JPH09122935A - アルミ体と鉄系軸との接合方法および接合体 - Google Patents
アルミ体と鉄系軸との接合方法および接合体Info
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- JPH09122935A JPH09122935A JP7279033A JP27903395A JPH09122935A JP H09122935 A JPH09122935 A JP H09122935A JP 7279033 A JP7279033 A JP 7279033A JP 27903395 A JP27903395 A JP 27903395A JP H09122935 A JPH09122935 A JP H09122935A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルミ体と鉄系軸とを低コストで接合する。
【解決手段】 アルミ体2に熱処理を施してその強度を
鉄系軸3に近付けた後、両者を押し付けながら相対回転
させることにより、両者の接合面4の酸化膜を除去しな
がら金属間結合させる。これによれば、活性面同志の金
属間結合を利用しているので、安価なアルミ材料を使用
できる。アルミ体2に貫通穴を形成する必要がないの
で、低コストとなる。鋳ぐるみのようにアルミ体2と鉄
系軸3との接合部4の線膨脹係数を合せる必要がない。
アルミ体2の内部に鉄系軸3が貫通しないので、軽量化
を図ることもできる。
鉄系軸3に近付けた後、両者を押し付けながら相対回転
させることにより、両者の接合面4の酸化膜を除去しな
がら金属間結合させる。これによれば、活性面同志の金
属間結合を利用しているので、安価なアルミ材料を使用
できる。アルミ体2に貫通穴を形成する必要がないの
で、低コストとなる。鋳ぐるみのようにアルミ体2と鉄
系軸3との接合部4の線膨脹係数を合せる必要がない。
アルミ体2の内部に鉄系軸3が貫通しないので、軽量化
を図ることもできる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクリュー圧縮機
やルーツブロワのロータ等を製造する際に適用されるア
ルミ体と鉄系軸との接合方法および接合体に関する。
やルーツブロワのロータ等を製造する際に適用されるア
ルミ体と鉄系軸との接合方法および接合体に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用の過給機として用いられるスク
リュー圧縮機(リショルムコンプレッサ)は、ネジ状の
雄型ロータとこれに噛み合う雌型ロータとをケーシング
内で相互に逆回転させ、その一端から吸い込んだ空気を
軸方向に圧送して他端から吐出するものである。
リュー圧縮機(リショルムコンプレッサ)は、ネジ状の
雄型ロータとこれに噛み合う雌型ロータとをケーシング
内で相互に逆回転させ、その一端から吸い込んだ空気を
軸方向に圧送して他端から吐出するものである。
【0003】上記ロータは、図7に示すように、アルミ
(アルミ合金)製の雄型または雌型プロファイル部a
に、鉄系(炭素鋼)製の軸部bを貫通させて構成されて
いる。従来、これらプロファイル部aと軸部bとは、焼
き嵌めや鋳ぐるみによって接合されていた。図中、cは
ネジ山の稜線である。
(アルミ合金)製の雄型または雌型プロファイル部a
に、鉄系(炭素鋼)製の軸部bを貫通させて構成されて
いる。従来、これらプロファイル部aと軸部bとは、焼
き嵌めや鋳ぐるみによって接合されていた。図中、cは
ネジ山の稜線である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、焼き嵌めによ
る接合では、プロファイル部aに母材としての一定の強
度が要求されるため、安価なアルミ材料を使用すること
ができない。また、プロファイル部aに軸部bの貫通穴
dを形成する必要があるため、生産性に劣り高コストと
なる。
る接合では、プロファイル部aに母材としての一定の強
度が要求されるため、安価なアルミ材料を使用すること
ができない。また、プロファイル部aに軸部bの貫通穴
dを形成する必要があるため、生産性に劣り高コストと
なる。
【0005】他方、鋳ぐるみによる接合では、アルミ製
プロファイル部a内に入る軸部bの中央部分b1 の線膨
脹係数をアルミの線膨脹係数に合せ、ベアリングやギヤ
が取り付けられる軸部bの両端部分b2 の線膨脹係数を
一般鋼材の線膨脹係数を合せる必要があるため、軸部b
の材質を中央部分b1 と両端部分b2 とで別物とする必
要があった。
プロファイル部a内に入る軸部bの中央部分b1 の線膨
脹係数をアルミの線膨脹係数に合せ、ベアリングやギヤ
が取り付けられる軸部bの両端部分b2 の線膨脹係数を
一般鋼材の線膨脹係数を合せる必要があるため、軸部b
の材質を中央部分b1 と両端部分b2 とで別物とする必
要があった。
【0006】また、いずれの接合にあっても、アルミ製
プロファイル部aの内部に鉄製の軸部bの中央部分b1
が収容されているため、重くなってしまう。
プロファイル部aの内部に鉄製の軸部bの中央部分b1
が収容されているため、重くなってしまう。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の問題点を解決する
ために本発明に係るアルミ体と鉄系軸との接合方法は、
アルミ体に熱処理を施してその強度を鉄系軸に近付けた
後、両者を押し付けながら相対回転させることにより、
両者の接合面の酸化膜を除去しながら金属間結合させる
ことを特徴とする。
ために本発明に係るアルミ体と鉄系軸との接合方法は、
アルミ体に熱処理を施してその強度を鉄系軸に近付けた
後、両者を押し付けながら相対回転させることにより、
両者の接合面の酸化膜を除去しながら金属間結合させる
ことを特徴とする。
【0008】本来、アルミ体と鉄系(一般の炭素鋼)軸
とは硬度差があるため、単にこれらを押し付けながら回
転させても、軟らかい側の材料であるアルミ体の接合面
の酸化膜は取れるものの、硬い側の材料である鉄系軸の
接合面の酸化膜が取れず活性面が現れないため、両者を
接合できない。そこで、本発明は、予めアルミ体に熱処
理を施してその強度を鉄系軸に近付けておくようにした
のである。
とは硬度差があるため、単にこれらを押し付けながら回
転させても、軟らかい側の材料であるアルミ体の接合面
の酸化膜は取れるものの、硬い側の材料である鉄系軸の
接合面の酸化膜が取れず活性面が現れないため、両者を
接合できない。そこで、本発明は、予めアルミ体に熱処
理を施してその強度を鉄系軸に近付けておくようにした
のである。
【0009】これにより、熱処理後のアルミ体と鉄系軸
とを押し付けながら相対回転させると、両者の接合面の
酸化膜が相互に除去されて活性面同志が現れ、活性面同
志の金属間結合がなされて両者は強固に接合される。な
お、除去された酸化膜は、両者の相対回転に伴って接合
面から排出される。
とを押し付けながら相対回転させると、両者の接合面の
酸化膜が相互に除去されて活性面同志が現れ、活性面同
志の金属間結合がなされて両者は強固に接合される。な
お、除去された酸化膜は、両者の相対回転に伴って接合
面から排出される。
【0010】この接合方法によれば、活性面同志の金属
間結合を利用しているので、前述した焼き嵌めと異な
り、安価なアルミ材料を使用できる。また、貫通穴を形
成する必要がないので、低コストとなる。また、前述し
た鋳ぐるみと異なり、アルミ体と鉄系軸との接合部の線
膨脹係数を合せる必要がない。また、従来のようにアル
ミ体の内部に鉄系軸が貫通することがないので、軽量化
を図ることもできる。
間結合を利用しているので、前述した焼き嵌めと異な
り、安価なアルミ材料を使用できる。また、貫通穴を形
成する必要がないので、低コストとなる。また、前述し
た鋳ぐるみと異なり、アルミ体と鉄系軸との接合部の線
膨脹係数を合せる必要がない。また、従来のようにアル
ミ体の内部に鉄系軸が貫通することがないので、軽量化
を図ることもできる。
【0011】また、アルミ体と鉄系軸との間に、両者の
中間的な硬さを有する材料(ステンレス材など)をイン
サート材として挟むようにしてもよい。こうすれば、ア
ルミ体とステンレス材、鉄系軸とステンレス材とは、そ
れぞれそれ程強度が違わないため、アルミ体の強度を鉄
系軸に近付ける熱処理を行わなくとも、各接合面の酸化
膜が相互に除去されて接合される。
中間的な硬さを有する材料(ステンレス材など)をイン
サート材として挟むようにしてもよい。こうすれば、ア
ルミ体とステンレス材、鉄系軸とステンレス材とは、そ
れぞれそれ程強度が違わないため、アルミ体の強度を鉄
系軸に近付ける熱処理を行わなくとも、各接合面の酸化
膜が相互に除去されて接合される。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明をスクリュー圧縮機のロー
タの製造方法に適用したものを添付図面を用いて説明す
る。
タの製造方法に適用したものを添付図面を用いて説明す
る。
【0013】図1は、ロータ1を構成するアルミ体2
(ニアネット品)と鉄系軸3(Fe軸)との接合方法の
工程を示し、図2は、その接合方法によって製造された
ロータ1の断面図を示す。
(ニアネット品)と鉄系軸3(Fe軸)との接合方法の
工程を示し、図2は、その接合方法によって製造された
ロータ1の断面図を示す。
【0014】上記アルミ体2は、ネジ状に形成された雄
型または雌型のニアネット品からなっており、熱間圧延
加工や冷間押出加工などによって成形される。他方、鉄
系軸3は、ギヤやベアリングが嵌合されるため、それら
と同程度の線膨脹係数を有した材質たとえば一般鋼材用
の炭素鋼などから形成されている。
型または雌型のニアネット品からなっており、熱間圧延
加工や冷間押出加工などによって成形される。他方、鉄
系軸3は、ギヤやベアリングが嵌合されるため、それら
と同程度の線膨脹係数を有した材質たとえば一般鋼材用
の炭素鋼などから形成されている。
【0015】ロータ1を製造するに当たっては、先ずア
ルミ体2(以下Alニアネット品という)と鉄系軸3
(以下Fe軸という)とを準備する。そして、Alニア
ネット品2にT6処理を施し、その強度をFe軸3に近
付ける。
ルミ体2(以下Alニアネット品という)と鉄系軸3
(以下Fe軸という)とを準備する。そして、Alニア
ネット品2にT6処理を施し、その強度をFe軸3に近
付ける。
【0016】T6処理とは、処理品(この場合Alニア
ネット品2)を溶解温度以上の温度で容態化したのち急
冷して焼き入れをし、その後 120℃〜 200℃の適当な温
度で適当な時間時効して人工時効硬化させることをい
う。かかるT6処理により、Alニアネット品2の強度
は、Fe軸3の1/3程度にまで向上する。
ネット品2)を溶解温度以上の温度で容態化したのち急
冷して焼き入れをし、その後 120℃〜 200℃の適当な温
度で適当な時間時効して人工時効硬化させることをい
う。かかるT6処理により、Alニアネット品2の強度
は、Fe軸3の1/3程度にまで向上する。
【0017】次に、Alニアネット品2を固定する。固
定は、雄型のニアネット品2にあっては上下二分割され
た図示されない雌型のホルダに把持されてなされ、雌型
のニアネット品2にあっては同様に雄型のホルダによっ
て把持されてなされる。
定は、雄型のニアネット品2にあっては上下二分割され
た図示されない雌型のホルダに把持されてなされ、雌型
のニアネット品2にあっては同様に雄型のホルダによっ
て把持されてなされる。
【0018】そして、固定されたAlニアネット品2の
両端部に、Fe軸3を相対向させて所定の圧力で押し付
けながら回転させる。回転方向は、同方向でも逆方向で
も構わない。また、Alニアネット品2を回転させてそ
れにFe軸3を押し付けるようにしてもよく、両者を相
互に逆方向に回転させてもよい。
両端部に、Fe軸3を相対向させて所定の圧力で押し付
けながら回転させる。回転方向は、同方向でも逆方向で
も構わない。また、Alニアネット品2を回転させてそ
れにFe軸3を押し付けるようにしてもよく、両者を相
互に逆方向に回転させてもよい。
【0019】すると、T6処理によりAlニアネット品
2の強度がFe軸3に近付けられているため、両者の接
合面4の酸化膜が相互に除去されて活性面同志が現れ、
それらが再酸化する前に活性面同志が押し付けられて金
属間結合される。これにより、両者は強固に接合される
(摩擦溶接)。なお、除去された酸化膜は、両者の相対
回転に伴って接合面から排出される。
2の強度がFe軸3に近付けられているため、両者の接
合面4の酸化膜が相互に除去されて活性面同志が現れ、
それらが再酸化する前に活性面同志が押し付けられて金
属間結合される。これにより、両者は強固に接合される
(摩擦溶接)。なお、除去された酸化膜は、両者の相対
回転に伴って接合面から排出される。
【0020】この接合方法によれば、活性面同志の金属
間結合を利用しているので、焼き嵌めのようにアルミ体
2に母材強度を考慮した高価なアルミ材料を使用する必
要はない。また、貫通穴を形成する必要がない。よっ
て、低コストとなる。また、鋳ぐるみのようにアルミ体
2と鉄系軸2との接合部の線膨脹係数を合せる必要がな
く、低コストとなる。また、従来のようにアルミ体2の
内部に鉄系軸3が貫通しないので、軽量化を図ることも
できる。
間結合を利用しているので、焼き嵌めのようにアルミ体
2に母材強度を考慮した高価なアルミ材料を使用する必
要はない。また、貫通穴を形成する必要がない。よっ
て、低コストとなる。また、鋳ぐるみのようにアルミ体
2と鉄系軸2との接合部の線膨脹係数を合せる必要がな
く、低コストとなる。また、従来のようにアルミ体2の
内部に鉄系軸3が貫通しないので、軽量化を図ることも
できる。
【0021】要するに、従来のスクリュー圧縮機のロー
タは、アルミ体2に鉄系軸3が貫通する軸貫通構造がコ
スト低減のネックとなっていたが、本発明によれば、軸
貫通構造ではなくなるため、アルミ体2を熱間圧延や冷
間押出などの安価な製造技術で製作できるようになり、
大幅なコスト低減が図れる。
タは、アルミ体2に鉄系軸3が貫通する軸貫通構造がコ
スト低減のネックとなっていたが、本発明によれば、軸
貫通構造ではなくなるため、アルミ体2を熱間圧延や冷
間押出などの安価な製造技術で製作できるようになり、
大幅なコスト低減が図れる。
【0022】別の実施形態例を図3および図4に示す。
これら変形例は、Alニアネット品2とFe軸3との接
合面積を拡大すべく、Alニアネット品2の端面および
とFe軸3の端面の形状をそれぞれ凹凸状に成形したも
のである。
これら変形例は、Alニアネット品2とFe軸3との接
合面積を拡大すべく、Alニアネット品2の端面および
とFe軸3の端面の形状をそれぞれ凹凸状に成形したも
のである。
【0023】図3に示すロータ1aは、Alニアネット
品2の端面に予めFe軸3と同径の円筒状の窪み部5を
成形しておき、その窪み部5にFe軸3を押し付けなが
ら回転させ、これらを摩擦溶接したものである。
品2の端面に予めFe軸3と同径の円筒状の窪み部5を
成形しておき、その窪み部5にFe軸3を押し付けなが
ら回転させ、これらを摩擦溶接したものである。
【0024】図4に示すロータ1bは、Alニアネット
品2の端面に予め円錐状の窪み部6(又は球面状の窪み
部7)を成形しておき、その窪み部6,7に円錐状に成
形されたFe軸の凸部8(又は球面状の凸部9)を押し
付けながら回転させ、これらを摩擦溶接したものであ
る。
品2の端面に予め円錐状の窪み部6(又は球面状の窪み
部7)を成形しておき、その窪み部6,7に円錐状に成
形されたFe軸の凸部8(又は球面状の凸部9)を押し
付けながら回転させ、これらを摩擦溶接したものであ
る。
【0025】これら変形例によれば、Alニアネット品
2とFe軸3との接合面積が拡大するため、接合強度が
向上する。
2とFe軸3との接合面積が拡大するため、接合強度が
向上する。
【0026】さらに別の実施形態例を図5および図6に
示す。図6に示すロータ1cは、上記Alニアネット品
2とFe軸3との間に中間的な硬さの材料、例えばステ
ンレス材10(以下インサート材という)を挟み、これ
らを押し付けながら相対回転させることにより、各接合
面11,12の酸化膜を除去しながら金属間結合させる
ようにしたものである。
示す。図6に示すロータ1cは、上記Alニアネット品
2とFe軸3との間に中間的な硬さの材料、例えばステ
ンレス材10(以下インサート材という)を挟み、これ
らを押し付けながら相対回転させることにより、各接合
面11,12の酸化膜を除去しながら金属間結合させる
ようにしたものである。
【0027】詳しくは、まずFe軸3とインサート材1
0とを押し付けながら相対回転させてそれらの接合面1
1を接合して軸部を作り、その後、その軸部のインサー
ト材10とAlニアネット品2とを押し付けながら相対
回転させてそれらの接合面12を接合する。なお、この
工程を逆にしてもよい。
0とを押し付けながら相対回転させてそれらの接合面1
1を接合して軸部を作り、その後、その軸部のインサー
ト材10とAlニアネット品2とを押し付けながら相対
回転させてそれらの接合面12を接合する。なお、この
工程を逆にしてもよい。
【0028】これによれば、Alニアネット品2とイン
サート材10(SUS)、Fe軸3とインサート材10
(SUS)とは、それぞれそれ程強度が違わないため、
Alニアネット品2の強度をFe軸3に近付ける熱処理
を行わなくとも、各接合面11,12の酸化膜が相互に
除去されて接合される。よって、熱処理の工程が不要と
なり、低コストとなる。
サート材10(SUS)、Fe軸3とインサート材10
(SUS)とは、それぞれそれ程強度が違わないため、
Alニアネット品2の強度をFe軸3に近付ける熱処理
を行わなくとも、各接合面11,12の酸化膜が相互に
除去されて接合される。よって、熱処理の工程が不要と
なり、低コストとなる。
【0029】逆をいえば、Alニアネット品2に前実施
形態と同様の熱処理を施しておけば、接合すべき三者
(Alニアネット品2,Fe軸3,インサート材10)
の強度がさらに近接し、相互の接合面11,12の酸化
膜が一層除去されやすくなるため、押圧力を小さくする
ことができ、押圧による変形量を小さくできる。
形態と同様の熱処理を施しておけば、接合すべき三者
(Alニアネット品2,Fe軸3,インサート材10)
の強度がさらに近接し、相互の接合面11,12の酸化
膜が一層除去されやすくなるため、押圧力を小さくする
ことができ、押圧による変形量を小さくできる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るアルミ
体と鉄系軸との接合方法および接合体によれば、活性面
同志の金属間結合を利用して接合しているので、アルミ
体と鉄系軸との接合を低コストで行うことができる。
体と鉄系軸との接合方法および接合体によれば、活性面
同志の金属間結合を利用して接合しているので、アルミ
体と鉄系軸との接合を低コストで行うことができる。
【図1】本発明の実施形態を示すアルミ体(ニアネット
品)と鉄系軸(Fe軸)との接合方法の工程を示す図で
ある。
品)と鉄系軸(Fe軸)との接合方法の工程を示す図で
ある。
【図2】上記接合方法によって製造されたスクリュー圧
縮機のロータの断面図である。
縮機のロータの断面図である。
【図3】別の実施形態を示すロータの断面図である。
【図4】さらに別の実施形態を示すロータの断面図であ
る。
る。
【図5】別のアルミ体(ニアネット品)と鉄系軸(Fe
軸)との接合方法の工程を示す図である。
軸)との接合方法の工程を示す図である。
【図6】上記接合方法によって製造されたスクリュー圧
縮機のロータの断面図である。
縮機のロータの断面図である。
【図7】スクリュー圧縮機のロータを示す概略図であ
る。
る。
1 接合体としてのロータ 2 アルミ体 3 鉄系軸 4 接合面 10 ステンレス材
Claims (4)
- 【請求項1】 アルミ体に熱処理を施してその強度を鉄
系軸に近付けた後、両者を押し付けながら相対回転させ
ることにより、両者の接合面の酸化膜を除去しながら金
属間結合させることを特徴とするアルミ体と鉄系軸との
接合方法。 - 【請求項2】 アルミ体と鉄系軸との間に両者の中間的
な硬さを有する材料を挟み、これらを押し付けながら相
対回転させることにより、各接合面の酸化膜を除去しな
がら金属間結合させるアルミ体と鉄系軸との接合方法。 - 【請求項3】 アルミ体に熱処理を施してその強度を鉄
系軸に近付けた後、両者を押し付けながら相対回転させ
ることにより、両者の接合面の酸化膜を除去しながら金
属間結合してなるアルミ体と鉄系軸との接合体。 - 【請求項4】 アルミ体と鉄系軸との間に両者の中間的
な硬さを有する材料を挟み、これらを押し付けながら相
対回転させることにより、各接合面の酸化膜を除去しな
がら金属間結合してなるアルミ体と鉄系軸との接合体。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7279033A JPH09122935A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | アルミ体と鉄系軸との接合方法および接合体 |
US08/709,756 US5897047A (en) | 1995-10-26 | 1996-09-09 | Method of connecting steel part with aluminum part and product made by the same |
DE69617874T DE69617874T2 (de) | 1995-10-26 | 1996-09-13 | Verfahren zum Verbinden eines Stahlteiles mit einem Aluminiumteil und so hergestelltes Produkt |
EP96114739A EP0770447B1 (en) | 1995-10-26 | 1996-09-13 | Method of connecting steel part with aluminum part and product made by the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7279033A JPH09122935A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | アルミ体と鉄系軸との接合方法および接合体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09122935A true JPH09122935A (ja) | 1997-05-13 |
Family
ID=17605466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7279033A Pending JPH09122935A (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | アルミ体と鉄系軸との接合方法および接合体 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5897047A (ja) |
EP (1) | EP0770447B1 (ja) |
JP (1) | JPH09122935A (ja) |
DE (1) | DE69617874T2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003048078A (ja) * | 2001-08-06 | 2003-02-18 | Honda Motor Co Ltd | 異種金属接合構造体およびその摩擦圧接方法 |
JP2013072728A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Shimadzu Corp | 熱分析試料容器の密封治具 |
Families Citing this family (17)
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