(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、当該第１部材が挿入される接合用挿入部を有する第２部材との２つの接合対象を互いに接合する接合方法であって、
膨張規制部材内に設置され、前記接合用挿入部に前記第１部材が挿入された前記第２部材を第１温度まで加熱し、当該第２部材の熱膨張を前記膨張規制部材の内面にて機械的に規制して前記接合用挿入部を縮径する方向に塑性変形させる追加加熱工程と、
前記追加加熱工程の後、前記第２部材を冷却して、前記第１部材と前記第２部材とを互いに接合する冷却工程とを備える
ことを特徴とする接合方法。
【請求項２】
前記膨張規制部材は、
前記第２部材が挿入される設置用挿入部を有し、前記追加加熱工程の際、当該設置用挿入部の内面にて前記第２部材の熱膨張を機械的に規制し、
当該接合方法は、
前記設置用挿入部と前記第２部材の外面との間に隙間を有した状態で、当該設置用挿入部に前記第２部材を挿入する第２部材設置工程と、
前記第２部材設置工程の後、前記第２部材を前記第１温度よりも低い第２温度まで加熱し、当該第２部材を熱膨張させる接合前加熱工程と、
前記接合前加熱工程の際、当該接合前加熱工程の後、または前記追加加熱工程の際に実施され、前記接合用挿入部に前記第１部材を挿入する第１部材挿入工程とを備え、
前記追加加熱工程は、
前記接合前加熱工程の後に実施される
ことを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
【請求項３】
前記追加加熱工程及び前記冷却工程は、
前記第２部材の熱膨張に対する機械的な規制が強い前記膨張規制部材に順次、変更されながら、複数回、繰り返し実施される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の接合方法。
【請求項４】
前記膨張規制部材は、
前記第２部材が挿入される設置用挿入部を有し、前記追加加熱工程の際、当該設置用挿入部の内面にて前記第２部材の熱膨張を機械的に規制し、
前記追加加熱工程及び前記冷却工程は、
前記設置用挿入部の内径寸法が小さい前記膨張規制部材に順次、変更されながら、複数回、繰り返し実施される
ことを特徴とする請求項３に記載の接合方法。
【請求項５】
前記膨張規制部材の線膨張係数は、
前記第２部材の線膨張係数よりも小さい
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼き嵌めにより２つの接合対象を互いに接合する接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１部材と、当該第１部材が挿入される接合用挿入部を有する第２部材との２つの接合対象を互いに接合する接合方法として、焼き嵌めが知られている（例えば、特許文献１参照）。
焼き嵌めは、第２部材を予め加熱して熱膨張させることにより接合用挿入部を拡径させ、その拡径状態の時に第１部材を挿入し、冷却時の接合用挿入部の縮径を利用して両者を接合させる技術である。
特許文献１に記載の技術では、接合対象同士の接合強度を向上させるために、当該接合対象の接合面に粗面領域を設けて上述した焼き嵌めを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／００５１２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、所望の接合強度を得るためには、できるだけ大きな締め代を確保する必要がある。なお、締め代は、以下に示す式で定義される。以下の外径寸法及び内径寸法は、室温時の寸法である。
〔締め代〕＝〔第１部材の外径寸法〕−〔接合用挿入部の内径寸法〕
また、接合用挿入部の内径寸法が小さいと、加熱時の第２部材の熱膨張による当該接合用挿入部の拡径量が小さくなる。このため、所望の接合強度を得るための締め代の上限値も小さくなる（締め代の範囲が狭くなる）。
特許文献１に記載の技術においても、接合用挿入部の内径寸法が小さいと、所望の接合強度を得るための締め代の範囲は狭くなる。このため、第１部材の外径寸法と接合用挿入部の内径寸法との加工公差を狭い範囲で管理する必要がある。すなわち、接合対象に対して全数検査等を実施して精度を保障する必要があり、コストアップの要因となる。
このため、接合対象の加工管理を容易にしつつ、所望の接合強度を得ることができる技術が要望されている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接合対象の加工管理を容易にしつつ、所望の接合強度を得ることができる接合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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る接合方法は、第１部材と、当該第１部材が挿入される接合用挿入部を有する第２部材との２つの接合対象を互いに接合する接合方法であって、膨張規制部材内に設置され、前記接合用挿入部に前記第１部材が挿入された前記第２部材を第１温度まで加熱し、当該第２部材の熱膨張を前記膨張規制部材の内面にて機械的に規制して前記接合用挿入部を縮径する方向に塑性変形させる追加加熱工程と、前記追加加熱工程の後、前記第２部材を冷却して、前記第１部材と前記第２部材とを互いに接合する冷却工程とを備える。
【０００７】
また、本発明に係る接合方法では、上記発明において、前記膨張規制部材は、前記第２部材が挿入される設置用挿入部を有し、前記追加加熱工程の際、当該設置用挿入部の内面にて前記第２部材の熱膨張を機械的に規制し、当該接合方法は、前記設置用挿入部と前記第２部材の外面との間に隙間を有した状態で、当該設置用挿入部に前記第２部材を挿入する第２部材設置工程と、前記第２部材設置工程の後、前記第２部材を前記第１温度よりも低い第２温度まで加熱し、当該第２部材を熱膨張させる接合前加熱工程と、前記接合前加熱工程の際、当該接合前加熱工程の後、または前記追加加熱工程の際に実施され、前記接合用挿入部に前記第１部材を挿入する第１部材挿入工程とを備え、前記追加加熱工程は、前記接合前加熱工程の後に実施されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る接合方法では、上記発明において、前記追加加熱工程及び前記冷却工程は、前記第２部材の熱膨張に対する機械的な規制が強い前記膨張規制部材に順次、変更されながら、複数回、繰り返し実施されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る接合方法では、上記発明において、前記膨張規制部材は、前記第２部材が挿入される設置用挿入部を有し、前記追加加熱工程の際、当該設置用挿入部の内面にて前記第２部材の熱膨張を機械的に規制し、前記追加加熱工程及び前記冷却工程は、前記設置用挿入部の内径寸法が小さい前記膨張規制部材に順次、変更されながら、複数回、繰り返し実施されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る接合方法では、上記発明において、前記膨張規制部材の線膨張係数は、前記第２部材の線膨張係数よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る接合方法によれば、接合対象の加工管理を容易にしつつ、所望の接合強度を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施の形態１に係る２つの接合対象を示す図である。
【図２】図２は、本実施の形態１に係る２つの接合対象を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本実施の形態１に係る接合装置を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本実施の形態１に係る接合装置を示す図である。
【図４】図４は、図３Ａ及び図３Ｂに示した接合装置を利用した２つの接合対象の接合方法を示すフローチャートである。
【図５Ａ】図５Ａは、図４に示した接合方法（第２部材設置工程）を説明する図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図４に示した接合方法（第２部材設置工程）を説明する図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図４に示した接合方法（接合前加熱工程）を説明する図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図４に示した接合方法（接合前加熱工程）を説明する図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図４に示した接合方法（第１部材挿入工程）を説明する図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図４に示した接合方法（第１部材挿入工程）を説明する図である。
【図８Ａ】図８Ａは、図４に示した接合方法（追加加熱工程）を説明する図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図４に示した接合方法（追加加熱工程）を説明する図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図４に示した接合方法（冷却工程）を説明する図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図４に示した接合方法（冷却工程）を説明する図である。
【図１０】図１０は、図４に示した接合方法を実施した際での凹部の内径寸法、フランジの外径寸法、及び接合用挿入部の内径寸法の変化を示す図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態１の効果を説明する図である。
【図１２】図１２は、本実施の形態１の効果を説明する図である。
【図１３】図１３は、本実施の形態１の効果を説明する図である。
【図１４】図１４は、本実施の形態２に係る接合方法を示すフローチャートである。
【図１５Ａ】図１５Ａは、図１４に示した接合方法を説明する図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１４に示した接合方法を説明する図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、図１４に示した接合方法を説明する図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１４に示した接合方法を説明する図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、図１４に示した接合方法を説明する図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１４に示した接合方法を説明する図である。
【図１８】図１８は、本実施の形態１，２の変形例を示す図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本実施の形態１，２の変形例を示す図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本実施の形態１，２の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
【００１４】
（実施の形態１）
〔接合対象の構成〕
図１及び図２は、本発明の実施の形態１に係る２つの接合対象１００を示す図である。具体的に、図１は、２つの接合対象１００の斜視図である。図２は、２つの接合対象１００を当該２つの接合対象１００の中心軸に沿う切断面にて切断した断面図である。なお、図１及び図２では、説明の便宜上、接合対象１００同士が互いに接合された状態を示している。
２つの接合対象１００は、図１または図２に示すように、軸部材１０１と、フランジ１０２とで構成される。
【００１５】
軸部材１０１は、本発明に係る第１部材に相当し、図１または図２に示すように、長尺状の略円柱部材で構成されている。そして、軸部材１０１は、例えば、チタン合金等で構成されている。
フランジ１０２は、本発明に係る第２部材に相当し、図１または図２に示すように、第１部材１０１が挿入される接合用挿入部１０２１（図１，図２）を有する略円筒状に形成されている。そして、フランジ１０２は、例えば、アルミ合金（線膨張係数α：約２５×１０−６／℃）等で構成されている。
【００１６】
以上説明した軸部材１０１及びフランジ１０２は、図１または図２に示すように、接合用挿入部１０２１に軸部材１０１が挿入された状態で互いに接合される。
そして、互いに接合された軸部材１０１及びフランジ１０２は、例えば、超音波エネルギを生体組織に付与して当該生体組織を処置する超音波処置具に用いられる。具体的に、互いに接合された軸部材１０１及びフランジ１０２は、超音波振動子が発生した超音波振動を一端（図１，図２中、下方側の端部）から当該生体組織に接触する他端（図１，図２中、上方側の端部）に伝達するプローブとして用いられる。
【００１７】
〔接合装置の構成〕
次に、接合対象１００同士を接合する接合装置１の構成について説明する。
図３Ａ及び図３Ｂは、接合装置１を示す図である。具体的に、図３Ａは、接合装置１を側方から見た断面図である。図３Ｂは、接合装置１の上面図である。なお、図３Ｂでは、説明の便宜上、電磁誘導加熱コイル３及び軸部材把持部４の図示を省略している。
接合装置１は、図３Ａまたは図３Ｂに示すように、第１膨張規制部材２と、電磁誘導加熱コイル３（図３Ａ）と、軸部材把持部４（図３Ａ）とを備える。
【００１８】
第１膨張規制部材２は、本発明に係る膨張規制部材に相当し、図３Ａまたは図３Ｂに示すように、鉛直軸に沿って延在する円柱部材で構成されている。そして、第１膨張規制部材２は、例えば、コバール（線膨張係数β：約５×１０−６／℃）等で構成されている。すなわち、第１膨張規制部材２は、その線膨張係数βが第２部材１０２の線膨張係数αよりも小さい材料で構成されている。
この第１膨張規制部材２において、上端部には、図３Ａまたは図３Ｂに示すように、下端部に向けて窪む平面視円形状の凹部２１が形成されている。この凹部２１の内径寸法ＤｊＩは、室温時において、フランジ１０２の外径寸法ＤｆＯよりも大きく設定されている。また、凹部２１の高さ寸法（第１膨張規制部材２の中心軸Ａｘｊに沿う方向の高さ寸法）は、フランジ１０２の高さ寸法（円筒状のフランジ１０２の中心軸Ａｘｆに沿う方向の長さ寸法）よりも大きく設定されている。
この凹部２１は、フランジ１０２が挿入されて当該凹部２１の底部に設置される部分である。すなわち、凹部２１は、本発明に係る設置用挿入部に相当する。
また、凹部２１の底部には、図３Ａまたは図３Ｂに示すように、軸部材１０１と当該底部との機械的な干渉を避けるための挿通孔２１１が形成されている。
【００１９】
電磁誘導加熱コイル３は、膨張規制部材２の外周面に対して所定の隙間を有した状態で巻回されている。そして、電磁誘導加熱コイル３は、高周波電源（図示略）から高周波電流が供給されることにより、第１膨張規制部材２を誘導加熱する。
軸部材把持部４は、軸部材１０１を把持し、当該軸部材１０１を移動可能（例えば、３次元的に移動可能）とする。
【００２０】
〔接合方法〕
次に、接合装置１を利用した接合対象１００同士の接合方法について説明する。
図４は、接合装置１を利用した接合対象１００同士の接合方法を示すフローチャートである。図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、及び図９Ｂは、図４に示した接合方法を説明する図である。具体的に、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａ、及び図９Ａは、図３Ａに対応した図である。図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂは、図３Ｂに対応した図である。図１０は、図４に示した接合方法を実施した際での凹部２１の内径寸法ＤｊＩ、フランジ１０２の外径寸法ＤｆＯ、及び接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩの変化を示す図である。
【００２１】
なお、以下で説明する接合方法では、軸部材１０１の熱膨張による当該軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯ（図３Ａ，図３Ｂ）の変化は、他の寸法ＤｊＩ，ＤｆＯ，ＤｆＩの変化に比較して小さいため、「０（変化しない）」としている（図１０）。また、図１０では、凹部２１の内径寸法ＤｊＩとして、当該接合方法の実施前（室温時）を内径寸法ＤｊＩＢとし、当該接合方法の完了後（室温時）を内径寸法ＤｊＩＡとしている。フランジ１０２の外径寸法ＤｆＯについても、当該接合方法の実施前（室温時）を外径寸法ＤｆＯＢとし、当該接合方法の完了後（室温時）を外径寸法ＤｆＯＡとしている。また、接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩについても、当該接合方法の実施前（室温時）を内径寸法ＤｆＩＢとし、当該接合方法の完了後（室温時）を内径寸法ＤｆＩＡとしている。さらに、以下で説明する接合方法では、図１０に示すように、当該接合方法の実施前（室温時）において、軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯを接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩ（ＤｆＩＢ）よりも大きいものとしている。
【００２２】
先ず、作業者は、図５Ａまたは図５Ｂに示すように、第１膨張規制部材２（凹部２１）の中心軸Ａｘｊとフランジ１０２の中心軸Ａｘｆとが一致するように、第１膨張規制部材２（凹部２１内）にフランジ１０２を設置する（ステップＳ１：第２部材設置工程）。この状態では、室温時であり、上述したように、凹部２１の内径寸法ＤｊＩ（ＤｊＩＢ）がフランジ１０２の外径寸法ＤｆＯ（ＤｆＯＢ）よりも大きいため、図５Ａまたは図５Ｂに示すように、凹部２１の内周面とフランジ１０２の外周面との間には隙間が空いた状態となる。また、作業者は、軸部材１０１を軸部材把持部４に設置する（図５Ａ）。
【００２３】
次に、作業者は、高周波電源（図示略）から電磁誘導加熱コイル３に高周波電流を供給し、第１膨張規制部材２を誘導加熱する（ステップＳ２：接合前加熱工程）。そして、凹部２１内に設置されたフランジ１０２は、第１膨張規制部材２から熱が伝達されることにより、温度上昇する。
このステップＳ２が実施されることで、第１膨張規制部材２及びフランジ１０２は、熱膨張する（図６Ａ，図６Ｂ）。そして、凹部２１の内径寸法ＤｊＩ、フランジ１０２の外径寸法ＤｊＯ、及び接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩは、図１０に示すように、徐々に大きくなる。
ここで、上述したように、第１膨張規制部材２の線膨張係数βは、フランジ１０２の線膨張係数αよりも小さいものである。このため、フランジ１０２の外径寸法ＤｆＯは、図１０に示すように、凹部２１の内径寸法ＤｊＩよりも大きく変化する。一方、接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩは、フランジ１０２の外径寸法ＤｆＯよりも小さいため、当該外径寸法ＤｆＯよりも緩やかに変化する。
そして、ステップＳ２では、作業者は、フランジ１０２が第２温度Ｔ２となるまで、第１膨張規制部材２を誘導加熱する。なお、第２温度Ｔ２は、図１０に示すように、接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩが軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯよりも大きい状態となる温度である。
【００２４】
次に、作業者は、高周波電源（図示略）から電磁誘導加熱コイル３への高周波電流の供給を停止し（第１膨張規制部材２の誘導加熱（フランジ１０２の加熱）を停止し）、図７Ａまたは図７Ｂに示すように、軸部材把持部４を動作させて、フランジ１０２の中心軸Ａｘｆと軸部材１０１の中心軸Ａｘｓとが一致するように、軸部材１０１を接合用挿入部１０２１に挿入する（ステップＳ３：第１部材挿入工程）。この際、軸部材１０１において、接合用挿入部１０２１から突出した下方側の端部は、図７Ａに示すように、挿通孔２１１に挿通される。
【００２５】
次に、作業者は、高周波電源（図示略）から電磁誘導加熱コイル３に高周波電流を供給し、フランジ１０２が第１温度Ｔ１となるまで、第１膨張規制部材２を改めて誘導加熱する（ステップＳ４：追加加熱工程）。なお、第１温度Ｔ１は、図１０に示すように、第２温度Ｔ２よりも高い温度である。
このステップＳ４でフランジ１０２を第１温度Ｔ１まで加熱すると、フランジ１０２は、以下の挙動を示す。
すなわち、フランジ１０２及び第１膨張規制部材２は、図８Ａ、図８Ｂ、または図１０に示すように、熱膨張する。そして、フランジ１０２及び第１膨張規制部材２の線膨張係数α，βの差により、膨張規制温度Ｔｘ（第１温度Ｔ１よりも小さい温度（図１０））になった時点で、凹部２１の内径寸法ＤｊＩとフランジ１０２の外径寸法ＤｆＯとが一致する（凹部２１の内周面にフランジ１０２の外周面が当接する）。
この後、フランジ１０２が膨張規制温度Ｔｘ以上になっていく過程において、フランジ１０２は、熱膨張しようとするが、凹部２１の内周面にて機械的に規制されている。このため、フランジ２は、凹部２１にて機械的に規制されていない方向、すなわち、高さ方向、及び接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩが縮径する方向に塑性変形する。そして、接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩは、図１０に示すように、膨張規制温度Ｔｘを超えると、徐々に小さくなる。また、当該接合用挿入部１０２１の縮径は、軸部材１０１の外周面にて機械的に規制される。すなわち、接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩは、最終的に、軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯに一致する。
【００２６】
次に、作業者は、高周波電源（図示略）から電磁誘導加熱コイル３への高周波電流の供給を停止し（第１膨張規制部材２の誘導加熱（フランジ１０２の加熱）を停止し）、第１膨張規制部材２及びフランジ１０２を室温まで冷却する（ステップＳ５：冷却工程）。
このステップＳ５での冷却により、フランジ１０２及び第１膨張規制部材２は、図９Ａ，図９Ｂ、または図１０に示すように、収縮する。具体的に、凹部２１の内径寸法ＤｊＩは、図１０に破線の矢印で示したように、第１膨張規制部材２の収縮に応じて徐々に小さくなり、最終的に、当該接合方法の実施前の内径寸法ＤｊＩＢと同一の内径寸法ＤｊＩＡとなる。また、フランジ１０２の外径寸法ＤｆＯは、図１０に破線の矢印で示したように、当該フランジ１０２の収縮に応じて徐々に小さくなり、最終的に、当該接合方法の実施前の外径寸法ＤｆＯＢよりも小さい外径寸法ＤｆＯＡとなる。さらに、接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩは、図１０に破線の矢印で示したように、当該フランジ１０２の収縮に応じて徐々に小さくなろうとするが、当該収縮が軸部材１０１の外周面にて機械的に規制されているため、最終的に、軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯに一致した内径寸法ＤｆＩＡを維持する。
以上の工程により、軸部材１０１及びフランジ１０２は、互いに接合される。
【００２７】
以上説明した本実施の形態１に係る接合方法では、以下の効果を有する。
図１１ないし図１３は、本実施の形態１の効果を説明する図である。具体的に、図１１及び図１２は、図１０に対応した図であって、接合用挿入部１０２１に軸部材１０１を挿入せずに（第１部材挿入工程Ｓ３を省略して）図４に示した接合方法を実施した場合での凹部２１の内径寸法ＤｊＩ、フランジ１０２の外径寸法ＤｆＯ、及び接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩの変化を示す図である。また、図１１では、図１０と同様に、当該接合方法の実施前（室温時）において、軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯを接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩ（ＤｆＩＢ）よりも大きいものとしている。一方、図１２では、当該接合方法の実施前（室温時）において、軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯを接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩ（ＤｆＩＢ）よりも小さいものとしている。図１３は、接合用挿入部１０２１に軸部材１０１を挿入せずに、第１膨張規制部材２を用いない従来の焼き嵌めを実施した場合でのフランジ１０２の外径寸法ＤｆＯ、及び接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩの変化を示す図である。
【００２８】
ここで、軸部材１０１とフランジ１０２との接合強度を示す締め代について考察する。
本来、締め代は、接合前（室温時）において、軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯから接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩＢを差し引いた寸法（寸法ＤｓＯ−寸法ＤｆＩＢ）で定義することができる（以下、第１定義と記載）。しかしながら、本実施の形態１では、接合方法の過程（追加加熱工程Ｓ４）で、接合用挿入部１０２１を縮径する方向に塑性変形させているため、締め代を第１定義とは異なる定義で考える必要がある。
【００２９】
具体的に、従来の焼き嵌めでは、第１膨張規制部材２を用いない。このため、接合用挿入部１０２１は、縮径する方向に塑性変形しない。すなわち、接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩは、接合用挿入部１０２１に軸部材１０１が挿入されていなければ、図１３に示すように、従来の焼き嵌めを実施する前の内径寸法ＤｆＩＢと、従来の焼き嵌めを完了した後の内径寸法ＤｆＩＡとが同一となる。このため、従来の焼き嵌めでは、軸部材１０１とフランジ１０２との接合強度を示す締め代を第１定義で考えればよい。
【００３０】
一方、本実施の形態１の接合方法では、第１膨張規制部材２を用いているため、接合用挿入部１０２１は、追加加熱工程Ｓ４において、縮径する方向に塑性変形する（図１１）。すなわち、接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩは、接合用挿入部１０２１に軸部材１０１が挿入されていなければ、図１１に示すように、当該接合方法を実施する前の内径寸法ＤｆＩＢよりも当該接合方法を完了した後の内径寸法ＤｆＩＡが小さくなる。このため、本実施の形態１の接合方法では、軸部材１０１とフランジ１０２との接合強度を示す締め代の定義として、接合方法を完了した後（室温時）において、軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯから接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩＡを差し引いた寸法（寸法ＤｓＯ−寸法ＤｆＩＡ）とする第２定義を採用する必要がある。
【００３１】
そして、図１１及び図１３を比較して分かるように、同一の材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を本実施の形態１に係る接合方法（図１１）、及び従来の焼き嵌め（図１３）でそれぞれ互いに接合した場合には、本実施の形態１に係る接合方法の締め代（第２定義（寸法ＤｓＯ−寸法ＤｆＩＡ））は、従来の焼き嵌めの締め代（第１定義（寸法ＤｓＯ−寸法ＤｆＩＢ））よりも大きくなる。このため、本実施の形態１に係る接合方法を採用すれば、従来の焼き嵌めに比較して、軸部材１０１とフランジ１０２との接合強度を向上させることができる。
【００３２】
ここで、従来の焼き嵌めでは、当該焼き嵌めを実施する前（室温時）において、接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩＢが軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯよりも大きいフランジ１０２を用いた場合には、締め代（第１定義）を確保することができない。このため、軸部材１０１とフランジ１０２とを互いに接合することができない。
これに対して、本実施の形態１の接合方法では、追加加熱工程Ｓ４において、接合用挿入部１０２１を縮径する方向に塑性変形させる。このため、図１２に示すように、当該接合方法を実施する前（室温時）において、接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩＢが軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯよりも大きいフランジ１０２を用いた場合であっても、十分な締め代（第２定義（寸法ＤｓＯ−寸法ＤｆＩＡ））を確保することができる。すなわち、軸部材１０１とフランジ１０２とを互いに接合することができる。したがって、第１定義の締め代で考えた場合には、締め代（第１定義）がマイナスの値でも軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができ、当該締め代（第１定義）の範囲が広くなる。すなわち、軸部材１０１とフランジ１０２との加工公差を狭い範囲で管理する必要がない。
以上のことから、本実施の形態１に係る接合方法によれば、軸部材１０１及びフランジ１０２の加工管理を容易にしつつ、所望の接合強度を得ることができる、という効果を奏する。
【００３３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施の形態２に係る接合方法では、上述した実施の形態１で説明した接合方法により軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した後、当該接合した接合ワークに対して、再度、追加加熱工程及び冷却工程を実施する点が異なる。
以下、本実施の形態２に係る接合方法について説明する。
【００３４】
〔接合方法〕
図１４は、本実施の形態２に係る接合方法を示すフローチャートである。図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａ、及び図１７Ｂは、図１４に示した接合方法を説明する図である。具体的に、図１５Ａ，図１６Ａ、及び図１７Ａは、図３Ａに対応した図である。図１５Ｂ、図１６Ｂ、及び図１７Ｂは、図３Ｂに対応した図である。
本実施の形態２に係る接合方法は、図１４に示すように、上述した実施の形態１で説明した接合方法（図４）に対して、ステップＳ１Ａ，Ｓ４Ａ，Ｓ５Ａが追加されている点が異なるのみである。このため、以下では、ステップＳ１Ａ，Ｓ４Ａ，Ｓ５Ａのみを順に説明する。
【００３５】
〔ステップＳ１Ａ〕
ステップＳ１Ａ（接合ワーク設置工程）は、ステップＳ５の後に実施される。
具体的に、作業者は、ステップＳ１Ａにおいて、図１５Ａまたは図１５Ｂに示すように、ステップＳ１〜Ｓ５で用いた第１膨張規制部材２を第２膨張規制部材２Ａに変更する。
ここで、第２膨張規制部材２Ａは、本発明に係る膨張規制部材に相当する。この第２膨張規制部材２Ａは、第１膨張規制部材２と同一の材料で構成され、第１膨張規制部材２に対して、凹部２１とは内径寸法が異なる凹部２１Ａ（本発明に係る設置用挿入部）を有している点が異なるのみである。なお、凹部２１Ａの内径寸法ＤｊＩ´（図１５Ｂ）は、室温時において、凹部２１の内径寸法ＤｊＩよりも小さく、ステップＳ５を実施した後のフランジ１０２の外径寸法ＤｆＯ（ＤｆＯＡ）よりも大きく設定されている。
また、作業者は、図１５Ａに示すように、ステップＳ１〜Ｓ５により軸部材１０１及びフランジ１０２が互いに接合された接合ワークＷを軸部材把持部４に設置する。そして、作業者は、図１５Ａまたは図１５Ｂに示すように、軸部材把持部４を動作させて、接合ワークＷの中心軸Ａｘｆ，Ａｘｓと第２膨張規制部材２Ａ（凹部２１Ａ）の中心軸Ａｘｊとが一致するように、第２膨張規制部材２Ａ（凹部２１Ａ内）に接合ワークＷを設置する。この状態では、室温時であり、上述したように、凹部２１Ａの内径寸法ＤｊＩ´は、フランジ１０２の外径寸法ＤｆＯ（ＤｆＯＡ）よりも大きいため、図１５Ａまたは図１５Ｂに示すように、凹部２１Ａの内周面とフランジ１０２の外周面との間には隙間が空いた状態となる。
【００３６】
〔ステップＳ４Ａ〕
ステップＳ４Ａ（追加加熱工程）は、ステップＳ１Ａの後に実施される。
具体的に、作業者は、ステップＳ４Ａにおいて、ステップＳ４と同様に、フランジ１０２が第１温度Ｔ１となるまで第２膨張規制部材２Ａを誘導加熱し、図１６Ａまたは図１６Ｂに示すように、フランジ１０２を熱膨張させる。
なお、ステップＳ４Ａでの第１温度Ｔ１は、ステップＳ４での第１温度Ｔ１と同一であってもよく、あるいは、異なる温度であっても構わない。具体的に、ステップＳ４Ａでの第１温度Ｔ１は、フランジ部１０２及び第２膨張規制部材２Ａの熱膨張に応じて、凹部２１Ａの内径寸法ＤｊＩ´とフランジ１０２の外径寸法ＤｆＯとが一致する膨張規制温度を超える温度であればよい。
上述したように、凹部２１Ａの内径寸法ＤｊＩ´は、凹部２１の内径寸法ＤｊＩよりも小さく設定されている。このため、ステップＳ４Ａを実施することで、フランジ１０２の熱膨張は、ステップＳ４の時よりも、第２膨張規制部材２Ａ（凹部２１Ａ）の内周面にてより強く機械的に規制される。すなわち、接合用挿入部１０２１に縮径しようとする力がさらに働くこととなる。
【００３７】
〔ステップＳ５Ａ〕
ステップＳ５Ａ（冷却工程）は、ステップＳ４Ａの後に実施される。
具体的に、作業者は、ステップＳ５Ａにおいて、ステップＳ５と同様に、第２膨張規制部材２Ａの誘導加熱を停止して第２膨張規制部材２Ａ及びフランジ１０２を室温まで冷却し、図１７Ａまたは図１７Ｂに示すように、フランジ１０２を収縮させる。このステップＳ５Ａを実施することで、フランジ１０２の収縮により、接合用挿入部１０２１に縮径しようとする力がさらに働くこととなる。
【００３８】
以上説明した本実施の形態２に係る接合方法によれば、上述した実施の形態１と同様の効果を奏する。
また、本実施の形態２に係る接合方法では、ステップＳ１〜Ｓ５により軸部材１０１及びフランジ１０２が互いに接合された接合ワークＷに対して、追加加熱工程Ｓ４で用いた第１膨張規制部材２における凹部２１の内径寸法ＤｊＩよりも小さい内径寸法ＤｊＩ´の凹部２１Ａを有する第２膨張規制部材２Ａを用いて、改めて追加加熱工程Ｓ４Ａ及び冷却工程Ｓ５Ａを実施する。このため、ステップＳ１〜Ｓ５で得られた接合強度よりも高い接合強度を得ることができる。
また、ステップＳ１〜Ｓ５で所望の接合強度を得ることができていなくても、追加加熱工程Ｓ４Ａ及び冷却工程Ｓ５Ａにより接合強度を向上させることで所望の接合強度を得ることが可能となる。このため、第１定義の締め代で考えた場合には、当該締め代（第１定義）の範囲をさらに広くすることができる。すなわち、軸部材１０１とフランジ１０２との加工公差を狭い範囲で管理する必要がなく、軸部材１０１及びフランジ１０２の加工管理をさらに容易とする。
【００３９】
ここで、上述した実施の形態１において、第１膨張規制部材２の代わりに第２膨張規制部材２Ａを用いて接合方法（図４）を実施することも考えられる。
この場合には、凹部２１Ａの内径寸法ＤｊＩ´が小さいため、加熱温度の低い段階で、フランジ２の熱膨張が第２膨張規制部材２Ａ（凹部２１Ａ）の内周面にて機械的に規制され、接合用挿入部１０２１の縮径が始まる。その結果、接合用挿入部１０２１は、あまり拡がることができない。そして、第１定義の締め代で考えた場合には、軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができる締め代（第１定義）の上限が小さくなる。また、冷却後の接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩはより小さくなるため、軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができる締め代（第１定義）の下限は小さくなる。結果的に、凹部２１Ａの内径寸法ＤｊＩ´の小さい第２膨張規制部材２Ａを用いたとしても、軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができる締め代（第１定義）の範囲や、所望の接合強度を得ることができる締め代（第１定義）の範囲は第１膨張規制部材２を用いた場合とほとんど変わらない。
そして、第１膨張規制部材２の代わりに第２膨張規制部材２Ａを用いて接合方法（図４）を実施するよりも、本実施の形態２に係る接合方法のように、ステップＳ１〜Ｓ５により軸部材１０１及びフランジ１０２が互いに接合された接合ワークＷに対して、改めて追加加熱工程Ｓ４Ａ及び冷却工程Ｓ５Ａを実施した方が、軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができる締め代（第１定義）の範囲や、所望の接合強度を得ることができる締め代（第１定義）の範囲を広くすることができる。
【００４０】
（実施例）
次に、本発明の効果を具体的な実施例に基づいて説明する。
〔実施例１〕
本実施例１では、以下の材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した実施の形態１で説明した接合方法（図４）により、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。以下、説明の便宜上、上述した実施の形態１で説明した接合方法（図４）を単発接合方法と記載する。
軸部材１０１を構成する材料：チタン合金
軸部材１０１における接合部位の長さ：４ｍｍ
軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯ：３．５２ｍｍ
フランジ１０２を構成する材料：アルミ合金（Ａ７０７５）
接合用挿入部１０２１の外径寸法ＤｆＯ：６ｍｍ
接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩ（ＤｆＩＢ）：３．５ｍｍ
凹部２１の内径寸法ＤｊＩ：６．０３ｍｍ
なお、接合前加熱工程Ｓ２での第２温度Ｔ２は、３００℃に設定した。また、追加加熱工程Ｓ４での第１温度Ｔ１は、４５０℃に設定した。
【００４１】
〔実施例２〕
本実施例２では、軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯを３．５１ｍｍとした以外は、上述した実施例１と同一材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した実施例１と同様の単発接合方法により、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００４２】
〔実施例３〕
本実施例３では、軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯを３．５０ｍｍとした以外は、上述した実施例１と同一材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した実施例１と同様の単発接合方法により、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００４３】
〔実施例４〕
本実施例４では、軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯを３．４９ｍｍとした以外は、上述した実施例１と同一材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した実施例１と同様の単発接合方法により、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００４４】
〔実施例５〕
本実施例５では、軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯを３．４８ｍｍとした以外は、上述した実施例１と同一材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した実施例１と同様の単発接合方法により、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００４５】
〔実施例６〕
本実施例６では、上述した実施例１と同一の材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した実施の形態２で説明した接合方法（図１４）により、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。以下、説明の便宜上、上述した実施の形態２で説明した接合方法（図１４）を繰返し接合方法と記載する。
なお、凹部２１Ａの内径寸法ＤｊＩ´は、６．０１ｍｍに設定した。また、追加加熱工程Ｓ４Ａでの第１温度Ｔ１は、４５０℃に設定した。
【００４６】
〔実施例７〕
本実施例７では、上述した実施例２と同一の材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した実施例６と同様の繰返し接合方法により、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００４７】
〔実施例８〕
本実施例８では、上述した実施例３と同一の材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した実施例６と同様の繰返し接合方法により、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００４８】
〔実施例９〕
本実施例９では、上述した実施例４と同一の材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した実施例６と同様の繰返し接合方法により、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００４９】
〔実施例１０〕
本実施例１０では、上述した実施例５と同一の材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した実施例６と同様の繰返し接合方法により、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００５０】
〔比較例１〕
本比較例１では、上述した実施例１と同一の材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、第１，第２膨張規制部材２，２Ａを用いない従来の焼き嵌めにより、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００５１】
〔比較例２〕
本比較例２では、上述した実施例２と同一の材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した比較例１と同様の従来の焼き嵌めにより、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００５２】
〔比較例３〕
本比較例３では、上述した実施例３と同一の材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した比較例１と同様の従来の焼き嵌めにより、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００５３】
〔比較例４〕
本比較例４では、上述した実施例４と同一の材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した比較例１と同様の従来の焼き嵌めにより、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００５４】
〔比較例５〕
本比較例５では、上述した実施例５と同一の材料及び寸法で構成された軸部材１０１及びフランジ１０２を用い、上述した比較例１と同様の従来の焼き嵌めにより、軸部材１０１及びフランジ１０２を互いに接合した。
【００５５】
〔評価及び結果〕
評価方法としては、実施例１〜１０及び比較例１〜５にて互いに接合された軸部材１０１及びフランジ１０２の一方を固定し、中心軸Ａｘｆ，Ａｘｓを中心として他方を回転させ、当該他方が当該一方から外れた時の力（回転方向接合強度（Ｎ・ｍ））をそれぞれ測定した。なお、測定装置の測定レンジが３Ｎ・ｍまでであったため、回転方向接合強度としては、３Ｎ・ｍ以上を測定していない。また、所望の回転方向接合強度は、３Ｎ・ｍ以上である。そして、結果は、以下の表１に示す通りである。
【００５６】
【表１】
0006697959.tif 000002
【００５７】
〔従来の焼き嵌めの結果〕
従来の焼き嵌めでは、表１に示すように、軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯが接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩＢ以下の場合（比較例３〜５）には、軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができなかった。また、比較例１，２では、軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができたが、所望の回転方向接合強度（３Ｎ・ｍ以上）を得ることはできなかった。
すなわち、第１定義の締め代で考えた場合には、従来の焼き嵌めにおいて、軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができる締め代（第１定義）の範囲は、0.01〜0.02mmである。
【００５８】
〔単発接合方法の結果〕
本発明の単発接合方法では、表１に示すように、全ての実施例１〜５において、軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができた。しかしながら、実施例４，５では、軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができたが、所望の回転方向接合強度（３Ｎ・ｍ以上）を得ることはできなかった。
すなわち、第１定義の締め代で考えた場合には、本発明の単発接合方法において、軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができる締め代（第１定義）の範囲は、-0.02mm〜0.02mmであり、従来の焼き嵌めに対して広くなった。また、所望の回転方向接合強度（３Ｎ・ｍ以上）を得ることができる締め代（第１定義）の範囲は、0〜0.02mmであり、従来の焼き嵌めに対して広くなった。
【００５９】
〔繰返し接合方法の結果〕
本発明の繰返し接合方法では、表１に示すように、全ての実施例６〜１０において、軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができ、さらに、所望の回転方向接合強度（３Ｎ・ｍ以上）を得ることができた。
すなわち、第１定義の締め代で考えた場合には、本発明の繰返し接合方法において、軸部材１０１とフランジ１０２とを接合することができる締め代（第１定義）の範囲、及び所望の回転方向接合強度（３Ｎ・ｍ以上）を得ることができる締め代（第１定義）の範囲は、-0.02mm〜0.02mmである。すなわち、本発明の繰返し接合方法では所望の回転方向接合強度（３Ｎ・ｍ以上）を得ることができる締め代（第１定義）の範囲は、単発接合方法に対して広くなった。
【００６０】
（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための形態を説明したが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。
上述した実施の形態１，２では、第１，第２膨張規制部材２，２Ａは、フランジ１０２の熱膨張を機械的に規制する際、フランジ１０２の外周面を機械的に規制していたが、これに限らない。フランジ１０２の熱膨張を機械的に規制し、接合用挿入部１０２１を縮径する方向に塑性変形することができれば、例えば、フランジ１０２の上端面及び下端面を機械的に規制する構成を採用しても構わない。
【００６１】
上述した実施の形態１，２において、接合装置１を用い、従来の焼き嵌めを実施した接合ワーク（例えば、比較例１，２で互いに接合した軸部材１０１及びフランジ１０２）に対して、追加加熱工程Ｓ４（Ｓ４Ａ）及び冷却工程Ｓ５（Ｓ５Ａ）を実施しても構わない。このように従来の焼き嵌めを実施した接合ワークに対して追加加熱工程及び冷却工程を実施する接合方法も本発明に含まれるものである。
【００６２】
上述した実施の形態１，２において、軸部材１０１、フランジ１０２、及び第１，第２膨張規制部材２，２Ａを構成する材料は、上述した実施の形態１，２で説明した材料に限らない。第１，第２膨張規制部材２，２Ａの線膨張係数βがフランジ１０２の線膨張係数αよりも小さい条件を満たしていれば、第１，第２膨張規制部材２，２Ａ及びフランジ１０２を構成する材料は、いずれの材料を用いても構わない。
また、第２膨張規制部材２Ａは、第１膨張規制部材２と比較してフランジ１０２の熱膨張に対する機械的な規制が強い構成であれば、その材料（線膨張係数）及び寸法を第１膨張規制部材２と異なる構成としても構わない。
【００６３】
上述した実施の形態１，２では、第１部材挿入工程Ｓ３は、フランジ１０２が第２温度Ｔ２に達した後に実施していたが、これに限らない。フランジ１０２の熱膨張により、接合用挿入部１０２１の内径寸法ＤｆＩが軸部材１０１の外径寸法ＤｓＯよりも大きい状態であれば、いずれのタイミングで第１部材挿入工程Ｓ３を実施しても構わない。すなわち、第１部材挿入工程Ｓ３は、接合前加熱工程Ｓ２の際や、追加加熱工程Ｓ４の際に実施しても構わない。
【００６４】
上述した実施の形態１，２において、フランジ１０２を加熱する手段として、電磁誘導加熱コイル３を採用していたが、これに限らず、電磁誘導以外の方法でフランジ１０２を直接あるいは間接的に加熱する構成を採用しても構わない。
【００６５】
上述した実施の形態２では、追加加熱工程及び冷却工程を２回、繰り返し実施していたが、これに限らず、３回以上、繰り返し実施しても構わない。この際、上述した実施の形態２で説明したように、後段の追加加熱工程において、前段の追加加熱工程よりもフランジ１０２の熱膨張に対する機械的な規制が強い膨張規制部材に順次、変更する。
【００６６】
図１８は、本実施の形態１，２の変形例を示す図である。具体的に、図１８は、図３Ａに対応した図である。
上述した実施の形態１，２で説明した接合装置１の代わりに、図１８に示した接合装置１Ｂを採用しても構わない。
本変形例に係る接合装置１Ｂは、図１８に示すように、上述した実施の形態１，２で説明した電磁誘導加熱コイル３及び軸部材把持部４の他、膨張規制部材２Ｂと、載置台５とを備える。
膨張規制部材２Ｂは、上述した実施の形態１で説明した第１，第２膨張規制部材２，２Ａに対して、凹部２１，２１Ａを下端まで貫通させた点が異なるのみである。
そして、凹部２１，２１Ａを下端まで貫通させた部分は、当該凹部２１，２１Ａと同様に、内周面にてフランジ１０２の熱膨張を機械的に規制する部分であり、本発明に係る設置用挿入部２１Ｂに相当する。
載置台５は、上述した実施の形態１で説明した第１，第２膨張規制部材２，２Ａにおける凹部２１，２１Ａの底部に相当し、フランジ１０２が載置される部分である。そして、載置台５には、凹部２１，２１Ａの底部に形成された挿通孔２１１に対応した挿通孔５１を有する。
【００６７】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、本実施の形態１，２の変形例を示す図である。具体的に、図１９Ａは、図３Ａに対応した図である。図１９Ｂは、図３Ｂに対応した図である。
上述した実施の形態１，２で説明したフランジ１０２の代わりに、図１９Ａまたは図１９Ｂに示したフランジ１０２Ｃを採用しても構わない。
本変形例に係るフランジ１０２Ｃは、上述した実施の形態１，２で説明したフランジ１０２に対して、接合用挿入部１０２１を下端まで貫通しない凹部１０２１Ｃで構成した点が異なるのみである。なお、凹部１０２１Ｃは、軸部材１０１が挿入される部分であり、本発明に係る接合用挿入部に相当する。
【００６８】
また、上述したフランジ１０２Ｃを採用した場合には、上述した実施の形態１，２で説明した接合装置１の代わりに、図１９Ａまたは図１９Ｂに示した接合装置１Ｃを採用しても構わない。
本変形例に係る接合装置１Ｃは、図１９Ａまたは図１９Ｂに示すように、上述した実施の形態１，２で説明した電磁誘導加熱コイル３及び軸部材把持部４の他、膨張規制部材２Ｃを備える。
膨張規制部材２Ｃは、図１９Ａに示すように、有底円筒形状を有する。そして、膨張規制部材２Ｃは、底部が上方に位置し、フランジ１０２Ｃの上端部を覆うように設置される。すなわち、膨張規制部材２Ｃの内面は、上述した実施の形態１で説明した第１，第２膨張規制部材２，２Ａの凹部２１，２１Ａと同様に、フランジ１０２の熱膨張を機械的に規制する部分であり、本発明に係る設置用挿入部２１Ｃに相当する。
また、膨張規制部材２Ｃの底部には、当該膨張規制部材２Ｃの内外を貫通し、当該膨張規制部材２Ｃの外部から内部に向けて軸部材１０１を挿通するための設置用挿通孔２２が形成されている。
【符号の説明】
【００６９】
１，１Ｂ，１Ｃ  接合装置
２，２Ａ  第１，第２膨張規制部材（膨張規制部材）
２Ｂ，２Ｃ  膨張規制部材
３  電磁誘導加熱コイル
４  軸部材把持部
５  載置台
２１，２１Ａ  凹部（設置用挿入部）
２１Ｂ，２１Ｃ  設置用挿入部
２２  設置用挿通孔
５１  挿通孔
１００  接合対象
１０１  軸部材
１０２，１０２Ｃ  フランジ
２１１  挿通孔
１０２１  接合用挿入部
１０２１Ｃ  凹部（接合用挿入部）
Ａｘｆ，Ａｘｊ，Ａｘｓ  中心軸
ＤｆＩ，ＤｆＩＡ，ＤｆＩＢ  接合用挿入部の内径寸法
ＤｆＯ，ＤｆＯＡ，ＤｆＯＢ  フランジの外径寸法
ＤｊＩ，ＤｊＩＡ，ＤｊＩＢ，ＤｊＩ´  凹部の内径寸法
ＤｓＯ  軸部材の外径寸法
Ｔ１，Ｔ２  第１，第２温度
Ｔｘ  膨張規制温度
Ｗ  接合ワーク
【図１】
0006697959.tif 000003
【図２】
0006697959.tif 000004
【図３Ａ】
0006697959.tif 000005
【図３Ｂ】
0006697959.tif 000006
【図４】
0006697959.tif 000007
【図５Ａ】
0006697959.tif 000008
【図５Ｂ】
0006697959.tif 000009
【図６Ａ】
0006697959.tif 000010
【図６Ｂ】
0006697959.tif 000011
【図７Ａ】
0006697959.tif 000012
【図７Ｂ】
0006697959.tif 000013
【図８Ａ】
0006697959.tif 000014
【図８Ｂ】
0006697959.tif 000015
【図９Ａ】
0006697959.tif 000016
【図９Ｂ】
0006697959.tif 000017
【図１０】
0006697959.tif 000018
【図１１】
0006697959.tif 000019
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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