(57)【要約】【課題】低コストで所望の強度を確保できるエンドチューブを提供する。【解決手段】エンドチューブ２０は、３つのパイプ状部品３０’、４０’、５０’をフリクション溶接した後に仕上げ加工して製造される。これら３つの部品３０’、４０’、５０’は、溶接面３２’と４２’、及び溶接面４４’と５２’をフリクション溶接することにより、一体化された１つのエンドチューブ２０’になる。このエンドチューブ２０’を仕上げ加工してエンドチューブ２０が製造される。仕上げ加工は機械加工によって実施される。この機械加工の際に、フリクション溶接で発生したバリを取り除く。これにより、溶接部６２（溶接面３２’と４２’の接合部）、溶接部６４（溶接面４４’と５２’の接合部）への応力集中はほぼ無くなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車軸を覆うアクスルケースの長手方向の両端部に固定されるエンドチューブにおいて、
前記長手方向に直交する方向に広がる溶接面をもつ複数のパイプ状部品からなり、
これら各パイプ状部品の前記溶接面同士をフリクション溶接によって溶接してなることを特徴とするエンドチューブ。
【請求項２】
前記フィリクション溶接によって発生するバリは、機械加工によって取り除かれたものであることを特徴とする請求項１に記載のエンドチューブ。
【請求項３】
前記複数のパイプ状部品は、同一の材質であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンドチューブ。
【請求項４】
前記複数のパイプ状部品は、互いに異なる材質であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンドチューブ。
【請求項５】
前記複数のパイプ状部品のうち隣接する２つのパイプ状部品は、それらの溶接部を覆うように軸受のインナーレースが固定されるものであることを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載のエンドチューブ。
【請求項６】
前記複数のパイプ状部品のうちの少なくともいずれか一つは、冷間塑性加工によって作製されたものであることを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載のエンドチューブ。
【請求項７】
車両の車軸を覆うアクスルケースの長手方向の両端部に固定されるエンドチューブを製造するエンドチューブ製造方法において、
前記長手方向に直交する方向に広がる溶接面をもつ、前記エンドチューブを構成する複数のパイプ状部品を作製し、
前記複数のパイプ状部品の前記溶接面同士をフリクション溶接し、
これら溶接したものを仕上げ加工すると共にフリクション溶接によって発生したバリを取り除くこによりエンドチューブを製造することを特徴とするエンドチューブ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車軸（アクスル）を覆うアクスルケースの長手方向両端部に固定されるエンドチューブ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラックなどの車両に搭載されたエンジンの駆動力をタイヤに伝達するための部品の一つとして、種々のギアなどが組み付けられた車軸（アクスル）が広く知られている。車軸は通常、アクスルケースで覆われており、その長手方向両端部には軸受やハブが取り付けられる。このため、アクスルケースの長手方向両端部にはエンドチューブが溶接で固定されている。エンドチューブの横断面は環状（リング状）であり（例えば、特許文献１参照。）、このエンドチューブは熱間鍛造によって作製された熱間鍛造品である。
【特許文献１】特開平１０−２４９４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようにエンドチューブは熱間鍛造品であるので後処理として、熱処理（調質など）が必要となることがある。さらに、エンドチューブの強度を保つために炭素含有量の多い材料を用いた場合は、アクスルケースとの溶接部に溶接割れが発生するおそれがある。さらにまた、エンドチューブの長さを変更する場合は、熱間鍛造の型を作製し直す必要があり、少量多品種ではコスト高となる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑み、低コストで所望の強度を確保できるエンドチューブ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明のエンドチューブは、車両の車軸を覆うアクスルケースの長手方向の両端部に固定されるエンドチューブにおいて、
（１）前記長手方向に直交する方向に広がる溶接面をもつ複数のパイプ状部品からなり、
（２）これら各パイプ状部品の前記溶接面同士をフリクション溶接によって溶接してなることを特徴とするものである。
【０００６】
ここで、
（３）前記フィリクション溶接によって発生するバリは、機械加工によって取り除かれたものであってもよい。
【０００７】
さらに、
（４）前記複数のパイプ状部品は、同一の材質であってもよい。
【０００８】
さらにまた、
（５）前記複数のパイプ状部品は、互いに異なる材質であってもよい。
【０００９】
さらにまた、
（６）前記複数のパイプ状部品のうち隣接する２つのパイプ状部品は、それらの溶接部を覆うように軸受のインナーレースが固定されるものであってもよい。
【００１０】
さらにまた、
（７）前記複数のパイプ状部品のうちの少なくともいずれか一つは、冷間塑性加工によって作製されたものであってもよい。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明のエンドチューブ製造方法は、車両の車軸を覆うアクスルケースの長手方向の両端部に固定されるエンドチューブを製造するエンドチューブ製造方法において、
（８）前記長手方向に直交する方向に広がる溶接面をもつ、前記エンドチューブを構成する複数のパイプ状部品を作製し、
（９）前記複数のパイプ状部品の前記溶接面同士をフリクション溶接し、
（１０）これら溶接したものを仕上げ加工すると共にフリクション溶接によって発生したバリを取り除くこによりエンドチューブを製造することを特徴とするものである。
【００１２】
フリクション溶接（摩擦溶接）とは、例えば、二つの被溶接部の表面を接触させて加圧しながら、一方を固定して他方の溶接面を回転させて摩擦熱によって接合する溶接をいう。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数のパイプ状部品を溶接してエンドチューブを製造するので、熱間鍛造は不要となる。また、エンドチューブの長さを変更する場合は、複数のパイプ状部品のうちのいずれかのパイプ状部品の長さを変更すればよい（又は、複数のパイプ状部品のいずれかを使用しなければよい）ので型を作製する必要がなく、この点からも低コスト化が図られる。さらに、アクスルケースに溶接されるパイプ状部品の材料として、炭素含有量の少ない材料を選択できるので、溶接部の溶接割れ発生を防止できる。しかも、信頼性の高いフリクション溶接を施すので高品質のエンドチューブを得られる。さらにまた、複数のパイプ状部品の使用位置に応じて各パイプ状部品の材料を適宜に選択できるので材料選択の自由度が増し、選択した材料によっては、エンドチューブを製造した後に熱処理をせずに済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、アクスルケースの長手方向両端部に固定されるエンドチューブに実現された。
【実施例１】
【００１５】
図１を参照して、本発明のエンドチューブが固定されたドライブアクスルケースを説明する。図１は、本発明のエンドチューブが固定されたドライブアクスルケースを示す斜視図である。
【００１６】
ドライブアクスルケース１０の長手方向（矢印Ａ方向）中央部には、差動ギアなどが収容される差動ギア用空洞１２が形成されている。また、長手方向両端部にはそれぞれ、本発明の一例のエンドチューブ２０、２０が溶接によってドライブアクスルケース１０に固定されている。２つのエンドチューブ２０、２０にはそれぞれ軸受（図示せず）が取り付けられる。また、エンドチューブ２０、２０の近傍には、ブレーキ取付用フランジ１４が嵌め込まれて接合されている。
【００１７】
図２から図４までを参照して、エンドチューブ２０の構造や製造方法について説明する。
【００１８】
図２は、エンドチューブの構成部品となる素材を示す斜視図であり、３つの構成部品（パイプ状部品）は分割された状態である。図３は、図２に示す３つのパイプ状部品をフリクション溶接した後に仕上げ加工して製造したエンドチューブを示す斜視図である。図４は、図３のＢ―Ｂ断面図である。図２では、エンドチューブに仕上げ加工する前の素材の状態であるので、各部品には「’」を付けており、仕上げ加工後の各部品とは区別している。
【００１９】
エンドチューブ２０は、３つのパイプ状部品３０’、４０’、５０’をフリクション溶接した後に仕上げ加工して製造される。ここでは、３つの部品を、これらのなかで外径の最も小さい小径部品３０’、中央に位置する中央部品４０’、及び、これらのなかで外径の最も大きい大径部品５０’としている。小径部品３０’及び中央部品４０’の材質（材料）は、必要とされる強度に応じて選択されるが、例えば非調質鋼など材質の選択によっては仕上げ加工後の熱処理を不要にできる。３つのパイプ状部品３０’、４０’、５０’を同一の材質にしても良く、互いに異なる材質にしてもよい。
【００２０】
小径部品３０’は、長手方向に亘って一様な内径と外径をもつパイプ状のものである。小径部品３０’には、中央部品４０’の溶接面４２’にフリクション溶接される溶接面３２’が形成されている。この溶接面３２’は、ドライブアクスルケース１０の長手方向に直交する方向に広がっている。
【００２１】
中央部品４０’は、パイプを素材とした冷間鍛造成形によって肉厚分布がつくように（必要な部位の肉厚が厚くなるように）作製される。中央部品４０’は冷間鍛造成形することにより加工硬化するので、用途によっては仕上げ加工後に熱処理が不要となる。中央部品４０’を冷間鍛造成形によって作製するためには、中央部品４０’の長さが成形の可否を左右する。冷間鍛造成形の際は、材料を長手方向（矢印Ａ方向）に移動させる剪断変形、及びしごき成形が材料に作用して中央部品４０’が作製される。中央部品４０’の長手方向（矢印Ａ方向）両端面は、ドライブアクスルケース１０の長手方向に直交する方向に広がった溶接面４２’、４４’となっている。溶接面４２’は、小径部品３０’の溶接面３２’と同じ外径及び内径の環状のものであり、これらは上記のようにフリクション溶接される。溶接面４４’は、大径部品５０’の溶接面５２’にフリクション溶接される。
【００２２】
大径部品５０’は通常、オイルのシールが主目的とされるので、Ｓ４５Ｃ（ＪＩＳ）のような高強度材を使用せずに、炭素含有量の少ない材料（例えばＳＴＫＭ１３Ａ）から作製する。大径部品５０’はドライブアクスルケース１０の本体に直接に溶接されるので、大径部品５０’を炭素含有量の少ない材料にすることにより溶接割れを確実に防止できる。大径部品５０’の長手方向（矢印Ａ方向）両端面は、ドライブアクスルケース１０の長手方向に直交する方向に広がった溶接面５２’、５４’となっている。溶接面５２’は、中央部品４０’の溶接面４４’と同じ外径及び内径の環状のものであり、これらは上記のようにフリクション溶接される。溶接面５４’は、ドライブアクスルケース１０に溶接される。
【００２３】
上述したようにエンドチューブ２０’の３つの素材（部品）３０’、４０’、５０’は、溶接面３２’と４２’、及び溶接面４４’と５２’をフリクション溶接することにより、一体化された１つのエンドチューブ２０’になる。このエンドチューブ２０’を仕上げ加工して、図３，４に示すようなエンドチューブ２０が製造される。仕上げ加工は機械加工によって実施される。この機械加工の際に、フリクション溶接で発生したバリを取り除く。これにより、図３，４に示す溶接部６２（溶接面３２’と４２’の接合部）、溶接部６４（溶接面４４’と５２’の接合部）への応力集中はほぼ無くなる。
【００２４】
上記した溶接面３２’、４２’、４４’、５２’の位置（即ち、３つの部品３０’、４０’、５０’の長さ）は任意に決めて良い。しかし、エンドチューブ２０には通常、軸受が嵌め込まれて固定されるので、図３、４に示すようにこの軸受のインナーレース７０が溶接部６２を覆うような位置を溶接面３２’、４２’の位置にすることが好ましい。更には、インナーレース７０の中央が溶接部６２に重なるように溶接面３２’、４２’を決めることが好ましい。このようにすることにより、インナーレース７０によって溶接部６２が補強されることとなり、インナーレース７０は補強材としても機能も奏する。
【００２５】
上述したようにエンドチューブ２０は３つの部品３０、４０、５０から製造されるので、中央部品４０はそのままにして、小径部品３０及び（又は）大径部品５０の長さを変更することにより、エンドチューブ２０の長さ変更に容易に対応でき、熱間鍛造で製造する場合のように型を作製し直す必要が無い。従って、多品種少量生産向きのエンドチューブ２０ともいえ、熱間鍛造をせずに済むので、環境に優しい製造工程となる。また、３つのパイプ状部品をフリクション溶接で一体的に接合したが、２つのパイプ状部品又は４つ以上のパイプ状部品でエンドチューブ２０を製造してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のエンドチューブが固定されたドライブアクスルケースを示す斜視図である。
【図２】エンドチューブの構成部品となる素材を示す斜視図である。
【図３】図２に示す３つのパイプ状部品をフリクション溶接した後に仕上げ加工して製造したエンドチューブを示す斜視図である。
【図４】図３のＢ―Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
２０  エンドチューブ
３０  小径部品
４０  中央部品
５０  大径部品
６２，６４  溶接部
【図１】
2009166696.tif 000003
【図２】
2009166696.tif 000004
【図３】
2009166696.tif 000005
【図４】
2009166696.tif 000006