本申請(qǐng)要求基于2016年2月10日申請(qǐng)的日本發(fā)明專利申請(qǐng)第2016-023599號(hào)的優(yōu)先權(quán),其記載內(nèi)容作為參照被引用。
本發(fā)明涉及一種通過連結(jié)多個(gè)軸而形成的連結(jié)軸以及連結(jié)軸的制造方法。
背景技術(shù):
作為這種軸,在現(xiàn)有技術(shù)中,公知如下一種軸,即,該軸具有:端部接頭;frp制圓筒,其內(nèi)周面與形成于端部接頭的外周面的鋸齒狀突起(serration)部的一部分嵌合;外部軸環(huán),其用于連接端部接頭和frp制圓筒。例如,在日本發(fā)明專利公開公報(bào)特開2014-222069號(hào)(jp2014-222069a)所記載的軸的結(jié)構(gòu)中,外部軸環(huán)具有:小徑部,其內(nèi)周面與端部接頭的鋸齒狀突起部的余下部分嵌合;大徑部,其內(nèi)周面與frp制圓筒的外周面嵌合,大徑部的內(nèi)周面通過粘接劑固定于frp制圓筒的外周面。
然而,在jp2014-222069a所記載的軸的情況下,由于在粘接狀態(tài)下外軸環(huán)的大徑部的軸向端面露出,因此,會(huì)使銹侵入大徑部的內(nèi)周面與粘接劑之間的界面,導(dǎo)致粘接強(qiáng)度降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案所涉及的連結(jié)軸具有金屬制的第1軸、樹脂制的第2軸和金屬制的軸環(huán),其中,在金屬制的第1軸的一端部的外周面形成有鋸齒狀突起(serration);樹脂制的第2軸的一端部的內(nèi)周面與所述鋸齒狀突起的第1區(qū)域嵌合;金屬制的軸環(huán)具有:第1嵌合部,其與鋸齒狀突起的第2區(qū)域嵌合;和第2嵌合部,其通過粘接劑與所述第2軸的外周面嵌合,粘接劑被填充到第2軸的外周面與第2嵌合部的內(nèi)周面之間,并覆蓋第2嵌合部的軸向端面,直到被涂覆到軸環(huán)的外周面。
本發(fā)明另一技術(shù)方案所涉及的連結(jié)軸的制造方法包括如下工序:將金屬制的軸環(huán)的所述第1嵌合部的內(nèi)周面嵌合在包括第1區(qū)域和第2區(qū)域的鋸齒狀突起的第2區(qū)域上,其中:鋸齒狀突起被形成于金屬制的第1軸的一端部的外周面,金屬制的軸環(huán)具有第1嵌合部和內(nèi)徑大于所述第1嵌合部的內(nèi)徑的第2嵌合部;將粘接劑填充到鋸齒狀突起的第1區(qū)域與第2嵌合部的內(nèi)周面之間的間隙內(nèi);將樹脂制的第2軸的內(nèi)周面嵌合于鋸齒狀突起的第1區(qū)域;通過第2軸的嵌合,將粘接劑填充到第2軸的外周面與第2嵌合部的內(nèi)周面之間的間隙內(nèi),并且使經(jīng)過間隙且越過第2嵌合部的軸向端面而被擠出的粘接劑覆蓋軸向端面直到將其涂覆到軸環(huán)的外周面。
本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)通過以下與附圖關(guān)聯(lián)的實(shí)施方式的說(shuō)明會(huì)變得更加明確。
附圖說(shuō)明
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的分解狀態(tài)的立體圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的組裝狀態(tài)的立體圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的主要部分的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖4是圖3所示的主要部分的放大圖。
圖5a是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的制造方法的第1圖。
圖5b是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的制造方法的第2圖。
圖5c是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的制造方法的第3圖。
圖5d是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的制造方法的第4圖。
圖5e是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的制造方法的第5圖。
圖5f是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的制造方法的第6圖。
圖5g是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的制造方法的第7圖。
圖6是圖5f所示的主要部分的放大圖。
圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的制造方法的第1變形例的圖。
圖8a是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的制造方法的第2變形例的第1圖。
圖8b是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸的制造方法的第2變形例的第2圖。
具體實(shí)施方式
下面,參照?qǐng)D1~圖8b對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸100的分解狀態(tài)的立體圖。圖2是表示組裝狀態(tài)的立體圖。連結(jié)軸100作為扭矩傳遞部發(fā)揮作用,用于將來(lái)自引擎等驅(qū)動(dòng)源的扭矩傳遞給車輛等扭矩被傳遞部,例如適用于車輛的傳動(dòng)軸。另外,在下面的內(nèi)容中,為了便于說(shuō)明,如圖所示,將連結(jié)軸100的軸向定義為左右方向,基于該定義對(duì)各部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1、圖2所示,連結(jié)軸100具有左右一對(duì)的第1軸10、第2軸20和左右一對(duì)的軸環(huán)30,其中,第2軸20配置于一對(duì)第1軸10之間;左右一對(duì)的軸環(huán)30將第1軸10和第2軸20連接成一體。連結(jié)軸100整體呈左右對(duì)稱形狀。在將連結(jié)軸100用作傳動(dòng)軸時(shí),來(lái)自引擎的動(dòng)力(扭矩)被施加給一方的第1軸10的端部(例如,右側(cè)的第1軸10的右端部)。該扭矩通過第2軸20由另一方的第1軸10的端部(例如,左側(cè)的第1軸10的左端部)傳遞給車輪。
圖3是表示左側(cè)的第1軸10和第2軸20的連結(jié)結(jié)構(gòu)的剖視圖。另外,雖然省略其圖示,但是,右側(cè)的第1軸10和第2軸的連結(jié)結(jié)構(gòu)與圖3所示的連結(jié)結(jié)構(gòu)相同。因此,下面主要將焦點(diǎn)集中于左側(cè)的第1軸10和第2軸20的連結(jié)結(jié)構(gòu),并對(duì)各部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
第1軸10由鐵等金屬構(gòu)成。如圖3所示,第1軸10具有小徑部11和大徑部12,該小徑部11和大徑部12分別位于第1軸10的左側(cè)和右側(cè),且分別具有以軸線lo為中心的圓筒形的外周面11a、12a。外周面12a的直徑大于外周面11a的直徑,外周面11a和外周面12a通過平滑的曲面相連接。在小徑部11的左端部,例如設(shè)置有用于將第1軸10和車輪連接的接頭部13。在第1軸10的周圍配置有波紋筒狀的護(hù)罩40,護(hù)罩40的右端部安裝在小徑部11的右端部的外周面11a上。
在大徑部12的左端部設(shè)置有環(huán)狀的槽部14。槽部14的右端面被設(shè)置成與軸環(huán)30的端面34共面或者大致共面(參照?qǐng)D4),金屬制的卡簧(circlip)15嵌合于槽部14內(nèi)。如圖1所示,卡簧15以圓環(huán)的一部分被切掉的方式構(gòu)成為大致c字形,其通過彈性變形擴(kuò)大直徑以能夠嵌合于槽部14內(nèi)。
如圖3所示,在大徑部12的外周面,于槽部14的右側(cè)形成有三角形鋸齒狀突起或者螺旋鋸齒狀突起等鋸齒狀突起16。另外,如圖1所示,鋸齒狀突起16可以沿大徑部12的軸向一體形成,但是,并不局限于此,鋸齒狀突起16也可以沿大徑部12的軸向分割為多個(gè)而形成環(huán)狀。鋸齒狀突起16的硬度高于第2軸20和軸環(huán)30的硬度。如圖3所示,鋸齒狀突起16包括在軸向上鄰接的第1區(qū)域16a和第2區(qū)域16b。
如圖1、圖3所示,整個(gè)第2軸20呈以軸線lo為中心的圓筒形,其由纖維增強(qiáng)塑料(frp)等構(gòu)成。更具體來(lái)說(shuō),例如可以由多個(gè)碳纖維增強(qiáng)塑料(cfrp)層構(gòu)成,其中,該碳纖維增強(qiáng)塑料層是通過將碳纖維浸透于熱固化樹脂片中而形成的多個(gè)預(yù)浸料卷成筒形并使之熱固化而成的。另外,可以通過注塑成型的方式使短纖維的碳纖維被分散到樹脂而成的材料形成第2軸20。第2軸20的內(nèi)周面20a與鋸齒狀突起16的頂端側(cè)的軸向上的一部分(圖3的第1區(qū)域16a)嵌合。
軸環(huán)30由鐵等金屬構(gòu)成。軸環(huán)30構(gòu)成為以軸線lo為中心的大致圓筒形,且具有:第1嵌合部31,其與鋸齒狀突起16的位于小徑部11側(cè)的軸向上的余下部分(圖3的第2區(qū)域16b)嵌合;和第2嵌合部32,其與第2軸20的外周面20b嵌合。
圖4是放大表示圖3的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。如圖4所示,第2嵌合部32的的內(nèi)周面32a的直徑大于第1嵌合部31的內(nèi)周面31a的直徑,各內(nèi)周面31a、32a通過與軸線lo垂直的端面33相連接。第2軸20的軸向端面23與端面33抵接。軸環(huán)30在第1嵌合部31側(cè)和第2嵌合部32側(cè)分別具有以軸線lo為中心的圓筒形的第1外周面31b和第2外周面32b。第2外周面32b的直徑大于第1外周面31b的直徑。
軸環(huán)30的左端面34與卡簧15的右端面抵接。如圖1所示,在該軸環(huán)30的左端面34設(shè)置有沿周向配置的多個(gè)凹進(jìn)部35。凹進(jìn)部35形成為從第1嵌合部31的內(nèi)周面31a向徑向外側(cè)沿軸向以規(guī)定深度切割成大致半圓形的凹部。凹進(jìn)部35的最外側(cè)的外徑大于卡簧15的外徑。因此,凹進(jìn)部35的一部分從卡簧15露出,凹進(jìn)部35與連結(jié)軸100的外側(cè)空間連通。
軸環(huán)30的第2嵌合部32的內(nèi)周面32a的直徑比第2軸20的外周面20b的直徑大規(guī)定長(zhǎng)度,在外周面20b與內(nèi)周面32a之間,于整周范圍內(nèi)(整個(gè)周長(zhǎng)范圍)設(shè)置有在徑向上具有規(guī)定長(zhǎng)度的間隙41。第2嵌合部32的內(nèi)周面32a從軸環(huán)30的右端面36向徑向內(nèi)側(cè)形成為錐形,在該錐部,間隙41向右端面36擴(kuò)大。在間隙41內(nèi)填充粘接劑50,以使第2軸20的外周面20b和軸環(huán)30的第2嵌合部32的內(nèi)周面32a分別形成粘接面50a、50b。
在將連結(jié)軸100用作傳動(dòng)軸時(shí),連結(jié)軸100的周圍因受到廢氣的影響等溫度可能會(huì)升高。因此,優(yōu)選粘接劑50具有耐熱性,例如可以優(yōu)選使用具有一定粘性的兩種液體混合而成的環(huán)氧粘接劑。通過粘接劑50將第2軸20和軸環(huán)30連接成一體,由此,扭矩在第1軸10和第2軸20之間被傳遞時(shí),能夠減小第2軸20的內(nèi)周面?zhèn)鹊霓D(zhuǎn)矩與第2軸20的外周面?zhèn)鹊霓D(zhuǎn)矩之間的轉(zhuǎn)矩差。另外,具有耐熱性的粘接劑50一般較硬,但是,硬度越低,粘接劑越容易變形??紤]到這點(diǎn),可以在保證耐熱性的基礎(chǔ)上,使用硬度較低的粘接劑。
雖然在圖1、圖2中省略了圖示,但是,在圖4中,在軸環(huán)30的第2外周面32b,于整周范圍內(nèi)突出設(shè)置有左右一對(duì)的凸部37a、37b。各凸部37a、37b彼此在徑向上突出同一長(zhǎng)度。因此,連接一對(duì)凸部37a、37b的頂點(diǎn)的線(未圖示)與軸線lo平行。
粘接劑50被填充到第2軸20的外周面20b與第2嵌合部32的內(nèi)周面32a之間的間隙41內(nèi),并覆蓋第2嵌合部32的整個(gè)右端面36,且被涂覆到第2外周面32b的右側(cè)的凸部37a。與凸部37a相連的粘接劑50的外周面50c的直徑與凸部37a的直徑相等。因此,利用粘接劑50在軸環(huán)30上形成的粘接面50b沒有露出軸環(huán)30的右端面36,粘接劑50的界面的端部(界面端部)位于與第2外周面32b的凸部37a鄰接的位置。更具體來(lái)說(shuō),界面端部51位于凸部37a的頂部。
在粘接劑50的周圍,以覆蓋整個(gè)粘接劑50的方式進(jìn)行防腐涂裝以形成防腐涂層60。防腐涂層60被涂覆成從軸環(huán)30的外周面(例如,第1外周面31b)到第2軸20的外周面20b。更詳細(xì)來(lái)說(shuō),在第2軸20的外周面20b上,作為一個(gè)例子,于碳纖維層(cf層21)的外側(cè)形成有玻璃纖維層(gf層22)。并且,粘接劑50被涂覆到gf層22。并且,防腐涂層60被涂覆到gf層22。
這樣,在本實(shí)施方式中,粘接劑50覆蓋軸環(huán)30的軸向端面36且被涂覆到軸環(huán)30的外周面32b。因此,在第2軸20和軸環(huán)30之間的粘接區(qū)域未形成界面端部51,粘接劑50的界面沒有露出。所以,能夠防止水分附著到界面端部51而使銹侵入粘接劑50的界面。
即,在分別由樹脂和金屬構(gòu)成第2軸20和軸環(huán)30時(shí),由于兩者之間存在電位差,因此,容易產(chǎn)生電腐蝕。再者,由于在線膨脹系數(shù)上兩者之間的差較大,因此,隨著溫度變化,粘接劑50的界面(粘接面50a、50b)上產(chǎn)生熱應(yīng)力。另外,當(dāng)轉(zhuǎn)矩被施加給連結(jié)軸100時(shí),在第2軸20與軸環(huán)30之間因扭曲而產(chǎn)生應(yīng)力。因此,假如如圖4的虛線b所示,僅在第2軸20與軸環(huán)30之間的粘接區(qū)域涂覆粘接劑50以使粘接劑50的界面端部(位置a)與軸環(huán)30的端面36鄰接,則容易產(chǎn)生粘接劑50的界面剝離,銹可能會(huì)從界面端部侵入界面(粘接面50b)。
若銹侵入粘接面50b,粘接劑50的界面剝離便會(huì)持續(xù),從而導(dǎo)致粘接強(qiáng)度的降低。此時(shí),即使為了防止銹的侵入而在粘接劑50的周圍進(jìn)行涂裝處理,也無(wú)法確保在軸環(huán)30的端部(位置a)通過涂裝處理而得到足夠的膜厚。因此,當(dāng)粘接劑50的界面端部形成于與軸環(huán)30的端面36鄰接的位置時(shí),無(wú)論是否進(jìn)行涂裝處理,銹還是容易從界面端部侵入。
對(duì)于這點(diǎn),在本實(shí)施方式中,由于粘接劑50的界面端部51位于軸環(huán)30的第2外周面32b,因此,連結(jié)軸100因扭曲而產(chǎn)生的扭矩不會(huì)作用于界面端部51。另外,由于界面端部51不是位于第2軸20與軸環(huán)30的粘接區(qū)域而是位于粘接區(qū)域的外側(cè),不構(gòu)成粘接面50a、50b。因此,能夠抑制因樹脂和鐵的線膨脹系數(shù)的差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力的影響以及因樹脂和鐵的電位差而產(chǎn)生的電腐蝕的影響波及到界面端部51。再者,能夠通過涂裝處理得到覆蓋界面端部51的具有足夠膜厚的涂層60(即防腐涂層60)。因此,能夠防止銹侵入粘接劑50的界面,以保持穩(wěn)定的粘接強(qiáng)度。
另外,由于作為第2軸20的構(gòu)成材料的樹脂和作為軸環(huán)30的構(gòu)成材料的鐵的楊氏模量有較大的不同,因此,應(yīng)力容易集中于軸環(huán)30的頂端部??紤]到這點(diǎn),在本實(shí)施方式中,軸環(huán)30的頂端部構(gòu)成為錐形。即,軸環(huán)的內(nèi)周面32a以直徑向第2嵌合部32的端面36側(cè)擴(kuò)大的方式構(gòu)成。據(jù)此,軸環(huán)30的厚度變薄,軸環(huán)30容易變形,并且,相應(yīng)地能夠增加粘接劑50的厚度。因此,能夠緩和應(yīng)力集中于軸環(huán)30的頂端部。另外,軸環(huán)30的端部可以不形成為錐形,例如,內(nèi)周面32a可以向端面36側(cè)以與軸線lo平行的方式延伸。
接著,參照?qǐng)D5a~圖5g對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的連結(jié)軸100的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。在制造連結(jié)軸100時(shí),首先,將軸環(huán)30的第1嵌合部31壓入第1軸10(軸環(huán)壓入工序)。如圖5a所示,優(yōu)選利用大致圓筒形的治具70來(lái)進(jìn)行該工序。
治具70具有:內(nèi)周面71,其插入第1軸10的大徑部12;第1外周面72,其供軸環(huán)30的第2嵌合部32嵌合;第2外周面73,其直徑大于第1外周面72的直徑;和端面74,其用于連接第1外周面72和第2外周面73,且沿徑向延伸。治具70被預(yù)先插入第1軸10的大徑部12,以第2外周面73側(cè)的軸向端面與大徑部12的軸向端面一致的狀態(tài)被保持。即,治具70被保持在鋸齒狀突起16的第1區(qū)域16a。
在軸環(huán)壓入工序中,如圖5b所示,從第1軸10的小徑部11側(cè)以規(guī)定量壓入軸環(huán)30,直到第2嵌合部32側(cè)的端面36與治具70的端面74抵接。據(jù)此,能夠限定軸環(huán)30相對(duì)于第1軸10在軸向上的位置,將軸環(huán)30配置在鋸齒狀突起16的第2區(qū)域16b。通過軸環(huán)30的壓入,第1軸10的大徑部12的鋸齒狀突起形狀被復(fù)制到軸環(huán)30的第1嵌合部31的內(nèi)周面31a上。通過壓入工序能夠?qū)⑤S環(huán)30固定在第1軸10的第2區(qū)域16b。
在以規(guī)定量壓入軸環(huán)30的狀態(tài)下,第1嵌合部31的內(nèi)周面31a穿過第1軸10的槽部14,第1嵌合部31的軸向端面34與槽部14的軸向端面的位置一致或者大致一致。接著,如圖5c所示,將卡簧15嵌合在槽部14內(nèi),并且,將治具70從第1軸10上取下來(lái)(卡簧安裝工序)。通過卡簧15的安裝,軸環(huán)30相對(duì)于第1軸10的在軸向上的移動(dòng)受到限制。在該狀態(tài)下,形成于軸環(huán)30的端面34的凹進(jìn)部35的一部分被卡簧15覆蓋,凹進(jìn)部35的余下部分越過卡簧15而露出。
當(dāng)將治具70從第1軸10上取下來(lái)時(shí),在第1軸10的大徑部12的外周面12a與軸環(huán)30的第2嵌合部32的內(nèi)周面32a之間,于整周范圍內(nèi)形成有間隙75。如圖5d所示,在該間隙75內(nèi)填充粘接劑50(粘接劑填充工序)。此時(shí),優(yōu)選在使第1軸10沿鉛直方向豎立設(shè)置且小徑部11位于下方的姿勢(shì)下,從上方填充粘接劑50。據(jù)此,能夠沿周向?qū)⒄辰觿?0均勻地填充到間隙75內(nèi)。
接著,將第2軸20壓入第1軸10的大徑部12(軸壓入工序)。即,如圖5e所示,壓入第2軸20,直到第2軸20的端面23與軸環(huán)30的內(nèi)側(cè)的端面33抵接。據(jù)此,能夠限定第2軸20相對(duì)于第1軸10在軸向上的位置,并且能夠?qū)⒌?軸20的端部配置在鋸齒狀突起16的第1區(qū)域16a。通過第2軸20的壓入,第1軸10的大徑部12的鋸齒狀突起形狀被復(fù)制到第2軸20的內(nèi)周面20a上。通過壓入工序,能夠?qū)⒌?軸20固定在第1軸10的第1區(qū)域16a。
通過第2軸20的壓入,間隙75的體積減小,間隙75內(nèi)的粘接劑50被填充到第2軸20的外周面20b與軸環(huán)30的第2嵌合部32的內(nèi)周面32a之間的間隙41內(nèi)。余下的粘接劑50穿過間隙41,越過第2嵌合部32的端面36向間隙41而被擠到外側(cè)。被擠出的粘接劑50存積在軸環(huán)30的端面36附近。
另外,間隙75內(nèi)的粘接劑50的一部分被推入軸環(huán)30的第1嵌合部31與第1軸10的大徑部12(鋸齒狀突起16的第2區(qū)域16b)之間的間隙內(nèi)。據(jù)此,在軸環(huán)30的第1嵌合部31與第1軸10之間會(huì)形成粘接劑50的涂層,使得第1嵌合部31與第1軸10處于非接觸狀態(tài)。當(dāng)軸環(huán)30與第1軸10之間的粘接劑50內(nèi)含有氣泡時(shí),氣泡通過凹進(jìn)部35被排出到連結(jié)軸100的外部空間。因此,能夠毫無(wú)間隙地將粘接劑50填充到軸環(huán)30與第1軸10之間。
接著,使存積在軸環(huán)30的端面36附近的粘接劑50覆蓋端面36,并將其涂覆到軸環(huán)30的第2外周面32b(粘接劑涂覆工序)。例如如圖5f所示,利用具有大致矩形的切口部81的板狀的刮板80來(lái)進(jìn)行該工序。
圖6是圖5f的主要部分的放大圖。如圖6所示,刮板80具有隔著切口部81配置的第1邊緣82和第2邊緣83。從切口部81的底面81a到第1邊緣82的長(zhǎng)度與從軸環(huán)30的第2外周面32b的凸部37a、37b的頂點(diǎn)到第2軸20的外周面20b的長(zhǎng)度相等,從切口部81的底面81a到第2邊緣83的長(zhǎng)度比從凸部37a、37b的頂點(diǎn)到軸環(huán)30的第1外周面31b的長(zhǎng)度長(zhǎng),且比從凸部37a、37b的頂點(diǎn)到卡簧15的外周面的長(zhǎng)度短。切口部81的位于第1邊緣82側(cè)的底面角部81b形成為圓弧狀或者平滑的曲線狀。切口部81的軸向長(zhǎng)度比從軸環(huán)30的一個(gè)端面34到另一個(gè)端面36的長(zhǎng)度長(zhǎng)規(guī)定長(zhǎng)度。
在粘接劑涂覆工序中,首先,作業(yè)人員使切口部81的位于第2邊緣83側(cè)的端面81c與軸環(huán)30的端面34抵接,并且,使切口部81的底面81a與軸環(huán)30的一對(duì)凸部37a、37b的頂點(diǎn)抵接。在保持該狀態(tài)的同時(shí),作業(yè)人員使刮板80沿軸環(huán)30的周圍至少轉(zhuǎn)動(dòng)一周。據(jù)此,粘接劑50被填充到由刮板80的切口部81、從軸環(huán)30的端面36到第2外周面32b和凸部37a的部位和第2軸20的外周面20b圍成的區(qū)域ar1,并且,由刮板80刮掉區(qū)域ar1外的余下的粘接劑50。因此,能夠使粘接劑50覆蓋軸環(huán)30的整個(gè)端面36,且被涂覆到第2外周面32b的凸部37a。此時(shí),粘接劑50形成為與切口部81相對(duì)應(yīng)的表面形狀。
最后,實(shí)施覆蓋粘接劑50的整個(gè)表面,從軸環(huán)30的第2外周面32b到第2軸20的外周面20b的防腐涂裝,以形成防腐涂層60(涂裝工序)。這種情況下,如圖5g所示,可以以覆蓋軸環(huán)30的整個(gè)外周面(第1外周面31b、第2外周面32b)、或者不覆蓋軸環(huán)30的整個(gè)外周面而是覆蓋第1軸10的小徑部11的外周面11a的一部分的方式進(jìn)行防腐涂裝,以形成防腐涂層60。通過將刮板80的切口部81的底面81a的底面角部81b形成為圓弧狀或者平滑的曲面狀,從而使粘接劑50的表面形成為圓弧狀或者平滑的曲面狀。據(jù)此,在涂裝工序中,能夠容易使粘接劑50的表面上形成具有足夠膜厚的涂層60。
根據(jù)本實(shí)施方式,能夠得到以下的作用效果。
(1)連結(jié)軸100具有金屬制的第1軸10、樹脂制的第2軸20和金屬制的軸環(huán)30,其中,在第1軸10的一個(gè)端部(大徑部12)的外周面12a形成有鋸齒狀突起16;樹脂制的第2軸20的一個(gè)端部的內(nèi)周面20a與鋸齒狀突起16的第1區(qū)域16a嵌合;金屬制的軸環(huán)30具有與鋸齒狀突起16的第2區(qū)域16b嵌合的第1嵌合部31和通過粘接劑50與第2軸20的外周面20b嵌合的第2嵌合部32(圖3)。粘接劑50被填充到第2軸20的外周面20b與第2嵌合部32的內(nèi)周面32a之間,并且,覆蓋第2嵌合部32的軸向端面36被涂覆到軸環(huán)30的外周面36b(圖4)。
因此,在第2軸20與軸環(huán)30之間的粘接區(qū)域,粘接劑50的界面端部不會(huì)露出,界面端部51位于軸環(huán)30的外周面32b的上方。因此,在通過粘接劑50將樹脂制的第2軸20和金屬制的軸環(huán)30接合在一起而成的連結(jié)軸100中,能夠防止由于水分附著于粘接劑50的界面端部51而導(dǎo)致銹侵入粘接劑50的界面(粘接面50b),由此能夠保持足夠的粘接強(qiáng)度。
(2)軸環(huán)30具有凸部37a,該凸部37a在整周范圍內(nèi)向徑向外側(cè)突出設(shè)置于軸環(huán)30的外周面32b,粘接劑50被涂覆到凸部37a(圖4)。據(jù)此,能夠?qū)⒄辰觿?0涂覆到與凸部37a相同的高度位置,并且能夠?qū)⒄辰觿?0平滑地涂覆到軸環(huán)30的外周面32b。
(3)以覆蓋被涂覆到軸環(huán)30的外周面32b的粘接劑50的方式從軸環(huán)30的外周面32b到第2軸20的外周面20b進(jìn)行涂裝處理,以形成防腐涂層60(圖4)。據(jù)此,能夠防止水分附著到粘接劑50的界面端部51上,并且能夠更可靠地防止銹侵入粘接劑50的界面。另外,在本實(shí)施方式中,由于粘接劑50被涂覆到軸環(huán)30的外周面32b,因此,能夠容易通過涂裝處理得到覆蓋粘接劑50的整個(gè)表面的具有足夠膜厚的防腐涂層60,并且能夠防止涂膜開裂。
(4)連結(jié)軸100的制造方法包括軸環(huán)壓入工序、粘接劑填充工序、軸壓入工序和粘接劑涂覆工序,其中,在軸環(huán)壓入工序中,在金屬制的第1軸10的一個(gè)端部(大徑部12)的外周面12a形成有鋸齒狀突起16,鋸齒狀突起16包括第1區(qū)域16a和第2區(qū)域16b,金屬制的軸環(huán)30具有第1嵌合部31和內(nèi)徑大于第1嵌合部31的第2嵌合部32,將軸環(huán)30的第1嵌合部31的內(nèi)周面31a與鋸齒狀突起16的第2區(qū)域16b嵌合;在粘接劑填充工序中,將粘接劑50填充到鋸齒狀突起16的第1區(qū)域16a與第2嵌合部32的內(nèi)周面32a之間的間隙75內(nèi);在軸壓入工序中,將樹脂制的第2軸20的內(nèi)周面20a與鋸齒狀突起16的第1區(qū)域16a嵌合;在粘接劑涂覆工序中,將粘接劑50填充到第2軸20的外周面20b與第2嵌合部32的內(nèi)周面32a之間的間隙41內(nèi),并且使穿過間隙41且越過第2嵌合部32的軸向端面36而被擠出的粘接劑50覆蓋端面36,并將該粘接劑50涂覆到軸環(huán)30的外周面32b(圖5a~圖5f)。
據(jù)此,不僅能夠容易在第2軸20的外周面20b與軸環(huán)30的第2嵌合部32的內(nèi)周面32a之間的間隙41內(nèi)毫無(wú)間隙地填充粘接劑50,還能夠容易使粘接劑50覆蓋第2嵌合部32的軸向端面36,并將該粘接劑50涂覆到軸環(huán)30的外周面32b。
(5)軸環(huán)30具有一對(duì)凸部37a、37b,該一對(duì)凸部37a、37b在整周范圍內(nèi)向徑向外側(cè)突出設(shè)置于軸環(huán)30的外周面32b,且在軸向上隔開距離,在將第2軸20的內(nèi)周面20a與鋸齒狀突起16的第1區(qū)域16a嵌合之后,使板狀的刮板80的緣部(切口部81的底面81a)與一對(duì)凸部37a、37b抵接,通過使底面81a與一對(duì)凸部37a、37b抵接的同時(shí)使刮板80在軸環(huán)30的周圍移動(dòng)一周,從而使越過第2嵌合部32的軸向端面36而被擠出的粘接劑50填充到刮板80的切口部81與軸環(huán)30的外周面32b之間的區(qū)域ar1(圖6)。據(jù)此,能夠沿軸向?qū)⒄辰觿?0以同一高度均勻地涂覆在軸環(huán)30的外周面32b上。即,軸環(huán)30不僅具有作為粘接劑50的涂覆終點(diǎn)的凸部37a,還具有凸部37b,其中,該凸部37b在整周范圍內(nèi)向徑向外側(cè)突出設(shè)置于軸環(huán)30的位于比凸部37a靠第1嵌合部31一側(cè)的外周面32b。因此,能夠使刮板80的切口部81的底面81a以軸線lo為中心且以與軸線lo平行的方式移動(dòng)一周,由此能夠使覆蓋軸環(huán)30的外周面32b的粘接劑50的外周面50c形成為圓筒面狀。
另外,在上述實(shí)施方式中,在軸環(huán)30的外周面32b上設(shè)置一對(duì)凸部37a、37b,在粘接劑涂覆工序中,通過使刮板80的底面81a與兩個(gè)凸部37a、37b抵接的同時(shí)在軸環(huán)30的周圍移動(dòng)一周,據(jù)此將粘接劑50以規(guī)定形狀涂覆到軸環(huán)30的外周面32b。然而,在粘接劑涂覆工序中用于涂覆粘接劑50的治具(jig)的結(jié)構(gòu)并不局限于此。圖7是表示治具的第1變形例的圖。
在圖7中,板狀的刮板85構(gòu)成為大致l字形。因此,刮板85具有在l字形的內(nèi)側(cè)互相垂直的第1邊緣86和第2邊緣87。再者,刮板85在第1邊緣86的頂端部具有切割規(guī)定深度而成的切口部88。切口部88在從第1邊緣86上切割而成為圓弧狀或者平滑的曲線狀后,以與第1邊緣86平行的方式延伸到刮板85的頂端。這種情況下,不用在軸環(huán)30的外周面32b上設(shè)置凸部,在粘接劑涂覆工序中,使刮板85的第2邊緣87與軸環(huán)30的位于第1嵌合部31一側(cè)的端面34(即左端面34)抵接,并且使刮板85的第1邊緣86與軸環(huán)30的第2外周面32b抵接。
接著,在保持該狀態(tài)的同時(shí),使刮板85沿著軸環(huán)30的外周面至少移動(dòng)一周。據(jù)此,能夠?qū)⒄辰觿?0填充到刮板85的切口部88與軸環(huán)30的外周面32b之間的區(qū)域ar2,并且能夠?qū)⒄辰觿?0從軸環(huán)30的外周面32b涂覆到第2軸20的外周面20b。這種情況下,能夠使粘接劑50的表面形成為與切口部88相對(duì)應(yīng)的形狀,并且能夠?qū)⒄辰觿?0以同一高度均勻地涂覆在軸環(huán)30的外周面32b上。由于不需要在軸環(huán)30的外周面32b上設(shè)置凸部37a、37b,因此能夠簡(jiǎn)化軸環(huán)30的結(jié)構(gòu)。
這樣,作為連結(jié)軸100的制造方法,可以采用如下方法,即,在將第2軸20的內(nèi)周面20a與鋸齒狀突起16的第1區(qū)域16a嵌合之后,使具有第1邊緣86和從第1邊緣86上切割而成的切口部88的板狀的刮板85的第1邊緣86與軸環(huán)30的外周面32b抵接,通過使刮板85與軸環(huán)30的外周面32b抵接,并使刮板85在軸環(huán)30的周圍移動(dòng)一周,從而將越過第2嵌合部32的軸向端面36而被擠出的粘接劑50填充到刮板85的切口部88與軸環(huán)30的外周面32b之間的區(qū)域ar2。
圖8a、圖8b是表示治具的第2變形例的圖。在該變形例中,采用了覆蓋軸環(huán)30的端部的對(duì)開形狀(以軸線lo為中心的半圓筒形狀)的一對(duì)治具90。治具90在軸向一端側(cè)和另一端側(cè)分別具有以軸線lo為中心的第1內(nèi)周面91和直徑小于第1內(nèi)周面91的直徑的第2內(nèi)周面92。從第1內(nèi)周面91到第2內(nèi)周面92的距離相當(dāng)于從軸環(huán)30的第2嵌合部32的外周面32b到第2軸20的外周面20b的距離。在第1內(nèi)周面91與第2內(nèi)周面92之間設(shè)置有凹部93。
在對(duì)開形狀的各治具90上,于周向上180°范圍內(nèi)分別設(shè)置有第1內(nèi)周面91、第2內(nèi)周面92和凹部93,但在將一對(duì)治具90組合時(shí),第1內(nèi)周面91、第2內(nèi)周面92和凹部93分別形成為360°的圓筒面。另外,治具90可以不構(gòu)成為在周向上分割成兩部分的結(jié)構(gòu),而構(gòu)成為在軸向上分割成兩部分的結(jié)構(gòu)。例如,可以沿圖8a的虛線a將大致圓筒狀的治具90在軸向上分割成兩部分。凹部93的底面93a以與軸線lo平行的方式形成,凹部93的軸向上的兩個(gè)端部94、95分別到第1內(nèi)周面91和第2內(nèi)周面92為止形成為圓弧狀或者平滑的曲面狀。由于在治具90上設(shè)置了凹部93,因此,在使用治具90的情況下,也不需要在軸環(huán)30的外周面32b上設(shè)置凸部37a、37b(圖4)。
治具90如下使用。即,如圖8a所示,在粘接劑填充工序之后且在軸壓入工序之前,使治具90的第1內(nèi)周面91與軸環(huán)30的第2嵌合部32的外周面32b嵌合,將治具90相對(duì)于軸環(huán)30設(shè)置于軸向規(guī)定位置。更詳細(xì)來(lái)說(shuō),以軸環(huán)30的端面36位于凹部93的內(nèi)側(cè)的方式來(lái)設(shè)置一對(duì)治具90。接著,如圖8b所示,將第2軸20壓入軸環(huán)30。
據(jù)此,越過軸環(huán)30的端面36而被擠出的粘接劑50被填充到凹部93與第2軸20的外周面20b和軸環(huán)30這兩者之間的間隙ar3內(nèi)。因此,能夠使粘接劑50形成為與凹部93的形狀相對(duì)應(yīng)的表面形狀。這種情況下,不需要費(fèi)事使刮板80、85在軸環(huán)30的周圍移動(dòng)一周,能夠伴隨著第2軸20的壓入將粘接劑50涂覆到軸環(huán)30的外周面32b,因此容易進(jìn)行粘接劑50的涂覆作業(yè)。
這樣,作為連結(jié)軸100的制造方法,可以采用如下方法,即,設(shè)置具有隔開規(guī)定的間隙ar3與軸環(huán)30的外周面32b相向的凹部93(底面93a)且能夠分割的筒狀的治具90,在設(shè)置好治具90之后,將第2軸20與鋸齒狀突起16的第1區(qū)域16a嵌合,并將越過第2嵌合部32的軸向端面36而被擠出的粘接劑50填充到間隙ar3內(nèi)。
另外,連結(jié)軸的制造方法并不局限于上述方法,只要能夠?qū)⒄辰觿?0填充到第2軸20的外周面20b與軸環(huán)30的第2嵌合部32的內(nèi)周面32a之間,并能夠使粘接劑50覆蓋第2嵌合部32的軸向端面36且被涂覆到軸環(huán)30的外周面32b即可。例如,可以采用如下方法:預(yù)先將粘接劑50涂覆在第2軸20的外周面20b的端部,接著,將該第2軸20壓入第1軸10,由此將粘接劑50填充到第2軸20與軸環(huán)30之間的間隙41內(nèi)。
在上述實(shí)施方式中將連結(jié)軸用作車輛的傳動(dòng)軸,然而,本發(fā)明的連結(jié)軸同樣可以適用于傳輸動(dòng)力軸(propellershaft)等用于傳遞扭矩的其他軸。另外,也可以將本發(fā)明的連結(jié)軸適用于車輛以外的移動(dòng)工具(例如船舶等)。
可以將上述實(shí)施方式和變形例中的1個(gè)或者多個(gè)進(jìn)行任意組合。也可以將變形例之間進(jìn)行組合。
根據(jù)本發(fā)明,粘接劑被填充到第2軸的外周面與軸環(huán)的第2嵌合部的內(nèi)周面之間,并且粘接劑覆蓋第2嵌合部的軸向端面,被涂覆到軸環(huán)的外周面。因此,在第2軸和第2嵌合部的粘接區(qū)域,粘接劑不會(huì)露出,能夠防止銹侵入界面。
上面通過與本發(fā)明相關(guān)的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明,但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解為,在不脫離后述的權(quán)利要求書的公開范圍內(nèi),可以進(jìn)行各種修改和變更。