JP5003149B2

JP5003149B2 - かしめ装置

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Publication number: JP5003149B2
Application number: JP2006351882A
Authority: JP
Inventors: 雄一真方
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: JP2008161889A

Description

本発明は、組立が簡単で低コストであり、流体漏れの虞はなく、工具寿命も長く使用可能なかしめ装置に関するものである。

従来、例えば金属薄板などを成形加工して構成した筐体等に、部品などを、外すことなく半永久的に結合する、簡易な接合手段として、筐体と部品との接続箇所にリベット、ボルトなどの締結部材を挿通して、これら、締結部材にかしめ装置など塑性加工具で変形加工を加えてかしめるということがなされている。

また、特許文献１では、上端に円筒部を備えた下かしめ装置を用い、この下かしめ装置の円筒部にかしめナットを挿入した上で上かしめ装置により当該かしめナットを挟み込み加圧し、被接合材に締結する方式のかしめ加工装置において、被接合材を載置し、かしめ加工位置に保持する可動テーブルを設け、空気シリンダにより、かしめ加工終了後、可動テーブルをかしめ加工位置から上方に所定距離を移動させるようにしている。

特開２００６−１１０６４５号

また、かしめ加工は、一時に一箇所のみを加工するだけのものではなく、加工すべき被加工物Ｗによっては、例えば２箇所を同時にかしめ加工を施す、かしめ装置１がある（図７参照）。
このかしめ装置１では、かしめ装置本体２に２本のかしめピン３，３を移動可能に支持し、そのかしめピン３，３を、連通する密閉流体（非圧縮性流体）Ｆで、保持部４上の被加工物Ｗの被加工箇所Ｐ，Ｐを押圧する構成であった。
連通する密閉流体Ｆでかしめピン３，３を押圧していることから、かしめピン３，３にかかるかしめ荷重は常に同じになるようにかしめピン３，３が移動することにより、同時かしめする被加工箇所Ｐ，Ｐの高さ寸法の違いを吸収して、同じかしめ荷重でかしめ加工していた（図８参照）。

しかしながら、このような構造であると、高圧の流体を内部に閉じ込めるため、組立構造が煩雑でかしめ装置１のコスト上昇は避けられ得ず、また、使用中に流体が漏れると、充分な加圧がなされずかしめ不良となる虞がある。
本発明はこのような課題を改善するために提案されたものであって、構造が簡単で、比較的低コストであり、流体漏れの虞がある、流体押圧手段を用いることなく、工具寿命も長く使用可能なかしめ装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の本発明では、被加工物（Ｗ）に対し、二箇所同時にかしめ加工を施すようにしたかしめ装置（１０）であって、駆動手段（１２）により駆動する工具部（１４）に、互いに平行に上下動可能に第１、第２のかしめピン（１５，１６）を設け、これら第１、第２かしめピン（１５，１６）の基端側には、被加工物（Ｗ）におけるそれぞれの被加工箇所の位置の違いからくる、加工圧の違いを解消して、同時にかしめ加工を施すための段差吸収当接手段（１７）を備えていて、この段差吸収当接手段（１７）は、工具部（１４）に揺動可能に設けて、第１、第２かしめピン（１５，１６）の基端部と動力的に伝達可能に当接する揺動体（２２）と、第１、第２かしめピン（１５，１６）の基端側に、それぞれ介装したばね部材（２３）とを具備しており、かつこの揺動体（２２）は、工具部（１４）の工具基体（１８）側に設けられた円筒部材の支持体（２４）の外周部と接触する円筒状凹部を有していて、この支持体（２４）を中心に円筒状凹部を介して揺動可能となっており、駆動手段（１２）の駆動により、第１、第２かしめピン（１５，１６）を下降させると共に、揺動体（２２）を揺動させて、それぞれの被加工箇所の高さ位置の違いからくるかしめ圧の変動を吸収し、均等なかしめ圧を付与してかしめ加圧を施すようにしたことを特徴とするかしめ装置である。
このことにより、被加工物（Ｗ）におけるそれぞれの被加工箇所に向けて、同時に第１、第２かしめピン（１５，１６）を下降当接させる際、それぞれの被加工箇所に高さの違いがあっても、段差吸収当接手段（１７）によって、第１、第２かしめピン（１５，１６）が上下動して、高さの違いに起因する加工圧の変動を吸収することができる。

また、本発明では、段差吸収当接手段（１７）は、工具部（１４）に揺動可能に設けて、第１、第２かしめピン（１５，１６）の基端側と動力的に伝達可能に当接する揺動体（２２）と、第１、第２かしめピン（１５，１６）の基端側に、それぞれ介装したばね部材（２３，２３）とを具備している。
このため、同時加工時、それぞれの被加工箇所に高さの違いがあっても、第１、第２かしめピン（１５，１６）は、ばね部材（２３，２３）のばね力に抗して上下動し、揺動体（２２）がそれに応じて揺動するので、双方の被加工箇所に均等な加工圧がかかり、好適なかしめ加工を遂行することができる。

また、請求項２〜４に記載の本発明では、第１、第２かしめピン（１５，１６）と揺動体（２２）との接触箇所において、第１、第２かしめピン（１５，１６）側は平面に対し、揺動体（２２）側は円筒面とし、あるいは、第１、第２かしめピン（１５，１６）側は球面に対し、揺動体（２２）側は平面とし、さらには、第１、第２かしめピン（１５，１６）側は円筒面に対し、揺動体（２２）側は平面とすることができる。
いずれの構成においても、揺動体（２２）が傾斜して、第１、第２かしめピン（１５，１６）との接触角が変わっても、第１、第２かしめピン（１５，１６）の上下方向の動きに対して、伝達力は変わることなく、第１、第２かしめピン（１５，１６）の上下方向の動きを互いに円滑に伝達することができる。

なお、以上のような各構成要素に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

図１に示す本発明にかかるかしめ装置１０は、保持部１１に載置した被加工物Ｗに対し、二箇所同時にかしめ加工を施すようにしたものである。
このかしめ装置１０は、駆動手段１２の駆動軸１３により昇降する工具部１４に、互いに平行に、上下動可能に第１、第２のかしめピン１５，１６を装着している。
これら第１、第２かしめピン１５，１６の基端側には、被加工物Ｗにおけるそれぞれの被加工箇所に対して、同時にかしめ加工を施すための段差吸収当接手段１７を備えている。

工具部１４は、実質的に、駆動手段１２の駆動軸１３の先端側に取付けた工具基体１８と、工具基体１８に取着した、図面上、略コ型形状の工具本体１９とを具備する。この場合、工具本体１９は、工具基体１８に、両側部を締結部材２０，２０により、一体的に取付けている。工具本体１９を工具基体１８に一体的に取付ける際に、中央部位には、方形状の空間部２１を画成している。

次に、第１、第２かしめピン１５，１６は、保持部１１に載置した被加工物Ｗの被加工箇所（後述）に対応して、工具本体１９に、所定間隔を隔てて、互いに平行に上下動可能に装着されている。
これら第１、第２かしめピン１５，１６は、直棒状部材であり、基端側を中間の径寸法より大きな径のフランジ部１５ａ，１６ａとしている。一方、第１、第２かしめピン１５，１６の先端側は、被加工物Ｗの被加工箇所（後述）に当接して、かしめ加工を施す工具先端部１５ｂ，１６ｂとしている。
また、これら第１、第２かしめピン１５，１６は、基端側のフランジ部１５ａ，１６ａを、工具基体１８と工具本体１９とで囲まれた空間部２１に位置する一方、第１、第２かしめピン１５，１６の先端側の工具先端部１５ｂ，１６ｂを、被加工物Ｗの被加工箇所に向けて工具本体１９から突出させている。
そして、第１、第２かしめピン１５，１６には、基端側のフランジ部１５ａ，１６ａと工具本体１９間に、後述する段差吸収当接手段１７を構成するばね部材（後述）を介装している。

そこで、段差吸収当接手段１７について説明する。
段差吸収当接手段１７は、工具部１４の工具基体１８側に揺動可能に設けて、第１、第２かしめピン１５，１６の基端側のフランジ部１５ａ，１６ａと当接する揺動体２２を備えている。
また段差吸収当接手段１７は、第１、第２かしめピン１５，１６の基端側に、それぞれ介装したばね部材２３，２３とを具備している。

揺動体２２は、工具部１４の工具基体１８側に設けた支持体２４を中心に揺動可能としている。支持体２４は、円筒部材でこの外周部に、揺動体２２側に設けた円筒状凹部が接触している。すなわち、支持体２４の軸方向は紙面に垂直であり、この軸回りに回動自在としている。
また揺動体２２の第１、第２かしめピン１５，１６との接触箇所の形状は、所定の曲率を有する円筒外周状に形成され、第１、第２かしめピン１５，１６側の基端側であるフランジ部１５ａ，１６ａの端面は平面状に形成している。

またばね部材２３，２３は、所定のばね定数の圧縮ばねであり、基端側のフランジ部１５ａ，１６ａと工具本体１９間に、ばね力により、第１、第２かしめピン１５，１６側の基端側であるフランジ部１５ａ，１６ａの端面を、揺動体２２の円筒外周部位に圧接するようにしている。

次に、以上のようなかしめ装置１０によって、かしめ加工が施される被加工物Ｗについて説明する。
被加工物Ｗとしては、一例として例えば図２に示すようなブラシホルダを挙げることができる。
このブラシホルダは、保持部１１に載置する基部プレート２５と、この基部プレート２５上にかしめ固定する支持プレート２６と、支持プレート２６上にかしめ固定したホルダ部２７とを有している。
すなわちこのブラシホルダは、基部プレート２５側に一体的に突設した一対のかしめパイプ２５ｐ，２５ｐを、対応する支持プレート２６側の通孔２６ｈ，２６ｈに予め挿通した状態で、保持部１１の所定の位置に載置するようにしている。
ブラシホルダを、保持部１１の所定の位置に載置した際、一対のかしめパイプ２５ｐ，２５ｐの中心軸の位置が、かしめ装置１０の第１、第２かしめピン１５，１６先端側の工具先端部１５ｂ，１６ｂの昇降軸に一致するようにしている。

また、このような一対のかしめパイプ２５ｐ，２５ｐにかしめ加工を施す第１、第２かしめピン１５，１６先端側の工具先端部１５ｂ，１６ｂは、図４に示すように、先端がかしめパイプ２５ｐ，２５ｐ内に嵌入可能な径を有し、基端側に向かって徐々に径が大きくなるテーパ部１５ｃ，１６ｃを備えている。
さらに、工具先端部１５ｂ，１６ｂは、かしめパイプ２５ｐ，２５ｐ内に嵌入することで、拡開変形するかしめパイプ２５ｐ，２５ｐを押圧する押圧段部１５ｄ，１６ｄを有している。

本発明にかかるかしめ装置１０は以上のように構成されるものであり、次にその動作、作用を説明する。
先ず、被加工物Ｗであるブラシホルダを、保持部１１の所定の位置に載置する。この際、ブラシホルダは、基部プレート２５側に一体的に突設した一対のかしめパイプ２５ｐ，２５ｐを、対応する支持プレート２６側の通孔２６ｈ，２６ｈに予め挿通した状態で、保持部１１の所定の位置に載置する。
これによって、被加工箇所である一対のかしめパイプ２５ｐ，２５ｐは、中心軸の位置が、かしめ装置１０の第１、第２かしめピン１５，１６先端側の工具先端部１５ｂ，１６ｂの昇降軸に一致するようになる。

次に、駆動手段１２を駆動して、駆動軸１３により工具部１４を下降させると、工具本体１９に、所定間隔を隔てて装着された第１、第２かしめピン１５，１６は、工具先端部１５ｂ，１６ｂが、ブラシホルダの被加工箇所である一対のかしめパイプ２５ｐ，２５ｐに向かって下降し（図１、図４参照）、工具先端部１５ｂ，１６ｂは、かしめパイプ２５ｐ，２５ｐ内に嵌入する。

ところで、被加工箇所である一対のかしめパイプ２５ｐ，２５ｐは、厳密に全く同じ高さ位置にあるわけではなく、現実的には、微小な高さの違いがある。
従って、工具部１４を下降させて、第１、第２かしめピン１５，１６の工具先端部１５ｂ，１６ｂを、ブラシホルダの被加工箇所である一対のかしめパイプ２５ｐ，２５ｐに嵌入させる際、第１、第２かしめピン１５，１６の工具先端部１５ｂ，１６ｂのいずれかが先に、かしめパイプ２５ｐ，２５ｐのいずれかに到達し、嵌入する。
すると、図３に示すように、第１、第２かしめピン１５，１６は、かしめパイプ２５ｐ，２５ｐの高さの違いに応じて、基端側のフランジ部１５ａ，１６ａと工具本体１９間のばね部材２３，２３の付勢下に進退動作する。
図３の場合では、右方のかしめパイプ２５ｐが左方より高さ位置が高い例を示している。
この場合、先にかしめパイプ２５ｐに到達した第２かしめピン１６が、かしめパイプ２５ｐから反力を受け、矢印のように上向きの力を受ける。
すると、第２かしめピン１６基端側のフランジ部１６ａが、揺動体２２の円筒外周状部位に当たり、揺動体２２を押圧する。この時点では、第１かしめピン１５が左方のかしめパイプ２５ｐに到達していないので、第１かしめピン１５は、かしめパイプ２５ｐからの反力を受けてはおらず、この結果、揺動体２２は、左回りの偶力によって左回りに変位し、第１かしめピン１５は、下向きの力を受ける。

さらに、工具部１４を下降させて行くと、第１かしめピン１５が左方のかしめパイプ２５ｐに到達し、かしめパイプ２５ｐからの反力を受け、次第に揺動体２２は、左回りの偶力が解消していき、結果、徐々に第１、第２かしめピン１５，１６から、ブラシホルダのかしめパイプ２５ｐ，２５ｐに均等なかしめ圧が付与され、かしめ加工を施すことができる。

なお、第１、第２かしめピン１５，１６と揺動体２２との接触面形状は、第１、第２かしめピン１５，１６基端側のフランジ部１５ａ，１６ａは平面で揺動体２２側は所定の曲率の円筒面であるので、揺動体２２が変位して、第１、第２かしめピン１５，１６の上下方向に対しての接触角が変動しても、第１、第２かしめピン１５，１６の変動を、ヒンジ結合のように伝達力が変わることなく、互いに円滑に伝達することができる。

以上のようにして、被加工物Ｗにおけるそれぞれの被加工箇所に向けて、同時に第１、第２かしめピン１５，１６を下降当接させる際、それぞれの被加工箇所に高さの違いがあっても、段差吸収当接手段１７である揺動体２２によって、ばね部材２３，２３の付勢下に第１、第２かしめピン１５，１６が上下動して、被加工箇所の高さの違いに起因する加工圧の変動を吸収し、均等なかしめ圧が付与され、かしめ加工を施すことができる。

工具部１４を下降させて、第１、第２かしめピン１５，１６の工具先端部１５ｂ，１６ｂを、ブラシホルダの被加工箇所である一対のかしめパイプ２５ｐ，２５ｐに嵌入させていくと、工具先端部１５ｂ，１６ｂは、先端が基端側に向かって徐々に径が大きくなるテーパ部１５ｃ，１６ｃを備えているので、図５に示すように、工具先端部１５ｂ，１６ｂは、かしめパイプ２５ｐ，２５ｐ内に嵌入することで、かしめパイプ２５ｐ，２５ｐは押圧されて拡開変形し、押圧段部１５ｄ，１６ｄによって、かしめ加工を完結することができる。
そして、かしめ加工が完了した後は、工具部１４を上動させ（図６参照）、被加工物Ｗを取り出し、次の被加工物Ｗであるブラシホルダを、保持部１１の所定の位置に載置し、再びかしめ加工を行うことができる。

以上、本発明にかかるかしめ装置１０について、被加工物Ｗとしてブラシホルダを挙げてその加工工程を説明したが、被加工物Ｗは、勿論、ブラシホルダに限られるわけではなく、他のあらゆる加工物に対しても本発明にかかるかしめ装置１０の適用が可能である。

また、第１、第２かしめピン１５，１６と揺動体２２との接触箇所は、第１、第２かしめピン１５，１６側は平面に対し、揺動体２２側は円筒面に限らない。
図示は省略するが、この他、第１、第２かしめピン１５，１６側は球面とする一方、揺動体２２側を平面とすることが可能である。
さらには、第１、第２かしめピン１５，１６側を円筒面として、揺動体２２側を平面とすることも可能である。

いずれの接触面形状においても、揺動体２２が変位して、第１、第２かしめピン１５，１６の上下方向に対しての接触角が変動しても、第１、第２かしめピン１５，１６の変動を、ヒンジ結合のように伝達力が変わることなく、互いに円滑に伝達することができる。

本発明にかかる同時かしめ加工が可能なかしめ装置の一例を示す、側面図である。図１に示すかしめ装置を用いてかしめ加工を施す、被加工物であるブラシホルダの一例を示した、断面説明図である。図１に示すかしめ装置による動作を説明するための側面図である。本発明にかかるかしめ装置を用いて、被加工箇所にかしめ加工を施す際の要部断面説明図である。本発明にかかるかしめ装置を用いて、被加工箇所にかしめ加工を施す際の要部断面説明図である。本発明にかかるかしめ装置を用いて、被加工箇所にかしめ加工を施す際の要部断面説明図である。従来の同時かしめ加工が可能な、非圧縮性流体方式のかしめ装置の一例を示す、側面図である。図８に示すかしめ装置による動作を説明するための側面図である。

符号の説明

１０かしめ装置
１１保持部
１２駆動手段
１３駆動軸
１４工具部
１５第１かしめピン
１６第２かしめピン
１５ａ，１６ａフランジ部
１５ｂ，１６ｂ工具先端部
１５ｃ，１６ｃテーパ部
１５ｄ，１６ｄ押圧段部
１７段差吸収当接手段
１８工具基体
１９工具本体
２０締結部材
２１空間部
２２揺動体
２３ばね部材
２４支持体
２５基部プレート
２５ｐかしめパイプ
２６支持プレート
２６ｈ通孔
２７ホルダ部
Ｗ被加工物

Claims

被加工物（Ｗ）に対し、二箇所同時にかしめ加工を施すようにしたかしめ装置（１０）であって、
駆動手段（１２）により駆動する工具部（１４）に、互いに平行に上下動可能に第１、第２かしめピン（１５，１６）を設け、
これら第１、第２かしめピン（１５，１６）の基端側には、被加工物（Ｗ）におけるそれぞれの被加工箇所の位置の違いから来る、加工圧の違いを解消して、同時にかしめ加工を施すための段差吸収当接手段（１７）を備えていて、
前記段差吸収当接手段（１７）は、前記工具部（１４）に揺動可能に設けて、第１、第２かしめピン（１５，１６）の基端側と動力的に伝達可能に当接する揺動体（２２）と、
前記第１、第２かしめピン（１５，１６）の基端側に、それぞれ介装したばね部材（２３，２３）とを具備しており、かつ
前記揺動体（２２）は、前記工具部（１４）の工具基体（１８）側に設けられた円筒部材の支持体（２４）の外周部と接触する円筒状凹部を有していて、前記支持体（２４）を中心に前記円筒状凹部を介して揺動可能となっており、
前記駆動手段（１２）の駆動により、前記第１、第２かしめピン（１５，１６）を下降させると共に、前記揺動体（２２）を揺動させて、それぞれの被加工箇所の高さ位置の違いからくるかしめ圧の変動を吸収し、均等なかしめ圧を付与してかしめ加工を施すようにしたことを特徴とするかしめ装置。
前記第１、第２かしめピン（１５，１６）と前記揺動体（２２）との接触箇所において、前記第１、第２かしめピン（１５，１６）側は平面で前記揺動体（２２）側は円筒面であることを特徴とする請求項１記載のかしめ装置。
前記第１、第２かしめピン（１５，１６）と前記揺動体（２２）との接触箇所において、前記第１、第２かしめピン（１５，１６）側は球面で前記揺動体（２２）側は平面であることを特徴とする請求項１記載のかしめ装置。
前記第１、第２かしめピン（１５，１６）と前記揺動体（２２）との接触箇所において、前記第１、第２かしめピン（１５，１６）側は円筒面で前記揺動体（２２）側は平面であることを特徴とする請求項１記載のかしめ装置。