[发明专利]金属部件连接结构以及装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用塑性流动连接的金属部件的连接结构以及连接装置。

背景技术

以往，为了使轴状的金属部件嵌合并固定在由金属形成的机架的环状部分上，而沿着轴状金属部件的外周缘形成一体化的支架部，并用螺栓将该支架部紧固在机架上。但是，为了形成支架部而使部件的重量以及费用增加。另外，在批量生产中因螺栓的紧固而导致生产性变差。因此，已知有一种使金属发生塑性变形并进行连接的方法（例如参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平5－318109号公报

发明内容

但是，在利用了塑性流动连接的金属部件的连接中，为了获得较高的连接强度，就需要增大为了按压而施加的负荷，从而就存在仅限于所按压的机架侧的机械强度高的部件这一问题。

另外，在将两个部件进行连接的过程中，由于对一个部件施加较大的负荷并进行按压，因此，就无法避免在进行连接的两部件之间的相对位置的变化，并难以进行高精度的连接。

本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供一种在利用塑性流动连接的金属部件的连接中，能够进行高强度和高精度连接的金属部件连接结构以及金属部件连接装置。

为了达到上述目的，本发明的金属部件连接结构的特征在于，在包括环状部分的第一金属部件的该环状部分，嵌合有包括轴状部分的第二金属部件的该轴状部分，该轴状部分在外周部具有连接槽，在第一金属部件的环状部分的外周部配置约束环，通过按压该环状部分使其发生塑性变形，并使环状部分流入到轴状部分的连接槽，通过机械性啮合来连接第一金属部件和第二金属部件。

根据这一结构，即使在环状部分的壁厚较薄的情况下，也能够用约束环从外周部对环状部分进行加强，并使环状部分塑性流动到轴状部分的连接槽，从而进行连接。另外，即使在环状部分由高硬度材料或者缺乏延展性的材料而形成的情况下，通过用约束环从外周部对环状部分进行加强，也能够约束环状部分向外周的扩展，能够使环状部分有效地塑性流动到轴状部分的连接槽，并能够实现较高的连接强度。另外，由于用约束环从外周来固定环状部分，因此即使对环状部分施加较大的负荷并进行按压，也能够防止环状部分的轴心、与轴状部分的轴心的相对位置的变化，因而能够进行高精度的连接。另外，由于通过机械性啮合进行的连接，能够确保相对于轴向的高剪切强度，并且能够确保在塑性流动连接时的因残余应力所产生的旋转方向的高强度，因此能够实现高强度的连接。

在该结构中，还可以采用如下的结构：所述第一金属部件是铝压铸制品，所述环状部分是厚度2mm以上的薄壁部分。

根据这一结构，能够使高硬度的铝压铸制品的薄壁部分发生塑性流动并进行高强度的连接而不会发生破裂。因此，由于不需要如以往那样在轴状的第二金属部件的轴状部分上一体化形成支架部，并将该支架部利用螺栓紧固在由铝压铸所形成的第一金属部件上，因此，能够实现金属部件的轻量化以及低成本化。而且，由于能够利用塑性流动连接，因此能够提高生产性。

在该结构中，还可以在所述环状部分的外周嵌合有环状部件，所述环状部件的热膨胀系数小于所述环状部分且刚性高于所述环状部分。

根据这一结构，由于将热膨胀系数小于该环状部分的环状部件嵌合在环状部分的外周，因此，即使将该金属部件连接结构应用于例如发动机部件等那样的、在高温且振动环境下进行使用的部件的情况下，也能够抑制因高温下第一金属部件与第二金属部件的热膨胀差所导致的紧固力的下降，并且由于所述环状部件由刚性高于环状部分的部件所构成，因此环状部件从外侧保护环状部分，所以能够确保金属部件连接结构的耐久性。

在该结构中，所述连接槽包括：沿所述轴状部分的周向延伸的多条横槽；在任意一个环槽脊部上沿周向隔开间隔并沿轴向延伸的多个纵槽。

根据这一结构，由于在轴状部分的外周上，不仅形成沿周向延伸的横槽，而且形成如齿槽那样的多个纵槽，因此，即使将该金属部件连接结构应用于例如在轴状部分作用有较大的沿周向的旋转力的部件等的情况下，通过使其塑性流动到纵槽而成为周向的制动器，从而使连接强度提高。