JPH01203710A

JPH01203710A - 動的にバランスした駆動軸およびその製造方法

Info

Publication number: JPH01203710A
Application number: JP63322290A
Authority: JP
Inventors: Norman C Kerecman; ノーマン　クライド　ケレクマン
Original assignee: AO Smith Corp
Current assignee: AO Smith Corp
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1989-08-16
Also published as: GB8828971D0; BR8806926A; KR890010435A; US4887989A; GB2213234A; DE3844031A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の背景）自動車用駆動軸のような重数の駆動軸は、断面が均一な
円筒形ではなく、かつまた長さ方向でも真の直線状でも
ない、さらに、この駆動軸は肉厚も小規則なことがある
。このような幾何学的、材料的な不規則性によって、調
和のとれない質量および回転の中心が生じ、円心力を不
均衡にする。

このような不均衡が、駆動軸の使用時に過大な支持荷重
の原因となり、このような支持荷重は不均衡な質量分布
によって生じる駆動軸のＸ！！！続回転によってさらに
悪化する。

鋼鉄製の駆動軸の場合、この軸の端部に小さな評を溶接
してバランス？とる方法が打われてきた。

即ち、小さなバランス用の錘を駆動軸の末端のヨーク・
スリーブ部分に付着させる。その理由は、肉厚の薄い管
に錘を溶接すると、熱で歪みが誘起され、その結果駆動
軸が１曲して、さらに小均衡さを増すことになるからで
ある。

繊維強化樹脂で作られたような複合体製の駆動軸の場合
、錘は駆動軸に溶接できないの゛で、別の方法でバラン
スをとらねばならない。

米国特許第４．１７０．８９８号公報には、自己接着型
アルミ・テープを使った高速度プロペラ・シャフトのバ
ランス方法が開示されている。この特許に開示された方
法によると、シャフトの不均衡さは駆動軸の長さ方向に
沿った多数の位置で測定し。

アルミ・テープを連続した帯状にしてこの駆動軸の長さ
方向にほぼジグザグ状に取り付けてバランスをとるよう
になっている。

（発明の概要）本発明は、動的にバランスをとった管状の駆動軸組立体
とをの製造方法に関するものである。金属または複合材
料のいずれかで作られた管状の駆動軸は、普通、第１の
臨界速度以下で操作するように設計されている０本発明
によれば、金属または他の高ｍ度材料で作られた小さな
錘を前記駆動軸Ｈにリベットのような機械的固定具で１
カ所かそれ以ヒを間隔をおいて装着させ、それによって
前記駆動軸を動的にバランスさせている。

事実、ａｍ鉄製の錘は、普通厚さが０．０６４ｃｍ（＝
１／４インチ）以下で、大きさが１２．９０ｃｍ′（ｍ
２半方インチ）以下である。この錘は湾曲させて、駆動
軸の円筒形状に適合させてもよい。

駆動軸と錘は１両方とも整合した開口部を有し。

自己Ｎ練性の盲孔リベットまたは固定具の頭部をこの駆
動軸の外方から整合した開口部に挿入し。

リベットの内部端をアブセットし、錘と駆動軸間に機械
的係合を付与させる。

さらに、−層の接着剤シール剤を、錘と駆動軸の外面の
間に抑大して錘を駆動軸に接着させ１両者の界面をシー
ルする。

本発明は、また金属または複合材料のいずれがでできた
駆動軸のバランスをとる迅速で効果的な方法をも付与す
る。鋼鉄または金属製の駆動軸に本発明に基づく方法を
適用することによって、錘の駆動軸への溶接が省略され
、その結果高価な溶接装置は不要となり、また溶接によ
って生じる歪みも解消できる。

接着剤の使用によって、錘と駆動軸の接触面積が増加し
、その結果錘の部分に１Δ力集中の起ることが低減され
る。接着剤は５　またシール性を付与し、孔を介して駆
動軸の内部に水または他の液体の侵入の可能性を抑制し
、駆動軸の小均衡の原因を低減させる。

本発明の他の目的および利点については、以下の詳細な
説明から明瞭化される。

（実施例）第１図および第２図は、駆動軸（２）と末端ヨーク（３
）　とで構成された駆動軸組１′１体（１）をボしてお
り、この組１ン二体はリベット（５）　または他の機械
的固定具で駆動軸に取付けたａｍの小さな錘（４）を使
ってバランスをとっである０本発明は、長さが約１．８
３ｍ（＝６フイート）の範囲にあり、第１の臨界速度以
下の速度で操作するようにされた自動車用駆動軸に適格
な；Δ用件を有している。普通、この種の駆動軸は、　
８ＵＵＯｒｐｍ以下、一般的にはＯ〜３０口Ｏｒｐｍの
範囲で操作される。

駆動軸（２）は管状で、鋼鉄のような金属または繊維強
化樹脂のような複合材料で作られている。

もし繊維強化樹脂製である場合、駆動軸（２）は、普通
ガラスまたはグラファイトのような材料の連続繊維を多
数の重複した層状に巻き付けて駆動軸を構成するように
作られている。市吹晶では　ｍ維が希望の螺旋角で配置
されるように１種々の巻き付はハターンが使用できる。

複合材料製の駆動軸では、ｉｍｍ材料は、エポキシまた
はポリエステル樹脂等のような熱硬化性樹脂で接着され
ている。

バランス用の錘（４）は、好ましくは高密度の金属でで
きており、普通厚さが口０口ｔｉ４ｃｍ（＝１／４イン
チ）以下で１面積が１２．９０ｃ■２（峠カイインチ）
以下で１密度が２．７７〜８．３０８／ｃｃ（＝０．１
〜０．３１ｂｓ／ｉｎ３）である。この錘（４）は、第
２図に示したように、湾曲して駆動軸（２）の円筒形状
に適合するものであってもよい、また、錘（４）は、正
方形、長円形１円形等の種々の形状であってもよい。

リベット（５）は、好ましくは標準盲孔リベットで、駆
動軸（２）の外側に位置するヘッド（６）　と、それぞ
れ駆動軸（２）　と錘（４）の整合した開口部（８）と
（９）　を貫通するステム（７）　とを包含する。この
リベット（５）の内部端は（１口）で示すようにアブセ
ットして、錘（４）　と駆動軸（２）間に機械的係合を
付与する。

さらに−層の接１！を剤シール剤（１１）を、この錘（
４）と駆動軸（２）の外向間に挿入する。この接着剤（
１１）は、エポキシ接着剤でも、ウレタン・ベースの接
着剤でも、重合型エラストマーでも、シアノアクリレー
ト接着剤でも１両面被覆処理テープ。

等でもよい、シール０ＩＩ層（１１）は、錘の内向を駆
動軸に接着させて、水または他の材料が孔（８）　を介
して内部に侵入するのを防１卜するシールを付与する。

湿気または他のものが駆動軸内面に蓄槽すると、使用時
に駆動軸の不均衡が生じる。この接着剤層は、また錘と
駆動軸間の接触を増加させ、それによって＋＋６カをよ
り大面積に分布させ、リベット（５）の部分に１ｂ力集
中の発生するのを防１卜する。

ある実施例では、錘（４）は駆動軸（２）の一方または
両末端にしか付着されないこともあるが、第１図に示す
ような別の実施例では、錘（４）は駆動軸の末端ではな
く、駆動軸の中央部に付着させてもよい。

添付回向は錘がリベット（５）　を使用して駆動軸に付
着させたところを図小しているが、リベット（５）の代
りに別のｒａｗｔ的固道具を用いることも意図されてい
る。

バランスをとる方法では、駆動軸（２）と装着ヨーク（
３）　とを包含する駆動軸組立体（１）をまずバランス
機の一ヒで通常の方法で回転させて、不均衡の位置を決
める０次に、駆動軸の、錘を取付ける位置に孔を開け、
それぞれの孔（８）の周囲の駆動軸部分を適当な溶媒で
洗浄する。この後、接：ａ刑（１１）を錘の下面に付け
て、この錘を整合する孔（８゜９）を介して駆動軸に取
付ける。さらに、阿代リベット（５）を、紳（４）の外
向に、リベットのヘッド（Ｂ）がくるようにして、この
整合する孔に挿入１貫通させる。最後に、リベットの内
部端を通常の方法でアブセットして、錘（４）と駆動軸
間にｍ補的係合を付与する。

接着剤層は、錘（４）　と駆動軸（２）間の係合部をシ
ールする働きをするばかりでなく、錘と駆動軸とを強固
に接着して、使用中にリベット係台部が弛むことがある
ような時でも２錘が音を１７．でるのを防ぐ働きをする
１１′ｔｊＡ動軸のバランスをとる時。

錘（４）自体だけでなく、併用するリベットの重さも考
慮に入れねばならない。

駆動軸は、普通弾性係数を過大に設計しであるので、こ
の軸に設けた孔（８）が、この弾性係数に著しい俄下を
四すことはなく、従って駆動軸の機械的特性に悪影響を
及ぼすこともない。

本発明は、管状の部材または駆動軸を＋Ｅａにバランス
させる、迅速で効果的な方法を提供するものである０本
発明は、金属および複合材料製の。

両方の駆動軸に適用でき、金属製の駆動軸そ処理する場
合、従来使用されてきた通常の溶接法が省略でき、その
結果この方法で口される熱歪みという欠点を解消できる
。

本発明を実施するヒでの柿々の態様が１本発明と兄なさ
れる事項を特に指摘し、明瞭に主張する以下の請求項の
範囲内にあることを意図するものである。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明を実施する上で、現在意図する最良
の態様なホすものである。第１図は１本発明に基づいてバランスをとった駆動軸の
透視図である。第２図は、駆動軸に錘を何者させたことをホす。駆動軸の拡大部分所面図である。添付図面において。 ■・・・駆動軸組）゛死体、　　２・・・駆動軸、３・
・・末端ヨーク、　　　　４・・・錘、５・・・リベッ
ト、　　　　　　６・・・ヘット。７・・・スデム、　　　　　　８．９・・・開口部。１口・・・アブセットした内部端。ＩＩ・・・接着剤シール剤。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）管状の軸と、この軸の外面に係合され、この軸を
動的にバランスする位置に装着された少なくとも一個の
錘と、前記軸と錘とが有する整合した開口部を貫通して
前記錘を前記軸に装着する機械的固定具とを包含するこ
とを特徴とするバランスした軸組立体。
（２）特許請求の範囲第１項に記載の組立体であって、
この組立体がさらに前記錘と前記軸外面間に挿入した一
層の接着剤を包含することを特徴とするバランスした軸
組立体。
（３）特許請求の範囲第２項に記載の組立体であって、
前記錘が２．７７〜８．３１ｇ／ｃｃ（＝０．１〜０．
３１ｂｓ／ｉｎ＾３）の密度を有することを特徴とする
バランスした軸組立体。
（４）特許請求の範囲第１項に記載の組立体であって、
前記錘が０．０６４ｃｍ（＝１／４インチ）以下の厚さ
と、１２．９ｃｍ＾２（＝２平方インチ）以下の面積と
を有することを特徴とするバランスした軸組立体。
（５）特許請求の範囲第４項に記載の組立体であって、
前記錘が湾曲して、軸の形状に適合できるようになって
いることを特徴とするバランスした軸組立体。
（６）特許請求の範囲第１項に記載の組立体であって、
前記固定具がリベットであることを特徴とするバランス
した軸組立体。
（７）管状の軸と、この軸に取付ける錘と、前記軸の外
面に装着されるヘッドと前記軸と錘が有する整合した開
口部を貫通するステムとを有し、その内部端がアブセッ
トされて前記錘と軸間に機械的係合を付与するリベット
と、前記錘と軸の外向間に挿入される一層の接着剤とを
包含することを特徴とするバランスした軸組立体。
（８）管状の軸と、この軸の各末端に取付けたヨークと
、前記軸に付着され前記軸の形状に適合するように湾曲
し０．０６４ｃｍ（＝１／４インチ）以下の厚さと１２
．９ｃｍ＾２（＝２平方インチ）以下の面積を有する少
なくとも一個の錘と、前記錘と軸の外面の間に挿入され
る一層の接着剤と、前記軸と錘が有する整合した開口部
を貫通して前記錘を軸に装着させる盲孔リベットとを包
含することを特徴とするバランスした軸組立体。
（９）軸を軸線まわりに回転して不均衡の位置を決める
工程と、前記軸の不均衡の部分に孔を形成する工程と、
その中に開口部を有する錘を前記軸の外面に取付ける工
程と、軸の開口部と錘の開口部とを整合させる工程と、
リベットをこの整合した開口部に貫通、挿入させて錘を
軸に装着する工程とを包含することを特徴とする軸のバ
ランスをとる方法。
（１０）特許請求の範囲第９項に記載の方法であって、
この方法が、さらに前記リベットを整合した開口部に挿
入する前に前記錘と軸の界面に一層の接着剤を付与する
工程を包含することを特徴とする軸のバランスをとる方
法。
（１１）特許請求の範囲第１１項に記載の方法であって
、前記リベットがヘッドとステムを有し、前記リベット
を挿入する工程が、前記軸の外面から前記整合した開口
部を介してリベットのヘッドが前記錘の外面にくるよう
にこのステムを挿入する工程と前記ステムの内部端をア
ブセットして前記機械的係合を付与する工程とを包含す
ることを特徴とする軸のバランスをとる方法。