JP2018176873A - アクスルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アクスルハウジング及びブレーキフランジへの入熱量が増大するのを抑制しつつ、応力集中の発生を抑制する。
【解決手段】アクスルハウジング２と当該アクスルハウジング２の外周面に取り付けたブレーキフランジ３とをアーク溶接するブレーキフランジ溶接工程を備える。ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルハウジング２とアーク溶接用トーチ１２とをアクスルハウジング２の軸周り方向に相対的に移動させるとともに、アクスルハウジング２とアーク溶接用トーチ１２とをアクスルハウジング２の軸方向に相対的に往復移動させて、アクスルハウジング２とブレーキフランジ３とをアーク溶接する。
【選択図】図４

Description

本発明は、アクスルの製造方法に関する。

一般的に、アクスルは、デファレンシャルと接続されるアクスルハウジングの端部にアクスルエンドが焼嵌めされた後に溶接され、アクスルハウジングの端部にブレーキフランジが焼嵌めされて溶接されることで、製造されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０５−３３０３５５号公報

ところで、ブレーキフランジが取り付けられるアクスルハウジングの取付部は小径化されており、アクスルによっては、取付部の基部にＲ状の段部が形成されたものがある。このようなアクスルでは、ブレーキフランジが段部に乗り上げないように、段部から離間した位置にアクスルエンドを取り付けている。段部からブレーキフランジまでの距離は、アクスルの種類、アクスルが搭載される車両の種類等によって変わるが、段部からブレーキフランジまでの距離が長いと、アクスルハウジングとブレーキフランジとを溶接した際に、段部が溶接金属で覆われない可能性がある。段部が溶接金属で覆われないと、段部に応力集中が発生して、アクスルの寿命低下を招く恐れがある。

このような問題に対して、アクスルハウジング及びブレーキフランジに対するアーク溶接用トーチの相対移動速度を遅く（低く）することで、アクスルハウジングの軸方向における溶接金属の幅を広げることが考えられる。

しかしながら、アクスルハウジング及びブレーキフランジに対するアーク溶接用トーチの相対移動速度を遅くすると、アクスルハウジング及びブレーキフランジへの入熱量が過大となって、アクスルハウジングの歪みが増大するという問題がある。

そこで、本発明は、アクスルハウジング及びブレーキフランジへの入熱量が増大するのを抑制しつつ、応力集中の発生を抑制することができるアクスルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るアクスルの製造方法は、アクスルハウジングと当該アクスルハウジングの外周面に取り付けたブレーキフランジとをアーク溶接するブレーキフランジ溶接工程を備え、ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとをアクスルハウジングの軸周り方向に相対的に移動させるとともに、アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとをアクスルハウジングの軸方向に相対的に往復移動させて、アクスルハウジングとブレーキフランジとをアーク溶接する。

このアクスルの製造方法では、アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとをアクスルハウジングの軸周り方向に相対的に移動させることで、アクスルハウジングとブレーキフランジとを全周溶接することができる。そして、アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとをアクスルハウジングの軸方向に相対的に往復移動させることで、アーク溶接の溶接金属をアクスルハウジングの軸方向に広げることができる。これにより、応力集中が発生する位置まで溶接金属を広げて段部を溶接金属で覆うことができるため、応力集中の発生が抑制されたアクスルを製造することができる。しかも、アクスルハウジング及びブレーキフランジに対するアーク溶接用トーチの相対移動速度を遅くしなくても、広い範囲に溶接金属を形成することができる。これにより、アクスルハウジング及びブレーキフランジへの入熱量の増大を抑制できるため、アクスルハウジング及びブレーキフランジの歪みの増大を抑制することができる。

ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルハウジングを軸周りに回転させるとともに、アーク溶接用トーチをアクスルハウジングの軸方向に往復移動させてもよい。このアクスルの製造方法では、アクスルハウジングを軸周りに回転させるとともに、アーク溶接用トーチをアクスルハウジングの軸方向に往復移動させることで、容易にアクスルハウジングとブレーキフランジとをアーク溶接することができる。

ブレーキフランジが取り付けられるアクスルハウジングの取付部は、アクスルハウジングの先端側に向かうに従い外周が小径化する段部と、段部に対するアクスルハウジングの先端側に位置して、アクスルハウジングの軸方向に沿って外周が同径となる同径部と、を有し、同径部の段部から離間した位置に、ブレーキフランジが取り付けられており、ブレーキフランジ溶接工程では、ブレーキフランジから段部に至るまでアーク溶接用トーチをアクスルハウジングの軸方向に往復移動させて、アクスルハウジングとブレーキフランジとをアーク溶接してもよい。このアクスルの製造方法では、同径部の段部から離間した位置に取り付けられているが、ブレーキフランジから段部に至るまでアーク溶接用トーチをアクスルハウジングの軸方向に往復移動させるため、段部を溶接金属で覆うことができる。これにより、段部に応力集中が発生するのを抑制することができる。

ところで、従来のアクスルの製造方法では、アクスルハウジングの端部を加熱膨張させてアクスルハウジングにアクスルエンドを嵌める焼嵌めを行う。すると、アクスルハウジングの端部が冷え固まる際に、アクスルエンドが自重で垂れ下がることでアクスルハウジングに歪みが生じ、アクスルエンドがアクスルハウジングの軸線に対して傾いた状態となる。なお、アクスルエンドがアクスルハウジングの軸線に対して傾くことを、アクスルエンドの振れともいう。その後、アクスルハウジングにブレーキフランジを焼嵌めするが、アクスルハウジングの歪によりアクスルハウジングに対してアクスルエンドが傾いた状態であるため、アクスルハウジングの軸線と、ブレーキフランジの軸線と、アクスルエンドの軸線と、がずれた状態となっている。また、ブレーキフランジの歪により、アクスルエンドに対するブレーキフランジの直角度が低下している。このため、後工程において、アクスルハウジング及びブレーキフランジの歪みを取り除くための大掛かりな機械加工を行う必要がある。

そこで、本発明は、更にこのような課題にも鑑み、ブレーキフランジ溶接工程の前に、アクスルハウジングの端部の外周面にブレーキフランジを常温圧入するブレーキフランジ圧入工程と、アクスルハウジングの端部の内周面にアクスルエンドを常温圧入するアクスルエンド圧入工程と、アクスルエンド圧入工程の後に、アクスルハウジングとアクスルエンドとをアーク溶接するアクスルエンド溶接工程と、を備えることが好ましい。

このアクスルの製造方法では、アクスルハウジングの端部の外周面にブレーキフランジを常温圧入するとともに、アクスルハウジングの端部の内周面にアクスルエンドを常温圧入するため、これらを焼嵌めする従来の方法に比べて、アクスルハウジング及びブレーキフランジに生じる歪みを抑制して、アクスルエンドの振れ及びブレーキフランジの直角度の低下を格段に抑制することができる。これにより、アクスルハウジングに生じた歪を取り除く機械加工を削減することができるため、アクスルの製造工程数を削減することができる。

ブレーキフランジ溶接工程及びアクスルエンド溶接工程では、電極を通電して発生させたアークにより溶融部を形成し、溶融部が硬化する前に、後行ワイヤを通電せずに溶融部に供給してもよい。通電していない後行ワイヤは加熱されていないため、硬化する前の溶融部に通電していない後行ワイヤを供給することで、冷たい後行ワイヤにより溶融部を冷却することができる。その結果、溶融部の熱収縮範囲が狭くなるとともに、アクスルハウジング及びブレーキフランジへの入熱量を小さく抑えることができるため、溶融部が冷却硬化する際の熱収縮を格段に抑えることができる。これにより、アクスルハウジング及びブレーキフランジに発生する歪みを大幅に抑制することができるため、アクスルエンドの振れ及びブレーキフランジの直角度の低下を格段に抑制することができる。これにより、アクスルハウジング及びブレーキフランジに生じた歪を取り除く機械加工を削減することができるため、アクスルの製造工程数を削減することができる。

本発明によれば、アクスルハウジング及びブレーキフランジへの入熱量が増大するのを抑制しつつ、応力集中の発生を抑制することができるアクスルの製造方法を提供することができる。

アクスルを示す正面図である。 図１の領域Ａを拡大した図である。 アクスルの拡大分解図である。 ブレーキフランジ溶接工程を説明するための図である。 図４におけるアクスルハウジングに対する溶接用トーチの相対的な移動軌跡を示す図である。 ブレーキフランジ溶接工程及びアクスルエンド溶接工程における溶接方法を説明するための図である。 比較例１のブレーキフランジ溶接工程を説明するための図である。 図７におけるアクスルハウジングに対する溶接用トーチの相対的な移動軌跡を示す図である。 比較例２のアクスルエンド焼嵌め工程を説明するための図である。 比較例２のアクスルエンド焼嵌め工程及びブレーキフランジ焼嵌め工程を説明するための図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係るアクスルの製造方法は、リアアクスルを製造する方法である。本実施形態に係るアクスルの製造方法により製造されたアクスル１は、アクスルハウジング２の端部の外周面に、ブレーキフランジ３が圧入されており、アクスルハウジング２とブレーキフランジ３とがアーク溶接により全周溶接されている。ブレーキフランジ３は、ドラムブレーキ（不図示）を取り付けるためのリング状の部材であり、周方向に沿ってドラムブレーキを取り付けるための穴（不図示）が形成されている。また、アクスルハウジング２の端部の内周面にアクスルエンド４圧入されており、アクスルハウジング２とアクスルエンド４とがアーク溶接により全周溶接されている。

アクスルハウジング２の端部には、外周が小径化された取付部５が形成されている。取付部５は、ブレーキフランジ３が取り付けられる（圧入される）部位である。取付部５は、段部６と、同径部７と、により構成される。段部６は、取付部５の基端側に位置して、アクスルハウジング２の先端側に向かうに従い外周が小径化する部位である。段部６は、例えば、所定の曲率半径を有する凹曲面状（Ｒ状）に形成されている。同径部７は、ブレーキフランジ３が取り付けられる（圧入される）部位であって、段部６に対するアクスルハウジング２の先端側に位置して、アクスルハウジング２の軸方向の全域に亘って外周が同径となる部位である。

そして、ブレーキフランジ３は、同径部７の段部６から離間した位置に取り付けられており、アクスルハウジング２とブレーキフランジ３とを溶接している溶接金属８は、段部６を覆っている。

図３に示すように、本実施形態に係るアクスルの製造方法では、まず、取付部形成工程を行う。取付部形成工程では、アクスルハウジング２の端部に、外周が小径化された取付部５を形成する。すなわち、アクスルハウジング２の端部は円筒状に形成されており、この円筒状に形成されたアクスルハウジングの端部の外周面を切削することで、取付部５の段部６及び同径部７を形成する。このとき、同径部７の外径を、ブレーキフランジ３の内径よりも僅かに大きくする。なお、アクスルハウジング２の端部の切削は、例えば、一般的な切削機により行うことができる。

取付部形成工程が終了すると、次に、ブレーキフランジ圧入工程を行う。ブレーキフランジ圧入工程では、取付部５の外周面にブレーキフランジ３を常温圧入する。常温圧入するとは、焼嵌めのように加熱することなく常温で圧入することをいう。ここで、ブレーキフランジ３を段部６まで圧入すると、ブレーキフランジ３が段部６に乗り上げられて、ブレーキフランジ３及び段部６に応力集中が発生するとともに、その耐久性が低下する。そこで、ブレーキフランジ圧入工程では、ブレーキフランジ３は、同径部７の段部６から離間した位置まで、ブレーキフランジ３を圧入する。つまり、ブレーキフランジ３は、段部６までは圧入しない。段部６からブレーキフランジ３までの距離は、アクスル１の種類、アクスル１が搭載される車両の種類等によって変わる。なお、取付部５に対するブレーキフランジ３の圧入は、例えば、一般的なプレス機により行うことができる。

ブレーキフランジ圧入工程が終了すると、次に、ブレーキフランジ溶接工程を行う。ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルハウジング２とアクスルハウジング２の取付部５に圧入された（取り付けられた）ブレーキフランジ３とをアーク溶接する。なお、アクスルハウジング２に対するブレーキフランジ３の溶接は、ブレーキフランジ３の内側及び外側の双方において行う。

図４及び図５に示すように、ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルハウジング２と溶接装置１１のアーク溶接用トーチ１２とをアクスルハウジング２の軸周り方向（周方向）に相対的に移動させるとともに、アクスルハウジング２とアーク溶接用トーチ１２とをアクスルハウジング２の軸方向に相対的に往復移動させて、アクスルハウジング２とブレーキフランジ３とをアーク溶接する。本実施形態では、アクスルハウジング２を軸周りに回転させるとともに、溶接装置１１のアーク溶接用トーチ１２をアクスルハウジング２の軸方向に往復移動させて、アクスルハウジング２とブレーキフランジ３とをアーク溶接する。

つまり、アクスルハウジング２を軸周りに回転させると、アーク溶接の溶接位置がアクスルハウジング２の軸周り方向に移動するため、アーク溶接の溶接金属８がアクスルハウジング２の軸周り方向に延びる。これにより、アクスルハウジング２とブレーキフランジ３とを全周溶接する。

また、アーク溶接用トーチ１２をアクスルハウジング２の軸方向に往復移動させると、アーク溶接の溶接位置がアクスルハウジング２の軸方向に移動するため、アーク溶接の溶接金属８がアクスルハウジング２の軸方向に広がる。そして、本実施形態では、ブレーキフランジ３から段部６に至るまでアーク溶接用トーチ１２をアクスルハウジング２の軸方向に往復移動させることで、アーク溶接の溶接金属８をアクスルハウジング２の軸方向に広げて、ブレーキフランジ３と段部６との間の領域と段部６とをアーク溶接の溶接金属８で覆う。

なお、アーク溶接用トーチ１２をアクスルハウジング２の軸方向に往復移動させてアクスルハウジング２とブレーキフランジ３とをアーク溶接するのは、ブレーキフランジ３の車両内側のみでよい。

ここで、図６も参照して、ブレーキフランジ溶接工程における具体的な溶接方法について詳しく説明する。

ブレーキフランジ溶接工程では、アーク溶接の方法として、コールドタンデム溶接を行う。コールドタンデム溶接は、先行溶接ワイヤ及び後行フィラーワイヤの２本のワイヤを用いた溶接方法であって、先行溶接ワイヤを通電して発生させたアークにより開先に溶融部を形成し、この溶融部が硬化する前に後行フィラーワイヤを通電せずに溶融部に供給する溶接方法である。

図６に示すように、コールドタンデム溶接を行う溶接装置１１は、アーク溶接用トーチ１２と、フィラーワイヤ供給装置１３と、連結部材１４と、を備えている。

アーク溶接用トーチ１２は、アーク溶接を行うものである。このアーク溶接用トーチ１２は、第一ワイヤ送出装置１５から送り出された消耗電極としての溶接ワイヤ１６を母材の溶接位置に向けて送り出す。また、アーク溶接用トーチ１２は、電源供給装置１７から供給された溶接電流を溶接ワイヤ１６に通電して、この溶接ワイヤ１６と母材との間にアークを発生させる。溶接ワイヤ１６としては、例えば、ＪＩＳ Ｚ３３１２ ＹＧＷ１２に準拠するソリッドワイヤを用いることができる。

フィラーワイヤ供給装置１３は、第二ワイヤ送出装置１８から送り出されたフィラーワイヤ１９を、通電することなく、母材の溶接位置から近接した位置に送り出すものである。フィラーワイヤ１９としては、例えば、ＪＩＳ Ｚ３３１２ ＹＧＷ１２に準拠するソリッドワイヤを用いることができる。

連結部材１４は、溶接ワイヤ１６による溶接位置とフィラーワイヤ１９が送り出される位置とが所定の距離となるようにアーク溶接用トーチ１２とフィラーワイヤ供給装置１３との間隔を維持しつつ、アーク溶接用トーチ１２とフィラーワイヤ供給装置１３とを連結する装置である。連結部材１４は、アーク溶接用トーチ１２とフィラーワイヤ供給装置１３とを脱着可能に連結してもよく、アーク溶接用トーチ１２とフィラーワイヤ供給装置１３とを固定的に連結してもよい。また、連結部材１４は、アーク溶接用トーチ１２とフィラーワイヤ供給装置１３との間隔を固定としてもよく、アーク溶接用トーチ１２とフィラーワイヤ供給装置１３との間隔を可変としてもよい。

このように構成される溶接装置１１は、連結部材１４に連結されたアーク溶接用トーチ１２及びフィラーワイヤ供給装置１３が母材に対して相対的に移動する際に、当該移動方向において、フィラーワイヤ供給装置１３がアーク溶接用トーチ１２の後方に配置される。このため、フィラーワイヤ１９が送り出される位置は、当該移動方向において、溶接ワイヤ１６による溶接位置の後方となる。本実施形態では、アーク溶接用トーチ１２及びフィラーワイヤ供給装置１３が母材に対して相対的に移動する方向を、「進行方向」という。

そして、コールドタンデム溶接では、アクスルハウジング２を軸周りに回転させるとともに、溶接装置１１のアーク溶接用トーチ１２及びフィラーワイヤ供給装置１３をアクスルハウジング２の軸方向に往復移動させる。そして、アーク溶接用トーチ１２を、フィラーワイヤ供給装置１３に先行して移動させ、フィラーワイヤ供給装置１３を、アーク溶接用トーチに後行して移動させる。このため、アーク溶接用トーチ１２から送り出される溶接ワイヤ１６は、先行ワイヤとなり、フィラーワイヤ供給装置１３から送り出されるフィラーワイヤ１９は、後行ワイヤとなる。

このとき、フィラーワイヤ供給装置１３に先行するアーク溶接用トーチ１２において、溶接ワイヤ１６に溶接電流を通電し、溶接ワイヤ１６と母材であるアクスルハウジング２及びブレーキフランジ３との間にアーク２１を発生させる。すると、母材であるアクスルハウジング２及びブレーキフランジ３に、溶接ワイヤ１６が溶融した溶融部２２が形成される。

溶融部２２は、溶融池により構成されている。この溶融部２２は、アーク２１の下方において、アーク２１からの圧力（アーク力）を受けて掘り下げられており、アーク力により最も掘り下げられた部分が溶融部２２の底部２２ａとなる。また、溶融部２２は、底部２２ａから遠ざかるに従いアーク力の影響が弱まり、次第に上昇して盛り上がる。このため、底部２２ａの進行方向後方に、溶融部２２が盛り上がった盛り上がり部２２ｂが形成される。なお、盛り上がり部２２ｂは、硬化（凝固）される前の溶融金属で構成される部分である。そして、盛り上がり部２２ｂが冷却硬化（凝固）されることで、アクスルハウジング２とブレーキフランジ３との接合箇所に溶接金属８の余盛が形成される。なお、この余盛は、ビードともいう。

一方、アーク溶接用トーチ１２に後行するフィラーワイヤ供給装置１３から、フィラーワイヤ１９を通電せずに溶融部２２の盛り上がり部２２ｂに供給する。フィラーワイヤ１９の供給位置の調整は、例えば、連結部材１４によるアーク溶接用トーチ１２とフィラーワイヤ供給装置１３との間隔の調整や、フィラーワイヤ供給装置１３の向きの調整などにより行うことができる。

フィラーワイヤ１９を溶融部２２の盛り上がり部２２ｂに供給すると、フィラーワイヤ１９が溶融部２２の熱により溶融され、溶融部２２に溶融金属が補充される。これにより、良好な溶融金属の余盛が形成される。

また、通電されていないフィラーワイヤ１９は加熱されていないため、フィラーワイヤ１９を溶融部２２の盛り上がり部２２ｂに供給すると、溶融部２２の熱がフィラーワイヤ１９に奪われ、溶融部２２が冷却される。

ブレーキフランジ溶接工程が終了すると、次に、アクスルエンド圧入工程を行う。図１〜図３に示すように、アクスルエンド圧入工程では、アクスルハウジング２の端部の内周面にアクスルエンド４を圧入する。アクスルエンド４は、円筒状に形成されており、その外径を、アクスルハウジング２の端部の内径よりも僅かに大きくしておく。なお、アクスルハウジング２の端部に対するアクスルエンド４の圧入は、例えば、一般的なプレス機により行うことができる。

アクスルエンド圧入工程が終了すると、次に、アクスルエンド溶接工程を行う。アクスルエンド溶接工程では、アクスルハウジング２とアクスルハウジング２に圧入された（取り付けられた）アクスルエンド４とをアーク溶接する。アクスルエンド溶接工程では、アクスルハウジング２と溶接装置１１のアーク溶接用トーチ１２とをアクスルハウジング２の軸周り方向（周方向）に相対的に移動させて、アクスルハウジング２とアクスルエンド４とをアーク溶接する。本実施形態では、アクスルハウジング２を軸周りに回転させて、アクスルハウジング２とアクスルエンド４とを、コールドタンデム溶接によりアーク溶接する。アクスルエンド溶接工程におけるコールドタンデム溶接は、ブレーキフランジ溶接工程におけるコールドタンデム溶接と同様である。なお、アクスルエンド溶接工程では、ブレーキフランジ溶接工程のように、アクスルハウジング２とアーク溶接用トーチ１２とをアクスルハウジング２の軸方向に相対的に往復移動させなくてもよい。

ここで、図７及び図８を参照して、比較例１のアクスルの製造方法について説明する。

図７及び図８に示すように、比較例１のアクスルの製造方法は、ブレーキフランジ溶接工程で、アクスルハウジング２とアーク溶接用トーチ１２とをアクスルハウジング２の軸方向に相対的に往復移動させるだけで、アクスルハウジング２と溶接装置１１のアーク溶接用トーチ１２とをアクスルハウジング２の軸周り方向（周方向）に相対的に移動させずに、アクスルハウジング２とブレーキフランジ３とをアーク溶接する。

このため、比較例１のアクスルの製造方法では、段部６からブレーキフランジ３までの距離が長いと、アクスルハウジング２とブレーキフランジ３とを溶接した際に、段部６が溶接金属８で覆われない可能性がある。段部６が溶接金属で覆われないと、段部６に応力集中が発生して、アクスル１の寿命低下を招く恐れがある。

これに対し、本実施形態のアクスルの製造方法では、アーク溶接用トーチ１２をアクスルハウジング２の軸方向に往復移動させて、アクスルハウジング２とアーク溶接用トーチ１２とをアクスルハウジング２の軸方向に相対的に往復移動させることで、アーク溶接の溶接金属８をアクスルハウジング２の軸方向に広げて段部６を溶接金属８で覆うことができる。具体的には、ブレーキフランジ３から段部６に至るまでアーク溶接用トーチ１２をアクスルハウジング２の軸方向に往復移動させるため、段部６を溶接金属８で覆うことができる。これにより、段部６に応力集中が発生するのを抑制することができるため、応力集中の発生が抑制されたアクスル１を製造することができる。

しかも、アクスルハウジング２及びブレーキフランジ３に対するアーク溶接用トーチ１２の相対移動速度を遅くしなくても、広い範囲に溶接金属８を形成することができる。これにより、アクスルハウジング２及びブレーキフランジ３への入熱量の増大を抑制できるため、アクスルハウジング２及びブレーキフランジ３の歪みの増大を抑制することができる。

ここで、図９及び図１０を参照して、比較例２のアクスルの製造方法について説明する。

図９及び図１０に示すように、比較例２のアクスルの製造方法は、アクスル１０１を製造する方法である。比較例２のアクスルの製造方法では、アクスルエンド焼嵌め工程、アクスルエンド溶接工程、ブレーキフランジ焼嵌め工程、及びブレーキフランジ溶接工程を、この順で行う。

アクスルエンド焼嵌め工程では、図９に示すように、アクスルハウジング１０２の端部にアクスルエンド１０４を焼嵌めする。つまり、アクスルハウジング１０２の端部を加熱膨張させて、アクスルハウジング１０２の内周面にアクスルエンド１０４を嵌める。すると、図１０に示すように、アクスルハウジング１０２の端部が冷え固まる際に、アクスルエンド１０４が自重で垂れ下がることでアクスルハウジング１０２に歪みが生じ、アクスルエンド１０４がアクスルハウジング１０２の軸線に対して傾いた状態となる。なお、アクスルエンド１０４がアクスルハウジング１０２の軸線に対して傾くことを、アクスルエンド１０４の振れともいう。

アクスルエンド溶接工程では、アクスルハウジング１０２とアクスルエンド１０４とを通常のアーク溶接により溶接する。このとき、アクスルハウジング１０２及びアクスルエンド１０４は、アーク溶接により加熱されるため、その歪み量が大きくなる。

ブレーキフランジ焼嵌め工程では、図１０に示すように、アクスルエンド１０４にブレーキフランジ１０３を焼嵌めする。つまり、ブレーキフランジ１０３を加熱膨張させて、アクスルエンド１０４の外周面にブレーキフランジ１０３を嵌める。すると、ブレーキフランジ１０３が冷え固まる際に、ブレーキフランジ１０３に歪みが生じ、アクスルエンド１０４に対するブレーキフランジ１０３の直角度が低下する。

ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルエンド１０４とブレーキフランジ１０３とを通常のアーク溶接により溶接する。このとき、アクスルエンド１０４及びブレーキフランジ１０３は、アーク溶接により加熱されるため、その歪み量が大きくなる。

このように、比較例２のアクスルの製造方法では、アクスルハウジング１０２及びアクスルエンド１０４の歪によりアクスルハウジング１０２に対してアクスルエンド１０４が傾いた状態であるため、アクスルハウジング１０２の軸線と、ブレーキフランジ１０３の軸線と、アクスルエンド１０４の軸線と、がずれた状態となっている。また、ブレーキフランジ１０３及びアクスルエンド１０４の歪により、アクスルエンド１０４に対するブレーキフランジ１０３の直角度が低下している。このため、後工程において、アクスルハウジング１０２、ブレーキフランジ１０３及びアクスルエンド１０４の歪みを取り除くための大掛かりな機械加工を行う必要がある。

これに対し、本実施形態のアクスルの製造方法では、アクスルハウジング２の端部の外周面にブレーキフランジ３を常温圧入するとともに、アクスルハウジング２の端部の内周面にアクスルエンド４を常温圧入するため、これらを焼嵌めする比較例２に比べて、アクスルハウジング２及びブレーキフランジ３に生じる歪みを抑制して、アクスルエンド４の振れ及びブレーキフランジ３の直角度の低下を格段に抑制することができる。これにより、アクスルハウジング２及びブレーキフランジ３に生じた歪を取り除く機械加工を削減することができるため、アクスル１の製造工程数を削減することができる。

また、ブレーキフランジ溶接工程及びアクスルエンド溶接工程をコールドタンデム溶接により行うことで、冷たいフィラーワイヤ１９により溶融部２２を冷却することができる。その結果、溶融部２２の熱収縮範囲が狭くなるとともに、アクスルハウジング２、ブレーキフランジ３及びアクスルエンド４への入熱量を小さく抑えることができるため、溶融部２２が冷却硬化する際の熱収縮を格段に抑えることができる。これにより、アクスルハウジング２、ブレーキフランジ３及びアクスルエンド４に発生する歪みを大幅に抑制することができるため、アクスルエンド４の振れ及びブレーキフランジ３の直角度の低下を格段に抑制することができる。これにより、アクスルハウジング２、ブレーキフランジ３及びアクスルエンド４に生じた歪を取り除く機械加工を削減することができるため、アクスル１の製造工程数を削減することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、ブレーキフランジ溶接工程では、アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとをアクスルハウジングの軸周り方向に相対的に移動させるとともに、アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとをアクスルハウジングの軸方向に相対的に往復移動させることができれば、どの部材を移動させてもよい。

また、ブレーキフランジ溶接工程及びアクスルエンド溶接工程では、コールドタンデム溶接以外のアーク溶接を行うものとしてもよい。

また、各工程の順序は適宜入れ替えることができる。例えば、ブレーキフランジ圧入工程、アクスルエンド圧入工程、ブレーキフランジ溶接工程、及びアクスルエンド溶接工程の順に行うものとしてもよい。

１…アクスル、２…アクスルハウジング、３…ブレーキフランジ、４…アクスルエンド、５…取付部、６…段部、７…同径部、８…溶接金属、１１…溶接装置、１２…アーク溶接用トーチ、１３…フィラーワイヤ供給装置、１４…連結部材、１５…第一ワイヤ送出装置、１６…溶接ワイヤ、１７…電源供給装置、１８…第二ワイヤ送出装置、１９…フィラーワイヤ（後行ワイヤ）、２１…アーク、２２…溶融部、２２ａ…底部、２２ｂ…盛り上がり部、１０１…アクスル、１０２…アクスルハウジング、１０３…ブレーキフランジ、１０４…アクスルエンド。

Claims (5)

1. アクスルハウジングと当該アクスルハウジングの外周面に取り付けたブレーキフランジとをアーク溶接するブレーキフランジ溶接工程を備え、
   前記ブレーキフランジ溶接工程では、前記アクスルハウジングとアーク溶接用トーチとを前記アクスルハウジングの軸周り方向に相対的に移動させるとともに、前記アクスルハウジングと前記アーク溶接用トーチとを前記アクスルハウジングの軸方向に相対的に往復移動させて、前記アクスルハウジングと前記ブレーキフランジとをアーク溶接する、
   アクスルの製造方法。
2. 前記ブレーキフランジ溶接工程では、前記アクスルハウジングを軸周りに回転させるとともに、アーク溶接用トーチを前記アクスルハウジングの軸方向に往復移動させる、
   請求項１に記載のアクスルの製造方法。
3. 前記ブレーキフランジが取り付けられる前記アクスルハウジングの取付部は、前記アクスルハウジングの先端側に向かうに従い外周が小径化する段部と、前記段部に対する前記アクスルハウジングの先端側に位置して、前記アクスルハウジングの軸方向に沿って外周が同径となる同径部と、を有し、
   前記同径部の前記段部から離間した位置に、前記ブレーキフランジが取り付けられており、
   前記ブレーキフランジ溶接工程では、前記ブレーキフランジから前記段部に至るまでアーク溶接用トーチを前記アクスルハウジングの軸方向に往復移動させて、前記アクスルハウジングと前記ブレーキフランジとをアーク溶接する、
   請求項１又は２に記載のアクスルの製造方法。
4. 前記ブレーキフランジ溶接工程の前に、前記アクスルハウジングの端部の外周面にブレーキフランジを常温圧入するブレーキフランジ圧入工程と、
   前記アクスルハウジングの端部の内周面にアクスルエンドを常温圧入するアクスルエンド圧入工程と、
   前記アクスルエンド圧入工程の後に、前記アクスルハウジングと前記アクスルエンドとをアーク溶接するアクスルエンド溶接工程と、を備える、
   請求項１〜３の何れか一項に記載のアクスルの製造方法。
5. 前記ブレーキフランジ溶接工程及び前記アクスルエンド溶接工程では、電極を通電して発生させたアークにより溶融部を形成し、前記溶融部が硬化する前に、後行ワイヤを通電せずに前記溶融部に供給する、
   請求項４に記載のアクスルの製造方法。
   

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