短轴、动力传递轴以及短轴的制造方法

技术领域

本发明涉及短轴、动力传递轴以及短轴的制造方法。

背景技术

在专利文献1中公开了具备与传递车辆的驱动力的旋转轴相连的管部和从管部接受旋转力的短轴的传动轴。短轴具有向管部焊接的凸缘部和与凸缘部相连的轴部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-159404号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

根据轻量化的要求，短轴的轴部比向管部焊接的凸缘部小径，为了强度确保而对表面实施热硬化处理。以往的短轴由于凸缘部与轴部相邻，所以在实施热硬化处理时，凸缘部接受热影响而产生所谓的烧损，可能会招致极端的脆化。因而，存在无法将大径的凸缘部薄壁化、轻量化受阻这一问题。

本发明的目的在于提供能够确保轴部的强度并且实现整体的轻量化的短轴、动力传递轴以及短轴的制造方法。

用于解决技术问题的技术方案

在本发明一个实施方式中的短轴中，与凸缘部相连的轴部具有第一外径部和比第一外径部小径的第二外径部，在通过旋转轴线的剖面中将与旋转轴线所成的角度成为45度的假想线与凸缘部和轴部之间的表面重叠的部分设为交界部、将沿着旋转轴线的方向设为轴向时，热硬化处理部在轴向上设置于比交界部靠轴部侧处。

由此，在本发明一个实施方式中，能够确保轴部的强度并且实现整体的轻量化。

附图说明

图1是将实施方式1的传动轴1局部剖切表示的侧视图。

图2将实施方式1的短轴10局部剖切表示的侧视图。

图3是表示在实施方式1的短轴10的制造方法中形成热硬化处理部17的工序的图。

图4是将实施方式2的短轴20局部剖切表示的侧视图。

具体实施方式

〔实施方式1〕

图1是将实施方式1的传动轴1局部剖切表示的侧视图。

作为动力传递轴的传动轴1将成为车辆的驱动源的发动机的旋转向驱动轮传递，插装于输入轴2与输出轴3之间。输入轴2是与成为发动机侧的图外的变速器连接的车辆侧旋转轴部。输出轴3与成为驱动轮侧的图外的差速齿轮连接。输入轴2和输出轴3配置于同轴上。

传动轴1具备轴4、第一等速接头5及第二等速接头6。轴4与输入轴2和输出轴3的旋转轴线配置于同心圆上。以下，将输入轴2、输出轴3以及轴4共用的旋转轴线设为旋转轴线L1，将沿着旋转轴线L1的方向称作轴向，将相对于旋转轴线L1的放射方向称作径向，将绕着旋转轴线L1的方向称作周向。另外，在轴向上设定X轴，在轴向上，将从输入轴2去往输出轴3的方向设为X轴正方向，将相反方向设为X轴负方向。

第一等速接头5在X轴方向上设置于轴4的X轴负方向端，将输入轴2和轴4以能够一体旋转的方式连接。第二等速接头6在X轴方向上设置于轴4的X轴正方向端，将轴4和输出轴3以能够一体旋转的方式连接。轴4是具有驱动轴7、从动轴(管部)8以及第三等速接头9的分割构造。驱动轴7为铁系合金制，经由第一等速接头5而连接于输入轴2。从动轴8为铁系合金制，经由第二等速接头6而连接于输出轴3。第三等速接头9将两轴7、8的对向的端部之间连接。

第二等速接头6是具有外圈部件6a、内圈部件6b以及多个滚珠6c且在外圈部件6a连接固定输出轴3的所谓外圈固定式的等速接头。第二等速接头6的内圈部件6b经由短轴10而与从动轴8连接。图2是将实施方式1的短轴10局部剖切表示的侧视图。

短轴10具有凸缘部11和轴部12。

凸缘部11具有筒状部13和底部14。筒状部13形成为中空，X轴方向的两端部即X轴负方向侧端部(第一端部)13a和X轴正方向侧端部(第二端部)13b中的X轴负方向侧端部13a与从动轴8焊接。底部14在X轴方向上设置于筒状部13的X轴正方向侧端部13b侧，成为筒状部13的底。

轴部12与凸缘部11相连，形成为实心。轴部12具有第一外径部15和第二外径部16。第一外径部15从底部14向X轴正方向侧延伸，形成为比凸缘部11小径。从旋转轴线L1到第一外径部15的表面为止的长度比第一外径部15的X轴方向的长度长。第二外径部16从第一外径部15向X轴正方向侧延伸，形成为比第一外径部15小径。在第二外径部16的X轴正方向侧的端部设置有花键16a。花键16a与形成于第二等速接头6的内圈部件6b的图外的花键孔花键结合。由此，从动轴8和内圈部件6b能够一体旋转。

在轴部12的表面设置有用于强度提高的热硬化处理部17。热硬化处理部17是由高频淬火后的高频淬火部。在通过旋转轴线L1的剖面中将与旋转轴线L1所成的角度成为45度的假想线设为假想线L2、将假想线L2与凸缘部11与轴部12之间(内R)的表面重叠的部分设为交界部18时，热硬化处理部17在X轴方向上设置于正方向侧、即比交界部18靠轴部12侧处。也就是说，热硬化处理部17未设置于比交界部18靠X轴负方向侧、即凸缘部11的底部14侧处。并且，热硬化处理部17的X轴负方向侧的端部17a在X轴方向上设置于第一外径部15的表面。

交界部18的径向内侧形成为实心。另外，凸缘部11中的筒状部13的表面硬度形成为热硬化处理部17的80％以下。

图3是表示在实施方式1的短轴10的制造方法中形成热硬化处理部17的工序的图。

短轴10的制造方法具有配置工序和高频淬火工序。在配置工序中，在热硬化处理中使用的圆环状的线圈19的内部配置轴部12的第二外径部16。在高频淬火工序中，通过在X轴方向上使线圈19从第二外径部16的端部移动至交界部18的近前来形成热硬化处理部17。

接着，说明实施方式1的作用效果。

在实施方式1的短轴10中，与凸缘部11相连的轴部12具有第一外径部15和比第一外径部15小径的第二外径部16，在通过旋转轴线L1的剖面中将与旋转轴线L1所成的角度成为45度的假想线L2与凸缘部11与轴部12之间的表面(内R)重叠的部分设为交界部18、将沿着旋转轴线L1的方向设为X轴方向时，热硬化处理部17在X轴方向上设置于比交界部18靠轴部12侧处。即，在轴部12侧设置有在强度上需要高强度化的直径以上的台阶部(第一外径部15)。在实施方式1的短轴10中，在凸缘部11未设置热硬化处理部17，因此能够抑制凸缘部11(的底部14)处的烧损的产生。因而，不需要凸缘部11的高强度化，能够实现凸缘部11的薄壁化。需要说明的是，由于第一外径部15和交界部18的径向内侧为实心，所以不会产生由热硬化处理的热影响引起的脆化。而且，由于第一外径部15比凸缘部11小径，所以短轴10的轻量化不再受阻。其结果是，实施方式1的短轴10能够确保轴部12的强度并且实现轻量化。

热硬化处理部17是由高频淬火后的高频淬火部。高频淬火由于热效率优异并且作业时间短，所以能够实现基于节能·省力化的成本降低，能够廉价地制造短轴10。

由于热硬化处理部17的端部17a设置于第一外径部15的表面，所以能够可靠地对第一外径部15实施高频淬火而实现轴部12的高强度化。

筒状部13的表面硬度形成为热硬化处理部17的表面硬度的80％以下。也就是说，筒状部13未接受热处理的影响，因此能够抑制筒状部13处的烧损的产生，能够实现筒状部13的薄壁化。其结果是，能够确保轴部12的强度并且实现短轴10的轻量化。

从旋转轴线L1到第一外径部15的表面为止的长度比第一外径部15的X轴方向的长度长。也就是说，通过确保强度确保所需的直径并且使第一外径部15的X轴方向的长度尽量短，能够兼顾强度确保和轻量化。

实施方式1的短轴10的制造方法具备在热硬化处理中使用的圆环状的线圈19的内部配置轴部12的第二外径部16的配置工序和通过在X轴方向上使线圈19从第二外径部16的端部移动至交界部18的近前来形成热硬化处理部17的高频淬火工序。由此，能够可靠地对第一外径部15实施高频淬火而确保轴部12的强度并且抑制凸缘部11处的烧损的产生。

〔实施方式2〕

实施方式2的基本的结构与实施方式1是同样的，因此仅说明与实施方式1不同的部分。

图4是将实施方式2的短轴20局部剖切表示的侧视图。

在实施方式2的短轴20中，底部14和第一外径部15的一部分的径向内侧形成为中空。由此，交界部18的径向内侧也为中空。

热硬化处理部17是由激光淬火后的激光淬火部。热硬化处理部17的端部17a设置于比第一外径部15的中央部靠X轴正方向侧、即第二外径部16侧处。热硬化处理部17的径向内侧形成为实心。

在实施方式2中，通过使热硬化处理部17为激光淬火部，与使其为高频淬火部的情况相比，能够高精度地形成淬火范围。其结果是，能够更可靠地抑制筒状部13处的烧损的产生。

另外，通过使交界部18的径向内侧为中空，能够实现短轴10的轻量化。需要说明的是，由于热硬化处理部17的径向内侧为实心，所以不会产生轴部12的强度下降。

而且，热硬化处理部17的端部17a在X轴方向上设置于比第一外径部15的中央部靠第二外径部16侧处。由此，能够实现最佳的热硬化处理。

〔其他实施方式〕

以上，对用于实施本发明的实施方式进行了说明，但本发明的具体的结构不限于实施方式的结构，意在包含不脱离发明主旨范围内的设计变更等。

例如，将凸缘部和轴部连结的部分的形状不限于内R。

另外，动力传递轴的形状不限于实施方式1的传动轴1。

以下，记载的是根据以上说明的实施方式而能够掌握的技术思想。

短轴在其一个方案中具备：凸缘部，其向与传递车辆的驱动力的旋转轴相连的管部焊接，具有筒状部和底部，所述筒状部形成为中空，在将沿着所述旋转轴的旋转轴线的方向设为轴向时，所述筒状部的所述轴向的两端部即第一端部和第二端部中的所述第一端部与所述管部焊接，所述底部设置于所述筒状部的所述第二端部侧，成为所述筒状部的底；轴部，其与所述凸缘部相连，具有第一外径部和第二外径部，所述第一外径部与所述底部相连，在相对于所述旋转轴线的径向上形成为比所述凸缘部小径，所述第二外径部与所述第一外径部相连，在所述径向上形成为比所述第一外径部小径；热硬化处理部，其设置于所述轴部的表面，在通过所述旋转轴线的剖面中将与所述旋转轴线所成的角度成为45度的假想线与所述凸缘部和所述轴部之间的表面重叠的部分设为交界部时，在所述轴向上设置于比所述交界部靠所述轴部侧处。

优选的是，在上述方案中，所述热硬化处理部未设置于比所述交界部靠所述凸缘部的所述底部侧处。

在另一优选的方案中，在上述任一方案的基础上，所述热硬化处理部是由高频淬火后的高频淬火部。

在又一优选的方案中，在上述任一方案的基础上，所述热硬化处理部是由激光淬火后的激光淬火部。

在又一优选的方案中，在上述任一方案的基础上，所述热硬化处理部的端部设置于所述第一外径部的表面。

在又一优选的方案中，在上述任一方案的基础上，所述热硬化处理部的端部在所述轴向上设置于比所述第一外径部的中央部靠所述第二外径部侧处。

在又一优选的方案中，在上述方案中，所述交界部的所述径向内侧形成为实心。

在又一优选的方案中，在上述方案中，所述交界部的所述径向内侧形成为中空。

在又一优选的方案中，在上述方案中，所述筒状部的表面硬度形成为所述热硬化处理部的表面硬度的80％以下。

在又一优选的方案中，在上述方案中，从所述旋转轴线到所述第一外径部的表面为止的长度比所述第一外径部的轴向的长度长。

从其他的观点来看，传动轴在某方案中具备：管部，其与传递车辆的驱动力的旋转轴连接；短轴，其具有凸缘部、轴部以及热硬化处理部；所述凸缘部向所述管部焊接，具有筒状部和底部，所述筒状部形成为中空，在将沿着所述旋转轴的旋转轴线的方向设为轴向时，所述筒状部的所述轴向的两端部即第一端部和第二端部中的所述第一端部与所述管部焊接，所述底部设置于所述第二端部侧，成为所述筒状部的底，所述轴部与所述凸缘部相连，具有中间部和细轴部，所述中间部与所述底部相连，在相对于所述旋转轴线的径向上形成为比所述凸缘部小径，所述细轴部与所述中间部相连，在所述径向上形成为比所述中间部小径，所述热硬化处理部设置于所述轴部的表面，在通过所述旋转轴线的剖面中将与所述旋转轴线所成的角度成为45度的假想线与所述凸缘部和所述轴部之间的表面的连接部位设为交界部时，在所述轴向上设置于比所述交界部靠所述轴部侧处。

另外，从其他的观点来看，短轴的制造方法在某方案中是以下的短轴的制造方法，该短轴具备：凸缘部，其具有筒状部和底部，所述筒状部形成为中空，在将沿着所述旋转轴的旋转轴线的方向设为轴向时，所述筒状部的所述轴向的两端部即第一端部和第二端部中的所述第一端部与和传递车辆的驱动力的旋转轴相连的管部焊接，所述底部设置于所述第二端部侧，成为所述筒状部的底；轴部，其与所述凸缘部相连，具有第一外径部和第二外径部，所述第一外径部与所述底部相连，在相对于所述旋转轴线的径向上形成为比所述凸缘部小径，所述第二外径部与所述第一外径部相连，在所述径向上形成为比所述第一外径部小径；热硬化处理部，其设置于所述轴部的表面，在通过所述旋转轴线的剖面中将与所述旋转轴线所成的角度成为45度的假想线与所述凸缘部和所述轴部之间的表面重叠的部分设为交界部时，在所述轴向上设置于比所述交界部靠所述轴部侧处，所述制造方法具备：配置工序，在热硬化处理中使用的圆环状的线圈的内部配置所述轴部的所述第二外径部；高频淬火工序，通过在所述轴向上使所述线圈从所述第二外径部的端部移动至所述交界部的近前来形成所述热硬化处理部。

需要说明的是，本发明不限于上述的实施方式，包含各种各样的变形例。例如，上述实施方式为使本发明容易理解而详细地进行了说明，未必限于具备所说明的全部结构。另外，能够将某实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，另外，也能够对某实施方式的结构添加其他实施方式的结构。另外，关于各实施方式的结构的一部分，能够进行其他的结构的追加、删除、置换。

本申请基于申请日为2020年9月17日、申请号为特愿第2020-156248的日本申请主张优先权。本申请在此参照并整体引入申请日为2020年9月17日、申请号为特愿第2020-156248的日本申请的包含说明书、权利要求书、附图以及摘要的全部公开内容。

附图标记说明

1 传动轴；

2 输入轴；

3 输出轴；

4 轴；

5 第一等速接头；

6 第二等速接头；

6a 外圈部件；

6b 内圈部件；

6c 滚珠；

7 驱动轴；

8从动轴(管部)；

9 第三等速接头；

10 短轴；

11 凸缘部；

12 轴部；

13 筒状部；

13a X轴负方向侧端部(第一端部)；

13b X轴正方向侧端部(第二端部)；

14 底部；

15 第一外径部；

16 第二外径部；

16a 花键；

17 热硬化处理部；

17a 端部；

18 交界部；

19 线圈；

20 短轴；

L1旋转轴线；

L2假想线。