(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに予め設けられた穴周囲表面へポンチを打ち込むことにより、ワークをカシメて被固定部材をワークへ固定するためのカシメ装置において、
前記ポンチは円筒形状をなす本体部を備え、この本体部の先端部周囲に面取り部を設け、本体部の先端面における同心円上には複数のカシメ突起を周方向へ一部が不等間隔をなしかつ前記穴を囲んで非対称になるように配置し、
各カシメ突起を略錐体状又は半球状に形成し、かつ前記略錐体状にした場合は略錐体状をなす前記カシメ突起の先端をさらに曲面状にするとともに、
隣り合うカシメ突起間隔が最も広がっている部分の前記本体部側面には先端の一部が前記先端面に達するよう前記面取り部より大きく斜面状に切り欠いた逃げ部を設けたことを特徴とするカシメ装置。
【請求項２】
前記本体部の先端面における同心円上にて、前記複数のカシメ突起は、円周の略３／４に及ぶ範囲内へ略９０°間隔で３個が配置されるとともに、前記逃げ部は、その先端が残りの略１／４円周部分に位置することを特徴とする請求項１記載のカシメ装置。
【請求項３】
前記被固定部材はワークに形成された前記穴を閉塞するためにこの穴内部へ圧入されるプラグ部材であり、前記ポンチ本体の先端面に囲まれてこのプラグ部材が嵌合される程度の軸穴が設けられ、この軸穴と前記穴とを同軸上に配置して前記ポンチを打ち込むとともに、前記ワークのカシメ部表面は前記ポンチの打ち込み方向に対して傾斜面をなし、前記ポンチを打ち込むとき、前記カシメ突起が前記カシメ部表面を滑ることを特徴とする請求項１記載のカシメ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワーク中へ形成された液圧回路等の穴を閉塞するためのプラグ部材を穴内へ圧入して固定するときなどに使用して好適なカシメ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液圧回路等をなす穴の端部を閉塞するためプラグ部材としてチールボールを圧入してカシメ固定することは公知である（特許第２７１８６１３号、特開平１１−１０８５０８号参照）。このようなカシメに使用されるポンチは、先端に刃形状のカシメ突起を形成し、これをワーク表面へ打ち込むことにより塑性変形を生じさせるようになっている。
【０００３】
図８はこのような従来例を示すものであり、ワーク１０１に表面１０３へ達するように形成された穴１０２へスチールボール１１０が圧入され、ワーク表面１０３に開口する穴１０２の周囲へポンチ１２０を打ち込むことによりスチールボール１１０をカシメ固定する。ポンチ１２０の先端面１２１には、図中Ａ，Ｂに拡大して示すように、複数のカシメ突起１２６が一体に突出形成されている。カシメ突起１２６は、略三角屋根状に形成され、頂部１２７は先端面１２１の半径方向へ直線状に長く延び、打ち込み時にワーク表面１０３へ食い込んで周囲を塑性変形させるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ポンチ１２０をワーク１０１へ打ち込むと切粉（切削屑）が発生してポンチ１２０へ付着する。この現象を微視的に説明すると、まずポンチ１２０のカシメ突起１２６をワーク１０１へ打ち込むことにより、カシメ突起１２６の縁に沿ってワーク１０１の表面部分がめくり上がり、さらにカシメ突起１２６を深く押し込むとこのめくれ部分が切断されて切粉となる。この切粉はカシメ突起１２６の付け部分へ付着してポンチ１２０と共に移動し、その後ワーク１０１の上等へ落下することになる。
【０００５】
そのうえ、カシメ突起１２６カシメ突起１２６が上記構造の場合、頂部１２７が表面１０３へ線接触することになるため、表面１０３が傾斜していたり凹凸があると、打ち込み時に頂部１２７が表面１０３上を滑り、このときカシメ突起１２６における頂部１２７の幅に相当する比較的大きな切粉が生じる。しかしこのような切粉のうちサイズの大きいものがワーク中に残留した場合、品質管理上好ましくないので、切粉は可及的に小さくすることが望まれているが、上記のようなカシメ突起１２６の形状では切粉のサイズを要求レベルまで小さくすることが困難である。そこで本願発明は、このような要請を実現できるカシメ装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明のカシメ装置は、ワークに予め設けられた穴周囲表面へポンチを打ち込むことにより、ワークをカシメて被固定部材をワークへ固定するためのカシメ装置において、
前記ポンチは円筒形状をなす本体部を備え、この本体部の先端部周囲に面取り部を設け、本体部の先端面における同心円上には複数のカシメ突起を周方向へ一部が不等間隔をなしかつ前記穴を囲んで非対称になるように配置し、
各カシメ突起を略錐体状又は半球状に形成し、かつ前記略錐体状にした場合は略錐体状をなす前記カシメ突起の先端をさらに曲面状にするとともに、
隣り合うカシメ突起間隔が最も広がっている部分の前記本体部側面には先端の一部が前記先端面に達するよう前記面取り部より大きく斜面状に切り欠いた逃げ部を設けたことを特徴とする。
【０００７】
ここで錐体とは、円錐及び三角錐や四角錐などの形状をした角錐状のものを含む。また、前記複数のカシメ突起は、円周の略３／４に及ぶ範囲内へ略９０°間隔で３個が配置されるとともに、前記逃げ部は、その先端が残りの略１／４円周部分に位置するようにしてもよい。
さらに前記被固定部材をワークに形成された穴を閉塞するためにこの穴内部へ圧入されるプラグ部材にするとともに、前記ポンチ本体の先端面に囲まれてこのプラグ部材が嵌合される程度の軸穴が設けられ、この軸穴と前記穴とを同軸上に配置して前記ポンチを打ち込むとともに、前記ワークのカシメ部表面は前記ポンチの打ち込み方向に対して傾斜面をなし、前記ポンチを打ち込むとき、前記カシメ突起が前記カシメ部表面を滑るようにすることもできる。
【０００８】
【発明の効果】
本願発明は、カシメ突起を略錐体状又は略半球状にしたので、ポンチの打ち込み時にカシメ突起はワークに設けられた穴の周囲表面に対して点接触するようになる。したがって、ワーク表面が傾斜したり凹凸が存在することによりカシメ突起が滑っても、この滑りによって発生する切粉のサイズを可及的に小さくすることができ、本装置による製品の品質向上に貢献できる。
【０００９】
このとき、カシメ突起の先端を曲面状にすることにより、発生する切粉のサイズをさらに小さくすることができる。そのうえ、穴を囲んで非対称に複数のカシメ突起を形成することにより、カシメ突起を全周へ等間隔かつ対称位置に形成した場合と比べて比較的滑りやすくなるにもかかわらず、カシメ突起が上記点接触構造のためやはり切粉の発生を小さくすることができる。
【００１０】
また、ポンチ本体部の先端側側面に逃げ部を形成したことにより、穴が段部に近接していても、段部と干渉することなくカシメできる。さらに、被固定部材をワークに設けられた穴へ圧入されるプラグ部材にするとともに、ワークのカシメ部表面をポンチの打ち込み方向に対して傾斜面としても、滑りによる切粉を小さくできかつプラグ部材の圧入とカシメ固定を確実にできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は本実施例に係るポンチの先端部を示す斜視図、図２はそのカシメ突起の拡大断面図、図３はポンチの正面図、図４はその平面図、図５はカシメ工程を示す図、図６はワーク側の斜視図、図７は切粉の大きさを従来例と比較して示すグラフである。
【００１３】
まず、図５及び図６に示すように、本実施例に係るワーク１は、例えば車両の自動変速機を構成するアルミ合金製ケースであり、内部に油圧回路用の穴２が形成され、その一端が表面３に達して開口している  。
【００１４】
穴２の開口部近傍におけるカシメ部表面３は若干の傾斜角θ（図５）を有する傾斜面をなし、一段高くなった段部４に近接している。この穴２内には、穴２の径よりも若干大きめの径を有するスチールボール１０が圧入され、穴２の端部を閉塞している。スチールボール１０はプラグ部材の一例である。
【００１５】
穴２の開口周囲におけるカシメ部表面３には、凹部からなるカシメ部５が複数形成され、このカシメ部５による変形部６が穴２内へ張り出すことによりスチールボール１０をカシメ固定している。
【００１６】
図３〜４に示すように、ポンチ２０は、略円筒形状をなす本体部２１と、取付用フランジ２２を備え、取付用フランジ２２には取付穴２３が形成されている（図４）。本体部２１の先端側すなわちワーク側の端部における端面２４の中央には、スチールボール１０が入る程度の軸穴２５が開口し、これを囲んで同心円状略９０°間隔でカシメ突起２６が一体に突出形成されている。
【００１７】
図１にも拡大して示すように、カシメ突起２６は、全周で４個形成されるべきところ３個だけ形成され、残り１個分の場所は大きく斜面状に切り欠かれた逃げ部２８をなし、段部４との干渉を避けるようになっている。また先端部周囲は面取り部２９をなしている。
【００１８】
図２に示すように、カシメ突起２６は略円錐状をなし、その先端部である頂部２７は、断面における左右両斜面の延長線内側に形成されるＲをなす曲面とされ、そのＲの大きさは加工限度である最小アールから任意の大きさまで適宜に設定される。
【００１９】
次に、本実施例の作用を説明する。まず、図５のＡに示すように、スチールボール１０を穴２へはめ、ポンチ１０を軸穴２５の軸線が穴２の軸線と一致するようにセットして打ち込む。すると、同図Ｂに示すように、カシメ突起２６がカシメ部表面３の穴２周囲に食い込み、穴２の開口周囲を穴２内へ張り出すように塑性変形させて変形部６とし（図６）、これによりスチールボール１０をカシメ固定する。
【００２０】
このとき、カシメ突起２６の頂部２７は曲面になっているため、カシメ部表面３が若干角度θなる傾斜面であって（図５のＡ参照）、カシメ時に滑りが生じてもほぼ点接触の状態であるためこの滑りによって生じる切粉のサイズは可及的に小さくなる。なお、カシメ部表面３が傾斜面でなく、凹凸があっても同様である。
【００２１】
また、逃げ部２８を形成したことにより、穴２が段部４に近接していても、段部４と干渉することなくカシメできる。しかもこのようにカシメ部表面３上の穴２を囲んで非対称にカシメ突起２６を形成することにより、カシメ突起２６を軸穴２５の周囲全周へ等間隔かつ対称位置に形成した場合と比べて比較的滑りやすくなるにもかかわらず、カシメ突起２６が上記点接触構造のためやはり切粉の発生を小さくすることができる。
【００２２】
図７は、本実施例による切粉を従来例と比較したものであり、上段のグラフ及び下段の表に示すように、従来例の切粉のうち最大のものの大きさを縦横寸法で表したとき、１．３９×０．３ｍｍのところ、実施例１は０．３８×０．１５、同２は０．１８×０．０７となり、かつ重量も従来例の０．０１８ｍｇ／１個に対して、実施例１及び２が０．００２ｍｇ／１個となり、著しく小さくなることが明らかである。
【００２３】
このため、グラフ中における実施例１及び２程度のより縦横サイズの小さな領域を切粉のサイズ管理目標にすることができ、従来例では到底実現不可能な切粉サイズの微小化を達成でき、製品の品質を大きく向上できる。なお、実施例１及び２は、頂部２７のＲを変更したものであり、実施例１のＲがほぼ鋭角に近い小Ｒであるのに対して同２はさらにこれよりも小さくして、ほぼ現状における製造限界程度、換言すれば本来鋭角として製作しても製造技術上どうしても生じてしまう程度の最小Ｒにしてある。
【００２４】
なお、本願発明は、上記実施例に限定されず、種々に変形等が可能であり、例えば、カシメ突起は点接触を可能にするものであれば足りるから、三角錐や四角錐等の各種角錐状や略半球状等にすることができる。また、スチールボールの固定に限らず各種のプラグ部材の圧入固定に利用でき、さらにはプラグ部材の固定のみならず、ワークに当接、重ね合わせ又は嵌合等により別部材を結合一体化して固定するとき等における種々なカシメに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係るポンチの先端部を示す斜視図
【図２】上記ポンチにおけるカシメ突起の拡大断面図
【図３】ポンチの正面図
【図４】上記ポンチの平面図
【図５】カシメ工程を示す図
【図６】ワーク側の斜視図
【図７】切粉の大きさを従来例と比較するグラフ
【図８】従来例のカシメ装置を示す図
【符号の説明】
１：ワーク、２：穴、３：カシメ表面、４：段部、５：カシメ部、６：変形部、１０：スチールボール、２０：ポンチ、２１：本体部、２６：カシメ突起、
２７：頂部
【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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【図７】
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【図８】
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