JP3937183B2 - トルク伝達軸 - Google Patents

Description

この発明は、第１係合手段および第２係合手段とから成るトルク伝達用軸に関し、軸は長手方向で第１部分および第２部分から成り、第１部分および第２部分の軸方向端面は摩擦溶接手段により互いに同芯位置で接続され、さらに、第１部分は第１係合手段を有するとともに肌焼きされ、第２部分は粘り硬化された材料を用いて製作され、かつ第２係合手段を有する。また、この発明は、トルク伝達軸の製造方法に関するものである。
従来、肌焼きされた部分と粘り硬化された部分とから成る軸は、スプライン接続部により接続されていた。軸の長手方向で互いに相対的に変位される部分を止めるため、スプライン接続部には、それぞれの部分に係合するロッキング座金が設けてあった。回転する軸では、そのような接続の正確な芯合せが要求される。繰り返されるトルク変動、すなわち、回転方向または負荷が周期的に変化すると、スプライン接続部では、長期間においては破断に至る遊びが現れることになる。
この発明の主な目的は、高強度で、より簡単な構造であり、構成部品数を減少し、相互に接続される２部分から成り、従来周知な軸より低製造費である軸を提供することである。
この目的は、本発明に係る摩擦溶接接続部を有する軸により達成される。
例えば、はめ歯および歯の形状の第１係合手段を有する第１部分を備えたこの発明による軸の製造において、はめ歯フランクおよび歯フランク上での必要な肌焼きをするため、第１部分は肌焼き処理される。第１部分と第２部分の両方の部分は摩擦溶接により連続的に溶接され、その後、第２部分の区域で歯（第２係合手段）が機械加工される。第２部分は歯が形成される区域で肌焼きされる。
溶接作業前に第１部分が肌焼きされるので、軸全体において比較的高価な肌焼き作業をする必要がない。
この発明を添付図面を参照したいくつかの実施例に基づき以下に説明する。
図１は第１実施例による軸の横断面図を示す。
図２は第２実施例による軸の横断面図を示す。
図１による軸は、摩擦溶接接続部３により同芯に接続される第１部分１と第２部分２から成る。第２部分２の軸長は実質的に第１部分１の軸長よりも長い。第１部分１は、歯車伝動装置（図示せず）に向けられ、その一部分にはめ歯４が形成され、またその他部には第１スプライン接続部（図示せず）に向けられる歯５が形成されて、第１係合手段を備える。歯車伝動装置は第１部分が太陽歯車を形成する遊星歯車である。第１スプライン接続部は、第１部分１と摩擦ブレーキでのブレーキ円板との間で接続部を形成する形状とすることができる。
はめ歯（４）は、第１部分における第２部分２との接続面と反対側の端面部６にある第１部分１上の周面上に形成される。第１スプライン接続部に対応する歯５は、歯５と摩擦溶接接続端面３との間で第１部分１の周面上に形成される。
第１部分１には、その第２部分２との摩擦溶接接続端面３と反対側の端面８に第１肩部表面７を備える。第１肩部表面７は前記歯車伝動装置内の軸受に装着される当接面を形成する。また、第１部分１には、摩擦溶接接続面３が位置決めされる平面と一致する第２肩部表面９を備えることができ、それにより、第２肩部表面９は前記摩擦ブレーキのケーシングまたはハウジング内の軸受に装着される当接面を形成する。
はめ歯４および歯５でなる第１係合手段のフランクに満足な強度を持たせるため、その第１部分１は肌焼きされる。
図２で示すような第２実施例では、第１係合手段が、一方でははめ歯歯車（図示せず）に対応し、他方では第１スプライン接続部（図示せず）に対応するはめ歯４’で形成される点が、第１実施例とは異なる。結局、第２実施例のはめ歯４’は、軸方向へ相当距離延びており、はめ歯４’は第１実施例で示される歯５に置き換えることができる。
第２部分２は、第２スプライン接続部（図示せず）に対応する歯１０で形成される第２係合手段を備える。第２スプライン接続部は、第２部分２と差動歯車の部分であるはめ歯歯車との間の接続部を形成できる。
第２部分２は、十分な強度を持たせるために摩擦溶接接続前に粘り硬化処理された材料で製作される。摩擦溶接接続後、第２スプライン接続部に対応する歯１０（第２係合手段）は、第２部分の周面に機械加工され、そして第１部分１との接続端面と反対側にある端部１１の外周面に形成されている。歯１０の区域は、歯１０が機械加工された後に肌焼き処理される。
上記トルク伝達軸の製造は以下の工程により実行される。
第２部分２の軸長は、第１部分１の軸長よりも相当長く、例えば、切断により製作される。次に、第１部分１の外周面で第１係合手段４、５、又は４’が機械加工され、その後、第１部分１は肌焼き処理される。それから、第２部分２は粘り硬化処理された後に、摩擦溶接手段により第１部分１と第２部分２との端面が互いに同芯に接続される。それにより、摩擦溶接接続部が形成される。摩擦溶接後において、歯１０で形成される第２係合手段は、第１部分１と第２部分２との摩擦溶接接続端部と反対側の端部１１にある第２部分の周辺表面で第２スプライン接続部に対応する歯１０として機械加工される。最後に、この歯１０の区域が肌焼き処理される。
はめ歯４、４’および歯５の機械加工は、例えば、フライス削り等により実行できる。第１部分１が肌焼き処理される前に、第１肩部表面７および第２肩部表面９は、第１部分１全体の旋回により機械加工できる。
この発明によるトルク伝達軸は、例えば車両の駆動軸として使用できる。

Claims (8)

1. 第１係合手段および第２係合手段を有するトルク伝達軸において、該トルク伝達軸は、第１係合手段を有する第１部分（１）と、第２係合手段を有する第２部分（２）とから成り、前記第１部分（１）と第２部分（２）との軸方向端面相互は、摩擦溶接手段により同芯位置で接続されており、第１部分（１）は肌焼き処理され、第２部分（２）は粘り硬化処理された材料で製作され、さらに、第１係合手段は、一部分が歯車伝動装置に噛合する歯（４又は４’）とスプライン接続部に噛合される歯（５）で形成されていることを特徴とするトルク伝達軸。
2. 第１係合手段は、摩擦ブレーキのスプラインと対応する歯（５）であることを特徴とする請求項１に記載のトルク伝達軸。
3. 第１係合手段である歯（４）と歯（５）とは、第１部分（１）の軸方向に互いに離れて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトルク伝達軸。
4. 第１部分（１）の周面に設けられている歯（４）は、第２部分（２）が溶接接続されている摩擦溶接接続端面（３）と反対側の端面（８）近傍に設けられており、また第１部分（１）周面に設けられている歯（５）は、摩擦溶接接続端面（３）と前記歯（４）との間に設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１つに記載のトルク伝達軸。
5. 第１係合手段である歯（４又は４’）は、第１部分（１）の軸方向に延びる十分な歯幅に形成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載のトルク伝達軸。
6. 第１部分（１）における摩擦溶接接続端面（３）と反対側の端面（８）に、第１肩部（７）が設けられており、該第１肩部（７）はトルク伝達軸の突き合せ面を形成していることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１つに記載のトルク伝達軸。
7. 第１部分（１）における摩擦溶接接続端面（３）に、第２肩部（９）が設けられていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１つに記載のトルク伝達軸。
8. 第１係合手段と第２係合手段を有するトルク伝達軸の製造方法において、前記第１係合手段を機械加工で形成してなる第１部分を製作した後、該第１部分を肌焼き処理し、また粘り硬化処理された材料を用いて前記第１部分の軸長よりも長い軸長の第２部分を製作し、前記第１部分と第２部分の軸方向端面を摩擦溶接手段により互いに同芯位置で接続し、次いで前記第２部分における前記摩擦溶接手段による溶接接続端面と反対側の端部周面に第２係合手段を機械加工で形成し、その後該第２係合手段形成部分を誘導硬化処理することを特徴とするトルク伝達軸の製造方法。

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