JP3476573B2 - Aluminum drive shaft - Google Patents

Aluminum drive shaft

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JP3476573B2
JP3476573B2 JP33204594A JP33204594A JP3476573B2 JP 3476573 B2 JP3476573 B2 JP 3476573B2 JP 33204594 A JP33204594 A JP 33204594A JP 33204594 A JP33204594 A JP 33204594A JP 3476573 B2 JP3476573 B2 JP 3476573B2
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治道 樋野
浩行 望月
豊 川田
▲はう▼ 顧
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Jidosha Buhin Kogyo Co Ltd
Nippon Light Metal Co Ltd
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Jidosha Buhin Kogyo Co Ltd
Nippon Light Metal Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回転不釣合いを修正す
るためにバランスウェイトを固着したアルミニウム製駆
動軸に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum drive shaft having a balance weight fixed to correct rotational imbalance.

【0002】[0002]

【従来の技術】動力をエンジンからホイールに伝達する
プロペラシャフト等の駆動軸は、たとえば図1に示すよ
うに、パイプ部1の端部にヨーク2を取り付け、自在継
手3,3を介した動力伝達系を構成している。駆動軸
は、エンジンからホイールに動力を伝達する際に高速で
回転する。このとき、回転に伴って発生する遠心力によ
り回転軸に直交又は交差する方向の運動が生じ、振動や
騒音となって運転手又は同乗車に不快感を与える。振
動,騒音等を防止する手段として、軸線回りの質量分布
を調整するバランス板4をパイプ部1やヨーク部3に溶
接等で固着している。バランス板4には、質量の大きな
鉄,鋼等が使用される。
2. Description of the Related Art A drive shaft such as a propeller shaft for transmitting power from an engine to a wheel has a yoke 2 attached to an end of a pipe portion 1 as shown in FIG. It constitutes the transmission system. The drive shaft rotates at high speed when transmitting power from the engine to the wheels. At this time, the centrifugal force generated along with the rotation causes a motion in a direction orthogonal to or intersecting the rotation axis, resulting in vibration or noise, which gives the driver or the passenger a discomfort. As a means for preventing vibration, noise, etc., a balance plate 4 for adjusting the mass distribution around the axis is fixed to the pipe portion 1 and the yoke portion 3 by welding or the like. The balance plate 4 is made of iron, steel or the like having a large mass.

【0003】ところで、車両を軽量化するため、比重の
小さなアルミ,アルミ合金等を車体や車両部品等として
使用され始めており、この一環として駆動軸をアルミニ
ウム製としたものも提案されている。しかし、アルミニ
ウム製の駆動軸に鉄系のバランス板を溶接等で取り付け
るとき、材質に起因した溶接性の相違から強固にバラン
ス板を固着させることが困難である。そこで、アルミ系
の溶着金属によってバランス板を駆動軸表面に固着する
方式が採用されている。たとえば、特公平4−2314
2号公報では、図2に示すような構造でバランス板4を
駆動軸のパイプ部1に固着している。バランス板4は、
アルミよりも比重の大きな鉄系で作られており、板厚方
向に貫通する孔5が中央部に設けられている。アルミ系
の溶接材料を使用し、貫通孔5から覗いているパイプ部
1の表面に溶着金属6を盛り上げ、バランス板4の表面
に広がったキャップ部7を形成する。これにより、バラ
ンス板4は、パイプ部1の周面とキャップ部7との間に
挟まれ、パイプ部1の周面に固着される。
By the way, in order to reduce the weight of vehicles, aluminum, aluminum alloys and the like having a small specific gravity have begun to be used as vehicle bodies and vehicle parts. As a part of this, aluminum drive shafts have been proposed. However, when an iron-based balance plate is attached to an aluminum drive shaft by welding or the like, it is difficult to firmly fix the balance plate due to the difference in weldability due to the material. Therefore, a method of fixing the balance plate to the surface of the drive shaft with an aluminum-based welding metal is adopted. For example, Japanese Patent Publication No. 4-2314
In the publication No. 2, the balance plate 4 is fixed to the pipe portion 1 of the drive shaft with the structure shown in FIG. The balance plate 4 is
It is made of iron having a higher specific gravity than aluminum, and has a hole 5 penetrating in the plate thickness direction in the center. An aluminum-based welding material is used to swell the deposited metal 6 on the surface of the pipe portion 1 looking through the through hole 5 to form the cap portion 7 spread on the surface of the balance plate 4. Thereby, the balance plate 4 is sandwiched between the peripheral surface of the pipe portion 1 and the cap portion 7 and fixed to the peripheral surface of the pipe portion 1.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】バランス板4は、溶着
金属6の形成時に溶接入熱を受け加熱される。バランス
板4が高温に加熱されると、その一部が溶融し、アルミ
系のパイプ部1や溶着金属6と反応し、硬質で脆いAl
−Fe系金属間化合物9が生成する。また、溶接時に発
生したガスやガス成分が溶着金属6に巻き込まれ、ブロ
ーホール10となる場合もある。更に、アルミ系の溶接
材料でできた溶着金属6やキャップ部7は、鉄系のバラ
ンス板4よりも大きな熱膨張係数をもっている。そのた
め、溶接後の冷却過程で大きく収縮し、発生した引張り
応力に起因して亀裂8が発生し易い。特に、キャップ部
7は、バランス板4が熱吸収体として働き、且つバラン
ス板4の表面に付着した状態で冷却されるため、大きな
拘束力を受けながら急速冷却される。その結果、内部に
多数のクラックが入り易くなる。
The balance plate 4 is heated by the welding heat input when the deposited metal 6 is formed. When the balance plate 4 is heated to a high temperature, a part of it melts and reacts with the aluminum pipe part 1 and the weld metal 6 to form a hard and brittle Al.
—Fe-based intermetallic compound 9 is produced. In addition, the gas or gas component generated during welding may be caught in the deposited metal 6 to form the blowhole 10. Further, the weld metal 6 and the cap portion 7 made of an aluminum-based welding material have a larger thermal expansion coefficient than the iron-based balance plate 4. Therefore, the shrinkage greatly occurs during the cooling process after welding, and the crack 8 is likely to occur due to the tensile stress generated. In particular, the cap portion 7 is cooled while the balance plate 4 functions as a heat absorber and is attached to the surface of the balance plate 4, so that the cap portion 7 is rapidly cooled while receiving a large binding force. As a result, many cracks are likely to occur inside.

【0005】このような溶接欠陥は、バランス板4の剥
離強度を低下させ、衝撃等によってバランス板4が剥離
する虞れを生じさせる。その結果、駆動軸の信頼性を低
下させ、アルミニウム製駆動軸を普及する上でのネック
になっている。本発明は、このような問題を解消すべく
案出されたものであり、バランスウェイトと溶着金属と
の関係を改良することにより、Al−Fe系金属間化合
物の生成や亀裂の発生を抑制し、優れた耐剥離性でバラ
ンスウェイトをパイプ部又はヨーク部に取り付け、振動
や騒音のない高品質安定性のアルミニウム製駆動軸を提
供することを目的とする。
Such welding defects reduce the peel strength of the balance plate 4, and may cause the balance plate 4 to peel due to impact or the like. As a result, the reliability of the drive shaft is reduced, which is a bottleneck in popularizing the drive shaft made of aluminum. The present invention has been devised to solve such a problem, and suppresses the generation of Al-Fe-based intermetallic compounds and the occurrence of cracks by improving the relationship between the balance weight and the deposited metal. It is an object of the present invention to provide a balance weight attached to a pipe portion or a yoke portion with excellent peeling resistance, and to provide a high quality and stable aluminum drive shaft free from vibration and noise.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のアルミニウム製
駆動軸は、その目的を達成するため、アルミニウム製の
駆動軸と、該駆動軸のパイプ部又はヨーク部に設けられ
る鉄系のバランスウェイトと、該バランスウェイトを肉
厚方向に貫通する貫通孔を充填し、前記パイプ部又はヨ
ーク部の表面に溶着された溶着金属とを備え、前記貫通
孔は前記パイプ部又はヨーク部の表面に対向する側が小
径開口部、表面側が大径開口部になっており、しかも前
記貫通孔からバランスウェイトの外側端面まで延びるス
リットが前記バランスウェイトの肉厚方向全域にわたっ
て形成されており、前記溶着金属で大径開口部を塞いで
いることを特徴とする。通常の溶接条件、たとえば直径
1.6mm程度の溶接ワイヤを使用し溶接電流240A
でバランスウェイトを駆動軸に溶接するとき、バランス
ウェイトに形成する貫通孔は、小径開口部の直径が12
〜14mmの範囲にあることが重要である。また、溶着
金属は、バランスウェイトの表面に広がらずに大径開口
部を塞ぐ形状になっていることが好ましい。
In order to achieve the object, an aluminum drive shaft of the present invention includes an aluminum drive shaft and an iron-based balance weight provided on a pipe portion or a yoke portion of the drive shaft. A welded metal that fills a through hole penetrating the balance weight in the thickness direction and is welded to the surface of the pipe part or the yoke part, and the through hole faces the surface of the pipe part or the yoke part. The side has a small diameter opening, the surface side has a large diameter opening, and a slit extending from the through hole to the outer end surface of the balance weight is formed over the entire thickness direction of the balance weight. It is characterized by closing the opening. Ordinary welding conditions, for example welding current of about 1.6 mm and welding current of 240 A
When welding the balance weight to the drive shaft with, the through hole formed in the balance weight has a small diameter opening with a diameter of 12
It is important to be in the range of -14 mm. Further, it is preferable that the deposited metal has a shape that does not spread on the surface of the balance weight and closes the large-diameter opening.

【0007】具体的には、図3に平面図(a)及び断面
図(b)を示すように、駆動軸のパイプ部1又はヨーク
部にバランスウェイト11を取り付ける。バランスウェ
イト11は、一辺が長さL,L’=20〜40mmで厚
みT=2〜6mmの直方体形状をもっており、中央部に
貫通孔12が形成されている。貫通孔12は、パイプ部
1側の小径開口部が直径d1 =12〜14mmで、表面
側の大径開口部の直径d2 は15mm以上になってお
り、上広がりのテーパ状内面が形成されている。貫通孔
12から臨んでいるパイプ部1の表面を溶融させると共
に、溶着金属13を溶接によって盛り上げる。溶接に
は、通常直径1.2〜1.6mm程度の溶接ワイヤを使
用し、溶接電流200〜280AのMIG溶接が採用さ
れる。この溶接条件下では、貫通孔12から臨んでいる
パイプ部1の表面中央部にアークを指向させるとき、貫
通孔12の内壁面にアークが達することがなく、鉄系の
バランスウェイト11はアーク加熱によって溶されるこ
とがない。そのため、バランスウェイト11と溶着金属
13との間の拡散反応が抑制され、Al−Fe系金属間
化合物の生成がない。
Specifically, as shown in a plan view (a) and a sectional view (b) of FIG. 3, a balance weight 11 is attached to the pipe portion 1 or the yoke portion of the drive shaft. The balance weight 11 has a rectangular parallelepiped shape having a length L, L ′ = 20 to 40 mm on one side and a thickness T = 2 to 6 mm, and a through hole 12 is formed in the central portion. The small-diameter opening on the side of the pipe 1 has a diameter d 1 = 12 to 14 mm, and the large-diameter opening on the surface side has a diameter d 2 of 15 mm or more, forming a tapered inner surface of the through hole 12. Has been done. The surface of the pipe part 1 facing from the through hole 12 is melted and the weld metal 13 is raised by welding. For welding, a welding wire having a diameter of 1.2 to 1.6 mm is usually used, and MIG welding with a welding current of 200 to 280 A is adopted. Under this welding condition, when the arc is directed to the central part of the surface of the pipe part 1 facing from the through hole 12, the arc does not reach the inner wall surface of the through hole 12, and the iron-based balance weight 11 is heated by the arc. Will not be melted by. Therefore, the diffusion reaction between the balance weight 11 and the deposited metal 13 is suppressed, and the Al-Fe-based intermetallic compound is not generated.

【0008】アーク加熱によってバランスウェイト11
が溶融しない小径開口部の直径d1は溶接条件にもよる
が、本発明者等の実験によるとき、直径1.6mmの溶
接ワイヤを使用したとき、溶接電流240Aではd1
12mm,溶接電流220Aではd1 ≧10mm,溶接
電流260Aではd1 ≧14mmが必要であった。バラ
ンスウェイト11は、溶接中にアークからの輻射熱を連
続的に受ける。また、ストレートな貫通孔が形成されて
いると、表面側の内壁がアークを拾い、過熱される虞れ
がある。しかし、本発明では、貫通孔12を上広がりの
テーパ面で形成しているため、貫通孔12表面側周縁が
アークを拾うことがない。その結果、表面側部分でもF
eとAlとの拡散反応が抑制され、Al−Fe系金属間
化合物の生成がない。
Balance weight 11 by arc heating
The diameter d 1 of the small-diameter opening that does not melt depends on the welding conditions, but according to the experiments of the present inventors, when a welding wire having a diameter of 1.6 mm is used, d 1 ≧ at a welding current of 240 A.
12 mm, welding current of 220 A required d 1 ≧ 10 mm, and welding current of 260 A required d 1 ≧ 14 mm. The balance weight 11 continuously receives radiant heat from the arc during welding. Further, if the straight through hole is formed, the inner wall on the front surface side may catch an arc and be overheated. However, in the present invention, since the through hole 12 is formed by the upwardly widened tapered surface, the peripheral edge on the surface side of the through hole 12 does not pick up an arc. As a result, even on the surface side, F
The diffusion reaction between e and Al is suppressed, and no Al-Fe-based intermetallic compound is generated.

【0009】溶着金属13の固着作用を図4を参照しな
がら説明する。パイプ部1の上に盛られた溶着金属13
は、貫通孔12の形状を倣って径が下から上に向かって
大きくなるほぼ逆円錐台状になっている。溶着金属13
は、図4(a)に示すように溶接終了後の冷却過程で、
逆円錐台の軸方向及び半径方向に沿って収縮する。
その結果、溶着金属13は、図4(b)に示すように、
軸方向の収縮力によって貫通孔12のテーパ面に対し
てクサビ作用を発揮し、バランスウェイト11がパイプ
部1の表面に固定される。軸方向の収縮により発生す
る応力は、半径方向の収縮によって緩和されると共
に、貫通孔12のテーパ面で分散して受けられる。その
ため、収縮に起因した応力集中が低減し、溶着金属13
の内部に亀裂を発生させることがない。その結果、溶着
金属13のクサビ作用が十分に発揮され、バランスウェ
イト11が強固に固定される。このように、バランスウ
ェイト11の固定力を溶着金属13のクサビ作用に求め
ているので、収縮に伴って発生しがちな亀裂のない健全
な溶着金属13が形成される。他方、公知例のように貫
通孔12周縁のバランスウェイト11表面に広がる厚い
キャップ部7でバランスウェイト11を固定する方式で
は、軸方向の収縮がキャップ部7で拘束され、半径方
向の収縮による緩和も妨げられる。その結果、冷却後
の溶着金属13に亀裂等の欠陥発生が避けられず、十分
な固定力が得られない。ただし、図4(a)及び(b)
に示すように、溶着金属13が貫通孔12から少量溢れ
出た程度の薄いキャップ部7’では、溶着金属13の収
縮に伴ってキャップ部7’も変形する。このような場合
には、溶着金属13の収縮がキャップ部7’で拘束され
ないので、溶着金属13の内部に亀裂等の欠陥が発生し
ない。
The fixing action of the weld metal 13 will be described with reference to FIG. Weld metal 13 deposited on the pipe part 1
Has a substantially inverted truncated cone shape whose diameter increases from bottom to top following the shape of the through hole 12. Weld metal 13
In the cooling process after welding is completed, as shown in FIG.
It contracts along the axial and radial directions of the inverted truncated cone.
As a result, the deposited metal 13 is, as shown in FIG.
The contraction force in the axial direction exerts a wedge action on the tapered surface of the through hole 12, and the balance weight 11 is fixed to the surface of the pipe portion 1. The stress generated by the contraction in the axial direction is relaxed by the contraction in the radial direction, and is dispersed and received by the tapered surface of the through hole 12. Therefore, stress concentration due to shrinkage is reduced, and the weld metal 13
Does not cause cracks inside. As a result, the wedge effect of the deposited metal 13 is sufficiently exerted, and the balance weight 11 is firmly fixed. In this way, since the fixing force of the balance weight 11 is required for the wedge action of the weld metal 13, a sound weld metal 13 without cracks that tends to occur due to contraction is formed. On the other hand, in the method of fixing the balance weight 11 with the thick cap portion 7 spreading on the surface of the balance weight 11 at the periphery of the through hole 12 as in the known example, the contraction in the axial direction is restrained by the cap portion 7 and is relaxed by the contraction in the radial direction. Is also disturbed. As a result, the occurrence of defects such as cracks in the weld metal 13 after cooling cannot be avoided, and a sufficient fixing force cannot be obtained. However, FIG. 4 (a) and (b)
As shown in FIG. 5, in the thin cap portion 7 ′ to the extent that the welding metal 13 overflows from the through hole 12, the cap portion 7 ′ also deforms as the welding metal 13 contracts. In such a case, the shrinkage of the weld metal 13 is not restrained by the cap portion 7 ′, so that defects such as cracks do not occur inside the weld metal 13.

【0010】溶接後の収縮に起因した亀裂の発生は、バ
ランスウェイトにスリットを形成することによって完全
に防止できる。スリットは、特に厚いキャップ部が生じ
てしまった場合に効果を発揮する。たとえば、図5に平
面図(a)及び断面図(b)を示すように、バランスウ
ェイト11の肉厚Tに渡るスリット15を、貫通孔12
の内周面からバランスウェイト11の外側端面まで形成
する。スリット15によってバランスウェイト11の一
部が分断されており、分断部分の伸縮により溶接時の膨
張収縮が吸収される。その結果、溶着金属13に大きな
収縮応力が発生することがなく、亀裂等の欠陥が防止さ
れる。また、スリット15は、バランスウェイト11の
厚み方向全域に渡って形成されているので、溶接開始か
ら終了までの間に発生したガスやガス成分の逃げ道とし
ても働き、ブローホール14等の欠陥が溶着金属13内
に生成することもなくなる。貫通孔12は、図6の平面
図(a)及び断面図(b)で示すように、段付きのテー
パ面で形成することも可能である。段部16の上に盛り
上げられた溶着金属13は、段部16より下方の溶着金
属13の収縮で発生した力でパイプ部1との間にバラン
スウェイト11を挟み込む。これによって、バランスウ
ェイト11がより確実に固定される。このとき、バラン
スウェイト11の挟込みに必要な収縮力は、肉厚Tの半
分程度に相当することから、溶着金属13自体に亀裂等
の欠陥を発生させることはない。
The formation of cracks due to shrinkage after welding can be completely prevented by forming slits in the balance weight. The slit is effective especially when a thick cap portion is formed. For example, as shown in the plan view (a) and the sectional view (b) in FIG. 5, the slit 15 extending through the wall thickness T of the balance weight 11 is formed in the through hole 12.
From the inner peripheral surface to the outer end surface of the balance weight 11. A part of the balance weight 11 is divided by the slit 15, and expansion and contraction at the time of welding are absorbed by expansion and contraction of the divided portion. As a result, large shrinkage stress does not occur in the weld metal 13, and defects such as cracks are prevented. Further, since the slit 15 is formed over the entire area of the balance weight 11 in the thickness direction, it also functions as an escape path for gas or gas components generated from the start to the end of welding, and defects such as blowholes 14 are welded. It is not generated in the metal 13. The through hole 12 can also be formed as a stepped tapered surface, as shown in the plan view (a) and the sectional view (b) of FIG. 6. The welded metal 13 raised on the stepped portion 16 sandwiches the balance weight 11 between the welded metal 13 and the pipe portion 1 by the force generated by the contraction of the welded metal 13 below the stepped portion 16. Thereby, the balance weight 11 is fixed more reliably. At this time, the contraction force required for sandwiching the balance weight 11 corresponds to about half of the wall thickness T, so that the weld metal 13 itself does not cause defects such as cracks.

【0011】[0011]

【実施例】参考例1:(図3) アルミニウム製駆動軸の外周面に、バランスウェイト1
1を取り付けた。バランスウェイト11には、小径開口
部の直径d=12mm,大径開口部の直径d=15
mmの貫通孔12が形成された25mm角で厚み2mm
の鉄片を使用した。溶接材料として直径1.6mmの4
043合金ワイヤを使用し、240A,24Vの溶接条
件でMIG溶接を2秒間行った。形成された溶着金属1
3には、若干のブローホール14が検出されたが、Al
−Fe系金属間化合物は検出されなかった。また、溶着
金属13には、冷却後の収縮に起因した微割れも観察さ
れなかった。 実施例1:(図5) 参考例1と同じサイズの鉄片に貫通孔12から外側端面
に至る幅1mmのスリット15を形成したものをバラン
スウェイト11として使用し、同じ条件下で溶接した。
形成された溶着金属13には、ブローホール,Al−F
e系金属間化合物,微割れの何れも検出されなかった。
EXAMPLES Reference Example 1: (FIG. 3) A balance weight 1 is provided on the outer peripheral surface of an aluminum drive shaft.
I installed 1. The balance weight 11 has a diameter d 1 = 12 mm of a small diameter opening and a diameter d 2 = 15 of a large diameter opening.
25 mm square with 2 mm through hole 12 and thickness 2 mm
I used a piece of iron. 4 with a diameter of 1.6 mm as a welding material
Using 043 alloy wire, MIG welding was performed for 2 seconds under the welding conditions of 240A and 24V. Formed weld metal 1
Although some blowholes 14 were detected in 3,
No -Fe-based intermetallic compound was detected. No fine cracks were observed in the deposited metal 13 due to shrinkage after cooling. Example 1 (FIG. 5) An iron piece having the same size as that of Reference Example 1 in which a slit 15 having a width of 1 mm from the through hole 12 to the outer end surface was formed was used as the balance weight 11 and welded under the same conditions.
The formed weld metal 13 has a blow hole, Al-F.
Neither e-based intermetallic compound nor fine cracks were detected.

【0012】比較例1:(図2) 内径が9mmのストレートな貫通孔を形成したバランス
ウェイトを使用する外は、参考例1と同じ条件下でバラ
ンスウェイトを駆動軸の外周面に取り付けた。そして、
バランスウェイトの表面一部をキャップ部7で覆うよう
に溶着金属6を盛り上げた。形成された溶着金属6に
は、非常に多量の金属間化合物が分散していた。また、
ブローホールや微割れも多発していた。 比較例2:(図2) 内径が12mmストレートな貫通孔を形成したバランス
ウェイトを使用する外は、比較例1と同様に溶着金属6
を形成した。この場合には、キャップ部7の近傍(図2
c参照)に非常に多くの金属間化合物が分散しており、
ブローホールも多量に発生していた。ただし、微割れは
検出されなかった。
Comparative Example 1: (FIG. 2) The balance weight was attached to the outer peripheral surface of the drive shaft under the same conditions as in Reference Example 1, except that a balance weight having a straight through hole having an inner diameter of 9 mm was used. And
The weld metal 6 was raised to cover a part of the surface of the balance weight with the cap portion 7. A very large amount of intermetallic compound was dispersed in the formed weld metal 6. Also,
Blow holes and small cracks were also frequent. Comparative Example 2: (FIG. 2) Welded metal 6 was the same as Comparative Example 1 except that a balance weight having a straight through hole with an inner diameter of 12 mm was used.
Was formed. In this case, the vicinity of the cap portion 7 (see FIG.
a large amount of intermetallic compounds are dispersed in (see c),
A large number of blowholes were also generated. However, fine cracks were not detected.

【0013】比較例3:(図2) 25mm角で肉厚が3mmの鉄片に内径9mmのストレ
ートな貫通孔を形成したものをバランスウェイトとして
使用し、溶接時間を2.5秒とする外は参考例1と同じ
溶接条件で駆動軸の外周面に取り付けた。形成された溶
着金属6は、極めて多量の金属間化合物が分散してお
り、ブローホール及び微割れも多発していた。 比較例4:(図2) 内径12mmのストレートな貫通孔を形成したバランス
ウエートを使用する外は、比較例3と同様にバランスウ
ェイトを駆動軸の外周面に取り付けた。この場合には、
キャップ部7の近傍(図2c参照)に多量の金属間化合
物が分散した溶着金属6が形成された。また、ブローホ
ールも多発しており、微割れも若干検出された。
Comparative Example 3: (FIG. 2) An iron piece 25 mm square and 3 mm thick with a straight through hole having an inner diameter of 9 mm was used as a balance weight, and the welding time was 2.5 seconds. It was attached to the outer peripheral surface of the drive shaft under the same welding conditions as in Reference Example 1. The deposited metal 6 formed had an extremely large amount of intermetallic compound dispersed therein, and many blowholes and fine cracks were generated. Comparative Example 4: (FIG. 2) A balance weight was attached to the outer peripheral surface of the drive shaft in the same manner as Comparative Example 3 except that a balance weight having a straight through hole having an inner diameter of 12 mm was used. In this case,
A weld metal 6 in which a large amount of intermetallic compound was dispersed was formed in the vicinity of the cap portion 7 (see FIG. 2c). In addition, blowholes frequently occurred, and slight cracks were also detected.

【0014】参考例2: 25mm角で肉厚が3mmの鉄片に小径開口部の直径d
=12mm,大径開口部の直径d=18mmの貫通
孔12が形成されたバランスウェイトを使用した。この
場合、貫通孔12の内周面には、駆動軸の外周面側から
1.5mmの位置に内側径14mm及び外側径16mm
の段部16を形成した。このバランスウェイトを、比較
例3と同じ溶接条件で駆動軸の外周面に取り付けた。貫
通孔12内に形成された溶着金属には、若干のブローホ
ール及び微割れが観察された。 実施例2:(図6) 幅1mmのスリット15を形成した外は参考例2と同じ
バランスウェイト11を使用し、駆動軸の外周面に取り
付けた。この場合には、金属間化合物,ブローホール,
微割れの何れも検出されない良好な溶着金属13が形成
された。
Reference Example 2 An iron piece 25 mm square and 3 mm in wall thickness has a small diameter opening d.
A balance weight having a through hole 12 with a diameter of 1 = 12 mm and a large diameter opening d 2 = 18 mm was used. In this case, an inner diameter of 14 mm and an outer diameter of 16 mm are provided on the inner peripheral surface of the through hole 12 at a position 1.5 mm from the outer peripheral surface side of the drive shaft.
The step portion 16 was formed. This balance weight was attached to the outer peripheral surface of the drive shaft under the same welding conditions as in Comparative Example 3. Some blow holes and slight cracks were observed in the deposited metal formed in the through holes 12. Example 2: (Fig. 6) The same balance weight 11 as in Reference Example 2 was used except that the slit 15 having a width of 1 mm was formed, and the balance weight 11 was attached to the outer peripheral surface of the drive shaft. In this case, intermetallic compounds, blowholes,
A good weld metal 13 was formed in which none of the fine cracks was detected.

【0015】参考例3:(図3) 35mm角で肉厚4mmの鉄片に小径開口部の直径d
=14mm,大径開口部の直径d=20mmの貫通孔
12が形成されたバランスウェイト11を使用した。バ
ランスウェイト11を駆動軸の外周面にあてがった状態
で、電流240A及び電圧24Vの溶接条件でMIG溶
接を3.5秒行い、貫通孔12の内部に溶着金属13を
形成した。得られた溶着金属13には、若干のブローホ
ール及び微割れが検出されたものの、Al−鉄系の金属
間化合物は検出されなかった。 実施例3:(図5) 幅3mmのスリット15を形成した外は参考例3と同じ
バランスウェイト11を使用し、同じ条件下でMIG溶
接を4秒間行い、駆動軸の外周面に取り付けた。この場
合、薄いキャップ部が生じたが、形成された溶着金属1
3には金属間化合物,ブローホール,微割れの何れも検
出されなかった。
Reference Example 3: (FIG. 3) An iron piece having a 35 mm square and a wall thickness of 4 mm has a diameter d 1 of a small diameter opening.
The balance weight 11 in which the through-hole 12 having a large diameter opening d 2 = 20 mm was formed. With the balance weight 11 applied to the outer peripheral surface of the drive shaft, MIG welding was performed for 3.5 seconds under welding conditions of a current of 240 A and a voltage of 24 V to form the deposited metal 13 inside the through hole 12. In the obtained weld metal 13, some blowholes and fine cracks were detected, but no Al-iron based intermetallic compound was detected. Example 3: (FIG. 5) The same balance weight 11 as in Reference Example 3 was used except that the slit 15 having a width of 3 mm was formed, MIG welding was performed for 4 seconds under the same conditions, and the balance weight 11 was attached to the outer peripheral surface of the drive shaft. In this case, a thin cap portion was produced, but the formed weld metal 1
No intermetallic compounds, blowholes, and microcracks were detected in No. 3.

【0016】実施例4:(図5) 35mm角で肉厚6mmの鉄片に小径開口部の直径d
=14mm,大径開口部の直径d=22mmの貫通孔
12及び幅4mmのスリット15が形成されたバランス
ウェイト11を使用した。バランスウェイト11を駆動
軸の外周面にあてがった状態で、電流240A及び電圧
24Vの溶接条件でMIG溶接を4秒行い、貫通孔12
の内部に溶着金属13を形成した。得られた溶着金属1
3には、金属間化合物,ブローホール,微割れの何れも
検出されなかった。
[0016] Example 4 :( Figure 5) the diameter d 1 of the small-diameter opening in the top of the wall thickness 6mm in 35mm angle
= 14 mm, the balance weight 11 in which the through hole 12 having a diameter d 2 = 22 mm of the large diameter opening and the slit 15 having a width of 4 mm was formed was used. With the balance weight 11 applied to the outer peripheral surface of the drive shaft, MIG welding was performed for 4 seconds under welding conditions of a current of 240 A and a voltage of 24 V.
A deposited metal 13 was formed inside the. Obtained weld metal 1
In No. 3, neither intermetallic compound, blowhole nor fine crack was detected.

【0017】 以上のようにして駆動軸の外周面に取り
付けられた各バランスウェイトを引張試験し、駆動軸か
らバランスウェイトが剥離されるときの強度を測定し
た。測定結果を、図7に示す。同じ肉厚のバランスウェ
イトを取り付けたものを比較すると、比較例1,2と実
施例1との対比及び比較例3,4と実施例2との対比か
ら明らかなように、本発明に従ってテーパ面で貫通孔1
2を形成したバランスウェイト11を使用したもので
は、格段に高い剥離強度を示し、バランスウェイトが駆
動軸に強固に取り付けられていることが確認された。さ
らに、単にテーパ面で貫通孔12を形成した(参考例)
だけではなく、テーパ面とともにスリット15を形成し
たバランスウェイト11を使用したものでは、溶着金属
13に金属間化合物,ブローホール,微割れの何れも検
出されず、安定して高い剥離強度を得ることができてい
る。また、実施例3,4にみられるように、肉厚の大き
なバランスウェイト11を使用した比較的長時間の溶接
によっても、溶着金属13に発生しがちな欠陥が抑制さ
れ、優れた剥離強度でバランスウェイト11を駆動軸外
周面に取り付けることができた。
Each balance weight attached to the outer peripheral surface of the drive shaft as described above was subjected to a tensile test, and the strength when the balance weight was peeled from the drive shaft was measured. The measurement result is shown in FIG. 7. Comparing those having the balance weights of the same thickness, it is clear from the comparison between Comparative Examples 1 and 2 and Example 1 and the comparison between Comparative Examples 3 and 4 and Example 2 that the tapered surface according to the present invention is obtained. Through hole 1
In the case of using the balance weight 11 formed with No. 2, it was confirmed that the peeling strength was remarkably high and that the balance weight was firmly attached to the drive shaft. Further, the through hole 12 is simply formed by a tapered surface (reference example).
Not only that, but with the balance weight 11 in which the slits 15 are formed together with the tapered surface, no intermetallic compound, blowholes, or microcracks are detected in the weld metal 13, and a stable high peel strength is obtained. Is made. Further, as seen in Examples 3 and 4, even when welding using the balance weight 11 having a large wall thickness for a relatively long period of time, defects that tend to occur in the weld metal 13 are suppressed, and excellent peel strength is obtained. The balance weight 11 could be attached to the outer peripheral surface of the drive shaft.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、鉄系のバランスウェイトに形成した貫通孔を上広が
りにするとともに、この貫通孔からバランスウェイトの
外側端面まで延びるスリットを前記バランスウェイトの
肉厚方向全域にわたって形成している。そして、貫通孔
を溶着金属で充填することにより、バランスウェイトを
駆動軸のパイプ部やヨーク部に取り付けている。形成さ
れた溶着金属は、上広りに形成された貫通孔の形状を倣
ってほぼ逆円錐台状になり、強固な力でバランスウェイ
トを駆動軸に固定する。また、バランスウェイトには肉
厚方向全域にわたってスリットが形成されているので、
Al−鉄系の金属間化合物やブローホール,微割れ等が
ない。このため、高品質信頼性で駆動軸の質量分布が調
節され、振動や騒音のない車両用駆動軸が得られる。
As described above, in the present invention, the through hole formed in the iron-based balance weight is expanded upward, and the slit extending from the through hole to the outer end surface of the balance weight is formed into the balance weight. Is formed over the entire area in the thickness direction. Then, the balance weight is attached to the pipe portion or the yoke portion of the drive shaft by filling the through hole with the weld metal. The deposited metal thus formed has a substantially inverted truncated cone shape following the shape of the through hole formed in a widened shape, and fixes the balance weight to the drive shaft with a strong force. Also, since the balance weight has slits formed over the entire thickness direction,
No Al-iron based intermetallic compounds, blowholes, fine cracks, etc. Therefore, the mass distribution of the drive shaft is adjusted with high quality and reliability, and the drive shaft for vehicle without vibration or noise can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 バランス板を取り付けた駆動軸[Figure 1] Drive shaft with balance plate attached

【図2】 従来法でバランス板を取り付けた状態を示す
平面図(a),断面図(b)及び拡大断面図(c)
FIG. 2 is a plan view (a), a sectional view (b) and an enlarged sectional view (c) showing a state where a balance plate is attached by a conventional method.

【図3】 参考例でバランスウェイトを取り付けた状態
を示す平面図(a)及び断面図(b)
FIG. 3 is a plan view (a) and a sectional view (b) showing a state in which a balance weight is attached in a reference example.

【図4】 クサビ作用でバランスウェイトを固定する溶
着金属の作用を説明する図(a)及び薄いキャップ部
7’が生じた場合の取付け後の状態を示す図(b)
FIG. 4 is a diagram illustrating the action of a weld metal that fixes a balance weight by a wedge action, and a diagram showing a state after attachment when a thin cap portion 7 ′ is generated (b).

【図5】 本発明に従って、スリットを形成したバラン
スウェイトを取り付けた状態を示す平面図(a)及び断
面図(b)
FIG. 5 is a plan view (a) and a sectional view (b) showing a state in which a balance weight having a slit is attached according to the present invention.

【図6】 段部及びスリットを形成したバランスウェイ
トを取り付けた状態を示す平面図(a)及び断面図
(b)
FIG. 6 is a plan view (a) and a sectional view (b) showing a state in which a balance weight having a step and a slit is attached.

【図7】 貫通孔の形状がバランスウェイトの剥離強度
に及ぼす影響を現したグラフ
FIG. 7 is a graph showing the influence of the shape of the through hole on the peel strength of the balance weight.

【符号の説明】 7:厚いキャップ部 7’:薄いキャップ部 1
1:バランスウェイト 12:貫通孔 13:溶着
金属 14:ブローホール 15:スリット 1
6:段部
[Explanation of symbols] 7: Thick cap portion 7 ': Thin cap portion 1
1: Balance weight 12: Through hole 13: Weld metal 14: Blow hole 15: Slit 1
6: Step

フロントページの続き (72)発明者 川田 豊 神奈川県海老名市上郷2400番地 自動車 部品工業株式会社内 (72)発明者 顧 ▲はう▼ 神奈川県海老名市上郷2400番地 自動車 部品工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−130775(JP,A) 特開 平2−84293(JP,A) 実開 平4−71842(JP,U) 特公 平4−23142(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16F 15/34 B60B 35/12 B23K 9/00 Front page continued (72) Yutaka Kawada 2400 Kamigo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Automotive Parts Industry Co., Ltd. (72) Inventor's comment ▲ Hao 2400 Kamigo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Automotive Parts Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-57-130775 (JP, A) JP-A-2-84293 (JP, A) Actual Kaihei 4-71842 (JP, U) JP-B-4-23142 (JP, B2) (58) Survey Areas (Int.Cl. 7 , DB name) F16F 15/34 B60B 35/12 B23K 9/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルミニウム製の駆動軸と、該駆動軸の
パイプ部又はヨーク部に設けられる鉄系のバランスウェ
イトと、該バランスウェイトを肉厚方向に貫通する貫通
孔を充填し、前記パイプ部又はヨーク部の表面に溶着さ
れた溶着金属とを備え、前記貫通孔は前記パイプ部又は
ヨーク部の表面に対向する側が小径開口部、表面側が大
径開口部になっており、しかも前記貫通孔からバランス
ウェイトの外側端面まで延びるスリットが前記バランス
ウェイトの肉厚方向全域にわたって形成されており、
記溶着金属で前記大径開口部を塞いでいるアルミニウム
製駆動軸。
1. A pipe comprising an aluminum drive shaft, an iron-based balance weight provided on a pipe portion or a yoke portion of the drive shaft, and a through hole penetrating the balance weight in a thickness direction. or a weld metal that is welded to the surface of the yoke portion, the through hole is the pipe portion or side small-diameter opening facing the surface of the yoke portion, the surface side has become a large-diameter opening, yet the through-holes Balance from
The slit extending to the outer end surface of the weight is the balance
An aluminum drive shaft, which is formed over the entire thickness direction of the weight and closes the large-diameter opening with the weld metal.
【請求項2】 小径開口部の直径が12〜14mmの貫
通孔がバランスウェイトに形成されている請求項1記載
のアルミニウム製駆動軸。
2. The aluminum drive shaft according to claim 1, wherein a through hole having a diameter of the small diameter opening portion of 12 to 14 mm is formed in the balance weight.
【請求項3】 請求項1又は2記載の溶着金属はバラン
スウェイトの表面に広がることなく大径開口部を塞いで
いるアルミニウム製駆動軸。
3. The deposited metal according to claim 1 or 2 is balun.
Block the large diameter opening without spreading over the surface of the weight
Aluminum drive shaft are.
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