(硬度差無)よりも小さな結合ストロークで目標結合荷重を得られた．また，図7の溝形状変更前の手法B,C,Dの結合荷重45kN以上での結合ストロークは手法Aに対しては平均10%程度結合ストロークが長かったが，溝形状変更後の手法B’,C’,D’は手法Aよりも平均20%程度結合ストロークが長くなった．これは結合溝に流動する材料が図13溝形状変更後の軸戻し耐荷重図11溝形状および配置の変更図14溝形状変更後の結合効率図12溝形状変更後の結合ストロークNk[ daol foorpnruter tfahS[ ycneiciffe gninioJ[ tnemecalpsidgninioJ] ] 0]%0mm溝ともに塑性流動によって充填された材料が少なかった．これは，同じ結合荷重を負荷した場合，塑性流動する材料の総量はほぼ同じであり，結合溝が二つになったことで塑性流動の総量が分散したためである．■■■結合溝形状縮小と配置変更による結合強度向上の検討より早い段階から材料の塑性流動が発生する段付け加工部に近いほど結合溝の効果が高くなると考えられる．また，図10で結合荷重60kNを負荷しても結合溝への充填が100%に満たなかったことから図5の結合溝形状は溝断面積が大きすぎた可能性がある．よって，結合溝形状の縮小と配置変更によって結合強度の向上が可能か検討した．図11に図5の軸部品と穴部品の結合部拡大図に相当する変更後の溝形状と配置を示す．溝の幅は1.0mmから0.8mmに，深さは0.5mmから0.4mmに変更し，配置は段付け加工部に0.4mm近づけた．溝形状変更後の軸部品と穴部品を用いた条件をそれぞれ手法B’,C’,D’と呼ぶ．図12結合荷重と結合ストロークの関係を示す．比較のため従来法(硬度差無)と手法Aも併せて示す．溝形状を変更した手法B’,C’,D’いずれも従来法ConventionalMethod AMethod B'Method C'Method D'2.52.01.51.00.50.0304.3および4.4の結果から結合効率と結合溝への充填効率を考慮すると，硬度差の無い材料を塑性流動結合する場合には，提案する手法Cが最も効果的な結合手法であり，次いで手法Dも有効な結合手法であると言える．4.3および4.4の結果から，結合溝への塑性流動がより多いほど結合効率が高くなることが示された．そのため，溝形状変更前よりも増加した影響であると考えられる．図13と図14に溝形状変更後の軸戻し耐荷重と結合効率を示す．比較のため溝形状変更前のデータを破線で示す．変更前と同様に結合荷重30kNでは各手法による軸戻し耐荷重の違いはほとんど見られないが，結合荷重45kNでは溝形状変更によって軸戻し耐荷重が向上する傾向が見られ，手法C’およびD’は従来手法(硬度差有)と同等以上の軸戻し耐荷重が得られた．特に軸部品に結合溝を有する手法B’およびD’は溝形状変更によって軸戻し耐荷重が大きく向上した．しかし，穴部品にのみ結合溝を有する手法C’は溝形状変更による影響は小さかった．これは図10で示した通り，溝形状変更前から穴部結合溝は塑性流動による材料の充填が比較的多く，軸部溝形状は材料の充填が少なかったため，軸部品の方が結合溝形状変更の効果が大きかったものと考えられる．一方で，溝形状変更前は結合効率が低下していた手法Bの結合荷重60kN以上，手法C,Dの結合荷重70kN以上の条件では溝形状の変更によって結合効率が大きく向上した．この結果から，材料の塑性流動量が多く，締付圧力が大A’-New: When the shaft has smaller groove4560Joining load [kN]75B’-New: When the ring has smaller groove403020102060504030201020Conventional (S45C+A5056)Method B'Method C'Method D'Method BMethod CMethod D304050Joining load[kN]Joining load[kN]Conventional (S45C+A5056)Method B'Method C'Method D'Method BMethod CMethod D304050Joining load[kN]Joining load[kN]C'D'B'607080C'D'B'607080- 48 -
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