JP4262801B2

JP4262801B2 - Propeller shaft friction welding equipment

Info

Publication number: JP4262801B2
Application number: JP18036998A
Authority: JP
Inventors: 和巨岩野; 和久佐藤; 義明川上
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2018-06-26
Also published as: JP2000015459A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロペラシャフトにおける一方のシャフトと他方のシャフトスタブを摩擦圧接する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シャフトとシャフトスタブを摩擦圧接する従来の装置を、模式化して図５に示す。
パイプ状をしたシャフト01が挟持手段であるクランプ治具05により外周面を挟圧されて固定支持される。
【０００３】
他方のシャフトスタブ02は長尺の小径基軸02ａの端部が拡径して大径軸端02ｂが形成され、小径基軸02ａの端部にはセレーション02ｃが刻設されており、同小径基軸02ａのセレーション02ｃに回転保持治具06が嵌合して保持するとともに大径軸端02ｂの外周をクランプ治具07が挟圧してシャフト０１と同軸に保持する。
【０００４】
そして回転保持治具06とクランプ治具07が一体に回転し、保持したシャフトスタブ02を回転させながらシャフト01に近づけ押圧して摩擦圧接する。
その際回転は、主に回転保持治具06により小径基軸02ａのセレーション02ｃの嵌合を介してシャフトスタブ02に伝達され、圧接時の様々な荷重に対する大径軸端02ｂの同軸度の維持をクランプ治具07の挟持により行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし回転が伝達される小径基軸02ａのセレーション02ｃが、摩擦圧接を受け回転に対して大きな負荷が加わる大径軸端02ｂから小径基軸02ａの小径部分を介して離れているので、クランプ治具07による大径軸端02ｂの挟持に滑りが生じて小径基軸02ａにねじれが発生し易い。
【０００６】
クランプ治具07に滑りが生じると、クランプ治具07の磨耗が著しく耐久性を損ない、シャフトスタブ02側も傷やバリによる錆などの不具合も生じる。
そこでクランプ治具07を強固に構成し、シャフトスタブ02の小径基軸02ａの剛性を高くすることが考えられるが、装置が大型化するばかりでなく、シャフトスタブ02も不必要に剛性アップすることになって小型化、軽量化の点で不利となる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、シャフトスタブの小型軽量化を維持しながら大径軸端の滑りおよび小径基軸のねじれをなくしかつ製品の同軸度を確保して商品性の向上を図ることができる耐久性に優れたプロペラシャフトの摩擦圧接装置を供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は、一方のシャフトと他方のシャフトスタブを同軸に配置し互いに相対回転させながら押圧して摩擦圧接するプロペラシャフトの摩擦圧接装置において、前記シャフトスタブは小径基軸の一端が拡径されて摩擦圧接側端部である大径軸端が形成され、前記大径軸端に回り止め係合凹部が形成され、前記大径軸端を挟持し同軸度を確保するクランプ治具に前記回り止め係合凹部に嵌合するクランプ側係合突起が形成されたことを特徴とするプロペラシャフトの摩擦圧接装置。とした。
【０００９】
シャフトスタブの大径軸端がクランプ治具により挟持されて同軸度が確保されるとともに、大径軸端に形成された回り止め係合部にクランプ治具に設けられた係合部が係合し一体に回転させるので、大径軸端がクランプ治具に対して滑りを生じることがなく、滑り傷を防止して製品の商品性の向上が図れるとともに、クランプ治具の磨耗が抑制されて耐久性の低下を防止することができる。
【００１１】
摩擦圧接側端部の大径軸端をクランプ治具が挟持して同軸度が容易に確保されるとともに大径軸端に回り止め係合部を有してクランプ治具により係合されて回転させられるので、摩擦圧接による負荷に対してクランプ治具の滑りが確実に防止され、製品の商品性を高く維持できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図４に図示し説明する。
一方のパイプ状をしたシャフト１を上下一対のクランプ治具10が挟み着けて固定支持している。
【００１３】
他方のシャフトスタブ２は、長尺の小径基軸３の端部が拡径して大径軸端４が形成され、大径軸端４には外周面の小径基軸３側に等間隔に４か所係合凹部４ａが形成されている。
このシャフトスタブ２を回転保持治具20が、前記シャフト１に同軸上に保持する。
【００１４】
回転保持治具20の分解斜視図を図４に示す。
円筒状をしたベース21の前面を中央に円孔を有する円板22が塞いでおり、円孔を挟んで対称な位置に矩形の切欠き23，23が円板22の外周とベース21の周壁に共通の空隙として形成されていて、同切欠き23，23にそれぞれ摺動部材24，24が半径方向に摺動自在に組み込まれている。
【００１５】
そして軸対称に設けられる一対のクランプ取付部材25，25のボス部25ａ，25ａが、円板22の切欠き23，23から挿入されて前記摺動部材24，24にボルト26，26により固着される。
クランプ取付部材25は、ボス部25ａの端部に円弧状をした取付部25ｂが形成されている。
【００１６】
この取付部25ｂにやはり円弧状をしたクランプ治具27がボルト28により固着される。
このクランプ治具27の内周面の径が、シャフトスタブ２の大径軸端４の外径に等しく、この内周面にシャフトスタブ２の大径軸端４に形成された係合凹部４ａに係合する係合突起27ａが突設されている。
【００１７】
なお図２を参照してベース21の内部には円柱状の保持軸部材30が、中心軸に配設され円板22の円孔に嵌入しており、同保持軸部材30はシャフトスタブ２の小径基軸３の外径に等しい内径の円孔30ａが所定深さ形成されている。
【００１８】
この保持軸部材30の外周に摺動円筒部材31が軸方向に摺動自在に嵌合していて、摺動円筒部材31の外周に断面コ字状の環状部材32が嵌着されている。
摺動部材24の背後には、屈曲部を支軸34により枢支されたＬ字状の揺動部材33が揺動自在に支持されており、同揺動部材33の一側片は前記環状部材32の凹部に端部を挿入し、他側片は摺動部材24の背面に形成された凹部に端部を挿入している。
【００１９】
したがって摺動円筒部材31を軸方向に摺動すると、環状部材32の凹部に一側片の端部を挿入した一対の揺動部材33，33が揺動して他側片が摺動部材24，24を半径方向に同時に摺動する。
【００２０】
この摺動部材24，24にクランプ取付部材25，25が固着され、クランプ取付部材25，25にクランプ治具27，27が固着されるので、摺動円筒部材31の軸方向の摺動で円弧状のクランプ治具27，27が半径方向に移動して互いの間隔を拡大・縮小する。
【００２１】
かかる回転保持治具20にシャフトスタブ２を装着する場合は、クランプ治具27，27を拡径しておき（図２において２点鎖線で示す状態）、小径基軸３のセレーション３ａを先にして保持軸部材30の円孔30ａに奥まで挿入すると、同軸度を維持して軸方向位置が決まる。
【００２２】
そして摺動円筒部材31を後方に摺動して両クランプ治具27，27の間隔を縮小してシャフトスタブ２の大径軸端４を挟み着け挟持する。
このときクランプ治具27，27の内周面に突設された係合突起27ａが、シャフトスタブ２の大径軸端４に形成された係合凹部４ａに係合するような姿勢に、予めシャフトスタブ２を保持軸部材30に保持させるように円孔30ａに挿入しておく。
【００２３】
こうして回転保持治具20にシャフトスタブ２が装着される。
シャフトスタブ２は、小径基軸３が保持軸部材30に保持され、大径軸端４がクランプ治具27，27により挟持されて同軸度が確保されるとともに係合凹部４ａが係合突起27ａに係合して回り止めされている。
【００２４】
回転保持治具20が回転しながら一体に保持されたシャフトスタブ２を、一方のクランプ治具10に固定支持されたシャフト１に同軸上で近づけ押圧して摩擦圧接すると、シャフトスタブ２の圧接端部である大径軸端４がクランプ治具27，27に挟持されて同軸度が確保されるとともに、回り止め係合しているので摩擦ねじれ荷重により大径軸端４がクランプ治具27に対して滑るようなことは確実に防止できる。
【００２５】
したがってこの滑りによって大径軸端４の外周面に傷を生じたり、小径基軸３にねじれを生じさせたりして製品の商品性を悪化させることは防止できる。
またクランプ治具27の磨耗も防止でき耐久性の低下も防止できる。
滑りは係合突起27ａにより防止されているので、クランプ治具27，27による挟圧力も必要以上に大きくする必要がなく、そのためシャフトスタブ２も必要以上に剛性を高くする必要がなく小型軽量化を図ることができ、クランプ治具27そのものも小型化できる。
【００２６】
以上の実施の形態では、クランプ治具27に係合突起を一体に設けてシャフトスタブ２の同軸度確保と回り止めを行っていたが、クランプ治具は同軸度確保を主目的として別途回り止め部材を回転保持治具20に一体に設け、該回り止め部材がシャフトスタブの大径軸端の係合凹部に係合するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る摩擦圧接装置の一部側面図である。
【図２】回転保持治具の断面図である。
【図３】同正面図である。
【図４】同分解斜視図である。
【図５】従来の摩擦圧接装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１…シャフト、２…シャフトスタブ、３…小径基軸、４…大径軸端、
10…クランプ治具、20…回転保持治具、21…ベース、22…円板、23…切欠き、24…摺動部材、25…クランプ取付部材、26…ボルト、27…クランプ治具、28…ボルト、30…保持軸部材、31…摺動円筒部材、32…環状部材、33…揺動部材、34…支軸。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for friction-welding one shaft of a propeller shaft and the other shaft stub.
[0002]
[Prior art]
A conventional apparatus for friction welding the shaft and the shaft stub is schematically shown in FIG.
The pipe-shaped shaft 01 is fixedly supported by the outer peripheral surface being clamped by a clamp jig 05 which is a clamping means.
[0003]
The other shaft stub 02 has a large-diameter shaft end 02b formed by expanding the end of the long small-diameter base shaft 02a. A serration 02c is engraved at the end of the small-diameter base shaft 02a. The rotation holding jig 06 is fitted and held in the serration 02c, and the outer circumference of the large-diameter shaft end 02b is clamped and held coaxially with the shaft 01.
[0004]
Then, the rotation holding jig 06 and the clamping jig 07 rotate integrally, and the held shaft stub 02 is pressed close to the shaft 01 while being rotated, and is friction-welded.
At that time, the rotation is transmitted to the shaft stub 02 mainly by the rotation holding jig 06 through the fitting of the serration 02c of the small-diameter base shaft 02a to maintain the coaxiality of the large-diameter shaft end 02b with respect to various loads at the time of press contact. This is done by clamping the clamp jig 07.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the serration 02c of the small-diameter base shaft 02a to which the rotation is transmitted is separated from the large-diameter shaft end 02b, which receives friction welding and a large load with respect to the rotation, via the small-diameter portion of the small-diameter base shaft 02a. The large diameter shaft end 02b is slipped by slipping and the small diameter base shaft 02a is likely to be twisted.
[0006]
When the clamp jig 07 slips, the wear of the clamp jig 07 significantly deteriorates the durability, and the shaft stub 02 side also suffers from defects such as scratches and rust due to burrs.
Therefore, it is conceivable that the clamping jig 07 is firmly configured to increase the rigidity of the small-diameter base shaft 02a of the shaft stub 02, but not only the apparatus is increased in size but also the shaft stub 02 is unnecessarily increased in rigidity. This is disadvantageous in terms of miniaturization and weight reduction.
[0007]
The present invention has been made in view of such points, and the object of the present invention is to eliminate slippage of the large-diameter shaft end and torsion of the small-diameter base shaft while maintaining the reduction in size and weight of the shaft stub and ensure the coaxiality of the product. Thus, it is possible to provide a propeller shaft friction welding apparatus with excellent durability that can improve the merchantability.
[0008]
[Means for solving the problems and effects]
In order to achieve the above object, the present invention provides a friction welding apparatus for a propeller shaft in which one shaft and the other shaft stub are arranged coaxially and pressed against each other while rotating relative to each other, and the shaft stub has a small diameter base shaft. One end of the large-diameter shaft is enlarged to form a large-diameter shaft end that is a friction welding side end portion, and a non-rotating engagement recess is formed in the large-diameter shaft end to pinch the large-diameter shaft end to ensure coaxiality. A friction welding device for a propeller shaft, wherein a clamp-side engagement protrusion is formed on the clamp jig to be fitted into the rotation-stop engagement recess. It was.
[0009]
The large diameter shaft end of the shaft stub is clamped by the clamp jig to ensure coaxiality, and the engagement portion provided on the clamp jig is engaged with the detent engagement portion formed at the large diameter shaft end. As a result, the end of the large-diameter shaft does not slip with respect to the clamp jig, preventing slipping scratches and improving product merchandise, and suppressing wear of the clamp jig. It is possible to prevent a decrease in durability.
[0011]
The clamp jig clamps the large-diameter shaft end of the friction welding side end, and the coaxiality is easily secured, and the large-diameter shaft end has a detent engagement portion and is engaged and rotated by the clamp jig. Therefore, the clamp jig can be prevented from slipping with respect to the load caused by friction welding, and the product quality of the product can be maintained high.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
One pipe-like shaft 1 is sandwiched and fixedly supported by a pair of upper and lower clamping jigs 10.
[0013]
The other shaft stub 2 has a large-diameter shaft end 4 formed by expanding the end of the long small-diameter base shaft 3, and the large-diameter shaft end 4 has four equal intervals on the small-diameter base shaft 3 side of the outer peripheral surface. An engaging recess 4a is formed.
A rotation holding jig 20 holds the shaft stub 2 coaxially with the shaft 1.
[0014]
An exploded perspective view of the rotary holding jig 20 is shown in FIG.
A circular plate 22 having a circular hole in the center of the front surface of the cylindrical base 21 is closed, and rectangular cutouts 23 and 23 are located symmetrically across the circular hole so that the outer periphery of the circular plate 22 and the peripheral wall of the base 21 The sliding members 24 and 24 are incorporated in the notches 23 and 23 so as to be slidable in the radial direction.
[0015]
The boss portions 25a, 25a of the pair of clamp mounting members 25, 25 provided symmetrically about the axis are inserted from the notches 23, 23 of the disc 22 and fixed to the sliding members 24, 24 by bolts 26, 26. The
The clamp attachment member 25 has an arcuate attachment portion 25b formed at the end of the boss portion 25a.
[0016]
A clamp jig 27 having an arc shape is fixed to the mounting portion 25b with a bolt 28.
The diameter of the inner peripheral surface of the clamp jig 27 is equal to the outer diameter of the large-diameter shaft end 4 of the shaft stub 2, and the engaging recess 4 a formed on the large-diameter shaft end 4 of the shaft stub 2 on the inner peripheral surface. An engaging protrusion 27a is provided to engage with the protrusion.
[0017]
Referring to FIG. 2, a cylindrical holding shaft member 30 is disposed in the base 21 and is fitted in the circular hole of the disk 22 on the center axis. The holding shaft member 30 is formed on the shaft stub 2. A circular hole 30a having an inner diameter equal to the outer diameter of the small-diameter base shaft 3 is formed to a predetermined depth.
[0018]
A sliding cylindrical member 31 is fitted to the outer periphery of the holding shaft member 30 so as to be slidable in the axial direction, and an annular member 32 having a U-shaped cross section is fitted to the outer periphery of the sliding cylindrical member 31.
Behind the sliding member 24, an L-shaped swinging member 33 having a bent portion pivotally supported by a support shaft 34 is supported in a swingable manner. The end is inserted into the recess of the member 32, and the other side piece is inserted into the recess formed on the back surface of the sliding member 24.
[0019]
Accordingly, when the sliding cylindrical member 31 is slid in the axial direction, the pair of oscillating members 33 and 33 having the end portions of the one side pieces inserted into the recesses of the annular member 32 oscillate, and the other side piece becomes the slidable member 24. , 24 slide simultaneously in the radial direction.
[0020]
The clamp mounting members 25, 25 are fixed to the sliding members 24, 24, and the clamp jigs 27, 27 are fixed to the clamp mounting members 25, 25. The arc-shaped clamping jigs 27, 27 move in the radial direction to enlarge / reduce the distance between each other.
[0021]
When mounting the shaft stub 2 on the rotation holding jig 20, the clamp jigs 27 and 27 are enlarged in diameter (as shown by a two-dot chain line in FIG. 2), and the serration 3a of the small-diameter base shaft 3 is put first. When inserted into the circular hole 30a of the holding shaft member 30, the coaxial position is maintained and the axial position is determined.
[0022]
Then, the sliding cylindrical member 31 is slid rearward to reduce the distance between the clamp jigs 27 and 27 so that the large-diameter shaft end 4 of the shaft stub 2 is clamped and clamped.
At this time, the engagement protrusions 27a projecting on the inner peripheral surfaces of the clamp jigs 27, 27 are previously engaged with the engagement recesses 4a formed on the large-diameter shaft end 4 of the shaft stub 2. The shaft stub 2 is inserted into the circular hole 30 a so as to be held by the holding shaft member 30.
[0023]
Thus, the shaft stub 2 is attached to the rotation holding jig 20.
In the shaft stub 2, the small-diameter base shaft 3 is held by the holding shaft member 30, the large-diameter shaft end 4 is clamped by the clamp jigs 27, 27 to ensure the coaxiality, and the engaging recess 4a is formed in the engaging protrusion 27a. Engagement prevents rotation.
[0024]
When the shaft stub 2 that is integrally held while the rotation holding jig 20 is rotated is pressed close to the shaft 1 fixedly supported by one clamp jig 10 on the same axis and friction-welded, the pressure contact end of the shaft stub 2 The large-diameter shaft end 4 is clamped between the clamp jigs 27 and 27 so that the coaxiality is ensured and the non-rotating engagement is made. It is possible to reliably prevent slipping.
[0025]
Accordingly, it is possible to prevent the merchantability of the product from being deteriorated by this scratching on the outer peripheral surface of the large-diameter shaft end 4 or causing the small-diameter base shaft 3 to be twisted.
Further, wear of the clamp jig 27 can be prevented, and deterioration of durability can be prevented.
Since sliding is prevented by the engagement protrusion 27a, it is not necessary to increase the clamping force by the clamping jigs 27 and 27 more than necessary. Therefore, the shaft stub 2 does not need to be more rigid than necessary and is reduced in size and weight. The clamp jig 27 itself can be downsized.
[0026]
In the above embodiment, the engagement protrusion is integrally provided on the clamp jig 27 to ensure the coaxiality of the shaft stub 2 and prevent rotation. However, the clamp jig is separately prevented from rotating for the purpose of ensuring the coaxiality. A member may be provided integrally with the rotation holding jig 20, and the rotation preventing member may be configured to engage with an engagement recess at the large-diameter shaft end of the shaft stub.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial side view of a friction welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a rotation holding jig.
FIG. 3 is a front view of the same.
FIG. 4 is an exploded perspective view of the same.
FIG. 5 is a schematic sectional view of a conventional friction welding apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shaft, 2 ... Shaft stub, 3 ... Small diameter base shaft, 4 ... Large diameter shaft end,
10 ... Clamp jig, 20 ... Rotation holding jig, 21 ... Base, 22 ... Disc, 23 ... Notch, 24 ... Sliding member, 25 ... Clamp mounting member, 26 ... Bolt, 27 ... Clamp jig, 28 ... Bolt, 30 ... Holding shaft member, 31 ... Sliding cylindrical member, 32 ... Ring member, 33 ... Oscillating member, 34 ... Support shaft.

Claims

In the friction welding device of the propeller shaft, the shaft and the other shaft stub are arranged coaxially and pressed against each other while rotating relative to each other.
In the shaft stub, one end of a small diameter base shaft is expanded to form a large diameter shaft end which is a friction welding side end,
An anti-rotation engaging recess is formed at the end of the large diameter shaft,
A friction welding device for a propeller shaft, characterized in that a clamp-side engagement protrusion that fits into the rotation-stop engagement recess is formed on a clamp jig that clamps the large-diameter shaft end and ensures coaxiality.