JP7246838B2 - Caulking joint structure and caulking joint method - Google Patents

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Description

本発明は、かしめ接合構造およびかしめ接合方法に関する。 The present invention relates to a caulking joint structure and a caulking joint method.

たとえば、車両に搭載されている変速機などの機械には、外殻をなすケースにシャフトを挿通して固定的に保持した構成が見受けられる。シャフトをケースに固定する方法としては、溶接やねじ固定の他、かしめ加工が広く一般に知られている。 For example, in a machine such as a transmission mounted on a vehicle, there is a configuration in which a shaft is inserted through a case forming an outer shell and fixedly held. Welding, screw fixing, and crimping are widely known as methods for fixing the shaft to the case.

図３は、かしめ加工について説明するための断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining caulking.

シャフト９１が固定されるケース９２には、シャフト９１の外径に対応した穴径の円形穴９３が貫通して形成されている。シャフト９１は、円形穴９３に挿通される。シャフト９１の外周面は、ケース９２の外側に配置される部分９４が円形穴９３の内面に接触する部分９５よりも小径に形成されており、それらの部分９４，９５の間には、円形穴９３の外側の端縁よりもケース９２の内側となる位置に段差９６が生じている。また、シャフト９１の部分９５には、円環状の溝９７が全周にわたって形成されている。 A circular hole 93 having a hole diameter corresponding to the outer diameter of the shaft 91 is formed through a case 92 to which the shaft 91 is fixed. Shaft 91 is inserted through circular hole 93 . The outer peripheral surface of the shaft 91 is formed such that a portion 94 disposed outside the case 92 has a smaller diameter than a portion 95 in contact with the inner surface of the circular hole 93, and a circular hole is formed between the portions 94 and 95. A step 96 is formed at a position inside the case 92 from the outer edge of the case 93 . A portion 95 of the shaft 91 is formed with an annular groove 97 along the entire circumference.

かしめ加工の工程では、円筒状のかしめヘッド９８がシャフト９１の周囲を取り囲むように配置される。そして、かしめヘッド９８がケース９２に近づけられていき、かしめヘッド９８の先端面９８が円形穴９３の周囲でケース２の外表面に当接されて、かしめヘッド９８によりケース９２における円形穴９３の周囲の部分９９が全周にわたって押圧される。 In the caulking process, a cylindrical caulking head 98 is arranged to surround the shaft 91 . Then, the crimping head 98 is brought closer to the case 92 , and the tip surface 98 of the crimping head 98 contacts the outer surface of the case 2 around the circular hole 93 . A peripheral portion 99 is pressed all around.

図４は、かしめ加工後の円形穴９３の周囲の状態を示す断面図である。 FIG. 4 is a sectional view showing the state around the circular hole 93 after caulking.

前述のかしめ加工の方法であれば、破線で示されるように、円形穴９３の周囲の部分９９の材料がシャフト９１の外周面の段差９６上および溝９７内に塑性流動して、シャフト９１とケース９２とが塑性流動結合すると考えられる。ところが、円形穴９３の周囲の部分９９が外側に開くような口開き変形が発生し、円形穴９３が外側に向けて拡径するように開いた形状を保持するフープ状の塑性変形が発生することが判った。円形穴９３が外側に向けて拡径していると、シャフト９１の抜けやオイルのリークを生じるおそれがある。 With the above-described caulking method, the material of the portion 99 around the circular hole 93 plastically flows over the step 96 on the outer peripheral surface of the shaft 91 and into the groove 97, as indicated by the dashed line, and the shaft 91 and the material flow. It is considered that plastic flow coupling is performed with the case 92 . However, opening deformation occurs in which the portion 99 around the circular hole 93 opens outward, and hoop-like plastic deformation occurs in which the circular hole 93 maintains its open shape so as to expand in diameter toward the outside. I found out. If the circular hole 93 expands outward, the shaft 91 may come off or oil may leak.

特開２０１０－２０９９４５号公報JP 2010-209945 A

本発明の目的は、挿入穴の周囲の環状部分の口開き変形が抑制された、かしめ接合構造を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a crimped joint structure in which opening deformation of an annular portion around an insertion hole is suppressed.

また、本発明の他の目的は、挿入穴の周囲の環状部分の口開き変形を抑制できる、かしめ接合方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a crimp-joining method capable of suppressing opening deformation of an annular portion around an insertion hole.

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係るかしめ接合構造は、第１金属部材に挿入穴が貫通して形成され、挿入穴に第２金属部材が挿入されて、第１金属部材と第２金属部材とが塑性流動結合しており、第１金属部材における挿入穴の周囲の環状部分には、他の部分よりも塑性変形量の小さい部分が局所的に生じている。 In order to achieve the above object, in a crimped joint structure according to one aspect of the present invention, an insertion hole is formed through a first metal member, a second metal member is inserted into the insertion hole, and the first metal member is The member and the second metal member are plastic flow coupled, and the annular portion around the insertion hole in the first metal member locally has a portion with a smaller amount of plastic deformation than other portions.

この構成によれば、第１金属部材における挿通穴の周囲の環状部分では、塑性変形量の相対的に大きい部分の中に、塑性変形量の相対的に小さい部分が局所的に存在している。塑性変形量の相対的に小さい部分が局所的に存在しているということは、挿入穴の周囲の環状部分がその全周にわたっては開いておらず、挿入穴の周囲の環状部分の口開き変形が抑制されている。これにより、挿入穴からの第２金属部材の抜けなどの発生を抑制することができる。 According to this configuration, in the annular portion around the insertion hole in the first metal member, a portion with a relatively small amount of plastic deformation locally exists in a portion with a relatively large amount of plastic deformation. . The fact that a portion with a relatively small amount of plastic deformation exists locally means that the annular portion around the insertion hole is not open over the entire circumference, and the opening deformation of the annular portion around the insertion hole is suppressed. As a result, it is possible to prevent the second metal member from slipping out of the insertion hole.

かしめ接合構造は、第１金属部材に貫通して形成された挿入穴に第２金属部材を挿入した後、第１金属部材における挿入穴の周囲の環状部分に、その周方向の少なくとも一部を除いて荷重を加えて、当該部分を塑性流動させて、第１金属部材と第２金属部材とを塑性流動結合させることにより得ることができる。したがって、この方法により、挿入穴の周囲の環状部分の口開き変形を抑制することができる。 In the crimped joint structure, after inserting the second metal member into the insertion hole formed through the first metal member, at least a part of the circumferential direction is formed in the annular portion around the insertion hole in the first metal member. It can be obtained by removing and applying a load to cause plastic flow in the relevant portion and plastic flow coupling of the first metal member and the second metal member. Therefore, this method can suppress the opening deformation of the annular portion around the insertion hole.

本発明によれば、挿入穴の周囲の環状部分の口開き変形を抑制でき、挿入穴からの第２金属部材の抜けなどの発生を抑制することができる。 According to the present invention, the opening deformation of the annular portion around the insertion hole can be suppressed, and the second metal member can be prevented from falling out of the insertion hole.

本発明の一実施形態に係るかしめ接合方法について説明するための斜視図である。1 is a perspective view for explaining a crimp-joining method according to an embodiment of the present invention; FIG. かしめ接合方法について説明するための断面図である。It is a sectional view for explaining a crimp-joining method. 従来のかしめ加工について説明するための断面図である。It is a sectional view for explaining conventional caulking. 従来のかしめ加工後の円形穴の周囲の状態を示す断面図である。It is a sectional view showing a state around a circular hole after conventional caulking.

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Below, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

＜かしめ接合方法＞
図１は、本発明の一実施形態に係るかしめ接合方法について説明するための斜視図である。 <Caulking method>
FIG. 1 is a perspective view for explaining a crimp-joining method according to one embodiment of the present invention.

たとえば、車両に搭載される変速機は、その外殻をなすケース１にシャフト２が固定的に保持された構成を有している。図１および図２では、ケース１の一部が円形にくり抜かれて示されている。 For example, a transmission mounted on a vehicle has a structure in which a shaft 2 is fixedly held in a case 1 forming an outer shell of the transmission. In FIGS. 1 and 2, a portion of the case 1 is cut out in a circular shape.

ケース１は、たとえば、アルミ合金製であり、ダイカスト法によって鋳造される。ケース１には、円形の挿入穴３が形成されている。また、ケース１には、挿入穴３の周囲の環状部分が外側に迫り出すことによりフランジ４が形成されている。さらに、ケース１には、フランジ４の周囲に、４本の油路５が形成されている。各油路５は、フランジ４に接続される円柱状の膨出部にその中心線に沿ってドリルを挿入することにより、挿入穴３で開放された円形路として形成されている。２本の油路５は、挿入穴３の中心に関して１８０°対称をなし、残りの２本の油路５は、１８０°対称をなす２本の油路５に対して同一側に、互いに間隔を空けて平行をなして延びている。 The case 1 is made of, for example, an aluminum alloy and cast by a die casting method. A circular insertion hole 3 is formed in the case 1 . Further, the case 1 has a flange 4 formed by projecting an annular portion around the insertion hole 3 to the outside. Furthermore, four oil passages 5 are formed around the flange 4 in the case 1 . Each oil passage 5 is formed as a circular passage open at the insertion hole 3 by inserting a drill into a cylindrical swelling portion connected to the flange 4 along its center line. The two oil passages 5 are 180° symmetrical with respect to the center of the insertion hole 3, and the remaining two oil passages 5 are spaced apart from each other on the same side with respect to the two oil passages 5 that are 180° symmetrical. , and extend in parallel with each other.

シャフト２は、円環状をなしている。シャフト２は、挿入穴３に挿入されて、その両端がケース１の内外に突出した状態に設けられている。シャフト２の外周面には、図示されていないが、ケース１の挿入穴３の周面に接する部分に溝または段差が形成されている。 The shaft 2 has an annular shape. The shaft 2 is inserted into the insertion hole 3 and provided with both ends protruding inside and outside the case 1 . Although not shown, the outer peripheral surface of the shaft 2 is formed with a groove or a step in a portion in contact with the peripheral surface of the insertion hole 3 of the case 1 .

ケース１とシャフト２とは、かしめ加工により、塑性流動結合している。 The case 1 and the shaft 2 are plastic flow coupled by caulking.

そのかしめ加工の工程では、かしめヘッド１１が用いられる。 A crimping head 11 is used in the crimping process.

図２は、かしめヘッド１１をその中心線と直交する平面で切断して、その切断面側からケース１、シャフト２およびかしめヘッド１１を見たときの断面図である。 FIG. 2 is a sectional view of the case 1, the shaft 2 and the crimping head 11 as viewed from the cut surface side of the crimping head 11 cut along a plane perpendicular to its center line.

かしめヘッド１１は、略円筒状をなしている。かしめヘッド１１の内径は、シャフト２の外径より大きく、かつ、ケース１のフランジ４の先端面の外径よりも小さい。かしめヘッド１１の一端部には、４本のスリット１２が形成されている。各スリット１２は、かしめヘッド１１の一端からかしめヘッド１１の中心線の方向に延びている。３本のスリット１２は、かしめヘッド１１の中心線を中心とする略等角度間隔、つまり略１２０°間隔を空けた位置に設けられている。残り１本のスリット１２は、２本のスリット１２の略中間の位置、厳密には、その２本のスリット１２の中間よりも一方のスリット１２寄りの位置に設けられている。 The crimping head 11 has a substantially cylindrical shape. The inner diameter of the crimping head 11 is larger than the outer diameter of the shaft 2 and smaller than the outer diameter of the tip surface of the flange 4 of the case 1 . Four slits 12 are formed at one end of the crimping head 11 . Each slit 12 extends from one end of the crimping head 11 in the direction of the centerline of the crimping head 11 . The three slits 12 are provided at approximately equal angular intervals around the center line of the crimping head 11, that is, at approximately 120° intervals. The remaining one slit 12 is provided at a substantially middle position between the two slits 12 , strictly speaking, at a position closer to one slit 12 than the middle of the two slits 12 .

ケース１とシャフト２とをかしめ加工する際には、ケース１の挿入穴３にシャフト２が挿入されて、その両端がケース１の内外に配置される状態に挿入穴３に挿通される。かしめヘッド１１は、スリット１２側をケース１に向けて、シャフト２の周囲を取り囲むように配置される。このとき、偏った３本のスリット１２がケース１の３本の油路５の近傍の位置に配置され、残りの１本のスリット１２が１８０°対称をなす２本の油路５の間に配置されるように、かしめヘッド１１の回転位置が調整される。 When caulking the case 1 and the shaft 2, the shaft 2 is inserted into the insertion hole 3 of the case 1 and inserted through the insertion holes 3 with both ends thereof arranged inside and outside the case 1.例文帳に追加The crimping head 11 is arranged so as to surround the shaft 2 with the slit 12 side facing the case 1 . At this time, the three biased slits 12 are arranged in the vicinity of the three oil passages 5 of the case 1, and the remaining one slit 12 is between the two oil passages 5 that are 180° symmetrical. The rotational position of the crimping head 11 is adjusted so that it is arranged.

その後、かしめヘッド１１がケース１に近づけられていき、かしめヘッド１１のスリット１２側の先端面がケース１のフランジ４の外表面に当接される。そして、かしめヘッド１１に押圧力が加えられ、その押圧力により、かしめヘッド１１の先端面がフランジ４に押し付けられて、先端面からフランジ４に荷重が加えられる。 After that, the crimping head 11 is brought closer to the case 1 , and the tip surface of the crimping head 11 on the slit 12 side comes into contact with the outer surface of the flange 4 of the case 1 . Then, a pressing force is applied to the crimping head 11, and the tip surface of the crimping head 11 is pressed against the flange 4 by the pressing force, and a load is applied to the flange 4 from the tip surface.

かしめヘッド１１にスリット１２が形成されているので、フランジ４には、スリット１２とかしめヘッド１１の中心線方向に対向する部分に荷重が直接加わらず、その部分での塑性変形量が他の部分での塑性変形量よりも小さくなる。これにより、フランジ４には、塑性変形量の相対的に大きい部分の中に、塑性変形量の相対的に小さい部分が油路５に近い位置で局所的に形成される。 Since the slit 12 is formed in the crimping head 11, the load is not directly applied to the portion of the flange 4 that faces the slit 12 and the crimping head 11 in the center line direction, and the amount of plastic deformation at that portion is the same as that at other portions. smaller than the amount of plastic deformation at As a result, in the flange 4 , a portion with a relatively small amount of plastic deformation is locally formed at a position close to the oil passage 5 in a portion with a relatively large amount of plastic deformation.

＜効果＞
フランジ４に塑性変形量の相対的に小さい部分が局所的に形成されることにより、フランジ４に、その全周にわたって外側に開くのを保持しようとするフープ状の塑性変形が発生することを抑制できる。 <effect>
By locally forming a portion with a relatively small amount of plastic deformation in the flange 4, it is possible to suppress the occurrence of hoop-like plastic deformation in the flange 4, which tries to keep the flange 4 open outward over its entire circumference. can.

フランジ４に口開き変形が生じていないので、挿入穴３からのシャフト２の抜けやオイルのリークの発生を抑制することができる。 Since the flange 4 does not undergo opening deformation, it is possible to prevent the shaft 2 from slipping out of the insertion hole 3 and oil leakage.

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。 <Modification>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can also be implemented in other forms.

たとえば、前述の実施形態では、車両に搭載される変速機のケース１とシャフト２とのかしめ加工による塑性流動結合について説明したが、本発明は、２個の金属部材の接合に広く適用することができる。 For example, in the above-described embodiment, the case 1 and the shaft 2 of a transmission mounted on a vehicle are connected by caulking to form a plastic flow connection, but the present invention can be widely applied to joining two metal members. can be done.

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made to the above configuration within the scope of the matters described in the claims.

１：ケース（第１金属部材）
２：シャフト
３：挿入穴
４：フランジ（環状部分） 1: Case (first metal member)
2: Shaft 3: Insertion hole 4: Flange (annular portion)

Claims (2)

第１金属部材に挿入穴が貫通して形成され、
前記挿入穴に第２金属部材が挿入されて、
前記第１金属部材と前記第２金属部材とが塑性流動結合しており、
前記第１金属部材における前記挿入穴の周囲の環状部分には、他の部分よりも塑性変形量の小さい部分が局所的に生じており、
前記第１金属部材には、前記環状部分の周囲から前記挿入穴に向けて延びる油路が少なくとも１つ形成されており、
前記塑性変形量の小さい部分の少なくとも１つは、前記油路と前記挿入穴の中心線方向に重なる位置に生じている、かしめ接合構造。 An insertion hole is formed through the first metal member,
A second metal member is inserted into the insertion hole,
The first metal member and the second metal member are plastic flow coupled,
A portion having a smaller amount of plastic deformation than other portions is locally generated in the annular portion around the insertion hole in the first metal member ,
At least one oil passage extending from the periphery of the annular portion toward the insertion hole is formed in the first metal member,
At least one of the portions with a small amount of plastic deformation is formed at a position where the oil passage overlaps with the insertion hole in the center line direction . 挿入穴が貫通して形成されるとともに、前記挿入穴の周囲の環状部分の周囲から前記挿入穴に向けて延びる油路が少なくとも１つ形成された第１金属部材を用意して、前記挿入穴に第２金属部材を挿入した後、
前記環状部分に、少なくとも１つの前記油路と前記挿入穴の中心線方向に重なる部分を除いて荷重を加えて、前記環状部分を塑性流動させることにより、
前記第１金属部材と前記第２金属部材とを塑性流動結合させる、かしめ接合方法。 preparing a first metal member having an insertion hole formed therethrough and having at least one oil passage extending from a circumference of an annular portion around the insertion hole toward the insertion hole; After inserting the second metal member into
By applying a load to the annular portion except for a portion overlapping the at least one oil passage and the insertion hole in the centerline direction to plastically flow the annular portion,
A caulking method for plastic flow coupling of the first metal member and the second metal member.
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