JP6696736B2 - アクスル部品及びアクスル部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はアクスル部品及びアクスル部品の製造方法に関するものである。

ベアリングを介して支持される軸部と、ボルトによって車輪が取り付けられるフランジ部とを有するアクスルシャフトが特許文献１に開示されている。

特開２０１０−２５２９２号公報

上記技術、または同様の構成を有するアクスルハブにおいては、捩り疲労強度向上や耐摩耗性向上のために軸部には焼入れ処理を施している。一方、曲げモーメント入力などの外力に対する靱性を高くするためにフランジ部には焼入れ処理を施していない。

従って、軸部とフランジ部との間には焼入れ処理の境となる焼境は形成される。一般的に焼き境の近傍は不完全焼き入れ状態（マルテンサイト組織とフェライト組織の二相状態）となり、また残留応力が発生して靱性が低いことが知られている。

これに対し、軸部の径、及びフランジ部の径を大きくすることで、アクスルシャフトなどの強度を高くすることができる。しかし、この場合、例えばアクスルシャフトが大型化するといった問題がある。

また、アクスルシャフトなどの強度を高くしつつ、軸部の径、及びフランジ部の径を小さくするために、軸部とフランジ部とを接続する接続部を長くすることが考えられる。

しかし、接続部を長くするとアクスルシャフトなどの幅が長くなり、大型化するという問題点がある。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、アクスルシャフトなどを小型化するとともに、アクスルシャフトなどの強度が低下することを防止することを目的とする。

本発明のある態様に係るアクスル部品は、軸部と、車輪が取り付けられるフランジ部と、軸部とフランジ部とを接続する接続部と、接続部に形成されるとともに接続部から突出する凸部とを備える。接続部は、凸部の軸方向両側において軸部からフランジ部にかけて拡径し軸方向の断面形状が弓状に形成された軸部側の断面形状及びフランジ部側の断面形状を有する。凸部は、軸方向の断面において軸部側の断面形状及びフランジ部側の断面形状に接続する台形形状の断面形状を有する。台形形状の先端形状を構成する凸部の先端面には、焼き境が形成される。

本発明の別の態様に係るアクスル部品の製造方法は、軸部と、車輪が取り付けられるフランジ部と、軸部とフランジ部とを接続し、凸部の軸方向両側において軸部からフランジ部にかけて拡径し軸方向の断面形状が弓状に形成された軸部側の断面形状及びフランジ部側の断面形状を有する接続部と、接続部に形成されるとともに接続部から突出し、軸方向の断面において軸部側の断面形状及びフランジ部側の断面形状に接続する台形形状の断面形状を有する凸部とを形成し、台形形状の先端形状を構成する凸部の先端面に焼き境を形成するように焼き入れを行う。

これら態様によると、応力が集中しない凸部に靱性が低い焼き境が形成されるので、アクスルシャフトを小型化するとともに、アクスルシャフトの強度が低下することを防止することができる。

本実施形態のアクスルシャフトを示す図である。 本実施形態のアクスルシャフトの一部を拡大した図である。 比較例のアクスルシャフトを示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態のアクスルシャフト１を示す図である。

アクスルシャフト１は、軸部２と、フランジ部３と、接続部４とから構成される。

軸部２は、アクスルチューブ６に収容されており、先端側で軸受け７を介して回転自在に支持されている。軸部２は、エンジンやモータなどの駆動源で発生した回転が伝達されて回転する。

フランジ部３は、軸部２よりも大径の円板形状であり、複数のボルト８によってブレーキドラム９、及び車輪のホイール１０が取り付けられる。

接続部４は、軸部２とフランジ部３との間に形成され、軸部２からフランジ部３にかけて拡径し、軸部２とフランジ部３とを接続する。接続部４は、アクスルシャフト１の軸方向におけて断面形状が弓状となるように形成される。また、接続部４には凸部５が形成される。

凸部５は、図２に示すように接続部４から突出して形成される。図２はアクスルシャフト１の先端側の拡大図である。凸部５は、全周にわたって形成され、凸部５の先端は平面５ａになっている。即ち、凸部５は、環状に形成され、アクスルシャフト１の軸方向の断面において、断面形状が台形形状となっている。なお、図２においては、後述する焼き入れ処理を施した領域にハッチングを入れている。

アクスルシャフト１においては、軸部２の捩り疲労強度を向上するため、及び軸部２の耐摩耗性を向上するために焼入れ処理、及び焼入れ処理後に焼戻し処理が施されている。焼き入れ処理は、例えば高周波焼き入れや、浸炭焼き入れによって行われる。

一方、フランジ部３には車輪から、曲げモーメントなどの外力が入力されるので、外力に対する靱性を持たせるために、焼き入れ処理は施されていない。

従って、軸部２とフランジ部３との間に形成される接続部４に、焼き入れ処理が施された箇所と焼き入れ処理が施されていない箇所との境となる焼き境１５が形成される。

ところで、焼き境１５は、一般的に焼き入れ処理が施された箇所（軸部２）、及び焼き入れ処理が施されていない箇所（フランジ部３）と比較すると、靱性が低くなることが知られている。

しかしながら、焼き境１５が形成される接続部４にも外力に起因した応力が発生する。そのため、従来は、例えば図３に示すように軸部２０とフランジ部２１との間に形成される接続部２２の軸方向における長さを長くすることで、接続部２２における応力集中が発生することを抑制している。図３においては、焼き入れ処理を施した領域にハッチングを入れている。

これに対し、本実施形態では、接続部４に凸部５を設け、凸部５の先端を平面５ａにしている。このように、接続部４に、凸部５を設け、凸部５の先端を平面５ａにすることで、平面５ａとなった凸部５では応力が小さくなることがわかっている。

そして、凸部５の平面５ａに焼き境１５を形成するように、焼き入れ処理、及び焼き戻し処理を施している。即ち、焼き入れ処理、及び焼き戻し処理は、軸部２、及び凸部５の平面５ａの一部に施される。

これにより、焼き境１５において応力が集中することを防止することができ、フランジ部３に入力される外力に対する強度を向上させることができる。

なお、平面５ａの長さ、または軸部２の軸方向における幅は、製造時における焼き境１５の誤差を考慮し、焼き境１５が平面５ａに形成されるように設定されている。

本実施形態の効果について説明する。

アクスルシャフト１の軸部２とフランジ部３との間に形成される接続部４に凸部５を設け、凸部５に焼き境１５を形成する。これにより、フランジ部３に入力される外力に対する靱性を高くすることができ、アクスルシャフト１の強度を向上させることができる。また、これにより、アクスルシャフト１の径を大きくせずに、または軸部２とフランジ部３とを接続する接続部４の軸方向における長さを長くせずに、アクスルシャフト１の強度を向上することができるので、アクスルシャフト１を小型化することができる。

また、凸部５の先端を平面５ａにすることで、焼き入れ処理や焼き戻し処理のバラツキや寸法公差に対するバラツキに対するロバスト性を確保することができる。

焼き戻し処理を施すことで、焼き入れ処理を施した箇所、及び焼き境１５の靱性を高くし、アクスルシャフト１の強度を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

なお、上記実施形態ではアクスルシャフト１を一例として説明したが、これに限れることはなく、アクスルハブに適用してもよい。

また、上記実施形態では凸部５の先端を平面５ａにしているが、これに限られることはなく、接続部４に凸部５を設け、応力が集中しない凸部５に焼き境１５を形成すればよい。

１ アクスルシャフト
２ 軸部
３ フランジ部
４ 接続部
５ 凸部
５ａ 平面
１０ 焼き境

Claims (5)

1. アクスル部品であって、
   軸部と、
   車輪が取り付けられるフランジ部と、
   前記軸部と前記フランジ部とを接続する接続部と、
   前記接続部に形成されるとともに前記接続部から突出する凸部とを備え、
   前記接続部は、前記凸部の軸方向両側において前記軸部から前記フランジ部にかけて拡径し軸方向の断面形状が弓状に形成された前記軸部側の断面形状及び前記フランジ部側の断面形状を有し、
   前記凸部は、軸方向の断面において前記軸部側の前記断面形状及び前記フランジ部側の前記断面形状に接続する台形形状の断面形状を有し、
   前記台形形状の先端形状を構成する前記凸部の先端面に焼き境が形成される、
   ことを特徴とするアクスル部品。
2. 請求項１に記載のアクスル部品であって、
   前記凸部は、先端が平面である、
   ことを特徴とするアクスル部品。
3. アクスル部品の製造方法であって、
   軸部と、車輪が取り付けられるフランジ部と、前記軸部と前記フランジ部とを接続し、前記凸部の軸方向両側において前記軸部から前記フランジ部にかけて拡径し軸方向の断面形状が弓状に形成された前記軸部側の断面形状及び前記フランジ部側の断面形状を有する接続部と、前記接続部に形成されるとともに前記接続部から突出し、軸方向の断面において前記軸部側の前記断面形状及び前記フランジ部側の前記断面形状に接続する台形形状の断面形状を有する凸部とを形成し、
   前記台形形状の先端形状を構成する前記凸部の先端面に焼き境を形成するように焼き入れを行う、
   ことを特徴とするアクスル部品の製造方法。
4. 請求項３に記載のアクスル部品の製造方法であって、
   前記凸部の先端は平面に形成される、
   ことを特徴とするアクスル部品の製造方法。
5. 請求項４に記載のアクスル部品の製造方法であって、
   前記焼き入れ後、焼き戻しを行う、
   ことを特徴とするアクスル部品の製造方法。

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