CN107061520B - 连结轴以及连结轴的制造方法 - Google Patents

连结轴以及连结轴的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种连结轴以及连结轴的制造方法。连结轴(100)具有金属制的第1轴(10)、树脂制的第2轴(20)和金属制的轴环(30),其中,在金属制的第1轴的一端部(12)的外周面(12a)形成有锯齿状突起(16);树脂制的第2轴的一端部的内周面(20a)与锯齿状突起的第1区域(16a)嵌合;金属制的轴环具有:第1嵌合部(31),其与锯齿状突起的第2区域(16b)嵌合;和第2嵌合部(32),其通过粘接剂(50)与第2轴的外周面(20b)嵌合,粘接剂被填充到第2轴的外周面与第2嵌合部的内周面(32a)之间,并覆盖第2嵌合部的轴向端面(36)且被涂覆到轴环的外周面(32b)。

Description

连结轴以及连结轴的制造方法
技术领域
本申请要求基于2016年2月10日申请的日本发明专利申请第2016-023599号的优先权,其记载内容作为参照被引用。
本发明涉及一种通过连结多个轴而形成的连结轴以及连结轴的制造方法。
背景技术
作为这种轴,在现有技术中,公知如下一种轴,即,该轴具有:端部接头;FRP制圆筒,其内周面与形成于端部接头的外周面的锯齿状突起(serration)部的一部分嵌合;外部轴环,其用于连接端部接头和FRP制圆筒。例如,在日本发明专利公开公报特开2014-222069号(JP2014-222069A)所记载的轴的结构中,外部轴环具有:小径部,其内周面与端部接头的锯齿状突起部的余下部分嵌合;大径部,其内周面与FRP制圆筒的外周面嵌合,大径部的内周面通过粘接剂固定于FRP制圆筒的外周面。
然而,在JP2014-222069A所记载的轴的情况下,由于在粘接状态下外轴环的大径部的轴向端面露出,因此,会使锈侵入大径部的内周面与粘接剂之间的界面,导致粘接强度降低。
发明内容
本发明的一个技术方案所涉及的连结轴具有金属制的第1轴、树脂制的第2轴和金属制的轴环,其中,在金属制的第1轴的一端部的外周面形成有锯齿状突起(serration);树脂制的第2轴的一端部的内周面与所述锯齿状突起的第1区域嵌合;金属制的轴环具有:第1嵌合部,其与锯齿状突起的第2区域嵌合;和第2嵌合部,其通过粘接剂与所述第2轴的外周面嵌合,粘接剂被填充到第2轴的外周面与第2嵌合部的内周面之间,并覆盖第2嵌合部的轴向端面,直到被涂覆到轴环的外周面。
本发明另一技术方案所涉及的连结轴的制造方法包括如下工序:将金属制的轴环的所述第1嵌合部的内周面嵌合在包括第1区域和第2区域的锯齿状突起的第2区域上,其中:锯齿状突起被形成于金属制的第1轴的一端部的外周面,金属制的轴环具有第1嵌合部和内径大于所述第1嵌合部的内径的第2嵌合部;将粘接剂填充到锯齿状突起的第1区域与第2嵌合部的内周面之间的间隙内;将树脂制的第2轴的内周面嵌合于锯齿状突起的第1区域;通过第2轴的嵌合,将粘接剂填充到第2轴的外周面与第2嵌合部的内周面之间的间隙内,并且使经过间隙且越过第2嵌合部的轴向端面而被挤出的粘接剂覆盖轴向端面直到将其涂覆到轴环的外周面。
本发明的目的、特征和优点通过以下与附图关联的实施方式的说明会变得更加明确。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的连结轴的分解状态的立体图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的连结轴的组装状态的立体图。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的连结轴的主要部分的结构的剖视图。
图4是图3所示的主要部分的放大图。
图5A是用于说明本发明的实施方式所涉及的连结轴的制造方法的第1图。
图5B是用于说明本发明的实施方式所涉及的连结轴的制造方法的第2图。
图5C是用于说明本发明的实施方式所涉及的连结轴的制造方法的第3图。
图5D是用于说明本发明的实施方式所涉及的连结轴的制造方法的第4图。
图5E是用于说明本发明的实施方式所涉及的连结轴的制造方法的第5图。
图5F是用于说明本发明的实施方式所涉及的连结轴的制造方法的第6图。
图5G是用于说明本发明的实施方式所涉及的连结轴的制造方法的第7图。
图6是图5F所示的主要部分的放大图。
图7是表示本发明的实施方式所涉及的连结轴的制造方法的第1变形例的图。
图8A是表示本发明的实施方式所涉及的连结轴的制造方法的第2变形例的第1图。
图8B是表示本发明的实施方式所涉及的连结轴的制造方法的第2变形例的第2图。
具体实施方式
下面,参照图1~图8B对本发明的实施方式进行说明。图1是表示表示本发明的实施方式所涉及的连结轴100的分解状态的立体图。图2是表示组装状态的立体图。连结轴100作为扭矩传递部发挥作用,用于将来自引擎等驱动源的扭矩传递给车辆等扭矩被传递部,例如适用于车辆的传动轴。另外,在下面的内容中,为了便于说明,如图所示,将连结轴100的轴向定义为左右方向,基于该定义对各部的结构进行说明。
如图1、图2所示,连结轴100具有左右一对的第1轴10、第2轴20和左右一对的轴环30,其中,第2轴20配置于一对第1轴10之间;左右一对的轴环30将第1轴10和第2轴20连接成一体。连结轴100整体呈左右对称形状。在将连结轴100用作传动轴时,来自引擎的动力(扭矩)被施加给一方的第1轴10的端部(例如,右侧的第1轴10的右端部)。该扭矩通过第2轴20由另一方的第1轴10的端部(例如,左侧的第1轴10的左端部)传递给车轮。
图3是表示左侧的第1轴10和第2轴20的连结结构的剖视图。另外,虽然省略其图示,但是,右侧的第1轴10和第2轴的连结结构与图3所示的连结结构相同。因此,下面主要将焦点集中于左侧的第1轴10和第2轴20的连结结构,并对各部的结构进行说明。
第1轴10由铁等金属构成。如图3所示,第1轴10具有小径部11和大径部12,该小径部11和大径部12分别位于第1轴10的左侧和右侧,且分别具有以轴线LO为中心的圆筒形的外周面11a、12a。外周面12a的直径大于外周面11a的直径,外周面11a和外周面12a通过平滑的曲面相连接。在小径部11的左端部,例如设置有用于将第1轴10和车轮连接的接头部13。在第1轴10的周围配置有波纹筒状的护罩40,护罩40的右端部安装在小径部11的右端部的外周面11a上。
在大径部12的左端部设置有环状的槽部14。槽部14的右端面被设置成与轴环30的端面34共面或者大致共面(参照图4),金属制的卡簧(circlip)15嵌合于槽部14内。如图1所示,卡簧15以圆环的一部分被切掉的方式构成为大致C字形,其通过弹性变形扩大直径以能够嵌合于槽部14内。
如图3所示,在大径部12的外周面,于槽部14的右侧形成有三角形锯齿状突起或者螺旋锯齿状突起等锯齿状突起16。另外,如图1所示,锯齿状突起16可以沿大径部12的轴向一体形成,但是,并不局限于此,锯齿状突起16也可以沿大径部12的轴向分割为多个而形成环状。锯齿状突起16的硬度高于第2轴20和轴环30的硬度。如图3所示,锯齿状突起16包括在轴向上邻接的第1区域16a和第2区域16b。
如图1、图3所示,整个第2轴20呈以轴线LO为中心的圆筒形,其由纤维增强塑料(FRP)等构成。更具体来说,例如可以由多个碳纤维增强塑料(CFRP)层构成,其中,该碳纤维增强塑料层是通过将碳纤维浸透于热固化树脂片中而形成的多个预浸料卷成筒形并使之热固化而成的。另外,可以通过注塑成型的方式使短纤维的碳纤维被分散到树脂而成的材料形成第2轴20。第2轴20的内周面20a与锯齿状突起16的顶端侧的轴向上的一部分(图3的第1区域16a)嵌合。
轴环30由铁等金属构成。轴环30构成为以轴线LO为中心的大致圆筒形,且具有:第1嵌合部31,其与锯齿状突起16的位于小径部11侧的轴向上的余下部分(图3的第2区域16b)嵌合;和第2嵌合部32,其与第2轴20的外周面20b嵌合。
图4是放大表示图3的主要部分的结构的图。如图4所示,第2嵌合部32的的内周面32a的直径大于第1嵌合部31的内周面31a的直径,各内周面31a、32a通过与轴线LO垂直的端面33相连接。第2轴20的轴向端面23与端面33抵接。轴环30在第1嵌合部31侧和第2嵌合部32侧分别具有以轴线LO为中心的圆筒形的第1外周面31b和第2外周面32b。第2外周面32b的直径大于第1外周面31b的直径。
轴环30的左端面34与卡簧15的右端面抵接。如图1所示,在该轴环30的左端面34设置有沿周向配置的多个凹进部35。凹进部35形成为从第1嵌合部31的内周面31a向径向外侧沿轴向以规定深度切割成大致半圆形的凹部。凹进部35的最外侧的外径大于卡簧15的外径。因此,凹进部35的一部分从卡簧15露出,凹进部35与连结轴100的外侧空间连通。
轴环30的第2嵌合部32的内周面32a的直径比第2轴20的外周面20b的直径大规定长度,在外周面20b与内周面32a之间,于整周范围内(整个周长范围)设置有在径向上具有规定长度的间隙41。第2嵌合部32的内周面32a从轴环30的右端面36向径向内侧形成为锥形,在该锥部,间隙41向右端面36扩大。在间隙41内填充粘接剂50,以使第2轴20的外周面20b和轴环30的第2嵌合部32的内周面32a分别形成粘接面50a、50b。
在将连结轴100用作传动轴时,连结轴100的周围因受到废气的影响等温度可能会升高。因此,优选粘接剂50具有耐热性,例如可以优选使用具有一定粘性的两种液体混合而成的环氧粘接剂。通过粘接剂50将第2轴20和轴环30连接成一体,由此,扭矩在第1轴10和第2轴20之间被传递时,能够减小第2轴20的内周面侧的转矩与第2轴20的外周面侧的转矩之间的转矩差。另外,具有耐热性的粘接剂50一般较硬,但是,硬度越低,粘接剂越容易变形。考虑到这点,可以在保证耐热性的基础上,使用硬度较低的粘接剂。
虽然在图1、图2中省略了图示,但是,在图4中,在轴环30的第2外周面32b,于整周范围内突出设置有左右一对的凸部37A、37B。各凸部37A、37B彼此在径向上突出同一长度。因此,连接一对凸部37A、37B的顶点的线(未图示)与轴线LO平行。
粘接剂50被填充到第2轴20的外周面20b与第2嵌合部32的内周面32a之间的间隙41内,并覆盖第2嵌合部32的整个右端面36,且被涂覆到第2外周面32b的右侧的凸部37A。与凸部37A相连的粘接剂50的外周面50c的直径与凸部37A的直径相等。因此,利用粘接剂50在轴环30上形成的粘接面50b没有露出轴环30的右端面36,粘接剂50的界面的端部(界面端部)位于与第2外周面32b的凸部37A邻接的位置。更具体来说,界面端部51位于凸部37A的顶部。
在粘接剂50的周围,以覆盖整个粘接剂50的方式进行防腐涂装以形成防腐涂层60。防腐涂层60被涂覆成从轴环30的外周面(例如,第1外周面31b)到第2轴20的外周面20b。更详细来说,在第2轴20的外周面20b上,作为一个例子,于碳纤维层(CF层21)的外侧形成有玻璃纤维层(GF层22)。并且,粘接剂50被涂覆到GF层22。并且,防腐涂层60被涂覆到GF层22。
这样,在本实施方式中,粘接剂50覆盖轴环30的轴向端面36且被涂覆到轴环30的外周面32b。因此,在第2轴20和轴环30之间的粘接区域未形成界面端部51,粘接剂50的界面没有露出。所以,能够防止水分附着到界面端部51而使锈侵入粘接剂50的界面。
即,在分别由树脂和金属构成第2轴20和轴环30时,由于两者之间存在电位差,因此,容易产生电腐蚀。再者,由于在线膨胀系数上两者之间的差较大,因此,随着温度变化,粘接剂50的界面(粘接面50a、50b)上产生热应力。另外,当转矩被施加给连结轴100时,在第2轴20与轴环30之间因扭曲而产生应力。因此,假如如图4的虚线B所示,仅在第2轴20与轴环30之间的粘接区域涂覆粘接剂50以使粘接剂50的界面端部(位置A)与轴环30的端面36邻接,则容易产生粘接剂50的界面剥离,锈可能会从界面端部侵入界面(粘接面50b)。
若锈侵入粘接面50b,粘接剂50的界面剥离便会持续,从而导致粘接强度的降低。此时,即使为了防止锈的侵入而在粘接剂50的周围进行涂装处理,也无法确保在轴环30的端部(位置A)通过涂装处理而得到足够的膜厚。因此,当粘接剂50的界面端部形成于与轴环30的端面36邻接的位置时,无论是否进行涂装处理,锈还是容易从界面端部侵入。
对于这点,在本实施方式中,由于粘接剂50的界面端部51位于轴环30的第2外周面32b,因此,连结轴100因扭曲而产生的扭矩不会作用于界面端部51。另外,由于界面端部51不是位于第2轴20与轴环30的粘接区域而是位于粘接区域的外侧,不构成粘接面50a、50b。因此,能够抑制因树脂和铁的线膨胀系数的差而产生的热应力的影响以及因树脂和铁的电位差而产生的电腐蚀的影响波及到界面端部51。再者,能够通过涂装处理得到覆盖界面端部51的具有足够膜厚的涂层60(即防腐涂层60)。因此,能够防止锈侵入粘接剂50的界面,以保持稳定的粘接强度。
另外,由于作为第2轴20的构成材料的树脂和作为轴环30的构成材料的铁的杨氏模量有较大的不同,因此,应力容易集中于轴环30的顶端部。考虑到这点,在本实施方式中,轴环30的顶端部构成为锥形。即,轴环的内周面32a以直径向第2嵌合部32的端面36侧扩大的方式构成。据此,轴环30的厚度变薄,轴环30容易变形,并且,相应地能够增加粘接剂50的厚度。因此,能够缓和应力集中于轴环30的顶端部。另外,轴环30的端部可以不形成为锥形,例如,内周面32a可以向端面36侧以与轴线LO平行的方式延伸。
接着,参照图5A~图5G对本发明的实施方式所涉及的连结轴100的制造方法进行说明。在制造连结轴100时,首先,将轴环30的第1嵌合部31压入第1轴10(轴环压入工序)。如图5A所示,优选利用大致圆筒形的治具70来进行该工序。
治具70具有:内周面71,其插入第1轴10的大径部12;第1外周面72,其供轴环30的第2嵌合部32嵌合;第2外周面73,其直径大于第1外周面72的直径;和端面74,其用于连接第1外周面72和第2外周面73,且沿径向延伸。治具70被预先插入第1轴10的大径部12,以第2外周面73侧的轴向端面与大径部12的轴向端面一致的状态被保持。即,治具70被保持在锯齿状突起16的第1区域16a。
在轴环压入工序中,如图5B所示,从第1轴10的小径部11侧以规定量压入轴环30,直到第2嵌合部32侧的端面36与治具70的端面74抵接。据此,能够限定轴环30相对于第1轴10在轴向上的位置,将轴环30配置在锯齿状突起16的第2区域16b。通过轴环30的压入,第1轴10的大径部12的锯齿状突起形状被复制到轴环30的第1嵌合部31的内周面31a上。通过压入工序能够将轴环30固定在第1轴10的第2区域16b。
在以规定量压入轴环30的状态下,第1嵌合部31的内周面31a穿过第1轴10的槽部14,第1嵌合部31的轴向端面34与槽部14的轴向端面的位置一致或者大致一致。接着,如图5C所示,将卡簧15嵌合在槽部14内,并且,将治具70从第1轴10上取下来(卡簧安装工序)。通过卡簧15的安装,轴环30相对于第1轴10的在轴向上的移动受到限制。在该状态下,形成于轴环30的端面34的凹进部35的一部分被卡簧15覆盖,凹进部35的余下部分越过卡簧15而露出。
当将治具70从第1轴10上取下来时,在第1轴10的大径部12的外周面12a与轴环30的第2嵌合部32的内周面32a之间,于整周范围内形成有间隙75。如图5D所示,在该间隙75内填充粘接剂50(粘接剂填充工序)。此时,优选在使第1轴10沿铅直方向竖立设置且小径部11位于下方的姿势下,从上方填充粘接剂50。据此,能够沿周向将粘接剂50均匀地填充到间隙75内。
接着,将第2轴20压入第1轴10的大径部12(轴压入工序)。即,如图5E所示,压入第2轴20,直到第2轴20的端面23与轴环30的内侧的端面33抵接。据此,能够限定第2轴20相对于第1轴10在轴向上的位置,并且能够将第2轴20的端部配置在锯齿状突起16的第1区域16a。通过第2轴20的压入,第1轴10的大径部12的锯齿状突起形状被复制到第2轴20的内周面20a上。通过压入工序,能够将第2轴20固定在第1轴10的第1区域16a。
通过第2轴20的压入,间隙75的体积减小,间隙75内的粘接剂50被填充到第2轴20的外周面20b与轴环30的第2嵌合部32的内周面32a之间的间隙41内。余下的粘接剂50穿过间隙41,越过第2嵌合部32的端面36向间隙41而被挤到外侧。被挤出的粘接剂50存积在轴环30的端面36附近。
另外,间隙75内的粘接剂50的一部分被推入轴环30的第1嵌合部31与第1轴10的大径部12(锯齿状突起16的第2区域16b)之间的间隙内。据此,在轴环30的第1嵌合部31与第1轴10之间会形成粘接剂50的涂层,使得第1嵌合部31与第1轴10处于非接触状态。当轴环30与第1轴10之间的粘接剂50内含有气泡时,气泡通过凹进部35被排出到连结轴100的外部空间。因此,能够毫无间隙地将粘接剂50填充到轴环30与第1轴10之间。
接着,使存积在轴环30的端面36附近的粘接剂50覆盖端面36,并将其涂覆到轴环30的第2外周面32b(粘接剂涂覆工序)。例如如图5F所示,利用具有大致矩形的切口部81的板状的刮板80来进行该工序。
图6是图5F的主要部分的放大图。如图6所示,刮板80具有隔着切口部81配置的第1边缘82和第2边缘83。从切口部81的底面81a到第1边缘82的长度与从轴环30的第2外周面32b的凸部37A、37B的顶点到第2轴20的外周面20b的长度相等,从切口部81的底面81a到第2边缘83的长度比从凸部37A、37B的顶点到轴环30的第1外周面31b的长度长,且比从凸部37A、37B的顶点到卡簧15的外周面的长度短。切口部81的位于第1边缘82侧的底面角部81b形成为圆弧状或者平滑的曲线状。切口部81的轴向长度比从轴环30的一个端面34到另一个端面36的长度长规定长度。
在粘接剂涂覆工序中,首先,作业人员使切口部81的位于第2边缘83侧的端面81c与轴环30的端面34抵接,并且,使切口部81的底面81a与轴环30的一对凸部37A、37B的顶点抵接。在保持该状态的同时,作业人员使刮板80沿轴环30的周围至少转动一周。据此,粘接剂50被填充到由刮板80的切口部81、从轴环30的端面36到第2外周面32b和凸部37A的部位和第2轴20的外周面20b围成的区域AR1,并且,由刮板80刮掉区域AR1外的余下的粘接剂50。因此,能够使粘接剂50覆盖轴环30的整个端面36,且被涂覆到第2外周面32b的凸部37A。此时,粘接剂50形成为与切口部81相对应的表面形状。
最后,实施覆盖粘接剂50的整个表面,从轴环30的第2外周面32b到第2轴20的外周面20b的防腐涂装,以形成防腐涂层60(涂装工序)。这种情况下,如图5G所示,可以以覆盖轴环30的整个外周面(第1外周面31b、第2外周面32b)、或者不覆盖轴环30的整个外周面而是覆盖第1轴10的小径部11的外周面11a的一部分的方式进行防腐涂装,以形成防腐涂层60。通过将刮板80的切口部81的底面81a的底面角部81b形成为圆弧状或者平滑的曲面状,从而使粘接剂50的表面形成为圆弧状或者平滑的曲面状。据此,在涂装工序中,能够容易使粘接剂50的表面上形成具有足够膜厚的涂层60。
根据本实施方式,能够得到以下的作用效果。
(1)连结轴100具有金属制的第1轴10、树脂制的第2轴20和金属制的轴环30,其中,在第1轴10的一个端部(大径部12)的外周面12a形成有锯齿状突起16;树脂制的第2轴20的一个端部的内周面20a与锯齿状突起16的第1区域16a嵌合;金属制的轴环30具有与锯齿状突起16的第2区域16b嵌合的第1嵌合部31和通过粘接剂50与第2轴20的外周面20b嵌合的第2嵌合部32(图3)。粘接剂50被填充到第2轴20的外周面20b与第2嵌合部32的内周面32a之间,并且,覆盖第2嵌合部32的轴向端面36被涂覆到轴环30的外周面36b(图4)。
因此,在第2轴20与轴环30之间的粘接区域,粘接剂50的界面端部不会露出,界面端部51位于轴环30的外周面32b的上方。因此,在通过粘接剂50将树脂制的第2轴20和金属制的轴环30接合在一起而成的连结轴100中,能够防止由于水分附着于粘接剂50的界面端部51而导致锈侵入粘接剂50的界面(粘接面50b),由此能够保持足够的粘接强度。
(2)轴环30具有凸部37A,该凸部37A在整周范围内向径向外侧突出设置于轴环30的外周面32b,粘接剂50被涂覆到凸部37A(图4)。据此,能够将粘接剂50涂覆到与凸部37A相同的高度位置,并且能够将粘接剂50平滑地涂覆到轴环30的外周面32b。
(3)以覆盖被涂覆到轴环30的外周面32b的粘接剂50的方式从轴环30的外周面32b到第2轴20的外周面20b进行涂装处理,以形成防腐涂层60(图4)。据此,能够防止水分附着到粘接剂50的界面端部51上,并且能够更可靠地防止锈侵入粘接剂50的界面。另外,在本实施方式中,由于粘接剂50被涂覆到轴环30的外周面32b,因此,能够容易通过涂装处理得到覆盖粘接剂50的整个表面的具有足够膜厚的防腐涂层60,并且能够防止涂膜开裂。
(4)连结轴100的制造方法包括轴环压入工序、粘接剂填充工序、轴压入工序和粘接剂涂覆工序,其中,在轴环压入工序中,在金属制的第1轴10的一个端部(大径部12)的外周面12a形成有锯齿状突起16,锯齿状突起16包括第1区域16a和第2区域16b,金属制的轴环30具有第1嵌合部31和内径大于第1嵌合部31的第2嵌合部32,将轴环30的第1嵌合部31的内周面31a与锯齿状突起16的第2区域16b嵌合;在粘接剂填充工序中,将粘接剂50填充到锯齿状突起16的第1区域16a与第2嵌合部32的内周面32a之间的间隙75内;在轴压入工序中,将树脂制的第2轴20的内周面20a与锯齿状突起16的第1区域16a嵌合;在粘接剂涂覆工序中,将粘接剂50填充到第2轴20的外周面20b与第2嵌合部32的内周面32a之间的间隙41内,并且使穿过间隙41且越过第2嵌合部32的轴向端面36而被挤出的粘接剂50覆盖端面36,并将该粘接剂50涂覆到轴环30的外周面32b(图5A~图5F)。
据此,不仅能够容易在第2轴20的外周面20b与轴环30的第2嵌合部32的内周面32a之间的间隙41内毫无间隙地填充粘接剂50,还能够容易使粘接剂50覆盖第2嵌合部32的轴向端面36,并将该粘接剂50涂覆到轴环30的外周面32b。
(5)轴环30具有一对凸部37A、37B,该一对凸部37A、37B在整周范围内向径向外侧突出设置于轴环30的外周面32b,且在轴向上隔开距离,在将第2轴20的内周面20a与锯齿状突起16的第1区域16a嵌合之后,使板状的刮板80的缘部(切口部81的底面81a)与一对凸部37A、37B抵接,通过使底面81a与一对凸部37A、37B抵接的同时使刮板80在轴环30的周围移动一周,从而使越过第2嵌合部32的轴向端面36而被挤出的粘接剂50填充到刮板80的切口部81与轴环30的外周面32b之间的区域AR1(图6)。据此,能够沿轴向将粘接剂50以同一高度均匀地涂覆在轴环30的外周面32b上。即,轴环30不仅具有作为粘接剂50的涂覆终点的凸部37A,还具有凸部37B,其中,该凸部37B在整周范围内向径向外侧突出设置于轴环30的位于比凸部37A靠第1嵌合部31一侧的外周面32b。因此,能够使刮板80的切口部81的底面81a以轴线LO为中心且以与轴线LO平行的方式移动一周,由此能够使覆盖轴环30的外周面32b的粘接剂50的外周面50c形成为圆筒面状。
另外,在上述实施方式中,在轴环30的外周面32b上设置一对凸部37A、37B,在粘接剂涂覆工序中,通过使刮板80的底面81a与两个凸部37A、37B抵接的同时在轴环30的周围移动一周,据此将粘接剂50以规定形状涂覆到轴环30的外周面32b。然而,在粘接剂涂覆工序中用于涂覆粘接剂50的治具(jig)的结构并不局限于此。图7是表示治具的第1变形例的图。
在图7中,板状的刮板85构成为大致L字形。因此,刮板85具有在L字形的内侧互相垂直的第1边缘86和第2边缘87。再者,刮板85在第1边缘86的顶端部具有切割规定深度而成的切口部88。切口部88在从第1边缘86上切割而成为圆弧状或者平滑的曲线状后,以与第1边缘86平行的方式延伸到刮板85的顶端。这种情况下,不用在轴环30的外周面32b上设置凸部,在粘接剂涂覆工序中,使刮板85的第2边缘87与轴环30的位于第1嵌合部31一侧的端面34(即左端面34)抵接,并且使刮板85的第1边缘86与轴环30的第2外周面32b抵接。
接着,在保持该状态的同时,使刮板85沿着轴环30的外周面至少移动一周。据此,能够将粘接剂50填充到刮板85的切口部88与轴环30的外周面32b之间的区域AR2,并且能够将粘接剂50从轴环30的外周面32b涂覆到第2轴20的外周面20b。这种情况下,能够使粘接剂50的表面形成为与切口部88相对应的形状,并且能够将粘接剂50以同一高度均匀地涂覆在轴环30的外周面32b上。由于不需要在轴环30的外周面32b上设置凸部37A、37B,因此能够简化轴环30的结构。
这样,作为连结轴100的制造方法,可以采用如下方法,即,在将第2轴20的内周面20a与锯齿状突起16的第1区域16a嵌合之后,使具有第1边缘86和从第1边缘86上切割而成的切口部88的板状的刮板85的第1边缘86与轴环30的外周面32b抵接,通过使刮板85与轴环30的外周面32b抵接,并使刮板85在轴环30的周围移动一周,从而将越过第2嵌合部32的轴向端面36而被挤出的粘接剂50填充到刮板85的切口部88与轴环30的外周面32b之间的区域AR2。
图8A、图8B是表示治具的第2变形例的图。在该变形例中,采用了覆盖轴环30的端部的对开形状(以轴线LO为中心的半圆筒形状)的一对治具90。治具90在轴向一端侧和另一端侧分别具有以轴线LO为中心的第1内周面91和直径小于第1内周面91的直径的第2内周面92。从第1内周面91到第2内周面92的距离相当于从轴环30的第2嵌合部32的外周面32b到第2轴20的外周面20b的距离。在第1内周面91与第2内周面92之间设置有凹部93。
在对开形状的各治具90上,于周向上180°范围内分别设置有第1内周面91、第2内周面92和凹部93,但在将一对治具90组合时,第1内周面91、第2内周面92和凹部93分别形成为360°的圆筒面。另外,治具90可以不构成为在周向上分割成两部分的结构,而构成为在轴向上分割成两部分的结构。例如,可以沿图8A的虚线A将大致圆筒状的治具90在轴向上分割成两部分。凹部93的底面93a以与轴线LO平行的方式形成,凹部93的轴向上的两个端部94、95分别到第1内周面91和第2内周面92为止形成为圆弧状或者平滑的曲面状。由于在治具90上设置了凹部93,因此,在使用治具90的情况下,也不需要在轴环30的外周面32b上设置凸部37A、37B(图4)。
治具90如下使用。即,如图8A所示,在粘接剂填充工序之后且在轴压入工序之前,使治具90的第1内周面91与轴环30的第2嵌合部32的外周面32b嵌合,将治具90相对于轴环30设置于轴向规定位置。更详细来说,以轴环30的端面36位于凹部93的内侧的方式来设置一对治具90。接着,如图8B所示,将第2轴20压入轴环30。
据此,越过轴环30的端面36而被挤出的粘接剂50被填充到凹部93与第2轴20的外周面20b和轴环30这两者之间的间隙AR3内。因此,能够使粘接剂50形成为与凹部93的形状相对应的表面形状。这种情况下,不需要费事使刮板80、85在轴环30的周围移动一周,能够伴随着第2轴20的压入将粘接剂50涂覆到轴环30的外周面32b,因此容易进行粘接剂50的涂覆作业。
这样,作为连结轴100的制造方法,可以采用如下方法,即,设置具有隔开规定的间隙AR3与轴环30的外周面32b相向的凹部93(底面93a)且能够分割的筒状的治具90,在设置好治具90之后,将第2轴20与锯齿状突起16的第1区域16a嵌合,并将越过第2嵌合部32的轴向端面36而被挤出的粘接剂50填充到间隙AR3内。
另外,连结轴的制造方法并不局限于上述方法,只要能够将粘接剂50填充到第2轴20的外周面20b与轴环30的第2嵌合部32的内周面32a之间,并能够使粘接剂50覆盖第2嵌合部32的轴向端面36且被涂覆到轴环30的外周面32b即可。例如,可以采用如下方法:预先将粘接剂50涂覆在第2轴20的外周面20b的端部,接着,将该第2轴20压入第1轴10,由此将粘接剂50填充到第2轴20与轴环30之间的间隙41内。
在上述实施方式中将连结轴用作车辆的传动轴,然而,本发明的连结轴同样可以适用于传输动力轴(propeller shaft)等用于传递扭矩的其他轴。另外,也可以将本发明的连结轴适用于车辆以外的移动工具(例如船舶等)。
可以将上述实施方式和变形例中的1个或者多个进行任意组合。也可以将变形例之间进行组合。
根据本发明,粘接剂被填充到第2轴的外周面与轴环的第2嵌合部的内周面之间,并且粘接剂覆盖第2嵌合部的轴向端面,被涂覆到轴环的外周面。因此,在第2轴和第2嵌合部的粘接区域,粘接剂不会露出,能够防止锈侵入界面。
上面通过与本发明相关的优选实施方式对本发明进行了说明,但本领域技术人员可以理解为,在不脱离后述的权利要求书的公开范围内,可以进行各种修改和变更。

Claims (10)

1.一种连结轴,其特征在于,
具有金属制的第1轴(10)、树脂制的第2轴(20)和金属制的轴环(30),其中,
在所述金属制的第1轴(10)的一端部(12)的外周面(12a)形成有锯齿状突起(16);
所述树脂制的第2轴(20)的一端部的内周面(20a)与所述锯齿状突起(16)的第1区域(16a)嵌合;
所述金属制的轴环(30)具有:第1嵌合部(31),其与所述锯齿状突起(16)的第2区域(16b)嵌合;第2嵌合部(32),其通过粘接剂(50)与所述第2轴(20)的外周面(20b)嵌合;和凸部(37A),其在整周范围内向径向外侧突出设置于所述第2嵌合部(32)的外周面(32b),
所述粘接剂(50)被填充到所述第2轴(20)的外周面(20b)与所述第2嵌合部(32)的内周面(32a)之间,并且覆盖所述第2嵌合部(32)的轴向端面(36),直到被涂覆到所述第2嵌合部(32)的轴向端面(36)和所述凸部(37A)之间的所述轴环(30)的外周面(32b)。
2.根据权利要求1所述的连结轴,其特征在于,
所述粘接剂(50)的外周面(50c)的直径与所述凸部(37A)的直径相等。
3.根据权利要求1或2所述的连结轴,其特征在于,
所述凸部(37A)为第1凸部,所述轴环(30)还具有第2凸部(37B),该第2凸部(37B)在所述轴环(30)的、比所述第1凸部(37A)更靠所述第1嵌合部(31)侧的外周面(32b)的整周范围内向径向外侧被突出设置。
4.根据权利要求3所述的连结轴,其特征在于,
所述粘接剂(50)的界面端部(51)位于所述第1凸部(37A)的顶部。
5.根据权利要求1或2所述的连结轴,其特征在于,
以覆盖被涂覆到所述轴环(30)的外周面的所述粘接剂(50)的方式从所述轴环(30)的外周面(32b)直到所述第2轴(20)的外周面(20b)进行防腐涂装来形成防腐涂层(60)。
6.根据权利要求1或2所述的连结轴,其特征在于,
所述轴环(30)的内周面(32a)被构成为:使其直径随着靠向所述第2嵌合部(32)的轴向端面(36)而增大。
7.一种连结轴的制造方法,其特征在于,包括以下工序:
将金属制的轴环(30)的第1嵌合部(31)的内周面(31a)嵌合在包括第1区域(16a)和第2区域(16b)的锯齿状突起(16)的所述第2区域(16b)上,其中:所述锯齿状突起(16)被形成于金属制的第1轴(10)的一端部(12)的外周面(12a),所述金属制的轴环(30)具有第1嵌合部(31)、内径大于所述第1嵌合部(31)的内径的第2嵌合部(32)、和在整周范围内向径向外侧突出设置于所述第2嵌合部(32)的外周面(32b)的凸部(37A);
将粘接剂(50)填充到所述锯齿状突起(16)的所述第1区域(16a)与所述第2嵌合部(32)的内周面(32a)之间的间隙(75)内;
将树脂制的第2轴(20)的内周面(20a)嵌合于所述锯齿状突起(16)的所述第1区域(16a);
通过所述第2轴(20)的嵌合,将所述粘接剂(50)填充到所述第2轴(20)的外周面(20b)与所述第2嵌合部(32)的内周面(32a)之间的间隙(41)内,并且使经过所述间隙(41)且越过所述第2嵌合部(32)的轴向端面(36)而被挤出的所述粘接剂(50)覆盖所述轴向端面(36),直到将其涂覆到所述第2嵌合部(32)的轴向端面(36)和所述凸部(37A)之间的所述轴环(30)的外周面(32b)。
8.根据权利要求7所述的连结轴的制造方法,其特征在于,
所述轴环(30)具有沿轴向分离的一对凸部(37A、37B),该一对凸部(37A、37B)在所述轴环(30)的外周面(32b)的整周范围内向径向外侧被突出设置,在使所述第2轴(20)的内周面(20a)嵌合于所述锯齿状突起(16)的所述第1区域(16a)之后,使板状的治具(80)的缘部(81a)与所述一对凸部(37A、37B)抵接,
在使所述缘部(81a)与所述一对凸部(37A、37B)抵接的同时使所述治具(80)绕所述轴环(30)的周围移动一周,据此,使越过所述第2嵌合部(32)的轴向端面(36)而被挤出的所述粘接剂(50)填充到所述治具(80)与所述轴环(30)的外周面(32b)之间的区域(AR1)。
9.根据权利要求7所述的连结轴的制造方法,其特征在于,
在将所述第2轴(20)的内周面(20a)嵌合于所述锯齿状突起(16)的所述的第1区域(16a)之后,使具有缘部(86)和从所述缘部(86)上进行切割而形成的切口部(88)的板状的治具(85)的所述缘部(86)与所述轴环(30)的外周面(32b)抵接,
在使所述缘部(86)与所述轴环(30)的外周面(32b)抵接的同时使所述治具(85)绕所述轴环(30)的周围移动一周,据此,使越过所述第2嵌合部(32)的轴向端面(36)而被挤出的所述粘接剂(50)填充到所述治具(85)与所述轴环(30)的外周面(32b)之间的区域(AR2)。
10.根据权利要求7所述的连结轴的制造方法,其特征在于,
设置可分割的筒状的治具(90),该治具(90)具有隔开规定间隙(AR3)而与所述第2嵌合部(32)的外周面(32b)相向的内周面(93a),
在设置所述治具(90)之后,将所述第2轴(20)嵌合于所述锯齿状突起(16)的所述第1区域(16a),使越过所述第2嵌合部(32)的轴向端面(36)而被挤出的所述粘接剂(50)填充到所述间隙(AR3)内。
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