JPH0332476A - 電子ビーム溶接部構造 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば軸のごとき第１の部材に歯車のごとき
第２の部材を圧入して嵌合したのち、これらの第１の部
材と第２の部材との間における露出接合部に電子ビーム
を照射することにより、各部材が相互に接合される電子
ビーム溶接部の構造に関する。

［従来の技術］ 例えば、自動車のトランスミッションなどの一部を構成
する軸と歯車との結合には、非常に強度な結合力が要求
される。このため、歯車の中心穴に軸を圧入して嵌合し
たのち、この両者の接合部分を溶接することが行なわれ
ている。そして、この溶接手段として電子ビーム溶接方
法が用いられる。

ところで、この電子ビーム溶接方法による場合、狭隘な
電子ビームの照射個所が部分的に著しく高熱化されるの
で、これを受ける部材に熱ひずみや、ひび割れ等を生じ
、いわゆる溶接割れが起きる原因となる。

そこで、この対策として、第９図で示すごとく、軸１と
歯車２の接合面の中程全周にわたって溝内３を設けてお
くことが知られている ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような溝内３を設ける場合、その溝
内３内に空気が残留するため、真空中で電子ビーム溶接
がなされると、その溝内３内部と外部との圧力差によっ
て、第１０図で示すように、ガスが矢印ａのように噴き
出すことが多い。

そして、これにより良好な溶着接合面を全面に亘って形
成することが難しくなる。

また、上述したようなガスの噴出をなくすため、第１１
図で示すように、溝内３に連通して軸１の中心孔方向に
開口するガス抜孔４を設け、これより発生するガスを矢
印しで示すように抜くことも考えられている。

しかし、この場合には、第１２図で示すように、溝内３
内に、電子ビーム溶接によって生じたスパッタ５といわ
れる粒状物質が付着したままになっていると、この溶接
部品が車に組み込まれた後、車の運転中に上記スパッタ
５がガス抜孔４より徐々に出てきて、その結果、二次的
なトラブルの発生原因になるという問題があった。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、その目的乏するところは、溶接割れ防止のために被
溶接対象物たる第１部材と第２の部材との接合面の中程
に溶接割れ防止用の溝内を設けるものにおいて、ガスの
噴出を防止するため、溶接ビードを溝内の手前で止めた
とき、ビード底に発生する引張り応力集中を緩和するこ
とができる電子ビーム溶接部構造を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明の電子ビーム溶接部
構造は、第１の部材に第２の部材を嵌合したのち、これ
ら第１の部材と第２の部側との間の露出接合部に電子ビ
ームを照射して溶接されるべき上記第１の部材と第２の
部材において、上記露出接合部よりも内方における上記
第１の部材と第２の部材間の接合部分に溝内が形成され
、かつ、この溝内の手前で止まるビード部を形成する電
子ビーム溶接部で、上記溝孔はビード部側部分に応力逃
がし部を形成して、上記第１の部材と第２の部材が加工
されたものである。

［作用］ 本発明の電子ビーム溶接部構造では、第１の部材と第２
の部材とを電子ビーム溶接するに際しては、まず、第１
の部材に第２の部材を嵌合する。

この嵌合状態で、両部材の露出接合部分よりも内方にお
ける両部材間の接合部分に溝内が形成されている。

そして、これらの両部材間の露出接合部に電子ビームを
照射していくことにより、両部材を相互に接合する。こ
のとき、電子ビーム溶接により形成されるビード部は溝
内に達しないその手前の位置まで形成される。

このとき、ビード部の底に生じる引張り応力は、上記溝
内に形成した応力逃がし部の作用によって緩和される。

さらに、溶接ビードを溝内の手前で止めるため、電子ビ
ーム溶接時にガスの噴出を防止することができる。

［実施例］ 第１図ないし第５図は、本発明の一実施例の電子ビーム
溶接部構造について示すものである。

この実施例では、−例として、自動車に搭載されるトラ
ンスミッションの一部を構成する軸（第１の部材）と歯
車（第２に部材）とを接合する場合について述べる。な
お、第１図ないし第６図において、第９図ないし第１２
図のものと同じ符号はほぼ同様な部分を示す。

さて、第３図に示すごとく、第１の部材としての軸１に
は、第２の部材としての歯車２の中心孔６に圧入して嵌
合する端部１ａが設けられている。

したがって、第３図で示すように軸１の端部１ａにその
軸端面方向より歯車２の中心穴６を圧入嵌合すると、第
１図および第２図で示すように、両者は一体的に結合さ
れる。

ところで、紬１と歯車２の嵌合部の中程、すなわち露出
接合部７より軸方向に向は内方の部分には、その全周に
亘って電子ビーム溶接による溶接割れを防ぐための溝内
３が設けられている。なお、この接合部の溝内３から露
出接合部７に至る間の全周には、嵌合時における両部材
１．２の間には狭い隙間、すなわち０．１＋１ｍ程度の
隙間が形成されるように、両部材１，２の嵌合部の両方
に加工を施してもよい。

さらに、上記露出接合部７において、溝内３には、後述
するように電子ビーム溶接により形成されるビード部（
溶着部）８側端部には第５図で示されるように軸１と歯
車２側それぞれに入り込む窪み（凹部）からなる２つの
応力逃が１２部９，９が形成されている。

また、上記ビード部８は溝内３の直前手前まで形成され
、その溝内３まで達しない状態で形成されている。

次に、上記両部材、つまり、軸１と歯車２の溶接結合工
程について説明する。

まず、第３図に矢印Ｃで示すように、軸１と歯車２とを
相対移動させて、軸１の端部１ａに歯車２の中心穴６を
圧入して嵌合する。

このように嵌合した部分で、溝内３より軸方向外側（端
面側）は第４図で示す矢印ｄ方向からその露出接合部７
へ向けて、電子ビーム照射を行い、溶着してビード部８
を形成する。これにより軸１と歯車２を溶着結合する。

また、電子ビーム照射により形成するビード部８は、溝
内３に達しない手前で止めるようにする。

このとき、第８図で示すようにビード部８の底の部分に
生じる引張り応力τは、上記溝内３に形成した応力逃が
し部９，９の作用によって緩和される。また、ビード９
と溝内３との間に圧縮応力σも生じない。したがって、
溶接割れ用溝内３を設けた効果が確保される。

さらに、溶接ビード部８を溝内３の手前で止めるため、
電子ビーム溶接時にガスの噴出を極力防止することがで
きる。

このようにして、電子ビーム照射により軸１と歯車２の
接合面の全周に亘って円周方向に順次進行させてゆく。

これにより、第５図で示すごとく、ビード部８が全周に
施行されて、軸１と歯車２とが一体に結合される。

なお、露出接合部７に隙間を形成したものにあっては、
その電子ビーム溶接に伴って発生するガスは溶接の進行
とともに、まだ溶接の行われていない隙間より外部へ順
次放出されているため、溝内３内にガスが残ることはな
い。したがって、溝内３内のガスを放出させるための前
述したガス抜は穴４（第１２図参照）などを設ける必要
がなくなる。また、この場合、溶接終了後は隙間は完全
になくなって、溝内３は完全に閉塞されるので、溝内′
３内に残留するスパッタ５（第１２図参照）が、後日、
外部に進出するというようなおそれもない。

また、上記応力逃がし部９としては第６図または第７図
で示すように形成してもよい。すなわち、第６図では応
力逃がし部９を歯車１側にのみ１つ形成したものである
。また、第７図では応力逃がし部９を軸２側にのみ１つ
形成したものである。

これらの場合にも同様な作用効果を奏する。

なお、上記実施例では、第１部材として丸棒状の軸、第
２部材として丸穴をもった歯車を例にして説明したが、
第１の部材に第２の部材を圧入嵌合したのち、これら第
１、第２の部材間の露出接合部に沿い電子ビームを照射
していくことにより、相互に接合されるべきものである
なら、第１、第２の部材の形状等はいずれのものでも、
本発明の適用が可能であることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の電子ビーム溶接部構造に
よれば、両部材間の露出接合部に電子ビームを照射して
いくことにより形成されるビード部は溝内に達しないそ
の手前の位置まで形成される。したがって、電子ビーム
溶接時にガスの噴出を防止することができる。

このとき、ビード部の底に生じる引張り応力は、上記溝
内に形成した応力逃がし部の作用によって緩和すること
ができるから、不必要な歪みの発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例としての電子ビ
ーム溶接部構造を示すもので、第１図はその第１の部材
と第２の部材との接合部を示す断面図、第２図は第１図
の■方向からみた端面図、第３図はその第１．第２の部
材を接合する前の状態を示す分解断面図、第４図はその
第１の部材と第２の部材の接合部における要部を少し拡
大して示す部分断面図、第５図はその溶接終了部の拡大
部分断面図ある。第６図および第７図はそれぞれ応力逃
がし部の他の変形例を示す溶接終了部の拡大部分断面図
である。第８図は応力逃がし部の作用を説明するための
溶接終了部の拡大部分断面図である。第９図は従来の溝
内をもった電子ビーム溶接部構造を示す拡大部分断面図
、第１０図は従来の溝内をもった電子ビーム溶接部構造
の溶接時のガスの吐出状態を示す拡大部分断面図、第１
１図は従来の溝内３およびガス抜穴をもった電子ビーム
溶接部構造の拡大部分断面図、第１２図は第１１図中Ａ
部分を更に拡大した部分断面図である。 １・・・軸（第１の部材）、１ａ・・・縮径端部、２・
・・歯車（第２の部材）、３・・・溝内、６・・・中心
穴、７・・・露出接合部、８・・・ビード部、９・・・
応力逃がし部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　第１の部材に第２の部材を嵌合したのち、これら第１
   の部材と第２の部材との間の露出接合部に電子ビームを
   照射して溶接されるべき上記第１の部材と第２の部材に
   おいて、上記露出接合部よりも内方における上記第１の
   部材と第２の部材間の接合部分に溝内が形成され、かつ
   、この溝内の手前で止まるビード部を形成する電子ビー
   ム溶接部で、上記溝孔のビード部側部分に応力逃がし部
   を形成して、上記第１の部材と第２の部材が加工されて
   いることを特徴とする電子ビーム溶接部構造。