JP4877446B2 - 塑性流動締結方法及び塑性流動締結構造 - Google Patents

Description

本発明は、塑性流動締結方法及び塑性流動締結構造に関し、特に、一方の部材に設けられた締結用歯の歯溝に他方の部材の材料を塑性流動させて双方の部材を締結させる塑性流動締結方法及び該塑性流動締結方法に用いられる塑性流動締結構造に関する。

従来から、一方の部材に設けられた締結用歯の歯溝に他方の部材の材料を塑性流動させて双方の部材を締結させることが行われている。例えば、特許文献１には、フォワードドラムの内壁部の内周面内の空間部にドラムクラッチハブを嵌入させ、この状態でフォワードドラムの内壁部を加圧させることによりフォワードドラムの内壁部が塑性流動によりドラムクラッチハブの外周面に形成された結合用溝部内に流入されて、当該フォワードドラムとドラムクラッチハブとを結合させる鋳造部品の結合方法が記載されている。ところで、自動車用ハイブリッドシステムのジェネレータに用いられるロータには、シャフト部材とフランジ部材とを塑性流動締結により一体化させて製造されたものがある。図１０に示されるように、このようなロータ１では、シャフト部材２の鍔部３の周縁に当該シャフト部材２の軸直角平面による断面が略鋸刃状の締結用歯５が形成されており、該シャフト部材２をフランジ部材４の中空部に位置決めさせ、当該フランジ部材４を縮径成形させることによりシャフト部材２の締結用歯５の歯溝にフランジ部材４の材料を塑性流動させてシャフト部材２とフランジ部材３とを締結させている。

上記ロータ１では、伝達される軸トルクを高めるため、図１０に示されるように、シャフト部材２の鍔部３の各締結用歯５に当該シャフト部材２の軸平面と略平行な受圧面５ａが形成されており、該受圧面５ａは、ロータ１の軸線回り（以下、単に軸線回りと称す）の図１０における時計回り方向と反時計回り方向との双方向の軸トルクを効率的に受圧させるため、軸線回りの角度位相が９０度毎にその向きが変えられている。しかしながら、このような締結用歯５を有するシャフト部材２とフランジ部材４とを塑性流動締結させた場合、フランジ部材４の材料が、締結用歯５の受圧面５ａを対向させて配置させた図１０に示される軸線回りの角度位相が９０度の部位と２７０度の部位とに向けて塑性流動される。これにより、各部位の残留応力（圧縮応力）がフランジ部材４の他の部位と比較して大きくなることで、シャフト部材２の鍔部３に作用する応力のうち、図１０における角度位相が９０度の部位と２７０度の部位とに作用される半径方向の応力が大きくなり、中空のシャフト部材２の軸直角平面による断面が略楕円形に変形される。

そして、ハイブリッドシステムのジェネレータに用いられるロータ１は、ベアリングにより回転可能に支持されるためベアリングが嵌着される軸部分に極めて高い精度（特に真円度）が要求されるが、シャフト部材２の軸直角平面による断面が略楕円形に変形されるうえ、シャフト部材２とフランジ部材４とを締結させた後に工具を接近させることができないことからベアリングが嵌着される軸部分を仕上げ加工することもできないため、該軸部分の所要精度（１／１０００ｍｍオーダ）を満たすことが極めて困難で、高品質の製品（ロータ１）を提供することができなかった。
特開平３−１９８９２９号公報（第２頁右下欄１行目〜第３頁左下欄６行目、第４図）

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、第１の目的は、材料の断面の変形が抑制されて製品精度が確保される塑性流動締結方法を提供することにある。また、第２の目的は、材料の断面の変形が抑制されて製品精度が確保される塑性流動締結構造を提供することにある。

上記第１の目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、第１部材の鍔部を第２部材の中空部に嵌合させた状態で前記第２部材を縮径成形させ、前記第２部材を、前記第１部材の前記鍔部の周縁に所定ピッチで設けられ受圧面と斜面とを有する非対称の歯形の各締結用歯間の歯溝に流動させて前記第１部材と前記第２部材とを締結させる塑性流動締結方法であって、前記受圧面を、前記鍔部の周方向の向きが、前記第１部材の軸線回りの角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置しておいて、前記第１部材の前記鍔部の周縁に設けられると共に前記各締結用歯の断面積よりも大きい断面積を有する応力調整用歯を、前記受圧面の向きが前記角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置されていることにより生じる残留応力の偏倚を打ち消すように配置することにより、前記第２部材に作用させる残留応力を調節することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記応力調整用歯により、前記第２部材の残留応力が他の部位と比較して小さくなる部位に残留応力を作用させることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１部材と前記第２部材とを締結させた後、前記第２部材の残留応力が他の部位と比較して大きい部位の外周面に、前記締結用歯の歯溝延出方向へ延びる応力調整用溝が加工されることを特徴とする。
上記第１の目的を達成するために、本発明のうち請求項４に記載の発明は、第１部材の鍔部を第２部材の中空部に嵌合させた状態で前記第２部材を縮径成形させ、前記第２部材を、前記第１部材の前記鍔部の周縁に所定ピッチで設けられ受圧面と斜面とを有する非対称の歯形の各締結用歯間の歯溝に流動させて前記第１部材と前記第２部材とを締結させる塑性流動締結方法であって、前記受圧面を、前記鍔部の周方向の向きが、前記第１部材の軸線回りの角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置しておいて、前記第１部材と前記第２部材とを締結させた後、前記第２部材の残留応力が他の部位と比較して大きい部位の外周面に、前記締結用歯の歯溝延出方向へ延びる応力調整用溝が加工されることを特徴とする。
上記第１の目的を達成するために、本発明のうち請求項５に記載の発明は、第１部材の鍔部を第２部材の中空部に嵌合させた状態で前記第２部材を縮径成形させ、前記第２部材を、前記第１部材の前記鍔部の周縁に所定ピッチで設けられ受圧面と斜面とを有する非対称の歯形の各締結用歯間の歯溝に流動させて前記第１部材と前記第２部材とを締結させる塑性流動締結方法であって、前記受圧面を、前記鍔部の周方向の向きが、前記第１部材の軸線回りの角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置しておいて、前記第１部材の前記鍔部に作用される応力に応じて前記鍔部を第１部材の半径方向へ塑性変形させることを特徴とする。
上記第２の目的を達成するために、本発明のうち請求項６に記載の発明は、第１部材の鍔部を第２部材の中空部に嵌合させた状態で前記第２部材を縮径成形させ、前記第２部材を、前記第１部材の前記鍔部の周縁に所定ピッチで設けられた受圧面と斜面とを有する非対称の歯形の各締結用歯間の歯溝に流動させて前記第１部材と前記第２部材とを締結させるに際して用いられる塑性流動締結構造であって、前記受圧面は、前記鍔部の周方向の向きが、前記第１部材の軸線回りの角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置され、前記第１部材の前記鍔部の周縁に、前記各締結用歯の断面積よりも大きい断面積を有し、前記第２部材に作用させる残留応力を調節させる応力調整用歯が設けられることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記応力調整用歯は、前記第２部材の残留応力が他の部位と比較して小さくなる部位に相対させて配置されると共に軸直角平面による歯断面の面積が前記締結用歯よりも大きく形成されることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の発明において、前記第２部材の残留応力が他の部位と比較して大きい部位の外周面に、前記締結用歯の歯溝延出方向へ延びる応力調整用溝が設けられることを特徴とする。
上記第２の目的を達成するために、本発明のうち請求項９に記載の発明は、第１部材の鍔部を第２部材の中空部に嵌合させた状態で前記第２部材を縮径成形させ、前記第２部材を、前記第１部材の前記鍔部の周縁に所定ピッチで設けられた受圧面と斜面とを有する非対称の歯形の各締結用歯間の歯溝に流動させて前記第１部材と前記第２部材とを締結させるに際して用いられる塑性流動締結構造であって、前記受圧面は、前記鍔部の周方向の向きが、前記第１部材の軸線回りの角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置され、前記第２部材の残留応力が他の部位と比較して大きい部位の外周面に、前記締結用歯の歯溝延出方向へ延びる応力調整用溝が設けられることを特徴とする。
上記第２の目的を達成するために、本発明のうち請求項１０に記載の発明は、第１部材の鍔部を第２部材の中空部に嵌合させた状態で前記第２部材を縮径成形させ、前記第２部材を、前記第１部材の前記鍔部の周縁に所定ピッチで設けられた受圧面と斜面とを有する非対称の歯形の各締結用歯間の歯溝に流動させて前記第１部材と前記第２部材とを締結させるに際して用いられる塑性流動締結構造であって、前記受圧面は、前記鍔部の周方向の向きが、前記第１部材の軸線回りの角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置され、前記第１部材の前記鍔部に、該鍔部に作用される応力に応じて前記鍔部を前記第１部材の半径方向へ塑性変形させる応力吸収部が形成されることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、応力調整用歯は、第２部材の残留応力が他の部位と比較して小さくなる部位に相対させて配置されると共に軸直角平面による歯断面の面積が締結用歯よりも大きく形成されることを特徴とする。

従って、請求項１に記載の発明では、応力調整用歯が設けられたことにより、第２部材の残留応力が均一化されて第１部材の鍔部に作用される応力が均一化される。
請求項２に記載の発明では、第２部材の残留応力が他の部位と比較して小さくなる部位に残留応力を作用させることにより、第２部材の残留応力が均一化されて第１部材の鍔部に作用される応力が均一化される。
請求項３及び４に記載の発明では、第２部材の残留応力が他の部位と比較して大きい部位の外周面に締結用歯の歯溝延出方向へ延びる応力調整用溝が加工されることにより、該第２部材の残留応力が他の部位と比較して大きい部位に作用される残留応力が調節されて第２部材の残留応力が均一化される。
請求項５に記載の発明では、鍔部を第１部材の半径方向へ塑性変形させることにより、第１部材に作用される応力の偏倚が吸収されて当該第１部材の応力が均一化される。
請求項６に記載の発明では、応力調整用歯が設けられたことにより、第２部材の残留応力が均一化されて第１部材の鍔部に作用される応力が均一化される。
請求項７に記載の発明では、第２部材の残留応力が他の部位と比較して小さくなる部位に残留応力が作用されて第２部材の残留応力が均一化される。
請求項８及び９に記載の発明では、第２部材の残留応力が他の部位と比較して大きい部位の外周面に締結用歯の歯溝延出方向へ延びる応力調整用溝が加工されることにより、第２部材の残留応力が他の部位と比較して大きい部位に作用される残留応力が調節されて第２部材の残留応力が均一化される。
請求項１０に記載の発明では、応力吸収部を第１部材の半径方向へ塑性変形させることにより、第１部材に作用される応力の偏倚が吸収されて当該第１部材の応力が均一化される。
請求項１１に記載の発明では、鍔部の環状溝が形成された部位を第１部材の半径方向へ塑性変形させることにより、第１部材に作用される応力の偏倚が吸収されて当該第１部材の応力が均一化される。

材料の断面の変形が抑制されて製品精度が確保される塑性流動締結方法を提供することができる。また、材料の断面の変形が抑制されて製品精度が確保される塑性流動締結構造を提供することができる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。なお、第１の実施の形態では、シャフト部材２（第１部材）とフランジ部材４（第２部材）とを塑性流動締結により一体化させて、図１に示されるハイブリッドシステムのジェネレータに用いられるロータ１が形成される際の塑性流動締結方法及び塑性流動締結構造を説明する。上記フランジ部材４は、材料（材質ＳＰＨ４４０）がプレス成形されて略円筒状に形成され、図３及び図６に示されるように、一端に外フランジ４ａが形成されると共に該外フランジ４ａのフランジ面からロータ１の軸線方向（図４及び図６における紙面視上下方向、以下、単に軸線方向と称す）へ所定位置の部位には上記シャフト部材２を位置決めさせるための段差４ｂが形成されている。また、図４及び図５に示されるように、上記シャフト部材２は、中空軸部６と該中空軸部６の外周面６ａの所定位置に形成された鍔部３とを含んで構成され、該中空軸部６の鍔部３の両側には、高精度（特に真円度）に仕上げられたベアリング嵌着部７が形成されている。

また、図５に示されるように、シャフト部材２の鍔部３の周縁には、歯形が略鋸刃状に形成された締結用歯５が、当該鍔部３の周方向に沿って所定ピッチで設けられている。各締結用歯５の両側には、シャフト部材２の軸平面と略平行に設けられシャフト部材２とフランジ部材４との締結部８（図１及び図２参照）に作用される軸トルクを効率的に受圧させるための受圧面５ａと該受圧面５ａに対して所定角度をなす斜面５ｂとが形成されている。そして、上記シャフト部材２は、図２及び図５における角度位相が０度〜９０度の範囲の歯列Ｔ１、及び角度位相が１８０度〜２７０度の範囲の歯列Ｔ３に配設された各締結用歯５が、各受圧面５ａを図２及び図５の紙面視におけるシャフト部材２（ロータ１）の軸線回りの反時計回り方向へ向けて配設され、また、図２及び図５における角度位相が９０度〜１８０度の範囲の歯列Ｔ２、及び角度位相が２７０度〜０度の範囲の歯列Ｔ４に配設された各締結用歯５が、各受圧面５ａを図２及び図５の紙面視におけるシャフト部材２（ロータ１）の軸線回りの時計回り方向へ向けて配設されている。

また、図２及び図５に示されるように、シャフト部材２の鍔部３の周縁には、歯列Ｔ４と歯列Ｔ１との間の図２及び図５における角度位相が０度の位置に応力調整用歯９が設けられると共に歯列Ｔ２と歯列Ｔ３との間の図２及び図５における角度位相が１８０度の位置に応力調整用歯１０が設けられている。そして、各応力調整用歯９，１０は、締結用歯５と歯の高さが略等しく軸直角平面による断面の面積が各締結用歯５と比較して大きい略長方形に形成されている。なお、上記シャフト部材２は、材料（材質ＳＣｒ４２０）が熱間鍛造成形されて一次成形品が形成され、該一次成形品の鍔部３が冷間鍛造成形されて当該鍔部３の周縁に締結用歯５及び応力調整用歯９，１０が形成される。また、シャフト部材２は、鍔部３の周縁が冷間鍛造成形された後、ベアリング嵌着部７等が機械加工等により高精度に仕上げられる。さらに、シャフト部材２は、仕上げ加工された後、浸炭処理されて表面硬さがＨｖ７２０〜８５０に調整される。

そして、図６に示されるように、本塑性流動締結構造は、上記シャフト部材２の鍔部３が上記フランジ部材４の中空部に嵌合されることにより、鍔部３がフランジ部材４の段差４ｂに係止されてシャフト部材２がフランジ部材４に対して位置決めされる。また、本塑性流動締結構造は、シャフト部材２がフランジ部材４に対して位置決めされた状態でフランジ部材４が縮径成形されることにより、フランジ部材４の材料がシャフト部材２の鍔部３の周縁に設けられた各締結用歯５間の歯溝に塑性流動されて、図１及び図２に示されるように、シャフト部材２とフランジ部材４とが締結される構造になっている。

以下、第１の実施の形態の作用を説明する。上記シャフト部材２と上記フランジ部材４とを塑性流動締結させるに際し、まず、図６に示されるように、シャフト部材２をフランジ部材４の中空部に嵌合させ、シャフト部材２の鍔部３をフランジ部材４の段差４ｂで係止させてシャフト部材２をフランジ部材４に対して位置決めさせる。この状態で、フランジ部材４を縮径成形させてフランジ部材４の材料をシャフト部材２の鍔部３の周縁に形成された各締結用歯５の歯溝に塑性流動させることにより、シャフト部材２とフランジ部材４とを締結させる。この時、本塑性流動締結構造では、各締結用歯５が、受圧面５ａと斜面５ｂとが配された略鋸刃状に形成され、且つ、歯列Ｔ１，Ｔ２の各締結用歯５が、受圧面５ａを鍔部３の周方向の角度位相が９０度の位置に向けられて配設されると共に、歯列Ｔ３，Ｔ４の各締結用歯５が、受圧面５ａを周方向の角度位相が２７０度の位置に向けられて配設されていることから、図２に示されるように、フランジ部材４の材料が、図２における角度位相が９０度の部位と２７０度の部位とに向けて塑性流動される。

これにより、フランジ部材４に作用される残留応力が、図２における角度位相が９０度の部位と２７０度の部位とに偏倚されるが、本塑性流動締結構造は、シャフト部材２の鍔部３の周縁の図２及び図５における角度位相が０度の位置と１８０度の位置とに設けられた応力調整用歯９，１０により、フランジ部材４の角度位相が０度の部位と１８０度の部位とに作用される残留応力（圧縮応力）が増大されて調節されていることで、フランジ部材４に作用させる残留応力が均一化される。

第１の実施の形態では以下の効果を奏する。
本塑性流動締結構造は、シャフト部材２（第１部材）の鍔部３の周縁に歯形が略鋸刃状に形成された締結用歯５が所定ピッチで設けられ、該シャフト部材２の鍔部３の周縁に設けられる締結用歯５のうち、当該シャフト部材２（ロータ１）の軸線回りの角度位相が０度〜９０度の範囲に形成された歯列Ｔ１の各締結用歯５と角度位相が１８０度〜２７０度の範囲に形成された歯列Ｔ３の各締結用歯５とが、受圧面５ａを軸線回りの反時計回り方向へ向けられて、また、軸線回りの角度位相が９０度〜１８０度の範囲に形成された歯列Ｔ２の各締結用歯５と角度位相が２７０度〜０度の範囲に形成された歯列Ｔ４の各締結用歯５とが、各受圧面５ａを軸線回りの時計回り方向へ向けられた。
従って、本塑性流動締結構造は、シャフト部材２の鍔部３の同一直径上の両端に配置された２つの締結用歯５の相互の受圧面５ａが、ロータ１の軸線回りに同一方向に向けられているので、このようにしてシャフト部材２とフランジ部材４とが締結されて形成されたロータ１では、軸線回りに作用される両方向の軸トルクが効率的に伝達される。これにより、シャフト部材２とフランジ部材４（第２部材）との間のすべりが阻止されて軸トルク伝達性能が高い製品（ロータ１）を提供することができる。
本塑性流動締結構造は、シャフト部材２の鍔部３の周縁に、材料の塑性流動によりフランジ部材４の残留応力が他の部位と比較して小さくなる部位に作用させる残留応力を増大させるための応力調整用歯９，１０が設けられ、フランジ部材４の残留応力が小さくなる部位に作用させる残留応力を増大させた。
従って、各応力調整用歯９，１０によりフランジ部材４に作用させる残留応力が調節されてフランジ部材４に作用される残留応力が均一化される。これにより、フランジ部材４の残留応力の偏倚に起因してシャフト部材２の軸直角平面による断面が略楕円形に変形されるのが防止され、フランジ部材４と締結させる前のシャフト部材２の単体での高い精度（特に真円度）が維持されて、高い品質の製品（ロータ１）を提供することができる。また、各応力調整用歯９，１０の形状（大きさを含む）を必要に応じて設定することで、フランジ部材４に作用させる残留応力を調節することが可能になる。

なお、第１の実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
応力調整用歯９，１０は、その形状及び寸法が必要に応じて設定される。また、応力調整用歯９，１０は、必要に応じて配設され、必ずしもシャフト部材２の鍔部３の周縁の２箇所に配置させなくともよい。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図６〜図１０に基づいて説明する。なお、前述の第１の実施の形態と同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付与すると共にその詳細な説明を省く。図７及び図８に示されるように、シャフト部材２の鍔部３の周縁には、相互に隣り合う歯列間、即ち、角度位相が０度、９０度、１８０度、２７０度の各位置に、軸直角平面による断面の面積が各締結用歯５と比較して小さく略長方形に形成された調整用歯１１が配設されている。そして、本塑性流動締結構造は、シャフト部材２をフランジ部材４に対して位置決めさせた状態で当該フランジ部材４を縮径成形させることにより、フランジ部材４の材料がシャフト部材２の鍔部３の周縁に設けられた各締結用歯５間の歯溝に塑性流動されて、シャフト部材２とフランジ部材４とが締結される構造になっている。また、本塑性流動締結構造は、フランジ部材４の材料の塑性流動による残留応力の偏倚によりフランジ部材４の外径が他の部位と比較して小さく形成された部位、即ち、図１０に示されるように、残留応力によりフランジ部材４（シャフト部材２）の軸直角平面による断面が楕円形に変形された際の当該楕円の短径方向（図１０における紙面視上下方向）両側の部位（本実施の形態では、図８における角度位相が９０度の部位と２７０度の部位）の外周面４ｃに、シャフト部材２とフランジ部材３とが締結された後、軸線方向（図８における紙面視方向）に延びる断面が略Ｖ字状に形成された応力調整用溝１２が形成される構造になっている。

以下、第２の実施の形態の作用を説明する。図６に示されるように、シャフト部材２をフランジ部材４に嵌合させた状態でフランジ部材４を縮径成形させることにより、フランジ部材４の材料をシャフト部材２の鍔部３の周縁に形成された各締結用歯５の歯溝に塑性流動させてシャフト部材２とフランジ部材４とを締結させる。この時、本塑性流動締結構造では、各締結用歯５が、受圧面５ａと斜面５ｂとが配された略鋸刃状に形成され、且つ、歯列Ｔ１，Ｔ２の各締結用歯５が、受圧面５ａを鍔部３の周方向の角度位相が９０度の位置に向けられて配設されると共に、歯列Ｔ３，Ｔ４の各締結用歯５が、受圧面５ａを周方向の角度位相が２７０度の位置に向けられて配設されていることから、図１０に示されるように、フランジ部材４の材料が、図１０における角度位相が９０度の部位と２７０度の部位とに向けて塑性流動される。これにより、シャフト部材２とフランジ部材４とが締結された直後の状態では、フランジ部材４に作用される残留応力が図１０における角度位相が９０度の部位と２７０度の部位とに偏倚されて、当該フランジ部材４及びシャフト部材２の軸直角平面による断面が略楕円形に変形される。

この時の上記フランジ部材４及びシャフト部材２の軸直角平面による断面は、フランジ部材４の残留応力が偏倚される図１０における角度位相が９０度と２７０度との両位置を含むロータ１の軸平面上に短径を有するような略楕円形に変形される。そして、本塑性流動締結方法では、シャフト部材２とフランジ部材４とを締結させた後、図８及び図９に示されるように、フランジ部材４の残留応力が他の部位と比較して大きい角度位相が９０度の部位と２７０度の部位、即ち上記略楕円形の短径を含む軸平面上の部位の外周面４ｃに、締結用歯５の歯溝方向（図８における紙面視方向）へ延びる応力調整用溝１２が形成されることにより、フランジ部材４に作用される残留応力の偏倚が緩和されて当該フランジ部材４に作用される残留応力が均一化される。

第２の実施の形態では以下の効果を奏する。
本塑性流動締結方法は、シャフト部材２とフランジ部材４とを締結させた後、フランジ部材４の残留応力が他の部位と比較して大きい角度位相が９０度の部位と２７０度の部位、即ち、フランジ部材４に作用される残留応力の偏倚によりフランジ部材４及びシャフト部材２の軸直角平面による断面が略楕円形に変形された際の当該略楕円形の短径を含む軸平面上の部位の外周面４ｃに、締結用歯５の歯溝方向へ延びる応力調整用溝１２が加工される。従って、フランジ部材４に作用される残留応力の偏倚が緩和されて当該フランジ部材４に作用される残留応力が均一化される。これにより、フランジ部材４の残留応力の偏倚に起因してシャフト部材２の軸直角平面による断面が略楕円形に変形されるのが防止され、フランジ部材４と締結させる前のシャフト部材２の単体での高い精度（特に真円度）が維持されて、高い品質の製品（ロータ１）を提供することができる。

なお、第２の実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
応力調整用溝１２は、その断面形状及び寸法が必要に応じて設定される。また、応力調整用溝１２は、必要に応じてフランジ部材４の外周面４ｃに配置され、必ずしも２本の溝１２を配置させなくてもよい。
本第２の実施の形態の塑性流動締結方法及び塑性流動締結構造と前述した第１の実施の形態の塑性流動締結方法及び塑性流動締結構造とを併用して、フランジ部材４に作用させる残留応力を、応力調整用歯９，１０により略均一化させた後に応力調整用溝１２により微調整させてもよい。この場合、フランジ部材４に作用させる残留応力が緻密に調整されてより高い精度（品質）の製品を得ることが可能になる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を図６、図１１及び図１２に基づいて説明する。なお、前述の第１の実施の形態と同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付与すると共にその詳細な説明を省く。図１１に示されるように、シャフト部材２の鍔部３の周縁には、相互に隣り合う歯列間、即ち、角度位相が０度、９０度、１８０度、２７０度の各位置に、軸直角平面による断面の面積が各締結用歯５と比較して小さく略長方形に形成された調整用歯１１が配設されている。そして、本塑性流動締結構造は、シャフト部材２をフランジ部材４に対して位置決めさせた状態で当該フランジ部材４を縮径成形させることにより、フランジ部材４の材料がシャフト部材２の鍔部３の周縁に設けられた各締結用歯５間の歯溝に塑性流動されて、シャフト部材２とフランジ部材４とが締結される構造になっている。また、図１１及び図１２に示されるように、シャフト部材２の鍔部３には、軸線方向（図１２における紙面視上下方向）の両側面に当該シャフト部材２と同軸に設けられた環状溝１３が形成されている。これにより、シャフト部材２の鍔部３には、環状溝１３間に他の部位と比較して半径方向へ作用される応力に対する機械的強度が小さい軸平面による断面が略長方形に形成された環状の応力吸収部１４が形成される構造になっている。

以下、第３の実施の形態の作用を説明する。図６に示されるように、シャフト部材２をフランジ部材４に嵌合させた状態でフランジ部材４を縮径成形させることにより、フランジ部材４の材料をシャフト部材２の鍔部３の周縁に形成された各締結用歯５の歯溝に塑性流動させてシャフト部材２とフランジ部材４とを締結させる。そして、本塑性流動締結構造では、各締結用歯５が、受圧面５ａと斜面５ｂとが配された略鋸刃状に形成され、且つ、歯列Ｔ１，Ｔ２の各締結用歯５が、受圧面５ａを鍔部３の周方向の角度位相が９０度の位置に向けられて配設されると共に、歯列Ｔ３，Ｔ４の各締結用歯５が、受圧面５ａを周方向の角度位相が２７０度の位置に向けられて配設されていることから、図１０に示されるように、フランジ部材４の材料が、図１０における角度位相が９０度の部位と２７０度の部位とに向けて塑性流動される。

これにより、シャフト部材２とフランジ部材４との締結時に、フランジ部材４に作用される軸線（中心）方向への応力が、図１１における角度位相が９０度の部位と２７０度の部位とに偏倚され、シャフト部材２においても図１１における角度位相が９０度の部位と２７０度の部位に作用される半径方向への応力が鍔部３の他の部位と比較して大きくなるが、本塑性流動締結方法では、シャフト部材２の鍔部３に作用される応力に応じて当該鍔部３に形成された応力吸収部１４を塑性変形させることにより、鍔部３に作用される半径方向に作用される応力の偏倚が吸収され、シャフト部材２の軸直角平面による断面が略楕円形に変形されるのを防ぐことができる。

第３の実施の形態では以下の効果を奏する。
本塑性流動締結構造は、シャフト部材２の鍔部３に、他の部位と比較して半径方向へ作用される応力に対する機械的強度が小さい応力吸収部１４が形成されるので、シャフト部材２の鍔部３に作用される応力に応じて当該鍔部３に形成された応力吸収部１４を塑性変形させることにより、鍔部３に作用される半径方向に作用される応力の偏倚が吸収され、シャフト部材２の軸直角平面による断面が略楕円形に変形されるのを防ぐことができる。これにより、フランジ部材４と締結させる前のシャフト部材２の単体での高い精度（特に真円度）が維持されて、高い品質の製品（ロータ１）を提供することができる。

なお、第３の実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
応力吸収部１４の軸平面による断面の形状は必要に応じて設定すればよく、例えば、各環状溝１３を略Ｖ字状の溝で構成してもよい。また、シャフト部材２の鍔部３に、半径が異なる複数の応力吸収部１４を同心円上に設けて構成してもよい。

第１の実施の形態の説明図で、シャフト部材とフランジ部材とが締結されて形成されたロータの軸平面による断面を示す図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 フランジ部材の軸平面による断面を示す図である。 第１の実施の形態の説明図で、シャフト部材の軸平面による断面を示す図である。 図４におけるＢ−Ｂ矢視図である。 シャフト部材がフランジ部材に対して位置決めされた状態を示す図である。 第２の実施の形態の説明図で、シャフト部材の平面図である。 第２の実施の形態の説明図で、ロータの締結部を示す平面図である。 図８におけるＣ−Ｃ矢視図である。 フランジ部材の材料の塑性流動によりロータ１の軸直角平面による断面が変形される状態を示す図である。 第３の実施の形態の説明図で、シャフト部材の平面図である。 図１１におけるＤ−Ｄ矢視図である。

符号の説明

２ シャフト部材（第１部材）、３ 鍔部、４ フランジ部材（第２部材）、５ 締結用歯、９，１０ 応力調整用歯、１２ 応力調整用溝、１４ 応力吸収部

Claims (11)

1. 第１部材の鍔部を第２部材の中空部に嵌合させた状態で前記第２部材を縮径成形させ、前記第２部材を、前記第１部材の前記鍔部の周縁に所定ピッチで設けられ受圧面と斜面とを有する非対称の歯形の各締結用歯間の歯溝に流動させて前記第１部材と前記第２部材とを締結させる塑性流動締結方法であって、
   前記受圧面を、前記鍔部の周方向の向きが、前記第１部材の軸線回りの角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置しておいて、
   前記第１部材の前記鍔部の周縁に設けられると共に前記各締結用歯の断面積よりも大きい断面積を有する応力調整用歯を、前記受圧面の向きが前記角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置されていることにより生じる残留応力の偏倚を打ち消すように配置することにより、前記第２部材に作用させる残留応力を調節することを特徴とする塑性流動締結方法。
2. 前記応力調整用歯により、前記第２部材の残留応力が他の部位と比較して小さくなる部位に残留応力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の塑性流動締結方法。
3. 前記第１部材と前記第２部材とを締結させた後、前記第２部材の残留応力が他の部位と比較して大きい部位の外周面に、前記締結用歯の歯溝延出方向へ延びる応力調整用溝が加工されることを特徴とする請求項１又は２に記載の塑性流動締結方法。
4. 第１部材の鍔部を第２部材の中空部に嵌合させた状態で前記第２部材を縮径成形させ、前記第２部材を、前記第１部材の前記鍔部の周縁に所定ピッチで設けられ受圧面と斜面とを有する非対称の歯形の各締結用歯間の歯溝に流動させて前記第１部材と前記第２部材とを締結させる塑性流動締結方法であって、
   前記受圧面を、前記鍔部の周方向の向きが、前記第１部材の軸線回りの角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置しておいて、
   前記第１部材と前記第２部材とを締結させた後、前記第２部材の残留応力が他の部位と比較して大きい部位の外周面に、前記締結用歯の歯溝延出方向へ延びる応力調整用溝が加工されることを特徴とする塑性流動締結方法。
5. 第１部材の鍔部を第２部材の中空部に嵌合させた状態で前記第２部材を縮径成形させ、前記第２部材を、前記第１部材の前記鍔部の周縁に所定ピッチで設けられ受圧面と斜面とを有する非対称の歯形の各締結用歯間の歯溝に流動させて前記第１部材と前記第２部材とを締結させる塑性流動締結方法であって、
   前記受圧面を、前記鍔部の周方向の向きが、前記第１部材の軸線回りの角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置しておいて、
   前記第１部材の前記鍔部に作用される応力に応じて前記鍔部を第１部材の半径方向へ塑性変形させることを特徴とする塑性流動締結方法。
6. 第１部材の鍔部を第２部材の中空部に嵌合させた状態で前記第２部材を縮径成形させ、前記第２部材を、前記第１部材の前記鍔部の周縁に所定ピッチで設けられた受圧面と斜面とを有する非対称の歯形の各締結用歯間の歯溝に流動させて前記第１部材と前記第２部材とを締結させるに際して用いられる塑性流動締結構造であって、
   前記受圧面は、前記鍔部の周方向の向きが、前記第１部材の軸線回りの角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置され、
   前記第１部材の前記鍔部の周縁に、前記各締結用歯の断面積よりも大きい断面積を有し、前記第２部材に作用させる残留応力を調節させる応力調整用歯が設けられることを特徴とする塑性流動締結構造。
7. 前記応力調整用歯は、前記第２部材の残留応力が他の部位と比較して小さくなる部位に相対させて配置されると共に軸直角平面による歯断面の面積が前記締結用歯よりも大きく形成されることを特徴とする請求項６に記載の塑性流動締結構造。
8. 前記第２部材の残留応力が他の部位と比較して大きい部位の外周面に、前記締結用歯の歯溝延出方向へ延びる応力調整用溝が設けられることを特徴とする請求項６又は７に記載の塑性流動締結構造。
9. 第１部材の鍔部を第２部材の中空部に嵌合させた状態で前記第２部材を縮径成形させ、前記第２部材を、前記第１部材の前記鍔部の周縁に所定ピッチで設けられた受圧面と斜面とを有する非対称の歯形の各締結用歯間の歯溝に流動させて前記第１部材と前記第２部材とを締結させるに際して用いられる塑性流動締結構造であって、
   前記受圧面は、前記鍔部の周方向の向きが、前記第１部材の軸線回りの角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置され、
   前記第２部材の残留応力が他の部位と比較して大きい部位の外周面に、前記締結用歯の歯溝延出方向へ延びる応力調整用溝が設けられることを特徴とする塑性流動締結構造。
10. 第１部材の鍔部を第２部材の中空部に嵌合させた状態で前記第２部材を縮径成形させ、前記第２部材を、前記第１部材の前記鍔部の周縁に所定ピッチで設けられた受圧面と斜面とを有する非対称の歯形の各締結用歯間の歯溝に流動させて前記第１部材と前記第２部材とを締結させるに際して用いられる塑性流動締結構造であって、
    前記受圧面は、前記鍔部の周方向の向きが、前記第１部材の軸線回りの角度位相が９０度の範囲毎に異なるように配置され、
    前記第１部材の前記鍔部に、該鍔部に作用される応力に応じて前記鍔部を前記第１部材の半径方向へ塑性変形させる応力吸収部が形成されることを特徴とする塑性流動締結構造。
11. 前記応力吸収部は、前記鍔部の両側面に設けられて前記第１部材の軸線と同軸上に配置された半径が略等しい環状溝間に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の塑性流動締結構造。

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