JP2014155991A - 二部材の接合構造、二部材の接合方法およびこれを利用した自動車のステアリングシャフトのシャフト部と継手部を構成するヨーク間の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】特に同一軸線上に配置された第１の部材と第２の部材とを、二重に接合強度を維持させる接合構造を提供する。
【解決手段】二部材の接合構造１０は、第１の部材１１と第２の部材１２とを接合する構造であり、第１の部材１１の第２の部材１２側端面には摩擦圧接面Ｆ１を形成し、第２の部材１２の端面には第１の部材１１の摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接される摩擦圧接面Ｆ２を備えると共に、当該第２の部材１２の摩擦圧接面Ｆ２の第１の部材１１側に、第１の部材１１の外周面との間に摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙１２Ｂを有する筒状の壁部１２Ａを設け、摩擦圧接された第１の部材１１の外周部と第２の部材１２の壁部１２Ａとを機械的接合手段Ｍで接合して構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は二部材の接合構造に関し、さらに詳しくは、２つの部材の接合部において、ねじり方向の力が作用する場合や、引張ないし圧縮方向の力が作用する場合や、曲げ方向の力が作用する場合等に本発明を利用でき、殊に、ねじり方向の力が作用する例えば自動車のステアリングシャフトのシャフト部と継手部を構成するヨーク部間の接合に好適な二部材の接合構造に関する。

第1の部材と第２の部材同士を接合して連結する手段としては、ＭＩＧ溶接等のアーク溶接による連結構造が知られている。
この溶接接合による第1の部材と第２の部材同士の接合部では既知の適切な継手構造にて溶接が施される。例えば、接合する二部材の端部同士を当接させ、その部位の周囲を全周溶接する形態がある。

また、２つの部材同士を接合する手法の他の一つとして摩擦圧接が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
この特許文献１に開示された防護柵用支柱では、車道脇に固定される台座にジョイント部材を介して支柱を固着する際に、円筒状のジョイント部材と台座の平面部とが摩擦圧接により接合された構成となっている。
また特許文献２によれば、中空状の連結棒と接合部を円筒状としたエンド部材とが摩擦圧接により接合された例が開示されている。

ところで、摩擦圧接は、２つの部材のうち、例えば一方の部材を固定しておいて、他方の部材に所定の圧力（摩擦圧力）を加えた状態で、高速で回転または摺動させ、そのときに生じる摩擦熱により両部材が軟化した時点で、さらに圧力を加えることで２つの部材を接合する方法である。
そして、摩擦圧接は、接合しようとする面同士の摩擦熱によって接合面全体が同時に接合される。さらに、摩擦圧接は、前記ＭＩＧ溶接やＴＩＧのように溶融接合する部分に対して線状に順次接合を進めるものでないため、短時間に接合が完了する。
このため、接合時における接合部での熱移動等の解析も容易で熱影響による部材の変形も少ない利点があり、近年では、広範な分野で利用されている。

特開２０１１−１６９４号公報 特開平１１−１５６５６２号公報

上記の通り摩擦圧接法によれば短時間で接合ができ作業効率の良い接合方法であるが、本発明は継手の健全性をさらに向上することを課題とし、二重に接合をおこなうものである。

例えば、第1の部材である自動車のステアリングシャフトのシャフト部と、第二部材である自在継手部を形成するヨーク間にあっては摩擦圧接ないし溶接で両者を接合する場合、この接合部に何らかの接合不良が発生した場合でも接合強度を維持できる工夫が求められている。

本発明は、上述した課題を改善するためのものであり、特に、同一軸線上に配置された第１の部材と第２の部材とを、二重に接合強度を維持させる接合構造を提供することを目的としたものであり、２つの部材同士を摩擦圧接により第1の接合とするとともに、これら二部材同士を機械的接合方法でさらに第２の接合として、二重の接合を施し接合部をより確実にするものである。
本発明は、ステアリングシャフトのシャフト部と自在継手部を形成するヨーク部の接合に最適に利用できるが、これ以外の二部材の接合部であっても摩擦圧接接合が可能な構造への適用が可能とした構造を提供する。
なお、第１の部材は中空部を有する部材であっても中空部の形成されない中実材でも適用可能である。また、第２の部材も同様である。
さらに、摩擦圧接に際してのバリ排出の有無、バリを排出させる場合での排出方法を特定するものではない。

前記目的を達成するために、本願発明の二部材の接合構造は、第１の部材と第２の部材との接合構造であって、
前記第１の部材の端面には摩擦圧接面を形成し、
前記第２の部材の端面には前記第１の部材の摩擦圧接面と摩擦圧接される摩擦圧接面を備えると共に、当該第２の部材の前記第１の部材側に、前記第１の部材の外周面と対向する壁部を設け、
摩擦圧接された前記第１の部材の外周部と前記第２の部材の壁部とを機械的接合手段で接合してなることを特徴とする。

また、本願発明のステアリングシャフトは、ステアリングホイールに連結されたシャフト部および継手部を備えると共にこの両者を接合する接合構造として前記請求項１ないし請求項１１のいずれか一つに記載した二部材の接合構造を適用してなるステアリングシャフトであって、
前記第１の部材が前記ステアリングシャフトのシャフト部とされ、前記第２の部材が前記継手部を構成するヨークとされていることを特徴とする。

また、本願発明の二部材の結合方法は、第１の部材と第２の部材との接合方法であって、
前記第１の部材の端面に摩擦圧接面が形成されると共に前記第２の部材の端面に前記摩擦圧接面と摩擦圧接される摩擦圧接面が形成され、前記第２の部材の前記第１の部材側には当該第１の部材１１の外周面と対向する壁部が設けられた前記第１の部材と前記第２の部材を予め準備する第１工程と、
前記第１の部材の摩擦圧接面と前記第２の部材の摩擦圧接面を摩擦圧接する第２工程と、
前記第１の部材と前記第２の部材とを、前記第２の部材の壁部と前記第１の部材とを機械的接合手段で接合してなる第３工程を有することを特徴とした。

本発明は、以上に説明したような構成となっているので、第１の部材の端面および第２の部材の端面同士が摩擦圧接された後、第２の部材の壁部と第１の部材とが機械的接合手段で接合される。第１の部材と第２の部材からなる二部材が二重の接合を施される結果、より確実な接合となり二重の接合強度が維持される。

本発明に係る二部材の接合構造の第１実施形態を示し、第１の部材と第２の部材とを接合する前の段階を表す分解図であり、第１の部材が中実で外側スプラインを有するタイプの場合である。 図１に示した状態から第１の部材を第２の部材の円筒状に形成した壁部内に挿入し、両部材を摩擦圧接した状態を示す一部断面の全体側面図である。 図２の状態から第２の部材の壁部をかしめて第１の部材と第２の部材とを接合した状態を示す一部断面の全体側面図である。 図３におけるIV−IV線に沿って断面した縦断面図である。 本発明に係る二部材の接合構造の第２実施形態を示し、第１の部材と第２の部材とを接合する前の段階を表す分解図であり、第１の部材が中実で一端部のみに外側スプラインを有するタイプの場合である。 図５に示した状態から第１の部材を第２の部材に挿入し、両部材を摩擦圧接した状態を示す一部断面の全体側面図である。 図６の状態から第２の部材の壁部をかしめて第１の部材と第２の部材とを接合した状態を示す一部断面の全体側面図である。 図７におけるVIII−VIII線に沿って断面した縦断面図である。 本発明に係る二部材の接合構造の第３実施形態を示し、第１の部材と第２の部材とを摩擦圧接した後、第２の部材の壁部と第１の部材とを固定ピンで接合する前の状態を表す一部断面の全体側面図であり、第１の部材が中実で外側スプラインを有するタイプの場合である。 図９の状態から第２の部材の壁部と第１の部材とを固定ピンで接合した状態を示す一部断面の全体側面図である。 図１０におけるXI−XI線に沿って断面した縦断面図である。 本発明に係る二部材の接合構造の第４実施形態を示す一部断面の全体側面図であり、第１の部材が中実の場合である。 本発明に係る二部材の接合構造の固定ピンの打込み手順を図９、図１０、図１１に示した実施態様を例に表し、図１３（Ａ）は固定ピンを構成するピン部を第２の部材および第１の部材へ打込んだ状態、図１３（Ｂ）はピン部の上部に固定ピンの頭部を形成する状態を示す縦断面図である。 本発明に係る二部材の接合構造の第５実施形態を示す一部断面の全体側面図を示し、第３実施形態の接合の固定ピンに換えてブラインドリベットを利用する例であり、第１の部材が中空でかつ一端部に内側スプラインを有するタイプの場合である。 本発明に係る二部材の接合構造の第６実施形態を示す一部断面の全体側面図であり、第１の部材が中実で外側スプラインを有するタイプの場合である。 図１５におけるXVI−XVI線に沿って断面した縦断面図である。 各実施形態における第１の接合である摩擦圧接の他の例を示す第７実施形態を示す部分断面図である。 各実施形態における第１の接合である摩擦圧接の他の例を示す第８実施形態を示す部分断面図である。 本発明に係る二部材の接合構造をステアリング装置のステアリングシャフトに適用した例を示す全体斜視図である。 図１９のステアリングシャフトの詳細を示す側面図である。 本発明に係る二部材の接合構造をプロペラシャフト等の回転力伝達装置に適用した例を示す側面図である。

［構成の説明］
以下に、図１〜図４を参照して、本発明に係る二部材の接合構造の第１実施形態を詳細に説明する。

図１は、本第１実施形態の二部材の接合構造（以下、単に接合構造）１０を構成する第１の部材１１と第２の部材１２とを接合する前の段階を表す分解図である。
図１において符号Ｆ１は第１の部材１１の端面に形成した摩擦圧接面である。
また、符号Ｆ２は第２の部材１２に形成した摩擦圧接面であり、第１の部材１１の摩擦圧接面Ｆ１と対向するように形成されている。
符号１２Ａは第２の部材１２に形成された壁部であり、摩擦圧接面Ｆ１、Ｆ２が摩擦圧接された場合に第１の部材１１の外周面と対向するように形成されている。そして、本実施形態にあっては円筒状に形成されている。
この壁部１２Ａは第２の接合を行う目的で形成されるものであり、必ずしも円筒状である必要はなく第２の接合の必要な部分にのみ形成されていれば充分である。
図２は、図１に示した状態から第１の部材１１を第２の部材１２の第1の部材側に向かう円筒状の壁部１２Ａに挿入し、両部材１１，１２を摩擦圧接した状態を示す図である。
図３は、図２の状態から第２の部材１２の壁部１２Ａをかしめて第１の部材１１と第２の部材１２とを接合した状態を示す図である。図４は、かしめた状態を縦断面として表した図である。

これらの図１〜図４に示すように、本第１実施形態の接合構造１０は、同一軸線上に配置された第１の部材１１と第２の部材１２とを、第1の接合手段としての摩擦圧接接合手段Ｆと、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍとで二重に接合する構造としたものであり、接合部をより確実に結合したものである。
そして、機械的接合手段Ｍとして、かしめ加工による接合を適用したものである。

なお、第１の部材１１と第２の部材１２とは、それぞれが、例えば、アルミニウムまたはアルミ合金で形成されている。また、以下に説明する第２〜第６実施形態の接合構造２０等の第１の部材２１と第２の部材２２等も、それぞれが、例えば、アルミニウムまたはアルミ合金で形成されている。

第１の部材１１は、その外周面が断面円形状に形成されており、この外周面には、当該第１の部材１１の軸線方向に沿った凹溝を構成する外側スプライン１１Ａが形成されている。
ただし、この外側スプライン１１Ａは、第１の部材１１の全長にわたって形成されている必要はない。第２の部材１２との接合部、つまり、第２の部材１２の前記壁部１２Ａ内に収容される部位と、他の必要部分に形成されていればよいものである。

第２の部材１２における第１の部材１１側には、筒状の壁部１２Ａが形成されている。
そして、この壁部１２Ａの内周面と第１の部材１１の外周面、つまり外側スプライン１１Ａの頂部を含む隙間が、図２，３に示すように、前記摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙１２Ｂとなっている。
また、第２の部材１２の中心部にはバリ収容孔１２Ｄが形成されている。

なお、バリ収容空隙１２Ｂないしバリ収容孔１２Ｄは必要により形成すればよく、摩擦圧接により軟化した摩擦圧接面Ｆ１、Ｆ２同士をバリが出ないように圧着して接合する場合はバリ収容空隙１２Ｂないしバリ収容孔１２Ｄは不要になる。また、バリ収容空隙１２Ｂないしバリ収容孔１２Ｄのいずれか一方のみを形成することも可能である。

上記第１の部材１１において第２の部材１２側の端面は摩擦圧接面Ｆ１に形成されている。これに対して、上記第２の部材１２の上記摩擦圧接面Ｆ1側面には、上記摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接される摩擦圧接面Ｆ２が形成されている。
円筒状の壁部１２Ａは、第1の部材と第２の部材とを摩擦圧接のために摩擦加熱が可能なように回転ないし、両者を摩擦加熱させるための摺動ないし、振動が可能なように第1の部材の外周面との間に必要な隙間が形成される。
なお、本実施態様にあってはこの摩擦圧接面Ｆ２は、前記円筒状の壁部１２Ａの奥部面において内径寸法とバリ収容用の貫通孔１２Ｄの外径との間に形成されているリング状の平坦面となっている。

前記摩擦圧接接合手段Ｆは、以上に説明したように、また、図３，４に示すように、第１の部材１１の摩擦圧接面Ｆ１と、第２の部材１２に形成されている摩擦圧接面Ｆ２とを摩擦圧接により接合する手段である。

ここで、摩擦圧接は、前述したように、２つの部材、つまり第１の部材１１と第２の部材１２のうち、例えば第２の部材１２を固定しておいて、第１の部材１１に所定の摩擦圧力を加えた状態で、高速で回転または摺動させ、そのときに生じる摩擦熱により両部材１１，１２が軟化した時点で、さらに圧力（アプセット圧力）を加えることで第１の部材１１と第２の部材１２を接合する方法である。
そして、摩擦圧接は、接合しようとする面同士の摩擦熱によって接合されるもののため、接合面全体が同時に接合される。

第1の接合手段としての摩擦圧接接合手段Ｆにより接合された第１の部材１１と第２の部材１２とは、さらに、前述のように、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍで接合されている。

すなわち、本第１実施形態では、機械的接合手段Ｍとして、図３，４に示すように、かしめ加工１５が適用されている。
このかしめ加工１５は、第１の部材１１の長手方向に沿って形成された前記外側スプライン１１Ａのかしめ受け部を構成する谷部１１Ｂに向かって壁部１２Ａをその外周からかしめることにより施工され、これにより、第１の部材１１と第２の部材１２とが接合されるようになっている。

かしめ加工１５は、図示しない所定のかしめ用工具を使用して行われ、かしめ加工１５により生じた壁部１２Ａの第１の部材１１側の面の突起部１２Ｃが外側スプライン１１Ａの谷部１１Ｂに係合するように行われ（図４参照）、その係合により第１の部材１１と第２の部材１２とが接合され、その結果、このかしめ加工１５による接合でも、いずれか一方の部材に発生した回転トルクが他方の部材に充分に伝達されることになる。

以上に説明したように、第１の部材１１と第２の部材１２とは、第１の部材１１の摩擦圧接面Ｆ１と、第２の部材１２の摩擦圧接面Ｆ２とを摩擦圧接により接合する摩擦圧接接合手段Ｆと、かしめ加工１５により接合する機械的接合手段Ｍとによる二重の接合が施されており、接合部がより確実に結合されている。

次に、本第１実施形態における第１の部材１１と第２の部材１２との接合方法（手順）を説明する。
まず、第１工程として、図１に示すように、第１の部材１１と第２の部材１２とを予め準備しておく。この際、第１の部材１１の端面には摩擦圧接面Ｆ１が形成されており、第２の部材１２の端面には上記摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接される摩擦圧接面Ｆ２が形成されている。
そして、第２の部材１２の第１の部材１１側先端に筒状の壁部１２Ａが形成されており、この壁部１２Ａの内周面と第１の部材１１の外周面との間に、摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙１２Ｂが形成されている。

次に、第２工程として、図２に示すように、第1の接合として、摩擦圧接接合手段Ｆを構成する第１の部材１１の摩擦圧接面Ｆ１と第２の部材１２の摩擦圧接面Ｆ２を摩擦圧接して、両部材１１，１２を接合する。

さらに、第３工程として、摩擦圧接された第１の部材１１と第２の部材１２とを、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍを構成するかしめ加工１５により、当該第２の部材１２の壁部１２Ａを第１の部材１１の外側スプライン１１Ａの谷部１１Ｂに向けてかしめて、両部材１１，１２を接合する。
このかしめ加工１５は、第１の部材１１の長手方向に沿って形成された外側スプライン１１Ａの谷部１１Ｂに向けて壁部１２Ａの例えば２箇所を、所定のかしめ用工具等を利用してかしめることで行われる。
なお、かしめ加工１５を行う個数は１か所以上で、必要な接合強度により定められる。

この際、壁部１２Ａの第１の部材１１側面には、かしめ加工１５により壁部１２Ａの径方向に２個の突起部１２Ｃが形成され、これらの突起部１２Ｃが第１の部材１１の外側スプライン１１Ａの谷部１１Ｂに係合するようにかしめることで行われる。
その結果、第１の部材１１と第２の部材１２とが、摩擦圧接による接合とかしめ加工１５による接合との二重の接合となっている。

以上のような構成の第１実施形態の接合構造１０によれば、次のような効果が得られる。
（１）第１の部材１１の摩擦圧接面Ｆ１と、第２の部材１２の第１の部材１１側の摩擦圧接面Ｆ１に対向する位置に形成された第２摩擦圧接面Ｆ２とが第1の接合として摩擦圧接された後、第２の部材１２の壁部１２Ｂと第１の部材１１とが第２の接合手段としてかしめ加工１５により接合されるので、第１の部材１１と第２の部材１２との２部材が二重の接合を施される。その結果、第１の部材１１と第２の部材１２とがより確実な接合となり、二重の接合強度を維持することができる。

（２）かしめ加工１５は、第２の部材１２の壁部１２Ａをかしめて、壁部１２Ａの内周の突起部１２Ｃが外側スプライン１１Ａの谷部１１Ｂに係合するように行われるので、第１の部材１１に、突起部１２Ｃを係合させる部位を新たに設ける必要がなく、第１の部材１１の外側スプライン１１Ａを有効活用することができる。

（３）第２の部材１２の円筒状の壁部１２Ａの内周面（第１の部材１１側面）と第１の部材１１の外周面、つまり外側スプライン１１Ａとの間の隙間が、摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙１２Ｂとなっているので、バリＢを充分に排出できる。その結果、摩擦圧接を確実に行うことができる。

（４）第２の部材１２の中央にはバリ収容孔１２Ｄが摩擦圧接面Ｆ２に連通して形成されているので、摩擦圧接により生じるバリＢを充分に排出できる。その結果、第１の部材１１と第２の部材１２とを摩擦圧接する際に、バリＢが邪魔とならず、摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接面Ｆ２との摩擦圧接を確実に行うことができる。

（５）第１の部材１１と第２の部材１２とが、摩擦圧接とかしめ加工１５との二重の接合により接合されているので、接合不良や何らかの原因によりいずれかの接合に故障が生じても、完全な破壊を生じることがなくなり、その結果、不測の事態を避けることができる。

（６）第１の部材１１と第２の部材１２とが、摩擦圧接とかしめ加工１５との二重の接合により接合されているので、いずれかの部材に加わった回転負荷を、二つの部材１１，１２が分担した状態となり、各部材１１，１２のそれぞれに掛かる負担を軽くすることができる。その結果、第１の部材１１と第２の部材１２との長寿命化を図ることができる。

次に、図５〜８に基づいて、本発明に係る接合構造の第２実施形態を詳細に説明する。
なお、本第２実施形態および以下に説明する第３〜第８実施形態において、前記第１実施形態の構造および使用部材と同様のものには同じ符号を付し、異なった部材のみ説明する。

図５は、本第２実施形態の二部材の接合構造（以下、単に接合構造）２０を構成する第１の部材２１と第２の部材２２とを接合する前の段階を表す分解図である。図６は、図５に示した状態から第１の部材２１の摩擦圧接Ｆ１を第２の部材２２の摩擦圧接Ｆ２に当接させ、両部材２１，２２を摩擦圧接した状態を示す図である。図７は、図６の状態から第２の部材２２の壁部２２Ａをかしめて第１の部材２１と第２の部材２２とを接合した状態を示す図である。図８は、かしめた状態を縦断面として表した図である。

本第２実施形態の接合構造２０は、第１の部材２１と第２の部材２２とを、前記第１実施形態の接合構造１０と同様に、第1の接合手段としての摩擦圧接接合手段Ｆと、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍとで二重に接合する構造としたものである。
そして、機械的接合手段Ｍとして、かしめ加工による接合を適用したものである。

本第２実施形態の接合構造２０では、摩擦圧接接合手段Ｆが前記第１実施形態の接合構造１０の摩擦圧接接合手段Ｆと同じとなっているが、機械的接合手段Ｍとしてのかしめ加工２５、さらに詳しくは、かしめ加工２５の相手側が異なっている。

まず、第１の部材２１について説明する。第１の部材２１は、前記第１実施形態の第１の部材１１と同様に中実部材で形成されており、かつ第１の実施形態とは相違して外周にはスプラインは形成されてはいないが、その外径は略同じ外径寸法に形成されている。
しかし、第１の部材２１においては、第２の部材２２側の端部に上記第１の部材２１の周方向に沿って形成されたかしめ受け部を構成するリング状の凹溝２１Ｂが形成されている。この凹溝２１Ｂは所定幅に形成されると共にかしめ加工２５により生じる突起部２２Ｃの係合部を構成するものである。
また、第１の部材２１の他端面側には、所定範囲にわたって外側スプライン２１Ａが形成されている。この外側スプライン２１Ａは、前記第１実施形態の第１の部材１１の外側スプライン１１Ａと同じ形状に形成されている。そして、本実施形態にあってはスプライン部の谷径がスプラインのない部分の外径とほぼ同じである。

第２の部材２２は、前記第１実施形態の第２の部材１２と全く同じ構成となっている。
すなわち、第２の部材２２における第１の部材２１側の先端には、前記第１実施形態の第２の部材１２と同じように、円筒状の壁部２２Ａが形成されており、この壁部２２Ａの内周には、第１の部材の外周面との間に前記摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙２２Ｂが形成されている。
また、第２の部材２２の中心部にはバリ収容孔２２Ｄが形成されている。
なお、本実施形態においても第２の部材２２に形成される壁部２２Ａを円筒状に形成したが、必ずしも円筒状に形成しなくてもよく、第２の接合のために利用することが可能であればよい。例えば、第２の部材に一体的に構成され、第２の接合の目的に必要な強度を維持できるものであれば、その位置形状は任意に設計でき円筒状でなくとも部分的に壁部を形成したものとしてもよい。

第１の部材２１における第２の部材２２側の端面は、上述したように、摩擦圧接面Ｆ１に形成されている。これに対して、第２の部材２２の上記摩擦圧接面Ｆ1側面には、当該摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接される摩擦圧接面Ｆ２が形成されている。
円筒状の壁部２２Ａは第1の部材と第２の部材とを摩擦圧接のために摩擦加熱が可能なように回転ないし両者を摩擦加熱させるための摺動ないし振動が可能なように第1の部材の外周面との間に必要な隙間が形成される。
そして、摩擦圧接接合手段Ｆは、図６に示すように、第１の部材１１の摩擦圧接面Ｆ１と、第２の部材１２に形成されている摩擦圧接面Ｆ２とを摩擦圧接により接合する手段である。

第1の接合手段としての摩擦圧接接合手段Ｆにより接合された第１の部材２１と第２の部材２２とは、さらに、前述のように、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍで接合されている。

すなわち、本第２実施形態では、機械的接合手段Ｍとして、図６，７に示すような、かしめ加工２５が適用されている。
前記第１実施形態と本第２実施形態とも、機械的接合手段Ｍとしてかしめ加工が適用されているが、かしめ加工の相手側が異なっている。

前記第１実施形態では、第１の部材１１の全長にわたって形成された外側スプライン１１Ａの谷部１１Ｂに、かしめ加工１５による壁部１２Ａの突起部１２Ｃが係合するようにかしめていたが、本第２実施形態のかしめ加工２５では、第１の部材２１の円周方向に沿って形成されたリング状の凹溝２１Ｂに向けて、壁部２２Ａの外周をかしめ、その結果、形成される突起部２２Ｃを上記凹溝２１Ｂに係合させるかしめ加工となっている。

なお、第１ないし第２実施形態にあっては第２の部材のかしめによる変形部をスプラインの谷部または円周状に形成したリング状凹溝にかしめることで行ったが、第1の部材に事前に窪を形成したり、小孔を形成しておきこの部分に突起部１２Ｃないし２２Ｃを係合させるようにかしめてもよい。

かしめ加工２５は、図示しない所定のかしめ用工具を使用して行われ、図８に示すように、壁部２２Ａの径方向の少なくとも２箇所、実施形態では４箇所をかしめるように行われている。
この際、摩擦圧接によって生じたバリＢは上記リング状の凹溝２１Ｂにも入り込むが、かしめ加工２５により壁部２２Ａの突起部２２Ｃが凹溝２１Ｂ内のバリＢごとかしめるので、充分なかしめ効果を得ることができる。
なお、本実施形態にあっては図８に示すように部分的にかしめたが、リング状の凹溝２１Ｂに沿って、円筒状の壁部２２Ａを円周状にかしめてもよい。

次に、本第２実施形態における第１の部材２１と第２の部材２２との接合方法（手順）を説明する。
まず、第１工程として、図５に示すように、第１の部材２１と第２の部材２２とを予め準備しておく。この際、第１の部材２１の端面には摩擦圧接面Ｆ１が形成されており、第２の部材２２の端面には上記摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接される摩擦圧接面Ｆ２が形成されている。
そして、第２の部材２２の第１の部材２１側先端には円筒状の壁部２２Ａが形成されており、この壁部２２Ａの内周面と第１の部材２１の外周面との間に、両部材２１，２２の摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙２２Ｂが形成されている。

次に、第２工程として、図６に示すように、第１の部材２１の摩擦圧接面Ｆ１と第２の部材２２の摩擦圧接面Ｆ２を摩擦圧接して第1の接合を行い、両部材２１，２２を接合する。

さらに、第３工程として、図８に示すように、第１の部材２１と第２の部材２２とを、当該第２の部材２２の壁部２２Ａと第１の部材２１とを機械的接合手段Ｍとしてのかしめ加工２５により接合する。

このかしめ加工２５は、第１の部材２１の径方向に沿って形成されたリング状の凹溝２１Ｂに第２の部材２２の壁部２２Ａを、所定のかしめ用工具等を利用してかしめて行われる。

この際、壁部２２Ａの内径には、かしめ加工２５により径方向に例えば４個の突起部２２Ｃが形成され、これらの突起部２２Ｃが第１の部材２１の上記凹溝２１Ｂに係合するようにかしめることで行われる。その結果、第１の部材２１と第２の部材２２とが、摩擦圧接とかしめ加工２５による接合との二重の接合となっている。

以上のような構成の第２実施形態の接合構造２０によれば、前記（１）、（３）〜（６）と略同様の効果の他、次のような効果が得られる。
（７）第１の部材２１に形成されたリング状の凹溝２１Ｂは、第１の部材２１と第２の部材２１とを摩擦圧接した際には、第２の部材２２の壁部２２Ａのバリ収容空隙２２Ｂ内に位置しており、バリ収容空隙２２Ｂ内のバリＢは、かしめ加工２５により、このバリＢごとかしめられるので、バリＢとリング状の凹溝２１Ｂとの間に大きな摩擦力が生じ、その結果、充分なかしめ効果を得ることができる。

次に、図９〜１１に基づいて、本発明に係る二部材の接合構造（以下、単に接合構造）の第３実施形態を詳細に説明する。

図９は、本第３実施形態の二部材の接合構造（以下、単に接合構造）３０を構成する第１の部材３１と第２の部材３２とを第１の接合手段としての摩擦圧接による接合をした後、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍである固定ピンを打ち込む前の段階を表す分解図である。図１０は、図９に示した状態から固定ピンを打ち込んだ状態を示す図である。図１１は、固定ピンを打ち込んだ状態を縦断面として表した図である。

本第３実施形態の接合構造３０は、第１の部材３１と第２の部材３２とを、前記各実施形態と同様の第1の接合手段としての摩擦圧接接合手段Ｆと、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍとで二重に接合する構造としたものであり、接合部をより確実に結合したものである。
そして、機械的接合手段Ｍとして、固定ピンの打ち込みによる接合を利用したものである。

第１の部材３１は前記第１，２実施形態の第１の部材１１，２１と同様に中実部材で形成されており、その外周面に外側スプライン３１Ａが形成されている。
また、第２の部材３２は、その全体形状が、前記第１，２実施形態の第２の部材１２，２２と略同じ形状となっており、当該第２の部材３２の第１の部材３１側には円筒状の壁部３２Ａが形成されている。
そして、この円筒状の壁部３２Ａの内周面と第１の部材３１の外周面、つまり外側スプライン３１Ａの頂部を含む隙間が、図９〜１１に示すように、前記摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙３２Ｂとなっている。
また、第２の部材３２の中心部にはバリ収容孔３２Ｄが形成されている。

第１、第２の実施形態と同様に第１の部材３１と第２の部材３２との端面には、それぞれ摩擦圧接面Ｆ１、摩擦圧接面Ｆ２が形成されている。
そして、摩擦圧接接合手段Ｆは、上記両摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接面Ｆ２とを摩擦圧接により接合する手段である。

第1の接合手段としての摩擦圧接接合手段Ｆにより接合された第１の部材３１と第２の部材３２とは、さらに、前述のように、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍで接合されている。

すなわち、本第３実施形態では、機械的接合手段Ｍとして、図１０，１１に示すように、固定ピン３５による接合方法が適用されている。

第１の部材３１の摩擦圧接面Ｆ１寄りには、図９に示すように、径方向の対称位置に２箇所の固定ピン用穴３１Ｃがあけられている。
また、第２の部材３２において上記壁部３２Ａの先端側には、図９に示すように、径方向の対称位置に２箇所の固定ピン用孔３２Ｃがあけられている。この固定ピン用孔３２Ｃは、第１の部材３１にあけられている上記固定ピン用穴３１Ｃに対応している。

この固定ピン用穴３２Ｃと固定ピン用穴３１Ｃは摩擦圧接前に形成しておき、摩擦の際の回転ないし摺動を、両者３２Ｃ，３１Ｃが一致するように停止させるか、あるいは、摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接面Ｆ２とを摩擦圧接した後、固定ピン用孔３２Ｃと固定ピン用穴３１Ｃをドリル等で形成してもよい。
そして、固定ピン用孔３２Ｃと固定ピン用穴３１Ｃに固定ピン３５を打ち込むことで、第１の部材３１と第２の部材３２との機械的接合３５（Ｍ）が行われる。
なお、固定ピンとして頭３５ａのあるピンを用いたが、頭のないストレートのピンを使用してもよい。

なお、本第３実施形態においては、第１の部材３１と第２の部材３２の接合部３０を形成するために外側スプライン３１は必要なものではなく、前記第１の部材３１の接合部付近に外側スプライン３１が形成されていなくてもよいが、形成されていたとしても接合部３０を形成するのに支障はない。

次に、本第３実施形態における第１の部材３１と第２の部材３２との接合方法（手順）を説明する。

まず、第１工程として、図９，１０に示すように、第１の部材３１と第２の部材３２とを予め準備しておく。この際、第１の部材３１の端面には摩擦圧接面Ｆ１が形成されており、第２の部材３２の端面には上記摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接される摩擦圧接面Ｆ２が形成されている。
そして、第２の部材３２の第１の部材３１側先端には円筒状の壁部３２Ａが形成されており、この壁部３２Ａの内周面と第１の部材３１の外周面との間に、両部材３１，３２の摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙３２Ｂが形成されている。

次に、第２工程として、図９に示すように、第１の部材３１の摩擦圧接面Ｆ１と第２の部材２２の摩擦圧接面Ｆ２を摩擦圧接して第1の接合を行い、両部材３１，３２を接合する。

さらに、第３工程として、図１０，１１に示すように、第１の部材３１と第２の部材３２とを、当該第２の部材２２の壁部３２Ａと第１の部材３１とを機械的接合手段Ｍとしての固定ピン接合により接合する。
この固定ピンによる接合は、両者３１，３２Ａの摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接面Ｆ２とを摩擦圧接した後、ドリル等で孔あけ加工された固定ピン用孔３２Ｃと固定ピン用穴３１Ｃに固定ピン３５を打ち込むことで行われる。

以上のような構成の第３実施形態の接合構造３０によれば、前記（３）、（４）と略同様の効果の他、次のような効果が得られる。
（８）機械的接合手段Ｍとして固定ピンによる接合が用いられ、この固定ピンによる接合は、第２の部材３２の壁部３２Ａと第１の部材３１の端部とにわたって、つまり、固定ピン用孔３２Ｃ，３１Ｃに固定ピン３５を打ち込むことで行われる。そのため、２本の固定ピン３５により、第１の部材３２と第２の部材３２とが接合されるので、第２の接合手段としての接合も強固な接合となる。

次に、図１２に基づいて、本発明に係る接合構造の第４実施形態を詳細に説明する。

図１２は、本第４実施形態の二部材の接合構造（以下、単に接合構造）４０を構成する第１の部材４１と第２の部材４２とを接合した状態を示す図である。

本第４実施形態の接合構造４０は、第１の部材４１と第２の部材４２とを、前記第１〜３実施形態の接合構造１０，２０，３０等と同様に、第1の接合手段としての摩擦圧接接合手段Ｆと、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍとで二重に接合する構造としたものであり、接合部をより確実に結合するものである。
そして、機械的接合手段Ｍとして、前記第３実施形態と同様に、固定ピンを利用したものである。

ここで、前記第３実施形態の第１の部材３１が、その外周に外側スプライン３１Ａが形成されていたものであったのに対し、本第４実施形態の第１の部材４１は、丸棒状の中実部材で形成されている点が異なるのみである。
したがって、第４実施形態の構造等は簡単に説明する。

第１の部材４１は前記第１実施形態の第１の部材１１等と同様に中実部材で形成されている。
また、第２の部材４２における第１の部材４１側の先端には円筒状の壁部４２Ａが形成されており、この壁部４２Ａの内周面と第１の部材４１の外周面との隙間には、図１２に示すように、前記摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙４２Ｂが形成されている。
また、第２の部材４２の壁部４２Ａと反対側において、当該第２の部材４２の内部には壁部４２Ａに連続するバリ収容孔４２Ｄが形成されている。

第１の部材４１と第２の部材４２との端面には、それぞれ摩擦圧接面Ｆ１、摩擦圧接面Ｆ２が形成されている。
そして、第１の接合となる摩擦圧接接合手段Ｆは、上記両摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接面Ｆ２とを摩擦圧接により接合する手段である。

前述のように、第２の接合となる本第４実施形態では、第２の接合となる機械的接合手段Ｍとして固定ピン３５による接合方法が適用されている。
すなわち、第１の部材４１の摩擦圧接面Ｆ１寄りの径方向の対称位置と、第２の部材４２における壁部４２Ａの先端側の径方向の対称位置とに、それぞれ２箇所ずつ固定ピン用穴４１Ｃ、固定ピン用孔４２Ｃがあけられている。そして、これらの固定ピン用穴４１Ｃ、固定ピン用孔４２Ｃは、相互に対応しており、第１の部材４１と第２の部材４２とを摩擦圧接した後、固定ピン用孔４２Ｃ、固定ピン用穴４１Ｃに固定ピン３５を打ち込むことで、第１の部材４１と第２の部材４２との接合が行われる。

ここで、リベット用孔４２Ｃとリベット用孔４１Ｃとは、第１の部材４１と第２の部材４２とを摩擦圧接して接合した後、第２の部材４２の壁部４２Ａの外周から、ドリル等により同時にあけるか、あるいは、第１の部材４１と第２の部材４２とに事前に形成しておき、摩擦圧接完了時点で固定ピン用穴４１Ｃと固定ピン用孔４２Ｃとを一致させておいてもよい。

次に、本第４実施形態における第１の部材４１と第２の部材４２との接合方法（手順）であるが、前記第３の実施形態と同様なので省略する。

以上のような構成の第４実施形態の接合構造４０によれば、前記（３），（４），（８）と略同様の効果を得ることができる。

ここで、図１３（Ａ）、（Ｂ）に基づいて、前記第３、第４実施形態において使用される固定ピンに替えて第２の接合として、リベット接合としてのリベット３５Ｒを利用した例を説明する。
前記第３、第４実施形態において使用された固定ピン３５の場合は、固定ピン用穴３１Ｃまたは４１Ｃ、固定ピン用孔３２Ｃまたは４２Ｃは、固定ピンの外径に対してきつい嵌め合となる内径で形成され、そこに固定ピンを打ち込んで固定するが、リベット３５Ｒの場合は、若干ゆるい嵌め合いリベット素材３５ＲＡが用意され、リベットの固定に際しリベット素材３５ＲＡの外径が膨張することでリベット用穴３１ＲＣ，リベット用孔３２ＲＣ内に圧着固定される。
図１３（Ａ）、（Ｂ）では、第３実施形態における第１の部材３１と第２の部材３２との第２の接合を固定ピンに替えてリベット３５Ｒで接合する例を示す。

図１３（Ａ）では、外周面に外側スプライン３１Ａが形成されている第１の部材３１と第２の部材３２の壁部３２Ａとに、各部材３１，３２の径方向に沿ってそれぞれリベット用穴３１ＲＣ，リベット用孔３２ＲＣがあけられている。これらのリベット用穴３１ＲＣ，リベット用孔３２ＲＣは、前述のように、第１の部材３１と第２の部材３２とを摩擦圧接した後で、ドリル等で同時に孔あけ加工されている。
そして、リベット用穴３１ＲＣ，リベット用孔３２ＲＣにリベット素材３５ＲＡを挿入した後、頭部形成用冶具３７に形成されたリベット頭部形成部３７Ａをリベット素材３５ＲＡの一端部に押し当てると共に、所定の圧力で押当て、図１３（Ｂ）に示すように、リベットの頭部３５ＲＢを形成すると共にリベット素材３５ＲＡに外径を膨張させることでリベット用穴３１ＲＣ，リベット用孔３２ＲＣを密着させリベットによる第２の接合である機械的接合がなされる。
この場合、リベット素材３５ＲＡの材質によっては所定温度に加熱しておくと好適である。

次に、図１４に基づいて、本発明に係る二部材の接合構造の第５実施形態を詳細に説明する。
図１４は、本第５実施形態の二部材の接合構造（以下、単に接合構造）５０を構成する第１の部材５１と第２の部材５２とを接合した状態を示す図である。

本第５実施形態の接合構造５０は、第１の部材５１と第２の部材５２とを、前記第１実施形態の接合構造１０等と同様に、第1の接合手段としての摩擦圧接接合手段Ｆと、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍとで二重に接合する構造としたものであり、接合部をより確実に結合するものである。
そして、機械的接合手段Ｍとしては、前記第３，４実施形態にあっては固定ピンまたはリベットを用いたものであるのに対し、本第５実施形態では、ブラインドリベット５５を用いた点が異なるものである。

第１の部材５１は中空部材で形成されており、この第１の部材５１の第２の部材５２と反対側の端部には、所定範囲にわたって内側スプライン５１Ａが形成されている。
第２の部材５２における第１の部材５１側の先端には円筒状の壁部５２Ａが形成されており、この壁部５２Ａの内周面と第１の部材５１の外周面との隙間には、図１４に示すように、前記摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙５２Ｂが形成されている。
また、第２の部材５２の中心部にはバリ収容穴５２Ｄが形成されている。

第１の部材５１と第２の部材５２との端面には、それぞれ摩擦圧接面Ｆ１、摩擦圧接面Ｆ２が形成されている。
そして、前記摩擦圧接接合手段Ｆは、上記両摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接面Ｆ２とを摩擦圧接により接合する手段である。

第1の接合手段としての摩擦圧接接合手段Ｆにより接合された第１の部材５１と第２の部材５２とは、さらに、前述のように、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍで接合されている。

すなわち、本第５実施形態では、機械的接合手段Ｍとして、図１４に示すように、また、前述のように、ブラインドリベット５５による接合が適用されている。

第１の部材５１の摩擦圧接面Ｆ１寄りには、径方向の対称位置に２箇所のブラインドリベット用の貫通孔５１Ｃがあけられている。
また、第２の部材５２において上記壁部５２Ａには、径方向の対称位置に２箇所のブラインドリベット用の貫通孔５２Ｃがあけられている。この貫通孔５２Ｃは、第１の部材５１にあけられているブラインドリベット用の貫通孔５１Ｃに対応している。
なお、ブラインドリベット用の貫通孔５１Ｃおよびブラインドリベット用の貫通孔５２Ｃは、第１の部材５１と第２の部材５２とを摩擦圧接した後、所定のドリル等により同時に孔あけ加工されるが、事前に孔あけ加工をしておき、摩擦圧接に際して両者５１Ｃ，５２Ｃを一致させて摩擦圧接を終了させることで形成してもよい。

そして、第１の部材５１と第２の部材５２の摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接面Ｆ２とを摩擦圧接した後、リベット用の貫通孔５１Ｃ，５２Ｃにブラインドリベット５５のリベット部を挿入し、所定の装着用工具によってブラインドリベット５５を構成するマンドレルを引抜き、マンドレルを破断させることにより、両部材５１，５２にわたって装着する。これにより、第１の部材５１と第２の部材５２との接合が行われる。

次に、本第５実施形態における第１の部材５１と第２の部材５２との接合方法（手順）を説明する。
まず、第１工程として、図１４に示すように、第１の部材５１と第２の部材５２とを予め準備しておく。この際、第１の部材５１の端面には摩擦圧接面Ｆ１が形成されており、第２の部材５２の第１の部材５１側面には、上記摩擦圧接面Ｆ１と対向して摩擦圧接面Ｆ２が形成されている。
そして、第２の部材５２の第１の部材５１側先端には円筒状の壁部５２Ａが形成されており、この壁部５２Ａの内周面と第１の部材５１の外周面との間に摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙５２Ｂが形成されている。

次に、第２工程として、図１４に示すように、第１の部材５１の摩擦圧接面Ｆ１と第２の部材５２の摩擦圧接面Ｆ２を摩擦圧接して第1の接合を行い、第１の部材５１と第２の部材５１を接合する。

さらに、第３工程として、図１４に示すように、第１の部材５１と第２の部材５２とを、当該第２の部材５２の壁部５２Ａと第１の部材５１とを機械的接合手段Ｍとしてのブラインドリベット５５により接合する。

このブラインドリベット５５による接合は、リベット用の貫通孔５１Ｃ，５２Ｃにブラインドリベット５５のリベット部を挿入し、所定の装着用工具によってブラインドリベット５５を構成するマンドレル部を引き抜くことによりマンドレルを破断させ、両部材５１，５２にわたって装着することで行われる。
その結果、第１の部材５１と第２の部材５２とが、摩擦圧接接合手段Ｆと機械的接合手段Ｍとしてのブラインドリベット５５との二重の接合が実施される。

以上のような構成の第５実施形態の接合構造５０によれば、前記（３），（４）と略同様の効果の他、次のような効果が得られる。
（９）ブラインドリベット５５は、リベット用の貫通孔５１Ｃ，５２Ｃにブラインドリベット５５のリベット部を挿入し、所定の装着用工具によってマンドレルを引き抜くだけで装着することができるので、装着作業が容易であり、かつ短時間ですむ。

次に、図１５，１６に基づいて、本発明に係る二部材の接合構造の第６実施形態を詳細に説明する。

図１５は、本第６実施形態の二部材の接合構造（以下、単に接合構造）６０を構成する第１の部材６１と第２の部材６２とを摩擦圧接した後、機械的接合手段Ｍとして楔６５を打ち込んだ状態を示す図である。図１６は、楔６５を打ち込んだ状態を縦断面として表した図である。

本第６実施形態の接合構造６０は、第１の部材６１と第２の部材６２とを、前記各実施形態と同様に、第1の接合手段としての摩擦圧接手段Ｆと、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍとで二重に接合する構造としたものであり、接合部をより確実に結合したものである。

まず、第１の部材６１について説明する。第１の部材６１は、前記第１実施形態の第１の部材１１等と同様に中実部材で形成されると共に、外周面に外側スプライン６１Ａが形成されている。
ただし、この外側スプライン６１Ａは、第１の部材６１の全長にわたって形成されている必要はない。第２の部材６２との接合部、つまり、第２の部材６２の壁部６２Ａ内に収容される部位と、他の必要部分に形成されていればよいものである。

第２の部材６２は、前記第１実施形態の第２の部材１２等と略同じ構成となっている。すなわち、第２の部材６２の第１の部材６１側の先端には円筒状の壁部６２Ａが形成されており、この壁部６２Ａの内周には、前記摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙６２Ｂが形成されている。
また、第２の部材６２の壁部６２Ａと反対側において、当該第２の部材６２の内部には壁部６２Ａに連続するバリ収容孔６２Ｄが形成されている。

第１の部材６１において第２の部材６２側の端面には、上述したように、摩擦圧接面Ｆ１に形成されている。これに対して、上記第２の部材６２の第１の部材１１側端面には摩擦圧接面Ｆ２が形成されるとともに、円筒状の壁部６２Ａが第１の部材１１側に向けて形成されている。
そして、摩擦圧接接合手段Ｆは、図１５に示すように、第１の部材６１の摩擦圧接面Ｆ１と、第２の部材６２の摩擦圧接面Ｆ２とを摩擦圧接により接合する手段である。

第1の接合手段としての摩擦圧接接合手段Ｆにより接合された第１の部材６１と第２の部材６２とは、さらに、前述のように、第２の接合手段としての機械的接合手段Ｍで接合されている。

すなわち、本第６実施形態では、機械的接合手段Ｍとして、図１５，１６に示すような、複数本の楔６５の打ち込みによる接合を適用したものである。
楔６５の打ち込みは、第１の部材６１の摩擦圧接面Ｆ１と第２の部材６２の摩擦圧接面Ｆ２との摩擦圧接の後、第２の部材６２の壁部６２Ａの先端側から当該壁部６２Ａの内周部と第１の部材６１の外側スプライン６１Ａの谷部６１Ｂに向けて、楔６５を打込んで行われ、これにより、第１の部材６１と第２の部材６２とを接合する。

楔６５は、図１５に示すように、壁部６２Ａの第１の部材６１側面と外側スプライン６１Ａの谷部６１Ｂとに挿入される挿入部６５Ａと、打込み部６５Ｂとからなる略Ｌ字状に形成されている。
そして、図１６に示すように挿入部６５Ａは丸棒状に形成されており、その挿入部６５Ａの外周が、外側スプライン６１Ａの２つの歯部の谷部６１Ｂと壁部６２Ａの第１の部材６１側面とに当接することで、第１の部材６１と第２の部材６２とが接合されるようになっている。

また、図１６に示すように、楔６５は、両部材６１，６２の径方向の互いに対象位置に少なくとも２箇所、実施形態では４箇所に打込まれるようになっている。
なお、本実施形態においては、第１の部材１１に外側スプライン６１Ａを形成しておきその谷部６１Ｂを利用したが、スプラインが形成されない平らな外周面としておいて楔を打ち込み、その摩擦力により固定するものであってもよいし、あるいは、壁部６２Ａ側に楔が挿入しやすい溝を形成しておいてもよい。

次に、本第６実施形態における第１の部材６１と第２の部材６２との接合方法（手順）を説明する。
まず、第１工程として、図１５に示すように、第１の部材６１と第１の部材６２とを予め準備する。この際、第１の部材６１の端面には摩擦圧接面Ｆ１が形成されており、第２の部材６２の端面には上記摩擦圧接面Ｆ１と摩擦圧接される摩擦圧接面Ｆ２が形成されている。
そして、第２の部材６２の第１の部材６１側先端には、円筒状の壁部６２Ａが形成されており、この壁部６２Ａの内周面と第１の部材６１の外周面との間に摩擦圧接により生じるバリＢを収容するバリ収容空隙６２Ｂが形成されている。

次に、第２工程として、図１５に示すように、第１の部材６１の摩擦圧接面Ｆ１と第２の部材６２の摩擦圧接面Ｆ２を摩擦圧接して第1の接合を行い、第１の部材６１と第２の部材６２の接合を行う。

さらに、第３工程として、図１５，１６に示すように、第１の部材６１と第２の部材６２とを、当該第２の部材６２の壁部６２Ａと第１の部材６１とを機械的接合手段Ｍとしての楔６５の打込みにより接合する。

この楔６５の打込みは、第２の部材６２の壁部６２Ａの先端側から当該壁部６２Ａの内周部と第１の部材６１の外側スプライン６１Ａの谷部６１Ｂに向けて打込んで行われる。そして、この楔６５は、第１の部材６１と第２の部材６２との径方向の対象位置の４箇所に順次打込まれる。
その結果、第１の部材６１と第２の部材６２とが、摩擦圧接接合手段Ｆと機械的接合手段Ｍとしての楔６５の打込みとによる接合との二重の接合となっている。

以上のような構成の第６実施形態の接合構造６０によれば、前記（３），（４）と略同様の効果の他、次のような効果が得られる。
（１０）楔６５の打込みは、第２の部材６２の壁部６２Ａの先端側から当該壁部６２Ａの内周部と第１の部材６１の外側スプライン６１Ａの谷部６１Ｂに向けて打込んで行われるので、両部材６１，６２のいずれかに、楔６５を打込むための部位を新たに設ける必要がなく、第１の部材６１の外側スプライン６１Ａを有効活用することができる。また、第３〜５実施形態のように、壁部６２Ａ等にリベット用孔３１Ｃ等の穴あけ加工が不要となり、その分の加工の手間を省くことができる。
なお、外側スプラインのない場合にあってもよく、楔打ち込み隙間があれば同様に楔を打ち込むことで同様な効果を得られる。

以上に説明した第１〜第６の実施形態において、第２の接合手段である機械的接合に利用される、かしめ１５，２５、固定ピン３５，４０、リベット３５Ｒ、ブラインドリベット５５、楔６５の使用個数は２ないし４個のケースを例示したが、この個数は必要とする強度条件等に応じて、１個以上必要に応じた個数とする。

次に、図１７に基づいて、本発明に係る二部材の接合構造の第７実施形態を詳細に説明する。

図１７は、第１の部材と第２の部材との第１の接合である摩擦圧接の変形例を示す第７実施形態であり、第１の部材７１、第２の部材７２よりなる。

第１の部材７１の先端部には、前記摩擦圧接面Ｆ１が形成されるとともに、摩擦圧接により生じたバリを収容するバリ収納用空洞７１Ｄが形成されている。
第２の部材７２の第１の部材７１側には摩擦圧接面Ｆ２が形成されている。また、第２の部材７２の先端には第２の接合を行うための壁部７２Ａが形成されており、第１の部材７１の外表面に対向して形成されている。
なお、壁部７２Ａは本実施形態では円筒状に形成したが、第２の接合のために設けるものであるため部分的に形成すれば充分である。

本第７実施形態にあっては、上記壁部７２Ａは円筒状とされており、前述のように、この壁部７２Ａと第１の部材７１の外表面との間にはバリ収容空隙は形成されていないが、第１の部材７１と第２の部材７２との摩擦圧接の為に必要な回転等の動きが可能な隙間は当然形成されている。

前述のように、本第７実施形態に於ける前記各実施形態との相違は、第２の部材７２の円筒状の壁部７２Ａと第１の部材７１の外表面間にバリ収容空隙を形成していない点と、第２の部材７２のバリ収容孔を設けず、第１の部材７１の先端にバリ収納用空洞７１Ｄを設け、摩擦圧接により発生するバリはこのバリ収納用空洞７１Ｄ内に収容される点である。

なお、本第７実施形態における機械的接合手段Ｍとしては、例えば前記各第３実施形態の固定ピン３５等を利用することができる。

以上のような構成の第７実施形態の接合構造７０によれば、前記（３），（４）と略同様の効果の他、次のような効果が得られる。
（１１）第２の部材７２の先端の壁部７２Ａと第１の部材７１の外表面との間にバリ収容空隙が形成されていなくても、第１の部材７１の先端にバリ収納用空洞７１Ｄが形成されており、摩擦圧接により発生するバリをバリ収納用空洞７１Ｄ内に収容することができるので、バリがそれほど生じないような摩擦圧接でもよい場合に利用することができる。

次に、図１８に基づいて、本発明に係る二部材の接合構造の第８実施形態を詳細に説明する。

図１８は、第１の部材と第２の部材との第１の接合である摩擦圧接の変形例を示す第７実施形態であり、第１の部材８１、第２の部材８２よりなる。

第１の部材８１の先端部全面には、前記摩擦圧接面Ｆ１が形成されている。
第２の部材８２の第１の部材側には摩擦圧接面Ｆ２が形成されている。符号８２Ａは第２の接合を行うための壁部であり、第１の部材８１の外表面に対向して形成されている。
なお、壁部８２Ａは本実施形態では円筒状に形成したが、第２の接合のために設けるものであるため部分的に形成すれば充分である。

本実施形態にあっては壁部８２Ａが円筒状とされ、第１の部材８１の外表面との間にはバリ収容用の空隙は形成されないが、第１の部材７１と第２の部材７２の摩擦圧接の為に必要な回転等の動きが可能な間隙は当然形成されている。

本第８実施形態と前記各実施態様との相違は、第２の部材８２の円筒状の壁部８２Ａと第１の部材８１の外表面間にバリ収容空隙を形成していない点と、第２の部材８２のバリ収容孔や、第１の部材８１の先端側に前記第７実施形態と同様のバリ収納用空洞を設けず、摩擦圧接の際しては、第１の部材８１と第２の部材８２とに摩擦圧力を加え、摩擦回転（摺動）により両部材８１，８２の摩擦圧接面Ｆ１，Ｆ２を加熱軟化され、その後両者間にアプセット圧力を加え圧着するものである。

上記の各実施形態にあってはバリを排出させることにより摩擦面にある酸化物を排出させているが、本第８実施形態においは、バリの排出が必要としない場合に利用できるものである。すなわち表面の酸化物を極力少なくしたり、酸化物の存在が支障にならない場合に利用できる。

なお、本第７実施形態における機械的接合手段Ｍとしては、例えば前記各第３実施形態の固定ピン３５等を利用することができる。

以上のような構成の第８実施形態の接合構造８０によれば、前記（３），（４）と略同様の効果の他、次のような効果が得られる。
（１２）バリの排出が必要としない場合、すなわち、表面の酸化物を極力少なくしたり、酸化物の存在が支障にならない場合に利用することができる。

なお、上記各実施の形態において、第２の部材１２等に形成される壁部１２Ａ等は円筒状に形成したが、必ずしも円筒状に形成しなくともよく、第２の接合のために利用することが可能であればよく、第２の部材１２等に一体または一体的に構成され、第２の接合の目的に必要な強度を維持できるものであれば、その位置形状は任意に設計でき円筒状でなくとも部分的に壁部を形成したものとしてもよい。

次に、図１９、２０に基づいて、本願発明の二部材の接合構造１０等を自動車のステアリング装置９０を構成するステアリングシャフト９４に適用した例を説明する。

図１９に示すように、ステアリング装置９０は、ステアリングホイール（ハンドル）９１、ステアリングコラムカバー９２、ステアリングメインシャフト９３、ステアリングシャフト９４、ステアリングギアボックス９５、タイロッド９６やリンク類などで構成されている。

ハンドル９１の回転は、ステアリングメインシャフト９３からステアリングシャフト９４を介してステアリングギアボックス９５に伝えられると共に、そのステアリングギアボックス９５内のステアリングギアによって減速されて運動方向が変換され、ピットマンアームの左右方向への動きへと変わる。

この動きはリレーロッドを介して左右のタイロッド９６，７６に伝えられ、それらのタイロッド９６，９６によりナックルアームが左右方向に振られる。そして、ステアリングナックル（フロントの軸受け部）が回転し、フロントホイールの向きが変えられるように構成されている。

ステアリングシャフト９４は、ステアリングメインシャフト９３とステアリングギアボックス９５との間に設けられている。ステアリングシャフト９４は、ステアリングメインシャフト９３側に取付けられる第１の継手部９４Ａと、この第１の継手部９４Ａに接続されたアッパーシャフト９４Ｂと、このアッパーシャフト９４Ｂに接続されたロアシャフト９４Ｃと、このロアシャフト９４Ｃに接続されると共に、上記ステアリングギアボックス９５に接続された第２の継手部９４Ｄとを備えて構成されている。

そして、上記ステアリングシャフト９４において、前記第１の部材１１，２１等がステアリングシャフト９４のアッパーシャフト９４Ｂ、ロアシャフト９４Ｃであり、前記第２の部材１２，２２等が、それぞれ第１，２の継手部９４Ａ，９４Ｄを形成するヨークである。

ステアリングシャフト９４は、ステアリングホイールの操作力をステアリングギアボックス９５内のステアリングギアに伝達するものであり、路面からハンドル９１に伝わってくる衝撃を緩衝するために軸方向にスライド可能となっている。

すなわち、図１９、図２０に矢印Ａで示すように、アッパーシャフト９４Ｂの内周部とロアシャフト９４Ｃの外周部とがそれぞれの軸方向、つまり矢印Ａ方向にスライド可能に係合している。
そのため、アッパーシャフト９４Ｂとロアシャフト９４Ｃとは、例えば、内側スプラインと外側スプラインとの係合により回転伝達可能かつ軸方向にスライド可能な構成とされている。

本実施形態では、アッパーシャフト９４Ｂが、その内部に内側スプラインを有する第１の部材で構成されていることが必要となり、例えば、内側スプライン５１Ａが形成されている前記第５実施形態の第１の部材５１が用いられ、継手部としてのヨーク９４Ａ，９４Ｄに第５実施形態の第２の部材５２が用いられている。
そして、このようなアッパーシャフト９４Ｂとヨーク９４Ａとの接合に、前記５実施形態の接合構造５０が適用されている。

また、ロアシャフト９４Ｃは、その外部に外側スプラインを有する第１の部材で構成されていることが必要となり、例えば、前記第２実施形態の第１の部材２１が用いられ、ヨークを構成する第２の継手部９４Ｄに第２実施形態の第２の部材２２が用いられている。
そして、ロアシャフト９４Ｂとヨーク９４Ｄとの接合に、前記第２実施形態の接合構造２０が適用されている。

以上のような構成のステアリングシャフト９４によれば、次のような効果が得られる。
（１３）前記各接合構造１０，２０，３０等が、前記（１）〜（１２）のいずれかの効果を有することから、ステアリングシャフト９４のアッパーシャフト９４Ｂと第１の継手部９４Ａ、およびロアシャフト９４Ｃと第２の継手部９４Ｄとの接合を確実とすることができるので、ステアリングシャフト９４の機能を充分に果たすことができる。

次に、図２１に基づいて、本願発明の接合構造１０等をプロペラシャフト等の回転力伝達装置１００に適用した例を説明する。

図２１に示すように、回転力伝達装置１００は、同一回転軸上に配置された軸部材１０１の一端に第１接続部材１０２、他端に第２接続部材１０３が、それぞれ接合されている。第１接続部材１０２および第２接続部材１０３の端部には、それぞれ回転伝達部材１０４，１０５が連結されている。

そして、上記軸部材１０１が、前記第１，３実施形態の二部材の接合構造１０，３０のいずれかの第１の部材１１，３１で構成され、第１接続部材１０２および第２接続部材１０３が、前記第１，２実施形態の二部材の接合構造１０，３０のいずれかの第２の部材１２，３２で構成されている。

すなわち、上記構成の回転力伝達装置１００において、軸部材１０１の一端と第１接続部材１０２との接合、および軸部材１０１の他端と第２接続部材１０３との接合に、前記第１，３実施形態の二部材の接合構造１０，３０のうちのいずれか、例えば二部材の接合構造１０が適用されている。
ただし、回転力伝達装置１００では、軸部材１０１の両端に第１接続部材１０２および第２接続部材１０３が接合されているので、軸部材１０１には、第１実施形態の接合構造１０における第１の部材１１の内側スプライン１１Ａと、第２実施形態の接合構造２０における第２の部材２１の外側スプライン２１Ａとを設ける必要はないものである。

以上のような構成の回転力伝達装置１００によれば次のような効果を得ることができる。
（１４）前記各接合構造１０，３０が、前記（１）〜（１２）のいずれかの効果を有することから、プロペラシャフト等の回転力伝達装置１００において、軸部材１０１と第１接続部材１０２および第２接続部材１０３との接合との接合を確実とすることができるので、プロペラシャフト等の回転力伝達装置１００の機能を充分に果たすことができる。

以上、前記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は前記各実施形態に限定されあるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、前記実施形態の構成の一部または全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
例えば、各実施形態にあっては、接合する部材はアルミニウム合金材を利用した実施形態を示したが、摩擦圧接可能なら他の金属材料でもよく、第1の部材、第２の部材同士を異種の金属材料としてもよい。

また、前記第２実施形態では、第１の部材２１の接合部にかしめ加工のためにリング状の凹溝２１Ｂを形成してあるが、凹溝２１Ｂの形状はリング状に限らない。第１の部材２１の外周面から径方向中心に向けて所定深さの窪みを設け、もしくはドリルで孔を複数箇所形成し、その窪みないし孔に壁部２２Ａをかしめたとき生じる突起部２２Ｃが係合するように、かしめ加工すればよい。このようにすれば、突起部２２Ｃと３箇所、あるいは４箇所の窪みとが係合するので、より確実な接合となる。

本発明は、２つの部材の接合部において、ねじり方向の力が作用する場合や、引張ないし圧縮方向の力が作用する場合や、曲げ方向の力が作用する場合等に利用できる。
例えば、ねじり方向の力が作用する例えば自動車のステアリングシャフトのシャフト部と継手部を構成するヨーク部間の接合に利用することができる。

１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０ 二部材の接合構造（第１〜８実施形態）
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１ 第１の部材
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２ 第２の部材
１１Ａ，２１Ａ，３１Ａ 外側スプライン
１２Ａ，２２Ａ，３２Ａ，４２Ａ，５２Ａ，６２Ａ，７２Ａ，８２Ａ 壁部
１２Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂ，４２Ｂ，５２Ｂ，６２Ｂ，７２Ｂ，７２Ｂ バリ収容空隙
１５，２５ かしめ加工（機械的接合手段；第１，２実施形態）
３５ 固定ピン（機械的接合手段；第３，４実施形態）
５５ ブラインドリベット（機械的接合手段；第５実施形態）
６５ 楔（機械的接合手段；第６実施形態）
７１Ｄ バリ収納用空洞
９０ ステアリング装置
９４ ステアリングシャフト
１００ プロペラシャフト等の回転力伝達装置
Ｆ 摩擦圧接接合手段
Ｆ１ 第１の部材の摩擦圧接面
Ｆ２ 第２の部材の摩擦圧接面
Ｍ 機械的接合手段
Ｂ バリ

Claims (11)

1. 第１の部材と第２の部材との接合構造であって、
   前記第１の部材の端面には摩擦圧接面を形成し、
   前記第２の部材の端面には前記第１の部材の摩擦圧接面と摩擦圧接される摩擦圧接面を備えると共に、当該第２の部材の前記第１の部材側には、前記第１の部材の外周面と対向する壁部を設け、
   摩擦圧接された前記第１の部材の外周部と前記第２の部材の壁部とを機械的接合手段で接合してなることを特徴とする二部材の接合構造。
2. 請求項１に記載の二部材の接合構造において、
   前記壁部は、前記第１の部材の外周部に対向する円筒状に形成されてなることを特徴とする二部材の接合構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の二部材の接合構造において、
   前記壁部と前記第１の部材の外周面との間には前記摩擦圧接により生じるバリを収容するバリ収容空隙を有する筒状の周壁部を設けてなることを特徴とする二部材の接合構造。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の二部材の接合構造において、
   前記機械的接合手段を、
   前記第１の部材に形成されるかしめ受部に前記壁部をかしめるかしめ加工により構成してなることを特徴とする二部材の接合構造。
5. 請求項２に記載の二部材の接合構造において、
   前記第１の部材の外周面を断面円形状とすると共に、この外周面に外側スプラインが設けられ、
   前記かしめ受け部が前記外側スプラインの谷部であることを特徴とする二部材の接合構造。
6. 請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の二部材の接合構造において、
   前記第１の部材の外周面を断面円形状とすると共に、この外周面に前記第１の部材の円周方向に沿ったリング状の凹溝を設け、
   前記機械的接合手段を、
   前記リング状の凹溝に係合する突部を前記壁部の内側に形成するようにかしめるかしめ加工により構成してなることを特徴とする二部材の接合構造。
7. 請求項２に記載の二部材の接合構造において、
   前記第１の部材の外周面を断面円形状とすると共に、この外周面に前記第１の部材の円周方向に沿ったリング状の凹溝を設け、
   前記機械的接合手段を、
   前記リング状の凹溝に係合する部分的または円周方向に沿った突部を前記円筒状の壁部の内側に形成するようにかしめるかしめ加工により構成してなることを特徴とする二部材の接合構造。
8. 請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の二部材の接合構造において、
   前記機械的接合手段は、
   前記第１の部材と前記第２の部材の壁部とをピン、リベットまたはブラインドリベット等の接合部材により接合する接合構成としたことを特徴とする二部材の接合構造。
9. 請求項１に記載の二部材の接合構造において、
   前記機械的接合手段は、前記第２の部材の壁部の内周面と前記第１の部材の外周面との間に楔を打ち込んで前記第１の部材と第２の部材と接合してなることを特徴とする二部材の接合構造。
10. ステアリングホイールに連結されたシャフト部および継手部を備えると共にこの両者を接合する接合構造として前記請求項１ないし請求項９のいずれか一つに記載した二部材の接合構造を適用してなるステアリングシャフトであって、
    前記第１の部材が前記ステアリングシャフトのシャフト部とされ、前記第２の部材が前記継手部を構成するヨークとされていることを特徴とするステアリングシャフト。
11. 第１の部材と第２の部材との接合方法であって、
    前記第１の部材の端面に摩擦圧接面が形成されると共に前記第２の部材の端面に前記摩擦圧接面と摩擦圧接される摩擦圧接面が形成され、
    前記第２の部材の第１の部材側には当該第１の部材の外周面に対向する壁部が設けられた前記第１の部材と前記第２の部材を予め準備する第１工程と、
    前記第１の部材の摩擦圧接面と前記第２の部材の摩擦圧接面を摩擦圧接する第２工程と、
    前記第１の部材と前記第２の部材とを、前記第２の部材の前記壁部と前記第１の部材とを機械的接合手段で接合してなる第３工程を有することを特徴とした二部材の結合方法。

Images