JPH08166044A - Aluminum made drive shaft - Google Patents
Aluminum made drive shaftInfo
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Abstract
Description
【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、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、貫通孔から外側端面まで延びる
スリットをバランスウェイトの肉厚方向全域にわたって
形成することが好ましい。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 is a small-diameter opening and the surface side is a large-diameter opening, and the large-diameter opening is covered with the above-mentioned weld metal. When the balance weight is welded to the drive shaft at a welding current of 240 A under normal welding conditions, for example, using a welding wire with a diameter of about 1.6 mm, the through hole formed in the balance weight has a small diameter opening with a diameter of 12 to 14 mm. It is important to be in range. Further, it is preferable to form a slit extending from the through hole to the outer end surface over the entire area of the balance weight in the thickness direction. 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 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ｄ1 ＝１２ｍｍ，大径開口部の直径ｄ2 ＝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２：（図５） 実施例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。Example 1: (FIG. 3) The balance weight 1 is provided on the outer peripheral surface of the aluminum drive shaft.
1 was attached. The balance weight 11 has a diameter d 1 = 12 mm for the small diameter opening and a diameter d 2 = 15 for the 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 2: (FIG. 5) An iron piece having the same size as that of 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、実施例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 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秒とする外は実施例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 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】実施例３：２５ｍｍ角で肉厚が３ｍｍの鉄
片に小径開口部の直径ｄ1 ＝１２ｍｍ，大径開口部の直
径ｄ2 ＝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１
４ｍｍ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４：（図６） 幅１ｍｍのスリット１５を形成した外は実施例３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。Example 3 A balance weight was used in which a through hole 12 having a diameter d 1 = 12 mm of a small diameter opening and a diameter d 2 = 18 mm of a large diameter opening was formed on an iron piece 25 mm square and 3 mm thick. . In this case, the inner diameter of the through hole 12 is 1 mm at the position 1.5 mm from the outer peripheral surface side of the drive shaft.
A step 16 having a diameter of 4 mm and an outer diameter of 16 mm 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 4: (FIG. 6) The same balance weight 11 as in Example 3 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】実施例５：（図３） ３５ｍｍ角で肉厚４ｍｍの鉄片に小径開口部の直径ｄ1
＝１４ｍｍ，大径開口部の直径ｄ2 ＝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６：（図５） 幅３ｍｍのスリット１５を形成した外は実施例５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。Example 5: (FIG. 3) A small diameter opening d 1 was formed on an iron piece 35 mm square and 4 mm thick.
A balance weight 11 having a through hole 12 of 14 mm and a large diameter opening d 2 = 20 mm was used. 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 6: (FIG. 5) The same balance weight 11 as in Example 5 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 MIG welding 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７：（図５） ３５ｍｍ角で肉厚６ｍｍの鉄片に小径開口部の直径ｄ1
＝１４ｍｍ，大径開口部の直径ｄ2 ＝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。Example 7: (FIG. 5) A small diameter opening d 1 was formed on a 35 mm square and 6 mm thick iron piece.
A balance weight 11 having a through hole 12 having a diameter of 14 mm, a large diameter opening d 2 = 22 mm, and a slit 15 having a width of 4 mm 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
１，２との対比及び比較例３，４と実施例３，４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１２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。
また、実施例５〜７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。As described above, each balance weight attached to the outer peripheral surface of the drive shaft 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 the balance weights having the same wall thickness, as will be apparent from the comparison between Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2, and the comparison between Comparative Examples 3 and 4 and Examples 3 and 4, In the case of using the balance weight 11 in which the through hole 12 is formed by the tapered surface according to the invention, the peeling strength is remarkably high, and it was confirmed that the balance weight is firmly attached to the drive shaft.
Moreover, as seen in Examples 5 to 7, defects that tend to occur in the weld metal 13 are suppressed even by welding for a relatively long time using the balance weight 11 having a large wall thickness.
The balance weight 11 could be attached to the outer peripheral surface of the drive shaft with excellent peel strength.
【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上広がりの貫通
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、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、Ａｌ−鉄系の金属間化合物やブローホー
ル，微割れ等がないため、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, according to the present invention, the balance weight is filled with the weld metal to fill the upward spread through-hole formed in the iron-based balance weight, so that the balance weight is connected to the pipe portion or the yoke portion of the drive shaft. Is attached to. The formed weld metal has a substantially inverted truncated cone shape following the shape of the through hole, and fixes the balance weight to the drive shaft with a strong force. Further, since there is no Al-iron based intermetallic compound, blowholes, microcracks, etc., the mass distribution of the drive shaft is adjusted with high quality reliability, and a drive shaft for a vehicle without vibration or noise can be obtained.
【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】 本発明に従っ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. 3 is a plan view (a) and a sectional view (b) showing a state in which a balance weight according to the present invention is attached.
【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】 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.
【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.
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 １６：段部7: Thick cap 7 ': Thin cap 1
1: Balance weight 12: Through hole 13: Weld metal 14: Blow hole 15: Slit 16: 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Yutaka Kawada 2400 Kamigo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Automotive Department Product Industry Co., Ltd. (72) Inventor ▲ Ha ▼ 2400 Kamigo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Automotive Department Product Industry Co., Ltd. In the company
Claims (4)
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、前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 welded to the surface of the yoke portion, wherein the through hole has a small diameter opening on the side facing the surface of the pipe portion or the yoke portion and a large diameter opening on the surface side. An aluminum drive shaft that blocks the large-diameter opening.
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.
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いる請求項１又は２記載のア
ルミニウム製駆動軸。3. The aluminum drive shaft according to claim 1, wherein a slit extending from the through hole to the outer end surface of the balance weight is formed over the entire area of the balance weight in the thickness direction.
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。4. An aluminum drive shaft in which the weld metal according to claim 1 does not spread on the surface of the balance weight and closes the large diameter opening.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33204594A JP3476573B2 (en) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | Aluminum drive shaft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33204594A JP3476573B2 (en) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | Aluminum drive shaft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08166044A true JPH08166044A (en) | 1996-06-25 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008512615A (en) * | 2004-09-10 | 2008-04-24 | ジーケイエヌ ドライヴライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Method for fixing at least one counterweight to a hollow shaft and hollow shaft |
-
1994
- 1994-12-12 JP JP33204594A patent/JP3476573B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008512615A (en) * | 2004-09-10 | 2008-04-24 | ジーケイエヌ ドライヴライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Method for fixing at least one counterweight to a hollow shaft and hollow shaft |
| JP4908416B2 (en) * | 2004-09-10 | 2012-04-04 | ジーケイエヌ ドライヴライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | A counterweight fixing method, a hollow shaft, a power transmission system, and a vehicle. |
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