(57)【要約】【課題】複数の構成部材が結合された結合体において、ひずみ時効を発現させることにより、構成部材どうしが接触する接触面に生じる疲労き裂などの損傷を防ぎ、フレッティング疲労強度を向上させることができるフレッティング疲労強度を向上させる処理方法を提供する。【解決手段】本発明は、二つ以上の鋼製の構成部材２、３を接触させ且つ結合することで結合体１を製作するに際して、二つ以上の構成部材２、３のフレッティング疲労強度を向上させるにあたり、構成部材２、３の表面であって二つ以上の構成部材２、３の接触面４に対して表面加工を行う表面加工ステップを有し、表面加工ステップの後に行うものであって、焼き嵌めを用いて、構成部材２、３を結合する結合ステップ、を有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つ以上の鋼製の構成部材を接触させ且つ結合することで結合体を製作するに際して、前記二つ以上の構成部材のフレッティング疲労強度を向上させるにあたり、
前記構成部材の表面であって二つ以上の構成部材の接触面に対して表面加工を行う表面加工ステップを有し、
前記表面加工ステップの後に行うものであって、圧入又は冷し嵌めを用いて、前記構成部材を結合する結合ステップと、
前記表面加工ステップの後に行うものであって、ひずみ時効を誘起させるために、前記構成部材に対して熱処理を実施する熱処理ステップと、
を有している
ことを特徴とするフレッティング疲労強度を向上させる処理方法。
【請求項２】
二つ以上の鋼製の構成部材を接触させ且つ結合することで結合体を製作するに際して、前記二つ以上の構成部材のフレッティング疲労強度を向上させるにあたり、
前記構成部材の表面であって二つ以上の構成部材の接触面に対して表面加工を行う表面加工ステップを有し、
前記表面加工ステップの後に行うものであって、締結手段を用いて、前記構成部材を結合する結合ステップと、
前記表面加工ステップの後に行うものであって、ひずみ時効を誘起させるために、前記構成部材に対して熱処理を実施する熱処理ステップと、
を有している
ことを特徴とするフレッティング疲労強度を向上させる処理方法。
【請求項３】
二つ以上の鋼製の構成部材を接触させ且つ結合することで結合体を製作するに際して、前記二つ以上の構成部材のフレッティング疲労強度を向上させるにあたり、
前記構成部材の表面であって二つ以上の構成部材の接触面に対して表面加工を行う表面加工ステップを有し、
前記表面加工ステップの後に行うものであって、焼き嵌めを用いて、前記構成部材を結合する結合ステップ、を有している
ことを特徴とするフレッティング疲労強度を向上させる処理方法。
【請求項４】
前記表面加工ステップにおいては、加工手段としてバニシング加工を適用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフレッティング疲労強度を向上させる処理方法。
【請求項５】
前記熱処理ステップにおいては、構成部材の表面温度が２００〜３８０℃になるように、熱処理条件を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のフレッティング疲労強度を向上させる処理方法。
【請求項６】
前記焼き嵌めを行うに際し、構成部材の表面温度が２００〜３８０℃になるように、前記焼き嵌めの温度条件を設定することを特徴とする請求項３に記載のフレッティング疲労強度を向上させる処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼き嵌めや圧入などによって結合された鋼製の結合体の疲労強度向上に関する技術であり、フレッティング疲労強度を向上させる処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、材料の強度を向上させる方法が、以下（１）〜（３）に示すように、様々提案されている。
（１）例えば、材料の強度向上のために、塑性加工に加えてひずみ時効処理を行う方法が挙げられる。概要としては、塑性ひずみが付与された（＝転位が導入された）材料が、所定時間を経て侵入型原子が拡散し、転位にトラップされて硬度が上昇する現象を対象とする。侵入型原子としては鉄中のＣ・Ｎがあり、この現象が生じる汎用材としては鋼に限定されることになる。この処理方法としては、例えば、非特許文献１に開示されているものがある。
【０００３】
非特許文献１は、炭素鋼Ｓ２５Ｃ（ＨＶ１２８）を対象に硬化量を調査し、最終的な到達硬化量の温度と塑性歪量へ依存性について調べている。なお、この現象は室温でも期間経過により僅かに発現するが、同文献の図６に示すように、高温に熱処理することで効果（最大硬化量）が大きくなり、且つ、同文献の図４に示すように、速く得られるようになるとされている。
【０００４】
（２）また、材料の強度向上のために、表面加工（特に、バニシング加工）を行う処理方法が挙げられる。概要としては、疲労強度を向上させる対策として、硬度上昇や圧縮残留応力導が効果的である。具体的手段としては、ピーニング処理（ショット、超音波、レーザなど多種ある）や、バニシング加工などが知られている。バニシング加工は、例えば丸棒を対象にする場合、ツールで所定の押し込み量を保持した状態で、軸を回転しつつツールを軸長手方向に移動させていくことによって、対象部の面粗度をあげながら残留応力も付与できる手法である。
【０００５】
なお、ピーニング処理では、材料の表面粗度が低下する（表面の凹凸が大きくなる）ため、フレッティングの嵌合面では繰返し負荷によって経時的に摩耗減肉し、疲労強度の向上効果が徐々に失われる問題がある。この点において、面粗度があがるバニシング加工は、特にフレッティングに対して有効な疲労強度向上手段として、知られている。
この処理方法としては、例えば、非特許文献２に開示されているものがある。非特許文献２においては、同文献のＦｉｇ４に示すように、ショットピーニング（◇印）やバニシング加工（△印）は、未処理材（〇印）と比べてフレッティング疲労強度が向上していることが示されている。その中でも特にバニシング加工（△印）は、１０７〜１０８回の高サイクル域においても疲労強度が優れている結果が示されている。
【０００６】
（３）また、材料の強度向上のために、温間での表面加工を行う処理方法が挙げられる。この処理方法としては、例えば、特許文献１に開示されているものがある。
特許文献１は、ＳＭ４９０Ａ製の突合せ溶接継手を対象に、室温および温間（２００〜４５０℃の４条件）でピーニング処理し、ピーニング処理後の余熱影響による歪時効によって疲労強度向上するか調べたものである。同文献の図２に示すＳ−Ｎ曲線を参照すれば、疲労限はピーニング処理により３０％向上し（●印と▲印）、さらに ２００〜３８０℃で温間処理された場合は１５％向上していることが示されている（▲印に対して，＋印と◇印と□印）。一方で、４５０℃になると、室温処理の場合をわずかに下回っていることが示されている（▲印と■印）。すなわち、２００〜３８０℃で処理することにより、加工後の温間でひずみ時効が自動的に進み、強度向上効果が得られるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】西田 友久ら,「材料」Vol.64,No.11,pp.872-879,Nov.2015.「オートバイ用リアアームを想定したアルミニウム合金のフレッティング疲労強度改善のための表面処理に関する検討」
【非特許文献２】武田 武信 et.al,日本機械学会論文集(Ａ編) 49巻 441号 (昭58-5) p557-563「炭素鋼のひずみ時効等価則」
【特許文献１】特開２０１３−６２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、一般に、例えば、車輪や歯車などのリング状の部材に、車軸や回転軸などの軸部材が嵌入された嵌合体や、鋼材などの被締結部材がボルトなどで締結された締結体（継手など）では、嵌合部や締結部など構成部材どうしが接触する接触面において、主として締め付けられている側の部材（軸部材、鋼材など）の接触面に応力が集中しており、さらに、外部より荷重が繰り返しかかると、接触部の集中していた応力が変動し、疲労き裂などの損傷が生じることがある。このような損傷は、フレッティング疲労と呼ばれている。
【０００９】
すなわち、焼き嵌めや圧入などによって結合された結合体の接触面では、軸部材や鋼材などの締め付けられている側の部材に、フレッティング疲労と呼ばれる特殊な疲労形態での損傷が生じる虞がある。このフレッティング疲労による損傷が生じてしまうと、通常（フレッティングが伴わない場合）の疲労強度と比べて、疲労強度が大きく低下することが知られている。このような結合体の接触面において、フレッティング疲労強度を高めることができれば、結合体の疲労強度設計において有利となる。
【００１０】
上記した非特許文献１〜２、特許文献１などに開示されているが如く、材料の強度向上のための種々の方法・知見に関しては存在するものの、フレッティング疲労強度を向上させるためにひずみ時効を導入し、かかるひずみ時効を、リング状の部材などに嵌入された軸部材からなる嵌合体や締結具などで締結された被締結部材等の締結体などの結合体に対して、有効に活用した技術については未だ存在しないと思われる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、複数の構成部材が結合された結合体において、ひずみ時効を発現させることにより、構成部材どうしが接触する接触面に生じる疲労き裂などの損傷を防ぎ、フレッティング疲労強度を向上させることを可能とするフレッティング疲労強度を向上させる処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明にかかるフレッティング疲労強度を向上させる処理方法は、二つ以上の鋼製の構成部材を接触させ且つ結合することで結合体を製作するに際して、前記二つ以上の構成部材のフレッティング疲労強度を向上させるにあたり、前記構成部材の表面であって二つ以上の構成部材の接触面に対して表面加工を行う表面加工ステップを有し、前記表面加工ステップの後に行うものであって、圧入又は冷し嵌めを用いて、前記構成部材を結合する結合ステップと、前記表面加工ステップの後に行うものであって、ひずみ時効を誘起させるために、前記構成部材に対して熱処理を実施する熱処理ステップと、を有していることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかるフレッティング疲労強度を向上させる処理方法は、二つ以上の鋼製の構成部材を接触させ且つ結合することで結合体を製作するに際して、前記二つ以上の構成部材のフレッティング疲労強度を向上させるにあたり、前記構成部材の表面であって二つ以上の構成部材の接触面に対して表面加工を行う表面加工ステップを有し、前記表面加工ステップの後に行うものであって、締結手段を用いて、前記構成部材を結合する結合ステップと、前記表面加工ステップの後に行うものであって、ひずみ時効を誘起させるために、前記構成部材に対して熱処理を実施する熱処理ステップと、を有していることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかるフレッティング疲労強度を向上させる処理方法は、二つ以上の鋼製の構成部材を接触させ且つ結合することで結合体を製作するに際して、前記二つ以上の構成部材のフレッティング疲労強度を向上させるにあたり、前記構成部材の表面であって二つ以上の構成部材の接触面に対して表面加工を行う表面加工ステップを有し、前記表面加工ステップの後に行うものであって、焼き嵌めを用いて、前記構成部材を結合する結合ステップ、を有していることを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記表面加工ステップにおいては、加工手段としてバニシング加工を適用するとよい。
好ましくは、前記熱処理ステップにおいては、構成部材の表面温度が２００〜３８０℃になるように、熱処理条件を設定するとよい。
好ましくは、前記焼き嵌めを行うに際し、構成部材の表面温度が２００〜３８０℃になるように、前記焼き嵌めの温度条件を設定するとよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数の構成部材が結合された結合体において、ひずみ時効を発現させることにより、構成部材どうしが接触する接触面に生じる疲労き裂などの損傷を防ぎ、フレッティング疲労強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】歯車や車輪などの環状の嵌合部材に嵌合した被嵌合軸において生じうる疲労き裂のイメージを示した図である。
【図１Ｂ】ボルトなどで締結された鋼材において生じうる疲労き裂のイメージを示した図である。
【図２】フレッティング疲労試験装置の構造の概略を模式的に示した図、ならびに、フレッティング疲労試験に用いる試験体の形状（円板部材と被嵌合軸）を示した図である。
【図３】被嵌合軸に対する疲労試験の結果（Ｓ−Ｎ曲線）を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明にかかるフレッティング疲労強度を向上させる処理方法の実施形態を、図を参照して説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。
本発明は、二つ以上の構成部材のうち、一方の締結部材２（例えば、歯車や車輪などの円板状の部材、ボルトなどの締結具等）が他方の被締結部材３（例えば、回転軸や車軸などの軸部材、鋼材など）に対して接触することにより締め付けることで、組み合わせて鋼製の結合体１を製作するに際して、フレッティング疲労と呼ばれる特殊な疲労形態により、締め付けられる側となる被締結部材３の表面（接触面４）に生じる疲労き裂Ｃなどの損傷を防止し、フレッティング疲労強度を向上させる処理方法である。
【００１９】
本発明にかかるフレッティング疲労強度を向上させる処理方法（以降、単に処理方法と呼ぶ。）は、二つ以上の構成部材２、３を接触させることにより組み合わせて鋼製の結合体１を製作するに際して、フレッティング疲労強度を向上させるにあたり、接触面４となる被締結部材３の表面に対して表面加工を行う表面加工ステップを有し、表面加工ステップ後に、所定の嵌合手法又は締結手段を用いて、被締結部材３を締結部材２に結合する結合ステップと、ひずみ時効を誘起させるために、構成部材２、３に対して熱処理を実施する熱処理ステップと、を有している。所定の嵌合手法としては、圧入又は冷し嵌めなどが採用できる。
【００２０】
さて、フレッティングが問題となる被締結部材３の接触面４に対して、塑性ひずみ・圧縮残留応力が生じた層を付与する手段としては、バニシング加工やピーニング処理などが挙げられる。さらには、その接触面４に対してひずみ時効を与えるために、熱処理を行うことが有効である。
なお、表面加工ステップ後の結合ステップと熱処理ステップに関し、結合ステップから熱処理ステップへという手順、又は、熱処理ステップから結合ステップへという手順で実施するようにしても、フレッティング疲労強度を向上させる効果が十分に得られる。
【００２１】
表面加工ステップにおいては、加工手段としてバニシング加工を適用することが好ましい。理由としては、安定的に塑性ひずみ・圧縮残留応力が生じた層を与えられる手段としては、バニシング加工のみであるからである。
被締結部材３を締結部材２に嵌め込んで嵌合体１を製作する場合、結合ステップと熱処理ステップに替えて、表面加工ステップ後に、所定の嵌合手法として焼き嵌めを用いて、ひずみ時効を誘起させることができる温度に昇温して被締結部材３を締結部材２に嵌合することもできる（焼き嵌めによる結合ステップ）。
【００２２】
このような焼き嵌めによる結合ステップを採用した場合、焼き嵌めによって例えば締結部材２（車輪や歯車など環状の部材）の外周を加熱しておけば、嵌合時に被締結部材３（回転軸や車軸などの軸部材）にも熱伝達して、ひずみ時効を誘起することができる。すなわち、焼き嵌め時の余熱を活用することができるので、ひずみ時効の効果を自動的に得られるようになる。
【００２３】
ここで、焼き嵌め時における被締結部材３の表面温度が２００〜３８０℃になるように、熱処理条件を設定することが好ましい。理由としては、本願発明者の知見によれば、被締結部材３の表面温度が低い熱処理条件では、ひずみ時効が十分に生じない。一方で、被締結部材３の表面温度が過度に高い熱処理条件であれば、回復現象が生じてしまい、かえって表面加工の効果を失わせることになる。このことより、鋼のひずみ時効を引き出す温度は、２００〜３８０℃の温度範囲が好ましい。
【００２４】
上記した本発明の処理方法は、例えば、歯車などに嵌合された回転軸、スプライン軸、車輪に嵌合された車軸、ボルトで締結された鋼材、圧縮機のロータ軸、ネジ、プロペラの軸、クランクシャフト、平行部を有する円筒工具、フランジ、冷却水用の孔を有する締結体などといった被締結部材３に適用可能である。
このように、本発明の処理方法で製作された結合体１は、フレッティング疲労強度を高めることができるので、特に接触面４において疲労き裂Ｃなどの損傷を防止することができるようになり、結合体１の疲労強度設計において有利となる。
［実施例］
以下に、本発明のフレッティング疲労強度を向上させる処理方法に従って実施した実施例について、説明する。
【００２５】
本実施例における実施条件については、以下の通りである。
例えば、図１Ａ、図１Ｂに示すような構造を有する結合体１が、本発明の適用対象となる。
図１Ａは、円板状の嵌合部材２（歯車や車輪など）と、その円板状の嵌合部材２の中心部分に嵌合された被嵌合軸３（回転軸や車軸などの軸部材）からなる嵌合体１を示している。このような嵌合体１は、環状の嵌合部材２と被嵌合軸３との接触面４の端部（被嵌合軸３の付け根となる角の部位）において、摩耗や荷重などにより応力が集中するので、フレッティングによる疲労き裂Ｃなどの損傷が発生してしまうリスクがある。
【００２６】
図１Ｂは、ボルト２などで締結された鋼材３からなる結合体１を示している。図１Ｂに示すように、このような結合体１は、鋼材３とボルト２（ワッシャー６）との接触面４の端部(鋼材３がボルト２から受ける締め付け力が切り替わる縁の部位)において摩耗や荷重などにより応力が集中するので、フレッティングによる疲労き裂Ｃなどの損傷が発生してしまうリスクがある。
【００２７】
本実施例においては、図１Ａ、図１Ｂに示すような状況下となる可能性がある被嵌合軸３や鋼材３などの被締結部材に対して、表面加工と熱処理を実施する。以下、その二つの事例について、説明する。
［事例１］
図１Ａに示すような、環状の嵌合部材２（締結部材２）に嵌合された被嵌合軸３（被締結部材３）に対して、本発明の処理方法を実施する場合は、以下の通りである。
【００２８】
歯車など円板状の嵌合部材２（以下、円板部材２と呼ぶ。）に締結される被嵌合軸３に対して、本発明の処理方法を適用する場合の具体手順を示す。被嵌合軸３は、表面加工を受けることによって直径が減少し、また、締め代による締結力が初期値より減少するので、所定の動力を伝達する前にすべりが生じてしまうリスクがある。
そのため、以下に示すステップ(i)〜(v)の手順で処理を実施した。なお、この処理手順において、伝達動力を特段考慮する必要がない場合、ステップ(ii)と(iii)については省略することは可能である。
【００２９】
(i)  被嵌合軸３の表面（接触面４）に対して、表面加工を実施する。表面加工法としては、例えば、バニシング加工が好ましい。
(ii)  ステップ(i)で被嵌合軸３に対してバニシング加工した後、接触面４となる位置の被嵌合軸３の直径を計測する。このとき、加工条件によって変わるが、例えばバニシング加工では、被嵌合軸３の直径が１０〜２５μｍ程度減じた。なお、この計測の目的は、被嵌合軸３の直径の減少量を実績値として把握することにある。
【００３０】
(iii)  ステップ(ii)で計測した被嵌合軸３の直径の減少量に対し、所定の締結力（締付面圧）を付与できる締め代を計算する。その締め代が得られるリング内径の寸法値を求め、その内径となるように円板部材２を製作する。
(iv)  ステップ(i)〜(iii)で製作した被嵌合軸３と円板部材２を嵌合させて一体の嵌合体１とする。熱膨張・熱収縮を利用する方法としては、被嵌合軸３を冷却して円板部材２に嵌合する方法、円板部材２を加熱して被嵌合軸３を嵌合する方法（焼き嵌め）、それら被嵌合軸３の冷却、円板部材２の加熱の双方を行って嵌合する方法などが挙げられる。また、荷重を付与して強制的に被嵌合軸３を円板部材２に圧入して嵌合する方法も挙げられる。
【００３１】
(v)  ステップ(iv)で嵌合された嵌合体１に対して、熱処理を行う。なおこのとき、被嵌合軸３の表面温度が２００〜３８０℃になる熱処理条件とすることが望ましい。なお、(iv)において被嵌合軸３の嵌合手段として焼き嵌めを採用した場合、焼き嵌め後に被嵌合軸３の表面が２００〜３８０℃まで上昇していれば、このステップ(v)の工程を実施しなくてもよい。
【００３２】
本発明の処理方法に従って実施すれば、上記のような場合においても、ひずみ時効の効果を引き出すことにより、被嵌合軸３が円板部材２に嵌合された嵌合体１の嵌合部５、特に接触面４における疲労強度を向上させることができる。
［事例２］
図１Ｂに示すようなボルト２（締結部材２）などで締結された鋼材３（被締結部材３）に対して、本発明の処理方法を実施する場合は、以下の通りである。
【００３３】
ボルト２などで締結された鋼材３に対して、本発明の処理方法を適用する場合の具体手順を示す。接触面４となる鋼材３の表面に対して、表面加工と熱処理を実施するに際しての基本事項に関しては、円板部材２に嵌合された被嵌合軸３に対して、本発明の処理方法を実施する場合（事例１）と略同じである。
(i)  鋼板３の表面（接触面４）に対して、表面加工を実施する。表面加工法としては、例えば、バニシング加工が好ましい。
【００３４】
(ii)  ステップ(i)で表面加工を行った鋼板３に対して、熱処理を行う。なおこのとき、鋼板３の表面温度が２００〜３８０℃になる熱処理条件とすることが望ましい。なお、ボルト２を締結する前に、鋼板３の表面に対して熱処理を行う理由としては、ボルト２と鋼板３が一体構造となった結合体１が、ものによって取り回しが容易ではなくなるため、熱処理が行いにくくなることもある。その場合、特段の制約がなければ、次のステップ(iii)と、このステップ(ii)を入れ替えて実施しても良い。
【００３５】
(iii)  適宜ワッシャー６を介して、ボルト２で鋼板３を締結する。
本発明の処理方法に従って実施すれば、上記のような場合においても、ひずみ時効の効果を引き出すことにより、鋼板３がボルト２で締結された結合体１の結合部５、特に接触面４における疲労強度を向上させることができる。
ここで、上で述べた本実施例の効果について説明する。
【００３６】
本実施例の[事例１]の手順によって製作した被嵌合軸３を円板部材２に嵌合した嵌合体１に関し、疲労試験を行った。供試材については、強度の低い被嵌合軸３側から損傷するように、評価対象の被嵌合軸３に低合金鋼（引張強度：８５０ＭＰａ級）を用い、円板部材２にＳＣＭ４３５の焼入焼戻材（ＨＶ４８０以上の高強度材）を用いた。
上記の(i)〜(v)の各ステップについては、以下の通りである。
【００３７】
ステップ(i)において、被嵌合軸３に適用した表面加工法に関しては、バニシング加工とした。ステップ(iv)における嵌合方法に関しては、被嵌合軸３を液体窒素冷却し、円板部材２を２７０℃に加熱して嵌合した。ステップ(v)における熱処理条件に関しては、２７０℃、１時間（炉冷）とした。
図２に、フレッティング疲労試験装置１０の構造の概略と、フレッティング疲労試験に用いる試験体（嵌合体１）の形状（円板部材２、被嵌合軸３）を示す。
【００３８】
本実施形態においては、疲労試験装置１０に、特開２０１８−０２５５３２号公報に示している「フレッティング疲労試験装置」を用いた。
具体的に、図２に示すように、円板部材２に焼き嵌められた被嵌合軸３が評価対象である。被嵌合軸３は、一端側がレバー１１の他端側に固定されている。そのレバー１１の他端側には、加振機１２が取り付けられている。その加振機１２が鉛直方向に往復運動することに従い、レバー１１を介して被嵌合軸３に対してねじり荷重と曲げ荷重とが同時に繰り返し付与される。あるいは、被嵌合軸３の取り付いたレバー１１の固定部を拘束することにより、ねじり荷重のみを繰り返し付与することができることも示されている。そうすると、フレッティングにより焼き嵌め（接触面４）の端部（損傷評価部）において疲労き裂Ｃが発生する。
【００３９】
本試験では、ねじり荷重のみを与える場合について、疲労き裂Ｃの発生により試験体が剛性を失うことによって、レバー１１先端の変位振幅が２０％増大するまでのサイクル数を以って、疲労寿命とした。なお、破断しなかった場合については、１０７回までで試験を打ち切った。
図３に、Ｓ−Ｎ曲線（被嵌合軸３に対する疲労試験の結果）を示す。
【００４０】
試験体は、表面加工（表面仕上）を施していない試験体（■印）、嵌合する前に接触面４となる被嵌合軸３の表面に対してバニシング加工を施した試験体（●印）、ならびに、接触面４となる被嵌合軸３の表面にバニシング加工を施した上で、嵌合した後に２７０℃で熱処理を行った試験体（○印）の三つの条件としている。
図３に示すように、バニシング加工を行うことによって、フレッティング疲労寿命が５倍に増加した（■印→●印）。さらに、バニシング加工に加えて熱処理を行うことによって、フレッティング疲労寿命が更に１．２５倍延長するという良好な結果（●印→○印）が得られ、本発明の効果を確認することができた。
【００４１】
つまり、本発明の処理方法に従って実施すると、フレッティング疲労強度が高いものとなり、結合体１の疲労強度設計において有利となることが明らかとなった。
以上、本発明によれば、塑性加工後のひずみ時効の効果を引き出すことにより、締結部材２と被締結部材３が結合された結合体１の結合部５、特に接触面４における疲労強度を向上させることができる。また、本発明において、嵌合手段として焼き嵌め工程を選択した場合、その余熱を熱処理に活用することができるようになるので、ひずみ時効の効果が自動的に得られるようになる。
【００４２】
つまり、本発明にかかるフレッティング疲労強度を向上させる処理方法は、二つ以上の鋼製の構成部材２、３を接触させ且つ結合することで結合体１を製作するに際して、二つ以上の構成部材２、３のフレッティング疲労強度を向上させるにあたり、構成部材２、３の表面であって二つ以上の構成部材２、３の接触面４に対して表面加工を行う表面加工ステップを有し、表面加工ステップの後に行うものであって、圧入又は冷し嵌めを用いて、構成部材２、３を結合する結合ステップと、表面加工ステップの後に行うものであって、ひずみ時効を誘起させるために、構成部材２、３に対して熱処理を実施する熱処理ステップと、を有しているとよい。
【００４３】
また、本発明にかかるフレッティング疲労強度を向上させる処理方法は、二つ以上の鋼製の構成部材２、３を接触させ且つ結合することで結合体１を製作するに際して、二つ以上の構成部材２、３のフレッティング疲労強度を向上させるにあたり、構成部材２、３の表面であって二つ以上の構成部材２、３の接触面４に対して表面加工を行う表面加工ステップを有し、表面加工ステップの後に行うものであって、締結手段２を用いて、構成部材３を結合する結合ステップと、表面加工ステップの後に行うものであって、ひずみ時効を誘起させるために、構成部材２、３に対して熱処理を実施する熱処理ステップと、を有しているとよい。
【００４４】
さらに、本発明にかかるフレッティング疲労強度を向上させる処理方法は、二つ以上の鋼製の構成部材２、３を接触させ且つ結合することで結合体１を製作するに際して、二つ以上の構成部材２、３のフレッティング疲労強度を向上させるにあたり、構成部材２、３の表面であって二つ以上の構成部材２、３の接触面４に対して表面加工を行う表面加工ステップを有し、表面加工ステップの後に行うものであって、焼き嵌めを用いて、構成部材２、３を結合する結合ステップ、を有しているとよい。
【００４５】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
特に、今回開示された実施形態において、明示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
【符号の説明】
【００４６】
１  結合体、嵌合体、締結体
２  締結部材、円板部材、ボルト
３  被締結部材、被嵌合軸、鋼材
４  接触面
５  結合部、嵌合部
６  ワッシャー
１０  疲労試験装置
１１  レバー
１２  加振機
Ｃ  き裂
【図１Ａ】
2020029609.tif 000003
【図１Ｂ】
2020029609.tif 000004
【図２】
2020029609.tif 000005
【図３】
2020029609.tif 000006