(57)【要約】  第１部材と第２部材を強固に締結可能な技術を提供する。  第１部材に柱状部を形成し、第２部材に孔を形成し、第１部材に柱状部を第２部材に孔に圧入する。ここで、柱状部の軸に垂直な断面に外接する外接円の径は、前記孔の軸に垂直な断面に内接する内接円の径よりも大きくする。前記柱状部の軸に垂直な断面に内接する内接円の径は、前記孔の軸に垂直な断面に外接する外接円の径よりも小さくする。前記柱状部と前記孔のうちの側面の硬度が高い方には、圧入時に前方に位置する端部に、側面が軸方向に対して傾斜しているテーパ部を形成する。
2008015734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と第２部材とが締結されている組部材の製造方法であり、
第１部材に柱状部を形成する工程と、
第２部材に孔を形成する工程と、
第１部材の柱状部を第２部材の孔に圧入する工程を備えており、
前記柱状部の軸に垂直な断面に外接する外接円の径は、前記孔の軸に垂直な断面に内接する内接円の径よりも大きく、
前記柱状部の軸に垂直な断面に内接する内接円の径は、前記孔の軸に垂直な断面に外接する外接円の径よりも小さく、
前記柱状部と前記孔のうちの側面の硬度が高い方には、柱状部の圧入方向に向けて軸に垂直な断面が縮小するテーパ部が形成されている、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記柱状部と前記孔のうちの側面の硬度が高い方は、軸に垂直な断面が多角形であるとともに、その圧入開始側の端部に前記テーパ部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が高い方に、軸方向に伸びる突起が周方向に繰返し形成されており、
その突起の峰の高さは、圧入開始側に位置する端部において低く、反圧入開始側に位置する端部において高く、圧入開始側の端部から反圧入開始側の端部まで連続していることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記軸方向に伸びる突起は、峰の高さが軸方向に一様に増加する部分と、峰の高さが軸方向に一定に維持されている部分が連続していることを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記軸方向に伸びる突起の峰から周方向両側に伸びる２つの傾斜面が、軸心と峰を通過する半径に対して非対称であることを特徴とする請求項３又は４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が高い方には、突起の峰と谷の中間高さを通過する円周に沿って部分的に伸びる壁が、回転対称をなす複数個所に形成されていることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
第１部材の柱状部を第２部材の孔に圧入する際に、柱状部の側面と孔の側面よりも硬度の低い部材を、柱状部の側面と孔の側面との間に介在させることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
前記第１部材の柱状部の側面の方が、前記第２部材の孔の側面よりも硬度が高く、
第２部材の外周を金型で拘束した状態で、前記第１部材の柱状部を前記第２部材の孔に圧入することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
前記第１部材の柱状部の側面の方が、前記第２部材の孔の側面よりも硬度が高く、
第２部材の端面の一部と外周を金型で拘束するとともに前記端面の残部が塑性流動可能な状態で、前記第１部材の柱状部を前記第２部材の孔に圧入することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】
第１部材と第２部材とが締結されている組部材であり、
前記請求項１から９のいずれかに記載の製造方法で製造されており、
前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が低い方には、前記柱状部の側面と前記孔の側面が離間するスペースに向けて塑性流動した塑性流動部が形成されていることを特徴とする組部材。
【請求項１１】
第１部材と第２部材とが締結されている組部材であり、
第１部材には柱状部が形成されており、
第２部材には前記柱状部が圧入されている孔が形成されており、
前記柱状部の側面と前記孔の側面は、周方向の一部の範囲で当接しているとともに一部の範囲で離間しており、
柱状部と孔のうちの側面の硬度が高い方には、柱状部の圧入方向に向けて軸に垂直な断面が縮小するテーパ部が形成されており、
前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が低い方には、前記柱状部の側面と前記孔の側面が離間するスペースに向けて塑性流動した塑性流動部が形成されていることを特徴とする組部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の部材を締結する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、三角歯セレーションが形成された柱状の嵌込み部を、パイプに圧入することによって、両者を締結する技術が開示されている。この技術では、嵌込み部の硬度をパイプの硬度よりも高くしておく。嵌込み部がパイプに圧入されると、三角歯セレーションの峰がパイプ内周面に食い込むことによって、嵌め込み部とパイプが締結される。
【特許文献１】特開昭６３−８９２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来技術では、柱状の嵌込み部をパイプに圧入したときに、パイプ側の材料が圧入方向に押し退けられやすく、塑性流動したパイプ側の材料が三角歯と三角歯の間に十分に流入することができない。このため、嵌込み部とパイプを強固に締結することができない。
本発明は、上記の問題を解決する。一対の部材を強固に締結可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の技術は、第１部材と第２部材が締結されている組部材の製造方法に具現化することができる。この製造方法は、第１部材に柱状部を形成する工程と、第２部材に孔を形成する工程と、第１部材の柱状部を第２部材の孔に圧入する工程を備えている。ここで、前記柱状部の軸に垂直な断面に外接する外接円の径は、前記孔の軸に垂直な断面に内接する内接円の径よりも大きく設定する。また、前記柱状部の軸に垂直な断面に内接する内接円の径は、前記孔の軸に垂直な断面に外接する外接円の径よりも小さく設定する。そして、前記柱状部と前記孔のうちの側面の硬度が高い方には、柱状部の圧入方向に向けて軸に垂直な断面が縮小するテーパ部を形成する。【０００５】
この製造方法では、第１部材に形成した柱状部を第２部材に形成した孔に圧入する際に、柱状部の側面と孔の側面が、周方向の一部の範囲で干渉するとともに、周方向の一部の範囲で離間する。柱状部の側面と孔の側面が干渉する範囲では、主に、硬度が高い方の側面が、硬度が低い方の側面を形成する材料を押し退けて、硬度が低い方の側面に食い込む。このとき、柱状部と孔のうちの側面の硬度が高い方にはテーパ部が形成されているので、硬度が低い方の側面を形成する材料は、圧入方向にあまり押し退けられず、周方向や径方向に塑性流動する。それにより、柱状部の側面と孔の側面が離間する範囲では、硬度の低い方の側面が硬度の高い方の側面側へ盛り上がり、硬度が高い方の側面は硬度が低い方の側面により大きく食い込むこととなる。それにより、第１部材の柱状部と第２部材の孔は強固に締結される。
この製造方法によると、第１部材と第２部材を強固に締結した組部材を製造することができる。【０００６】
上記した製造方法では、前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が高い方について、軸に垂直な断面を多角形に設定することができる。この場合、その圧入開始側の端部に柱状部の圧入方向に向けて軸に垂直な断面が縮小するテーパ部を形成することが好ましい。
あるいは、前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が高い方に、軸方向に伸びる突起を周方向に繰返し形成することができる。この場合、その突起の峰の高さを、圧入開始側に位置する端部において低く、反圧入開始側に位置する端部において高く、圧入開始側の端部から反圧入開始側の端部まで連続させることが好ましい。ここで、突起の峰の高さが連続しているとは、峰の高さが軸直角方向に向かって変化していないことを意味する。【０００７】
突起を形成する方式を採用する場合、前記軸方向に伸びる突起は、峰の高さが軸方向に一様に増加する部分と、峰の高さが軸方向に一定に維持されている部分が連続していることが好ましい。
それにより、同一仕様の複数の組部材を製造する際に、締結力のばらつきを抑えることができる。【０００８】
前記軸方向に伸びる突起の峰から周方向両側に伸びる２つの傾斜面は、軸心と峰を通過する半径に対して非対称であることが好ましい。
軸方向に伸びる突起の峰から周方向両側に伸びる２つの傾斜面が、軸心と峰を通過する半径に対して非対称になっていると、第１部材と第２部材の軸廻りの締結強度が、トルクをかける方向によって違ってくる。一方の方向にトルクをかけた場合の締結強度よりも、他方の方向にトルクをかけた場合の締結強度の方が強くなる。トルクをかける方向によって締結強度が違う状態を実現することができる。【０００９】
前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が高い方には、突起の峰と谷の中間高さを通過する円周に沿って部分的に伸びる壁が、回転対称をなす複数個所に形成されていることが好ましい。
ここで、回転対称とは、周方向に部分的に伸びる壁が、円周の３箇所以上に等間隔に形成されており、中心から部分壁に向かうベクトルをベクトル加算するとゼロベクトルとなる状態を意味する。
円周に沿って壁が、回転対称をなす複数個所に形成されていると、第１部材の柱状部と第２部材の孔の同軸度を確保することができる。【００１０】
上記した製造方法では、第１部材の柱状部を第２部材の孔に圧入する際に、柱状部の側面と孔の側面よりも硬度の低い部材を、柱状部の側面と孔の側面との間に介在させることが好ましい。
この製造方法では、介在させた部材が塑性流動し、柱状部の側面と孔の側面との間に形成される隙間を満たす。介在させた部材の残留応力が、柱状部の側面と孔の側面に加えられ、柱状部の側面と孔の側面との締結力が増す。【００１１】
上記した製造方法では、前記第１部材の柱状部の側面の方が、前記第２部材の孔の側面よりも硬度が高く、第２部材の外周を金型で拘束した状態で、前記第１部材の柱状部を前記第２部材の孔に圧入することが好ましい。
この製造方法によれば、柱状部の側面と孔の側面との接触面積が増し、第１部材と第２部材との締結力を上昇させることができる。【００１２】
上記した製造方法では、前記第１部材の柱状部の側面の方が、前記第２部材の孔の側面よりも硬度が高く、第２部材の端面の一部と外周を金型で拘束するとともに前記端面の残部が塑性流動可能な状態で、前記第１部材の柱状部を前記第２部材の孔に圧入することが好ましい。
第２部材の端面の一部を拘束して残部が塑性流動可能な状態で圧入すると、第１部材と第２部材との締結力を安定化することができる。【００１３】
上記した製造方法によって、第１部材と第２部材を強固に締結した組部材を製造することができる。この組部材は、上記した製造方法に起因する下記の特徴を備えている。即ち、この組部材は、第１部材と第２部材が締結されている組部材であり、第１部材には柱状部が形成されており、第２部材には前記柱状部が圧入されている孔が形成されている。柱状部の側面と孔の側面は、周方向の一部の範囲で当接しているとともに一部の範囲で離間している。そして、柱状部と孔のうちの側面の硬度が高い方には、柱状部の圧入方向に向けて軸に垂直な断面が縮小するテーパ部が形成されている。また、柱状部の側面と孔の側面のうちの硬度が低い方には、柱状部の側面と孔の側面が離間するスペースに向けて塑性流動した塑性流動部が形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１部材の柱状部と第２部材の孔を示している（実施形態１）。
【図２】図１のII−II線矢視図である。
【図３】図１のIII−III線矢視図である。
【図４】第１部材の柱状部を第２部材の孔に圧入した様子を示している（実施形態１）。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】第１部材の柱状部の変形例を示す図である。図６（ａ）は、軸に垂直な断面が三角形である柱状部を示している。図６（ｂ）は、軸に垂直な断面が六角形である柱状部を示している。図６（ｃ）は、軸に垂直な断面が十字形である柱状部を示している。
【図７】第１部材の柱状部と第２部材の孔を示している（実施形態２）。
【図８】図７のVIII−VIII線矢視図である。
【図９】第１部材の柱状部を第２部材の孔に圧入した様子を示す断面図である（実施形態２）
【図１０】第１部材の柱状部と第２部材の孔を示している（実施形態３）。
【図１１】図１０のXI−XI線矢視図である。
【図１２】図１０のXII−XII線矢視図である。
【図１３】第１部材の柱状部を第２部材の孔に圧入した様子を示している（実施形態３）。
【図１４】図１３のXIV−XIV線断面図である。
【図１５】第１部材の柱状部と第２部材の孔と挿入部材を示している（実施形態４）。
【図１６】第１部材の柱状部を第２部材の孔に圧入した様子を示す断面図である（実施形態４）。
【図１７】柱状部材の側面図である（実施形態５）。
【図１８】筒状部材の斜視図である（実施形態５）。
【図１９】図１７のXIV−XIV線矢視図である。
【図２０】図１９のXX部分の詳細図である。
【図２１】図１９のXXI−XXI線断面図である。
【図２２】型治具にセットされた筒状部材の上方に柱状部材が配された状態を示している。
【図２３】図２２のXXIII−XXIII線断面図である。
【図２４】降下した柱状部材が筒状部材に接触した状態を示す断面図である。
【図２５】柱状部材が筒状部材に圧入されている途中の状態を示す断面図である。
【図２６】筒状部材に柱状部材が圧入された状態を示す断面図である。
【図２７】柱状部材の突起間の溝に筒状部材の素材が入り込んだ状態を示す断面図である。
【図２８】型治具の断面図（底部溝を設けた形態）である。
【図２９】型治具の底部溝に塑性流動した筒状部材の素材が流入した状態の断面図である。
【図３０】筒状部材の外周部が外方に移動するのを規制しないで圧入した場合の断面図である。
【図３１】圧入後における筒状部材の塑性流動部分の硬度測定結果を示す。
【図３２】圧入後における筒状部材の塑性流動部分の硬度測定結果を示す。
【図３３】圧入後における筒状部材の塑性流動部分の硬度測定結果を示す。
【図３４】圧入後における柱状部材の突起部分の硬度測定結果を示す。
【図３５】クランクシャフトの子部品が締結される前の状態を示す。
【図３６】子部品が圧入によって締結された状態のクランクシャフトを示す。
【図３７】電動モータのシャフト部とフランジ部が締結される前の状態を示す断面図である。
【図３８】電動モータのシャフト部とフランジ部が圧入によって締結された状態を示す断面図である。
【図３９】等速ジョイントのアウターレースとチューリップが締結される前の状態を示す断面図である。
【図４０】等速ジョイントのアウターレースとチューリップが圧入によって締結された状態を示す断面図である。
【図４１】シャフトとリングギヤが圧入によって締結された状態を示す断面図である。
【図４２】シャフトとリングギヤがボルトによって締結された状態の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施形態１）
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、図１に示す第１部材１００と第２部材１５０を締結する技術について説明する。図１に示すように、第１部材１００には、軸Ｍ１に沿って伸びる柱状部１０２が形成されている。第２部材１５０には、軸Ｍ２に沿って伸びる孔１５２が形成されている。第１部材１００の柱状部１０２を、第２部材１５０の孔１５２に圧入することによって、第１部材１００と第２部材１５０を互いに締結する。柱状部１０２を孔１５２に圧入する際には、柱状部１０２の先端１０２ａ側を、孔１５２の一端１５２ａ側から圧入する。【００１６】
図１、図２に示すように、第１部材１００の柱状部１０２は、軸Ｍ１に垂直な断面（横断面）が正方形である角柱形状を有している。柱状部１０２の側面１２４には、軸Ｍ１方向に伸びる４本の峰１１４が形成されている。柱状部１０２の先端１０２ａ側には、テーパ部１０２ｂが形成されている。テーパ部１０２ｂでは、先端１０２ａ側ほど横断面が縮小しており、峰１１４や側面１２４が軸Ｍ１に対して傾斜している。図２中のＤ１は、柱状部１０２の横断面に外接する外接円Ｃ１の直径を示している。図２中のＤ２は、柱状部１０２の横断面に内接する内接円Ｃ２の直径を示している。図２中のＤ３は、柱状部１０２の先端部１０８における横断面（即ち、先端面１２８）に外接する外接円Ｃ３の直径を示している。
図１、図３に示すように、第２部材１５０の孔１５２は、軸Ｍ２に垂直な断面（横断面）が円形をしている。孔１５２の横断面は軸Ｍ２方向に沿って一定であり、その径はＤ６である。孔１５２の横断面は円形であることから、孔１５２の横断面に外接する外接円の径と、孔１５２の横断面に内接する内接円の径も、共にＤ６となる。【００１７】
第１部材１００の柱状部１０２は、その横断面の外接円径Ｄ１が第２部材１５０の孔１５２の径Ｄ６よりも大きくなるとともに、その横断面の内接円径Ｄ２が第２部材１５０の孔１５２の横断面の径Ｄ６よりも小さくなる寸法に設定されている。また、第１部材１００の柱状部１０２のテーパ部１０２ｂでは、柱状部１０２の先端１０２ａにおける横断面（即ち、先端面１２８）の外接円径Ｄ３が、第２部材の孔１５２の横断面の径Ｄ６よりも小さくなるように、柱状部１０２の横断面が縮小されている。テーパ部１０２ｂでは、柱状部１０２の圧入方向に向けて横断面が一様に縮小されている。【００１８】
第１部材１００には、第２部材１５０よりも、硬度の高い材料が用いられている。また、第１部材１００の柱状部１０２の側面１２４には、高周波焼き入れが施されており、その硬度が高められている。それにより、第１部材１００の柱状部１０２の側面１２４は、第２部材１５０の孔１５２の側面よりも、硬度が高くされている。第１部材１００と第２部材１５０は、例えば、スチール製や、アルミニウム製や、銅製とすることができる。第１部材１００と第２部材１５０は、例えば鍛造によって成形することができる。第１部材１００の柱状部１０２の側面１２４や、第２部材１５０の孔１５２の側面には、めっきや化学被膜等の形成処理を施してもよい。【００１９】
図４、図５は、第１部材１００の柱状部１０２を、第２部材１５０の孔１５２に圧入した様子を示している。図４に示すように、この圧入工程では、第２部材１５０を金型１９０等で支持した状態で、柱状部１０２の軸Ｍ１と孔１５２の軸Ｍ２を一致させ、第１部材１００と第２部材１５０を軸Ｍ１、Ｍ２に沿って相対的に接近させていく。先に説明したように、柱状部１０２の横断面は、その外接円径Ｄ１が孔１５２の径Ｄ６よりも大きく、その内接円径Ｄ２が孔１５２の径Ｄ６よりも小さい。従って、図５に示すように、柱状部１０２を孔１５２に圧入すると、柱状部１０２の側面１２４の一部（詳しくは峰１１４の近傍）は孔１５２の側面に当接するとともに、柱状部１０２の側面１２４の一部は孔１５２の側面から離間して隙間１８０が形成される。柱状部１０２の側面１２４の方が、孔１５２の側面よりも硬度が高いことから、孔１５２の側面は大きく塑性変形する。なお、柱状部１０２の側面１２４も程度は小さいが塑性変形する。柱状部１０２の先端１０２ａ側には、峰１１４や側面１２４が傾斜しているテーパ部１０２ｂが設けられているので、第２部材１５０の塑性変形された部分は、下方にはそれほど流動せず、柱状部１０２と孔１５２との間の隙間１８０内に多く流動する。その隙間１８０に塑性流動した部分１８２は、加工硬化することによって、その硬度が高まっている。第２部材１５０の塑性変形部分１８２が隙間１８０内に流動するとともに、塑性変形に伴う加工硬化によって、第１部材１００と第２部材１５０は強固に締結される。【００２０】
第１部材１００の柱状部１０２は、その横断面が正方形であるものに限定されない。例えば図６（ａ）に示すようにその横断面が三角形であってもよいし、図６（ｂ）に示すようにその横断面が六角形であってもよいし、図６（ｃ）に示すようにその横断面が略十字形の多角形であってもよい。柱状部１０２の横断面は、その外接円径Ｄ１が孔１５２の径Ｄ６よりも大きいとともに、その内接円径Ｄ２が孔１５２の径Ｄ６よりも小さい形状であればよい。いずれの場合においても、柱状部１０２を孔１５２に圧入すると、柱状部１０２の側面１２４の一部（詳しくは峰１１４の近傍）が孔１５２の側面に食い込むとともに、柱状部１０２の側面１２４の一部と孔１５２の側面との間には隙間１８０が形成される。そして、第２部材１５０の塑性変形部分１８２が隙間１８０内に流動するとともに、塑性変形に伴う加工硬化によって、第１部材１００と第２部材１５０は強固に締結される。【００２１】
（実施形態２）
本発明の実施形態２について図面を参照して説明する。本実施形態では、図７に示す第１部材１００と第２部材２５０を締結する技術について説明する。実施形態１と比較して、第１部材１００は同一であり、第２部材２５０は異なっている。図７に示すように、第２部材２５０には、軸Ｍ２に沿って伸びる孔２５２が形成されている。第１部材１００の柱状部１０２を、第２部材２５０の孔２５２に圧入することによって、第１部材１００と第２部材２５０を互いに締結する。柱状部１０２を孔２５２に圧入する際には、柱状部１０２の先端１０２ａ側を、孔２５２の一端２５２ａ側から圧入する。【００２２】
図７、図８に示すように、第２部材２５０の孔２５２は、軸Ｍ２に垂直な断面（横断面）が正方形をしている。孔２５２の横断面は、軸Ｍ２方向に沿って一定である。図８中のＤ６は、孔２５２の横断面に外接する外接円Ｃ６の直径を示している。図２中のＤ７は、孔２５２の横断面に内接する内接円Ｃ７の直径を示している。【００２３】
第１部材１００の柱状部１０２の横断面と、第２部材２５０の孔２５２の横断面は、共に正方形であって、その大きさも等しい。従って、第１部材１００の柱状部１０２の横断面の外接円径Ｄ１は、第２部材２５０の孔２５２の横断面の外接円径Ｄ６と等しく、第２部材２５０の孔２５２の横断面の内接円径Ｄ７よりも大きい。また、第１部材１００の柱状部１０２の横断面の内接円径Ｄ２は、第２部材２５０の孔２５２の横断面の内接円径Ｄ７と等しく、第２部材２５０の孔２５２の横断面の外接円径Ｄ６よりも小さい。また、第１部材１００の先端面１２８の外接円径Ｄ３は、第２部材２５０の孔２５２の内接円径Ｄ７よりも小さい。
第１部材１００の柱状部１０２の側面１２４は、第２部材２５０の孔２５２の側面よりも、硬度が高くされている。【００２４】
図９は、第１部材１００の柱状部１０２を、第２部材２５０の孔２５２に圧入した様子を示している。先に説明したように、第１部材１００の柱状部１０２の横断面の外接円径Ｄ１は、第２部材２５０の孔２５２の横断面の内接円径Ｄ７よりも大きく、第１部材１００の柱状部１０２の横断面の内接円径Ｄ２は、第２部材２５０の孔２５２の横断面の外接円径Ｄ６よりも小さい。従って、柱状部１０２を孔２５２に圧入する際に、両者を軸回りに４５度の位相差を持って圧入することにより、柱状部１０２の側面１２４の一部（詳しくは峰１１４の近傍）は孔２５２の側面に当接するとともに、柱状部１０２の側面１２４の一部は孔２５２の側面から離間して隙間２８０が形成される。柱状部１０２の側面１２４の方が孔２５２の側面よりも硬度が高いことから、柱状部１０２の峰１１４が孔２５２の側面に食い込むこととなり、孔２５２の側面は大きく塑性変形する。なお、柱状部１０２の側面１２４も程度は小さいが塑性変形する。柱状部１０２の先端１０２ａ側には、峰１１４や側面１２４が傾斜しているテーパ部１０２ｂが設けられているので、第２部材２５０の塑性変形された部分は、下方にはそれほど流動せず、柱状部１０２と孔２５２の間の隙間２８０内に多く流動する。その隙間２８０に塑性流動した部分２８２は、加工硬化することによって、その硬度が高まっている。第２部材２５０の塑性変形部分２８２が隙間２８０内に流動するとともに、塑性変形に伴う加工硬化によって、第１部材１００と第２部材２５０は強固に締結される。【００２５】
第１部材１００の柱状部１０２は、その横断面が正方形であるものに限定されない。同じく、第２部材２５０の孔２５２は、その横断面が正方形であるものに限定されない。柱状部１０２の横断面と孔２５２の横断面のそれぞれを、三角形、四角形、五角形、・・・、のいずれかにしてもよい。柱状部１０２の横断面と孔２５２の横断面は、互いに同一の形状や寸法であってもよいし、互いに同一の形状で互いに異なる寸法であってもよいし、互いに異なる形状や寸法であってもよい。いずれの場合においても、柱状部１０２の横断面の外接円径Ｄ１が孔２５２の横断面の内接円径Ｄ７よりも大きく、柱状部１０２の横断面の内接円径Ｄ２が孔２５２の横断面の外接円径Ｄ６よりも小さくするとよい。それにより、柱状部１０２の側面１２４の一部は孔２５２の側面に当接するとともに、柱状部１０２の側面１２４の一部は孔２５２の側面から離間して隙間２８０が形成されるように、柱状部１０２を孔１５２に圧入することができる。【００２６】
（実施形態３）
本発明の実施形態３について図面を参照して説明する。本実施形態では、図１０に示す第１部材３００と第２部材３５０を締結する技術について説明する。図１０に示すように、第１部材３００には、軸Ｍ１に沿って伸びる柱状部３０２が形成されている。第２部材３５０には、軸Ｍ２に沿って伸びる孔３５２が形成されている。第１部材３００の柱状部３０２を、第２部材３５０の孔３５２に圧入することによって、第１部材３００と第２部材３５０を互いに締結する。柱状部３０２を孔３５２に圧入する際には、柱状部３０２の先端３０２ａ側を、孔３５２の一端３５２ａ側から圧入する。【００２７】
図１０、図１１に示すように、第１部材３００の柱状部３０２は、軸Ｍ１に垂直な断面（横断面）が円径である円柱形状を有している。柱状部３０２の横断面は軸Ｍ１方向に沿って一定であり、その径はＤ１である。柱状部３０２の横断面は円形であることから、柱状部３０２の横断面に外接する外接円の径と、柱状部３０２の横断面に内接する内接円の径も、共にＤ１となる。
図１０、図１２に示すように、第２部材３５０の孔３５２は、軸Ｍ２に垂直な断面（横断面）が正方形をしている。孔３５２の一端３５２ａ側には、テーパ部３５２ｂが形成されている。テーパ部３５２ｂでは、一端３５２ａ側ほど横断面が拡大しており、孔３５２の側面が軸Ｍ２に対して傾斜している。図１２中のＤ６は、孔３５２の横断面に外接する外接円Ｃ６の直径を示している。図１２中のＤ７は、孔３５２の横断面に内接する内接円Ｃ７の直径を示している。図１２中のＤ８は、孔３５２の一端３５２ａにおける横断面に内接する内接円Ｃ８の直径を示している。【００２８】
第１部材３００の柱状部３０２の径Ｄ１は、第２部材３５０の孔３５２の内接円径Ｄ７よりは大きく、第２部材３５０の孔３５２の外接円径Ｄ６よりは小さい。また、孔３５２のテーパ部３５２ａでは、孔３５２の一端３５２ａにおける内接円径Ｄ８が、第１部材３００の柱状部３０２の径Ｄ１よりも大きくなるように、孔３５２の横断面が拡大されている。換言すれば、孔３５２のテーパ部３５２ａでは、柱状部３０２の圧入方向に向けて、孔３５２の横断面が縮小されている。
第１部材３００の柱状部３０２の側面３２４は、第２部材３５０の孔３５２の側面よりも、硬度が低くされている。【００２９】
図１３、図１４は、第１部材３００の柱状部３０２を、第２部材３５０の孔３５２に圧入した様子を示している。図１３に示すように、この圧入工程では、第２部材３５０を金型３９０等で支持した状態で、柱状部３０２の軸Ｍ１と孔３５２の軸Ｍ２を一致させ、第１部材３００と第２部材３５０を軸Ｍ１、Ｍ２に沿って相対的に接近させていく。先に説明したように、柱状部３０２の径Ｄ１は、孔３５２の内接円径Ｄ７よりも大きく、孔３５２の外接円径Ｄ６よりも小さい。従って、図１４に示すように、柱状部３０２を孔３５２に圧入すると、柱状部３０２の側面３２４の一部は孔３５２の側面に当接するとともに、柱状部３０２の側面３２４の一部は孔３５２の側面から離間して隙間３８０が形成される。柱状部３０２の側面３２４の方が、孔３５２の側面よりも硬度が低いことから、柱状部３０２の側面３２４は大きく塑性変形する。なお、孔３５２の側面も程度は小さいが塑性変形する。孔３５２の一端３５２ａ側には、側面が傾斜しているテーパ部３５２ｂが設けられているので、第１部材３００の塑性変形された部分は、上方にはそれほど流動せず、柱状部３０２と孔３５２との間の隙間３８０内に多く流動する。その隙間３８０に塑性流動した部分３８２は、加工硬化することによって、その硬度が高まっている。第１部材３００の塑性変形部分３８２が隙間３８０内に流動するとともに、塑性変形に伴う加工硬化によって、第１部材３００と第２部材３５０は強固に締結される。【００３０】
第２部材３５０の孔３５２は、その横断面が正方形であるものに限定されない。第２部材３５０の孔３５２は、その横断面が三角形、四角形、五角形、・・・、のいずれであってもよい。いずれの場合であっても、孔３５２の横断面は、その外接円径Ｄ６が柱状部３０２の径Ｄ１よりも大きいとともに、その内接円径Ｄ２が柱状部３０２の径Ｄ１よりも小さい形状であればよい。それにより、柱状部３０２の側面３２４の一部は孔３５２の側面に干渉するとともに、柱状部３０２の側面３２４の一部では孔３５２の側面との間に隙間３８０が形成されるように、柱状部３０２を孔３５２に圧入することができる。【００３１】
（実施形態４）
本発明の実施形態４について図面を参照して説明する。本実施形態では、図１５に示す第１部材１００と第２部材１５０を締結する技術について説明する。実施形態１と比較して、第１部材１００と第２部材１５０はそれぞれ同一であるが、挿入部材４００を介装させる点で相違する。挿入部材４００は、内孔４０２を有するリング状の部材である。挿入部材４００は、金属製でも非金属製であってもよい。挿入部材４００は、第１部材１００と第２部材１５０よりも、硬度が低いことが好ましい。【００３２】
図１６は、第１部材１００の柱状部１０２を、第２部材２５０の孔２５２に圧入した様子を示している。図１６に示すように、柱状部１０２の側面１２４の一部（詳しくは峰１１４の近傍）は孔２５２の側面に食い込んでいるとともに、柱状部１０２の側面１２４の一部は孔２５２の側面から離間している。そして、変形した挿入部材４００が、柱状部１０２の側面１２４と孔２５２の側面との隙間を充填している。それにより、第１部材１００と第２部材１５０はより強固に締結される。【００３３】
（実施形態５）
最初に、後述する実施形態５の主要な特徴を記載する。
（特徴１）柱状部材１２の下端側には、軸１８方向に伸びるとともに周方向に繰り返す突起１６群が形成されている。突起１６には、峰の高さが一定の高さ一定部位１９と、峰の高さが上方に向かって一様に変化する高さ変化部２０が設けられている（図２１参照）。
（特徴２）柱状部材１２には、軸方向と周方向に伸びる一対の第１当接面２５が形成されている。一方の第１当接面２５と他方の第１当接面２５は、柱状部材１２の軸１８を挟んで対称な位置に配されている。さらに柱状部材１２には、軸方向と周方向に伸びるとともに、第１当接面２５と位相が９０度ずれた一対の第２当接面２６が形成されている。
（特徴３）柱状部材１２は、筒状部材１４よりも高い硬度の素材から製造されている。
（特徴４）筒状部材は、型治具の円形状凹部にセットされる。
（特徴５）柱状部材１２と筒状部材１４を締結するときには、柱状部材１２を筒状部材１４に向けて降下させる。筒状部材１４の塑性変形された部分は、柱状部材１２に突起１６の高さ変化部２０と、テーパ面４１が設けられているので、下方にはそれほど流動せず、流動しながら突起１６と突起１６との間の溝１７内に入り込んでゆく。筒状部材１４と柱状部材１２の突起１６が塑性変形することによって、双方の変形部分に加工硬化が生じる。筒状部材１４の塑性変形部分が柱状部材１２の溝１７内に十分に入り込むことと、塑性変形にともなう加工硬化によって、柱状部材１２と筒状部材１４は強固に締結される。【００３４】
本発明の実施形態５について、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、図１７に示す柱状部材１２と、図１８に示す筒状部材１４を圧入によって締結する。以下においては、図１７の上下が、柱状部材１２と筒状部材１４の上下と対応しているものとする。
図１７、図１９に示すように、柱状部材１２の下端側には、軸１８方向に伸びるとともに周方向に繰り返す突起１６群が形成されている（セレーションが形成されている）。図１９に良く示すように、突起１６と突起１６の間には、溝１７が形成されている。図２１に示すように、突起１６には、峰の高さが一定の部位１９（以下、「高さ一定部１９」と言う）と、峰の高さが上方に向かって一様に増加（変化）する部分２０（以下、「高さ変化部２０」と言う）が設けられている。高さ変化部２０の上端部２２、すなわち高さ変化部２０が高さ一定部１９に連続する部位には、アール（丸み）が付けられている。【００３５】
突起１６の下方には、横断面が円形状であるとともに、半径が上方に向かって一様に増加するテーパ状の部分４１（以下、「テーパ面４１」と言うことがある）が設けられている。突起１６の高さ変化部２０は、その終端２９で高さがゼロになることによって、テーパ面４１に連続している。テーパ面４１は、先端に形成されている先端面２４に連続している。柱状部材１２では、テーパ面４１と突起の高さ変化部２０において、柱状部材１２の圧入方向に向けて横断面が一様に縮小している。
突起１６の高さ変化部２０と、テーパ面４１の側面形状は、図２１では直線状になっているが、それに限られるものではない。例えば、高さ変化部２０とテーパ面４１の側面形状が曲面状であってもよい。突起１６の高さ変化部２０の上端部２２は、高さ一定部１９に滑らかに連続していればよく、必ずしもアール状でなくてもよい。
図２０に示すように、突起１６の一方の側面２７は、直径方向と一致している。突起１６の他方の側面２８は、一方の側面２７に対して傾斜している。【００３６】
図１９に示すように、柱状部材１２には、その軸１８方向に伸びる一対の第１当接面（壁）２５が形成されている。一方の第１当接面２５と他方の第１当接面２５は、柱状部材１２の軸１８を挟んで対称な位置に配されている。第１当接面２５の面は、柱状部材１２の軸１８を中心とする円柱を仮定した場合、その外周面と一致している。さらに柱状部材１２には、第１当接面２５と同形状であるとともに、同様に配置された第２当接面２６が形成されている。第１当接面２５と第２当接面２６の位相は、９０度ずれている。
柱状部材１２の軸１８に垂直な断面に外接する外接円の径Ｄ１（以下、単に外径Ｄ１という）は、筒状部材１４の内径Ｄ６（図１８参照）よりも大きい寸法に設定されている。柱状部材１２の先端面２４の直径Ｄ３は、筒状部材１４の内径Ｄ６よりも小さい寸法に設定されている。柱状部材１２の軸１８に垂直な断面に内接する内接円の径、即ち、柱状部材１２の溝１７の各底面２３を含む円の直径（以下「底面径Ｄ２」と言う）は、筒状部材１４の内径Ｄ６よりも大きい寸法に設定されている。なお、底面径Ｄ２は、筒状部材１４の内径Ｄ６よりも小さい寸法に設定することもできる。
柱状部材１２は、鍛造品であり、筒状部材１４よりも高い硬度の素材から製造されている。柱状部材１２の突起１６と突起１６の根本部分に、例えば高周波焼き入れ等を施し、突起１６とその根本部分の硬度を筒状部材１４よりも高くすることもできる。柱状部材１２と筒状部材は、例えば、スチール製や、アルミニウム製や、銅製とすることができる。【００３７】
柱状部材１２と筒状部材１４を締結する準備として、図２２、図２３に示すように、筒状部材１４を型治具（金型）３０の円形状凹部３９にセットする。筒状部材１４の上面３３は、型治具３０の上面３４よりも低く配置されている。筒状部材１４は、その外周面３１が型治具３０の内周面３２とほとんど隙間が無い状態で、型治具３０にセットされる。型治具３０は、支持台（図示省略）に固定されている。
図２２に示すように、柱状部材１２は、型治具３０にセットされた筒状部材１４の上方に、昇降機構（図示省略）が支持した状態で配置されている。柱状部材１２と筒状部材１４を締結するときには、柱状部材１２を降下させる。既に説明したように、先端面２４の直径Ｄ３は、筒状部材１４の内径Ｄ６よりも小さい寸法に設定されている。このため、柱状部材１２が降下すると、図２４に示すように、柱状部材１２のテーパ面４１と筒状部材１４の内周上縁３６が接触する。また、溝１７の底面径Ｄ２は、筒状部材１４の内径Ｄ６よりも大きい寸法に設定されている。このため、柱状部材１２が降下してテーパ面４１が筒状部材３０の内周上縁３６に接触したときには、水平方向の位置関係において、筒状部材１４の内周面３５は、溝１７の底面２３よりも内側（軸側）に配置される。【００３８】
図２５は、柱状部材１２がさらに降下した状態を図示している。柱状部材１２の突起１６の峰の高さが、上方よりも下方で低いとともに、柱状部材１２の硬度の方が筒状部材１４のそれよりも高いので、突起１６は、筒状部材１４に食い込むようにして、筒状部材１４を多く塑性変形させながら降下してゆく。このときに、突起１６も筒状部材１４よりも程度は少ないが塑性変形する。柱状部材１２に側面形状が傾斜している高さ変化部２０とテーパ面４１が設けられているので、筒状部材１４の塑性変形された部分は、下方にはそれほど流動せず、溝１７内に流動しながら入り込んでゆく（流入してゆく）。筒状部材１４が下方に多少流動することによって、筒状部材１４には、凸状に塑性変形した部分７０が形成される（以下説明する図面では、この凸状に塑性変形した部分７０を省略している）。
図２６は、柱状部材１２が最下方位置に達して停止した状態を図示している。柱状部材１２の突起１６が筒状部材１４を塑性変形させ、筒状部材１４が型治具３０にセットされていて外方側に変形できないことから、筒状部材１４の上面３３は変形前よりも高く配置される。また、筒状部材１４の内周面３５も、変形前よりも内方側に配置される。図２７に示すように、筒状部材１４の塑性変形部分は、柱状部材１２の溝１７内に、十分に入り込む。また、筒状部材１４の突起１６が食い込んだ部分近傍と、柱状部材１２の突起１６が塑性変形することによって、双方の変形部分に加工硬化が生じる。このため、塑性変形部分の硬度が高くなる。従って、筒状部材１４の塑性変形部分が柱状部材１２の溝１７内に十分に入り込むことと、塑性変形にともなう加工硬化によって、柱状部材１２と筒状部材１４は強固に締結される。
これに対して、柱状部材１２に高さ変化部２０とテーパ面４１が設けられていないと、設けられている場合よりも筒状部材１４の内周部分が真下に多く押し退けられてしまう。このため、筒状部材１４の塑性変形部分の溝１７内に入り込む量が少なくなる。もちろん、テーパ面４１が設けられていなくても、筒状部材１４の塑性変形部分が溝１７内に入り込むので、柱状部材１２と筒状部材１４は確実に締結される。【００３９】
既に説明したように、突起１６の一方の側面２７は直径方向と一致しており、突起１６の他方の側面２８は一方の側面２７に対して傾斜している。従って、柱状部材１２と筒状部材１４の軸廻りの締結強度は、トルクの作用方向によって大小が生じる。例えば、図２７において、筒状部材１４を固定した場合、柱状部材１２に時計方向のトルクを加える方が、柱状部材１２に反時計方向のトルクを加えるよりも大きな締結強度を得られる。突起１６の他方の側面２８が直径方向に対して傾斜しているので、柱状部材１２に反時計方向のトルクを加えたときに、柱状部材１２と筒状部材１４との間に滑りが生じ易いからである。
既に説明したように、柱状部材１２が降下してそのテーパ面４１が筒状部材１４の内周上縁３６に接触したときに、筒状部材１４の内周面３５は、溝１７の底面２３よりも内側に配置される。このような関係が筒状部材１２の内径Ｄ６がばらついても保証されるように、柱状部材１２の先端面２４の直径Ｄ３と、底面２３の底面径Ｄ２が設定されている。従って、筒状部材１２の内径Ｄ６がばらついても、柱状部材１２が筒状部材１４の内周上縁３６に接触したときに、水平方向の位置関係において、筒状部材１４の内周面３５と溝１７の底面２３との間に隙間が生じない。筒状部材１４の内周面３５と溝１７の底面２３との間に隙間が生じないと、柱状部材１２がさらに降下して筒状部材１４が変形したときに、溝１７内に塑性変形部分が十分に入り込む。【００４０】
柱状部材１２の一方の第１当接面２５と他方の第１当接面２５との距離、および一方の第２当接面２６と他方の第２当接面２６との距離は、筒状部材１４の内径Ｄ６がばらついても、内径Ｄ６よりも僅かに大きくなるように設定されている。このため、柱状部材１２が降下して突起１６が筒状部材１４に食い込んでいるときに、第１当接面２５と第２当接面２６は、筒状部材１４の内周面３５に面同士で当接する。第１当接面２５と第２当接面２６は面同士で当接するので、突起１６のように筒状部材１４に食い込まない。従って、柱状部材１２と筒状部材１４は、内周面３５と、第１当接面２５と第２当接面２６とによって互いに案内されることによって、精度良く軸と軸が一致する。
上述したように、突起１６の高さ変化部２０の上端部２２にはアールが付けられている。このため、柱状部材１２が降下して突起１６の高さ変化部２０が筒状部材１４に接触している状態から、それに加えて突起１６の高さ一定部１９も筒状部材１４に接触する状態に移行したときに、柱状部材１２を降下させる力が急に低下するのが抑制される。従って、柱状部材１２の降下速度を制御するのが容易になる。柱状部材１２を降下させる力の変化を検出し、その変化から柱状部材１２の降下位置を推定することもできる。このようにすると、柱状部材１２の移動距離のみに基づいて圧入制御するよりも、正確な締結が可能になる。
一対の第１当接面２５と、一対の第２当接面２６との位相のずれは９０度に限られない。それらの位相のずれが９０度以外の角度であっても、それら当接面２５、２６は、柱状部材１２の軸と筒状部材１４の軸を精度良く一致させることができる。第１当接面２５や、第２当接面２６のような面は、５箇所以上設けることもできる。当接面を複数配置し、その配置を圧入時に当接面に作用する力のベクトル加算がゼロになるようにすることにより、柱状部材１２の軸と筒状部材１４の軸を精度良く一致させることができる。【００４１】
図２８に示すように、型治具３０の底部３７の外周部近傍に、周方向に一巡する底部溝３８を形成することもできる。このような底部溝３８を形成すると、図２９に示すように、筒状部材１４の塑性変形部分の一部が流動して底部溝３８に入り込む。底部溝３８の深さや、幅や、断面形状や、位置を設定することによって、塑性変形する量や、塑性変形範囲を調整することができる。塑性変形する量や、塑性変形範囲を調整することができると、硬度や加工硬化させる範囲を設定することができ、締結力が安定する。この種の型治具３０は、先に説明した実施形態１から４においても利用することができる。
図３０に示すように、型治具３０を用いずに柱状部材１２と筒状部材１４を締結することもできる。この場合には、支持台４０上で筒状部材１４を位置決めしておく。型治具３０を用いなくても、筒状部材１４の肉厚（外周面３１と内周面３５との距離）が大きい場合や、筒状部材１４の硬度が柱状部材１２の硬度よりも大幅に小さい場合には、柱状部材１２の溝１７に筒状部材１４の塑性変形部分を十分に入り込ませることができる。
柱状部材１２は、円柱状であることに限られず、角柱状であってもよい。筒状部材１４は、円筒状でなくてもよい。例えば、筒状部材１４の内周面が多角形状であってもよい。【００４２】
発明者は、種々の条件で筒状部材１４と柱状部材１２を締結し、それらの硬度を測定した。以下、その結果について説明する。
図３１の上半分には、柱状部材１２の溝１７に筒状部材１４の塑性変形部分が入り込んだ状態の断面図が示されている。柱状部材１２は点線で示されており、筒状部材１４は実線で示されている。筒状部材１４は、深さにして約「２／３」溝１７に入り込んでいる。締結条件は、「δ／ｈ＝０．５」であり、高さ変化部２０とテーパ面４１を側面視したときの傾斜角度（軸１８方向に対する角度）は、３０度である。ここで、「δ」は、柱状部材１２の外径Ｄ１から、筒状部材１４の内径Ｄ６を差し引いた値の「１／２」である。すなわち、締結前の状態において、柱状部材１２と筒状部材１４を軸方向に重ね合わせた場合に、突起１６と筒状部材１４が重複している部分の直径方向の距離である。「ｈ」は、突起１６の峰の高さ（溝１７の深さ）である。従って、「δ／ｈ」が大きいほど、柱状部材１２と筒状部材１４の圧入代が大きいことになる。筒状部材１２の硬度測定は、（ａ）〜（ｆ）の６列について、各列の各ポイント（菱形で示されている）毎に行った。
図３１の下半分は、硬度測定結果をグラフにまとめている。グラフの横軸は、所定位置を基準に、（ａ）〜（ｆ）の各列に沿った距離に対応している。縦軸は、測定した硬度（ビッカース硬さＨｖ）に対応している。グラフ中の（ｍ）は、筒状部材１４の素材硬度（圧入前の硬度）を示している。グラフから明らかなように、締結後には（ａ）列〜（ｆ）列の全てについて硬度が高くなっている。全体的な傾向として、溝１７に深く入り込んだ部分の方が、より硬度が高くなる傾向を示している。【００４３】
図３２は、締結条件「δ／ｈ＝０．２５」、傾斜角度３０度で締結した場合の硬度測定結果を示している。図３２の上半分に示したように、筒状部材１４の塑性変形部分は、浅くにしか柱状部材１２の溝１７に入り込んでいない。「δ／ｈ」が「０．２５」と小さいためと考えられる。それでも、図３２の下半分のグラフから明らかなように、加工硬化が生じて硬度が高くなっている。
図３３は、締結条件「δ／ｈ＝０．７５」、傾斜角度３０度で締結した場合の硬度測定結果を示している。図３３の上半分に示したように、筒状部材１４は、深く溝１７に入り込んでいる。（ａ）列〜（ｆ）列の全てについて硬度が高くなっている。筒状部材１４が深く溝１７に入り込み、硬度が高くなっていることによって、柱状部材１２と筒状部材１４の軸廻りの締結強度は、本締結条件で締結した場合が最も大きくなる。
図３４は、締結条件が「δ／ｈ＝０．５」、傾斜角度が３０度の場合（図３１の場合と同条件）における、締結後の突起１６の硬度をまとめたグラフである。グラフの横軸は、突起１６の頂面から柱状部材１２の軸１８方向に向かう距離に対応している。グラフの縦軸は、測定した硬度（ビッカース硬さＨｖ）に対応している。グラフ中の実線は測定した硬度を示しており、点線は柱状部材１４の素材硬度を示している。突起１６の硬度は、距離が約２（ｍｍ）まではほぼ一定を維持し、さらに距離が大きくなると素材硬度まで急減している。【００４４】
上記した実施形態１から５で説明した締結技術は、種々の部材を締結するのに適用することができる。
図３５は、子部品４３〜４８を持つクランクシャフト４２を示している。子部品４３には、凹部５０が形成されている。子部品４４〜４７には、それぞれ凹部５０と複数の突起を持つセレーション５１が形成されている。子部品４８には、セレーション５１が形成されている。図３６は、セレーション５１が凹部５０に圧入されて子部品４３〜４８が締結され、クランクシャフト４２が完成した状態を示している。
従来、クランクシャフトは一体で製作されている。その場合に、図３６に示す隙間５２は、熱間鍛造加工されている。隙間５２を鍛造する型の幅は、薄くしようとしても限界がある。このため、クランクシャフトの軸方向長さを小さくすることができなかった。本発明の締結技術によれば、子部品４３〜４８を締結してクランクシャフト４２を完成させるので、隙間５２を熱間鍛造加工する必要がない。従って、クランクシャフト４２の軸方向長さを、従来よりも小さくすることができる。
また、Ｖ型エンジンのクランクシャフトでは、一体で製作した場合にツイスト工程が必要である。本発明の締結技術によれば、締結時に凹部とセレーションの軸廻りの位置関係を調整することができるので、ツイスト工程を省略することができる。
小部品４４〜４８をさらに複数の孫部品で構成し、それらの締結に本発明の技術を適用することもできる。【００４５】
図３７は、電動モータのシャフト部５３とフランジ部５４を示している。シャフト部５３には、セレーション５５が形成されている。図３８は、本発明の締結技術によって、シャフト部５３とフランジ部５４が締結された状態を示している。
図３９は、等速ジョイントのアウターレース５６とチューリップ５７を示している。アウターレース５６には、内周面にセレーション５８が形成されている。アウターレース５６のセレーションの内径は、その端部７２が開口に向かって徐々に拡経している。チューリップ５７の一端部７４は、徐々に縮径している。図４０に示すように、アウターレース５６とチューリップ５７は、本発明の締結技術によって締結されている。
図４１は、シャフト６０とリングギヤ６１が本発明の締結技術によって締結された状態を示している。シャフト６０の外周部には、セレーション６２が形成されている。これに対して、本発明の締結技術を採用しないと、図４２に示すようにボルト６５でシャフト６３とリングギヤ６１を締結しなければならず、部品点数が増加してしまう。【００４６】
本発明の締結技術は、上記以外にも、例えば、下記に示す部材同士の締結に好適に採用することができる。
（１）リヤアクスルシャフトの軸とフランジの締結（従来は、一体成形）。製造設備の小型化が可能になる。
（２）エンジンマニホールドとフランジの締結（従来は、溶接結合）。結合信頼性が向上する。
（３）ステアリング構成部品同士の締結（従来は、スプラインによる軽圧入締結）。締結強度が向上する。
（４）プロペラシャフトのジョイントヨークとシャフトの締結、あるいはトランスミッション構成部品同士の締結（従来は、電子ビーム溶接によって結合）。コストダウンが可能になるとともに、締結強度が向上する。
（５）軸部品と、底とフランジが付いた形状の部品の締結（例えば、車両のリアシャフト）。
筒状部材の内側に突起を形成し、その突起の峰の高さが低い側から圧入することによって柱状部材を塑性変形させ、筒状部材と柱状部材を締結することもできる。
本発明の締結技術によれば、突起の峰の高さが低い側から圧入するので、塑性変形が効率的に行われる。【００４７】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図１】
2008015734.tif 000003
【図２】
2008015734.tif 000004
【図３】
2008015734.tif 000005
【図４】
2008015734.tif 000006
【図５】
2008015734.tif 000007
【図６】
2008015734.tif 000008
【図７】
2008015734.tif 000009
【図８】
2008015734.tif 000010
【図９】
2008015734.tif 000011
【図１０】
2008015734.tif 000012
【図１１】
2008015734.tif 000013
【図１２】
2008015734.tif 000014
【図１３】
2008015734.tif 000015
【図１４】
2008015734.tif 000016
【図１５】
2008015734.tif 000017
【図１６】
2008015734.tif 000018
【図１７】
2008015734.tif 000019
【図１８】
2008015734.tif 000020
【図１９】
2008015734.tif 000021
【図２０】
2008015734.tif 000022
【図２１】
2008015734.tif 000023
【図２２】
2008015734.tif 000024
【図２３】
2008015734.tif 000025
【図２４】
2008015734.tif 000026
【図２５】
2008015734.tif 000027
【図２６】
2008015734.tif 000028
【図２７】
2008015734.tif 000029
【図２８】
2008015734.tif 000030
【図２９】
2008015734.tif 000031
【図３０】
2008015734.tif 000032
【図３１】
2008015734.tif 000033
【図３２】
2008015734.tif 000034
【図３３】
2008015734.tif 000035
【図３４】
2008015734.tif 000036
【図３５】
2008015734.tif 000037
【図３６】
2008015734.tif 000038
【図３７】
2008015734.tif 000039
【図３８】
2008015734.tif 000040
【図３９】
2008015734.tif 000041
【図４０】
2008015734.tif 000042
【図４１】
2008015734.tif 000043
【図４２】
2008015734.tif 000044
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月1日(2007.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と第２部材とが締結されている組部材の製造方法であり、
第１部材に柱状部を形成する工程と、
第２部材に孔を形成する工程と、
第１部材の柱状部を第２部材の孔に圧入する工程を備えており、
前記柱状部の軸に垂直な断面に外接する外接円の径は、前記孔の軸に垂直な断面に内接する内接円の径よりも大きく、
前記柱状部の軸に垂直な断面に内接する内接円の径は、前記孔の軸に垂直な断面に外接する外接円の径よりも小さく、
前記柱状部と前記孔のうちの側面の硬度が高い方には、その側面に軸方向に伸びる峰が周方向に繰返し形成されているとともに、柱状部の圧入方向に向けて軸に垂直な断面が縮小するテーパ部が形成されており、
前記軸方向に伸びる峰の高さは、圧入開始側に位置する端部において低く、反圧入開始側に位置する端部において高く、前記テーパ部では軸方向に一様に増加し、前記テーパ部よりも反圧入開始側に位置する部分では軸方向に一定に維持されている、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記柱状部と前記孔のうちの側面の硬度が高い方は、軸に垂直な断面が多角形となる形状を有しており、その多角形断面の角部によって前記峰が形成されていることを特徴とする請求の範囲１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記柱状部と前記孔のうちの側面の硬度が高い方は、その側面に軸方向に伸びる突起が周方向に繰返し形成されており、その突起によって前記峰が形成されていることを特徴とする請求の範囲１に記載の製造方法。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記軸方向に伸びる突起の峰から周方向両側に伸びる２つの傾斜面が、軸心と峰を通過する半径に対して非対称であることを特徴とする請求３に記載の製造方法。
【請求項６】
前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が高い方には、前記突起の峰と谷の中間高さを通過する円周に沿って部分的に伸びる壁が、回転対称をなす複数個所に形成されていることを特徴とする請求の範囲３又は５に記載の製造方法。
【請求項７】
第１部材の柱状部を第２部材の孔に圧入する際に、柱状部の側面と孔の側面よりも硬度の低い部材を、柱状部の側面と孔の側面との間に介在させることを特徴とする請求の範囲１から３、５及び６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
前記第１部材の柱状部の側面の方が、前記第２部材の孔の側面よりも硬度が高く、
第２部材の外周を金型で拘束した状態で、前記第１部材の柱状部を前記第２部材の孔に圧入することを特徴とする請求項１から３及び５から７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
前記第１部材の柱状部の側面の方が、前記第２部材の孔の側面よりも硬度が高く、
第２部材の端面の一部と外周を金型で拘束するとともに前記端面の残部が塑性流動可能な状態で、前記第１部材の柱状部を前記第２部材の孔に圧入することを特徴とする請求の範囲１から３及び５から７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】
第１部材と第２部材とが締結されている組部材であり、
前記請求の範囲１から３及び５から９のいずれかに記載の製造方法で製造されており、
前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が低い方には、前記柱状部の側面と前記孔の側面が離間するスペースに向けて塑性流動した塑性流動部が形成されていることを特徴とする組部材。
【請求項１１】
第１部材と第２部材とが締結されている組部材であり、
第１部材には柱状部が形成されており、
第２部材には前記柱状部が圧入されている孔が形成されており、
前記柱状部の側面と前記孔の側面は、周方向の一部の範囲で当接しているとともに一部の範囲で離間しており、
柱状部と孔のうちの側面の硬度が高い方には、その側面に軸方向に伸びる峰が周方向に繰返し形成されているとともに、柱状部の圧入方向に向けて軸に垂直な断面が縮小するテーパ部が形成されており、
前記軸方向に伸びる峰の高さは、圧入開始側に位置する端部において低く、反圧入開始側に位置する端部において高く、前記テーパ部では軸方向に一様に増加し、前記テーパ部よりも反圧入開始側に位置する部分では軸方向に一定に維持されており、
前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が低い方には、前記柱状部の側面と前記孔の側面が離間するスペースに向けて塑性流動した塑性流動部が形成されていることを特徴とする組部材。
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月27日(2009.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と第２部材とが締結されている組部材の製造方法であり、
第１部材に柱状部を形成する工程と、
第２部材に孔を形成する工程と、
第１部材の柱状部を第２部材の孔に圧入する工程を備えており、
前記柱状部の軸に垂直な断面に外接する外接円の径は、前記孔の軸に垂直な断面に内接する内接円の径よりも大きく、
前記柱状部の軸に垂直な断面に内接する内接円の径は、前記孔の軸に垂直な断面に外接する外接円の径よりも小さく、
前記柱状部と前記孔のうちの側面の硬度が高い方には、その側面に軸方向に伸びる峰が周方向に繰返し形成されているとともに、柱状部の圧入方向に向けて軸に垂直な断面が縮小するテーパ部が形成されており、
前記軸方向に伸びる峰の高さは、圧入開始側に位置する端部において低く、反圧入開始側に位置する端部において高く、前記テーパ部では軸方向に一様に増加し、前記テーパ部よりも反圧入開始側に位置する部分では軸方向に一定に維持されている、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記柱状部と前記孔のうちの側面の硬度が高い方は、軸に垂直な断面が多角形となる形状を有しており、その多角形断面の角部によって前記峰が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記柱状部と前記孔のうちの側面の硬度が高い方は、その側面に軸方向に伸びる突起が周方向に繰返し形成されており、その突起によって前記峰が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記軸方向に伸びる突起の峰から周方向両側に伸びる２つの傾斜面が、軸心と峰を通過する半径に対して非対称であることを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が高い方には、前記突起の峰と谷の中間高さを通過する円周に沿って部分的に伸びる壁が、回転対称をなす複数個所に形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の製造方法。
【請求項６】
第１部材の柱状部を第２部材の孔に圧入する際に、柱状部の側面と孔の側面よりも硬度の低い部材を、柱状部の側面と孔の側面との間に介在させることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
前記第１部材の柱状部の側面の方が、前記第２部材の孔の側面よりも硬度が高く、
第２部材の外周を金型で拘束した状態で、前記第１部材の柱状部を前記第２部材の孔に圧入することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
前記第１部材の柱状部の側面の方が、前記第２部材の孔の側面よりも硬度が高く、
第２部材の端面の一部と外周を金型で拘束するとともに前記端面の残部が塑性流動可能な状態で、前記第１部材の柱状部を前記第２部材の孔に圧入することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
第１部材と第２部材とが締結されている組部材であり、
前記請求項１から８のいずれかに記載の製造方法で製造されており、
前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が低い方には、前記柱状部の側面と前記孔の側面が離間するスペースに向けて塑性流動した塑性流動部が形成されていることを特徴とする組部材。
【請求項１０】
第１部材と第２部材とが締結されている組部材であり、
第１部材には柱状部が形成されており、
第２部材には前記柱状部が圧入されている孔が形成されており、
前記柱状部の側面と前記孔の側面は、周方向の一部の範囲で当接しているとともに一部の範囲で離間しており、
柱状部と孔のうちの側面の硬度が高い方には、その側面に軸方向に伸びる峰が周方向に繰返し形成されているとともに、柱状部の圧入方向に向けて軸に垂直な断面が縮小するテーパ部が形成されており、
前記軸方向に伸びる峰の高さは、圧入開始側に位置する端部において低く、反圧入開始側に位置する端部において高く、前記テーパ部では軸方向に一様に増加し、前記テーパ部よりも反圧入開始側に位置する部分では軸方向に一定に維持されており、
前記柱状部の側面と前記孔の側面のうちの硬度が低い方には、前記柱状部の側面と前記孔の側面が離間するスペースに向けて塑性流動した塑性流動部が形成されていることを特徴とする組部材。
【国際調査報告】
2008015734.tif 000045
2008015734.tif 000046
2008015734.tif 000047
2008015734.tif 000048
2008015734.tif 000049
2008015734.tif 000050