[发明专利]利用搅拌摩擦焊接的混合驱动轴及其制造方法

说明书

本发明涉及一种利用搅拌摩擦焊接的混合驱动轴及其制造方法，更详细而言，涉及通过在金属管的内部形成复合材料层来构成驱动轴，并利用搅拌摩擦焊接方式在驱动轴的两端结合金属轭，从而，减轻配件及增强耐久性的驱动轴及其制造方法。所述方法包括：利用心轴将板状的复合材料制造成圆筒形的步骤；将圆筒形的所述复合材料层插入于金属管内部，并紧贴旋转心轴附着于所述金属管的内部的步骤；将金属管的内部形成真空状态保持规定时间以便所述复合材料层紧贴于所述金属管的步骤；将所述金属管保持真空的状态下放入到高压釜施加热成型至复合材料的步骤；用搅拌摩擦焊接的方式在所述金属管的末端接合用于连接其他构件的连接构件的步骤。

技术领域

本发明涉及一种驱动轴，更详细而言，涉及通过在金属管的内部形成复合材料层来构成驱动轴，并在驱动轴的两端利用搅拌摩擦焊接方式结合金属轭，从而，减轻配件、消减噪音振动而增强耐久性、并且节省能源的利用搅拌摩擦焊接的驱动轴及其制造方法。

背景技术

通常，驱动后轮车辆将从前方发动机产生的驱动力通过连接于变速器的驱动轴传递至后轮来使车辆前进。虽然发动机与变速器安装于前方，但并不驱动前轮而驱动后轮来前进。此驱动后轮车辆由于驱动后轮转向前轮，因此，与驱动前轮车辆相比具有出色的转向功能，并能均衡地分配前后重量，从而有利于车辆的均衡。

图1示出根据现有技术的驱动后轮车辆的动力传递结构。如图1所示，发动机与变速器安装于前轮1侧，使得驱动轴10设置于变速器与后轮车轴之间传递驱动力。由万向接头连接各连接部分。

如图1所示，通常驱动轴10由两个金属管11、12构成，其是因为驱动轴10的轴长非常长，因此要分为两个配件。虽制作为一个配件为好，但由于因车辆行驶时发生的振动引起共振频率，因此，需要分为两个配件。即，若仅制造成一个配件，则由于行驶时发生的振动有可能引发固有振动数及共振现象，因此，不安全。驱动轴10由前后两个金属管11、12与用于连接各管两端的金属轭13、14、15来构成。尤其，在驱动轴10的中间通过轭14连接两个金属管11、12，因此，为了保持直线运动连接中心支撑轴承16来固定于车辆底盘。

另一方面，作为现有技术，已公开有韩国公开专利第10-2006-0053299号公报。

本发明是涉及螺旋轴与后桥半角的结合结构，明确示出了作为螺旋轴的驱动轴的结构。如对现有技术的说明，由两个金属管构成的结构具有现有技术的全部缺点。

由两个管构成驱动轴的结构成为阻碍实现省油、轻量化的技术发展的要素。

另一方面，1991年在英国TWI(焊接研究所)研发了搅拌摩擦焊接方法，摩擦工具旋转时产生的热使材料熔化成半固体状态，此时根据摩擦工具的旋转来混合材料的同时进行焊接的一种新型焊接方式。这与通常的焊接相比较少发生焊接的位置突出、因高热周围发生变形、残留应力等问题。初期是用于利用铝等材料的焊接，但现在随着技术的发展利用于多种材料。也可用于太空船液氢燃料箱。但缺点是不易进行多种形态的焊接。

所述焊接方法虽有上述优点，但仍属于焊接，因此，摩擦工具在接合界面上移动，并在其部分形成凹陷部，问题虽比现有方式少，但存在在接合界面上发生残留应力、疲劳集中等问题。

为了解决所述问题，作为现有技术已在韩国授权专利第0445142号公开。公开了一种防止在接合部上发生朝接合面的下位置延长的凹陷部的搅拌摩擦焊接技术。

现有技术中，在支架构件的接合部的端部朝旋转体接合工具设置突出的厚部分。若相对相结合的邻接构件即两个厚构件就成为梯形。旋转体接合工具具有直径小的前端部分及直径大的部分。旋转体接合工具插入于厚的部分。旋转体接合工具首先插入直径小的前端部分，旋转体接合工具的直径大的部分叠层于厚的部分、但不延长于接合构件的不厚的面的上部面的位置，旋转体会旋转，并随着接合部移动。即使厚部分之间有缝隙也能进行接合，接合后，厚部分的剩余部分被机器切削形成平滑的面。现有技术按所述方法防止在接合界面形成凹陷部。