2016 Fiscal Year Research-status Report
複合負荷を受ける軸部品に対する二方向同時締結技術の開発
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15K06506
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
廣田 健治 福岡工業大学, 工学部, 教授 (50273256)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 締結 / 塑性変形 / 接合強度 / 軸部品 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では軸部材と円盤部材を塑性変形により締結して一体化する工法において，単純な加圧動作で軸方向とねじり方向の二方向に機械的なかみ合いを形成し，複合的な負荷を受ける軸部品にも適用可能な締結技術の確立を目指す．平成27年度は軸に付与する歯型部，溝部，段部の寸法形状を適正に選ぶことで，軸方向およびねじり方向に対して母材と同程度の締結強度が得られることを示した．平成28年度は，前年度の軸形状を基準として段部および溝部の形状を変更し，軸方向強度への影響を調査した．得られた主要な結果を以下にまとめる．
１．軸方向負荷を受ける部位の面積を同一として，軸の段部の形状を変化させた締結実験を行った．加圧面となる段部は軸に垂直とするよりも傾斜を与えた方が締結強度は増加した．しかし，段部をテーパにするとその分だけ締結部の長さは増加するため，強度を維持して締結長さを低減することはできなかった．また，段の幅を広げることで段部の押込み量を低減することも試みたが，成形荷重の増加や円盤部の反りの発生など他の問題が生じることがわかった．
２．段部の直下に配置していた溝部を歯型部に細かい溝として分散させて配置した．軸方向負荷を受ける部位の面積が等しい条件で上記1の場合と強度を比較した結果，細かい溝を付与した方が軸方向の締結強度は低下した．溝の設置位置が歯筋方向に長く分布するため，段部から遠い溝部への材料流動が少なくなり，その部位の溝で十分なかみ合いが形成されないことが原因だと判明した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度で検討した段部および溝部の形状よりも締結強度を向上させることはできなかったが，段部の形状がかみ合い部の強度に及ぼす影響を明らかにすることができた．また，歯型部に細かい溝を多数分散させる方法に対しては具体的な改善策の見通しを立てている．
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| Strategy for Future Research Activity |
歯筋に細かな溝を多数配置する方法は，歯型部のみで軸方向と周方向のかみ合いを形成することができ締結部をコンパクトに設計できるメリットがある．今年度の知見をもとに段部からの距離に応じて材料流動が変化することを考慮して各溝の形状を最適化することで改善を図る予定である．また，本手法では軸方向とねじり方向に母材と同程度の締結強度が得られているが，これは各方向に個別に与えた負荷である．今後は複合的な負荷や周期的な負荷に対して各方向の強度を評価し，一方向だけのかみ合いとの比較から本手法の優位性を実証する予定である．
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Research Products
(1 results)
