JP6061027B2 - 接合構造体及びその接合方法 - Google Patents
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Description
本発明は、接合構造体及びその接合方法に関し、特に、トルクセンサに用いられる軸部材と円筒部材とのかしめ接合による接合構造体及びその接合方法に関する。
従来より、中実軸又は中空軸等の軸部材に対して、円筒部材を嵌合し、該円筒部材をかしめて上記軸部材に固定する接合構造体に関する技術としては、特許文献１に記載のトルクセンサが挙げられる。
特許文献１のトルクセンサは、図１３に示すように、出力軸１０３端部の大径部１０３Ａ外周面に、軸方向に延びる複数の軸方向溝１１１と、周方向に連続した周方向溝１２２とを形成している。
軸方向溝１１１は、大径部１０３Ａの両端部間に渡って形成し、周方向溝１２２は、円筒部材１１０を固定した際にその円筒部材１１０の端部が位置する付近に形成している。
特許文献１のトルクセンサは、図１３に示すように、出力軸１０３端部の大径部１０３Ａ外周面に、軸方向に延びる複数の軸方向溝１１１と、周方向に連続した周方向溝１２２とを形成している。
軸方向溝１１１は、大径部１０３Ａの両端部間に渡って形成し、周方向溝１２２は、円筒部材１１０を固定した際にその円筒部材１１０の端部が位置する付近に形成している。
円筒部材１１０の内周面の下端部から若干張り込んだ位置に複数の半球状の突起１１３を形成する。突起１１３の個数及び形成位置は軸方向溝１１１に対応させ、突起１１３の高さは軸方向溝１１１の深さと同程度とされている。
円筒部材１１０を大径部１０３Ａに固定する際には、突起１１３を軸方向溝１１１に嵌合させて円筒部材１１０の出力軸１０３に対する周方向の位置決めを行い、次いで、円筒部材１１０を押し込み、その端部を周方向溝１２２に近接させ、その状態で円筒部材１１０端部を内側にかしめて周方向溝１２２に食い込ませている。
このように、特許文献１に記載の技術では、軸部材に設けられた溝に円筒部材に設けた突起を嵌合することで、回転方向の位置ズレを防止している。
円筒部材１１０を大径部１０３Ａに固定する際には、突起１１３を軸方向溝１１１に嵌合させて円筒部材１１０の出力軸１０３に対する周方向の位置決めを行い、次いで、円筒部材１１０を押し込み、その端部を周方向溝１２２に近接させ、その状態で円筒部材１１０端部を内側にかしめて周方向溝１２２に食い込ませている。
このように、特許文献１に記載の技術では、軸部材に設けられた溝に円筒部材に設けた突起を嵌合することで、回転方向の位置ズレを防止している。
しかしながら、特許文献１に記載されたトルクセンサにおいては、以下のような（１）〜（４）の点について改善の余地があった。
（１）予め円筒部材に設けた突起を溝に嵌合させる場合、各々の加工精度によって嵌合部の隙間や突起の削れといった不具合が発生する可能性がある。例えば、突起の内接径が溝底径よりも大きい組合せでは、回転方向にガタが生じてしまう可能性がある。
（２）突起を塑性加工で設けた場合、突起の麓にはスプリングバックによってダレが生じるため、溝肩と干渉する可能性がある。このような状態で、円筒部材を軸部材に挿入すると、円筒部材の突起が削られてコンタミが発生し、不具合の要因となり得る。
（１）予め円筒部材に設けた突起を溝に嵌合させる場合、各々の加工精度によって嵌合部の隙間や突起の削れといった不具合が発生する可能性がある。例えば、突起の内接径が溝底径よりも大きい組合せでは、回転方向にガタが生じてしまう可能性がある。
（２）突起を塑性加工で設けた場合、突起の麓にはスプリングバックによってダレが生じるため、溝肩と干渉する可能性がある。このような状態で、円筒部材を軸部材に挿入すると、円筒部材の突起が削られてコンタミが発生し、不具合の要因となり得る。
（３）円筒部材の突起の頂点と溝底とを一致させ嵌合するにあたって、突起と溝の接触が溝底の一点だけの場合、回転方向に対する剛性は低く、万が一、円筒部材に外力が加わるようなモードに対しては、回転止めとして十分ではないことがある。
（４）突起内径と溝底とを嵌合させるため、円筒部材の組立精度が、突起内接径の影響を受けることがある。例えば、塑性加工で設けた突起の内接径と円筒部材の同軸度が十分でない場合、軸部材に対して円筒部材が偏芯してしまう可能性がある。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、接合構造体を構成する部材間を好適に接合できる接合構造体及びその接合方法を提供することにある。
（４）突起内径と溝底とを嵌合させるため、円筒部材の組立精度が、突起内接径の影響を受けることがある。例えば、塑性加工で設けた突起の内接径と円筒部材の同軸度が十分でない場合、軸部材に対して円筒部材が偏芯してしまう可能性がある。
そこで、本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、接合構造体を構成する部材間を好適に接合できる接合構造体及びその接合方法を提供することにある。
上記目的を達成するための接合構造体のある実施形態は、軸部材と、該軸部材の外周面に内周面を嵌合させた円筒部材とを有し、
上記円筒部材は、上記軸部材の軸方向に設けられた複数の軸方向溝に沿ってかしめられた複数の第１かしめ部と、上記軸方向溝に係合し、軸方向の中間部を径方向に縮径されて上記軸部材の周面に設けられた周方向溝に沿ってかしめられた第２かしめ部とを有する。
ここで、上記接合構造体は、第１かしめ部が、上記円筒部材の内周面に球形の突起として突出した形状をなしてもよい。
上記円筒部材は、上記軸部材の軸方向に設けられた複数の軸方向溝に沿ってかしめられた複数の第１かしめ部と、上記軸方向溝に係合し、軸方向の中間部を径方向に縮径されて上記軸部材の周面に設けられた周方向溝に沿ってかしめられた第２かしめ部とを有する。
ここで、上記接合構造体は、第１かしめ部が、上記円筒部材の内周面に球形の突起として突出した形状をなしてもよい。
また、上記接合構造体は、上記突起の軸方向の頂点の位置を、上記周方向溝の側面側の所定の範囲内にレイアウトしてもよい。
また、上記接合構造体は、第１かしめ部の内接径が、上記軸方向溝の周方向に沿った断面における底部の曲率半径よりも大きく設定されてもよい。
また、上記接合構造体は、上記軸方向溝の周方向に沿った断面形状がバスタブ形状であってもよい。
また、上記接合構造体は、第１かしめ部の内接径が、上記軸方向溝の周方向に沿った断面における底部の曲率半径よりも大きく設定されてもよい。
また、上記接合構造体は、上記軸方向溝の周方向に沿った断面形状がバスタブ形状であってもよい。
また、接合構造体の接合方法のある実施形態は、円筒部材の内周面に、軸部材に設けられた複数の軸方向溝と係合するように、複数の突起を形成する仮第１かしめ部形成工程と、
上記軸部材の外周面と上記円筒部材の内周面とが当接し、かつ、上記軸部材に設けられた複数の軸方向溝及び上記軸部材の周面に設けられた周方向溝と上記円筒部材の内周面の突起とが係合するように、上記軸部材と上記円筒部材とを嵌合させ、
上記仮第１かしめ部の突起の軸方向の頂点の位置を、上記周方向溝の側面側の所定の範囲内にレイアウトし、上記軸部材の周面に設けられた周方向溝に沿って上記円筒部材を径方向に縮径することによって、第１かしめ部と、該第１かしめ部と連結され、上記周方向溝に沿ってかしめられた第２かしめ部とを同時に形成するかしめ部形成工程とを含む。
上記軸部材の外周面と上記円筒部材の内周面とが当接し、かつ、上記軸部材に設けられた複数の軸方向溝及び上記軸部材の周面に設けられた周方向溝と上記円筒部材の内周面の突起とが係合するように、上記軸部材と上記円筒部材とを嵌合させ、
上記仮第１かしめ部の突起の軸方向の頂点の位置を、上記周方向溝の側面側の所定の範囲内にレイアウトし、上記軸部材の周面に設けられた周方向溝に沿って上記円筒部材を径方向に縮径することによって、第１かしめ部と、該第１かしめ部と連結され、上記周方向溝に沿ってかしめられた第２かしめ部とを同時に形成するかしめ部形成工程とを含む。
また、接合構造体の接合方法の他の実施形態は、円筒部材の内周面に、軸部材に設けられた複数の軸方向溝と係合するように、複数の突起を形成する仮第１かしめ部形成工程と、
上記軸部材の外周面と上記円筒部材の内周面とが当接し、かつ、上記軸部材に設けられた複数の軸方向溝と上記円筒部材の内周面の突起とが係合するように、上記軸部材と上記円筒部材とを嵌合させ、
上記仮第１かしめ部を上記軸部材の軸方向溝に沿って変形させ、第１かしめ部を形成する第１かしめ部形成工程と、
上記円筒部材の軸方向の中間部を径方向に縮径して、第１かしめ部と連結され、上記軸部材の周面に設けられた周方向溝に沿ってかしめられた第２かしめ部を形成する第２かしめ部形成工程とを含む。
上記軸部材の外周面と上記円筒部材の内周面とが当接し、かつ、上記軸部材に設けられた複数の軸方向溝と上記円筒部材の内周面の突起とが係合するように、上記軸部材と上記円筒部材とを嵌合させ、
上記仮第１かしめ部を上記軸部材の軸方向溝に沿って変形させ、第１かしめ部を形成する第１かしめ部形成工程と、
上記円筒部材の軸方向の中間部を径方向に縮径して、第１かしめ部と連結され、上記軸部材の周面に設けられた周方向溝に沿ってかしめられた第２かしめ部を形成する第２かしめ部形成工程とを含む。
ここで、上記接合構造体の接合方法は、第１かしめ部が、上記円筒部材の内周面に球形の突起として突出した形状をなしてもよい。
また、上記接合構造体の接合方法は、第１かしめ部の内接径が、上記軸方向溝の周方向に沿った断面における底部の曲率半径よりも大きく設定されてもよい。
また、上記接合構造体の接合方法は、上記軸方向溝の周方向に沿った断面形状がバスタブ形状であってもよい。
また、上記接合構造体の接合方法は、第１かしめ部の内接径が、上記軸方向溝の周方向に沿った断面における底部の曲率半径よりも大きく設定されてもよい。
また、上記接合構造体の接合方法は、上記軸方向溝の周方向に沿った断面形状がバスタブ形状であってもよい。
本発明によれば、接合構造体を構成する部材間を好適に接合できる接合構造体及びその接合方法を提供することができる。
以下、本発明に係る接合構造体及びその接合方法の実施形態について図面を参照して説明する。
（接合構造体）
図１は、本発明に係る接合構造体のある実施形態における構成を示す斜視図である。また、図２は、本発明に係る接合構造体のある実施形態における構成を示す部分断面図である。また、図３は、本発明に係る接合構造体のある実施形態における構成を示す要部の部分断面図である。また、図４は、本発明に係る接合構造体のある実施形態における円筒部材の構成を示す部分断面図である。なお、図４は、図１及び図２において、軸部材を除いて表現した図である。
（接合構造体）
図１は、本発明に係る接合構造体のある実施形態における構成を示す斜視図である。また、図２は、本発明に係る接合構造体のある実施形態における構成を示す部分断面図である。また、図３は、本発明に係る接合構造体のある実施形態における構成を示す要部の部分断面図である。また、図４は、本発明に係る接合構造体のある実施形態における円筒部材の構成を示す部分断面図である。なお、図４は、図１及び図２において、軸部材を除いて表現した図である。
図１〜４に示すように、本実施形態の接合構造体１は、軸部材１０と、該軸部材１０の外周面に内周面を嵌合させた円筒部材２０とを有する。
軸部材１０には、その周面に軸方向に沿って複数の軸方向溝１１が設けられている。また、軸部材１０には、その周面全周にわたって周方向溝１２が設けられている。
円筒部材２０は、複数の軸方向溝１１に沿ってかしめられた複数の第１かしめ部２１と、軸方向溝１１に係合し、軸方向の中間部を径方向に縮径されて軸部材１０の周方向溝１２に沿ってかしめられた第２かしめ部２２とを有する。本実施形態では、第２かしめ部２２は、円筒部材２０の周面全周にわたって設けられている。
軸部材１０には、その周面に軸方向に沿って複数の軸方向溝１１が設けられている。また、軸部材１０には、その周面全周にわたって周方向溝１２が設けられている。
円筒部材２０は、複数の軸方向溝１１に沿ってかしめられた複数の第１かしめ部２１と、軸方向溝１１に係合し、軸方向の中間部を径方向に縮径されて軸部材１０の周方向溝１２に沿ってかしめられた第２かしめ部２２とを有する。本実施形態では、第２かしめ部２２は、円筒部材２０の周面全周にわたって設けられている。
すなわち、第１かしめ部２１は、軸方向溝１１と周方向溝１２との交点上に設けられており、その第１かしめ部２１上に、円筒部材２０を縮径した第２かしめ部２２が形成されている。具体的には、図４にしめすように、円筒部材２０の内周面から内方に突出した突起（以下、単に突起ということがある）がかしめによって変形し、軸方向溝１１の側面形状が転写されている。
また、第１かしめ部２１は、図４に示すように、円筒部材２０の内周面に球形の突起として突出した形状をなすことが好ましい。
また、第１かしめ部２１の内接径は、軸方向溝１１の周方向に沿った断面における底部の曲率半径よりも大きく設定されることが好ましい。
また、第１かしめ部２１は、図４に示すように、円筒部材２０の内周面に球形の突起として突出した形状をなすことが好ましい。
また、第１かしめ部２１の内接径は、軸方向溝１１の周方向に沿った断面における底部の曲率半径よりも大きく設定されることが好ましい。
（接合構造体の接合方法）
次に、図１〜４に示す接合構造体の接合方法について説明する。
図５は、接合構造体の接合方法のある実施形態における第１かしめ部形成工程前の状態を示す部分断面図である。また、図６は、接合構造体の接合方法のある実施形態における第１かしめ部形成工程における要部の部分断面図であり、（ａ）は第１かしめ部形成工程前、（ｂ）は第１かしめ部形成工程後である。
次に、図１〜４に示す接合構造体の接合方法について説明する。
図５は、接合構造体の接合方法のある実施形態における第１かしめ部形成工程前の状態を示す部分断面図である。また、図６は、接合構造体の接合方法のある実施形態における第１かしめ部形成工程における要部の部分断面図であり、（ａ）は第１かしめ部形成工程前、（ｂ）は第１かしめ部形成工程後である。
また、図７は、接合構造体の接合方法のある実施形態における第２かしめ部形成工程の状態を示す斜視図であり、（ａ）は第２かしめ部形成工程前、（ｂ）は第２かしめ部形成工程後である。また、図８は、接合構造体の接合方法のある実施形態における第２かしめ部形成工程後の状態を示す要部の部分断面図である。
本実施形態の接合構造体の接合方法は、仮第１かしめ部２１Ａ（図５参照）を円筒部材２０に形成する仮第１かしめ部形成工程と、軸部材１０の外周面と円筒部材２０の内周面とが当接し、かつ軸方向溝１１に仮第１かしめ部２１Ａを係合させながら軸部材１０と円筒部材２０とを嵌合させた後に、第１かしめ部形成工程と、第２かしめ部形成工程とを含む。
本実施形態の接合構造体の接合方法は、仮第１かしめ部２１Ａ（図５参照）を円筒部材２０に形成する仮第１かしめ部形成工程と、軸部材１０の外周面と円筒部材２０の内周面とが当接し、かつ軸方向溝１１に仮第１かしめ部２１Ａを係合させながら軸部材１０と円筒部材２０とを嵌合させた後に、第１かしめ部形成工程と、第２かしめ部形成工程とを含む。
＜仮第１かしめ部形成工程＞
仮第１かしめ部形成工程は、円筒部材２０の内周面に、軸部材１０に設けられた複数の軸方向溝１１と係合するように、複数の突起を形成する工程である。なお、仮第１かしめ部２１Ａは、円筒部材２０の外周面上において第１かしめ部２１が設けられる位置に予め設けられ、円周部材２０の内周面に突出する突起である。すなわち、円筒部材２０は、仮第１かしめ部２１Ａの突起を軸方向溝１１に係合させながら軸部材１０に嵌合させる（図５参照）。
仮第１かしめ部形成工程は、円筒部材２０の内周面に、軸部材１０に設けられた複数の軸方向溝１１と係合するように、複数の突起を形成する工程である。なお、仮第１かしめ部２１Ａは、円筒部材２０の外周面上において第１かしめ部２１が設けられる位置に予め設けられ、円周部材２０の内周面に突出する突起である。すなわち、円筒部材２０は、仮第１かしめ部２１Ａの突起を軸方向溝１１に係合させながら軸部材１０に嵌合させる（図５参照）。
＜第１かしめ部形成工程＞
また、第１かしめ部形成工程は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、上記仮第１かしめ部形成工程によって円筒部材２０に設けられた仮第１かしめ部２１Ａを、後述する第２かしめ部形成工程によって形成される第２かしめ部の形成予定位置に合わせた状態で、仮第１かしめ部２１Ａをさらにかしめて第１かしめ部２１を形成する工程である。
ここで、仮第１かしめ部の円筒部材の内周面から突出した突起の内接径と、軸方向溝の周方向に沿った断面における底部の曲率半径との関係について述べる。図１４は、周方向に沿う断面形状が単一円弧である軸方向溝を有する軸部材に対して円筒部材をかしめた場合の嵌合状態を示す要部断面図である。
図１４に示す態様では、上記突起と軸方向溝との接触は上記突起の頂点（溝底）のみで、回転方向に剛性を持たないため、回転止めとしての機能が十分ではない。これは、軸方向溝の断面形状が単一円弧である場合に限らず、上記突起の頂点で嵌合する全ての場合に当てはまる。
また、第１かしめ部形成工程は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、上記仮第１かしめ部形成工程によって円筒部材２０に設けられた仮第１かしめ部２１Ａを、後述する第２かしめ部形成工程によって形成される第２かしめ部の形成予定位置に合わせた状態で、仮第１かしめ部２１Ａをさらにかしめて第１かしめ部２１を形成する工程である。
ここで、仮第１かしめ部の円筒部材の内周面から突出した突起の内接径と、軸方向溝の周方向に沿った断面における底部の曲率半径との関係について述べる。図１４は、周方向に沿う断面形状が単一円弧である軸方向溝を有する軸部材に対して円筒部材をかしめた場合の嵌合状態を示す要部断面図である。
図１４に示す態様では、上記突起と軸方向溝との接触は上記突起の頂点（溝底）のみで、回転方向に剛性を持たないため、回転止めとしての機能が十分ではない。これは、軸方向溝の断面形状が単一円弧である場合に限らず、上記突起の頂点で嵌合する全ての場合に当てはまる。
また、図１５は、仮第１かしめ部の円筒部材の内周面から突出した突起部分の内接径と、軸方向溝の周方向に沿った断面における底部の曲率半径とを略同じとしてかしめた場合の嵌合状態を示す要部断面図である。
図１５に示す態様では、回転方向の剛性は得られるが、組立時の位相ズレなどによって、軸方向溝の肩部が上記突起を損なう可能性が高くなる。
また、円筒部材２０に上記突起を塑性加工で設けると、スプリングバックによって上記突起の麓にダレが生じる可能性がある。これを避けるためには、軸方向溝の肩部に逃げを設ける必要があり、軸方向溝と上記突起との嵌合深さが浅くなってしまう。
図１５に示す態様では、回転方向の剛性は得られるが、組立時の位相ズレなどによって、軸方向溝の肩部が上記突起を損なう可能性が高くなる。
また、円筒部材２０に上記突起を塑性加工で設けると、スプリングバックによって上記突起の麓にダレが生じる可能性がある。これを避けるためには、軸方向溝の肩部に逃げを設ける必要があり、軸方向溝と上記突起との嵌合深さが浅くなってしまう。
そこで、本実施形態では、円筒部材２０に予め設けられた仮第１かしめ部２１Ａの円筒部材２０の内周面から突出した突起の内接径は、軸部材１０の軸方向溝１１の周方向に沿った断面における底部の曲率半径よりも大きく設定されている。すなわち、図６（ａ）の状態（第１かしめ部形成工程前）においては、円筒部材２０に予め設けられた仮第１かしめ部２１Ａの円筒部材２０の内周面から突出した突起と軸方向溝との間にすきまがある。そのため、組立工程において、軸方向溝１１が仮第１かしめ部２１Ａの突起を削り取ることはない。また、その突起と軸部材１０とは接触しないため、組付精度が上記突起の加工精度の影響を受けることもない。
その後、第１かしめ部形成工程によって仮第１かしめ部２１Ａに対するかしめが進行するに伴い、図６（ｂ）に示すように、円筒部材２０の内周面から突出した突起が軸方向溝１１に向かって変形し、上記突起と軸方向溝１１とが当接する。なお、第１かしめ部形成工程後においても、第１かしめ部２１の円筒部材２０の内周面から突出した突起の内接径は、軸方向溝１１の周方向に沿った断面における底部の曲率半径よりも大きいことは変わりない。
このような構成によって、上記突起と軸方向溝１１との寸法関係に関係なく、安定して回転止め機能を保証することが可能になる。
このような構成によって、上記突起と軸方向溝１１との寸法関係に関係なく、安定して回転止め機能を保証することが可能になる。
＜第２かしめ部形成工程＞
第２かしめ部形成工程は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、金型３０を用いて、軸部材１０に嵌合させた円筒部材２０の軸方向の中間部を径方向に縮径して、軸部材１０の周方向溝１２に沿ってかしめて第２かしめ部２２を形成する工程である。なお、この第２かしめ部形成工程では、第２かしめ部２２が第１かしめ部と連結されるように形成される。
金型３０は、内周面が円筒部材２０の外径に当接可能な形状とされた略扇形をなす複数の分割体３１を周方向に組み合わせて円環形状をなす部材である。分割体３１は、例えば、図７（ａ），（ｂ）に示すように、円環形状の金型３０を６分割した形状である。なお、図７（ａ），（ｂ）は、１つの分割体３１の表示を省略している。
各分割体３１は、周方向溝１２に円筒部材２０を押込んで第２かしめ部２２を形成するための凸部３１ａを内周面に有している。
第２かしめ部形成工程では、まず、図７（ａ）に示すように、第１かしめ部形成工程後の円筒部材２０に対して、円筒部材２０を外周面側で取り囲むように金型３０をセットする。
第２かしめ部形成工程は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、金型３０を用いて、軸部材１０に嵌合させた円筒部材２０の軸方向の中間部を径方向に縮径して、軸部材１０の周方向溝１２に沿ってかしめて第２かしめ部２２を形成する工程である。なお、この第２かしめ部形成工程では、第２かしめ部２２が第１かしめ部と連結されるように形成される。
金型３０は、内周面が円筒部材２０の外径に当接可能な形状とされた略扇形をなす複数の分割体３１を周方向に組み合わせて円環形状をなす部材である。分割体３１は、例えば、図７（ａ），（ｂ）に示すように、円環形状の金型３０を６分割した形状である。なお、図７（ａ），（ｂ）は、１つの分割体３１の表示を省略している。
各分割体３１は、周方向溝１２に円筒部材２０を押込んで第２かしめ部２２を形成するための凸部３１ａを内周面に有している。
第２かしめ部形成工程では、まず、図７（ａ）に示すように、第１かしめ部形成工程後の円筒部材２０に対して、円筒部材２０を外周面側で取り囲むように金型３０をセットする。
次に、図７（ｂ）に示すように、各分割体３１ａを金型３０の軸線に向けて押し込ませるように同期させる装置（図示せず）で同期させながら各分割体３１ａを押込む。その結果、円筒部材２０を径方向に縮径して、第１かしめ部２１と連結され、周方向溝１２に沿ってかしめられた第２かしめ部２２が形成される。
ここで、第２かしめ部形成工程においては、図８に示すように、第２かしめ部２２の円筒部材２０の内周面から突出した突起の軸方向の頂点の位置Ｏ１を、周方向溝１２の最下点の位置Ｏ２からずらした位置に設定することが好ましい。上記突起の軸方向の頂点の位置Ｏ１が周方向溝１２の最下点の位置Ｏ２に位置すると、軸方向溝１１と上記突起との係り代が小さくなり、所望の剛性を得難くなることがあるからである。一方、上記突起と周方向溝１２とのオフセット量が大きすぎると、かしめによる上記突起の変形が不十分となり、上記突起が回転止めとしての機能を発揮しなくなる。
ここで、第２かしめ部形成工程においては、図８に示すように、第２かしめ部２２の円筒部材２０の内周面から突出した突起の軸方向の頂点の位置Ｏ１を、周方向溝１２の最下点の位置Ｏ２からずらした位置に設定することが好ましい。上記突起の軸方向の頂点の位置Ｏ１が周方向溝１２の最下点の位置Ｏ２に位置すると、軸方向溝１１と上記突起との係り代が小さくなり、所望の剛性を得難くなることがあるからである。一方、上記突起と周方向溝１２とのオフセット量が大きすぎると、かしめによる上記突起の変形が不十分となり、上記突起が回転止めとしての機能を発揮しなくなる。
以上のことから、上記突起の軸方向の頂点の位置Ｏ１を、周方向溝１２の側面側の所定の範囲内にレイアウトすることが好ましい。
なお、図８においては、上記突起を「第２かしめ部２２の突起」としてだけでなく、仮第１かしめ部２１Ａの突起としてもレイアウトし、周方向溝１２に沿って円筒部材２０を径方向に縮径することによって、第１かしめ部２１と、該第１かしめ部２１と連結され、周方向溝１２に沿ってかしめられた第２かしめ部２２とを同時に形成することができる。この第１かしめ部形成工程と第２かしめ部形成工程を同時に行う工程をかしめ部形成工程とする。
なお、図８においては、上記突起を「第２かしめ部２２の突起」としてだけでなく、仮第１かしめ部２１Ａの突起としてもレイアウトし、周方向溝１２に沿って円筒部材２０を径方向に縮径することによって、第１かしめ部２１と、該第１かしめ部２１と連結され、周方向溝１２に沿ってかしめられた第２かしめ部２２とを同時に形成することができる。この第１かしめ部形成工程と第２かしめ部形成工程を同時に行う工程をかしめ部形成工程とする。
（他の実施形態）
図９は、接合構造体及びその接合方法の他の実施形態における軸方向溝の構造を示す断面図である。また、図１０は、接合構造体及びその接合方法の他の実施形態における第２かしめ部形成工程の状態を示す斜視図であり、（ａ）は第２かしめ部形成工程前、（ｂ）は第２かしめ部形成工程後である。なお、本実施形態の説明においては、前述した実施形態と重複する構成についての説明を省略する。
図９，図１０に示すように、本実施形態では、軸部材１０の軸方向溝１１の周方向に沿う断面形状をバスタブ型としている。このような形状とすることで、上記突起が軸方向溝１１の両側面に接触し、回転方向における剛性を得ることができる。なお、図９，１０に示すように、本実施形態では、軸方向溝１１の底部に平面部を設け、その両側を６０°で切上げている。
図９は、接合構造体及びその接合方法の他の実施形態における軸方向溝の構造を示す断面図である。また、図１０は、接合構造体及びその接合方法の他の実施形態における第２かしめ部形成工程の状態を示す斜視図であり、（ａ）は第２かしめ部形成工程前、（ｂ）は第２かしめ部形成工程後である。なお、本実施形態の説明においては、前述した実施形態と重複する構成についての説明を省略する。
図９，図１０に示すように、本実施形態では、軸部材１０の軸方向溝１１の周方向に沿う断面形状をバスタブ型としている。このような形状とすることで、上記突起が軸方向溝１１の両側面に接触し、回転方向における剛性を得ることができる。なお、図９，１０に示すように、本実施形態では、軸方向溝１１の底部に平面部を設け、その両側を６０°で切上げている。
また、軸方向溝１１の開口幅は、上記突起の麓の幅よりも広い設計となっており、組付けの時点では、軸方向溝１１の肩部と上記突起とが干渉しない寸法関係に設定されている。
また、軸方向溝１１は、冷鍛加工によって加工されることが好ましく、軸部材１０は冷鍛加工品に切削加工を施すことで成形される。このとき、軸方向溝１１の側面が、軸部材１０の外径に向かって直線的に切り上がっていると、外周面の切削時にバリが発生し、上記突起と接触する可能性がある。これを避けるため、軸方向溝１１の両側面を、軸部材１０の外周面の近傍で外側に開く形状とすることが好ましい。
また、軸方向溝１１は、冷鍛加工によって加工されることが好ましく、軸部材１０は冷鍛加工品に切削加工を施すことで成形される。このとき、軸方向溝１１の側面が、軸部材１０の外径に向かって直線的に切り上がっていると、外周面の切削時にバリが発生し、上記突起と接触する可能性がある。これを避けるため、軸方向溝１１の両側面を、軸部材１０の外周面の近傍で外側に開く形状とすることが好ましい。
ここで、図９，１０に示す本実施形態の円筒部材２０の写真を図１１に示す。図１１（ａ）〜（ｃ）は、円筒部材２０の外径側の直上から突起を見た写真であり、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）につれて、縮径かしめが進行する態様を示した写真である。また、図１１（ｄ）は、縮径かしめ完了後における、突起の円筒部材２０の内径側の状態を示した写真である。この写真では、突起の両側面に、軸方向溝１１の側面形状が転写されているのが確認できる。これら図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、突起と軸方向溝１１の側面とが接触することにより、回転方向にガタなく接合することが可能であることがわかる。
また、図１２は、突起の回転止め効果を示したグラフであり、軸部材１０と円筒部材２０との接合部に負荷したトルクを縦軸に示し、軸部材１０と円筒部材２０との相対角を横軸に示している。なお、各線図の両端のトルク立ち上がりは、突起が軸方向溝１１の側面に当接してトルクが立った点を示している。なお、図１２（ａ）〜（ｃ）は、図１１（ａ）〜（ｃ）のそれぞれにおける状態の測定結果であり、縮径かしめの進行と回転方向のガタとの関係を示したものである。図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、縮径かしめが進行し、突起が軸方向溝１１の側面に当接することで、回転方向のガタが小さくなっていく様子が確認できる。
以上説明したように、本発明のある実施形態によれば、円筒部材２０に形成された第１かしめ部は、第２かしめ部形成工程における円筒部材２０のかしめに伴い、軸方向溝１１に押込まれるように変形され、結果として回転止めとしての機能を与えられることになる。
以上説明したように、本発明のある実施形態によれば、円筒部材２０に形成された第１かしめ部は、第２かしめ部形成工程における円筒部材２０のかしめに伴い、軸方向溝１１に押込まれるように変形され、結果として回転止めとしての機能を与えられることになる。
また、本実施形態の構造においては、組立ての時点では、上記突起と軸方向溝１１とは完全な隙間関係であるため、前述のような上記突起の削り取りや、組付精度への影響を心配する必要がない。また、上記第１かしめ部を軸方向溝１１と周方向溝１２との交点上に設けることで、円筒部材２０を縮径してかしめるに伴い、上記突起が軸方向溝１１に向かって変形するため、かしめ後（第２かしめ部形成工程後）には、上記突起と軸方向溝１１との隙間がなくなり、回転止めとしての機能を発揮する。
よって、接合構造体を構成する軸部材と円筒部材とを好適に接合できる接合構造体及びその接合方法を提供することができる。
よって、接合構造体を構成する軸部材と円筒部材とを好適に接合できる接合構造体及びその接合方法を提供することができる。
以上、接合構造体及びその接合方法について説明したが、本発明に係る接合構造体及びその接合方法は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。例えば、軸方向溝及び周方向溝の形状や数、並びに第１かしめ部及び第２かしめ部の形状や数といった詳細な条件については、本発明の機
能を発揮する範囲で変更可能である。
能を発揮する範囲で変更可能である。
１ 接合構造体
１０ 軸部材
１１ 軸方向溝
１２ 周方向溝
２０ 円筒部材
２１ 第１かしめ部（球状突起）
２２ 第２かしめ部
１０ 軸部材
１１ 軸方向溝
１２ 周方向溝
２０ 円筒部材
２１ 第１かしめ部（球状突起）
２２ 第２かしめ部
Claims (10)
- 軸部材と、該軸部材の外周面に内周面を嵌合させた円筒部材とを有し、
前記円筒部材は、前記軸部材の軸方向に設けられた複数の軸方向溝に沿ってかしめられた複数の第１かしめ部と、前記軸方向溝に係合し、軸方向の中間部を径方向に縮径されて前記軸部材の周面に設けられた周方向溝に沿ってかしめられた第２かしめ部とを有することを特徴とする接合構造体。 - 第１かしめ部は、前記円筒部材の内周面に球形の突起として突出した形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の接合構造体。
- 前記突起の軸方向の頂点の位置を、前記周方向溝の側面側の所定の範囲内にレイアウトしたことを特徴とする請求項２に記載の接合構造体。
- 第１かしめ部の内接径は、前記軸方向溝の周方向に沿った断面における底部の曲率半径よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の接合構造体。
- 前記軸方向溝の周方向に沿った断面形状がバスタブ形状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の接合構造体。
- 円筒部材の内周面に、軸部材に設けられた複数の軸方向溝と係合するように、複数の突起を形成する仮第１かしめ部形成工程と、
前記軸部材の外周面と前記円筒部材の内周面とが当接し、かつ、前記軸部材に設けられた複数の軸方向溝及び前記軸部材の周面に設けられた周方向溝と前記円筒部材の内周面の突起とが係合するように、前記軸部材と前記円筒部材とを嵌合させ、
前記仮第１かしめ部の突起の軸方向の頂点の位置を、前記周方向溝の側面側の所定の範囲内にレイアウトし、前記軸部材の周面に設けられた周方向溝に沿って前記円筒部材を径方向に縮径することによって、第１かしめ部と、該第１かしめ部と連結され、前記周方向溝に沿ってかしめられた第２かしめ部とを同時に形成するかしめ部形成工程とを含むことを特徴とする接合構造体の接合方法。 - 円筒部材の内周面に、軸部材に設けられた複数の軸方向溝と係合するように、複数の突起を形成する仮第１かしめ部形成工程と、
前記軸部材の外周面と前記円筒部材の内周面とが当接し、かつ、前記軸部材に設けられた複数の軸方向溝と前記円筒部材の内周面の突起とが係合するように、前記軸部材と前記円筒部材とを嵌合させ、
前記仮第１かしめ部を前記軸部材の軸方向溝に沿って変形させ、第１かしめ部を形成する第１かしめ部形成工程と、
前記円筒部材の軸方向の中間部を径方向に縮径して、第１かしめ部と連結され、前記軸部材の周面に設けられた周方向溝に沿ってかしめられた第２かしめ部を形成する第２かしめ部形成工程とを含むことを特徴とする接合構造体の接合方法。 - かしめ部形成工程又は第１かしめ部形成工程は、第１かしめ部を前記円筒部材の内周面に球形の突起として突出した形状としたことを特徴とする請求項６又は７に記載の接合構造体の接合方法。
- 第１かしめ部の内接径は、前記軸方向溝の周方向に沿った断面における底部の曲率半径よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項６〜８の何れか一項に記載の接合構造体の接合方法。
- 前記軸方向溝の周方向に沿った断面形状がバスタブ形状であることを特徴とする請求項６〜９の何れか一項に記載の接合構造体の接合方法。
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