(57)【要約】【課題】内側部材及び外側部材間でねじり強度をより効果的に向上させる。【解決手段】円周外面よりなる結合面を有する軸状のシャフト１と、シャフト１よりも硬度が低く、円周内面よりなる結合面を有するハブ２とが塑性結合されて、シャフト１の結合面に軸方向に歯すじが延びるように予め設けられた複数の歯形凸部１３及び歯溝凹部１４と、ハブ２の結合面を歯形凸部１３及び歯溝凹部１４に対応させて塑性変形させることにより形成された複数の形成歯溝凹部２６及び形成歯形凸部２７とが噛み合い係合されている。歯形凸部１３は、回転トルク（Ｆ）を受ける側の受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ≒９０°）が反対側歯面１３ｂの傾斜角（θ2 ）よりも大きく設定された非対称歯形よりなる。シャフト１に対してハブ２をＰ矢印方向に相対回転させようとする回転トルク（Ｆ）を歯形凸部１３の受け側歯面１３ａで最大限に受け止めることができる。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周外面よりなる結合面を有する軸状の内側部材と、円周内面よりなる結合面を有する外側部材とが塑性結合されて、該内側部材及び該外側部材のうちの硬度の高い方の部材の結合面に軸方向に歯すじが延びるように予め設けられた複数の歯形凸部及び歯溝凹部と、硬度の低い方の部材の結合面を該歯形凸部及び該歯溝凹部に対応させて塑性変形させることにより形成された複数の形成歯溝凹部及び形成歯形凸部とが噛み合い係合され、該内側部材及び該外側部材を相対回転させようとする回転トルクが両該部材間に作用するように用いられる塑性結合部品であって、
上記歯形凸部のうちの少なくとも一部は、上記回転トルクを受ける側の受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が反対側歯面の傾斜角（θ2 ）よりも大きく設定された非対称歯形よりなることを特徴とする塑性結合部品。
【請求項２】
前記非対称歯形よりなる歯形凸部は、前記結合面に周方向において略均等に配設されていることを特徴とする請求項１記載の塑性結合部品。
【請求項３】
前記内側部材及び前記外側部材を正・逆双方向に相対回転させようとする正・逆双方向の回転トルクが両該部材間に作用するように用いられ、
前記歯形凸部のうちの一部は、上記正方向の正回転トルクを受ける側の正回転受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が反対側歯面の傾斜角（θ2 ）よりも大きく設定された正回転受け用の非対称歯形よりなり、
上記正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部以外の前記歯形凸部のうちの少なくとも一部は、上記逆方向の逆回転トルクを受ける側の逆回転受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が反対側歯面の傾斜角（θ2 ）よりも大きく設定された逆回転受け用の非対称歯形よりなることを特徴とする請求項１記載の塑性結合部品。
【請求項４】
前記内側部材及び前記外側部材間に作用する正回転トルクと逆回転トルクとの大きさの割合に応じて、前記正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部と前記逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部との数の割合が設定されていることを特徴とする請求項３記載の塑性結合部品。
【請求項５】
前記正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部及び前記逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部は、前記結合面にそれぞれ周方向において略均等に配設されていることを特徴とする請求項３又は４記載の塑性結合部品。
【請求項６】
前記受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が略９０°とされていることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の塑性結合部品。
【請求項７】
前記歯形凸部は、前記受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が略９０°の非対称歯形のみからなることを特徴とする請求項１、３、４、５又は６記載の塑性結合部品。
【請求項８】
前記非対称歯形は前記反対側歯面がインボリュート歯形又は三角歯形の歯面よりなることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の塑性結合部品。
【請求項９】
円周外面よりなる結合面を有する軸状の内側部材と、円周内面よりなる結合面を有する外側部材とが塑性結合されて、該内側部材及び該外側部材のうちの硬度の高い方の部材の結合面に軸方向に歯すじが延びるように予め設けられた複数の歯形凸部及び歯溝凹部と、硬度の低い方の部材の結合面を該歯形凸部及び該歯溝凹部に対応させて塑性変形させることにより形成された複数の形成歯溝凹部及び形成歯形凸部とが噛み合い係合され、該内側部材及び該外側部材を相対回転させようとする回転トルクが両該部材間に作用するように用いられる塑性結合部品であって、
上記歯形凸部のうちの少なくとも一部は、上記回転トルクを受ける側の受け側歯面が俯傾歯面とされた俯傾歯形よりなることを特徴とする塑性結合部品。
【請求項１０】
前記俯傾歯形よりなる歯形凸部は、前記結合面に周方向において略均等に配設されていることを特徴とする請求項９記載の塑性結合部品。
【請求項１１】
前記内側部材及び前記外側部材を正・逆双方向に相対回転させようとする正・逆双方向の回転トルクが両該部材間に作用するように用いられ、
前記歯形凸部のうちの一部は、上記正方向の正回転トルクを受ける側の正回転受け側歯面が俯傾歯面とされた正回転受け用の俯傾歯形よりなり、
上記正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部以外の前記歯形凸部のうちの少なくとも一部は、上記逆方向の逆回転トルクを受ける側の逆回転受け側歯面が俯傾歯面とされた逆回転受け用の俯傾歯形よりなることを特徴とする請求項９記載の塑性結合部品。
【請求項１２】
前記内側部材及び前記外側部材間に作用する正回転トルクと逆回転トルクとの大きさの割合に応じて、前記正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部と前記逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部との数の割合が設定されていることを特徴とする請求項１１記載の塑性結合部品。
【請求項１３】
前記正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部及び前記逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部は、前記結合面にそれぞれ周方向において略均等に配設されていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の塑性結合部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塑性結合部品に関しく、詳しくは、円周外面よりなる結合面を有する内側部材と円周内面よりなる結合面を有する外側部材とを塑性結合した塑性結合部品であって、両部材間に回転トルクが作用するように用いられるものに関する。本発明の塑性結合部品は、例えば、車両用オートマチック部品のドラムやハブ等をシャフトに結合したもの好適に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用オートマチック部品としてのドラムやハブは、シャフトに対して一体的に結合されている。かかるドラムやハブとシャフトとの結合には、電子ビーム溶接やレーザ溶接等が利用されている。
【０００３】
しかし、電子ビーム溶接やレーザ溶接を利用して２つの部材を結合する場合、電子ビームやレーザを発生させるべく、特殊な溶接装置の使用や多大な電力消費が必要となり、コスト高となる。
【０００４】
そこで、プレス機械等の使用のみで足り、コスト面で有利なかしめ締結を利用して２つの部材を塑性結合することが行われている。
【０００５】
２つの部材を塑性結合することにより得られた塑性結合部品としては、円周外面よりなる結合面を有する軸状の内側部材と、円周内面よりなる結合面を有し、内側部材よりも硬度の低い外側部材とからなり、内側部材の結合面に軸方向（プレス方向）に歯すじが延びるように予め設けられた歯形凸部を外側部材の結合面に食い込ませるようにプレスすることにより、両部材を塑性結合したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
一方、円周外面よりなる結合面を有する軸状の内側部材と、円周内面よりなる結合面を有し、内側部材よりも硬度の低い外側部材とからなり、内側部材の結合面に環状凹溝を予め設けるとともにこの環状凹溝の底部にスプライン加工（又はローレット加工）により軸方向に歯すじが延びる歯形凸部を予め設けておき、内側部材の結合面に外側部材の結合面を嵌装した後、環状の押圧突部を有する上、下型で外側部材の周縁を加圧することにより、外側部材の周縁部分を内側部材の環状凹溝内に塑性流動させて、両部材を塑性結合したものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
これらの塑性結合部品では、外側部材の結合面が塑性変形することにより該結合面に上記歯形凸部に対応する形成歯溝凹部が形成され、これら歯形凸部及び形成歯溝凹部の噛み合い係合により、内側部材及び外側部材を相対回転させようとする回転トルクに対する捻り強度が向上している。
【０００８】
ここに、上記特許文献１及び上記特許文献２では、上記歯形凸部の歯形形状については何ら説明されていない。ただし、上記特許文献１の第６図には、一方の歯面の傾斜角が他方の歯面の傾斜角よりも大きくされた非対称形状をもつ歯形凸部が記載されている。なお、通常のスプライン加工やローレット加工では、インボリュート歯形や三角歯形等、歯面の傾斜角が左右で等しい左右対称の歯形形状とされる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１２６８３７号公報（第４−５頁、第６図）
【特許文献２】
特開平２−１６９１４３号公報（第２頁、第６図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、歯形凸部の歯形形状を考慮せず、一般的なインボリュート歯形や三角歯形等、歯面の傾斜角が左右で等しい左右対称の歯形形状とした場合、以下に示すような問題がある。
【００１１】
例えば、図１３に示されるように、円周外面よりなる結合面に三角歯形の歯形形状をもつ歯形凸部９１が予め設けられた内側部材９２と、内周内面よりなる結合面を有し、内側部材９２よりも硬度の低い外側部材９３とを塑性結合した場合、外側部材９３の結合面が塑性変形することにより該結合面に歯形凸部９１に対応する形成歯溝凹部９４が形成され、これら歯形凸部９１及び形成歯溝凹部９４の噛み合い係合により、内側部材９２及び外側部材９３を相対回転させようとする回転トルクに対する捻り強度が向上する。
【００１２】
この塑性結合部品において、例えば、内側部材９２に対して外側部材９３を時計回り方向（図１３のＰ矢印方向）に回転させようとする回転トルクが作用し、内側部材９２の歯形凸部９１に外側部材９３からの回転トルク（Ｆ）が加わった場合を考える。このように歯形凸部９１に外側部材９３からの回転トルク（Ｆ）が加わった場合、図１３に示されるように、この回転トルク（Ｆ）は、該回転トルク（Ｆ）を受ける側の受け側歯面９１ａに沿って該受け側歯面９１ａの接線方向に向かう第１分力（Ｆ1 ）と、該受け側歯面９１ａに対して垂直に加わる該受け側歯面９１ａの法線方向に向かう第２分力（Ｆ2 ）とに分けられる。
【００１３】
ここで、受け側歯面９１ａの傾斜角（図１３の回転トルク（Ｆ）と受け側歯面９１ａの接線方向の第１分力（Ｆ1 ）とがなす角度であって、受け側歯面９１ａの接線の歯底面の接線からの仰角。なお、回転トルク（Ｆ）は歯底面の接線方向に作用する）を（θ1 ）としたとき、接線方向の第１分力（Ｆ1 ）は、Ｆ1 ＝Ｆ・ｃｏｓθ1 で表される。一方、この接線方向の第１分力（Ｆ1 ）は、受け側歯面９１ａに沿って外側部材９３が内側部材９２から逃げる（外側部材９３の結合面が半径方向外側へ広がる）方向に向かう力である。このため、上記傾斜角（θ1 ）が小さくなるほど、上記接線方向に内側部材９２から逃げる第１分力（Ｆ1 ）が大きくなり、その分回転トルク（Ｆ）に対するねじり強度が低下する。
【００１４】
したがって、回転トルクを受ける歯形凸部の歯形形状を何ら考慮しない場合は、上記受け側歯面の傾斜角（θ1 ）の大きさに応じて発生する上記接線方向の第１分力（Ｆ1 ）の大きさによっては、ねじり強度が向上するという該歯形凸部による効果を大きく期待できない場合がある。
【００１５】
なお、上記特許文献１では、上述のとおり歯形凸部の歯形形状について何ら考慮されておらず、回転トルクを受ける側の受け側歯面の傾斜角（θ1 ）を他方の歯面の傾斜角（θ2 ）よりも小さくすることについては何ら言及されていない。
【００１６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、内側部材及び外側部材間でねじり強度をより効果的に向上させることのできる塑性結合部品を提供することを解決すべき技術課題とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の塑性結合部品は、円周外面よりなる結合面を有する軸状の内側部材と、円周内面よりなる結合面を有する外側部材とが塑性結合されて、該内側部材及び該外側部材のうちの硬度の高い方の部材の結合面に軸方向に歯すじが延びるように予め設けられた複数の歯形凸部及び歯溝凹部と、硬度の低い方の部材の結合面を該歯形凸部及び該歯溝凹部に対応させて塑性変形させることにより形成された複数の形成歯溝凹部及び形成歯形凸部とが噛み合い係合され、該内側部材及び該外側部材を相対回転させようとする回転トルクが両該部材間に作用するように用いられる塑性結合部品であって、上記歯形凸部のうちの少なくとも一部は、上記回転トルクを受ける側の受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が反対側歯面の傾斜角（θ2 ）よりも大きく設定された非対称歯形よりなることを特徴とするものである。
【００１８】
ここに、上記受け側歯面の傾斜角（θ1 ）及び上記反対側歯面の傾斜角（θ2 ）は、当該歯面の接線が歯底面の接線から仰傾する角度（仰角。０°＜θ≦９０°）のことをいう。
【００１９】
この塑性結合部品で、内側部材及び外側部材を相対回転させようとする回転トルク（Ｆ）が両部材間に作用し、硬度の低い方の部材（以下、適宜「低硬度部材」という）から硬度の高い方の部材（以下、適宜「高硬度部材」という）に設けられた歯形凸部に回転トルク（Ｆ）が相対的に作用した場合、低硬度部材から高硬度部材へ相対的に作用する該回転トルク（Ｆ）は、該回転トルク（Ｆ）を受ける受け側歯面に沿って該受け側歯面の接線方向に向かう第１分力（Ｆ1 ）と、該受け側歯面に対して垂直に加わる該受け側歯面の法線方向に向かう第２分力（Ｆ2 ）とに分けられる。
【００２０】
このとき、本発明の塑性結合部品では、上記歯形凸部のうちの少なくとも一部は、上記回転トルク（Ｆ）を受ける側の受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が反対側歯面の傾斜角（θ2 ）よりも大きく設定された非対称歯形よりなる。この非対称歯形よりなる歯形凸部に低硬度部材から上記回転トルク（Ｆ）が相対的に作用した場合、受け側歯面に沿って該受け側歯面の接線方向に向かう第１分力（Ｆ1 ＝Ｆ・ｃｏｓθ1 ）が、該受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が大きくされている分だけ小さくなる。一方、受け側歯面が歯底面から仰傾している場合（受け側歯面の接線が歯底面の接線から仰傾する仰角θが０°＜θ＜９０°の場合）、受け側歯面の接線方向に向かう第１分力（Ｆ1 ）は、前述のとおり、受け側歯面に沿って低硬度部材が高硬度部材から逃げる方向に向かう力である。このため、非対称歯形よりなる歯形凸部においては、受け側歯面に沿って低硬度部材が受け側歯面の接線方向に高硬度部材から逃げる第１分力（Ｆ1 ）が小さくなる分だけ、該第１分力（Ｆ1 ）によりねじり強度が低下することを抑えることができる。
【００２１】
すなわち、受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が反対側歯面の傾斜角（θ2 ）よりも大きくされた非対称歯形よりなる歯形凸部によれば、ねじり強度が向上するという歯形凸部による効果をより有効に発揮させることができ、該歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材が相対回転しようとする力を該歯形凸部でより効果的に受け止めることが可能となる。したがって、内側部材及び外側部材間で回転トルクに対するねじり強度をより効果的に向上させることができる。
【００２２】
なお、受け側歯面の傾斜角（θ1 ）及び反対側歯面の傾斜角（θ2 ）を等しく保ちながら両歯面の傾斜角（θ1 ）及び（θ2 ）を共に大きくした左右対称形状の歯形凸部であっても、受け側歯面に沿って該受け側歯面の接線方向に逃げる第１分力（Ｆ1 ）を小さくすることができる。しかし、この場合、両傾斜角（θ1 ）及び（θ2 ）を大きくすればするほど歯形凸部の歯幅が小さくなるため、歯形凸部の強度を確保することが困難となる。すなわち、左右対称形状の歯形凸部では、歯形凸部の強度確保と捻り強度の向上との両立を図ることができない。
【００２３】
好適な態様において、前記非対称歯形よりなる歯形凸部は、前記結合面に周方向において略均等に配設されている。
【００２４】
この態様によれば、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材が相対回転しようとする力を前記非対称歯形よりなる歯形凸部で周方向において略均等に受け止めることができるので、内側部材及び外側部材間で回転トルクに対するねじり強度をより効果的に向上させることが可能となる。
【００２５】
好適な態様において、前記内側部材及び前記外側部材を正・逆双方向に相対回転させようとする正・逆双方向の回転トルクが両該部材間に作用するように用いられ、前記歯形凸部のうちの一部は、上記正方向の正回転トルクを受ける側の正回転受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が反対側歯面の傾斜角（θ2 ）よりも大きく設定された正回転受け用の非対称歯形よりなり、上記正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部以外の前記歯形凸部のうちの少なくとも一部は、上記逆方向の逆回転トルクを受ける側の逆回転受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が反対側歯面の傾斜角（θ2 ）よりも大きく設定された逆回転受け用の非対称歯形よりなる。
【００２６】
この態様によれば、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材を正・逆双方向に相対回転させようとする正・逆双方向の回転トルクが作用する場合であっても、正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部で正方向の正回転トルクをより効果的に受け止めることができる一方、逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部で逆方向の逆回転トルクをより効果的に受け止めることができるので、内側部材及び外側部材間で正・逆双方向の回転トルクに対するねじり強度をより効果的に向上させることが可能となる。
【００２７】
好適な態様において、前記内側部材及び前記外側部材間に作用する正回転トルクと逆回転トルクとの大きさの割合に応じて、前記正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部と前記逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部との数の割合が設定されている。
【００２８】
この態様によれば、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材を正方向に相対回転させようとする正方向の正回転トルクが作用した場合には、該正回転トルクの大きさに応じてその数が設定された正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部で該正回転トルクをより効果的に受け止めることができる一方、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材を逆方向に相対回転させようとする逆方向の逆回転トルクが作用した場合には、該逆回転トルクの大きさに応じてその数が設定された逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部で該逆回転トルクをより効果的に受け止めることができるので、内側部材及び外側部材間で正・逆双方向の回転トルクに対するねじり強度をより効果的に向上させることが可能となる。
【００２９】
好適な態様において、前記正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部及び前記逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部は、前記結合面にそれぞれ周方向において略均等に配設されている。
【００３０】
この態様によれば、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材が正方向に相対回転しようとする力を正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部で周方向において略均等に受け止めることができる一方、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材が逆方向に相対回転しようとする力を逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部で周方向において略均等に受け止めることができるので、内側部材及び外側部材間で正・逆双方向の回転トルクに対するねじり強度をより効果的に向上させることが可能となる。
【００３１】
ここに、上記受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が９０°であれば、該受け側歯面に沿って該受け側歯面の接線方向に逃げる第１分力（Ｆ1 ）は、Ｆ1 ＝Ｆ・ｃｏｓθ1 ＝Ｆ・ｃｏｓ（９０°）＝０となるため、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材が相対回転しようとする力を傾斜角（θ1 ）が９０°とされた非対称歯形よりなる歯形凸部で最大限に受け止めることができる。したがって、受け側歯面の傾斜角（θ1 ）は、８５°程度以上とすることが好ましく（９０°に近づくほど好ましく）、９０°とすることが最適となる。
【００３２】
そこで、好適な態様において、前記受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が略９０°とされている。
【００３３】
この態様によれば、上述のとおり、受け側歯面に沿って該受け側歯面の接線方向に逃げる第１分力（Ｆ1 ）が略零となる。すなわち、受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が略９０°とされた歯形凸部に回転トルク（Ｆ）が加わった場合、該受け側歯面に沿って該受け側歯面の接線方向に逃げる第１分力（Ｆ1 ）は、Ｆ1 ＝Ｆ・ｃｏｓθ1 ≒Ｆ・ｃｏｓ（９０°）＝０となる。このため、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材が相対回転しようとする力を受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が略９０°とされた非対称歯形よりなる歯形凸部で最大限に受け止めることができ、内側部材及び外側部材間で回転トルクに対するねじり強度をより効果的に向上させることが可能となる。
【００３４】
一方、反対側歯面の傾斜角（θ2 ）は３０〜５０°程度とすることが好ましく、４０〜４５°程度とすることがより好ましい。反対側歯面の傾斜角（θ2 ）を大きくし過ぎると、非対称歯形よりなる歯形凸部の必要強度を確保することが困難となり、反対側歯面の傾斜角（θ2 ）を小さくし過ぎると、歯数を増やせなくなり、ねじり強度を確保することが困難となる。
【００３５】
好適な態様において、前記歯形凸部は、前記受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が略９０°の非対称歯形のみからなる。
【００３６】
この態様によれば、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材が相対回転しようとする力を、結合面に設けられた全ての歯形凸部で最大限に受け止めることができるので、内側部材及び外側部材間で回転トルクに対するねじり強度をより効果的に向上させることが可能となる。
【００３７】
好適な態様において、前記非対称歯形は前記反対側歯面がインボリュート歯形又は三角歯形の歯面よりなる。
【００３８】
この態様によれば、加工が容易な転造加工やローレット加工等を利用してインボリュート歯形や三角歯形を形成した後、切削加工等により受け側歯面を所定の傾斜角とすることにより、非対称歯形よりなる歯形凸部を容易に形成することができる。
【００３９】
上記課題を解決する本発明の塑性結合部品は、円周外面よりなる結合面を有する軸状の内側部材と、円周内面よりなる結合面を有する外側部材とが塑性結合されて、該内側部材及び該外側部材のうちの硬度の高い方の部材の結合面に軸方向に歯すじが延びるように予め設けられた複数の歯形凸部及び歯溝凹部と、硬度の低い方の部材の結合面を該歯形凸部及び該歯溝凹部に対応させて塑性変形させることにより形成された複数の形成歯溝凹部及び形成歯形凸部とが噛み合い係合され、該内側部材及び該外側部材を相対回転させようとする回転トルクが両該部材間に作用するように用いられる塑性結合部品であって、上記歯形凸部のうちの少なくとも一部は、上記回転トルクを受ける側の受け側歯面が俯傾歯面とされた俯傾歯形よりなることを特徴とするものである。
【００４０】
ここに、上記俯傾歯面とは、歯底面に向かって俯けられた歯面のことをいう。
【００４１】
この塑性結合部品では、上記歯形凸部のうちの少なくとも一部は、上記回転トルクを受ける側の受け側歯面が俯傾歯面とされた俯傾歯形よりなる。この俯傾歯形よりなる歯形凸部に低硬度部材から上記回転トルク（Ｆ）が相対的に作用した場合、受け側歯面に沿って該受け側歯面の接線方向に向かう第１分力（Ｆ1 ）は、受け側歯面に沿って低硬度部材が高硬度部材へ近づく（締め付けられる）方向へ向かう力となる。このため、俯傾歯形よりなる歯形凸部においては、受け側歯面に沿って低硬度部材が受け側歯面の接線方向に高硬度部材へ向かう第１分力（Ｆ1 ）が発生する分だけねじり強度が向上する。
【００４２】
すなわち、受け側歯面が俯傾歯面とされた非対称歯形よりなる歯形凸部によれば、ねじり強度が向上するという歯形凸部による効果をより有効に発揮させることができ、該歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材が相対回転しようとする力を該歯形凸部で確実に受け止めるだけでなく、高硬度部材に対して低硬度部材を相対回転させようとする回転トルク（Ｆ）から発生する上記第１分力（Ｆ1 ）により、高硬度部材に対して低硬度部材を締め付けようとする締め付け力が発生する。したがって、内側部材及び外側部材間で回転トルクに対するねじり強度をより効果的に向上させることができる。
【００４３】
好適な態様において、前記俯傾歯形よりなる歯形凸部は、前記結合面に周方向において略均等に配設されている。
【００４４】
この態様によれば、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材が相対回転しようとする力を前記俯傾歯形よりなる歯形凸部で周方向において略均等に受け止めることができるとともに、高硬度部材に対して低硬度部材を締め付けようとする上記第１分力（Ｆ1 ）が周方向において略均等に発生するので、内側部材及び外側部材間で回転トルクに対するねじり強度をより効果的に向上させることが可能となる。
【００４５】
好適な態様において、前記内側部材及び前記外側部材を正・逆双方向に相対回転させようとする正・逆双方向の回転トルクが両該部材間に作用するように用いられ、前記歯形凸部のうちの一部は、上記正方向の正回転トルクを受ける側の正回転受け側歯面が俯傾歯面とされた正回転受け用の俯傾歯形よりなり、上記正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部以外の前記歯形凸部のうちの少なくとも一部は、上記逆方向の逆回転トルクを受ける側の逆回転受け側歯面が俯傾歯面とされた逆回転受け用の俯傾歯形よりなる。
【００４６】
この態様によれば、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材を正・逆双方向に相対回転させようとする正・逆双方向の回転トルクが作用する場合であっても、正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部で正方向の正回転トルクをより効果的に受け止めることができるとともに、高硬度部材に対して低硬度部材を締め付けようとする締め付け力が該正回転トルクから発生する一方、逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部で逆方向の逆回転トルクをより効果的に受け止めることができるとともに、高硬度部材に対して低硬度部材を締め付けようとする締め付け力が該逆回転トルクから発生するので、内側部材及び外側部材間で正・逆双方向の回転トルクに対するねじり強度をより効果的に向上させることが可能となる。
【００４７】
好適な態様において、前記内側部材及び前記外側部材間に作用する正回転トルクと逆回転トルクとの大きさの割合に応じて、前記正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部と前記逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部との数の割合が設定されている。
【００４８】
この態様によれば、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材を正方向に相対回転させようとする正方向の正回転トルクが作用した場合には、該正回転トルクの大きさに応じてその数が設定された正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部で該正回転トルクをより効果的に受け止めることができるとともに、高硬度部材に対して低硬度部材を締め付けようとする締め付け力が該正回転トルクの大きさに応じて発生する一方、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材を逆方向に相対回転させようとする逆方向の逆回転トルクが作用した場合には、該逆回転トルクの大きさに応じてその数が設定された逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部で該逆回転トルクをより効果的に受け止めることができるとともに、高硬度部材に対して低硬度部材を締め付けようとする締め付け力が該逆回転トルクの大きさに応じて発生するので、内側部材及び外側部材間で正・逆双方向の回転トルクに対するねじり強度をより効果的に向上させることが可能となる。
【００４９】
好適な態様において、前記正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部及び前記逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部は、前記結合面にそれぞれ周方向において略均等に配設されている。
【００５０】
この態様によれば、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材を正方向に相対回転させようとする正方向の正回転トルクが作用した場合には、高硬度部材に対して低硬度部材が正方向に相対回転しようとする力を正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部で周方向において略均等に受け止めることができるとともに、高硬度部材に対して低硬度部材を締め付けようとする締め付け力が周方向において略均等に発生する一方、歯形凸部が設けられた高硬度部材に対して低硬度部材を逆方向に相対回転させようとする逆方向の逆回転トルクが作用した場合には、高硬度部材に対して低硬度部材が逆方向に相対回転しようとする力を逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部で周方向において略均等に受け止めることができるとともに、高硬度部材に対して低硬度部材を締め付けようとする締め付け力が周方向において略均等に発生するので、内側部材及び外側部材間で正・逆双方向の回転トルクに対するねじり強度をより効果的に向上させることが可能となる。
【００５１】
ここに、本発明の塑性結合部品は、円周外面よりなる結合面を有する軸状の内側部材及び円周内面よりなる結合面を有する外側部材のうちの硬度の高い方の部材の結合面に環状凹溝を予め設けるとともにこの環状凹溝の底部に軸方向に歯すじが延びる複数の歯形凸部及び歯溝凹部を予め設けておき、この高硬度部材の結合面に低硬度部材の結合面を嵌装した後、環状の押圧突部を有する上、下型等で低硬度部材の結合面の周縁を加圧して、低硬度部材の周縁部分を高硬度部材の環状凹溝及び歯溝凹部内に塑性流動させることにより、低硬度部材の結合面を歯形凸部及び歯溝凹部に対応させて塑性変形させて歯形凸部及び歯溝凹部と噛み合い係合される形成歯溝凹部及び形成歯形凸部を低硬度部材の結合面に形成し、これにより両部材を塑性結合させて製造することもできるが、軸方向における両部材の相対移動をより確実に規制すべく、以下の方法により製造することが好ましい。
【００５２】
すなわち、本発明の塑性結合部品は、円周外面よりなる結合面を有する軸状の内側部材及び円周内面よりなる結合面を有する外側部材のうちの硬度の高い方の部材の結合面に軸方向（プレス方向）に歯すじが延びる複数の歯形凸部及び歯溝凹部を予め設けておき、この歯形凸部を硬度の低い方の部材の結合面に食い込ませながら、歯すじが延びる方向に両部材をプレス機で相対移動させ、低硬度部材の結合面を歯溝凹部内及びプレス進行側へ塑性流動させることにより、低硬度部材の結合面を歯形凸部及び歯溝凹部に対応させて塑性変形させて歯形凸部及び歯溝凹部と噛み合い係合される形成歯溝凹部及び形成歯形凸部を低硬度部材の結合面に形成し、これにより両部材を塑性結合させて製造することが好ましい。こうすることで、低硬度部材の結合面には、歯形凸部の食い込みでプレス進行方向に押し流される低硬度部材の塑性流動により、各歯形凸部のプレス進行側における該結合面に棚部を形成することができる。こうして低硬度部材の結合面に形成された棚部により、低硬度部材に対して高硬度部材がプレス進行側に相対移動することを確実に規制することができ、位置決め精度や結合強度を高めることができる。
【００５３】
なお、上記棚部の大きさは、歯形凸部と相手側の結合面との重なり幅や歯形凸部により相手側の結合面が押し込まれる長さによって適宜設定可能であり、軸方向（プレス方向）における結合力を適切に確保するには、結合面からの突出長さが１．０〜３．０ｍｍ程度となり、軸方向（プレス方向）における厚さが０．２〜０．６ｍｍ程度となるような大きさとすることが好ましい。
【００５４】
また、高硬度部材の結合面に予め設けておく歯形凸部は、プレス加工、切削加工、放電加工、レーザー切断加工や研磨加工等により歯丈の高いものとしておくことにより、内側部材及び外側部材間の相対回転をより確実に規制することが可能となる。具体的には、この歯形凸部の全歯丈は０．９〜１．５ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００５５】
さらに、内側部材及び外側部材の硬度は、ビッカース硬さで、硬度の高い方の部材の硬度を４５０Ｈｖ以上とする一方、硬度の低い方の部材の硬度を８０〜１５０Ｈｖ程度とし、かつ、硬度の高い方の部材の硬度を硬度の低い方の部材の硬度の３倍以上とすることが好ましい。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００５７】
この実施形態は、自動車用オートマチック部品としてのシャフト及びハブよりなる塑性結合部品に本発明を適用したものである。
【００５８】
（第１実施形態）
本実施形態は、請求項１、２、６又は７記載の塑性結合部品を具現化したものである。
【００５９】
シャフト１とハブ２とが一体的に塑性結合された、シャフト１及びハブ２よりなる２部材の塑性結合部品を図１に示す。
【００６０】
シャフト１は、軸直角断面形状が円形のパイプ状（中空軸状）をなし、軸部１１と、軸部１１の一端から遠心方向に水平に階段状に延出して、内周側の第１水平部１２ａ及び外周側の第２水平部としての外周縁端部１２ｂをもつ鍔部１２とを一体に有している。このシャフト１は本発明に係る内側部材を構成する。そして、シャフト１の鍔部１２の外周縁端部１２ｂの外周端面１２ｃが本発明に係る円周外面よりなる結合面を構成する。
【００６１】
ハブ２は、外側円筒部２１と、この外側円筒部２１の下端から求心方向に一体に略水平に延出する水平フランジ部２２と、この水平フランジ部２２の求心側端縁から垂直に上方に向かって一体に延出する内側円筒部２３とから構成されている。このハブ２は本発明に係る外側部材を構成する。そして、ハブ２の内側円筒部２３の内周面２３ａが本発明に係る円周内面よりなる結合面を構成する。なお、外側円筒部２１及び内側円筒部２３は同軸をなし、外側円筒部２１の方が内側円筒部２３よりも軸方向長さが長くされている。
【００６２】
また、図２に示されるように、シャフト１の外周縁端部１２ｂの下側（プレス方向におけるプレス進行側）における内側円筒部２３の内周面には棚部２４が後述するプレス工程時に形成されるとともに、該外周縁端部１２ｂの上側（プレス方向におけるプレス後退側）における内側円筒部２３の該内周面にはかしめ加工部２５が後述するかしめ加工工程時に形成されており、該棚部２４及び該かしめ加工部２５間で該外周縁端部１２ｂが軸方向に挟持されている。
【００６３】
さらに、シャフト１の外周縁端部１２ｂの外周端面１２ｃには、軸方向（プレス方向）と平行に歯すじが延びる複数の歯形凸部１３及び歯溝凹部１４が予め設けられている。そして、ハブ２の内側円筒部２３の内周面２３ａには、軸方向と平行に歯すじが延びる形成歯溝凹部２６及び形成歯形凸部２７が後述するプレス工程時に形成され、シャフト１の歯形凸部１３及び歯溝凹部１４とハブ２の形成歯溝凹部２６及び形成歯形凸部２７とが噛み合い係合している（図３参照）。シャフト１の外周縁端部１２ｂに予め設けられた歯形凸部１３及び歯溝凹部１４は、後述するようにプレス加工によるもので、歯形凸部１３の歯丈は高トルクに対応すべく１．２ｍｍとされている。
【００６４】
そして、上記歯形凸部１３は、シャフト１の結合面たる外周端面１２ｃに周方向全体に渡って均一に設けられており、全ての歯形凸部１３は後述する回転トルク（Ｆ）をシャフト２から相対的に受ける側の受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ）が反対側歯面１３ｂの傾斜角（θ2 ）よりも大きく設定された非対称歯形よりなる（図３参照）。また、各歯形凸部１３の受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ）はいずれも略９０°とされている。なお、この受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ）は、受け側歯面１３ａの接線（Ｓ１）が歯底面（歯溝凹部１４の底面）の接線（Ｓ３）から仰傾する仰角であり、反対側歯面１３ｂの傾斜角（θ2 ）は、反対側歯面１３ｂの接線（Ｓ２）が歯底面（歯溝凹部１４の底面）の接線（Ｓ３）から仰傾する仰角である。また、本実施形態では、反対側歯面１３ｂの傾斜角（θ2 ）は略３５°とした。
【００６５】
なお、シャフト１の歯溝凹部１４に対応して形成されたハブ２の形成歯形凸部２７も、上記歯形凸部１３と同様、ハブ２の結合面たる内周面２３ａに周方向全体に渡って均一に形成されており、全ての形成歯形凸部２７は後述する回転トルク（Ｆ）をシャフト１から相対的に受ける側の受け側歯面２７ａの傾斜角（θ1 ）が反対側歯面２７ｂの傾斜角（θ2 ）よりも大きく設定された非対称歯形よりなり、また、各形成歯形凸部２７の受け側歯面２７ａの傾斜角（θ1 ）はいずれも略９０°とされている。
【００６６】
また、上記シャフト１はビッカース硬さがＨｖ８００程度であるＳＣＭ４２０Ｈ（浸炭処理されたクロムモリブデン鋼）よりなり、上記ハブ２はビッカース硬さがＨｖ１００程度であるＳＰＨＤ（熱間圧延鋼板）よりなる。また、上記棚部２４は、内側円筒部２３の内周面２３ａから求心方向に突出して外周縁端部１２ｂと半径方向に重なる部分の長さが２．０ｍｍであり、軸方向における厚さが０．４ｍｍである。さらに、上記かしめ加工部２５は、内側円筒部２３の内周面２３ａから求心方向に突出して外周縁端部１１ａと半径方向に重なる部分の長さが１．０ｍｍであり、軸方向における厚さが１．０ｍｍである。
【００６７】
また、シャフト１とハブ２とを結合する前の状態において、シャフト１の外周縁端部１２ｂの歯形凸部１３における外径はハブ２の内側円筒部２３の内周面２３ａの内径よりも大きく、かつ、該外周縁端部１２ｂの歯溝凹部１４における外径は該内周面２３ａの内径よりも小さく設定されている。
【００６８】
上記構成を有するシャフト１及びハブ２よりなる２部材の塑性結合部品は、以下に示すように塑性結合したものである。
【００６９】
＜準備工程＞
まず、パイプ状素材からプレス加工等により軸部１１の一端に鍔部１２を一体に有するシャフト１を所定形状に成形した。
【００７０】
また、板状素材からプレス加工等により外側円筒部２１、水平フランジ部２２及び内側円筒部２３を一体に有するハブ２を所定形状に成形した。
【００７１】
＜セレーション成形工程＞
図４に示すように、ダイス穴３１ａの内周面にセレーションとしての歯形凸部１３及び歯溝凹部１４を成形するための歯成形部３１ｂが下方部に形成されたダイス３１を準備した。なお、ダイス３１のダイス穴３１ａの内径は、外周縁端部１２ｂの外周端面１２ｃの外径と略同一とされている。
【００７２】
そして、シャフト１をダイス３１のダイス穴３１ａ内にセットしてから、このシャフト１の軸部１１の孔内に嵌合される中央凸部３２ａと、鍔部１２の外周縁端部１２ｂの上端面に当接される環状当接面３２ｂとを有する第１パンチ３２でシャフト１をダイス穴３１ａ内に押し込んで、ダイス３１の歯成形部３１ｂで外周縁端部１２ｂの外周端面１２ｃに歯形凸部１３及び歯溝凹部１４を成形した。
【００７３】
＜プレス工程＞
次に、中心孔３３ａ及び段状部３３ｂを有する下型３３上にハブ２をセットするとともに、このハブ２上にリング型３４をセットした（図５参照）。これにより、下型３３及びリング型３４でハブ２の水平フランジ部２２を挟持するとともに、リング型３４の内周面でハブ２の内側円筒部２３の外周面を拘束した。なお、リング型３４で内側円筒部２３を拘束するのは、プレス工程時及びかしめ工程時における内側円筒部２３の変形を防止するためである。
【００７４】
そして、下型３３の中心孔３３ａ内にシャフト１をセットした。このとき、ハブ２の内側円筒部２３はシャフト１の外周縁端部１２ｂの外径よりも小さな内径となるように予め切削加工されていることから、シャフト１の外周縁端部１２ｂは内側円筒部２３の内周側上端面上に置かれる。
【００７５】
そして、第２パンチ３５でシャフト１を上方から押し込んで、シャフト１を下降させ、シャフト１の第１水平部１２ａの下端面を下型３３の段状部３３ｂに当接させてプレス工程を終了した。なお、プレス工程終了時には、シャフト１の鍔部１２のうち内周側の第１水平部１２ａのみが下型３３の段状部３３ｂに当接し、外周側の第２水平部たる外周縁端部１２ｂと下型３３の上面との間に設けられた逃げ凹部内に後述する棚部２４が形成される。
【００７６】
こうして、ハブ２の内側円筒部２３内にシャフト１の外周縁端部１２ｂを押し込んでシャフト１とハブ２とを塑性結合した。このとき、シャフト１の外周縁端部１２ｂの歯形凸部１３が内側円筒部２３の内周面２３ａに食い込み、この食い込みに伴って内側円筒部２３の材料が歯溝凹部１４内やプレス進行側に塑性流動した。これにより、歯形凸部１３及び歯溝凹部１４と互いに噛み合う形成歯溝凹部２６及び形成歯形凸部２７を内側円筒部２３の内周面２３ａに形成するとともに、各歯形凸部１３のプレス進行側における該内側円筒部２３の内周面２３ａに棚部２４を形成した。
【００７７】
＜かしめ加工工程＞
最後に、図６に示すように、かしめ加工部２５を成形するための環状凸部３６ａを下面の外周端部に有する第３パンチ３６で、内側円筒部２３の内周側上端面を押圧して押し潰した。これにより、シャフト１の外周縁端部１２ｂのプレス後退側における内側円筒部２３の内周面２３ａにかしめ加工を施してかしめ加工部２５を形成した。
【００７８】
こうして得られた塑性結合部品は、内側部材としてのシャフト１及び外側部材としてのハブ２を相対回転させようとする回転トルクが両部材１、２間に作用するように用いられる。このとき、例えば、シャフト１に対してハブ２を図７のＰ矢印方向に相対回転させようとする回転トルク（Ｆ）が両部材１、２間に作用し、ハブ２からシャフト１に設けられた歯形凸部１３に回転トルク（Ｆ）が相対的に作用した場合、該回転トルク（Ｆ）は、前述のとおり、該回転トルク（Ｆ）を受ける受け側歯面１３ａに沿って該受け側歯面１３ａの接線（Ｓ１）方向に向かう第１分力（Ｆ1 ）と、該受け側歯面１３ａに対して垂直に加わる該受け側歯面１３ａの法線方向に向かう第２分力（Ｆ2 ）とに分けられる。
【００７９】
本実施形態の塑性結合部品では、シャフト１の結合面たる外周端面１２ｃに周方向全体に渡って均一に設けられた上記歯形凸部１３の全ては、上記回転トルク（Ｆ）を受ける側の受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ）が反対側歯面１３ｂの傾斜角（θ2 ）よりも大きく設定され、しかも受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ）が略９０°に設定された非対称歯形よりなる。この非対称歯形よりなる歯形凸部１３にハブ２から上記回転トルク（Ｆ）が相対的に作用した場合、受け側歯面１３ａに沿って該受け側歯面１３ａの接線（Ｓ１）方向に向かう第１分力（Ｆ1 ）は、Ｆ1 ＝Ｆ・ｃｏｓθ1 ≒Ｆ・ｃｏｓ（９０°）＝０となる。一方、受け側歯面１３ａに垂直に加わる該受け側歯面１３ａの法線方向に向かう第２分力（Ｆ2 ）は、Ｆ2 ≒Ｆとなる。このため、シャフト１に対してハブ２が図７のＰ矢印方向に相対回転しようとする回転トルク（Ｆ）を歯形凸部１３で最大限に受け止めることができる。
【００８０】
また、受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ）を略９０°としながらも、反対側歯面１３ｂの傾斜角（θ2 ）を略３５°していることから、歯形凸部１３の最大幅を比較的大きく保つことができ、各歯形凸部１３の必要強度を確保することが可能である。
【００８１】
また、本実施形態では、受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ）が略９０°とされた歯形凸部１３がシャフト１の結合面たる外周端面１２ｃに周方向全体に渡って均一に設けられているので、上記回転トルク（Ｆ）を外周端面１２ｃに設けられた全ての歯形凸部１３で周方向において均等に最大限に受け止めることができる。
【００８２】
したがって、シャフト１及びハブ２間で回転トルク（Ｆ）に対するねじり強度を極めて効果的に向上させることが可能となる。
【００８３】
なお、上述の実施形態では、歯形凸部１３の全てを、受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ）が略９０°で反対側歯面１３ｂの傾斜角（θ2 ）が略３５°である同一形状の非対称歯形とする例について示したが、受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ）及び／又は反対側歯面１３ｂの傾斜角（θ2 ）がそれぞれ異なる異形状の非対称歯形を組み合わせて用いたり、歯形凸部１３の一部のみを非対称歯形としてもよい。ただし、歯形凸部１３の一部のみを非対称歯形とする場合は、前述のとおり非対称歯形よりなる歯形凸部１３を周方向において略均等に配設することが好ましい。
【００８４】
ここに、本実施形態に係る自動車用オートマチック部品としてのシャフト１及びハブ２よりなる塑性結合部品は、シャフト１に対してハブ２を正・逆双方向に相対回転させようとする正・逆双方向の回転トルクがシャフト１及びハブ２間に作用するように用いられるものである。一方、歯形凸部１３は、シャフト１に対してハブ２を図７のＰ矢印方向（以下、正方向Ｐという。）に相対回転させようとする正方向の正回転トルク（Ｆ）を受ける側の受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ）が略９０°とされた非対称歯形のみからなる。このため、本実施形態では、シャフト１に対してハブ２を図７の正方向Ｐに相対回転させようとする正回転トルク（Ｆ）が両部材１、２間に作用した場合は、上述のとおりシャフト１及びハブ２間で該正回転トルク（Ｆ）に対するねじり強度を極めて効果的に向上させることができるが、シャフト１に対してハブ２を正方向Ｐとは逆方向に相対回転させようとする逆回転トルク（Ｆ’）が両部材１、２間に作用した場合は、シャフト１及びハブ２間で該逆回転トルク（Ｆ’）に対するねじり強度を効果的に向上させることはできない。
【００８５】
（第２実施形態）
本実施形態は、請求項１、３、４、５、６又は７記載の塑性結合部品を具現化したものである。
【００８６】
この実施形態の塑性結合部品では、図８に示されるように、シャフト１の結合面たる外周端面１２ｃに周方向全体に渡って歯形凸部が設けられており、この歯形凸部の一部は、前記実施形態１と同様の正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３であり、この正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３以外の残りの歯形凸部１３’は逆回転受け用の非対称歯形よりなる。
【００８７】
すなわち、外周端面１２ｃに周方向全体に渡って設けられた歯形凸部の一部をなす歯形凸部１３は、シャフト１に対してハブ２を正方向Ｐに相対回転させようとする正方向Ｐの正回転トルク（Ｆ）を受ける側の受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ）が略９０°とされ、反対側歯面１３ｂの傾斜角（θ2 ）が略３５°とされた正回転受け用の非対称歯形よりなる。また、この正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３以外の残りの歯形凸部１３’は、シャフト１に対してハブ２を逆方向（図８のＰ’矢印方向。以下、逆方向Ｐ’という。）に相対回転させようとする逆方向Ｐ’の逆回転トルク（Ｆ’）を受ける側の受け側歯面１３’ａの傾斜角（θ1 ）が略９０°とされ、反対側歯面１３’ｂの傾斜角（θ2 ）が略３５°とされた逆回転受け用の非対称歯形よりなる。
【００８８】
そして、シャフト１及びハブ２間に作用する正回転トルク（Ｆ）と逆回転トルク（Ｆ’）との大きさの割合に応じて、上記正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３と上記逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３’との数の割合が設定されている。例えば、正回転トルク（Ｆ）の大きさの逆回転トルク（Ｆ’）の大きさに対する比がＦ：Ｆ’＝２：１である場合は、正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３の数（Ａ）の逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３’の数（Ｂ）に対する比がＡ：Ｂ＝２：１となるように設定されている。なお、本実施形態では、正回転トルク（Ｆ）の大きさの逆回転トルク（Ｆ’）の大きさに対する比がＦ：Ｆ’＝５：１である場合を想定して、正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３の数の逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３’の数に対する比がＡ：Ｂ＝５：１となるように設定した。
【００８９】
また、上記正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３は、シャフト１の結合面たる外周端面１２ｃに周方向において略均等に配設されており、上記逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３’も外周端面１２ｃに周方向において略均等に配設されている。
【００９０】
なお、図８に示されるように、正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３の受け側歯面１３ａと、逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３’の受け側歯面１３’ａとが向き合う部分では、両歯面１３ａ及び１３’ａ間に断面略矩形状の歯溝凹部１５がシャフト１の外周端面１２ｃに設けられる一方、断面略矩形状の形成歯形凸部２８がハブ２の内周面２３ａに形成されている。
【００９１】
その他の構成は基本的には前記実施形態１と同様である。
【００９２】
本実施形態の塑性結合部品では、シャフト１に対してハブ２を正方向Ｐに相対回転させようとする正方向Ｐの正回転トルク（Ｆ）が作用した場合には、該正回転トルク（Ｆ）の大きさに応じてその数が設定された正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３で該正回転トルク（Ｆ）をより効果的に受け止めることができる一方、シャフト１に対してハブ２を逆方向Ｐ’に相対回転させようとする逆方向Ｐ’の逆回転トルク（Ｆ’）が作用した場合には、該逆回転トルク（Ｆ’）の大きさに応じてその数が設定された逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３’で該逆回転トルク（Ｆ’）をより効果的に受け止めることができる。
【００９３】
また、本実施形態では、受け側歯面１３ａの傾斜角（θ1 ）が略９０°とされた歯形凸部１３及び受け側歯面１３’ａの傾斜角（θ1 ）が略９０°とされた歯形凸部１３’がシャフト１の結合面たる外周端面１２ｃにそれぞれ周方向において略均等に設けられているので、上記正回転トルク（Ｆ）及び逆回転トルク（Ｆ’）を歯形凸部１３及び歯形凸部１３’で周方向において略均等に最大限に受け止めることができる。
【００９４】
したがって、シャフト１及びハブ２間で正・逆双方向の回転トルク（Ｆ）及び（Ｆ’）に対するねじり強度を極めて効果的に向上させることが可能となる。
【００９５】
なお、上述の実施形態では、歯形凸部１３及び１３’の全てを、受け側歯面の傾斜角（θ1 ）が略９０°で反対側歯面の傾斜角（θ2 ）が略３５°である同一形状の非対称歯形とする例について示したが、受け側歯面の傾斜角（θ1 ）及び／又は反対側歯面の傾斜角（θ2 ）がそれぞれ異なる異形状の非対称歯形を組み合わせて用いたり、歯形凸部の一部のみを非対称歯形としてもよい。ただし、歯形凸部の一部のみを非対称歯形とする場合は、前述のとおり正回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３及び逆回転受け用の非対称歯形よりなる歯形凸部１３’は、それぞれ周方向において略均等に配設することが好ましい。
【００９６】
（第３実施形態）
本実施形態は、請求項１、２、６、７又は８記載の塑性結合部品を具現化したものである。
【００９７】
この実施形態の塑性結合部品では、図９に示されるように、シャフト１の結合面たる外周端面１２ｃに周方向全体に渡って歯形凸部１６が均一に設けられており、全ての歯形凸部１６は、シャフト１に対してハブ２を正方向Ｐに相対回転させようとする正方向Ｐの正回転トルク（Ｆ）を受ける側の受け側歯面１６ａの傾斜角（θ1 ）が略９０°とされ、反対側歯面１６ｂがインボリュート歯形の歯面とされた非対称歯形よりなる。
【００９８】
ここに、上記歯形凸部１６は、転造加工によりシャフト１の外周端面１２ｃにインボリュート歯形を形成した後、切削加工等により受け側歯面１６ａの傾斜角（θ1 ）を略９０°としたものである。
【００９９】
その他の構成は基本的には前記実施形態１と同様である。
【０１００】
したがって、本実施形態によれば、加工が容易な転造加工を利用することができるので、非対称歯形よりなる歯形凸部１６を容易に形成することができる。
【０１０１】
その他の作用効果は基本的には前記実施形態１と同様である。
【０１０２】
（第４実施形態）
本実施形態は、請求項９又は１０記載の塑性結合部品を具現化したものである。
【０１０３】
この実施形態の塑性結合部品では、図１０に示されるように、シャフト１の結合面たる外周端面１２ｃに周方向全体に渡って歯形凸部１７が均一に設けられており、全ての歯形凸部１７は、正方向Ｐの正回転トルク（Ｆ）を受ける側の受け側歯面１７ａが俯傾歯面とされた俯傾歯形よりなる。
【０１０４】
上記歯形凸部１７の受け側歯面１７ａの接線（Ｓ１）と、歯底面（歯溝凹部１４の底面）の接線（Ｓ３）とがなす角度（α。正方向の正回転トルク（Ｆ）に対して受け側歯面１７ａの接線（Ｓ１）がなす角度に等しい。）が略１１０°に設定されている。なお、反対側歯面１７ｂの傾斜角（θ2 ）は略３５°である。
【０１０５】
その他の構成は基本的には前記実施形態１と同様である。
【０１０６】
この塑性結合部品で、例えば、シャフト１に対してハブ２を図１１のＰ矢印方向に相対回転させようとする正方向Ｐの正回転トルク（Ｆ）が両部材１、２間に作用し、ハブ２からシャフト１に設けられた歯形凸部１７に正回転トルク（Ｆ）が相対的に作用した場合、受け側歯面１７ａに沿って該受け側歯面１７ａの接線（Ｓ１）方向に向かう第１分力（Ｆ1 ）は、受け側歯面１７ａに沿ってハブ２がシャフト１へ近づく（締め付けられる）方向へ向かう力となる。このため、俯傾歯形よりなる歯形凸部１７においては、受け側歯面１７ａに沿ってハブ２が受け側歯面１７ａの接線（Ｓ１）方向にシャフト１へ向かう第１分力（Ｆ1 ）が発生する分だけねじり強度が向上する。
【０１０７】
すなわち、受け側歯面１７ａが俯傾歯面とされた俯傾歯形よりなる歯形凸部１７によれば、ねじり強度が向上するという歯形凸部による効果をより有効に発揮させることができ、該歯形凸部１７が設けられたシャフト１に対してハブ２が相対回転しようとする力を該歯形凸部１７で確実に受け止めるだけでなく、シャフト１に対してハブ２を正方向Ｐに相対回転させようとする正回転トルク（Ｆ）から発生する上記第１分力（Ｆ1 ）により、シャフト１に対してハブ２を締め付けようとする締め付け力が発生する。
【０１０８】
また、本実施形態では、受け側歯面１７ａが俯傾歯面とされた俯傾歯形よりなる歯形凸部１７が、シャフト１の結合面たる外周端面１２ｃに周方向全体に渡って均一に設けられていることから、上記第１分力（Ｆ1 ）によるシャフト１に対するハブ２の締め付け力が周方向全体で均一に発生する。
【０１０９】
したがって、シャフト１及びハブ２間で正回転トルク（Ｆ）に対するねじり強度を極めて効果的に向上させることができる。
【０１１０】
なお、上述の実施形態では、歯形凸部１７の全てを、俯傾歯面よりなる受け側歯面１７ａの角度（α）が略１１０°で反対側歯面１７ｂの傾斜角（θ2 ）が略３５°である同一形状の俯傾歯形とする例について示したが、受け側歯面１７ａの角度（α）及び／又は反対側歯面１７ｂの傾斜角（θ2 ）がそれぞれ異なる異形状の俯傾歯形を組み合わせて用いたり、歯形凸部の一部のみを俯傾歯形としてもよい。ただし、歯形凸部の一部のみを俯傾歯形とする場合は、前述のとおり俯傾歯形よりなる歯形凸部１７を周方向において略均等に配設することが好ましい。
【０１１１】
（第５実施形態）
本実施形態は、請求項９、１１、１２又は１３記載の塑性結合部品を具現化したものである。
【０１１２】
この実施形態の塑性結合部品では、図１２に示されるように、シャフト１の結合面たる外周端面１２ｃに周方向全体に渡って歯形凸部が設けられており、この歯形凸部の一部は、前記実施形態３と同様の正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７であり、この正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７以外の残りの歯形凸部１７’は逆回転受け用の俯傾歯形よりなる。
【０１１３】
すなわち、外周端面１２ｃに周方向全体に渡って設けられた歯形凸部の一部をなす歯形凸部１７は、シャフト１に対してハブ２を正方向Ｐに相対回転させようとする正方向Ｐの正回転トルク（Ｆ）を受ける側の受け側歯面１７ａが俯傾歯面（α≒１１０°）とされ、反対側歯面１７ｂの傾斜角（θ2 ）が略３５°とされた正回転受け用の俯傾歯形よりなる。また、この正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７以外の残りの歯形凸部１７’は、シャフト１に対してハブ２を逆方向Ｐ’に相対回転させようとする逆方向Ｐ’の逆回転トルク（Ｆ’）を受ける側の受け側歯面１７’ａが俯傾歯面（α≒１１０°）とされ、反対側歯面１７’ｂの傾斜角（θ2 ）が略３５°とされた逆回転受け用の俯傾歯形よりなる。
【０１１４】
そして、シャフト１及びハブ２間に作用する正回転トルク（Ｆ）と逆回転トルク（Ｆ’）との大きさの割合に応じて、上記正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７と上記逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７’との数の割合が設定されている。例えば、正回転トルク（Ｆ）の大きさの逆回転トルク（Ｆ’）の大きさに対する比がＦ：Ｆ’＝２：１である場合は、正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７の数（ａ）の逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１３’の数（ｂ）に対する比がａ：ｂ＝２：１となるように設定されている。なお、本実施形態では、正回転トルク（Ｆ）の大きさの逆回転トルク（Ｆ’）の大きさに対する比がＦ：Ｆ’＝５：１である場合を想定して、正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７の数の逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７’の数に対する比がａ：ｂ＝５：１となるように設定した。
【０１１５】
また、上記正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７は、シャフト１の結合面たる外周端面１２ｃに周方向において略均等に配設されており、上記逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７’も外周端面１２ｃに周方向において略均等に配設されている。
【０１１６】
その他の構成は基本的には前記実施形態１と同様である。
【０１１７】
本実施形態の塑性結合部品では、シャフト１に対してハブ２を正方向Ｐに相対回転させようとする正方向Ｐの正回転トルク（Ｆ）が作用した場合には、該正回転トルク（Ｆ）の大きさに応じてその数が設定された正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７により、該正回転トルク（Ｆ）を確実に受け止めるとともに該正回転トルク（Ｆ）から発生する上記第１分力（Ｆ1 ）による締め付け力が発生する一方、シャフト１に対してハブ２を逆方向Ｐ’に相対回転させようとする逆方向の逆回転トルク（Ｆ’）が作用した場合には、該逆回転トルク（Ｆ’）の大きさに応じてその数が設定された逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７’により、該逆回転トルク（Ｆ’）を確実に受け止めるとともに該逆回転トルク（Ｆ’）から発生する上記第１分力（Ｆ1 ’）による締め付け力が発生する。
【０１１８】
また、本実施形態では、正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７及び逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７’がシャフト１の結合面たる外周端面１２ｃに周方向においてそれぞれ略均等に設けられているので、上記正回転トルク（Ｆ）及び逆回転トルク（Ｆ’）を歯形凸部１７及び歯形凸部１７’で周方向において略均等に確実に受け止めることができるとともに、正回転トルク（Ｆ）による上記締め付け力及び逆回転トルク（Ｆ’）による上記締め付け力が周方向において略均等に発生する。
【０１１９】
したがって、シャフト１及びハブ２間で正・逆双方向の回転トルク（Ｆ）及び（Ｆ’）に対するねじり強度を極めて効果的に向上させることが可能となる。
【０１２０】
なお、上述の実施形態では、歯形凸部１７及び１７’の全てを、俯傾歯面の角度（α）が略１１０°で反対側歯面の傾斜角（θ2 ）が略３５°である同一形状の俯傾歯形とする例について示したが、俯傾歯面の角度（α）及び／又は反対側歯面の傾斜角（θ2 ）がそれぞれ異なる異形状の非対称歯形を組み合わせて用いたり、歯形凸部の一部のみを俯傾称歯形としてもよい。ただし、歯形凸部の一部のみを俯傾歯形とする場合は、前述のとおり正回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７及び逆回転受け用の俯傾歯形よりなる歯形凸部１７’は、それぞれ周方向において略均等に配設することが好ましい。
【０１２１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る塑性結合部品によれば、内側部材及び外側部材間でねじり強度をより効果的に向上させることができる。
【０１２２】
したがって、塑性結合部品としての製品の信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係り、シャフトとハブとを結合した状態を示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係り、シャフトとハブとの結合構造を示す要部断面図である。
【図３】第１実施形態に係り、歯形凸部の形状を示す要部平面図である。
【図４】第１実施形態に係り、セレーション成形工程を説明する要部断面図である。
【図５】第１実施形態に係り、プレス工程を説明する断面図である。
【図６】第１実施形態に係り、かしめ加工工程を説明する断面図である。
【図７】第１実施形態に係り、歯形凸部に回転トルクが作用する様子を示す要部平面図である。
【図８】第２実施形態に係り、歯形凸部の形状及び歯形凸部に回転トルクが作用する様子を示す要部平面図である。
【図９】第３実施形態に係り、歯形凸部の形状及び歯形凸部に回転トルクが作用する様子を示す要部平面図である。
【図１０】第４実施形態に係り、歯形凸部の形状を示す要部平面図である。
【図１１】第４実施形態に係り、歯形凸部に回転トルクが作用する様子を示す要部平面図である。
【図１２】第５実施形態に係り、歯形凸部の形状及び歯形凸部に回転トルクが作用する様子を示す要部平面図である。
【図１３】従来例に係り、歯形凸部の形状及び歯形凸部に回転トルクが作用する様子を示す要部平面図である。
【符号の説明】
１…シャフト（内側部材）        ２…ハブ（外側部材）
１２ｃ…外周端面（結合面）
１３、１３’、１６、１７、１７’…歯形凸部
１３ａ、１３’ａ、１６ａ、１７ａ、１７’ａ…受け側歯面
１３ｂ、１３’ｂ、１６ｂ、１７ｂ、１７’ｂ…反対側歯面
１４…歯溝凹部                ２３ａ…内周面（結合面）
２６…形成歯溝凹部              ２７…形成歯形凸部
【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】
2004195475.tif 000009
【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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【図１３】
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