(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体を筒状体の挿通穴に挿通した状態にて、筒状体の外周から軸体に向けてかしめ加工を施すことにより、軸体と筒状体を一体的に連結するかしめ加工方法において、前記軸体と前記筒状体の挿通を隙間ゼロを含む隙間嵌めとするとともに、前記筒状体に形成された二面幅部を押圧してかしめる一対のポンチが、それぞれの中心軸が同一線上にないオフセットした状態で設けられて、前記筒状体に形成された二面幅部に前記筒状体の軸心を通る軸線に対して非対称となるかしめ加工を施すことにより、同かしめ加工部以外の部位にて、前記軸体の外周面と前記筒状体における挿通穴の内周面が少なくとも軸方向にて線接触するようにしたことを特徴とするかしめ加工方法。
【請求項２】
弁部を先端に有したシャフトの基部をプランジャの挿通穴に挿通した状態にて、プランジャの外周からシャフトに向けてかしめ加工を施すことにより、電磁弁におけるシャフトとプランジャを一体的に連結するかしめ加工方法において、前記シャフトと前記プランジャの挿通を隙間ゼロを含む隙間嵌めとするとともに、前記プランジャに形成された二面幅部を押圧してかしめる一対のポンチが、それぞれの中心軸が同一線上にないオフセットした状態で設けられて、前記プランジャに形成された二面幅部に前記プランジャの軸心を通る軸線に対して非対称となるかしめ加工を施すことにより、同かしめ加工部以外の部位にて、前記シャフトの外周面と前記プランジャにおける挿通穴の内周面が少なくとも軸方向にて線接触するようにしたことを特徴とするかしめ加工方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のかしめ加工方法において、前記かしめ加工部を複数箇所としたことを特徴とするかしめ加工方法。
【請求項４】
請求項３に記載のかしめ加工方法において、前記かしめ加工部を前記軸体又は前記シャフトの中心軸に略直交する平面上に設定したことを特徴とするかしめ加工方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のかしめ加工方法において、前記かしめ加工部を一箇所としたことを特徴とするかしめ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸体と筒状体を一体的に連結するかしめ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、特開昭６４−４６０８０号公報に示されているソレノイドバルブの製造方法は知られている。この従来の製造方法においては、ソレノイドバルブの構成部材であるシャフト（ロッドといわれることもある）とプランジャが、かしめ加工により一体的に連結されている。具体的には、シャフトの外周に環状の凹溝を形成し、このシャフトにメッキを施して凹溝の角部に他の部分より厚いメッキ層を着層させる。一方、プランジャには、シャフトを挿通させる挿通穴が設けられている。この挿通穴にメッキを施したシャフトを挿通すると、凹溝の角部の厚いメッキ層の外周部分と挿通穴の内周面との間に締め代が生じ、シャフトはプランジャに圧入される。この圧入により、シャフトはプランジャに対して所定の位置に仮止めされ、プランジャ外周に設けられた押圧部（凹溝に対応した部位）を押圧してかしめることにより、プランジャが変形しシャフトを強固に固定することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法においては、圧入によりシャフトをプランジャの所定の位置に仮止めしてからかしめ加工が行われる。ところで、シャフトがプランジャに圧入された状態では、厚いメッキ層の外周面と挿通穴の内周面とがほぼ全周にわたり接触した状態にある。この状態にあるプランジャを対向する二点で外周から押圧してかしめると、プランジャの挿通穴が押圧方向を短径とする楕円状に変形、すなわち押圧方向で縮径が起こり押圧直交方向で拡径するように変形するため、前記外周面と前記内周面とが押圧部周辺のみ接触した状態となり、シャフトがプランジャに二点にて支持された状態となる。
【０００４】
このため、かしめ加工によりシャフトの軸線方向への抜け止め強度は強固となるが、前記外周面と前記内周面との接触部分が実質二点となり、これを中心として、シャフトが押圧直交方向にて揺動しやすくなる。かかるシャフトの揺動は、押圧部を二点から例えば４点として、押圧直交方向にてもかしめることで防止し得るものの、この場合には、かしめ箇所の増加に伴って生産性が低下する。
【０００５】
【発明の概略】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、その目的は、筒状体に対する軸体（又はプランジャに対するシャフト）の抜け止め強度（結合力）の確保と、筒状体に対する軸体の揺動を防止するかしめ方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の特徴（請求項１に係る発明の特徴）は、軸体を筒状体の挿通穴に挿通した状態にて、筒状体の外周から軸体に向けてかしめ加工を施すことにより、軸体と筒状体を一体的に連結するかしめ加工方法において、前記軸体と前記筒状体の挿通を隙間ゼロを含む隙間嵌めとするとともに、前記筒状体に形成された二面幅部を押圧してかしめる一対のポンチが、それぞれの中心軸が同一線上にないオフセットした状態で設けられて、前記筒状体に形成された二面幅部に前記筒状体の軸心を通る軸線に対して非対称となるかしめ加工を施すことにより、同かしめ加工部以外の部位にて、前記軸体の外周面と前記筒状体における挿通穴の内周面が少なくとも軸方向にて線接触するようにしたことにある。
【０００７】
これによれば、軸体と筒状体とが、筒状体のかしめ加工部と、軸体の外周面と筒状体の挿通穴の内周面との少なくとも軸方向での線接触により一体的に連結される。これにより、軸体の筒状体に対する抜け止め強度を確保するとともに、軸体と筒状体とが少なくとも軸方向にて線接触することにより、軸体の筒状体に対する揺動を防止することができる。また、軸体と筒状体の挿通を隙間ゼロを含む隙間嵌めとしている。これにより、圧入工程によらないで、軸体と筒状体とを治具にセットすることにより、所定の位置に保持することができるため、そのままかしめ加工を行うことができる。このため、別途圧入設備を導入する必要がない。
【０００８】
また、本発明の特徴（請求項２に係る発明の特徴）は、弁部を先端に有したシャフトの基部をプランジャの挿通穴に挿通した状態にてプランジャの外周からシャフトに向けてかしめ加工を施すことにより、電磁弁におけるシャフトとプランジャを一体的に連結するかしめ加工方法において、前記シャフトと前記プランジャの挿通を隙間ゼロを含む隙間嵌めとするとともに、前記プランジャに形成された二面幅部を押圧してかしめる一対のポンチが、それぞれの中心軸が同一線上にないオフセットした状態で設けられて、前記プランジャに形成された二面幅部に前記プランジャの軸心を通る軸線に対して非対称となるかしめ加工を施すことにより、同かしめ加工部以外の部位にて、前記シャフトの外周面と前記プランジャにおける挿通穴の内周面が少なくとも軸方向にて線接触するようにしたことにある。
【０００９】
これによれば、シャフトとプランジャとが、プランジャのかしめ加工部と、シャフトの外周面とプランジャの挿通穴の内周面との少なくとも軸方向での線接触により一体的に連結される。これにより、シャフトのプランジャに対する抜け止め強度を確保するとともに、シャフトとプランジャとが少なくとも軸方向にて線接触することにより、シャフトのプランジャに対する揺動を防止することができる。また、シャフトとプランジャの挿通を隙間ゼロを含む隙間嵌めとしている。これにより、圧入工程によらないで、シャフトとプランジャとを治具にセットすることにより、所定の位置に保持することができるため、そのままかしめ加工を行うことができる。このため、別途圧入設備を導入する必要がない。また、圧入による仮止めを行わないため、シャフトが細い場合であっても曲がりや座屈を起こすことなく、挿通することができる。
【００１０】
また、上記した請求項１又は２に係る発明の実施に際して、前記かしめ加工部を複数箇所とした場合（請求項３に係る発明の場合）には、軸体又はシャフトの抜け止め強度を十分確保することができるとともに、軸体又はシャフトの揺動を防止することができる。また、前記かしめ加工部を前記軸体又はシャフトの中心軸に略直交する平面上に設定した場合（請求項４に係る発明の場合）には、前記中心軸に対して異なる方向（径方向）で且つ異なる高さ（軸方向位置）から軸体又はシャフトが押し付けられることがなく、かしめ加工により軸体又はシャフトが傾くことがないため、かしめ加工後においても、軸体又はシャフトの中心軸が、挿通穴の中心軸に対して、平行に固定される。これにより、かしめ加工後の軸体又はシャフトと挿通穴との同軸度等を精度良く確保することができる。
【００１１】
また、上記した請求項１又は２に係る発明の実施に際して、前記かしめ加工部を一箇所とした場合（請求項５に係る発明の場合）には、軸体又はシャフトが挿通穴の一方向に押し付けられてかしめ加工されるため、かしめ加工部と、軸体又はシャフトの外周面と挿通穴の内周面との少なくとも軸方向での線接触により固定される。これにより、軸体の筒状体に対する抜け止め強度を確保するとともに、軸体の外周面と筒状体の挿通穴の内周面が接触することにより、軸体の筒状体に対する揺動を防止することができる。また、かしめ加工部を一箇所としたことで、プランジャ外形形状の変形を最小限に抑えることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明によるかしめ加工方法にて一体的に連結した、磁性材料からなる筒状体としてのプランジャ１０と、非磁性材料からなる軸体としてのシャフト２０とを備える電磁弁Ａ（液圧回路にて使用される電磁弁）を示している。この電磁弁Ａにおいては、プランジャ１０とシャフト２０とが、スプリングＳによって付勢されており、シャフト２０の先端に形成した球状の弁部２６にて弁座２８に着座している。なお、プランジャ１０とシャフト２０とは、ソレノイドＣへの通電により、スプリングＳに抗して移動してシャフト２０の弁部２６が弁座２８から離れるようになっている。
【００１７】
プランジャ１０は、図２に示すように、円柱の外周面に二面幅部１２が設けられており、同円柱の中心軸方向には、挿通穴１４が所定の深さまで設けられている。また、挿通穴１４の内径は、シャフト２０を予め設定された隙間（例えば直径方向に１０〜５０μｍ程度）を有して、シャフト２０の基部２２が挿通する内径に設定されている。一方、シャフト２０は、中実の円柱とされており、基部２２には、外周に沿って環状の凹溝部２４が二つ形成されている。
【００１８】
ところで、プランジャ１０とシャフト２０とは、図３に示した治具３０を用いたかしめ加工により、一体的に連結されている。治具３０は、水平に設置されたベースＢに固定されて、プランジャ１０を収容して支持する支持部３２と、シャフト２０を締め代を有することなく支持する貫通孔３４と、プランジャ１０の二面幅部１２を押圧してかしめる左右一対のポンチ３６Ａ及びポンチ３６Ｂと、同ポンチ３６Ａ，３６Ｂをそれぞれ摺動可能に収容する横穴３８とを備えている。
【００１９】
ポンチ３６Ａ及びポンチ３６Ｂは、硬度の高い鉄系部材で形成されており、プランジャ１０を確実に変形させてシャフト２０と強固に固定させるために、それぞれの先端部には円柱状の凸部３６ａが中心軸上に設けられている。また、ポンチ３６Ａ，３６Ｂが押圧するストローク量と、凸部３６ａの外径及び高さは、プランジャ１０の外形への影響（押圧直交方向で拡径する量）、かしめ加工によるプランジャ１０とシャフト２０の結合力及びプランジャ１０の軸線に対するシャフト２０の傾き量を考慮して設定される。
【００２０】
横穴３８は、ポンチ３６Ａ，３６Ｂのそれぞれの中心軸が、シャフト２０の中心軸に略直交する平面上になるように設けられており、シャフト２０を貫通孔３４にセットした際に、ベースＢの上面から凹溝部２４及び凸部３６ａの中心軸までの高さが同一となるように設けられている。また、横穴３８は、図３（ｂ）に示すように、ポンチ３６Ａ及びポンチ３６Ｂの中心軸が同一線上にない状態、すなわち、ポンチ３６Ａの中心軸Ｌ１がプランジャ１０の中心軸Ｌ０を通り、ポンチ３６Ｂの中心軸Ｌ２は、ポンチ３６Ａの中心軸Ｌ１から水平方向に所定量Ｄだけオフセットした状態となるように設けられている。所定量（オフセット量）Ｄは、主にシャフト２０の外径に基づいて設定され、例えば、シャフト２０の外径が２ｍｍ程度であれば、０．５ｍｍ程度に設定され、このように設定することにより、プランジャ１０の外形への影響、かしめ加工によるプランジャ１０とシャフト２０の結合力及びプランジャ１０の軸線に対するシャフト２０の傾き量等を最適とすることが可能である。
【００２１】
上記構成の治具３０を用いたかしめ加工では、始めに治具３０の貫通穴３４に弁部２６を下方にしてシャフト２０を起立させ、プランジャ１０の挿通穴１４と基部２２を挿通させる。次いで、プランジャ１０の二面幅部１２と、ポンチ３６Ａ，３６Ｂとを対向させて、治具３０の支持部３２にセットする。この状態から、左右一対のポンチ３６Ａ及びポンチ３６Ｂがプランジャ１０の二面幅部１２を押圧すると、二面幅部１２は変形を開始する。このとき、ポンチ３６Ａ及びポンチ３６Ｂの中心軸は、同一線上にないため、プランジャ１０の中心からずれているポンチ３６Ｂの押圧による二面幅部１２の変形に応じて、シャフト２０は、プランジャ１０の挿通穴１４に対して偏った方向（図３において上方）へ移動する。引き続き、ポンチ３６Ａ及びポンチ３６Ｂが二面幅部１２を押圧し変形させると、二面幅部１２の変形した部分(二箇所のかしめ加工部)でシャフト２０が固定されるとともに、挿通穴１４の内周面とシャフト２０の外周面とが少なくとも軸線方向にて線接触して（大きな力でかしめ加工が施された場合には面接触することもある）シャフト２０は固定される。また、シャフト２０の凹溝部２４の幅中心と、ポンチ３６Ａ及びポンチ３６Ｂの凸部３６ａの中心軸は、ベースＢの上面からの高さが同じであるため、二面幅部１２の変形した部分は凹溝部２４と係合する。
【００２２】
このため、上記かしめ工程を経て一体的に連結されたプランジャ１０及びシャフト２０は、プランジャ１０の変形した部分（二箇所のかしめ加工部）と、凹溝部２４とが係合し、且つかしめ加工後においても十分な線接触長を確保している。これにより、電磁弁Ａの作動に伴って、プランジャ１０からシャフト２０が抜けることがなく、プランジャ１０とシャフト２０との間で揺動（電磁弁Ａの使用時における振動の発生要因となるもの）することもない。
【００２３】
また、プランジャ１０の挿通穴１４の内周面と、シャフト２０の外周面との間に予め決められた隙間を有するように設定されている。このため、圧入によらずに挿通穴１４と基部２２は挿通し、シャフト２０が曲がりや座屈を起こすことなく、一体的に連結される。また、別途圧入設備を導入する必要がなく、生産設備のコスト増加もない。
【００２４】
さらに、ポンチ３６Ａ及び３６Ｂの中心軸は、シャフト２０の中心軸に略直交する平面上に位置している。これにより、かしめ加工を施してもシャフト２０の傾動が起こらず、かしめ加工後においても、シャフト２０の中心軸が挿通穴１４の中心軸に対して平行に固定されるため、プランジャ１０の挿通穴１４とシャフト２０の弁部２６との同軸度等を精度良く確保することができる。したがって、電磁弁Ａの性能（例えば、着座部２８でのシール性、リニアな電流−流量特性等の性能）を安定して得ることができる。
【００２５】
上記第１実施形態においては、ポンチ３６Ａの中心軸Ｌ１がプランジャ１０の中心軸Ｌ０を通り、ポンチ３６Ｂの中心軸Ｌ２は、ポンチ３６Ａの中心軸Ｌ１から水平方向に所定量Ｄだけオフセットした状態に設け、プランジャ１０の二面幅部１２の両側を押圧してかしめ加工を実施したが、これに代えて、図４に示すように、ポンチ３６Ａ及びポンチ３６Ｂが二面幅部１２を押圧する部位及び方向を変えて実施してもよい。具体的には、図４の（ａ）に示すように、プランジャ１０の中心軸Ｌ０に対して、一対のポンチ３６Ａ及びポンチ３６Ｂの中心軸Ｌ１，Ｌ２をともに水平方向で同一方向にずらして（かしめ加工を中心軸Ｌ０に対して対称として）、プランジャ１０の二面幅部１２を押圧する部位を変えてかしめ加工を実施してもよい。また、図４の（ｂ）に示すように、プランジャの中心軸Ｌ０を通るポンチ３６Ａの中心軸Ｌ１に対して、ポンチ３６Ｂの中心軸Ｌ２が所定の角度θを有するように配置し（かしめ加工を中心軸Ｌ０に対して非対称とし）、二面幅部１２を押圧する方向を変えてかしめ加工を実施してもよい。なお、図４（ａ），（ｂ）中の黒矢印は、押圧する部位及び方向を示す。
【００２６】
図４に示した各実施形態においても、かしめ加工による二面幅部１２の変形に応じて、プランジャ１０の挿通穴１４に対して、シャフト２０が偏った方向へ移動することにより、二面幅部１２の変形した部分（二箇所のかしめ加工部）と、挿通穴１４の内周面とシャフト２０の外周面との線接触部分にてシャフト２０は固定される。これにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
また、上記第１実施形態においては、各先端において凸部３６ａを有する一対のポンチ３６Ａ及びポンチ３６Ｂを用いてかしめ加工を実施したが、図５に示すように、一対のポンチ４６Ａ及びポンチ４６Ｂを用いてかしめ加工を実施することも可能である。なお、図５の第２実施形態においても、シャフト２０、プランジャ１０、セット治具３０の構成は、上記第１実施形態と同じ構成であるため同一符号を付してその説明は省略する。
【００２８】
図５に示した第２実施形態の一対のポンチは、図５（ａ）に示すように、先端部をプランジャ１０の二面幅部１２に合致する平坦面４６ａを有するポンチ４６Ａと、凸部４６ｂを有したポンチ４６Ｂとされている。ところで、平坦面４６ａと凸部４６ｂとでは、二面幅部１２を押圧する際に生じる面圧の違いから、凸部４６ｂが接触している部位が大きく変形され、平坦面４６ａと接触している部位は、ほとんど変形されない。このため、凸部４６ｂによる二面幅部１２の変形により、シャフト２０は、プランジャ１０の挿通穴１４に対して偏った方向（図５（ｂ）の左方向）へ移動し、さらに変形が進むと、二面幅部１２の変形した部分(一箇所のかしめ加工部)でシャフト２０が固定されるとともに、挿通穴１４の内周面とシャフト２０の外周面との少なくとも軸線方向にて線接触してシャフト２０は固定され、二面幅部１２の変形した部分は凹溝部２４と係合する。これにより、二面幅部１２のかしめ加工による変形を最小限にして、プランジャ１０とシャフト２０とを一体的に連結することができる。このため、この第２実施形態でも、第１実施形態と同様の作用効果が期待できる。
【００２９】
また、図５に示した第２実施形態では、平坦部４６ａを有するポンチ４６Ａを採用して実施したが、これに代えて、ポンチ４６Ａの平坦部４６ａを、ポンチ４６Ｂの凸部４６ｂとして採用し、同ポンチ４６Ａの押圧力をポンチ４６Ｂの押圧力より極小とすれば、シャフト２０を押圧力の小さい方向（ポンチ４６Ａの方向）へ押し込んでかしめることができ、この場合も、第１実施形態と同様の作用効果が期待できる。
【００３０】
また、上記第２実施形態においては、一対のポンチ４６Ａとポンチ４６Ｂとでかしめ加工を実施したが、これに代えて、図６に示すように、４個のポンチ、すなわち、平坦部４６ａを有する４６Ａと、凸部４６ｂを有する４６Ｂ１，４６Ｂ２，４６Ｂ３（図６では黒矢印で示した）でかしめ加工を実施することも可能である。この場合においては、かしめ加工部が３箇所となって数が増すことにより抜け止め強度を大きくすることができることを除いて、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３１】
また、上記第１実施形態及び第２実施形態において、プランジャ１０の挿通穴１４の内周面と、シャフト２０の外周面との間に予め設定した隙間（例えば１０〜５０μｍ程度）が形成されるようにして実施したが、本発明においては、プランジャ１０とシャフト２０が隙間嵌めで挿通される構成であればよく、その際の隙間はゼロであってもよい。
【００３２】
また、上記第１および第２実施形態においては、筒状体としてのプランジャ１０と、軸体としてのシャフト２０との連結部に本発明を実施したが、本発明は、他の筒状体と、他の軸体との連結部にも広く適用できるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の方法にて連結したプランジャとシャフトを備える電磁弁の一例を示す概略図である。
【図２】  図１に示したプランジャとシャフトの拡大図である。
【図３】  本発明の第１実施形態を示す概略図である。
【図４】  本発明の第１実施形態に係る押圧部及び押圧方向の変形例を示す概略図である。
【図５】  本発明の第２実施形態を示す概略図である。
【図６】  本発明の第２実施形態に係る押圧方向の変形例を示す概略図である。
【符号の説明】
１０…プランジャ（筒状体）、１２…二面幅部、１４…挿通穴、２０…シャフト（軸体）、２２…基部、２４…凹溝部、２６…弁部、３０…治具、３２…支持部、３４…貫通孔、３６Ａ，３６Ｂ，４０…ポンチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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