旋转体轴、旋转体结构以及车轮的制作方法_2

文档序号:9308286阅读:来源:国知局
起有可能受到损伤,从而导致极限转矩变为低于实用强度的转矩。但是, 在自动二轮车用以外的其他用途中,大多数情况下也可以设为5%、7%或者9%。即,突起 面积率也可以根据用途而设为5%以上。该情况下,之所以将突起面积率设为5%以上的数 值,是因为:与上述同样地,当突起面积率低于5%时,旋转体主体2与旋转体轴3的接合强 度有可能变为允许的接合强度以下,另外,位于旋转体轴3的外周面上的突起有可能受到 损伤,从而导致极限转矩变为低于实用强度的转矩。
[0044] 另外,当突起面积率变大时,旋转体主体2与旋转体轴3的接合强度在一定程度 上变大,但是,在旋转体主体2与旋转体轴3的接合面上,突起彼此间的旋转体主体2的材 料实质部(实际存在旋转体主体2的材料的部分)减少,该材料实质部有可能发生压缩变 形,从而导致极限转矩变为低于实用强度的转矩。从旋转体主体2来看,优选旋转体轴3的 突起面积率的上限为45%。但是,在自动二轮车用以外的其他用途中,也可以将上限设为 50%。即,突起面积率也可以根据用途而设为50%以下。该情况下,之所以将突起面积率 设为50%以下的数值,是因为:也与上述同样地,当突起面积率超过50%时,在旋转体主体 2与旋转体轴3的接合面上,突起彼此间的旋转体主体2的材料实质部减少,该材料实质部 有可能发生压缩变形,从而导致极限转矩变为低于实用强度的转矩。
[0045] 另外,突起5的高度为2. Omm以下,每平方厘米(cm2)中的突起5的数量为10个 以上且60个以下。之所以将每平方厘米中的突起5的数量设为10个以上的数值,是因为: 当每平方厘米中的突起5的数量少于10个时,接合强度有可能变为允许的接合强度以下, 另外,施加于每个突起上的扭矩所产生的剪切力变大,从而有可能导致突起本身受损。
[0046] 另外,当每平方厘米中的突起5的数量超过60个时,突起彼此间的间隔变得更小, 在将旋转体轴3包心铸造于旋转体主体2中时,熔融金属朝向突起与突起之间的外周面的 流动性变差,从而导致充型性变得不充分。由此,有可能在旋转体主体2与旋转体轴3的外 周面的接触面上形成空洞,从而因为该空洞的存在而导致旋转体主体2与旋转体轴3的密 合性不佳,另外,有可能导致在接合面的旋转方向上产生滑动,反而导致极限转矩降低,因 而并不理想。另外,从上述充型性的劣化的观点来看,每平方厘米中的突起5的数量更优选 为50个以下。
[0047] 另外,为了稳定地形成突起5,优选突起5的高度在2. Omm以下。当突起5的高度 在2. Omm以上时,从制造方面来看,突起5的高度不一致,从而外径精度降低。此时,涂料层 的厚度为2. 0mm。进而,更优选突起5的高度的平均值为I. 7mm以下。
[0048] 由此,通过将具有多个突起5的旋转体轴3包心铸造于旋转体主体2中,从而将旋 转体轴3与旋转体主体2牢固地加以接合,并且通过突起5发挥上述止转效果,从而能够确 保规定的抗扭强度。因此,能够经由旋转体轴3将从外部施加于旋转体轴3上的扭矩传递 至旋转体主体2。
[0049] 以下,对于上述旋转体结构1的制造方法、突起面积率的测量方法、极限转矩的试 验方法及其结果详细地进行说明。
[0050] 首先,对旋转体结构1的制造方法进行说明,在该说明中,主要对旋转体轴3的制 造方法进行说明。旋转体轴3通过离心铸造法进行制造。离心铸造法是在旋转的铸模(模 具)的内表面上喷涂铸模涂料而形成涂料层,并将熔融金属浇注至所形成的涂料层上从而 进行铸造的方法。
[0051] 铸模涂料通过按规定的比例将硅藻土、膨润土(粘结剂)、水以及表面活性剂加以 混合而制成。接着,将铸模涂料加热至200°C~400°C后喷涂到旋转的铸模内侧,从而在铸 模的内表面上形成涂料层。在铸模涂料中所含的表面活性剂的作用下,通过从高温的涂料 层内产生的蒸汽气泡而在涂料层中形成多个凹孔。
[0052] 在对涂料层进行冷却和干燥后,向旋转的铸模内浇注熔融金属。由此,熔融金属填 充在涂料层的凹孔中,从而在任意位置上形成多个大致均匀的突起5。在熔融金属硬化而形 成旋转体轴3之后,将旋转体轴3与涂料层一同从铸模中取出。通过抛丸处理(blasting treatment)除去涂料层,从而制成外周面上具有多个大致圆柱状或缩颈状的突起5的旋转 体轴3。进而,通过机械加工在旋转体轴3的内周面上形成花键槽4a。
[0053] 将如此制成的旋转体轴3放置在旋转体主体2的铸模的规定位置处,并向该铸模 中浇注熔融金属,从而将旋转体轴3包心铸造于旋转体主体2中。由此,制成旋转体结构1。
[0054] 接着,参照图3~图8对旋转体轴3的突起面积率的测量方法进行说明。图3是 表示突起5的等高线的测量方法的图。如图3所示,以三维激光测量仪6的激光照射部与 旋转体轴3的外周面相对置的状态,将旋转体轴3放置在试验台7上。如图4所示,从三维 激光测量仪6射出的激光V大致垂直地照射在旋转体轴3的外周面上。照射在突起5上的 激光V被突起5的表面反射,再次射入三维激光测量仪6中。图像处理装置8根据激光V 往返所需的时间而测量三维激光测量仪6与突起5的表面之间的距离,并以图像的形式显 示突起5的等高线图、或者将其打印出来。
[0055] 参照图5和图6对突起5的等高线图进行说明。图5中的箭头Y方向是从旋转体 轴3的外周面D起的突起5的高度方向。图5表示旋转体轴3的外周面D与等高线LO~ L15之间的关系。对于如图5所示高度与外周面D相同的等高线L0、距离外周面D的高度 为0. 3mm的等高线L3、距离外周面D的高度为0. 6mm的等高线L6、距离外周面D的高度为 0· 9mm的等高线L9、距离外周面D的高度为I. 2mm的等高线L12、距离外周面D的高度为 I. 5mm的等高线L15的各条等高线,从图像处理装置8输出如图6所示那样的等高线图。另 外,距离外周面D的高度为I. 2mm的等高线L12对应于突起5的缩颈部分,其被突起5的顶 部覆盖,因而在图像处理装置8输出的等高线图中未显示出。在图6中,以虚线表示等高线 L12的隐藏线。
[0056] 图5中图示的是突起5的穿过中心轴的标准剖面形状,但是,如上所述,旋转体轴3 的突起5呈铸造材料的状态,因而其形状存在偏差。尤其是突起5的高度存在偏差时的高 度极端地低的突起,如以上所说明,无法在旋转体主体2与旋转体轴3之间实现止转效果。 因此,突起5中高度低于0.3_的突起不符合标准而不将其视为突起5。另外,在图5和图 6的例子中,由于突起5的高度的下限为0. 3_,因而将等高线的间隔设为0. 3_,但是,由于 突起5的规定高度为0. 3mm以上,因此,只要能够得到距离旋转体轴3的外周面D的高度为 0. 3mm的等高线,则超过0. 3mm部分的等高线的间隔可以为任意值。
[0057] 图7表示以突起5的等高线L3位置处的剖面将分布于单位面积(W1 X W2)(例如 Icm2)中的突起5剖切后的状态(用斜线表示)。在图7中,能够统计出包含在等高线L3内 的区域R、即图7中以斜线表示的区域R的数量,其相当于突起5的数量。另外,区域R的总 面积是以突起5的等高线L3位置处的剖面将突起5剖切时突起5的截面积的总和(参照 图8)。
[0058] 由此,能够计算出区域R的总面积在单位面积(W1XW2)中所占的比例即突起面积 率S。即,可以通过
[0059] S =((区域 R 的总面积)AWl X W2)) X 100 (% )
[0060] 而计算出突起面积率S。图8中概念性地示出了单位面积(W1 XW2)与区域R的总 面积之间的关系。
[0061] 接着,参照图9和图10对于旋转体结构1的极限转矩的试验方法及其结果进行说 明。图9中简单地表示了该旋转体结构1的极限转矩的试验方法。试验装置10使用株式 会社岛津制作所生产的自动绘图仪模型AG-2000A,测量出臂部12的负载点处的负载和位 移量。
[0062] 在图9所示的试片9中,相当于旋转体主体2的圆筒2A的材料使用铝合金,并且 将旋转体轴3包心铸造于圆筒2A的内周。试验装置10具有:相当于旋转轴(花键轴)的 主体部11、用于对主体部11施加扭矩T的臂部12、以及用于对臂部12的负载点进行检测 的位移传感器13。
[0063] 臂部12固定在主体部11上,利用未图示的上述株式会社岛津制作所生产的自动 绘图仪模型AG-2000A对臂部12的前端部施加逐渐增加的负载P (N)。由此,当将臂部12在 主体部11上的固定中心点与负载P(N)的施加点之间的长度设为L(m)时,主体部11上产 生的扭矩为T = PL(Ni)。
[0064] 在上述试验装置10中,在试验开始后,以从零(N)起渐渐增加的方式对臂部12的 前端部施加负载P(N)。由此,主体部11上产生的扭矩经由旋转体轴3传递至圆筒2A上。 此时,通过固定部件(未图示)将圆筒2A加以固定。当对臂部12施加负载P (N)时,在本 体部11中产生扭矩,但是,由于圆筒2A被固定,因而旋转体轴3不会转动。
[0065] 在以从零(N)起渐渐增加的方式对臂部12施加负载P (N)时,不久便会从主体部 11向旋转体轴3施加相当于极限转矩的转矩以上的转矩。由此,突起5发生变形或受损, 或者,覆盖突起5的圆筒2A的部件发生变形或受损,从而在突起5与覆盖突起5的部件之 间产生间隙。由此,旋转体轴3与圆筒2A之间的突起5的止转效果降低,从
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1