JP2004034155A

JP2004034155A - 磁気パルス溶接法を利用してチューブにヨークを固定するための方法

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Publication number: JP2004034155A
Application number: JP2003060373A
Authority: JP
Inventors: Boris A Yablochnikov; ボリス　エイ．ヤーブロッホニコフ
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: US20030192879A1; ATE401987T1; ES2362318T3; CN1443623A; JP4679802B2; MXPA03001978A; CA2420970A1; CN1309528C; EP1342530B8; AU2003200879B2; EP1949998A2; EP1949998B1; DE60322287D1; EP1949998A3; AU2003200879A1; EP1342530A1; US6910617B2; EP1342530B1; BR0302406A; USRE41101E1

Abstract

【課題】磁気パルス溶接作業によるインダクタの損傷を防止する改善方法の提供。
【解決手段】ヨークは、本体部３１などの第１部分と一対の対向するヨークアーム３２などの第２部分とからなる。ドライブシャフトチューブ端部２１はヨークの本体部の周りに同心円上に設けられる。インダクタ４０は、ドライブシャフトチューブ端部２１とヨークの本体部３１とが重なる部分の周りに軸方向に設置される。磁気パルス溶接作業を実施するためにインダクタ４０に通電が行なわれ、ドライブシャフトチューブ端部２１がヨークの本体部３１に固定されるが、インダクタ４０に向かう大きな気流は生じない。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に、車両用ドライブシャフトアセンブリにおけるヨーク及びドライブシャフトチューブなどの２つの金属部品を固定するために磁気パルス溶接法を使用することに関する。より詳細には、本発明は、磁気パルス溶接作業を実施しつつ、磁気パルス溶接作業によるインダクタの損傷を防止するための改善された方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日使用されている陸上用車両の多くでは、車両の少なくとも１つの車輪を回転可能に駆動するために、エンジン／トランスミッションアセンブリの出力軸からの回転力を軸アセンブリの入力軸に伝えるパワートレインシステムが使用される。これを実現するために、典型的な車両用パワートレインアセンブリは、対向する端部に固定された第１及び第２のエンドフィッティング（チューブヨークなど）を有する中空の円筒式のドライブシャフトチューブを備える。第１エンドフィッティングは、エンジン／トランスミッションアセンブリの出力軸からの回転可能な駆動力をドライブシャフトチューブに伝えるとともに、これら２つのシャフトの回転軸間の小さなずれを吸収する第１自在継手部を構成する。同様に、第２エンドフィッティングは、ドライブシャフトチューブからの回転可能な駆動力を軸アセンブリの入力シャフトに伝えるとともに、これら２つのシャフトの回転軸間の小さなずれを吸収する第２自在継手部を構成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この一般的なタイプの車両用ドライブシャフトアセンブリにおいては、通常、第１及び第２エンドフィッティングをドライブシャフトチューブの両端に恒久的に固定する必要がある。これまでは、従来の溶接法を使用して、第１及び第２エンドフィッティングがドライブシャフトチューブの両端に恒久的に接合されてきた。公知のように、従来の溶接法では、２つの金属部材の局所に熱が付加されて、２つの金属部材が接合される。この種の従来の溶接法では、圧が付与されることもあれば、溶加材が用いられることもある。従来の溶接法は、過去に満足のいく成果を挙げていたもの、第１及び第２エンドフィッティングをドライブシャフトチューブの両端に接合させるために使用するには、幾つかの不都合を抱えている。第一に、従来の溶接法では、上記したように２つの金属部材の局所に熱が付加される。局所的な熱付加によって、金属部材に望ましくない変形や欠陥が生ずるおそれがある。第二に、従来の溶接法は、同種の金属材料からなる部材の接合には適するもの、従来の溶接法によって異種の金属材料からなる部材を接合させるのは困難である第三に、従来の溶接法は、ゲージ（厚さ）の異なる部材の接合に容易に応用することができない。車両用ドライブシャフトアセンブリの製造は、通常、大量生産方式で行なわれるため、従来の溶接法の不都合を解消しつつ、これら金属部材を恒久的に接合するための改善された方法を提供することが望まれている。
【０００４】
第１及び第２エンドフィッティングをドライブシャフトチューブの対向する端部に固定するための別法として、磁気パルス溶接が提唱されている。この手法では、まず、端部を有する中空のドライブシャフトチューブと、ネックを有するエンドフィッティングが提供される。エンドフィッティングのネックが同軸上に配置されるように、ドライブシャフトチューブ端部は中空であり得る。別法として、ドライブシャフトチューブ端部が入れ子式にエンドフィッティングの中に入るように、エンドフィッティングのネックが中空のこともある。いずれの場合も、ドライブシャフトチューブ端部とエンドフィッティングのネックとの間に環状の空隙が設けられる。次に、ドライブシャフトチューブ及びエンドフィッティングが重なる部分の周りに同軸上に、或いはこれらの内部に同心円状に、電気インダクタが設置される。インダクタに通電が行なわれて、磁場が生じる。この磁場によって、外側にある部材が内側に潰れて、内側部材と係合するか、或いは内側にある部材が外側に広がって外側部材と係合する。いずれの場合も、２つの部材が高速で衝突するとともに高圧がかかることで、これらが恒久的に接合される。隣接面のうちの１つがテーパー状をなす場合、インダクタに通電を行なうと、２つの部材が、テーパー状をなす面の一方の端から対向する端に向かって軸上に進行するように互いに衝突する。この種の斜め衝突は、磁気パルス溶接工程で高強度かつ高品質の溶接を達成するために通常必要とされる物理条件の１つである。
【０００５】
上記したように、２つの部材は、接合される前に、隣接する面の間に環状の間隙が存在するように互いに離間される。この空隙には通常空気が充満している。
また、２つの部材の隣接する面は、通常は酸化膜や油性汚染物質によって被覆されている。磁気パルス溶接（或いは他の任意の冷間溶接工程）による２つの部材の溶接強度を高めるには、隣接する面からこれらの膜及び汚染物質を除去する必要がある。
【０００６】
インダクタに通電を行なってパルス電磁場を生成させると、２つの部材が高速で移動し、環状の間隙が急速に縮まり、この間隙に存在していた空気が外に向かって急速に流出する。表面どうしが高速でテーパー状をなす角度で衝突した領域には、次第に増大する空気の環状の流れが生成される。溶接される２つの部材の隣接する面が斜めに衝突する結果、環状の間隙から空気が流出する際に、非常に効率的な洗浄工程が自動的に行なわれる。特に、次第に蓄積する空気の環状の流れによって、溶接工程の実施直前に、２つの部材の隣接する面から酸化膜及び他の汚染物質が除去される。このような洗浄は最良の洗浄法である。
【０００７】
この空気及び汚染物質の累積流は、大きなエネルギーを有しており、その速度は超音速に達する。例えば、この流れが大気中に放出されると、雷鳴のような大きな音が発生する。累積流が、エンドフィッティングに形成されたショルダーや、磁気パルス溶接作業で使用する工具の１つ以上の面などの障害物に当たって偏向すると、この流れが磁場を生成するインダクタに向かうことがある。このような場合、絶縁部及びインダクタの他の素子が汚染されるか、或いはわずか数回の溶接サイクルで有害な影響を受けることがある。例えば、累積流の空気や他の成分が閉空間内に捕捉されて、体積が急激に減少すると、インダクタに設けられた絶縁部が相当速く劣化することがある。この現象は、インダクタ内で溶接される部材の事前組み立てを容易にするための停止部としてヨークショルダーが用いられるときなどに典型的にみられる。この場合、溶接された部材が端部において衝突し、気体が細分化され（ｇａｓ　ｂｒｅａｋｄｏｗｎ　）、ショルダーとチューブ端部との間の非常に狭い環状の間隙を通過する結果、非常に強力な二次流が生成される。この二次流も累積流と同様に環状をなし、高速かつ高温である。二次流は、軸方向に向かう累積流とは異なり、径方向に、すなわちインダクタ絶縁部と直交するように向かう。二次流は軸方向に極度に集中しており、環形状の鋭利なかみそりのように作用する。二次流は、数回の溶接サイクルの間に、インダクタ絶縁部を文字通り切断することがある。当然ながら、この現象は、インダクタの破壊につながりかねないため、製造工程において許容されない。
【０００８】
この現象の発生を防止するために、磁気パルス溶接工程において、２つの部材が軸方向に重なる部分とインダクタとの間に、非金属製の環状のシールドを設置することが提案されてきた。磁気パルス溶接作業中に生成された高速の二次流は、シールドに衝突し、これによってインダクタが時期尚早な損傷から保護される。しかし、特に車両用ドライブシャフトアセンブリが製造される大量生産工程においては、この種のシールドの使用は、比較的時間を要し、このため比較的非効率であることが判明している。このため、漏出する累積流の発生と、インダクタに向かう二次流の発生を低減もしくは防止し、これによってインダクタの破壊につながりかねない部分的な磨耗及び破損からインダクタを保護しつつ、磁気パルス溶接作業を実施するための改善された方法を提供することが望まれる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁気パルス溶接作業によるインダクタの損傷を防止しつつ、車両用ドライブシャフトアセンブリ内のヨーク及びドライブシャフトチューブなどの２つの金属部品を固定するために磁気パルス溶接作業を実施するための改善された方法に関する。ヨークは、本体部などの第１部分と一対の対向するヨークアームなどの第２部分とからなる。ドライブシャフトチューブ端部はヨークの本体部の周りに同心円状に設けられる。インダクタは、ドライブシャフトチューブ端部とヨークの本体部とが重なる部分の周りに軸方向に設置される。磁気パルス溶接作業を実施するためにインダクタに通電が行なわれ、ドライブシャフトチューブ端部がヨークの本体部に固定されるが、インダクタに向かう大きな気流は生じない。このため、環状のショルダーを設けたヨークが成形されて、ドライブシャフトチューブ端部がショルダーに当接し、両者の間に環状の間隙が画定されることがある。必要に応じて、ヨークが環状の段差を有し、ドライブシャフトチューブ端部が環状の段差の周りに延びて、環状の間隙が画定されることがある。別法として、環状のショルダーを設けてヨークが成形され、ドライブシャフトチューブ端部が環状のショルダーの周りに延びて、両者の間に環状の間隙が画定されることがある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
添付の図面と照らし合わせて下記の好適な実施形態の詳細説明を読めば、本発明の種々の目的及び利点は、当業者にとって自明となるであろう。
【００１１】
（好適な実施形態の詳細説明）
図面において、図１，２に、一般に参照符号２０で示されるドライブシャフトチューブと一般に参照符号３０で示されるエンドフィッティングの第１実施形態とを有する車両用ドライブシャフトアセンブリ１０の一部が記載されている。エンドフィッティングをドライブシャフトチューブに固定し、車両用ドライブシャフトアセンブリの一部を形成する場合として本発明を記載及び図示しているが、本発明の方法は、任意の目的のために２つの金属部材を固定する例に応用可能なことが理解される。
【００１２】
図中のドライブシャフトチューブ２０は一般に中空の円筒形であり、６０６１Ｔ６アルミニウムなどの任意の金属材料で成形され得る。好適には、ドラドライブシャフトチューブ２０は、ほぼ一定の外径を画定する外側表面と、ほぼ一定の内径を画定する内側表面とを有する。したがって、図中のドライブシャフトチューブ２０は、形状がほぼ円筒形でかつ壁面の厚みが均一であるが、これらは必須ではない。ドライブシャフトチューブ２０は、端部面２２で終端する端部２１を有する。
【００１３】
図中のエンドフィッティング３０は、スチール又はアルミニウム合金など、ドライブシャフトチューブ２０の金属材料の成形に使用したのと同じ金属材料又は別の金属材料からなるチューブヨークであり得る。エンドフィッティング３０は、本体部３１から第１軸方向の中に延びる一対の対向するヨークアーム３２を有する本体部３１を有する。一対の整合する開口部３３が、ヨークアーム３２を貫通して形成されており、自在継手クロス（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　ｊｏｉｎｔ　ｃｒｏｓｓ　）の通常のベアリングカップ（図示なし）を受容するように適合される。必要に応じて、各開口部３３の中に環状溝３３ａ（図２参照）を設けて、公知の方式で受け止め輪（図示なし）によってこの内部にベアリングカップが保持され易くしてもよい。一般に、中空のネック３４は、本体部３１から軸方向に第２軸方向に延びる。ネック３４の構造は、２００２年３月６日に提出され、本発明の譲受人が所有する同時継続出願番号第６０／３６２，２１５号に詳細に記載されている。同出願の開示は参照によりここに援用される。必要に応じて、環状溝３５（図２参照）又は類似する凹部を、エンドフィッティング３０の内部に設けることができる。この環状溝３５の目的は、２００２年３月６日に提出され、本発明の譲受人が所有する同時継続出願番号第６０／３６２，１５０号に記載されている。同出願の開示は参照によりここに援用される。
【００１４】
図３に、エンドフィッティング３０のネック３４の構造をより詳細に示すが、この図は幾分強調して記載されている。本図に記載のように、エンドフィッティング３０のネック３４は、好適には、本体部３１に隣接する外径の比較的小さな部分から最外部３４ｂまで外向きにテーパー状をなす第１テーパー部３４ａを有する外側表面を備える。また、ネック３４の外側表面は、最外部３４ｂからネック３４の軸端部まで内向きにテーパー状をなす第２テーパー部３４ｃを備える。
ネック３４の外側表面の直径は、好適には本体部３１の外径よりも小さい。これにより、エンドフィッティング３０のネック３４と本体部３１との間に環状のショルダー３４ｄが画定される。
【００１５】
ネック３４の最外部３４ｂの直径は、必要に応じて、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の内側表面によって画定される内径にほぼ等しいかあるいはこれより僅かに短い外径を画定する。このため、図２，３に示すように、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１がエンドフィッティング３０のネック３４の周りに配置されると、この２つの部材は互いに正面を向いて配置される。しかし、ネック３４の最外部３４ｂによって画定される外径は、必要に応じて、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の内側表面によって画定される内径よりも短いこともある。このような場合、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１とエンドフィッティング３０のネック３４とを互いに正面を向いて配置するために、外部取り付け具（図示なし）が提供されることがある。公知の方法によってエンドフィッティング３０のネック３４にドライブシャフトチューブ２０の端部２１の軸を容易に取り付けられるように、ネック３４の外側表面に第２テーパー部３４ｃが設けられることがある。中空のエンドフィッティング３０のネック３４の壁厚はほぼ均一であり得るが、これは必須ではない。エンドフィッティング３０のネック３４ａのテーパー状をなす外側表面によって、下記で詳細に記述するように、磁気溶接工程の実施時に良好な成果成績が得られることが判明している。エンドフィッティング３０のネック３４の構造に関する詳細な説明は、Ｙａｂｌｏｃｈｎｉｋｏｖに付与された米国特許第５，９８１，９２１号に記載されている。同出願の開示は参照によりここに援用される。
【００１６】
ドライブシャフトチューブ２０の端部２１をエンドフィッティング３０のネック３４に取り付ける際、通常は図２，３に示すように、ドライブシャフトチューブ２０の端部面２２がエンドフィッティング３０のショルダー３４ｄに当接するまで、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１をエンドフィッティング３０のネック３４の上部に軸方向に移動させるが、これは必須ではない。ドライブシャフトチューブ２０とエンドフィッティング３０とがこのように組み立てられた場合、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の内側表面とエンドフィッティング３０のネック３４の外側表面との間に、環状の間隙又は空間（図３参照）が画定される。空隙３６の大きさは、エンドフィッティング３０のネック３４の外側表面のテーパー形状の径寸法の変化に伴って変わるが、これは必須ではない。通常、この空隙３６の径寸法は最大約５ｍｍであるが、空隙３６は任意の寸法を有し得る。好適には、空隙３６は、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１とエンドフィッティング３０のネック３４とが軸方向に重なる部分を中心とした円周上においてほぼ均一となるが、これは必須ではない。
【００１７】
図２に、本発明の方法によってこの２つの部品を固定するために磁気パルス溶接作業を実施する前の、ドライブシャフトチューブ２０とエンドフィッティングとを組み立て、その周りにインダクタ４０を設置した状態を示す。インダクタ４０は、Ｙａｂｌｏｃｈｎｉｋｏｖに付与された米国特許第４，１２９，８４６号に図示及び記載されているものなど、任意の形状を有するように成形してよい。
同出願の開示は参照によりここに援用される。インダクタ４０は、選択的に作動できるように、模式的に示した制御回路と結合されている。図２に示すように、インダクタ４０の第１端子は第１導電体４１に接続されており、インダクタ４０の第２端子は、帯電スイッチ４２を介して第２導電体４３と接続されている。第１導電体４１と第２導電体４３との間には、複数の高電圧コンデンサ４４又は類似のエネルギー貯蔵装置が接続されている。第１導電体４１は、電源４５と接続されており、第２導電体４３は充電スイッチ４６を介して電源４５に接続されている。この制御回路の構造及び動作は、Ｙａｂｌｏｃｈｎｉｋｏｖに付与された米国特許第５，９８１，９２１号に詳細に記載されている。同出願の開示は参照によりここに援用される。
【００１８】
磁気パルス溶接作業を実施するためのインダクタ４０の動作は当業界で公知であり、その詳細に関してＹａｂｌｏｃｈｎｉｋｏｖに付与された上記の米国特許第５，９８１，９２１号が参照される。しかし、簡潔に記載すると、まず、帯電スイッチ４２を開き、充電スイッチ４６を閉じることで、インダクタ４０を作動させる。これにより、電源４５から各コンデンサ４４に電気エネルギーが伝達される。コンデンサ４４が帯電し所定の電圧に達すると、帯電スイッチ４６を開く。次に、帯電スイッチ４２を閉じて、インダクタ４０を作動させる。この結果、コンデンサ４４から電流の高エネルギーパルスがインダクタ４０を通って流れ、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１を中心として強力かつ一時的な電磁場が生成される。
【００１９】
図４に示すように、この電磁場によって、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の外側表面に非常に強力な力が加わり、端部２１が内向きに潰れてエンドフィッティング３０のネック３４に高速で衝突する。図４の部分４７に示すように、このときに生ずるドライブシャフトチューブ２０の端部２１内側表面とエンドフィッティング３０のネック３４外側表面との衝突により、両者が溶接すなわち分子的に結合される。溶接部４７の大きさ及び位置は、種々の要因によって決まる。これらの要因には、間隙３６の大きさ、ドライブシャフトチューブ２０及びエンドフィッティング３０の形成に使用した金属材料の寸法、形状及び物性、インダクタ４０の寸法及び形状、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１とエンドフィッティング３０のネック３４との衝突の角度及び速度などがある。図中の溶接部４７は、ドライブシャフトチューブ２０とエンドフィッティング３０とが最も良好な接合が得られる可能性のある最良の（ｐｒｉｍｅ　）溶接部位の例に過ぎず、ドライブシャフトチューブ２０及びエンドフィッティング３０の他の部分が、この工程で溶接されることもある。
【００２０】
インダクタ通電４０に通電を行い、磁気パルス溶接作業を実施する前は、通常、ドライブシャフトチューブ２０の内側表面とエンドフィッティング３０の外側表面との間の環状の空隙３６の中には空気が充満している。また、ドライブシャフトチューブ２０の内側表面とエンドフィッティング３０の外側表面の近傍は、通常は酸化膜及び他の汚染物質によって被覆されている。２つの部材の磁気パルス溶接（或いは他の任意の冷間溶接工程）による溶接強度を高めるには、これらの膜及び汚染物質を隣接する面から除去する必要がある。上記したように、インダクタ４０に通電を行なってパルス電磁場を生成させると、ドライブシャフトチューブ２０の内側表面とエンドフィッティング３０の外側表面とが高速で移動する。高速の相対移動によって環状の間隙３６が急速に縮まり、空気や累積流の残りが閉空間内に捕捉されて、体積が急激に減少し、図４に示すように比較的小さくなる。このため、磁気パルス溶接作業中に、図４の４８に示すような高速かつ高温の二次流が、ドライブシャフトチューブ２０とエンドフィッティング３０との間から、外側に向かってほぼ径方向に噴射されることがある。通常、インダクタ４０は、磁気パルス溶接作業中に、ドライブシャフトチューブ２０及びエンドフィッティング３０の周りの比較的近傍に配置されているため、この二次流４８がインダクタ４０の内側表面と衝突することがある。この結果、インダクタ４０が時期尚早に磨耗及び損傷することがある。
【００２１】
本発明では、磁気パルス溶接作業の実施中に、インダクタ４０を時期尚早な磨耗及び損傷から保護するために、この高速の二次流４８を低減もしくは防止させるための別法を複数考察している。図５は、上記のようにインダクタ４０に通電が行なわれて、本発明の方法による磁気パルス溶接作業が実施された後の、ドライブシャフトチューブ２０及びエンドフィッティング３０の第１実施形態を示す。本図に記載のように、ドライブシャフトチューブ２０の端部面２２は、潰れてエンドフィッティング３０のショルダー３４ｄ部分と係合している一方、上記したように、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の残りは、潰れてエンドフィッティング３０のネック３４の外側表面と係合している。この結果、磁気パルス溶接作業の実施前に空隙３６に存在していた空気と累積流の残りとが、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の内側表面と、エンドフィッティング３０のネック３４の外側表面と、エンドフィッティング３０のショルダー３４ｄの内側部分との間に画定される環状の間隙４９に少なくとも部分的に捕捉される。このため、環状の間隙４９に閉じ込められた空気と粒子とは、磁気パルス溶接作業中に、空隙３６から上記の高速の二次流４８のように高速で放出されることはない（或いは、少なくとも二次流４８のように高速に放出されることはない）。したがって、環状の間隙４９に閉じ込められた問題の空気及び粒子が、上記のようにインダクタ４０を破損することはなくなる。磁気パルス溶接作業の前又は作業中、或いはその他の任意の方法によって、エンドフィッティング３０を、このようなショルダー３４ｄと軸方向に係合させ、これによってドライブシャフトチューブ２０の端部面２２が潰れて、エンドフィッティング３０のショルダー３４ｄと係合することがある。
【００２２】
図６は、図３と類似の拡大正面断面図であり、一般に参照符号３０’で示される、発明の方法において使用可能なエンドフィッティングの第２実施形態を示す。エンドフィッティング３０’の第２実施形態は、上記のエンドフィッティング３０の第１実施形態にほぼ類似しており、類似する構造には同一の参照符号が付されている。ただし、変形型エンドフィッティング３０’のネック３４は、その外側表面に形成された凹部５０を有する。図中の実施形態においては、凹部５０の形状は環状であり、ネック３４の外側表面全体の周りに延びている。しかし、凹部５０は必ずしもネック３４の外側表面全体の周りに延びている必要はなく、外側表面の周りの一部に延びていてもよい。さらに、必要に応じて、個々の凹部５０がネック３４の外側表面に複数設けられることがある。図中の実施形態においては、凹部５０は、ショルダー３４ｄ近傍のネック３４の外側表面に形成される。しかし、凹部５０は、ネック３４の外側表面の任意の位置に形成されることもある。
【００２３】
図７は、図４の高速の二次流４８の生成を低減もしくは防止するために、上記のようにインダクタ４０に通電が行なわれて、本発明の方法による磁気パルス溶接作業が実施された後の、ドライブシャフトチューブ２０及び変形型エンドフィッティング３０’を示す。本図に記載のように、ドライブシャフトチューブ２０の端部面２２は潰れて、エンドフィッティング３０’のショルダー３４ｄ部分と係合している一方、上記したように、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の残りは、潰れてエンドフィッティング３０’のネック３４の外側表面と係合している。この結果、磁気パルス溶接作業の実施前に空隙３６に存在していた空気と累積流の残りとが、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の内側表面と、変形型エンドフィッティング３０’のネック３４の外側表面に形成された凹部５０と、エンドフィッティング３０’のショルダー３４ｄとの間に画定される環状の間隙５１に少なくとも部分的に捕捉される。上記したように、このように閉じ込められた空気と累積流の残りとは、環状の間隙５１から上記の高速の二次流４８のように高速で放出されることはなく（或いは、少なくとも二次流４８のように高速に放出されることはなく）、このため、インダクタ４０を破損することはなくなる。
【００２４】
図８は、図３と類似の拡大正面断面図であり、一般に参照符号３０’’で示される、本発明の方法において使用可能なエンドフィッティングの第３実施形態を示す。エンドフィッティング３０’’の第３実施形態は、上記のエンドフィッティング３０の第１実施形態にほぼ類似しており、類似する構造には同一の参照符号が付されている。ただし、変形型エンドフィッティング３０’’のネック３４は、その外側表面に形成された環状の段差６０を有する。図中の段差６０は、ほぼ径方向に外側を向き、かつわずかにテーパー状をなす表面６０ａを有し、これによって、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１をこの上部に取り付けて、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１がエンドフィッティング３０’’のネック３４に正面を向いて配置され易くなる。これを実現するために、ほぼ径方向に外側を向いている表面６０ａは、例えば、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の環状の内側表面に対して約５°〜約９°の範囲の角度でテーパー状をなすことがある。
【００２５】
また、図中の段差６０は、ほぼ軸方向を向き、かつドライブシャフトチューブ２０によって画定される回転軸と変形型エンドフィッティング３０’’とに対してほぼ径方向に延びる面６０ｂを有する。図中の実施形態においては、段差６０の形状は環状であり、ネック３４の外側表面全体の周りに延びている。しかし、段差６０は必ずしもネック３４の外側表面全体の周りに延びている必要はなく、外側表面の周りの一部に延びていてもよい。図中の実施形態においては、段差６０は、ショルダー３４ｄ近傍のネック３４の外側表面に形成される。しかし、段差６０がネック３４の外側表面の任意の位置に形成されることもある。
【００２６】
図９は、図４の高速の二次流４８の生成を低減もしくは防止するために、上記のようにインダクタ４０に通電が行なわれて、本発明の方法による磁気パルス溶接作業が実施された後の、ドライブシャフトチューブ２０及び変形型エンドフィッティング３０’’を示す。本図に記載のように、ドライブシャフトチューブ２０の端部面２２は潰れて、エンドフィッティング３０’’の段差６０と係合している一方、上記したように、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の残りは、潰れてエンドフィッティング３０’’のネック３４の外側表面と係合している。この作業の間に、段差６０は、図９に示すように幾分変形することがある。この結果、磁気パルス溶接作業の実施前に空隙３６に存在していた空気と累積流の残りとが、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の内側表面と、段差６０と、変形型エンドフィッティング３０’’のネック３４の外側表面との間に画定される環状の間隙６１に少なくとも部分的に捕捉される。上記したように、このように閉じ込められた空気と累積流の残りとは、空隙６１から上記の高速の二次流４８のように高速で放出されることはなく、このため、インダクタ４０を破損することはなくなる。
【００２７】
通常、エンドフィッティング３０’’の第３実施形態を段差６０に設けることで、上記のエンドフィッティング３０，３０’’の第１，２実施形態よりも、磁気パルス溶接作業の開始前に空隙３６に存在していた空気及び累積流の残りの気密性が向上する。しかし、磁気パルス溶接作業中に、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１は、エンドフィッティング３０’’の第３実施形態の段差６０の軸方向に外側を向いている表面６０ａに当初当接しているため（上記エンドフィッティング３０，３０’’の第１，２実施形態の場合のように径方向に内側に自由に移動することができず）、この段差６０を設けたことにより、ドライブシャフトチューブ２０の内側表面の内側部分が、磁気パルス溶接作業を達成するために十分な速度で、変形型エンドフィッティング３０’’の外側表面に当接することを保証するために、付加的な電気エネルギーを消費しなければならない。
【００２８】
磁気パルス溶接作業を実施するための付加的な電気エネルギーを極力低減させるために、エンドフィッティング３０’’の第３実施形態の段差６０に溝（図８，９に破線で示される）を形成することがある。溝６２は、エンドフィッティング３０’’の周縁部の全周に形成してもよいし、その一部のみに形成してもよい。さらに、エンドフィッティング３０’’の周縁部の周りに形成した複数の不連続な凹部として溝６２を設けてもよい。溝６２の目的は、段差６０の機械的強度を低下させ、これによって磁気パルス溶接作業の実施時に、段差６０の変形が容易に発生するようにすることにある。このような変形によって、磁気パルス溶接作業を実施するための付加的な電気エネルギーが極力低減される一方で、空隙３６内の空気及び累積流の残りの気密性が向上する。
【００２９】
図１０は、図３と類似の拡大正面断面図であり、一般に参照符号３０’’’で示される、本発明の方法において使用可能なエンドフィッティングの第４実施形態を示す。エンドフィッティング３０’’’の第４実施形態は、上記のエンドフィッティング３０の第１実施形態にほぼ類似しており、類似する構造には同一の参照符号が付されている。ただし、変形型エンドフィッティング３０’’’のネック３４は、その外側表面に形成された変形型段差７０を有する。変形型段差７０は、ほぼ径方向に外側を向いている上記の表面６０ａと同様に、ほぼ径方向に外側を向き、かつわずかにテーパー状をなす表面７０ａを有し、これによって、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１をこの上部に取り付け易くなる。また、変形型段差７０は、ほぼ軸方向を向いており、かつドライブシャフトチューブ２０によって画定される回転軸及び変形型エンドフィッティング３０’’’に対してやや凹状に角度をなす面７０ｂを有する。例えば、ほぼ軸方向を向いている面７０ｂは、ドライブシャフトチューブ２０によって画定される回転軸及び変形型エンドフィッティング３０’’’に対して、約３０’’’°〜約６０°の範囲の角度でテーパー状をなす。図中の実施形態においては、変形型段差７０の形状は環状であり、ネック３４の外側表面全体の周りに延びている。しかし、変形型段差７０は必ずしもネック３４の外側表面全体の周りに延びている必要はなく、外側表面の周りの一部に延びていてもよい。
【００３０】
図１１は、図４の高速の二次流４８の生成を低減もしくは防止するために、上記のようにインダクタ４０に通電が行なわれて、本発明の方法による磁気パルス溶接作業が実施された後の、ドライブシャフトチューブ２０及び変形型エンドフィッティング３０’’’を示す。本図に記載のように、ドライブシャフトチューブ２０の端部面２２は潰れて、エンドフィッティング３０’’’の変形型段差７０と係合している一方、上記したように、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の残りは、潰れてエンドフィッティング３０’’’のネック３４の外側表面と係合している。図１１に示すように、この作業の間に、変形型段差７０は、幾分変形することがある。この結果、磁気パルス溶接作業の実施前に空隙３６に存在していた空気と累積流の残りとが、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の内側表面と、変形型段差７０と、変形型エンドフィッティング３０’’’のネック３４の外側表面との間に画定される環状の間隙７１に少なくとも部分的に捕捉される。上記したように、このように閉じ込められた空気と累積流の残りとは、空隙７１から上記の高速の二次流４８のように高速で放出されることはなく、このため、インダクタ４０を破損することはなくなる。
【００３１】
変形型段差７０は凹形状を有しているため、変形型段差７０に（上記の図８，９に示す段差６０の溝６２のような）溝を設ける必要もなく、溝が必須となるわけでもない。しかし、必要に応じて、変形型段差７０にこのような溝を設けてもよい。
【００３２】
図１２は、図３と類似の拡大正面断面図であり、一般に参照符号３０’’’’で示される、本発明の方法において使用可能なエンドフィッティングの第３実施形態を示す。エンドフィッティング３０’’’’の第５実施形態は、上記のエンドフィッティング３０の第１実施形態にほぼ類似しており、類似する構造には同一の参照符号が付されている。ただし、この実施形態においては、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１は、エンドフィッティング３０’’’’のネック３４と本体部３１との間に画定される環状のショルダー３４ｄに当接しておらず、環状のショルダー３４ｄを超えて軸方向に延びている。これを容易にするために、ドライブシャフトチューブ２０の外側表面は、ほぼ径方向に外側を向き、かつわずかにテーパー状をなす表面８０を有し、これによって、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１をこの上部に取り付け易くなる。ほぼ径方向に外側を向いている表面８０は、例えば、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の環状の内側表面に対して約５°〜約９°の範囲の角度でテーパー状をなすことがある。
【００３３】
図１３は、図４の高速の二次流４８の生成を低減もしくは防止するために、上記の方法でインダクタ４０に通電され、本発明の方法による磁気パルス溶接作業が実施された後のドライブシャフトチューブ２０及び変形型エンドフィッティング３０’’’’を示す。本図に記載のように、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１は、上記したように、潰れて、ネック３４テーパー状の外側表面３４ａと係合している。図１３に示すように、この作業の間に、環状のショルダー３４ｄは幾分変形することがある。この結果、磁気パルス溶接作業の実施前に空隙３６に存在していた空気と累積流の残りとが、ドライブシャフトチューブ２０の端部２１の内側表面と、環状のショルダー３４ｄと、変形型エンドフィッティング３０’’’’のネック３４の外側表面との間に画定される環状の間隙８１に少なくとも部分的に捕捉される。上記したように、このように閉じ込められた空気と累積流の残りとは、環状の空隙８１から上記の高速の二次流４８のように高速で放出されることはなく、このため、インダクタ４０を破損することはなくなる。
【００３４】
特許法の規定に従い、本発明の動作原理及び動作態様を好適な実施形態として記載並びに図示した。しかし、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、詳細に記載、図示したものとは異なる別法によって本発明を実施し得ることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気パルス溶接作業によってエンドフィッティング及びドライブシャフトチューブの組み立て及び固定前を行なう前の、エンドフィッティング及びドライブシャフトチューブの第一実施形態を示す分解斜視図。
【図２】磁気パルス溶接作業を実施するためにインダクタ内に組み立て及び配置された、図１に示すエンドフィッティング及びドライブシャフトチューブの第一実施形態を示す拡大正面断面図。
【図３】磁気パルス溶接作業の開始前の、図１，２に示すエンドフィッティング、ドライブシャフトチューブ及びインダクタの第１実施形態の一部を示すさらなる拡大正面断面図。
【図４】インダクタに損傷を与えかねない激しい空気噴射の生成につながる通常の磁気パルス溶接作業の実施後の、エンドフィッティング、ドライブシャフトチューブ及びインダクタの第１実施形態の一部を示す、図３と類似の拡大正面断面図。
【図５】激しい空気噴射の生成を低減もしくは防止する、本発明の方法による磁気パルス溶接作業の実施後の、エンドフィッティング、ドライブシャフトチューブ及びインダクタの第１実施形態の一部を示す図４と類似の拡大正面断面図。
【図６】本発明による磁気パルス溶接作業の開始前に、エンドフィッティング、ドライブシャフトチューブ及びインダクタの第２実施形態の一部を示す、図２と類似の拡大正面断面図。
【図７】本発明の方法による磁気パルス溶接作業の実施後に、図６に記載のエンドフィッティング、ドライブシャフトチューブ及びインダクタの第２実施形態の一部を示す、図４と類似の拡大正面断面図。
【図８】本発明による磁気パルス溶接作業の開始前に、エンドフィッティング、ドライブシャフトチューブ及びインダクタの第３実施形態の一部を示す、図３と類似の拡大正面断面図。
【図９】本発明の方法による磁気パルス溶接作業の実施後に、図５に記載のエンドフィッティング、ドライブシャフトチューブ及びインダクタの第３実施形態の一部を示す拡大正面断面図。
【図１０】本発明による磁気パルス溶接作業の開始前に、エンドフィッティング、ドライブシャフトチューブ及びインダクタの第４実施形態の一部を示す、図３と類似の拡大正面断面図。
【図１１】本発明の方法による磁気パルス溶接作業の実施後に、図１０に記載のエンドフィッティング、ドライブシャフトチューブ及びインダクタの第４実施形態の一部を示す拡大正面断面図。
【図１２】本発明による磁気パルス溶接作業の開始前に、エンドフィッティング、ドライブシャフトチューブ及びインダクタの第５実施形態の一部を示す、図３と類似の拡大正面断面図。
【図１３】本発明の方法による磁気パルス溶接作業の実施後に、図１２に記載のエンドフィッティング、ドライブシャフトチューブ及びインダクタの第５実施形態の一部を示す拡大正面断面図。

Claims

（ａ）　第１部分及び第２部分を有する第１金属部品を提供する工程と、
（ｂ）　端部を有する第２金属部品を提供する工程と、
（ｃ）　前記第１金属部品の第１部分に対して軸方向に重なるように前記第２金属部品の端部を配置する工程と、
（ｄ）　前記第２金属部品の端部及び前記第１金属部品の第１部分に対して軸方向にインダクタを提供する工程と、
（ｅ）　前記インダクタに向かう大きな気流を発生させることなく、前記第２金属部品の端部と前記第１金属部品の第１部分とを固定すべく、磁気パルス溶接作業を実施するために前記インダクタに通電する工程とからなる、第１金属部品及び第２金属部品を互いに固定するために磁気パルス溶接作業を実施するための方法。
前記（ａ）工程は前記第１金属部品に環状のショルダーを提供することによって実施され、前記（ｃ）工程は、前記第１金属部品の第１部分に設けられた前記ショルダーに当接させて前記第２金属部品の端部を配置して両者の間に環状の間隙を画定することによって実施される、請求項１に記載の方法。
前記（ａ）工程は前記第１金属部品の外側表面に凹部を提供することによって実施される、請求項２に記載の方法。
前記（ａ）工程は前記第１金属部品に環状の段差を提供することによって実施され、前記（ｂ）工程は、前記環状の段差の周りに前記第２金属部品の端部を配置して両者の間に環状の間隙を画定することによって実施される、請求項１に記載の方法。
前記（ａ）工程は前記第１金属部品に内部に溝を有する環状の段差を提供することによって実施され、前記（ｂ）工程は、前記環状の段差の周りに前記第２金属部品の端部を配置して両者の間に環状の間隙を画定することによって実施される、請求項１に記載の方法。
前記（ａ）工程は前記第１金属部品に前記第１金属部品の回転軸に対して径方向に延びる表面を有する環状の段差を提供することによって実施され、前記（ｂ）工程は、前記環状の段差の周りに前記第２金属部品の端部を配置して両者の間に環状の間隙を画定することによって実施される、請求項１に記載の方法。
前記（ａ）工程は前記第１金属部品に前記第１金属部品の回転軸に対して径方向に凹形状をなす表面を有する環状の段差を提供することによって実施され、前記（ｂ）工程は、前記環状の段差の周りに前記第２金属部品の端部を配置して両者の間に環状の間隙を画定することによって実施される、請求項１に記載の方法。
前記（ａ）工程は前記第１金属部品に環状のショルダーを提供することによって実施され、前記（ｃ）工程は、前記第１金属部品の第１部分に設けられた前記ショルダーを超えて軸方向に前記第２金属部品の端部を配置して両者の間に環状の間隙を画定することによって実施される、請求項１に記載の方法。
前記（ａ）工程は前記第２金属部品の端部と前記第１金属部品の第１部分とを離間して、両者の間に空気を保持することによって実施される、請求項１に記載の方法。