JP4080092B2 - Drive shaft manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両側の端部にそれぞれユニバーサルジョイントの一部を構成するヨークを具え、雄軸部材及び雌軸部材のスプライン嵌合による中間摺動部分を有する駆動軸の製造方法であって、 前記雄軸部材を、
a)一方の端部をユニバーサルジョイントのヨークに連結し、かつ前記雌軸部材の外径よりも大きい内径を有する中空シャフト部材と、
b)前記雌軸部材のスプライン孔に摺動自在にスプライン嵌合する摺動スプライン部と、前記中空シャフト部材の内面に固定する固定部とを有する雄形スプライン部材とにより構成した駆動軸を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
駆動軸において、所定伸縮ストロークを越えて収縮するような軸線方向の応力が加わったときに雄軸部材又は雌軸部材のいずれかが軸線方向収縮できるようにすることが望ましい場合がある。このため、雄軸部材又は雌軸部材を少なくとも2個の部分により構成し、これらの2個の部分を所定荷重が加わったときに破断するシャー(剪断)ピンにより連結することが提案されている。更に、雄軸部材又は雌軸部材を軸線方向に所定荷重を越える応力が加わったときに軸線方向に収縮するチューブに雄軸部材又は雌軸部材を連結して構成するものもある。更に、また2部分相互をスナップリング、キー連結、金属同士のスプライン嵌合、又は接着剤により連結するものも提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなシャーピンにおいては、2個の部材の連結支持部分が直径方向に対向する2個所だけであり、長期間の使用中にピンの材料疲労により荷重コントロールが所期のものとは異なるものになってしまう欠点がある。即ち、初期の荷重限界が低下する。また変形チューブを利用するものは荷重コントロールが困難である。即ち、初期にどのくらいの荷重で収縮するかの荷重限界を見極めにくいという欠点がある。
【0004】
従って、本発明の目的は、所定荷重以上の応力が加わったときの収縮の荷重コントロールがしやすい上述のタイプの駆動軸の製造方法を得るにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明駆動軸の製造方法は、
前記中空シャフト部材の内面及び前記雄形スプライン部材の固定部の一方に樹脂コーティングを施し、他方に連続した溝又は互いに分散させた窪みを形成し、
前記中空シャフト部材の内面に前記雄形スプライン部材を嵌挿した後、この固定部を加熱して前記樹脂コーティングを溶融し、樹脂の一部が前記連続した溝又は互いに分散させた窪み内に流入させて硬化させる再成形により前記中空シャフト部材に前記雄形スプライン部材を固定し、
前記中空シャフト部材に固定した雄形スプライン部材の摺動スプライン部を前記雌軸部材のスプライン孔に摺動自在にスプライン嵌合させる
ことよりなることを特徴とする。
【0006】
本発明のこの構成において、通常使用範囲外の軸線方向変位及び軸線方向荷重が駆動軸に作用したとき、雌軸部材は雄形スプライン部材の摺動スプライン部を越えて雌軸部材の端面が雄形スプライン部材の固定部の端面に掛合して雄形スプライン部材を軸線方向に押圧する。この軸線方向荷重が、中空シャフト部材の内面と雄形スプライン部材の固定部との間の樹脂コーティングの弾性の復元力及び連続した溝又は互いに分散させた窪みに食い込んだ樹脂による摩擦掛合保持力及び剪断力の限界を越えると、雄形スプライン部材が中空シャフト部材に対して軸線方向に移動し、雄軸部材は全体として収縮する即ち、駆動軸全体が大きく収縮する。
【0007】
本発明によれば、荷重コントロールは、中空シャフト部材の内面及び雄形スプライン部材の固定部の一方の樹脂コーティングの厚さ及びコーティングする樹脂の加熱溶融により一部が流れ込む連続した溝又は互いに分散させた窪みの総面積によって管理することができる。この加熱方法としては、例えば、高周波等の誘導加熱、又は部品溶接熱を利用する。
【0008】
本発明の好適な実施例においては、前記中空シャフト部材の内面に固定用スプライン形状部を形成し、前記雄形スプライン部材の固定部を前記固定用スプライン形状部に嵌合する固定用スプライン部として形成する。この構成によれば、中空シャフト部材と雄形スプライン部材との間の相対回転を確実に防止することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、図面につき本発明の好適な実施の形態を説明する。
【0010】
図1に示すように、本発明による駆動軸1は、一方のユニバーサルジョイント2のヨーク3(図1の(b)参照)に連結した雄軸部材4と、この雄軸部材4とスプライン嵌合するシャフト部5を有しかつ他方のユニバーサルジョイント6のヨーク7に連結した雌軸部材8とよりなる。
【0011】
本発明によれば、雄軸部材4を、ユニバーサルジョイント2のヨーク3に一方の端部を連結した中空チューブ9と、この中空チューブの他方の端部に連結した中空シャフト部材10と、この中空シャフト部材10とスプライン嵌合する雄形スプライン部材11とにより構成する。しかし、中空チューブ9を介在させることなく、中空シャフト部材10を直接ユニバーサルジョイントのヨーク3に連結することもできる。
【0012】
中空シャフト部材10には、雌軸部材8の外面に摺動自在に接触するダストシール12を設ける。中空シャフト部材10の内面は雌軸部材8の外径よりも大きくし、好適には、雌軸部材8の外径よりも大きい小径内面のスプライン孔としての固定用スプライン形状部13を形成する。更に図示の実施の形態では、この固定用スプライン形状部13に隣接して中空チューブ9側の中空シャフト部材10の内面14に環状溝15を形成する。
【0013】
雄形スプライン部材11には、雌軸部材8のスプライン孔16に摺動自在にスプライン嵌合するよう樹脂コーティングした摺動スプライン部17を設ける。更に、この摺動スプライン部17とは反対側の領域に、中空シャフト部材10の内面に固定する固定部、好適には中空シャフト部材の固定用スプライン形状部13に嵌合する固定用スプライン部18を設ける。
【0014】
本発明によれば、中空シャフト部材10の内面14又は固定用スプライン形状部13、及び雄形スプライン部材11の固定部又は固定用スプライン部18のうちの一方に樹脂コーティング22を施し、他方には連続した溝又は互いに分散させた窪み19、図示の実施例では螺旋状溝19を形成する。螺旋状溝19の代わりに互いに離れた複数個の環状溝又は互いに分散させた窪みを形成してもよい。図示の好適な実施の形態では中空シャフト部材10の内面14又は固定用スプライン形状部13に樹脂コーティング22を施し、雄形スプライン部材11の固定部又は固定用スプライン部18に螺旋状溝19を形成する。
【0015】
図2に拡大して示すように、螺旋状溝19は中空シャフト部材10の内面14又は雄形スプライン部材11の固定部18に切削加工によって形成するか(図2の(a)参照)又は転造加工により形成する(図2の(b)参照)。溝の断面形状は円弧状、角形、テーパ形状等任意の形状にすることができる。転造加工によって溝を形成する場合には、図2の(b)に示すように溝の端縁に沿ってスプライン大径側に僅かな突起を生ずるように形成すると好適である。
【0016】
一方に樹脂コーティング22を施し、他方に連続した溝又は互いに分散させた窪み19を形成した中空シャフト部材10及び雄形スプライン部材11相互を互いに嵌合した後、雄形スプライン部材11の固定部又は固定用スプライン部18の周囲を高周波等の誘導加熱又は部品溶接時の溶接熱により加熱する。この加熱によって樹脂コーティングは溶融し、連続した溝又は互いに分散させた窪み19に対向する部分の樹脂がこの連続した溝又は互いに分散させた窪み19内に流入する。樹脂の硬化後、連続した溝又は互いに分散させた窪み19内で硬化した樹脂の再成形により中空シャフト部材10と雄形スプライン部材11の間の摩擦掛合保持力による固定は確実になる。
【0017】
通常使用時に不慮に中空シャフト部材10と雄形スプライン部材11との固定が外れるのを確実に阻止するため、好適には、図示の好適な実施の形態のように中空シャフト部材10に形成した環状溝15にストッパプレート20の周縁を嵌合させ、通常雄形スプライン部材11が中空チューブ9内に突入するのを阻止する。
【0018】
雄形スプライン部材11に固定用スプライン部18を設ける場合、摺動スプライン部17に設定値よりも収縮を生じたときに雌軸部材8が雄形スプライン部材11の端面に掛合するよう、雌軸部材8のスプライン孔16に摺動自在に嵌合する雄形スプライン部材の摺動スプライン部17と、中空シャフト部材10の固定用スプライン形状部13に圧入嵌合する固定用スプライン部18の位相を好適には、スプラインの山又は谷のピッチの1/2の位相差をつけるようにすると好適である。
【0019】
更に、固定用スプラインを形成するしないに係わらず、雌軸部材8が雄形スプライン部材11の端面に確実に掛合するようにするため、雄形スプライン部材の固定部18を半径方向に雌軸部材8の外径よりも大きくし、固定部18の端面が雌軸部材8の先端部分を収容する環状ガイド溝21を設けると好適である。
【0020】
一般的に、自動車、農業機械用車両、産業機械用車両、建設機械用車両における通常使用時の駆動軸における軸線方向変位は0〜200mm、軸線方向荷重は0〜1000kgである。これ以上の軸線方向変位及び荷重が駆動軸に加わり、固定部又は固定用スプライン部18の連続した溝又は互いに分散させた窪み19に突入した中空シャフト部材10の内面14又は固定用スプライン形状部13の樹脂コーティング22の樹脂の一部との間の摩擦掛合の保持力の限界を越えるとき、雄形スプライン部材11が中空シャフト部材10に対して軸線方向に中空チューブ9の内部に向かって移動する。更に、ストッパプレート20を設けた場合には、ストッパプレート20の変形若しくは破断、又はストッパプレート20の環状溝15からの離脱を生じて雄形スプライン部材11は中空シャフト部材10に対して摺動し、雄軸部材4は全体として収縮する、従って、駆動軸1全体が大きく収縮する。
【0021】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、駆動軸の通常の摺動ストロークの限界を越える収縮の荷重コントロールは、中空シャフト部材の固定用スプライン形成部及び雄形スプライン部材の固定用スプライン部の一方に設けた連続した溝又は互いに分散させた窪みに、中空シャフト部材の固定用スプライン形成部及び雄形スプライン部材の固定用スプライン部の他方に設けた樹脂コーティングの樹脂の一部が突入して硬化するよう再成形された樹脂コーティングと連続した溝又は互いに分散させた窪みとの間の摩擦掛合保持力及び剪断力によって管理することができる。即ち、連続した溝又は互いに分散させた窪みに食い込む樹脂の総量、従って、連続した溝又は互いに分散させた窪みの開口面積によって細かく管理することができる。更に、ストッパプレートを設ける場合には、ストッパプレートの変形強度若しくは破壊強度、又はストッパプレートの環状溝との摩擦掛合保持力によっても管理することができる。
【0022】
更に、本発明によれば、高周波等の誘導加熱又は部品溶接時の溶接熱を利用して樹脂を連続した溝又は互いに分散させた窪み内に流入させて簡単に再成形することができ、中空シャフト部材と雄形スプライン部材との間の固定を簡単かつ確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による駆動軸を示し、(a)は駆動軸の主要部分の一部断面とする側面図であり、(b)は雄軸部材に連結する側のユニバーサルジョイントの一部断面とする側面図であり、(c)は(a)の一部の拡大縦断面図である。
【図2】 中空シャフト部材と雄形スプライン部材のスプライン嵌合部分の拡大部分断面図である。
【符号の説明】
1 駆動軸
2,6 ユニバーサルジョイント
3,7 ヨーク
4 雄軸部材
5 シャフト部
8 雌軸部材
9 中空チューブ
10 中空シャフト部材
11 雄形スプライン部材
12 ダストシール
13 固定用スプライン形状部
14 内面
15 環状溝
16 スプライン孔
17 摺動スプライン部
18 固定用スプライン部
19 螺旋状溝(連続した溝又は互いに分散させた窪み)
20 ストッパプレート
21 環状ガイド溝
22 樹脂コーティング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a method of manufacturing a drive shaft comprising yokes forming part of a universal joint at both ends, and having an intermediate sliding portion by spline fitting of a male shaft member and a female shaft member, Male shaft member,
a) a hollow shaft member having one end connected to the yoke of the universal joint and having an inner diameter larger than the outer diameter of the female shaft member;
b) Manufactures a drive shaft constituted by a male spline member having a sliding spline portion slidably fitted into the spline hole of the female shaft member and a fixing portion fixed to the inner surface of the hollow shaft member. It is about how to do.
[0002]
[Prior art]
It may be desirable to allow either the male shaft member or the female shaft member to contract in the axial direction when an axial stress is applied to the drive shaft that contracts beyond a predetermined expansion / contraction stroke. For this reason, it is proposed that the male shaft member or the female shaft member is constituted by at least two parts, and these two parts are connected by a shear (shear) pin that is broken when a predetermined load is applied. . Further, there is a configuration in which a male shaft member or a female shaft member is connected to a tube that contracts in the axial direction when a stress exceeding a predetermined load is applied in the axial direction. Furthermore, there has also been proposed a method in which two parts are connected to each other by a snap ring, key connection, spline fitting between metals, or an adhesive.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a shear pin, there are only two portions where the connecting support portions of the two members face each other in the diametrical direction, and the load control differs from the intended one due to material fatigue of the pin during long-term use. There is a fault that becomes a thing. That is, the initial load limit is lowered. Moreover, it is difficult to control the load using a deformed tube. That is, there is a drawback that it is difficult to determine the load limit of how much the contraction is caused in the initial stage.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to obtain a method for manufacturing a drive shaft of the above-described type that facilitates load control of contraction when a stress greater than a predetermined load is applied.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the manufacturing method of the drive shaft of the present invention includes:
Resin coating is applied to one of the inner surface of the hollow shaft member and the fixed portion of the male spline member, and the other is formed with continuous grooves or dents dispersed with each other,
After the male spline member is inserted into the inner surface of the hollow shaft member, the fixing portion is heated to melt the resin coating, and a part of the resin flows into the continuous grooves or the recesses dispersed from each other. The male spline member is fixed to the hollow shaft member by re-molding to be cured.
The sliding spline portion of the male spline member fixed to the hollow shaft member is slidably fitted into the spline hole of the female shaft member.
[0006]
In this configuration of the present invention, when axial displacement and axial load outside the normal operating range are applied to the drive shaft, the female shaft member exceeds the sliding spline portion of the male spline member and the end surface of the female shaft member is male. The male spline member is pressed in the axial direction by engaging with the end face of the fixed portion of the spline member. This axial load is caused by the elastic restoring force of the resin coating between the inner surface of the hollow shaft member and the fixed part of the male spline member, and the frictional engagement holding force by the resin biting into the continuous grooves or the dents dispersed from each other, and When the limit of the shear force is exceeded, the male spline member moves in the axial direction with respect to the hollow shaft member, and the male shaft member contracts as a whole, that is, the entire drive shaft contracts greatly.
[0007]
According to the present invention, the load control is performed by distributing the thickness of the resin coating on one of the inner surface of the hollow shaft member and the fixed portion of the male spline member and the continuous grooves into which a part flows due to heat melting of the resin to be coated or mutually distributed. It can be managed by the total area of the depression. As this heating method, for example, induction heating such as high frequency or component welding heat is used.
[0008]
In a preferred embodiment of the present invention, a fixing spline portion is formed on the inner surface of the hollow shaft member, and the fixing portion of the male spline member is fitted to the fixing spline portion. Form. According to this configuration, relative rotation between the hollow shaft member and the male spline member can be reliably prevented.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
As shown in FIG. 1, a drive shaft 1 according to the present invention includes a male shaft member 4 connected to a yoke 3 (see FIG. 1B) of one
[0011]
According to the present invention, the male shaft member 4 includes a
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
According to the present invention, the
[0015]
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the
[0016]
After the
[0017]
In order to reliably prevent the
[0018]
When the
[0019]
Further, in order to ensure that the female shaft member 8 is engaged with the end surface of the
[0020]
Generally, the axial displacement of the drive shaft during normal use in automobiles, agricultural machinery vehicles, industrial machinery vehicles, and construction machinery vehicles is 0 to 200 mm, and the axial load is 0 to 1000 kg. More axial displacement and load are applied to the drive shaft, and the
[0021]
【The invention's effect】
Thus, according to the present invention, the load control of the contraction exceeding the limit of the normal sliding stroke of the drive shaft is applied to one of the fixing spline forming portion of the hollow shaft member and the fixing spline portion of the male spline member. Part of the resin of the resin coating provided on the other of the fixing spline forming part of the hollow shaft member and the fixing spline part of the male spline member enters the continuous groove or the dents distributed to each other and hardens. It can be managed by the frictional holding force and the shear force between the reshaped resin coating and the continuous grooves or the dents distributed to each other. That is, the total amount of the resin that bites into the continuous grooves or the mutually dispersed depressions, and accordingly, the opening area of the continuous grooves or the dispersed depressions can be finely managed. Further, when the stopper plate is provided, it can be managed by the deformation strength or breaking strength of the stopper plate or the frictional engagement holding force with the annular groove of the stopper plate.
[0022]
Furthermore, according to the present invention, the resin can be easily re-molded by flowing it into continuous grooves or hollows dispersed with each other using induction heating such as high frequency or welding heat at the time of component welding. Fixing between the shaft member and the male spline member can be performed easily and reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a drive shaft according to the present invention, in which (a) is a side view showing a partial cross section of a main portion of the drive shaft, and (b) is a partial cross section of a universal joint on a side connected to a male shaft member. (C) is an enlarged vertical sectional view of a part of (a).
FIG. 2 is an enlarged partial sectional view of a spline fitting portion of a hollow shaft member and a male spline member.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
10 Hollow shaft member
11 Male spline member
12 Dust seal
13 Spline shape part for fixing
14 Inside
15 annular groove
16 Spline hole
17 Sliding spline section
18 Fixed spline section
19 Spiral grooves (continuous grooves or dents distributed to each other)
20 Stopper plate
21 Annular guide groove
22 Resin coating
Claims (2)
a)一方の端部をユニバーサルジョイントのヨークに連結し、かつ前記雌軸部材の外径よりも大きい内径を有する中空シャフト部材と、
b)前記雌軸部材のスプライン孔に摺動自在にスプライン嵌合する摺動スプライン部と、前記中空シャフト部材の内面に固定する固定部とを有する雄形スプライン部材とにより構成した
駆動軸の製造方法において、
前記中空シャフト部材の内面及び前記雄形スプライン部材の固定部の一方に樹脂コーティングを施し、他方に連続した溝又は互いに分散させた窪みを形成し、
前記中空シャフト部材の内面に前記雄形スプライン部材を嵌挿した後、この固定部を加熱して前記樹脂コーティングを溶融し、樹脂の一部が前記連続した溝又は互いに分散させた窪み内に流入させて硬化させる再成形により前記中空シャフト部材に前記雄形スプライン部材を固定し、
前記中空シャフト部材に固定した雄形スプライン部材の摺動スプライン部を前記雌軸部材のスプライン孔に摺動自在にスプライン嵌合させる
ことよりなることを特徴とする駆動軸の製造方法。A manufacturing method of a drive shaft comprising yokes forming part of a universal joint at both end portions, and having an intermediate sliding portion by spline fitting of a male shaft member and a female shaft member, the male shaft member comprising: ,
a) a hollow shaft member having one end connected to the yoke of the universal joint and having an inner diameter larger than the outer diameter of the female shaft member;
b) Manufacture of a drive shaft constituted by a male spline member having a sliding spline portion slidably fitted into the spline hole of the female shaft member and a fixing portion fixed to the inner surface of the hollow shaft member. In the method
Resin coating is applied to one of the inner surface of the hollow shaft member and the fixed portion of the male spline member, and the other is formed with continuous grooves or dents dispersed with each other,
After the male spline member is inserted into the inner surface of the hollow shaft member, the fixing portion is heated to melt the resin coating, and a part of the resin flows into the continuous grooves or the recesses dispersed from each other. The male spline member is fixed to the hollow shaft member by re-molding to be cured.
A drive shaft manufacturing method comprising: sliding a spline portion of a male spline member fixed to the hollow shaft member to be slidably fitted into a spline hole of the female shaft member.
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