５における反り等の発生する抑制することができる。
Furthermore, in the present embodiment, since the stepped
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be substituted without departing from the scope of the claims.
例えば、上記実施形態では、アウター部材をアウタードラム２０とし、インナー部材をインナードラム３０として本発明を説明したが、アウター部材が有底筒状をなしかつ金属製の部材であり、インナー部材が、アウター部材の軸方向に対して垂直な方向に延びる平板部を有しかつ金属製の部材であれば、アウター部材及びインナー部材は、どのようなものであってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the present invention has been described in which the outer member is the
また、上記実施形態では、アウタードラム２０をダイス２と上側プレッサー４で挟持しかつインナードラム３０を下側プレッサー３とパンチ５とで挟持した後、アウタードラム２０の結合端部２１の上面２１ｂとインナードラム３０の円板状部３２の上面３２ａとの両面の上下方向の位置を揃えていたが、これに限らず、アウタードラム２０とインナードラム３０とをセットした段階で、上記両面２１ｂ、３２ａの上下方向の位置が揃うようになっていてもよい。この場合、アウタードラム２０を挟持する工程及びインナードラム３０を挟持する工程と、上記両面２１ｂ、３２ａの上下方向の位置を揃える工程とが同時に行われることになる。さらに、上記実施形態では、上記両面２１ｂ、３２ａの上下方向の位置を揃えた後で、上記結合端部２１が上下方向に加圧されていたが、上記両面２１ｂ、３２ａの上下方向の位置を揃えるのと同時に、上記結合端部２１が上下方向に加圧されるようにしてもよい。これは、例えば、凸部５０の上下方向の大きさを調整することで実現することができる。
In the above embodiment, after the
さらに、上記実施形態では、上側プレッサー４のテーパー部６０の、上下方向（軸方向）に対する鋭角側の角度を５°としたが、これに限らず、アウタードラム２０の結合端部２１が圧縮変形する際に、該結合端部２１の圧縮変形を過度に拘束しないような角度であれば、５°より小さい角度でもよく、５°より大きい角度でもよい。
Further, in the above embodiment, the angle of the tapered
また、上記実施形態では、パンチ５はケース８と共に上下方向に移動するようになっていたが、これに限らず、パンチ５をケース８と独立して上下方向に移動できるにしてもよい。このときには、ケース８を上下動させる上記シリンダ装置とは別に、パンチ５を上下動させるためのシリンダ装置が必要となる。
Further, in the above embodiment, the
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The above embodiments are merely examples, and the scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is defined by the claims, and all modifications and changes that fall within the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
本発明は、軸方向の一側に有孔の底部を有する有底筒状をなした金属製のアウター部材における、該底部の孔の内周縁部を結合端部とし、上記軸方向に対して垂直な方向に延びる平板部を有した金属製のインナー部材における、当該平板部の外周面を被結合端面として、アウター部材の結合端部の内周面とインナー部材の被結合端面とを塑性流動結合する場合に有用である。 The present invention relates to a metal outer member having a bottomed cylindrical shape having a bottom with a hole on one side in the axial direction, wherein an inner peripheral edge of the hole at the bottom is a coupling end, and In the metal inner member having the flat plate portion extending in the vertical direction, the outer peripheral surface of the flat plate portion is set as the joined end surface, and the inner peripheral surface of the joined end portion of the outer member and the joined end surface of the inner member are subjected to plastic flow. Useful when binding.
１ 塑性流動結合装置
２ ダイス
３ 下側プレッサー（インナー部材側押さえ型）
４ 上側プレッサー（アウター部材側押さえ型）
５ パンチ
５ａ パンチの下面（パンチの軸方向の他側の面）
２０ アウタードラム（アウター部材）
２１ 結合端部
２１ａ 結合端部の内周面
２１ｂ 結合端部の上面（結合端部の軸方向の一側の面）
２５ 底部
３０ インナードラム（インナー部材）
３１ 被結合端面
３２ 円板状部材（平板部）
３２ａ 円板状部材の上面（平板部の軸方向の一側の面）
３４ 凹部
４０ 階段状部（ダイスにおける、アウター部材の底部を挟持する部分）
４１ 階段状部（アウター部材側押さえ型における、アウター部材の底部を挟持する部分）
５０ 凸部
６０ テーパー部
Reference Signs List 1 plastic
4 Upper presser (outer member side holding type)
5
20 Outer drum (outer member)
21
25 bottom 30 inner drum (inner member)
31 End face to be coupled 32 Disc-shaped member (flat part)
32a Upper surface of disc-shaped member (surface on one side in the axial direction of flat portion)
34
41 Step-shaped part (part that clamps the bottom of the outer member in the outer member side holding mold)
50
Claims (6)
上記アウター部材の上記結合端部は、上記底部の孔における内周縁部を、上記インナー部材の上記被結合端面に沿って、上記軸方向の上記一側に向かって延出させることで構成されたものであり、
上記インナー部材の上記被結合端面は、上記軸方向に対して垂直な方向に凹んだ凹部が全周に亘って形成されたものであって、
上記アウター部材の上記結合端部の内周面と上記インナー部材の上記被結合端面とが、上記軸方向に対して垂直な方向に対向するように、上記アウター部材と上記インナー部材とをそれぞれ配置する配置工程と、
上記配置工程の後、上記配置工程で配置された上記アウター部材の上記底部を、該底部の上記軸方向の他側の面と接触するダイスと、該底部の上記軸方向の上記一側の面と接触しかつ筒状をなしたアウター部材側押さえ型とによって、上記アウター部材の上記結合端部における上記軸方向の上記一側の端面が露出した状態で、上記軸方向に挟持するアウター部材挟持工程と、
上記配置工程の後、上記配置工程で配置された上記インナー部材の上記平板部を、該平板部の上記軸方向の上記他側の面と接触するインナー部材側押さえ型と、該平板部の上記軸方向の上記一側の面と接触するパンチとによって、上記軸方向に挟持するインナー部材挟持工程と、
上記アウター部材挟持工程及び上記インナー部材挟持工程の後又は上記各挟持工程と同時に、上記パンチを上記軸方向の上記他側に向かって移動させて、上記アウター部材の上記結合端部における上記軸方向の上記一側の端面と、上記インナー部材の上記平板部における上記軸方向の上記一側の面との両面を、上記パンチの上記軸方向の上記他側の面に当接させて、該両面の上記軸方向の位置を揃える位置合わせ工程と、
上記位置合わせ工程の後又は上記位置合わせ工程の完了と同時に、上記パンチを上記軸方向の上記他側に向かって移動させて、上記アウター部材の上記結合端部を上記パンチと上記ダイスとで挟持して上記軸方向に加圧することで、該結合端部を、上記インナー部材の上記被結合端面の上記凹部内に塑性流動させる塑性流動工程と、を含むことを特徴とする塑性流動結合方法。 In a metal outer member having a bottomed cylindrical shape having a bottom with a hole on one side in the axial direction, an inner peripheral edge of the hole at the bottom is a coupling end, and a direction perpendicular to the axial direction. In the metal inner member having the extending flat plate portion, the outer peripheral surface of the flat plate portion is used as the connected end surface, and the inner peripheral surface of the connecting end portion of the outer member and the connected end surface of the inner member are plastically flowed. A plastic flow joining method for joining,
The coupling end of the outer member is configured by extending an inner peripheral edge of the bottom hole along the coupled end surface of the inner member toward the one side in the axial direction. Things,
The coupled end face of the inner member has a concave portion formed in a direction perpendicular to the axial direction formed over the entire circumference,
The outer member and the inner member are arranged such that the inner peripheral surface of the coupling end of the outer member and the coupled end surface of the inner member face in a direction perpendicular to the axial direction. Placement process to
After the arranging step, the die of the outer member arranged in the arranging step is contacted with a surface of the bottom on the other side in the axial direction, and a surface of the bottom on the one side in the axial direction. And an outer member holding member that is held in the axial direction with the one end surface in the axial direction at the coupling end portion of the outer member being exposed by the outer member-side pressing die having a cylindrical shape. Process and
After the arranging step, the flat part of the inner member arranged in the arranging step, an inner member-side pressing die that comes into contact with the other surface in the axial direction of the flat part, An inner member clamping step of clamping in the axial direction by a punch contacting the one surface in the axial direction;
After the outer member holding step and the inner member holding step or at the same time as each of the holding steps, the punch is moved toward the other side in the axial direction so that the axial direction at the coupling end portion of the outer member is The two end surfaces of the one side and the one surface in the axial direction of the flat plate portion of the inner member are brought into contact with the other surface in the axial direction of the punch, and An alignment step of aligning the axial position of
After the positioning step or at the same time as the completion of the positioning step , the punch is moved toward the other side in the axial direction, and the coupling end of the outer member is sandwiched between the punch and the die. And pressurizing in the axial direction to plastically flow the coupling end into the concave portion of the coupled end surface of the inner member.
上記アウター部材は、自動車の自動変速機のクラッチ装置におけるクラッチドラムの一構成要素であるアウタードラムであり、
上記インナー部材は、上記クラッチドラムの他の構成要素であるインナードラムであることを特徴とする塑性流動結合方法。 The plastic flow bonding method according to claim 1,
The outer member is an outer drum that is a component of a clutch drum in a clutch device of an automatic transmission of an automobile,
The method according to claim 1, wherein the inner member is an inner drum that is another component of the clutch drum.
上記ダイスには、上記軸方向に対して垂直な方向における、上記アウター部材の上記結合端部に対応する部分に、上記軸方向の上記一側に向かって突出した凸部が形成されていることを特徴とする塑性流動結合方法。 The plastic flow bonding method according to claim 1 or 2,
In the die, a convex portion protruding toward the one side in the axial direction is formed at a portion corresponding to the coupling end of the outer member in a direction perpendicular to the axial direction. A plastic flow joining method characterized by the above-mentioned.
上記アウター部材側押さえ型の内周面には、上記アウター部材を挟持した状態で、上記アウター部材の上記結合端部と対向する部分に、上記軸方向の上記他側に向かって、上記軸方向に対して垂直な方向に広がるテーパー部が形成されていることを特徴とする塑性流動結合方法。 In the plastic flow bonding method according to any one of claims 1 to 3,
On the inner peripheral surface of the outer member-side pressing die, in a state where the outer member is sandwiched, a portion of the outer member opposed to the coupling end portion faces the other side in the axial direction in the axial direction. A plastic flow coupling method, characterized in that a tapered portion extending in a direction perpendicular to the direction is formed.
上記アウター部材の上記底部は、上記軸方向の上記一側に向かって、上記アウター部材の筒内側に傾斜した傾斜構造をなしており、
上記ダイス及び上記アウター部材側押さえ型における、上記アウター部材の上記底部を挟持する部分は、上記筒内側が、該筒内側とは反対側よりも上記軸方向の上記一側に位置するような階段形状を有することを特徴とする塑性流動結合方法。 In the plastic flow bonding method according to any one of claims 1 to 4,
The bottom portion of the outer member has an inclined structure inclined toward the one side in the axial direction and inward of a cylinder of the outer member,
In the die and the outer member side holding mold, a portion of the outer member that sandwiches the bottom portion is a staircase in which the inner side of the cylinder is located on the one side in the axial direction than the opposite side to the inner side of the cylinder. A plastic flow bonding method having a shape.
上記アウター部材の上記結合端部は、上記底部の孔における内周縁部を、上記インナー部材の上記被結合端面に沿って、上記軸方向の上記一側に向かって延出させることで構成されたものであり、
上記インナー部材の上記被結合端面は、上記軸方向に対して垂直な方向に凹みかつ上記アウター部材の上記結合端部が塑性流動する凹部が、全周に亘って形成されたものであって、
上記アウター部材の上記底部の上記軸方向の他側の面と接触するダイスと、
上記アウター部材の上記底部の上記軸方向の上記一側の面と接触しかつ上記ダイスと協働して、上記アウター部材の上記底部を、上記アウター部材の上記結合端部における上記軸方向の上記一側の端面が露出した状態で該軸方向に挟持するアウター部材側押さえ型と、
上記インナー部材の上記平板部の上記軸方向の他側の面と接触するインナー部材側押さえ型と、
上記インナー部材の上記平板部の上記軸方向の上記一側の面と接触しかつ上記インナー部材側押さえ型と協働して、上記インナー部材の上記平板部を上記軸方向に挟持しかつ上記軸方向に移動可能なパンチとを備え、
上記パンチは、上記アウター部材の上記結合端部の内周面と上記インナー部材の上記被結合端面とが、上記軸方向に垂直な方向に対向するように、上記アウター部材と上記インナー部材とが配置されるとともに、上記アウター部材が上記ダイスと上記アウター部材側押さえ型とにより挟持されかつ上記インナー部材が上記インナー部材側押さえ型と上記パンチとにより挟持された状態で、上記アウター部材の上記結合端部における上記軸方向の上記一側の端面と、上記インナー部材の上記平板部における上記軸方向の上記一側の面との両面の上記軸方向の位置を揃えるように構成され、
さらに上記パンチは、上記両面の上記軸方向の位置を揃えた状態で、上記軸方向の上記他側に移動されて、該結合端部を上記軸方向に加圧するように構成されていることを特徴とする塑性流動結合装置。 In a metal outer member having a bottomed cylindrical shape having a bottom with a hole on one side in the axial direction, an inner peripheral edge of the hole at the bottom is a coupling end, and a direction perpendicular to the axial direction. In the metal inner member having the extending flat plate portion, the outer peripheral surface of the flat plate portion is used as the connected end surface, and the inner peripheral surface of the connecting end portion of the outer member and the connected end surface of the inner member are plastically flowed. A plastic flow coupling device for coupling,
The coupling end of the outer member is configured by extending an inner peripheral edge of the bottom hole along the coupled end surface of the inner member toward the one side in the axial direction. Things,
The coupled end surface of the inner member is recessed in a direction perpendicular to the axial direction, and the concave portion in which the coupled end of the outer member flows plastically is formed over the entire circumference,
A die that contacts the other axial surface of the bottom portion of the outer member;
The bottom of the outer member is brought into contact with the one surface in the axial direction of the bottom of the outer member and cooperates with the die to move the bottom of the outer member in the axial direction at the coupling end of the outer member. An outer member side holding mold that is held in the axial direction with one end face exposed;
An inner member-side pressing die that comes into contact with the other surface in the axial direction of the flat plate portion of the inner member,
The flat plate portion of the inner member is in contact with the surface on the one side in the axial direction of the flat plate portion and cooperates with the inner member-side pressing die to clamp the flat plate portion of the inner member in the axial direction and the shaft. With a punch that can move in the direction,
The punch is such that the outer member and the inner member are formed such that the inner peripheral surface of the coupling end of the outer member and the coupled end surface of the inner member face in a direction perpendicular to the axial direction. While being disposed, the outer member is held between the die and the outer member-side pressing die, and the inner member is held between the inner member-side pressing die and the punch. The end face on the one side in the axial direction at the end, and the axial position of both sides of the one side surface in the axial direction in the flat plate portion of the inner member is configured to be aligned,
Further, the punch is configured to be moved to the other side in the axial direction in a state where the positions of the both surfaces in the axial direction are aligned, and configured to press the joint end in the axial direction. Characteristic plastic flow coupling device.
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