JPH09291974A - ねじり疲労特性に優れた高性能自動車駆動軸 - Google Patents
ねじり疲労特性に優れた高性能自動車駆動軸Info
- Publication number
- JPH09291974A JPH09291974A JP12626296A JP12626296A JPH09291974A JP H09291974 A JPH09291974 A JP H09291974A JP 12626296 A JP12626296 A JP 12626296A JP 12626296 A JP12626296 A JP 12626296A JP H09291974 A JPH09291974 A JP H09291974A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、自動車駆動軸の軽量化を進めよう
とした場合特に問題となる、バランスウエイトの溶接部
の耐ねじり疲労特性を高めることにより、部品全体とし
てのねじり疲労特性を向上させた高性能自動車駆動軸を
提供する。 【解決手段】 回転振れまわりを低減するためのバラン
スウエイトをプロジエクション溶接で取り付けた、自動
車のエンジン推進力を車輪に伝える駆動軸において、バ
ランスウエイトのプロジエクションの直径を１．５ｍｍ
以上、４．０ｍｍ未満とすることにより、バランスウエ
イト取付け後も優れたねじり疲労特性を有する高性能自
動車駆動軸を得ることができる。
とした場合特に問題となる、バランスウエイトの溶接部
の耐ねじり疲労特性を高めることにより、部品全体とし
てのねじり疲労特性を向上させた高性能自動車駆動軸を
提供する。 【解決手段】 回転振れまわりを低減するためのバラン
スウエイトをプロジエクション溶接で取り付けた、自動
車のエンジン推進力を車輪に伝える駆動軸において、バ
ランスウエイトのプロジエクションの直径を１．５ｍｍ
以上、４．０ｍｍ未満とすることにより、バランスウエ
イト取付け後も優れたねじり疲労特性を有する高性能自
動車駆動軸を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、乗用車・トラック
・トラクターといった、いわゆる広義の自動車に属する
車両のエンジン推進力を各車輪に伝える駆動軸、例えば
プロベラシャフト、ドライブシャフトといった部品に関
するもので、特に従来品より疲労特性が向上し、サイズ
ダウンによる軽量化が可能な自動車駆動軸に係る。
・トラクターといった、いわゆる広義の自動車に属する
車両のエンジン推進力を各車輪に伝える駆動軸、例えば
プロベラシャフト、ドライブシャフトといった部品に関
するもので、特に従来品より疲労特性が向上し、サイズ
ダウンによる軽量化が可能な自動車駆動軸に係る。
【０００２】
【従来の技術】自動車駆動軸は、自動車技術ハンドブッ
ク（第４分冊、生産・品質・整備編ｐ２３３自動車工業
会、１９９１年）に記載されるように、高速回転時に振
動が少ないことが重要な特性の１つである。その対策と
して図１の鋼管１にジョイント部品接合部３を介してジ
ョイント部品４を接合してある駆動部品の外観図に示す
ように、鋼管１にバランスウエイト２を取り付け、周方
向の重量バランス調整が行われる。
ク（第４分冊、生産・品質・整備編ｐ２３３自動車工業
会、１９９１年）に記載されるように、高速回転時に振
動が少ないことが重要な特性の１つである。その対策と
して図１の鋼管１にジョイント部品接合部３を介してジ
ョイント部品４を接合してある駆動部品の外観図に示す
ように、鋼管１にバランスウエイト２を取り付け、周方
向の重量バランス調整が行われる。
【０００３】このバランスウエイト２の取付方法は大き
く分けて、図２に示す（ａ）スポット溶接、あるいは
（ｂ）プロジエクション溶接の２通りが存在するが、い
ずれの方法でも駆動力を繰返し伝達することに対応する
ねじり疲労試験を実施すると、図３（ａ）に示すように
バランスウエイトの溶接部からの疲労割れ６が認められ
る場合がある。引張強さが５００ＭＰａ未満の低強度材
の疲労試験の場合は図３（ｂ）のようにジョイント部品
接合部３からの疲労割れ７が特性を決めていたのに対
し、特開平２−１９７５２５号公報に記載されるような
材料強度を高め駆動軸の断面積を減らし、軽量化を進め
た場合の疲労破壊は、図３（ａ）に示すようにバランス
ウエイト溶接部からの疲労割れ６が支配的となり、ねじ
り疲労特性が劣化して軽量化のための大きな障害であっ
た。
く分けて、図２に示す（ａ）スポット溶接、あるいは
（ｂ）プロジエクション溶接の２通りが存在するが、い
ずれの方法でも駆動力を繰返し伝達することに対応する
ねじり疲労試験を実施すると、図３（ａ）に示すように
バランスウエイトの溶接部からの疲労割れ６が認められ
る場合がある。引張強さが５００ＭＰａ未満の低強度材
の疲労試験の場合は図３（ｂ）のようにジョイント部品
接合部３からの疲労割れ７が特性を決めていたのに対
し、特開平２−１９７５２５号公報に記載されるような
材料強度を高め駆動軸の断面積を減らし、軽量化を進め
た場合の疲労破壊は、図３（ａ）に示すようにバランス
ウエイト溶接部からの疲労割れ６が支配的となり、ねじ
り疲労特性が劣化して軽量化のための大きな障害であっ
た。
【０００４】バランスウエイト溶接部からの疲労割れの
主な原因としては、溶接部の幾何学形状に起因する応
力集中、溶接時の急熱急冷による金属組織の変化、
溶接残留応力などが考えられる。これらを解決するた
め、例えば、特開平６−２４６４４０号公報には、バラ
ンスウエイト取付部を加熱することで疲労特性を向上さ
せる製造方法が開示されている。さらに、特開平６−２
４６４３９号公報には、取付方法に従来のスポット溶接
やプロジエクション溶接を用いず、アーク溶接を用いて
バランスウエイトを取り付けたねじり疲労特性に優れた
自動車駆動軸が、また、特開平６−２４９２９１号公報
には、接着剤を用いてバランスウエイトを取り付けたね
じり疲労特性に優れた自動車駆動軸が開示されている。
しかし、これらの発明では、従来のバランスウエイト取
付工程での生産性の低下を招いたり、設備・工程の大幅
な変更や新設の必要があり、経済性の面での難点があっ
た。
主な原因としては、溶接部の幾何学形状に起因する応
力集中、溶接時の急熱急冷による金属組織の変化、
溶接残留応力などが考えられる。これらを解決するた
め、例えば、特開平６−２４６４４０号公報には、バラ
ンスウエイト取付部を加熱することで疲労特性を向上さ
せる製造方法が開示されている。さらに、特開平６−２
４６４３９号公報には、取付方法に従来のスポット溶接
やプロジエクション溶接を用いず、アーク溶接を用いて
バランスウエイトを取り付けたねじり疲労特性に優れた
自動車駆動軸が、また、特開平６−２４９２９１号公報
には、接着剤を用いてバランスウエイトを取り付けたね
じり疲労特性に優れた自動車駆動軸が開示されている。
しかし、これらの発明では、従来のバランスウエイト取
付工程での生産性の低下を招いたり、設備・工程の大幅
な変更や新設の必要があり、経済性の面での難点があっ
た。
【０００５】一般的なバランスウエイト取付けでは、ま
ず、バランサーでバランスウェイト取付位置を算出し、
スポット溶接またはプロジエクション溶接でバランスウ
エイトを取付け、その後、再度バランサーで駆動軸の回
転重心が所定の位置にあるかを確認するといった工程を
とる。現状の工程に、例えば、特開平６−２４６４４０
号公報の製造方法を適用するには、新たに加熱用のライ
ンを設ける必要があるし、特開平６−２４６４３９号公
報の発明を適用するには溶接機の変更が必要である。特
開平６−２４９２９１号公雑の発明を適用する上では、
バランスウエイト取付後の回転重心位置の確認を行うの
に、接着剤の乾燥を持たねばならず、生産性の低下を招
くといった難点がある。
ず、バランサーでバランスウェイト取付位置を算出し、
スポット溶接またはプロジエクション溶接でバランスウ
エイトを取付け、その後、再度バランサーで駆動軸の回
転重心が所定の位置にあるかを確認するといった工程を
とる。現状の工程に、例えば、特開平６−２４６４４０
号公報の製造方法を適用するには、新たに加熱用のライ
ンを設ける必要があるし、特開平６−２４６４３９号公
報の発明を適用するには溶接機の変更が必要である。特
開平６−２４９２９１号公雑の発明を適用する上では、
バランスウエイト取付後の回転重心位置の確認を行うの
に、接着剤の乾燥を持たねばならず、生産性の低下を招
くといった難点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上のような現状に鑑
み、本発明は、従来の製造工程の大きな変更を要するこ
となく製造できる、バランスウエイト溶接部の耐ねじり
疲労特性が高く、部品全体としての耐ねじり疲労特性の
高い自動車駆動軸を得ようとするものであり、特に、バ
ランスウエイトの取付方法にプロジエクション溶接を用
いる自動車駆動軸において、耐ねじり疲労特性の高い自
動車駆動軸を提供するものである。
み、本発明は、従来の製造工程の大きな変更を要するこ
となく製造できる、バランスウエイト溶接部の耐ねじり
疲労特性が高く、部品全体としての耐ねじり疲労特性の
高い自動車駆動軸を得ようとするものであり、特に、バ
ランスウエイトの取付方法にプロジエクション溶接を用
いる自動車駆動軸において、耐ねじり疲労特性の高い自
動車駆動軸を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
対して種々の検討を行った結果、バランスウエイトのプ
ロジエクションの寸法を所定の大きさにすることで、解
決が図れることを見出したのである。本発明の要旨は以
下の通りである。
対して種々の検討を行った結果、バランスウエイトのプ
ロジエクションの寸法を所定の大きさにすることで、解
決が図れることを見出したのである。本発明の要旨は以
下の通りである。
【０００８】回転振れまわりを低減するためのバランス
ウエイトをブロジエクション溶接で取り付けた、自動車
のエンジン推進力を車輪に伝える駆動軸において、バラ
ンスウエイトのプロジエクションの直径が１．５ｍｍ以
上、４．０ｍｍ未満であることを特徴とするねじり疲労
特性に優れた高性能自動車駆動軸。
ウエイトをブロジエクション溶接で取り付けた、自動車
のエンジン推進力を車輪に伝える駆動軸において、バラ
ンスウエイトのプロジエクションの直径が１．５ｍｍ以
上、４．０ｍｍ未満であることを特徴とするねじり疲労
特性に優れた高性能自動車駆動軸。
【０００９】
【発明の実施の形態】前述のように、バランスウエイト
溶接部からの疲労割れの主な原因としては、溶接部の
幾何学形状に起因する応力集中、溶接時の急熱急冷に
よる金属組織の変化、溶接残留応力などが考えられ
る。本発明者らは、これらの要因のうち、バランスピー
ス溶接部の疲労特性に及ぼす影響が最も大きいのは、
であるという考え方に立ち、プロジエクション溶接部の
幾何学形状を改善し、応力集中の少ない形状とするべ
く、バランスウエイトのプロジエクション８の形状・寸
法についての検討を行った。形状については、図４
（ａ）〜（ｃ）に示すような、（ａ）半球型、（ｂ）円
錐台型、（ｃ）円柱型等のプロジエクション形状をもつ
バランスウエイト２を作製し、これを駆動軸に取り付け
てねじり疲労試験を行ったが、形状による疲労特性の差
異は特に認められなかった。しかし、寸法の影響は大き
く、プロジエクションの直径を４．０ｍｍ未満とする
と、疲労特性が向上した。ここでいうプロジエクション
の直径とは、図４（ａ）〜（ｃ）に示すｄのことであ
る。プロジエクションの直径が４．０ｍｍ以上では、プ
ロジエクション直径の影響はほとんどなく、疲労強度は
低い値でほぼ一定となる。疲労特性は、プロジエクショ
ン直径が小さいほど向上するが、１．５ｍｍ未満となる
とプロジエクション溶接部の接合強度に問題を生じる。
すなわち、通電の前にバランスウエイトを駆動軸上に加
圧固定する際にプロジエクションが潰れて溶接が不安定
になったり、プロジエクション部分の熱容量が駆動軸部
分のそれに比ベ極端に小さくなるために駆動軸側の充分
な溶融が得られないといった現象が生じ、プロジエクシ
ョン直径の小径化により接合面積自体が減ることとあい
まって、接合強度が低下し、繰返しのねじりを受けるう
ちにバランスウエイトがはずれてしまうという不都合を
生じる。以上のような理由から、本発明において、プロ
ジエクション直径の範囲は１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ未
満とした。
溶接部からの疲労割れの主な原因としては、溶接部の
幾何学形状に起因する応力集中、溶接時の急熱急冷に
よる金属組織の変化、溶接残留応力などが考えられ
る。本発明者らは、これらの要因のうち、バランスピー
ス溶接部の疲労特性に及ぼす影響が最も大きいのは、
であるという考え方に立ち、プロジエクション溶接部の
幾何学形状を改善し、応力集中の少ない形状とするべ
く、バランスウエイトのプロジエクション８の形状・寸
法についての検討を行った。形状については、図４
（ａ）〜（ｃ）に示すような、（ａ）半球型、（ｂ）円
錐台型、（ｃ）円柱型等のプロジエクション形状をもつ
バランスウエイト２を作製し、これを駆動軸に取り付け
てねじり疲労試験を行ったが、形状による疲労特性の差
異は特に認められなかった。しかし、寸法の影響は大き
く、プロジエクションの直径を４．０ｍｍ未満とする
と、疲労特性が向上した。ここでいうプロジエクション
の直径とは、図４（ａ）〜（ｃ）に示すｄのことであ
る。プロジエクションの直径が４．０ｍｍ以上では、プ
ロジエクション直径の影響はほとんどなく、疲労強度は
低い値でほぼ一定となる。疲労特性は、プロジエクショ
ン直径が小さいほど向上するが、１．５ｍｍ未満となる
とプロジエクション溶接部の接合強度に問題を生じる。
すなわち、通電の前にバランスウエイトを駆動軸上に加
圧固定する際にプロジエクションが潰れて溶接が不安定
になったり、プロジエクション部分の熱容量が駆動軸部
分のそれに比ベ極端に小さくなるために駆動軸側の充分
な溶融が得られないといった現象が生じ、プロジエクシ
ョン直径の小径化により接合面積自体が減ることとあい
まって、接合強度が低下し、繰返しのねじりを受けるう
ちにバランスウエイトがはずれてしまうという不都合を
生じる。以上のような理由から、本発明において、プロ
ジエクション直径の範囲は１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ未
満とした。
【００１０】また、先に述べたようにプロジエクション
の形状（半球型、円錐台型、円柱型等）による疲労特性
の違いは見受けられないことから、プロジエクション直
径を限定して疲労強度を向上させた本発明の範囲は、プ
ロジエクションの形状によって限定されるものではな
い。すなわち、いかなるプロジエクション形状を用いた
としても、プロジエクションの直径を最適化して疲労強
度を向上させるものは、本質的には本発明の範囲内であ
る。
の形状（半球型、円錐台型、円柱型等）による疲労特性
の違いは見受けられないことから、プロジエクション直
径を限定して疲労強度を向上させた本発明の範囲は、プ
ロジエクションの形状によって限定されるものではな
い。すなわち、いかなるプロジエクション形状を用いた
としても、プロジエクションの直径を最適化して疲労強
度を向上させるものは、本質的には本発明の範囲内であ
る。
【００１１】プロジエクションの高さ（図４（ａ）、
（ｃ）中のｈ）については、本発明では特にその範囲を
限定するものではない。本発明者らの検討によれば、プ
ロジエクション高さの疲労特性に及ぼす影響は特に見ら
れないので、プロジエクション溶接を安定的に行えるよ
うに適宜その寸法を選択すればよい。
（ｃ）中のｈ）については、本発明では特にその範囲を
限定するものではない。本発明者らの検討によれば、プ
ロジエクション高さの疲労特性に及ぼす影響は特に見ら
れないので、プロジエクション溶接を安定的に行えるよ
うに適宜その寸法を選択すればよい。
【００１２】プロジエクション溶接によるバランスウエ
イトの取付けでは、１つのバランスウエイトに複数のプ
ロジエクションを設け、同時多点溶接を行うことが一般
化されているが、本発明はこうした多点溶接にも適用可
能である。すなわち、複数のプロジエクションを有する
バランスウエイトにおいても、各プロジエクションの直
径を本発明の寸法範囲とすることで疲労特性を向上させ
ることができる。
イトの取付けでは、１つのバランスウエイトに複数のプ
ロジエクションを設け、同時多点溶接を行うことが一般
化されているが、本発明はこうした多点溶接にも適用可
能である。すなわち、複数のプロジエクションを有する
バランスウエイトにおいても、各プロジエクションの直
径を本発明の寸法範囲とすることで疲労特性を向上させ
ることができる。
【００１３】
【実施例】外径１１４．３ｍｍ、肉厚４．０ｍｍ、引張
強さ７３５ＭＰａクラスの高強度鋼管部分を持つ駆動軸
に、種々のプロジエクションの形状・寸法を持つバラン
スウエイトをプロジエクション溶接により取付け、ねじ
り疲労試験を実施した。プロジエクションはｌつのバラ
ンスウエイトに２つ設け、２点止め溶接とした。結果を
表１に示す。プロジエクション直径を１．５ｍｍ未満と
した比較例１０〜１２では、プロジエクション溶接が不
安定で、良好な接合状態を得ることが出来なかった。図
５は表１の結果を、プロジエクション直径と破断寿命の
関係で図化したものである。疲労割れはいずれの場合に
おいてもバランスウエイトの取付け部からの疲労割れで
あっだが、表ｌおよび図５に見るように、プロジエクシ
ョン直径を４．０ｍｍ未満とした本発明例１〜９におい
て、プロジエクション形状によらず破断寿命の向上が認
められる。
強さ７３５ＭＰａクラスの高強度鋼管部分を持つ駆動軸
に、種々のプロジエクションの形状・寸法を持つバラン
スウエイトをプロジエクション溶接により取付け、ねじ
り疲労試験を実施した。プロジエクションはｌつのバラ
ンスウエイトに２つ設け、２点止め溶接とした。結果を
表１に示す。プロジエクション直径を１．５ｍｍ未満と
した比較例１０〜１２では、プロジエクション溶接が不
安定で、良好な接合状態を得ることが出来なかった。図
５は表１の結果を、プロジエクション直径と破断寿命の
関係で図化したものである。疲労割れはいずれの場合に
おいてもバランスウエイトの取付け部からの疲労割れで
あっだが、表ｌおよび図５に見るように、プロジエクシ
ョン直径を４．０ｍｍ未満とした本発明例１〜９におい
て、プロジエクション形状によらず破断寿命の向上が認
められる。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】本発明を用いれば、回転振れまわりを低
減するためのバランスウエイトをプロジエクション溶接
で取り付けた自動車駆動軸において、ねじり疲労特性を
低下させていたバランスウエイト取付部からの疲労破壊
発生を遅らせることができ、部品としてのねじり疲労特
性を向上させることができる。その結果、実使用応力の
上昇が可能であり、自動車推進軸の軽量化が可能であ
る。
減するためのバランスウエイトをプロジエクション溶接
で取り付けた自動車駆動軸において、ねじり疲労特性を
低下させていたバランスウエイト取付部からの疲労破壊
発生を遅らせることができ、部品としてのねじり疲労特
性を向上させることができる。その結果、実使用応力の
上昇が可能であり、自動車推進軸の軽量化が可能であ
る。
【図１】代表的な自動車駆動軸の構造を示す図である。
【図２】駆動軸にバランスウエイトを取付けるスポット
溶接（ａ）とプロジエクション溶接（ｂ）の概要を示す
図である。
溶接（ａ）とプロジエクション溶接（ｂ）の概要を示す
図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は駆動軸に対して主要な性能評
価であるねじり疲労試験を実施した場合の疲労破壊発生
位置を示す図である。
価であるねじり疲労試験を実施した場合の疲労破壊発生
位置を示す図である。
【図４】バランスウエイトのプロジエクションの形状と
寸法を示す図で、（ａ）は半球型プロジエクション、
（ｂ）は円錐台型プロジエクション、（ｃ）は円柱型プ
ロジエクションを示す図である。
寸法を示す図で、（ａ）は半球型プロジエクション、
（ｂ）は円錐台型プロジエクション、（ｃ）は円柱型プ
ロジエクションを示す図である。
【図５】バランスウエイトのプロジエクション直径とね
じり疲労試験における破断寿命の関係を示す図である。
じり疲労試験における破断寿命の関係を示す図である。
１ 鋼管 ２ バランスウエイト ３ ジョイント部品接合部 ４ ジョイント部品 ５ 電極チップ ６ バランスウエイト溶接部からの疲労割れ ７ ジョイント部品接合部からの疲労割れ ８ バランスウエイトのプロジエクション（突起） ｄ プロジエクション直径 ｈ プロジエクション高さ
Claims (1)
- 【請求項１】 回転振れまわりを低減するためのバラン
スウエイトをプロジエクション溶接で取り付けた、自動
車のエンジン推進力を車輪に伝える駆動軸において、バ
ランスウエイトのプロジエクションの直径が１．５ｍｍ
以上、４．０ｍｍ未満であることを特徴とするねじり疲
労特性に優れた高性能自動車駆動軸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12626296A JPH09291974A (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | ねじり疲労特性に優れた高性能自動車駆動軸 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12626296A JPH09291974A (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | ねじり疲労特性に優れた高性能自動車駆動軸 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09291974A true JPH09291974A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=14930837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12626296A Pending JPH09291974A (ja) | 1996-04-24 | 1996-04-24 | ねじり疲労特性に優れた高性能自動車駆動軸 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09291974A (ja) |
-
1996
- 1996-04-24 JP JP12626296A patent/JPH09291974A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20041216 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050111 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050927 |