(57)【要約】【課題】軸部材を、軸部材と同材質の被圧入部材に圧入する場合において、かじりの発生を抑制することができる圧入用部材を提供する。【解決手段】本発明の圧入用部材は、軸部材と、軸部材と同材質によって形成され、軸部材を圧入するための穴が形成された被圧入部材と、を備える。軸部材または被圧入部材は、第１の剛性を有する第１の部分と、第１の剛性よりも低い第２の剛性を有する第２の部分と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、
前記軸部材と同材質によって形成され、前記軸部材を圧入するための穴が形成された被圧入部材と、を備え、
前記軸部材または前記被圧入部材は、第１の剛性を有する第１の部分と、前記第１の剛性よりも低い第２の剛性を有する第２の部分と、を有する、
圧入用部材。
【請求項２】
前記第２の部分の厚みは、前記第１の部分の厚みよりも薄い、
請求項１に記載の圧入用部材。
【請求項３】
前記軸部材は中空の部材であり、前記軸部材の内周面に、軸方向に沿って延びる溝が形成され、
前記第１の部分は、前記軸部材の前記溝が形成されていない部分であり、
前記第２の部分は、前記軸部材の前記溝が形成されている部分である、
請求項１または２に記載の圧入用部材。
【請求項４】
前記穴には、軸方向に沿って延びる溝が形成され、
前記第１の部分は、前記被圧入部材の前記溝が形成されていない部分であり、
前記第２の部分は、前記被圧入部材の前記溝が形成されている部分である、
請求項１または２に記載の圧入用部材。
【請求項５】
前記軸部材は、楕円柱形状の中空部を有する円筒形状の部材であり、
前記第１の部分は、前記軸部材のうち、前記楕円柱形状の中空部の短軸に対応する部分であり、
前記第２の部分は、前記軸部材のうち、前記楕円柱形状の中空部の長軸に対応する部分である、
請求項１または２に記載の圧入用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、圧入用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸部材（圧入部材）を、他の部材（被圧入部材）に形成された穴に圧入することによって、軸部材を穴に固定する技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、軸体を、筒状の本体部に押し込むように嵌合挿入（圧入）することにより、軸体を本体部に固定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４８０２９号公報
【特許文献２】特開２００９−０１８４１７号公報
【特許文献３】実公平０２−０２９２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術においては、軸部材と被圧入部材とが同材質である場合に、軸部材と被圧入部材との剛性が均衡することによってかじりが発生しやすくなる。このため、かじりの発生により圧入荷重が大きくなることによって、軸部材の圧入が困難となる場合があった。
【０００６】
本発明は、軸部材を、軸部材と同材質の被圧入部材に圧入する場合において、かじりの発生を抑制することができる圧入用部材（軸部材および被圧入部材）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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、軸部材と、軸部材と同材質によって形成され、軸部材を圧入するための穴が形成された被圧入部材と、を備える。軸部材または被圧入部材は、第１の剛性を有する第１の部分と、第１の剛性よりも低い第２の剛性を有する第２の部分と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、軸部材を、軸部材と同材質の被圧入部材に圧入する場合においても、かじりの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態の軸部材の上面の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の被圧入部材の下面の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の軸部材および被圧入部材のV‐V分解断面図の一例である。
【図４】図４は、対比例の軸部材の上面を示す図である。
【図５】図５は、対比例の被圧入部材の下面を示す図である。
【図６】図６は、対比例の軸部材および被圧入部材のVI‐VI分解断面図である。
【図７】図７は、第２の実施形態の軸部材の上面の一例を示す図である。
【図８】図８は、第２の実施形態の被圧入部材の下面の一例を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施形態の軸部材および被圧入部材のVII‐VII分解断面図の一例である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態の軸部材の上面の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態の被圧入部材の下面の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態の軸部材および被圧入部材のVIII‐VIII分解断面図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
本実施形態の圧入用部材は、軸部材（圧入部材）と、軸部材を圧入するための穴が形成された被圧入部材と、を含む。本実施形態においては、軸部材と、被圧入部材とは、同材質によって構成される。本実施形態においては、軸部材および被圧入部材の材質（素材）はアルミダイカストとするが、これに限定されるものではなく、他の材質であってもよい。
【００１１】
本実施形態の軸部材は、第１の剛性を有する第１の部分と、第１の剛性よりも低い第２の剛性を有する第２の部分と、を有する。より具体的には、第２の部分の厚みは、第１の部分の厚みよりも薄い。本実施形態においては、軸部材は中空の部材であり、軸部材の内周面に、軸方向に沿って延びる溝が形成され、第１の部分は、軸部材の溝部が形成されていない部分であり、第２の部分は、軸部材の溝が形成されている部分である。
【００１２】
以下、図面を用いて具体的に説明する。図１は、本実施形態の軸部材１ａの上面の一例を示す図である。図１に示すように、軸部材１ａは円筒形状であり、中空部１２ａを有する。中空部１２ａは、例えば、軸部材１ａの軸方向に沿った貫通孔として形成される。
【００１３】
軸部材１ａの内周面（内壁）１１ａには、軸部材１ａの軸方向に沿って延びる溝１３ａ〜１３ｄが形成されている。以下、溝１３ａ〜１３ｄを特に区別しない場合は、溝１３という。図１に示す溝１３の数は一例であり、例えば１つでも良いし、複数であっても良い。また、溝１３の形状も、図１に示す例に限定されるものではない。
【００１４】
溝１３は、例えば、軸部材１ａが鋳造される際に、予め溝１３部分が除肉された形状の金型が用いられることにより、形成される。また、その他の既知の加工の手法により、軸部材１ａから溝１３部分が除肉されてもよい。
【００１５】
また、図１に示すように、軸部材１ａの外周面（外壁）１０ａの周方向の断面は、略真円形状である。
【００１６】
溝１３が形成された部分の軸部材１ａの厚み（外周面１０ａと内周面１１ａとの間の距離）Ｌａ３は、溝１３が形成されていない部分の軸部材１ａの厚みＬａ２よりも薄い。このような厚みの差異に応じて、軸部材１ａにおいて、溝１３が形成された部分は、溝１３が形成されていない部分よりも剛性が低くなる。
【００１７】
軸部材１ａにおいて、溝１３が形成されていない部分、つまり剛性の高い部分は、本実施形態における第１の部分の一例である。また、軸部材１ａにおいて、溝１３が形成された部分、つまり剛性の低い部分は、本実施形態における第２の部分の一例である。また、溝１３が形成されていない部分の剛性は第１の剛性の一例であり、溝１３が形成された部分の剛性は第２の剛性の一例である。
【００１８】
図２は、本実施形態の被圧入部材２ａの下面の一例を示す図である。被圧入部材２ａには、軸部材１ａを圧入するための穴２２ａが形成されている。被圧入部材２ａの内周面２１ａの周方向の断面は、略真円形状である。また、内周面２１ａは、穴２２ａの表面ともいう。
【００１９】
本実施形態においては、被圧入部材２ａは円筒形状であり、外周面２０ａの周方向の断面は略真円形状であるが、被圧入部材２ａは穴２２ａが形成されていればよく、外周面２０ａの形状はこれに限定されるものではない。
【００２０】
本実施形態における「圧入」とは、装置等によって一定以上の圧力が加えられることによって、軸部材１ａが、穴２２ａに挿入されることをいう。図１，２に示すように、軸部材１ａの外径Ｌａ１の長さは、穴２２ａの内径（口径）Ｌａ４の長さ以上であるため、圧力が加えられることによって、軸部材１ａの挿入が可能となる。
【００２１】
図３は、本実施形態の軸部材１ａおよび被圧入部材２ａのV‐V分解断面図の一例である。図３に示すように、圧入用部材３ａは、軸部材１ａと、被圧入部材２ａとを含む。軸部材１ａは、軸部材１ａおよび穴２２ａの軸方向に沿って、被圧入部材２ａの穴２２ａに圧入される。なお、軸部材１ａおよび穴２２ａの軸方向は、軸部材１ａおよび穴２２ａの中心軸Ａｘ１に沿う方向、ともいう。
【００２２】
また、軸部材１ａが穴２２ａに圧入される際に、軸部材１ａの外周面１０ａは、穴２２ａの内周面２１ａと当接する。従来の圧入用部材においては、軸部材と被圧入部材とが同材質である場合は、圧入の際に軸部材と穴との剛性が均衡することによって、当接する軸部材の外周面と、穴の内周面との間でかじりが発生しやすかった。
【００２３】
本実施形態における「かじり」は、軸部材が被圧入部材の穴に圧入される際に、軸部材と穴の表面とが溶着すること等により、軸部材の圧入を進めることが困難になった状態をいう。また、このような軸部材の圧入を進めることが困難になった状態から、さらに荷重をかけて軸部材の圧入を進めた場合に軸部材または穴に傷等の破損が生じた状態を含めて、「かじり」と称してもよい。
【００２４】
図４〜６に、対比例として、従来の圧入用部材３ｚの一例を示す。圧入用部材３ｚは同材質で形成された軸部材１ｚおよび被圧入部材２ｚを含む。図４に示すように、軸部材１ｚは、円筒形状であり、中空部１２ｚを有する。また、図５に示すように、被圧入部材２ｚには、軸部材１ｚを圧入するための穴２２ｚが形成されている。
【００２５】
図４に示すように、軸部材１ｚの外周面１０ｚと、内周面１１ｚとは共に、周方向の断面が略真円形状となる。この場合、軸部材１ｚの厚み（軸部材１ｚの外周面１０ｚと内周面１１ｚとの間の距離）Ｌｚ１は、周方向に沿って一定の値となる。このため、軸部材１ｚでは、周方向に沿って剛性が均一となる。
【００２６】
図６のVI‐VI分解断面図に示すように軸部材１ｚは、中心軸Ａｘｚに沿った方向で被圧入部材２ｚの穴２２ｚに圧入されるが、周方向に沿って剛性が均一であるため、圧入の際に、軸部材１ｚが変形しにくい。この場合、軸部材１ｚと穴２２ｚとの剛性が均衡するため、軸部材１ｚの外周面１０ｚと穴２２ｚの内周面２１ｚとの間でかじりが発生して圧入荷重が大きくなり、軸部材１ｚの圧入を進めることが困難となる場合があった。
【００２７】
一方、図１〜３に示す本実施形態の圧入用部材３ａの軸部材１ａでは、溝１３が形成された部分の剛性が、溝１３が形成されていない部分の剛性よりも低いため、圧入の際の応力によって溝１３が形成された部分が変形しやすい。つまり、軸部材１ａの剛性の方が穴２２ａの剛性よりも低くなることで軸部材１ａが穴２２ａに入り易くなるので、軸部材１ａの外周面１０ａと穴２２ａの内周面２１ａとの間でかじりが発生することを抑制することができる。
【００２８】
また、本実施形態の圧入用部材３ａによれば、同材質の軸部材１ａと被圧入部材２ａとを用いてもかじりを抑制することができるため、素材の選択の自由度がより高くなる。例えば、一般に、アルミダイカストで部材を成形することで、他の素材を採用する場合と比較して部材の質量を低減することができ、また、コストの削減をすることができる。本実施形態の圧入用部材３ａによれば、軸部材１ａと被圧入部材２ａの両方をアルミダイカストにより生成することができるため、圧入用部材３ａの質量の低減や、コストの削減をすることができる。
【００２９】
本実施形態における圧入用部材３ａの用途は特に限定されるものではないが、例えば、ターボチャージャ等を構成する部品等として用いられてもよい。一例として、被圧入部材２ａがコンプレッサハウジング、軸部材１ａがシュラウドピース等であってもよい。
【００３０】
なお、本実施形態では、軸部材１ａが、第１の剛性を有する第１の部分と、第２の剛性を有する第２の部分と、を有しているが、これに限らず、例えば被圧入部材２ａが、第１の剛性を有する第１の部分と、第１の剛性よりも低い第２の剛性を有する第２の部分と、を有する形態もあり得る。この形態の具体的な内容については、後述の他の実施形態で詳細に説明する。
【００３１】
（第２の実施形態）
上述の第１の実施形態では、軸部材の剛性を被圧入部材の剛性よりも低下させることにより、圧入の際のかじりを抑制していた。これに対して、本実施形態では、被圧入部材の剛性を軸部材の剛性よりも低下させることにより、圧入の際のかじりを抑制する。
【００３２】
本実施形態の被圧入部材は、第１の剛性を有する第１の部分と、第１の剛性よりも低い第２の剛性を有する第２の部分と、を有する。より具体的には、本実施形態の被圧入部材の穴には、軸方向に沿って延びる溝が形成され、第１の部分は、被圧入部材の溝が形成されていない部分であり、第２の部分は、被圧入部材の溝が形成されている部分である。以下、具体的な内容を説明する。
【００３３】
図７は、本実施形態の軸部材１ｂの上面の一例を示す図である。図７に示すように、軸部材１ｂは中実の円柱形状である。
【００３４】
また、図８は、本実施形態の被圧入部材２ｂの下面の一例を示す図である。第１の実施形態と同様に、軸部材１ｂと被圧入部材２ｂとは同材質で形成されるものとする。被圧入部材２ｂには、軸部材１ｂを圧入するための穴２２ｂが形成されている。
【００３５】
本実施形態の被圧入部材２ｂの内周面２１ｂには、穴２２ｂの軸方向に沿って延びる溝２３ａ〜２３ｆが形成されている。以下、溝２３ａ〜２３ｆを特に区別しない場合は、溝２３という。図８に示す溝２３の数は一例であり、例えば１つでも良いし、複数であっても良い。また、溝２３の形状も、図８に示す例に限定されるものではない。また、内周面２１ｂは、穴２２ｂの表面ともいう。
【００３６】
溝２３は、例えば、被圧入部材２ｂが鋳造される際に、予め溝２３部分が除肉された形状の金型が用いられることにより、形成される。また、その他の既知の加工の手法により、被圧入部材２ｂから溝２３部分が除肉されてもよい。
【００３７】
また、図８に示すように、被圧入部材２ｂの外周面２０ｂの周方向の断面は略真円形状である。
【００３８】
溝２３が形成された部分の被圧入部材２ｂの厚み（外周面２０ｂと内周面２１ｂとの間の距離）Ｌｂ３は、溝２３が形成されていない部分の被圧入部材２ｂの厚みＬｂ２よりも薄い。このような厚みの差異に応じて、被圧入部材２ｂにおいて、溝２３が形成された部分は、溝２３が形成されていない部分よりも剛性が低くなる。
【００３９】
被圧入部材２ｂにおいて、溝２３が形成されていない部分、つまり剛性の高い部分は、本実施形態における第１の部分の一例である。また、被圧入部材２ｂにおいて、溝２３が形成された部分、つまり剛性の低い部分は、本実施形態における第２の部分の一例である。また、溝２３が形成されていない部分の剛性は、本実施形態における第１の剛性の一例であり、溝２３が形成された部分の剛性は、本実施形態における第２の剛性の一例である。
【００４０】
図７，８に示すように、軸部材１ｂの外径Ｌｂ１の長さは、穴２２ｂの内径Ｌｂ４の長さ以上となる。第１の実施形態と同様に、装置等によって一定以上の圧力が加えられることによって、軸部材１ｂは、穴２２ｂに圧入される。
【００４１】
図９は、本実施形態の軸部材１ｂおよび被圧入部材２ｂのVII‐VII分解断面図の一例である。図９に示すように、圧入用部材３ｂは、軸部材１ｂと、被圧入部材２ｂとを含む。軸部材１ｂは、軸部材１ｂおよび穴２２ｂの軸方向に沿って、被圧入部材２ｂの穴２２ｂに圧入される。なお、軸部材１ｂおよび穴２２ｂの軸方向は、軸部材１ｂおよび穴２２ｂの中心軸Ａｘ２に沿う方向、ともいう。
【００４２】
被圧入部材２ｂの溝２３が形成された部分の剛性は、溝２３が形成されていない部分の剛性よりも低いため、軸部材１ｂが穴２２ｂに圧入される際の応力によって、被圧入部材２ｂが変形しやすい。換言すれば、被圧入部材２ｂの剛性の方が軸部材１ｂの剛性よりも低くなる。
【００４３】
このため、本実施形態の圧入用部材３ｂによれば、穴２２ｂに軸方向に沿って延びる溝２３が形成されることにより、被圧入部材２ｂの剛性が低くなることで軸部材１ｂが穴２２ｂに入り易くなるので、軸部材１ｂの外周面１０ｂと穴２２ｂの内周面２１ｂとの間でかじりが発生することを抑制することができる。
【００４４】
また、本実施形態の圧入用部材３ｂによれば、軸部材１ｂの形状を変更することなく、かじりが発生することを抑制することができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、軸部材１ｂは中実としたが、これに限定されるものではなく、中空であってもよい。
【００４６】
（第３の実施形態）
上述の第１の実施形態では、軸部材の内周面に、軸方向に沿った溝を形成することによって、軸部材の剛性を被圧入部材の剛性よりも低下させていた。本実施形態では、軸部材の中空部を楕円形状とすることによって、軸部材の剛性を被圧入部材の剛性よりも低下させる。
【００４７】
本実施形態の軸部材は、第１の剛性を有する第１の部分と、第１の剛性よりも低い第２の剛性を有する第２の部分と、を有する。より具体的には、本実施形態の軸部材は、楕円柱形状の中空部を有する円筒形状の部材であり、第１の部分は、軸部材のうち、楕円柱形状の中空部の短軸に対応する部分であり、第２の部分は、軸部材のうち、楕円柱形状の中空部の長軸に対応する部分である。以下、具体的な内容を説明する。
【００４８】
図１０は、本実施形態の軸部材１ｃの上面の一例を示す図である。図１０に示すように、軸部材１ｃは円筒形状であり、楕円柱形状の中空部１２ｃを有する。中空部１２ｃは、例えば、軸部材１ｃの軸方向に沿った貫通孔として形成される。
【００４９】
図１０に示すように、軸部材１ｃの外周面１０ｃの周方向の断面は、略真円形状である。また、軸部材１ｃの内周面１１ｃの周方向の断面は、楕円形状である。
【００５０】
中空部１２ｃの楕円の長軸側における軸部材１ｃの厚み（外周面１０ｃと内周面１１ｃとの間の距離）Ｌｃ３は、楕円の短軸側における軸部材１ｃの厚みＬｃ２よりも薄い。このような厚みの差異に応じて、軸部材１ｃの中空部１２ｃの楕円の長軸側は、楕円の短軸側よりも剛性が低くなる。
【００５１】
軸部材１ｃのうち、中空部１２ｃの短軸に対応する部分は、本実施形態における第１の部分の一例である。より詳細には、軸部材１ｃのうち、中空部１２ｃの短軸に対応する部分とは、中空部１２ｃの楕円の短軸側と接する部分（軸部材１ｃの厚みの厚い部分）である。
【００５２】
また、軸部材１ｃのうち、中空部１２ｃの長軸に対応する部分は、本実施形態における第２の部分の一例である。より詳細には、軸部材１ｃのうち、中空部１２ｃの長軸に対応する部分とは、中空部１２ｃの楕円の長軸側と接する部分（軸部材１ｃの厚みの薄い部分）である。
【００５３】
また、軸部材１ｃのうち、中空部１２ｃの短軸に対応する部分の剛性は、本実施形態における第１の剛性の一例であり、軸部材１ｃのうち、中空部１２ｃの長軸に対応する部分の剛性は、本実施形態における第２の剛性の一例である。
【００５４】
図１１は、本実施形態の被圧入部材２ｃの下面の一例を示す図である。第１の実施形態と同様に、軸部材１ｃと被圧入部材２ｃとは同材質で形成されるものとする。被圧入部材２ｃには、軸部材１ｃを圧入するための穴２２ｃが形成されている。被圧入部材２ｃの内周面２１ｃの周方向の断面は、略真円形状である。また、内周面２１ｃは、穴２２ｃの表面ともいう。
【００５５】
本実施形態においては、被圧入部材２ｃは円筒形状であり、外周面２０ｃの周方向の断面は略真円形状であるが、外周面２０ｃの形状はこれに限定されるものではない。
【００５６】
また、図１０，１１に示すように、軸部材１ｃの外径Ｌｃ１の長さは、穴２２ｃの内径Ｌｃ４の長さ以上となる。
【００５７】
図１２は、本実施形態の軸部材１ｃおよび被圧入部材２ｃのVIII‐VIII分解断面図の一例である。図１２に示すように、圧入用部材３ｃは、軸部材１ｃと、被圧入部材２ｃとを含む。軸部材１ｃは、軸部材１ｃおよび穴２２ｃの軸方向に沿って、被圧入部材２ｃの穴２２ｃに圧入される。なお、軸部材１ｃおよび穴２２ｃの軸方向は、軸部材１ｃおよび穴２２ｃの中心軸Ａｘ３に沿う方向、ともいう。
【００５８】
図１２に示す本実施形態の圧入用部材３ｃの軸部材１ｃでは、中空部１２ｃの楕円の長軸側と接する部分の剛性が、中空部１２ｃの楕円の短軸側と接する部分よりも低いため、圧入の際の応力によって中空部１２ｃの楕円の長軸側と接する部分が変形しやすい。つまり、軸部材１ｃの剛性の方が穴２２ｃの剛性よりも低くなることで軸部材１ｃが穴に入り易くなるので、軸部材１ｃの外周面１０ｃと穴２２ｃの内周面２１ｃとの間でかじりが発生することを抑制することができる。
【００５９】
以上説明したとおり、第１から第３の実施形態の圧入用部材によれば、軸部材１ａ〜１ｃを、軸部材１ａ〜１ｃと同材質の被圧入部材２ａ〜２ｃに圧入する場合において、かじりの発生を抑制することができる。
【００６０】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ａ〜１ｃ，１ｚ  軸部材
２ａ〜２ｃ，２ｚ  被圧入部材
３ａ〜３ｃ，３ｚ  圧入用部材
１０ａ〜１０ｃ，１０ｚ  外周面
１１ａ，１１ｃ，１１ｚ  内周面
１２ａ，１２ｃ，１２ｚ  中空部
１３，１３ａ〜１３ｄ  溝
２０ａ〜２０ｃ  外周面
２１ａ〜２１ｃ，２１ｚ  内周面（表面）
２２ａ〜２２ｃ，２２ｚ  穴
２３，２３ａ〜２３ｆ  溝
Ａｘ１〜Ａｘ３，Ａｘｚ  中心軸
Ｌａ１，Ｌｂ１，Ｌｃ１  軸部材の外径
Ｌａ４，Ｌｂ４，Ｌｃ４  穴の内径
Ｌａ２，Ｌａ３，Ｌｃ２，Ｌｃ３  軸部材の厚み
Ｌｂ２，Ｌｂ３  被圧入部材の厚み
【図１】
2019070435.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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