JPH0352741A - 金属部材の結合方法およびそれに用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属の結合方法およびそれに用いる装置に係わ
り、特に、簡便な手段を以て極めて強固な結合を実現す
ることのできる金属部材の結合方法およびそれに用いる
装置を提供することを目的とするものである。

〔従来の技術〕

金属部材どうしを接合するにあたっては、種々の方法が
既に実施あるいは提案されている。金属部材の結合の中
でも、例えば、駆動系におけるロツド等と、それらロッ
ド等に設けられることにより何等かの運動を与えられる
部材との結合などは、両部材間に極めて大きな応力を伝
達しなければならず、特に強固な結合が望まれるもので
ある。

従来、このような、金属どうしの強固な結合を実現する
ための方法としては、例えば、１）円筒部材と軸との結
合を行うに際し、第１７図，第１８図に示す如く、■筒
部材１および輔２にそれぞれ嵌め合い部１　ａ，　１　
ｂ，　２　ａ，　２　ｂを形或するとともに、一方の嵌
め合い部１ａ，２ａを他方の嵌め合い部１　ｂ，　２　
ｂに対して偏心させ、かつ、双方の嵌め合い部１　ａ，
　２　ａ，　１　ｂ，　２　ｂを締まりばめによって結
合させる方法（特開昭６３−１５８３０６号公報等）、
ｉｉ）第１９図，第２０図に示すように、結−３ 合すべき２部材３，４の結合面に凹部３　ａ，　４　ａ
を形成するとともに、両部材間３，４に両部材よりも変
形抵抗が小さくかつ所定の機械的強度を有する結合部材
５を介在させ、該結合部材５を加圧変形させることによ
り該結合部材５を塑性流動させて前記凹部３　ａ，　４
　ａ内に流入させ、この結合部材５のせん断力と緊迫力
にて２部材３，４を結合する方法（特開昭５５−１４　
１３４０号公報等）、１１１）被結合材の結合面に凹部
を形成し、この被結合材と結合させる他方の部材を加圧
変形させることにより該部材の一部を前記被結合材の凹
部に塑性流動させることにより紬合する方法（特開昭５
７−１４６４４４号公報、特開昭５９−１／１１３４１
号公報等）などが提供されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記各方法においてはそれぞれ下記の如き不
都合な点を有するものであった。

すなわち、上記　１）の方法によれば、確かに通常の単
純な締まりばめよりも強固な結合を可能にすることがで
き、大きな１・ルクか負荷されるよう４ な場合に適用することができるものの、元来より厳密な
寸法設定を要求される締まりはめ結合において、円筒部
材１および軸２の双方に偏心した嵌め合い部１ａ，２ａ
を形成することは極めてコストの掛かる作業となり不経
済となるばかりでなく、結合後両部材１，２に偏った残
留応力か生ずるものとなり、耐久性等の面での不安が残
る。

また、上記　１１）の方法では、結合強度の均一性が得
られと共に結合工程が単純となり生産性が改善されると
いった利点は得られるが、結合強度が、両部材よりも変
形抵抗を小さくされた結合部材５の材料強度に支配され
強大な結合力は期待できない。

そして、」二記ｉｉｉ　）の方法では、結合部材自体を
塑性流動させるため　１１）の方法よりも強固な結合が
望めるものの、塑性流動を生じさせる際、２部材間にｌ
軸方向の押圧力しか加えないために部材の流動性が低く
、そのために極めて大きな加圧力を必要とする上、塑性
流動を起こした部分が入り込むための前記凹部の形状が
限定されるといつた間題かあった。すなわら、２部材間
にＩＩｌｌｌｌｌ力同の押圧力しか与えないため該押圧
力によって生する応力も一方向的なものとなり、部材の
流動は一定方向のみに生ずるものとなる。したがって、
複雑な形状の凹部（溝部）に対しては流動部が完全には
充満されにくく空隙を生じるおそれがあり、この空隙部
が応力集中を招く原因となるため、それら凹部の形状と
しては流動金属が容易に入り込むことのできる極めて単
純なものに限られる上に、回転抵抗、引き抜き抵抗等と
いった所期の結合強度を得るためには、凹部に特別に加
工を施す必要がある、等の問題が生ずるものとなる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、単純な手段をもって容易に、卓越し
た結合力を得ることのできる金属部材の結合方法および
それに用いる装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１に記載した発明は、嵌合穴を形戊してなる第１
の金属部材と前記嵌合穴に挿入される第２の金属部材と
を結合するにあたり、第１の金属部材の前記嵌合穴に第
２の金属部材を挿入した後、これら両金属部材のうち一
方を前記嵌合穴の軸方向に挾圧しながら該挾圧部間に前
記嵌合穴の軸回り方向の相対的なねじり力を与え、これ
ら押圧力およびねじり力によって生ずる複合応力により
前記一方の金属部材に塑性流動を生ぜしめて両金属部刊
を結合することを特徴とするものである。

また、請求項２に記載した発明は、請求項ｌ記載の金属
部材の結合方法において、前記第１の金属部材および第
２の金属部拐のうち塑性流動を生ぜしめる方の金属部材
を該金属部材の温開成形温度に加熱した状態で実施する
ことを特徴とするものである。

また、請求項３に記載した発明は、請求項ｌに記載した
方法を用いて金属部材を結合するための金属部材の結合
装置てあって、前記第１または第２の金属部材の少なく
とも一方の金属部材における軸方向両端部にそれぞれ当
接可能とされた当接部材と、これら両当接部材間に押圧
力を付加する７ 挾圧手段と、前記両当接部材の少なくとも一方を軸周り
方向に回動させることによりこれら両当接部材間にねじ
り力を付与する回動手段と、をｆＭえていることを特徴
とするものである。

さらに、請求項４に記載した発明は、請求項３記載の結
合装置において、第１の金属部材の全外周面に当接して
該第１の金属部材を拘束するホルダーを設け、かつ該ボ
ルターにさらに加熱手段を設けたものである。

〔作用〕

一方の金属部材を押圧しながら両金属部材に相対回転を
与えることにより、伸圧された部材にはこの押圧力と回
転力とによる複合応力が生じるものとなる。このため、
小さな荷重で充分な塑性流動を生じせしめることができ
、これにより、従来、充填性の点で不可能とされていた
形状の凹部（溝）内にも流入金属材を充満させることが
可能となる。

その際、塑性流動を生ぜしめる方の金属部材をその温開
成形温度、すなわち該金属部材の再結晶８ 温度近傍まで加熱すれば、流動性をさらに高めることが
でき、極めて良好な結合作業、一層優れた結合力を実現
することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明に係る金属部材の結合装置の一構戊例を
示すもので、図中全体として符号５０で示すものが金属
部材の結合装置（以下、単に“′結合装置”と略称する
）である。符号５１は該結合装置５０の枠体を形成する
フレームで、このフレーム５１には、上ダイス６１　（
当接部材）を主要構成要素として備える上部駆動部６０
、および下ダイス７１（当接部材）を主要構或要素とし
て備える下部駆動部７０がそれぞれ構成されている。

まず前記上部駆動部６０について説明する。

この上部駆動部６０の前記上ダイス６１は、この場合フ
レーム５ｌから鉛直方向に垂設された油圧シリンダー６
２のロッド６２ａの先端部にカップリング６３を介して
設けられている。油圧シリンダー６２は油圧管６４．６
４’　を介して油圧ボンプ６５と接続されている。前記
上ダイス６１は第２図に拡大して示すように全体として
円盤状を呈し、その軸中心部には後述する棒状部材２０
を逃がすための貫通孔６１ａを有している。同様に前記
カップリング６３の軸中心部にも棒状部材２０を逃がす
ための逃がし穴６３ａが形成されている。また、この上
ダイス６１は、外周部から中心部に向かうにしたがって
同心円的に片面側に突出する如く形成されることにより
段階的に肉厚となるように構成されており、これにより
前記貫通孔６１ａの下端周縁部には凸リング部６１１）
が形成されている。

次いで第１図の下部駆動部７０について説明する。下部
駆動部７０の下ダイス７ｌは、前記上タイス６１と同軸
的に対向して、後述する回転シャフト８１の上端部のフ
ランジ部８１ａに設けられている。この下ダイス７１は
第２図に示す如く、上記上タイス６１同様その軸中心部
が最も肉厚に形或され、貫通孔７１ａの」二端周縁部に
凸リング部７ｌｂを形成している。ただし、ここで、こ
の下ダイス７１における凸リング部７ｌｂのリング部幅
は前記上ダイス６１における凸リング部６ｌｂのリング
部幅よりも狭いもので、かつその上端面７ｌｂ’　　は
第３図あるいは第４図に示すようにアール面あるいはテ
ーパ面に形成されたものとなっている。

さらに、前記下ダイス７１の外周部には、該下ダイス７
１の上方において該下ダイス７１と同軸的に形戊される
セット穴７２ａを構成するホルダー７２が設けてある。

このホルダー７２は、その基端部に設けられたダイセッ
ト７３を締結することによりしっかりと固定され、外力
に対して前記セット穴７２ａの形状を保持し得るものと
なっている。

また、第１図中符号７４は、前記回転シャフト８１の駆
動源となるモーターであり、この場合このモーター７４
の駆動力は、■ベルト７５を介してフライホイール７６
に、さらに該フライホイール７６の出力？ｑｌ＋　７　
７に設けられたピニオンギャ−ＩＩ ７８、該ピニオンギャ−７８と噛合するメインギャー７
９を介して回転シャフト８１に伝達されるものとなって
いる。また、フライホイール７６に設けられた前記出力
軸７７の一端部には、クラッチ・ブレーキ機構８０が構
成されている。

以上のように構成された結合装置５０では、前記上ダイ
ス６１および下ダイス７１により本発明に係る当接部が
、また、前記曲圧シリンダー６２等により本発明に係る
挾圧手段が、そして、前記モーター７４〜回転シャフト
８１等により本発明に係る回動手段が構或されたものと
なっている。

次に、上記結合装置５０の作用と共に、本発明に係る金
属部材の結合方法の一実施例について説明する。

第１図ないし第３図において、符号１０は嵌合穴■１を
有してなる環状部材（第１の金属部材）、符号２０は断
面円形を呈し、前記環状部材１０と結合される棒状部材
（第２の金属部材）である。

第３図に示すように前記嵌合穴１１の長さ方向中央部の
内径は両端部内径より大径とされ、凹部ｌ２を形成して
いる。嵌合穴ｌ１の両端部における内径ｄ．，　ｄ．は
共に、そこに対応する棒状部材２０の外径ｄ．ｄ２に対
して僅かに大きく　（実施例では０．０　１＝０．０　
３ｍｍ　）設定し、棒状部材との間にクリアランスを形
成したものとなっている。

前記環状部材１０と棒状部材２０との結合は下記の操作
および作用によりなされる。

まず、第１図に示すように前記結合装置５０の油圧シリ
ンダー６２のロッド６２ａは予め退縮さぜておき、上ダ
イス６ｌと下ダイス７１との間隔を確保しておく。下ダ
イス７１の貫通孔７１ａに棒状部材２０を押入し、その
後該棒状部材２０に環状部材１０を外挿させる。嵌合穴
１１と棒状部材２０との間には上述した如くクリアラン
スが形成されているため環状部材２０はスムーズに棒状
部材１０に外抑することかできる。このとき現状部材１
０は、第２図あるいは第３図に示すように、その下端面
１０ｂにおける嵌合穴１１周縁部を下ダイス７１の凸リ
ング部上端面７ｌｂ’　　に当接した状態で支持される
とともに、ホルダー７２が形成するセｙ｝穴７２ａ内に
装填されたものとなる。

この状態となったならば、前記ダイセット７３の締め操
作を行うことによりホルダー７２を締め付け、セット穴
７２ａ内の現状部材１０の外周而１０ｃの全周を強固に
拘束する。

上記の如く環状部材１ｏが棒状部材２ｏに対してセット
されたならば、油圧シリンダー６２のロツド６２ａを伸
長させることにまり上ダイス６ｌを降下させ、その凸リ
ング部６ｌｂを第２図に示す如く環状部材１０の上端面
］Ｏａの嵌合穴１１の上端周縁部に当接させる。

そして、この後、油圧シリンダー６２をさらに駆動させ
ることにより」ニタイス６ｌを介して環状部材ｌＯに軸
方向の押圧力を加え、かつそれと同時に、前記モーター
７４〜回転シャフ１・８ｌによって構成される回動手段
を駆動させることにより下ダイス７１を軸回りのー・方
向に回Ｉ匠させる。このとき、下ダイス７１はその凸リ
ング部７ｌｂの幅を上リング６ｌの凸リング部６ｌｂに
対して幅狭に形成された上に、その凸リング部７ｌｂの
上端而７１ｂ′　が第３図ないしは第４図に示したよう
にアール面等に形成されているので、両当接部材間すな
わち上ダイス６１，下ダイス７１間には環状部材１０に
対しての摩擦力の差が生じ、この場合は下ダイス７ｌが
環状部材ｌＯに対してスリップしながら回転するものと
なる。

上記操作により環状部材１０には、押圧力（挾圧力）と
ねじり力（回転力）との双方の力が付加されるものとな
る。環状部材ＩＯはホルダー７２のセット穴７２ａによ
りその外周面１０ｃを拘束されているため、環状部材１
０の内部における嵌合穴ｌ１近傍には、軸方向（厚さ方
向）の挾圧力による応力と、ねじり力による応力とが合
成された複合応力が生じ、環状部材１０の中心部近傍部
つまり嵌合穴１１の近傍部が縮径されてゆき、棒状部材
２０に強く圧着されるものとなる。

ここで、押圧力（挾圧力）により上記の如く環状部材１
０の中心部近傍が棒状部材２０側に縮径されるのは、塑
性理論における　“’Ｔ　ｒｅｓｃａの降伏条件゜゛よ
り理論付けられる。ずなわち、Ｔ　ｒｅｓｃａの降伏条
件によれば、材料の変形抵抗をＫｒ、材料に外力か加え
られたときのその材料に生した最大主応力をσ１、最小
主応力σ３としたとき、次式で示す条件、 （σ１−σ３）＞＞Ｋｆ が満足されたとき、材料は最小主応力σ，の方向に変形
するものとなる。したがって、上記の場合、作用子４１
により環状部材１０の中央部近傍を抑圧（圧縮）すれば
環状部材１０の嵌合穴１１近傍が軸中心部に向かって塑
性流動することが理解できる。

そしてさらに、ここでは、」二記挾圧力に加えてねじり
力が付加されるため、環状部材１０の内部には該挾圧力
による応力とねじり力による応力とが合成された複合応
力が生し、これにより塑性流動が極めて容易に、すなわ
ち小さな荷重で充分な塑性流動を生じせしめることがで
きるものとなる。

したがって、この方法によれば、押圧力のみにより塑性
流動させた場合に比して格段に強固なる結合力を得るこ
とができるのである。

ｌ５ なお、」二記の如く環状部材１０にねじり力を付加すべ
く前記回動手段により下ダイス７１を回転させる際の回
転角としては、特には限定されないが、前記油圧シリン
ダー６２により軸方向の押圧力が付加されてから該抑圧
力付加が終了するまでの間に、約２７０°〜３００°の
範囲で回転させることが望ましい。

また、上記方法を実施するにあたり第５図または第６図
に示すように、前記棒状部材２０の結合部に突条２２あ
るいはローレット２３等によりセレーション部を形成し
、結合力を増強させることは無論任意に行うことができ
る。

第７図は上記実施例の変形例を示すもので、上記実施例
が、嵌合穴１１を有した環状部材１０（第１の金属部材
）を塑性流動させたのに対し、本例のものでは、棒状部
材２０の方を塑性流動させるものとしている。この場合
、環状部材ｌＯの嵌合穴１ｌを形戊する内周面１１ａに
は、第８図にも示すような多数の凹溝１３，１３，・・
・によりセレーシコンが形成されている。

ｌ６ 上記の如き棒状部材１０と原状部材２０とを結合するに
は、環状部材１０の外周面１０ｃを上記同様に拘束（た
だし環状部材ＩＯ全体としては軸回り回動自在に支持）
した後、棒状部材２０の両端面２０ａ，２０ａにおける
外周部近傍を棒状部材２０の軸回り方向に回転させなが
ら軸方向に挾圧すればよい。ただしこの場合、図示は省
略するか、使用する結合装置５０の当接部材つまり上ダ
イス６１および下ダイス７１等の形状、あるいはホルダ
ー７２の構戊等は上記図示したものと若干異なるものと
なる。

上記操作により、本例の場合は棒状部材２０の外周部が
塑性流動して環状部材ｌＯの前記セレーション部材（凹
溝１３）内に充填されるものとなる。

ところで、従来の押圧力のみによって塑性流動を生じせ
しめる方法では、塑性流動性が低いため、前記凹溝１３
の如き凹部への充填性を確保するために凹溝１３を例え
ば第９図に示゛す如き断面形状に加工する必要があった
が、本方法によれば、充分な塑性流動を容易に生じさせ
ることができるので、凹溝１３を」二記第８図に示す如
き単純な形状とすることができ、以て加工費の大幅な削
減を図ることもできる。

第１０図は、棒状部材２０に凹溝２４を螺旋状に形成し
たものを示すものである。この場合は、先の第２図のも
のと同様この棒状部材２ｏに結合される環状部材１０に
ねしり神圧力を加えることにより嵌合穴１１の内周而Ｉ
ｌａ近傍を凹溝２４内に塑性流動させることにより双方
を結合する。

凹溝２４をこのような形状とした場合には環状部材１０
と棒状部材２０との結合において、ねしりトルクおよび
引き抜きトルクの双方に対して優れた抵抗力を発揮する
ことができる。

本発明によれば、このような形状の凹溝２４にも流動金
属を容易かつ充分に充填させることができる。そして、
本例の場合は特に、環状部材１０を押圧しながら回転さ
せる際、該理状部材１０を凹溝２４の螺旋形成方向と同
一方向に回転させることにより流動金属の充填性をより
一層高めることかできる。

次に本発明の第二実施例について説明する。

本実施例における」二記第一実施例との主たる相違点は
、本実施例では、桔合ずべき２部材のうち塑性廉動を生
じせしめる方の金属部材（すなわち第３図における環状
部材１０，第７図における棒状部材２０，第１０図にお
ける環状部材１０）を、それぞれそれらの金属部材の温
間ｊ戊形７！ｌ＋’１度まて力１熱する点にある。ここ
ーＣ言う温間成形４ワ、度どは、金属を温開成形加工す
る際の温度であり、周知のとおり温間成形温度は金属の
再結晶泥度近傍（変態温度付近）に属する濡度のことを
言う。

特に本第二実施例によれば、抑圧・回転力を付加する金
属部材の変形抵抗が常温（冷間成形温度）時に対し大き
く低下するため、塑性流動か極めて生し易くなり、以て
上記実施例に比してさらなる結合力の増大を望めるもの
となる。また、本実施例によれば、このように塑性流動
性が大きく向上するため、例えば第１１図，第１２図に
示すように、従来不可能とされていたアンダーカッ１・
を１９ 形成してなる凹溝２４等にも充分に流動部を充満させる
ことが可能となり、極めて高い結合を実現することかで
きる。

また、本第二実施例を行う場合、一例として結合装置５
０を第１３図に示すように構戊することができる。なお
、本図において、上記各構成要素には同符号を付してあ
る。すなわち、本第１３図に示す結合装置５０は、環状
部材１０の方を加熱する場合に適用するものであって、
ホルダー７２の内部に加熱手段８２を内臓させたもので
ある。

ここで、該加熱手段８２は電気ヒータとしているか、該
加熱手段８２はその他の周知のもの（例えば誘導加熱コ
イル等）であっても勿論よい。また、この場合、熱電対
等の測温素子８３をホルダー７２に埋設し、この検出信
号によって温度制御を行うことが望ましい。

結合装置５０をこのように構成した場合には、該桔合装
政５０の他に加熱装置を別設する必要がなく極めて有機
的な構成を実現することができる。

ただし、このように加熱手段を設ける場合、必ず２０ しも本構成例に限定されるものでないことは言うまでも
ない。例えば、結合装置５０を自動化ライン内に構成し
て、環状部材１０および棒状部材２０は搬送装置によっ
て移送される如くし、かつ自動的に下ダイス７ｌ上にセ
ットされる如き構成とするような場合において、加熱手
段を前記搬送装置内に組み込み、該搬送工程中において
予め加熱するように構戊することも可能である。

なお、ここで、本発明に係る第１の金属部材と第２の金
属部材の材質面での組合せについて説明すれば、本発明
は、第１の企属部材と第２金属部材の材質が異なる場合
に適用し、かつ相対的に硬度の低い方の金属部材を塑性
流動させることか好ましいが、同種金属どうしであって
も不可能ではない。一例として、本発明に好適な材質の
組み合わせとしては、鋼系材料（硬質）とアルミニウム
系，マグネシウム系，銅系材料（軟質）との組合せ、あ
るいは銅系材料（硬質）とアルミニウム系，マグネシウ
ム系材料（軟質）との組合せ等が挙げられる。無論、こ
れらに限定されないことば言うまでもない。また、特に
第１の金属材料と第２の金属材料が同種であった場合に
は、ねじり押圧力により塑性流動を生じせしめる方の金
属を温開成形温度まで加熱して行う本第二実施例を適用
すればより効果的である。

次に、第１４図ないし第１６図は本発明の第三実施例を
示すものである。

本実施例は、上記第一および第二実施例の変形で、例え
ば棒状部材２０とこの棒状部材２０に嵌合すべき環状部
材１０とを結合するにあたり、これら環状部材１０と棒
状部材２０との間に中間部材３０を設け、該中間部材３
０に抑圧ねじり力を付加することにより塑性流動を生じ
させ、これによって棒状部材２０と環状部材１０とを結
合するものである。

すなわち、本発明の概念に基づけば、この場合、棒状部
材２０と中間部材３０とにおいては中間部材３０が第１
の金属部材、棒状部材２０が第２の金属部材の関係にあ
り、一方、環状部材１０と中問部材３０とにおいては環
状部材１０が第１の金属部材、中間部材３０か第゛２の
金属部材の関係にあるということかできる。

本実施例を行うにあたっては、棒状部材２ｏと環状部材
１０との双方をそれらの軸回り方向の自由度のみを与え
た状態で拘束した」一で、中間部材３０をそれら棒状部
材２０および環状部ｉｆｌ’　１　０に対して回転させ
ながら軸方向に押圧する。これにより第１６図に示すよ
うに、中間部材３ｏの内周面３０ａの近傍部および外周
面３０ｂの近傍部かそれぞれ、棒状部材２０の凹部２５
および環状部材１０の凹部■４内に流動して充填され、
棒状部材２０と環状部材ｌＯとを強固に結合することが
できる。なお、本例では、棒状部材２０の凹部２５と環
状部材１０の凹部１４との双方を図示の如くアンダーカ
ット断面形状とし、中間部材３０を介しての棒状部材２
０と環状部材１ｏとの結合をより強固なものとなってい
る。

本実施例は、上記における棒状部材２０の材料硬度と環
状部材１０の材料硬度が大きく異なる場合等に適用し、
中間部材３０としてそれら棒状部２３ 材２０および環状部材１０の中間の硬度を有する材料を
用いれば特に効果的である。

本発明の第四実施例は、図示は省略するが、第１の金属
部材および第２の金属部材における結合部の少なくとも
一方に、予め“ろう”またはハンダを被着せしめておい
てから、上記各実施例の如く一方の金属部材を塑性流動
させるものである。

本実施例によれば、塑性流動させながらのろう付けが可
能となり、塑性流動による圧接（密着）あるいは凹部内
流入による結合力と、ろう接による結合力とによる結合
強度を期待できる。また、塑性流動部を流入させるべき
凹部形状か特に複雑な場合に適用して効果的である。ま
た、本第四実施例においてハンダを彼着せしめる場合に
は、樹脂被覆粉末ハンダを用いることによりハンダの酸
化を防止することができ、本発明に適用する上では極め
て効果的である。

なお、上記各実施例では、嵌合穴１１が全て貫通孔とし
て形成されたものについて説明したが、本発明は、一端
が閉塞された嵌合穴にも無論適用２４ 可能であり、かつ上述したものと同様の効果か得られる
ものである。

さらに、本発明に係る前記結合装置５０において、実施
例ては、上ダイス６１側にＡｔ１圧シリンタ−６２等の
挾圧手段を設け、下タイス７１側に回動手段を設けた構
戊としたか、回動手段を上タイス６１に接続する、ある
いは下タイス７１にも／Ｉ１］圧シリンダー等の押圧手
段を設け部材の両側より挾圧する、等の構戊としてもよ
く、要は、塑性流動を生じせしめる方の金属部材に、そ
の金属部材の軸方向の挾圧力と軸回り方向のねじり力と
の双方の力を同時に付加することのてきる構戊てあれば
よい。

またさらに、実施例では結合装置５０を竪形に構成した
が、本発明に係る金属部材の結合装置５０は、これを横
形に（つまり前記棒状部材２０等の軸線が水平方向にセ
ットされる如く）構成しても無論よい。なお、挾圧手段
を構或する油圧シリンダー６２、あるいは回動手段の機
構等か上記実施例のものに限定されるものでないことは
言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明の請求項１に係る発明によ
れば、押圧力を与えられた金属部材には、該抑圧力によ
る応力と結合部材に相対的に与えられたねじり力による
応力とが合成された複合応力が生じ、これにより塑性流
動を極めて容易に、すなわち小さな荷重で充分な塑性流
動を生じせしめることができ、単純な手段により極めて
強固なる結合力を得ることができる。さらに、例えば他
方の被結合部材に凹部あるいはセレーション等を形或し
、その凹部等に流動部を充満させる場合においても、該
凹部への充填性に極めて優れるため凹郎等の形状に対す
る限定が大きく解除され、多重応力に対する抵抗力に優
れた強固な結合を簡単に実現することができるものとな
る。

また、請求項２の発明によれば、抑圧・ねじり力を付加
する金属部材の変形抵抗が常温時に対し大きく低下する
ため塑姓流動が極めて生じ易くなり、その作用によりさ
らなる結合力の増大を望めるとともに、このように塑性
流動性が大きく向上することに起因して、従来不可能と
されていたアンダーカッ１・を形成してなる凹郎等にも
充分に流動部を充満させることが可能となり、極めて強
固な結合を実現することができる。

また、請求項３に係る金属部材の結合装置によれば、上
記請求項１に係る方法を確実かつ効果的に実現し、上記
請求項ｌの方法により創出される効果を確実に奏するこ
とができる。

さらに、請求項４に係る金属部材の結合装置によれば、
加熱手段を別途に設ける必要がなくなり、上記請求項２
に係る方法を確実かつ効果的に実現することができる、
等の優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係る金属部材の結合装置
の一実施例を示すもので第１図はその一部を断面で見る
全体立面図、第２図はその一部を払人して示ず立断而図
、第３図は理状部材および棒状部材を結合装置の一部と
ｊ（に示す縦断面図、２フ 第４図は下ダイスの他の構成例を示す部分拡大断面図、
第５図および第６図は共に棒状部材を示す部分正面図、
第７図は当実施例の他の構成例を示すもので棒状部材お
よび環状部材の一部を破断して見る斜視図、第８図は第
７図における環状部材の一部を示す部分水平断面図、第
９図は環状部材の一例を示す部分水平断面図、第１０図
は当実施例の別の他の実施例を示すもので棒状部材およ
び環状部材の一部を破断して見る斜視図、第１１図およ
び第１２図は共に棒状部材および環状部材を′示す縦断
面図、第１３図は結合装置の他の構戊例を示す部分立断
面図、第１４図ないし第１６図は本発明の第三実施例を
示すもので第１４図はシャフトおよびローターを中間部
材と共に示す縦断面図、第１５図は一部を断面で示す第
１４図の平面図、第１６図は第１４図における中間部材
等の結合状態を示す部分縦断面図、第１７図ないし第２
０図は従来技術を説明するもので第１７図は円筒部材の
縦断面囚、第１８図は輔の側面図、第１９図および第２
０図は共に２部材の結合状態を示す２８ 縦断面図である。 １ １ ｌ ２ ０・・・・・・環状部材（第１の金属部材：第一〜第三
実施例）、 Ｏａ・・・・・・−１二端面、　　　ｌｏｔ）・・・・
・下端面、Ｏｃ　・・・・・外周面、・　　１１・・・
・・嵌合穴、Ｏ・・・・・・棒状部材（第２の金属部材
：第一〜第三実施例）、 ・・中間部材（第１あるいは第２の金属部材：第四実施
例）、 ０・・・・・・金属部材の結合装置、 １・・・・・上ダイス　（当接部材）、２・・・・・油
圧シリンダー　（挾圧手段）、ｌ・・・・・・下ダイス
　（当接部材）、２・・・・・・ホルダー ２・・・・・・加熱手段。 ３０・・・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）嵌合穴を形成してなる第１の金属部材と前記嵌合穴
   に挿入される第２の金属部材とを結合するにあたり、第
   １の金属部材の前記嵌合穴に第２の金属部材を挿入した
   後、これら両金属部材のうち一方を前記嵌合穴の軸方向
   に挾圧しながら該挾圧部間に前記嵌合穴の軸回り方向の
   相対的なねじり力を与え、これら押圧力およびねじり力
   によって生ずる複合応力により前記一方の金属部材に塑
   性流動を生ぜしめて両金属部材を結合することを特徴と
   する金属部材の結合方法。 ２）請求項１記載の金属部材の結合方法において、前記
   第１の金属部材および第２の金属部材のうち塑性流動を
   生ぜしめる方の金属部材を、該金属部材の温間成形温度
   に加熱した状態で実施することを特徴とする金属部材の
   結合方法。 ３）請求項１に記載した方法を用いて金属部材を結合す
   るための金属部材の結合装置であって、前記第１または
   第２の金属部材の少なくとも一方の金属部材における軸
   方向両端部にそれぞれ当接可能とされた当接部材と、こ
   れら両当接部材間に押圧力を付加する挾圧手段と、前記
   両当接部材の少なくとも一方を軸周り方向に回動させる
   ことによりこれら両当接部間にねじり力を付与する回動
   手段と、を備えていることを特徴とする金属部材の結合
   装置。 ４）請求項３記載の金属部材の結合装置において、前記
   第１の金属部材の全外周面に当接して該第１の金属部材
   を拘束するホルダーを有し、かつ該ホルダーが加熱手段
   を備えていることを特徴とする金属部材の結合装置。