JPS6363309B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6363309B2 JPS6363309B2 JP54037419A JP3741979A JPS6363309B2 JP S6363309 B2 JPS6363309 B2 JP S6363309B2 JP 54037419 A JP54037419 A JP 54037419A JP 3741979 A JP3741979 A JP 3741979A JP S6363309 B2 JPS6363309 B2 JP S6363309B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- thin
- reinforcing member
- walled
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 40
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 31
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、薄肉パイプ材と他の部品との接合法
に係るものであり、とくに薄肉長尺パイプまたは
薄肉屈曲パイプを高強度で他の部品に接合する方
法に関する。
に係るものであり、とくに薄肉長尺パイプまたは
薄肉屈曲パイプを高強度で他の部品に接合する方
法に関する。
従来、かなりの接合強度をもつ接合法として最
も一般的に用いられているものは、アーク溶接法
である。この方法によれば、ワークの剛性や形状
にあまり左右されることなく、薄肉ものも、異形
ものも溶接が可能である。しかし、一般的にアー
ク溶接は、接合強度が不安定で、材質の組合せに
よつては摩擦溶接より弱く、かつ歪も大きく、品
質のばらつきが大きい。しかも、溶接性の面か
ら、材質上の制約も多く、たとえば、高炭素鋼は
アーク溶接条件の管理がきびしく行なわれなけれ
ばならないという難点がある。
も一般的に用いられているものは、アーク溶接法
である。この方法によれば、ワークの剛性や形状
にあまり左右されることなく、薄肉ものも、異形
ものも溶接が可能である。しかし、一般的にアー
ク溶接は、接合強度が不安定で、材質の組合せに
よつては摩擦溶接より弱く、かつ歪も大きく、品
質のばらつきが大きい。しかも、溶接性の面か
ら、材質上の制約も多く、たとえば、高炭素鋼は
アーク溶接条件の管理がきびしく行なわれなけれ
ばならないという難点がある。
ところで、接合強度が要求されるものの代表例
に動力伝達軸がある。車両に用いられる動力伝達
軸には、軽量性の点を考慮して屡々パイプ軸が用
いられる。たとえば、フロントエンジン、フロン
トドライブの車両におけるドライブシヤフトにお
いては、等速ジヨイントの中間軸に、ねじり剛
性、ねじり強度、曲げ強度が高くてかつ軽量でな
ければらないという条件を満足するために、パイ
プが用いられる場合が多い。一般に排気量1000c.c.
ないし1500c.c.の乗用車では、中間軸として外径40
mm、肉厚２mmないし３mmの継目なし鋼管が用いら
れる。この中間軸と中間軸の両端の入、出力軸部
材との接合は、前述のような難点があるにも拘ら
ず、アーク溶接法によつていることが多い。
に動力伝達軸がある。車両に用いられる動力伝達
軸には、軽量性の点を考慮して屡々パイプ軸が用
いられる。たとえば、フロントエンジン、フロン
トドライブの車両におけるドライブシヤフトにお
いては、等速ジヨイントの中間軸に、ねじり剛
性、ねじり強度、曲げ強度が高くてかつ軽量でな
ければらないという条件を満足するために、パイ
プが用いられる場合が多い。一般に排気量1000c.c.
ないし1500c.c.の乗用車では、中間軸として外径40
mm、肉厚２mmないし３mmの継目なし鋼管が用いら
れる。この中間軸と中間軸の両端の入、出力軸部
材との接合は、前述のような難点があるにも拘ら
ず、アーク溶接法によつていることが多い。
一方、摩擦溶接法は、信頼性と生産性の高い溶
接法として知られているが、車両の中間軸と入、
出力部材との溶接のような、薄肉パイプと相手部
品との溶接接合に、アーク溶接に代えて用いられ
るということは、従来余りされていない。薄肉パ
イプの接合に摩擦溶接が余り広まつていない原因
は、第１にチヤツクの把握力だけでは摩擦溶接最
終時のアプセツト圧（一般に数ton以上）に耐え
られずすべつてしまい、パイプ材ではスラスト力
を受ける好都合な手段がないのでこのすべりを防
止できないことにある。しいて実施する場合は、
接合面と反対側の端面でスラストを受けさせる
が、長尺もの薄肉ものではパイプが座掘してしま
うので、パイプ材全長にわたつてパイプ外周部を
拘束する工夫が必要となり、設備治具構造上、ま
た作業性上不都合が多い。ストレートパイプに座
掘や永久的曲げ変形が生ずると不良品となるが、
屈曲パイプの場合には、スラスト力を受けること
は更に困難になるので、上記の不都合は更に問題
となる。
接法として知られているが、車両の中間軸と入、
出力部材との溶接のような、薄肉パイプと相手部
品との溶接接合に、アーク溶接に代えて用いられ
るということは、従来余りされていない。薄肉パ
イプの接合に摩擦溶接が余り広まつていない原因
は、第１にチヤツクの把握力だけでは摩擦溶接最
終時のアプセツト圧（一般に数ton以上）に耐え
られずすべつてしまい、パイプ材ではスラスト力
を受ける好都合な手段がないのでこのすべりを防
止できないことにある。しいて実施する場合は、
接合面と反対側の端面でスラストを受けさせる
が、長尺もの薄肉ものではパイプが座掘してしま
うので、パイプ材全長にわたつてパイプ外周部を
拘束する工夫が必要となり、設備治具構造上、ま
た作業性上不都合が多い。ストレートパイプに座
掘や永久的曲げ変形が生ずると不良品となるが、
屈曲パイプの場合には、スラスト力を受けること
は更に困難になるので、上記の不都合は更に問題
となる。
第２の難点として、薄肉パイプ材は熱容量の差
で、相手側の熱容量の大きい部材に熱が吸収され
るため、温度上昇が早く、一方相手部品はそれよ
り格段に熱の逃げが早く温度上昇は遅いので、相
手部品のとけ具合を溶接品質上最適にとると、ど
うしても薄肉パイプ材のとけ代が多くなり、たと
えば10mm以上もとけて種々の不都合を生じる。従
来、このアンバランスを避けるために、相手部品
の摩擦溶接面を薄肉パイプと類似形状の円筒状に
形成するなどの工夫を行なつているが、これにも
限度がある。たとえば、双方を薄肉した場合に
は、２部品の心ずれの影響が大きく出てきても摩
擦溶接部の強度低下のおそれがある。また、パイ
プ本体はドライブシヤフトの場合には強度上の理
由から継目なし鋼管が用いられているが、これは
非常に高価であるので、パイプ材の摩擦溶接代が
長いことは、経済的にも不利である。
で、相手側の熱容量の大きい部材に熱が吸収され
るため、温度上昇が早く、一方相手部品はそれよ
り格段に熱の逃げが早く温度上昇は遅いので、相
手部品のとけ具合を溶接品質上最適にとると、ど
うしても薄肉パイプ材のとけ代が多くなり、たと
えば10mm以上もとけて種々の不都合を生じる。従
来、このアンバランスを避けるために、相手部品
の摩擦溶接面を薄肉パイプと類似形状の円筒状に
形成するなどの工夫を行なつているが、これにも
限度がある。たとえば、双方を薄肉した場合に
は、２部品の心ずれの影響が大きく出てきても摩
擦溶接部の強度低下のおそれがある。また、パイ
プ本体はドライブシヤフトの場合には強度上の理
由から継目なし鋼管が用いられているが、これは
非常に高価であるので、パイプ材の摩擦溶接代が
長いことは、経済的にも不利である。
本発明は、前記のような種々な不具合を解消で
きる、薄肉パイプ材と相手部品との強力な接合法
を提供することを目的とするものである。
きる、薄肉パイプ材と相手部品との強力な接合法
を提供することを目的とするものである。
以下に、本発明のパイプ材接合法の一実施例を
図に従つて説明する。
図に従つて説明する。
まず、第１図に示すように、真直または屈曲の
薄肉パイプ１の端部の外周に、環状の補強部材２
を固着する。補強部材２は、相手部品と溶接する
側のパイプ１端部に設ければよく、相手部品がパ
イプ１の両端に溶接される場合は、薄肉パイプ１
の両端に設けられることとなる。
薄肉パイプ１の端部の外周に、環状の補強部材２
を固着する。補強部材２は、相手部品と溶接する
側のパイプ１端部に設ければよく、相手部品がパ
イプ１の両端に溶接される場合は、薄肉パイプ１
の両端に設けられることとなる。
環状の補強部材２は、短パイプであつてもよい
し、板をまるめて作製した環状板であつてもよ
い。また、補強部材２は円周方向に完全に連続し
たものでなくともよい。補強部材２の薄肉パイプ
１外周への嵌装は、遊嵌または軽い圧入によるこ
とが望ましい。補強部材２を薄肉パイプ１に嵌装
した後、スポツト溶接などにより補強部材２を薄
肉パイプ１に固着する。３はスポツト溶接を適用
した場合の溶接部を示している。固着はスポツト
溶接に限るものではなく、嵌合部のロー付などに
よつてもよく、薄肉パイプ１と補強部材２間のス
ラスト荷重に耐えかつ補強部材２端部と薄肉パイ
プ１外周面との交わり部に段差部４が形成できる
ものであればよい。
し、板をまるめて作製した環状板であつてもよ
い。また、補強部材２は円周方向に完全に連続し
たものでなくともよい。補強部材２の薄肉パイプ
１外周への嵌装は、遊嵌または軽い圧入によるこ
とが望ましい。補強部材２を薄肉パイプ１に嵌装
した後、スポツト溶接などにより補強部材２を薄
肉パイプ１に固着する。３はスポツト溶接を適用
した場合の溶接部を示している。固着はスポツト
溶接に限るものではなく、嵌合部のロー付などに
よつてもよく、薄肉パイプ１と補強部材２間のス
ラスト荷重に耐えかつ補強部材２端部と薄肉パイ
プ１外周面との交わり部に段差部４が形成できる
ものであればよい。
次に、端部に補強部材２が固着された薄肉パイ
プ１を、第２図に示すように、摩擦溶接機５の一
方のチヤツク５ａにて、チヤツク５ａの端面に補
強部材２の奥側の端面２ａを当接した状態で、チ
ヤツクする。すなわち、段差部４でスラスト荷重
を受けることのできる状態で薄肉パイプ１の外周
面をチヤツクする。一方、相手部品６を摩擦溶接
機５の他方のチヤツク５ｂにて把握し、ストツパ
５ｃを相手部品の肩部６ａにあててスラストを受
けることができる状態にセツトする。次にチヤツ
ク５ａ、チヤツク５ｂの何れか一方を回転させな
がらチヤツク５ａ，５ｂ間の距離を近接させるこ
とにより、補強部材２が固着された薄肉パイプ１
と相手部品６との対向面同志を回転、圧接させて
摩擦溶接を行なう。（第３図参照）。この場合薄肉
パイプ１側のスラストは段差部４で受けられるの
で、摩擦溶接部には十分な圧接力が得られる。ま
た、この圧接力により薄肉パイプ１に軸方向の圧
縮力がかかつても、薄肉パイプ１端部は補強部材
２により補強されているので、座掘をおこすこと
はない。上記の摩擦溶接により、圧接面は順次溶
けて第３図の状態となつて接合されるのである
が、この場合補強部材２の固着により圧接面の摩
擦面積が、補強部材２の断面積増加分だけ増えた
ことにより、後方への熱の逃げが早くなつて、熱
伝達のアンバランスが改善されるので、とり代は
相当短かくなる。即ち、摩擦溶接前の薄肉パイプ
１の全長をこのとり代の減少分だけ短かく設定す
ればよい。
プ１を、第２図に示すように、摩擦溶接機５の一
方のチヤツク５ａにて、チヤツク５ａの端面に補
強部材２の奥側の端面２ａを当接した状態で、チ
ヤツクする。すなわち、段差部４でスラスト荷重
を受けることのできる状態で薄肉パイプ１の外周
面をチヤツクする。一方、相手部品６を摩擦溶接
機５の他方のチヤツク５ｂにて把握し、ストツパ
５ｃを相手部品の肩部６ａにあててスラストを受
けることができる状態にセツトする。次にチヤツ
ク５ａ、チヤツク５ｂの何れか一方を回転させな
がらチヤツク５ａ，５ｂ間の距離を近接させるこ
とにより、補強部材２が固着された薄肉パイプ１
と相手部品６との対向面同志を回転、圧接させて
摩擦溶接を行なう。（第３図参照）。この場合薄肉
パイプ１側のスラストは段差部４で受けられるの
で、摩擦溶接部には十分な圧接力が得られる。ま
た、この圧接力により薄肉パイプ１に軸方向の圧
縮力がかかつても、薄肉パイプ１端部は補強部材
２により補強されているので、座掘をおこすこと
はない。上記の摩擦溶接により、圧接面は順次溶
けて第３図の状態となつて接合されるのである
が、この場合補強部材２の固着により圧接面の摩
擦面積が、補強部材２の断面積増加分だけ増えた
ことにより、後方への熱の逃げが早くなつて、熱
伝達のアンバランスが改善されるので、とり代は
相当短かくなる。即ち、摩擦溶接前の薄肉パイプ
１の全長をこのとり代の減少分だけ短かく設定す
ればよい。
次に、摩擦溶接された薄肉パイプ１、補強部材
２、相手部品６との接合品を摩擦溶接機５から外
し、製品機能上必要であれば摩擦溶接部７の外面
を切削加工等により滑らかに仕上げる。この仕上
げ加工は旋盤などによつて容易に行なうことがで
きる。第４図に仕上後の状態を示してある。
２、相手部品６との接合品を摩擦溶接機５から外
し、製品機能上必要であれば摩擦溶接部７の外面
を切削加工等により滑らかに仕上げる。この仕上
げ加工は旋盤などによつて容易に行なうことがで
きる。第４図に仕上後の状態を示してある。
本発明のパイプ材接合法によるときは、薄肉パ
イプの端部外周に環状の補強部材を固着し、アプ
セツト加圧時のスラスト力を薄肉部材と補強部材
との段差部で受けつつ摩擦溶接を行なうこととし
たので、従来のパイプ材溶接では不可能だつた摩
擦溶接部近くでのスラスト力受けが可能となり、
パイプを滑りなく保持でき、十分なるアプセツト
（圧接力）を得ることができる。
イプの端部外周に環状の補強部材を固着し、アプ
セツト加圧時のスラスト力を薄肉部材と補強部材
との段差部で受けつつ摩擦溶接を行なうこととし
たので、従来のパイプ材溶接では不可能だつた摩
擦溶接部近くでのスラスト力受けが可能となり、
パイプを滑りなく保持でき、十分なるアプセツト
（圧接力）を得ることができる。
また、薄肉パイプ端部は補強部材で補強されて
いるので、チヤツクの把握力によるパイプの変形
が、従来の補強部材で補強しないパイプ単体品に
比し相当に少なくなる。したがつて従来より強い
力で薄肉パイプをチヤツクすることができるた
め、摩擦溶接法でしばしば問題になる円周方向の
チヤツクの滑りの危険性を飛躍的に改善できる。
いるので、チヤツクの把握力によるパイプの変形
が、従来の補強部材で補強しないパイプ単体品に
比し相当に少なくなる。したがつて従来より強い
力で薄肉パイプをチヤツクすることができるた
め、摩擦溶接法でしばしば問題になる円周方向の
チヤツクの滑りの危険性を飛躍的に改善できる。
また、薄肉パイプ端部に補強部材を固着した状
態で摩擦溶接を行なうために、溶接時にパイプに
大きなスラスト力がかかつても座掘が生ずること
を防止することができる。また、補強部材の固着
により、後方への熱の逃げを早くすることがで
き、相手部品との熱分配、熱伝達のアンバランス
を改善することができる。これによつてパイプの
溶接とけ代が相手短かくなり、高価な継目なし鋼
管の材料節約を図ることができる他、完成品の長
さのばらつきも抑止することができる。さらに薄
肉パイプを補強部材と共に相手部品に圧接するよ
うにしたので、必要十分にバリを発生させること
ができ、溶接部の健全性を確保できる。
態で摩擦溶接を行なうために、溶接時にパイプに
大きなスラスト力がかかつても座掘が生ずること
を防止することができる。また、補強部材の固着
により、後方への熱の逃げを早くすることがで
き、相手部品との熱分配、熱伝達のアンバランス
を改善することができる。これによつてパイプの
溶接とけ代が相手短かくなり、高価な継目なし鋼
管の材料節約を図ることができる他、完成品の長
さのばらつきも抑止することができる。さらに薄
肉パイプを補強部材と共に相手部品に圧接するよ
うにしたので、必要十分にバリを発生させること
ができ、溶接部の健全性を確保できる。
第１図は、本発明方法において薄肉パイプの端
部に補強部材を固着した状態の断面図、第２図
は、補強部材を固着した薄肉パイプと相手部品を
摩擦溶接機に装着した状態の要部の断面図、第３
図は、補強部材を固着した薄肉パイプと相手部品
とを摩擦溶接した後の接合品の要部の断面図、第
４図は、第３図の接合品の摩擦溶接部を仕上げた
状態の要部の外観の斜視図、である。 １…薄肉パイプ、２…補強部材、４…段差部、
５…摩擦溶接機、６…相手部品、７…摩擦溶接
部。
部に補強部材を固着した状態の断面図、第２図
は、補強部材を固着した薄肉パイプと相手部品を
摩擦溶接機に装着した状態の要部の断面図、第３
図は、補強部材を固着した薄肉パイプと相手部品
とを摩擦溶接した後の接合品の要部の断面図、第
４図は、第３図の接合品の摩擦溶接部を仕上げた
状態の要部の外観の斜視図、である。 １…薄肉パイプ、２…補強部材、４…段差部、
５…摩擦溶接機、６…相手部品、７…摩擦溶接
部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 薄肉パイプの端部外周に端面を揃えて環状の
補強部材を固着し、アプセツト加圧時のスラスト
力を薄肉パイプと補強部材との段差部で受けつ
つ、補強部材が固着された薄肉パイプと相手部品
とを相対回転させて、該薄肉パイプを補強部材と
共に相手部品に圧接することを特徴とするパイプ
材接合法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のパイプ材接合法
において、前記補強部材に短パイプを用いた方
法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のパイプ材接合法
において、前記補強部材に板材をまるめて作製し
た環状板を用いた方法。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のパイプ材接合法
において、前記補強部材の前記薄肉パイプの端部
外周への固着をスポツト溶接にて行なつた方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3741979A JPS55128389A (en) | 1979-03-29 | 1979-03-29 | Pipe material bonding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3741979A JPS55128389A (en) | 1979-03-29 | 1979-03-29 | Pipe material bonding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55128389A JPS55128389A (en) | 1980-10-04 |
| JPS6363309B2 true JPS6363309B2 (ja) | 1988-12-07 |
Family
ID=12496996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3741979A Granted JPS55128389A (en) | 1979-03-29 | 1979-03-29 | Pipe material bonding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55128389A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62144887A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-06-29 | Matsushita Refrig Co | 摩刷圧接によるアルミパイプの接合方法 |
| US11084131B2 (en) * | 2019-03-27 | 2021-08-10 | General Electric Company | Systems and methods for reducing stress and distortion during friction welding |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425250A (en) * | 1977-07-27 | 1979-02-26 | Tomiji Umemura | Pressure welding of pipe |
-
1979
- 1979-03-29 JP JP3741979A patent/JPS55128389A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5425250A (en) * | 1977-07-27 | 1979-02-26 | Tomiji Umemura | Pressure welding of pipe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55128389A (en) | 1980-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5253947A (en) | Connection between a tubular shaft made of a fiber composite material and a metal journal, as well as a method of producing such a connection | |
| KR101753445B1 (ko) | 마찰 용접에 의한 알루미늄 합금 프로펠러 샤프트 제조 방법 | |
| EP1614575A2 (en) | Method of manufacturing a combined driveshaft tube and yoke assembly | |
| JPH01288628A (ja) | 自在継手のための継手半体 | |
| WO2006011685A1 (en) | Method for friction-stir-welding hollow workpieces | |
| US6855061B2 (en) | Vehicular driveshaft assembly | |
| US3504425A (en) | Method of friction welding | |
| US6367680B1 (en) | Component for vehicular driveshaft assembly and method of manufacturing same | |
| US20070262066A1 (en) | Stir welded drive shaft and method of making same | |
| US4307833A (en) | Method of manufacturing a yoke and tube arrangement | |
| US20060219005A1 (en) | Method for balancing an article for rotation | |
| EP1493511A1 (en) | Method of manufacturing a combined driveshaft tube and yoke assembly | |
| JPS6363309B2 (ja) | ||
| US6792660B1 (en) | Method for manufacturing a driveshaft assembly that is balanced for rotation | |
| US20090001136A1 (en) | Apparatus and Method for Rotational Friction Welding | |
| JPH02290683A (ja) | イナーシャ溶接方法 | |
| JP2020073280A (ja) | 溶接スタッドを製造する方法 | |
| US20040089698A1 (en) | Connection between an outer joint part or an outer sleeve part and a tube end | |
| JP2007315463A (ja) | 中空状動力伝達シャフト | |
| JP3650486B2 (ja) | 金属管の液相拡散接合部構造 | |
| JPH05293676A (ja) | 異種金属材の摩擦接合方法及びこの方法によって製作されるロール | |
| JPS5819374Y2 (ja) | 動力伝達軸 | |
| JP7320079B2 (ja) | 動力伝達軸 | |
| JPS6036357B2 (ja) | 摩擦圧接方法 | |
| JPS5912149Y2 (ja) | 溶接用の継手 |