JP6212577B2 - 連結シャフトおよび連結シャフトの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のシャフトを連結してなる連結シャフトおよび連結シャフトの製造方法に関する。

この種のシャフトとして、従来、端部ジョイントと、端部ジョイントの外周面に形成されたセレーション部の一部に内周面が嵌合するＦＲＰ製円筒と、端部ジョイントとＦＲＰ製円筒とを接続するアウタカラーとを備えてなるシャフトが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載のシャフトにおいて、アウタカラーは、端部ジョイントのセレーション部の残部に内周面が嵌合する小径部と、ＦＲＰ製円筒の外周面に内周面が嵌合する大径部とを有し、大径部の内周面はＦＲＰ製円筒の外周面に接着剤を介して固定される。

特開２０１４−２２２０６９号公報

しかしながら、上記特許文献１記載のシャフトにあっては、接着状態においてアウタカラーの大径部の軸方向端面が露出しているため、大径部の内周面と接着剤との界面に錆が侵入し、接着強度の低下をもたらす。

本発明の一態様である連結シャフトは、一端部の外周面にセレーションが形成された金属製の第１シャフトと、一端部の内周面が前記セレーションの第１領域に嵌合する樹脂製の第２シャフトと、セレーションの第２領域に嵌合する第１嵌合部と、接着剤を介して前記第２シャフトの外周面に嵌合する第２嵌合部と、を有する金属製のカラーと、を備える。接着剤は、第２シャフトの外周面と第２嵌合部の内周面との間に充填されるとともに、第２嵌合部の軸方向端面を覆って、カラーの外周面にかけて塗布される。

本発明の他の態様である連結シャフトの製造方法は、金属製の第１シャフトの一端部の外周面に形成された第１領域と第２領域とを含むセレーションの第２領域に、第１嵌合部と前記第１嵌合部よりも内径の大きい第２嵌合部とを有する金属製のカラーの前記第１嵌合部の内周面を嵌合し、セレーションの第１領域と第２嵌合部の内周面との間の隙間に接着剤を充填し、セレーションの第１領域に、樹脂製の第２シャフトの内周面を嵌合し、第２シャフトの嵌合により、第２シャフトの外周面と第２嵌合部の内周面との間の隙間に接着剤を充填するとともに、隙間を通って第２嵌合部の軸方向端面を超えて押し出された接着剤を、端面を覆ってカラーの外周面にかけて塗布する。

本発明によれば、第２シャフトの外周面とカラーの第２嵌合部の内周面との間に接着剤が充填されるとともに、第２嵌合部の軸方向端面を覆ってカラーの外周面にかけて接着剤が塗布される。このため、第２シャフトと第２嵌合部との接着領域において接着剤の界面が露出せず、界面への錆の侵入を防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る連結シャフトの分解状態を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る連結シャフトの組立状態を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る連結シャフトの要部構成を示す断面図。 図３の要部拡大図。 本発明の実施形態に係る連結シャフトの製造方法を説明する第１の図。 本発明の実施形態に係る連結シャフトの製造方法を説明する第２の図。 本発明の実施形態に係る連結シャフトの製造方法を説明する第３の図。 本発明の実施形態に係る連結シャフトの製造方法を説明する第４の図。 本発明の実施形態に係る連結シャフトの製造方法を説明する第５の図。 本発明の実施形態に係る連結シャフトの製造方法を説明する第６の図。 本発明の実施形態に係る連結シャフトの製造方法を説明する第７の図。 図５Ｆの要部拡大図。 本発明の実施形態に係る連結シャフトの製造方法の第１の変形例を示す図。 本発明の実施形態に係る連結シャフトの製造方法の第２の変形例を示す第１の図。 本発明の実施形態に係る連結シャフトの製造方法の第２の変形例を示す第２の図。

以下、図１〜図８Ｂを参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る連結シャフト１００の分解状態を示す斜視図であり、図２は、組立状態を示す斜視図である。連結シャフト１００は、エンジンなどの駆動源からのトルクをトルク被伝達部に伝達するトルク伝達部として機能するものであり、例えば車両のドライブシャフトに適用される。なお、以下では、便宜上、図示のように連結シャフト１００の軸方向を左右方向と定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。

図１，２に示すように、連結シャフト１００は、左右一対の第１シャフト１０と、一対の第１シャフト１０の間に配置される第２シャフト２０と、第１シャフト１０と第２シャフト２０とを一体に結合する左右一対のカラー３０とを有する。連結シャフト１００は、全体が左右対称形状を呈する。連結シャフト１００をドライブシャフトとして用いた場合、一方の第１シャフト１０の端部（例えば右側の第１シャフト１０の右端部）に、エンジンからの動力（トルク）が入力される。このトルクは、第２シャフト２０を介して他方の第１シャフト１０の端部（例えば左側の第１シャフト１０の左端部）から車輪に伝達される。

図３は、左側の第１シャフト１０と第２シャフト２０との連結構造を示す断面図である。なお、図示は省略するが、右側の第１シャフト１０と第２シャフト２０との連結構造は、図３に示したものと同一である。したがって、以下では、主に左側の第１シャフト１０と第２シャフト２０との連結構造に焦点を当てて各部の構成を説明する。

第１シャフト１０は、鉄などの金属により構成される。図３に示すように、第１シャフト１０は、軸線Ｌ０を中心とした円筒形状の外周面１１ａ，１２ａをそれぞれ有する小径部１１と大径部１２とを左右に有する。外周面１２ａは外周面１１ａよりも大径であり、外周面１１ａと外周面１２ａとは、滑らかな曲面により接続される。小径部１１の左端部には、例えば第１シャフト１０を車輪に接続するためのジョイント部１３が設けられる。第１シャフト１０の周囲には、蛇腹筒状のブーツ４０が配置され、ブーツ４０の右端部は小径部１１の右端部の外周面１１ａに取り付けられる。

大径部１２の左端部には、環状の溝部１４が設けられる。溝部１４の右端面はカラーの端面３４と面一またはほぼ面一に設けられ（図４参照）、溝部１４に金属製のサークリップ１５が嵌合する。図１に示すように、サークリップ１５は、円環の一部が切り欠かれて略Ｃ字状に構成され、弾性変形により溝部１４に嵌合可能である。

図３に示すように、大径部１２の外周面には、溝部１４の右側において、三角歯セレーションやインボリュートセレーションなどのセレーション１６が形成される。なお、セレーション１６は、図１に示すように大径部１２の軸方向に沿って一体に形成してもよいが、これに限らず、大径部１２の軸方向に沿って複数に分割してリング状に形成してもよい。セレーション１６の硬度は、第２シャフト２０およびカラー３０の硬度よりも高い。セレーション１６は、軸方向に互いに隣接した第１領域１６ａと第２領域１６ｂとを含む。

図１，３に示すように、第２シャフト２０は、全体が軸線Ｌ０を中心とした円筒形状を呈し、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの樹脂により構成される。より具体的には、例えば炭素繊維を熱硬化性樹脂シート中に含浸させて形成された複数のプリプレグを筒状に巻回して熱硬化させた複数の炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）層により構成することができる。なお、短繊維の炭素繊維が樹脂に分散されたものを射出成形して第２シャフト２０を形成してもよい。第２シャフト２０の内周面２０ａは、セレーション１６の先端側の軸方向一部（図３の第１領域１６ａ）に嵌合する。

カラー３０は、鉄などの金属により構成される。カラー３０は、軸線Ｌ０を中心とした略円筒形状に構成され、セレーション１６の小径部１１側の軸方向残部（図３の第２領域１６ｂ）に嵌合する第１嵌合部３１と、第２シャフト２０の外周面２０ｂに嵌合する第２嵌合部３２とを有する。

図４は、図３の要部構成を拡大して示す図である。図４に示すように、第２嵌合部３２の内周面３２ａは第１嵌合部３１の内周面３１ａよりも大径であり、各内周面３１ａ，３２ａは軸線Ｌ０に垂直な端面３３を介して接続される。端面３３には、第２シャフト２０の軸方向端面２３が当接する。カラー３０は、第１嵌合部３１側および第２嵌合部３２側に、それぞれ軸線Ｌ０を中心とした円筒形状の第１外周面３１ｂおよび第２外周面３２ｂを有する。第２外周面３２ｂは第１外周面３１ｂよりも大径である。

カラー３０の左端面３４は、サークリップ１５の右端面に当接する。このカラー３０の左端面３４には、図１に示すように、周方向複数の窪み部３５が設けられる。窪み部３５は、第１嵌合部３１の内周面３１ａから径方向外側に略半円状に軸方向所定深さで切り込まれた凹部として形成される。窪み部３５の最外径はサークリップ１５の外径よりも大きい。このため窪み部３５の一部は、サークリップ１５から露出し、窪み部３５は連結シャフト１００の外側の空間に連通する。

第２シャフト２０の外周面２０ｂとカラー３０の第２嵌合部３２の内周面３２ａとの間には、径方向所定長さの隙間４１が全周にわたって設けられる。第２嵌合部３２の内周面３２ａは、カラー３０の右端面３６から径方向内側に向けてテーパ状に形成され、右端面３６にかけて隙間４１が拡大する。隙間４１には、第２シャフト２０の外周面２０ｂおよびカラー３０の第２嵌合部３２の内周面３２ａをそれぞれ接着面５０ａ，５０ｂとして接着剤５０が介装される。

連結シャフト１００をドライブシャフトとして用いる場合、排気ガスの影響等により連結シャフト１００の周囲が高温になるおそれがある。このため、接着剤５０は耐熱性を有するものが好ましく、例えばある程度の粘性を有する二液混合のエポキシ系接着剤を好適に用いることができる。第２シャフト２０とカラー３０とを接着剤５０を介して一体に結合することで、第１シャフト１０と第２シャフト２０との間でトルクが伝達される際に、第２シャフト２０の内側の回転トルクと第２シャフト２０の外側の回転トルクとの間の回転トルク差を低減することができる。なお、耐熱性を有する接着剤５０は一般に硬いが、硬度が低いほど接着剤は変形しやすい。この点を考慮し、耐熱性を担保した上で硬度の低い接着剤を用いてもよい。

図１，２で図示を省略するが、図４において、カラー３０の第２外周面３２ｂには、全周にわたって左右一対の凸部３７Ａ，３７Ｂが突設される。各々の凸部３７Ａ，３７Ｂは、互いに径方向に同一長さだけ突出している。このため、一対の凸部３７Ａ，３７Ｂの頂点同士を接続した線（不図示）は、軸線Ｌ０に平行となる。

接着剤５０は、第２シャフト２０の外周面２０ｂと第２嵌合部３２の内周面３２ａとの間の隙間４１に充填されるとともに、第２嵌合部３２の右端面３６の全体を覆って、第２外周面３２ｂの右側の凸部３７Ａにかけて塗布される。したがって、カラー３０と接着剤５０との接着面５０ｂは、カラー３０の右端面３６において露出せず、接着剤５０の界面の端部（界面端部）５１は、第２外周面３２ｂの凸部３７Ａに隣接して位置する。

接着剤５０の周囲には、接着剤５０の全体を覆うように防食塗装６０が施される。防食塗装６０は、カラー３０の外周面（例えば第１外周面３１ｂ）から第２シャフト２０の外周面２０ｂにかけて塗布される。より詳細には、第２シャフト２０の外周面２０ｂには、一例として炭素繊維の層（ＣＦ層２１）の外側にガラス繊維の層（ＧＦ層２２）が形成される。そして、接着剤５０はＧＦ層２２にかけて塗布されるとともに、防食塗装６０もＧＦ層２２にかけて塗布される。

このように本実施形態では、接着剤５０がカラー３０の軸方向端面３６を覆ってその外周面３２ｂにかけて塗布される。このため、第２シャフト２０とカラー３０との間の接着領域に、界面端部５１は存在せず、接着剤５０の界面は露出しない。したがって、接着剤５０の界面端部に水分が付着して接着剤５０の界面に錆が侵入することを防ぐことができる。

すなわち、第２シャフト２０およびカラー３０をそれぞれ金属および樹脂により構成した場合、両者の間には電位差があるため、電気腐食が発生しやすい。さらに、両者の間には線膨張係数に大きな差があるため、温度変化に伴い接着剤５０の界面（接着面５０ａ，５０ｂ）に熱応力が発生する。加えて、連結シャフト１００に回転トルクが入力されると、第２シャフト２０とカラー３０との間に捩りによる応力が発生する。したがって、仮に図４の点線に示すように、第２シャフト２０とカラー３０との間の接着領域のみに接着剤５０が塗布されて接着剤５０の界面端部（位置Ａ）がカラー３０の端面３６に隣接して存在すると、接着剤５０の界面剥離が生じやすく、界面端部から界面（接着面５０ｂ）に錆が侵入するおそれがある。

接着面５０ｂに錆が侵入すると、接着剤５０の界面剥離が進行し、接着強度の低下を招く。この際、錆の侵入を防ぐために、接着剤５０の周囲を塗装で覆ったとしても、カラー３０の端部（位置Ａ）には塗装の十分な膜厚を確保することができない。このため、カラーの端面３６に隣接して接着剤５０の界面端部が存在する場合、塗装の有無に拘らず、界面端部から錆が侵入しやすい。

この点、本実施形態では、接着剤５０の界面端部５１がカラー３０の第２外周面３２ｂに位置するので、界面端部５１には連結シャフト１００の捩りによるトルクが作用しない。また、界面端部５１は、第２シャフト２０とカラー３０との接着領域ではなく接着領域の外側にあり、接着面５０ａ，５０ｂを構成しない。このため、樹脂と鉄との線膨張係数の差に起因した熱応力の影響および樹脂と鉄との電位差に起因した電気腐食による影響が界面端部５１に及ぶことも抑制できる。さらに、界面端部５１を覆って十分な膜厚の塗装６０を施すことができる。したがって、接着剤５０の界面への錆の侵入を防ぐことができ、安定した接着強度を維持できる。

なお、第２シャフト２０の構成材である樹脂とカラー３０の構成材である鉄とでは、ヤング率が大きく異なるため、カラー３０の先端部に応力集中が発生しやすい。この点を考慮し、本実施形態では、カラー３０の先端部をテーパ状に構成した。これにより、カラー３０の板厚が薄くなってカラー３０が変形しやすくなるとともに、その分、接着剤５０の厚さを増加できる。したがって、カラー３０の先端部の応力集中を緩和することができる。なお、カラー３０の端部はテーパ状でなくてもよく、例えば内周面３２ａが端面３６にかけて軸線Ｌ０と平行に延在してもよい。

次に、図５Ａ〜図５Ｇを参照して本発明の実施形態に係る連結シャフト１００の製造方法について説明する。連結シャフト１００の製造にあたっては、まず、第１シャフト１０にカラー３０の第１嵌合部３１を圧入する（カラー圧入工程）。この工程は、図５Ａに示すように、略円筒形状の治具７０を用いて行うことが好ましい。

治具７０は、第１シャフト１０の大径部１２に挿入する内周面７１と、カラー３０の第２嵌合部３２が嵌合する第１外周面７２と、第１外周面７２よりも大径の第２外周面７３と、第１外周面７２と第２外周面７３とを接続する径方向に延在する端面７４とを有する。治具７０は、予め第１シャフト１０の大径部１２に挿入され、第２外周面７３側の端面が大径部１２の端面に一致した状態に保持される。すなわち、セレーション１６の第１領域１６ａに治具７０が保持される。

カラー圧入工程では、図５Ｂに示すように、カラー３０は、第２嵌合部３２側の端面３６が治具７０の端面７４に当接するまで、第１シャフト１０の小径部１１側から所定量圧入される。これにより第１シャフト１０に対するカラー３０の軸方向位置を規定することができ、カラー３０をセレーション１６の第２領域１６ｂに配置できる。カラー３０の圧入により、第１シャフト１０の大径部１２のセレーション形状がカラー３０の第１嵌合部３１の内周面３１ａに転写される。この圧入工程により、カラー３０を第１シャフト１０の第２領域１６ｂに固定できる。

カラー３０を所定量圧入した状態では、第１嵌合部３１の内周面３１ａが第１シャフト１０の溝部１４を通過し、第１嵌合部３１の軸方向端面３４と溝部１４の軸方向端面の位置が一致またはほぼ一致する。次いで、図５Ｃに示すように、溝部１４にサークリップ１５を嵌合するとともに、第１シャフト１０から治具７０を取り外す（サークリップ取付け工程）。サークリップ１５の取付けにより、第１シャフト１０に対するカラー３０の軸方向の移動が制限される。この状態では、カラー３０の端面３４に形成された窪み部３５の一部がサークリップ１５で覆われ、窪み部３５の残部がサークリップ１５を越えて露出する。

第１シャフト１０から治具７０を取り外すと、大径部１２の外周面１２ａと第２嵌合部３２の内周面３２ａとの間に全周にわたって隙間７５が形成される。この隙間７５に、図５Ｄに示すように、接着剤５０を充填する（接着剤充填工程）。このとき、小径部１１が下方となるように第１シャフト１０を鉛直方向に立設した姿勢で、上方から接着剤５０を充填することが好ましい。これにより隙間７５に周方向均一に接着剤５０を充填することができる。

次いで、第１シャフト１０の大径部１２に第２シャフト２０を圧入する（シャフト圧入工程）。すなわち、図５Ｅに示すように、第２シャフト２０の端面２３がカラー３０の内側の端面３３に当接するまで第２シャフト２０を圧入する。これにより第１シャフト１０に対する第２シャフト２０の軸方向位置を規定することができ、第２シャフト２０の端部をセレーション１６の第１領域１６ａに配置できる。第２シャフト２０の圧入により、第１シャフト１０の大径部１２のセレーション形状が第２シャフト２０の内周面２０ａに転写される。この圧入工程により、第２シャフト２０を第１シャフト１０の第１領域１６ａに固定できる。

第２シャフト２０の圧入により隙間７５の体積が減少し、隙間７５内の接着剤５０は、第２シャフト２０の外周面２０ｂとカラー３０の第２嵌合部３２の内周面３２ａとの間の隙間４１に充填される。余剰の接着剤５０は、隙間４１を通り、第２嵌合部３２の端面３６を超えて隙間４１の外側に押し出される。押し出された接着剤５０は、カラー３０の端面３６の近傍に溜まる。

なお、隙間７５内の接着剤５０の一部は、カラー３０の第１嵌合部３１と第１シャフト１０の大径部１２（セレーション１６の第２領域１６ｂ）との間の隙間に押し込まれる。これによりカラー３０の第１嵌合部３１と第１シャフト１０との間に接着剤５０の層が形成され、第１嵌合部３１と第１シャフト１０とが非接触となる。カラー３０と第１シャフト１０との間の接着剤５０に気泡が含まれる場合、気泡は、窪み部３５を介して連結シャフト１００の外部空間に排出される。このため、カラー３０と第１シャフト１０との間に接着剤５０を隙間なく充填できる。

次いで、カラー３０の端面３６の近傍に溜まった接着剤５０を、端面３６を覆い、かつ、カラー３０の第２外周面３２ｂにかけて塗布する（接着剤塗布工程）。この工程は、例えば図５Ｆに示すように、略矩形の切り欠き部８１を有する板状のへら８０を用いて行う。

図６は、図５Ｆの要部拡大図である。図６に示すように、へら８０は、切り欠き部８１を挟んで第１エッジ８２と第２エッジ８３とを有する。切り欠き部８１の底面８１ａから第１エッジ８２までの長さは、カラー３０の第２外周面３２ｂの凸部３７Ａ，３７Ｂの頂点から第２シャフト２０の外周面２０ｂまでの長さに等しく、切り欠き部８１の底面８１ａから第２エッジ８３までの長さは、凸部３７Ａ，３７Ｂの頂点からカラー３０の第１外周面３１ｂまでの長さよりも長く、かつ、サークリップ１５の外周面までの長さよりも短い。切り欠き部８１の第１エッジ８２側の底面角部８１ｂは、円弧状ないし滑らかな曲線状に形成される。切り欠き部８１の軸方向長さは、カラー３０の一端面３４から他端面３６までの長さよりも所定長さだけ長い。

接着剤塗布工程では、まず作業員は、第２エッジ８３側の切り欠き部８１の端面８１ｃをカラー３０の端面３４に当接させるとともに、切り欠き部８１の底面８１ａをカラー３０の一対の凸部３７Ａ，３７Ｂの頂点に当接させる。この状態を維持しながら、作業員は、カラー３０の周囲に少なくともへら８０を１周させる。これにより、へら８０の切り欠き部８１と、カラー３０の端面３６から第２外周面３２ｂおよび凸部３７Ａにかけての部位と、第２シャフト２０の外周面２０ｂとによって囲まれた領域ＡＲ１に、接着剤５０が充填されるとともに、領域ＡＲ１外の余剰の接着剤５０は、へら８０で掻き取られる。その結果、カラー３０の端面３６全体を覆って第２外周面３２ｂの凸部３７Ａにかけて接着剤５０を塗布できる。このとき、接着剤５０は、切り欠き部８１に対応した表面形状となる。

最後に、接着剤５０の表面を覆い、カラー３０の第２外周面３２ｂから第２シャフト２０の外周面２０ｂにかけて防食塗装６０を施す（塗装工程）。この場合、図５Ｇに示すように、カラー３０の外周面全体（第１外周面３１ｂ、第２外周面３２ｂ）を覆うように、あるいは、カラー３０の外周面全体だけでなく第１シャフト１０の小径部１１の外周面１１ａの一部を覆うように防食塗装６０を施してもよい。へら８０の切り欠き部８１の底面角部８１ｂを円弧状ないし滑らかな曲面状に形成したことにより、接着剤５０の表面は円弧状ないし滑らかな曲面状に形成される。これにより、塗装工程では、接着剤５０の表面に十分な膜厚の塗装６０を容易に施すことができる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）連結シャフト１００は、一端部（大径部１２）の外周面１２ａにセレーション１６が形成された金属製の第１シャフト１０と、一端部の内周面２０ａがセレーション１６の第１領域１６ａに嵌合する樹脂製の第２シャフト２０と、セレーション１６の第２領域１６ｂに嵌合する第１嵌合部３１および接着剤５０を介して第２シャフト２０の外周面２０ｂに嵌合する第２嵌合部３２を有する金属製のカラー３０とを備える（図３）。接着剤５０は、第２シャフト２０の外周面２０ｂと第２嵌合部３２の内周面３２ａとの間に充填されるとともに、第２嵌合部３２の軸方向端面３６を覆って、カラー３０の外周面３２ｂにかけて塗布される（図４）。

このため、第２シャフト２０とカラー３０との間の接着領域に、接着剤５０の界面端部は露出せず、界面端部５１はカラー３０の外周面３２ｂ上に位置する。したがって、樹脂製の第２シャフト２０と金属製のカラー３０とを接着剤５０を介して接合してなる連結シャフト１００において、接着剤５０の界面端部５１に水分が付着して接着剤５０の界面（接着面５０ｂ）に錆が侵入することを防ぐことができ、十分な接着強度を維持できる。

（２）カラー３０は、その外周面３２ｂに全周にわたって径方向外側に突設された凸部３７Ａ，３７Ｂを有し、接着剤５０は凸部３７Ａにかけて塗布される（図４）。これにより接着剤５０を凸部３７Ａと同一高さに塗布することができ、カラー３０の外周面３２ｂにおいて接着剤５０を段差なく滑らかに塗布することができる。

（３）カラー３０の外周面３２ｂにかけて塗布された接着剤５０を覆うように、カラー３０の外周面３２ｂから第２シャフト２０の外周面２０ｂにかけて防食塗装６０が施される（図４）。これにより接着剤５０の界面端部５１に水分が付着することを防止でき、接着剤５０の界面への錆の侵入を、より確実に防止することができる。また、本実施形態では、接着剤５０がカラー３０の外周面３２ｂまで塗布されるので、接着剤５０の表面全体を覆う十分な膜厚の防食塗装６０を容易に施すことができ、塗膜切れを防止できる。

（４）連結シャフト１００の製造方法は、金属製の第１シャフト１０の一端部（大径部１２）の外周面１２ａに形成された第１領域１６ａと第２領域１６ｂとを含むセレーション１６の第２領域１６ｂに、第１嵌合部３１と第１嵌合部３１よりも内径の大きい第２嵌合部３２とを有する金属製のカラー３０の第１嵌合部３１の内周面３１ａを嵌合する工程（カラー圧入工程）と、セレーション１６の第１領域１６ａと第２嵌合部３２の内周面３２ａとの間の隙間７５に接着剤５０を充填する工程（接着剤充填工程）と、セレーション１６の第１領域１６ａに樹脂製の第２シャフト２０の内周面２０ａを嵌合する工程（シャフト圧入工程）と、第２シャフト２０の嵌合により、第２シャフト２０の外周面２０ｂと第２嵌合部３２の内周面３２ａとの間の隙間４１に接着剤５０を充填するとともに、隙間４１を通って第２嵌合部３２の軸方向端面３６を超えて押し出された接着剤５０を、端面３６を覆ってカラー３０の外周面３２ｂにかけて塗布する工程（接着剤塗布工程）とを含む（図５Ａ〜図５Ｆ）。

これにより第２シャフト２０の外周面２０ｂとカラー３０の第２嵌合部３２の内周面３２ａとの間の隙間４１に、接着剤５０を隙間なく容易に充填することができるとともに、第２嵌合部３２の軸方向端面３６を覆い、カラー３０の外周面３２ｂにかけて接着剤５０を容易に塗布することができる。

（５）カラー３０は、その外周面３２ｂに全周にわたって径方向外側に突設され、かつ、軸方向に離間した一対の凸部３７Ａ，３７Ｂを有し、セレーション１６の第１領域１６ａに第２シャフト２０の内周面２０ａを嵌合した後に、一対の凸部３７Ａ，３７Ｂに板状のへら８０の縁部（切り欠き部８１の底面８１ａ）を当接させ、底面８１ａを一対の凸部３７Ａ，３７Ｂに当接させながら、カラー３０の周囲を１周するようにへら８０を移動させることにより、第２嵌合部３２の軸方向端面３６を超えて押し出された接着剤５０を、へら８０とカラー３０の外周面３２ｂとの間の領域ＡＲ１に充填させる（図６）。これによりカラー３０の外周面３２ｂに軸方向にわたって均一高さに接着剤５０を塗布することができる。

なお、上記実施形態では、カラー３０の外周面３２ｂに一対の凸部３７Ａ，３７Ｂを設け、接着剤塗布工程において、へら８０の切り欠き部８１の底面８１ａを両凸部３７Ａ，３７Ｂに当接させながら、カラー３０の周囲を１周するようにへら８０を移動させることにより、カラー３０の外周面３２ｂにかけて所定形状に接着剤５０を塗布した。しかしながら、接着剤塗布工程において接着剤５０を塗布するための治具の構成はこれに限らない。図７は、治具の第１の変形例を示す図である。

図７では、板状のへら８５を略Ｌ字状に構成する。したがって、へら８５はＬ字の内側に互いに直交する第１エッジ８６と第２エッジ８７とを有する。さらに、へら８５は、第１エッジ８６の先端部に、所定深さだけ切り欠いた切り欠き部８８を有する。切り欠き部８８は、第１エッジ８６から円弧状ないし滑らかな曲線状に形成された後、へら８５の先端にかけて第１エッジ８６と平行に延設される。この場合、カラー３０の外周面３２ｂに凸部は設けられず、接着剤塗布工程では、へら８５の第２エッジ８７をカラーの第１嵌合部３１側の端面３４に当接させるとともに、へら８５の第１エッジ８６をカラー３０の第２外周面３２ｂに当接させる。

次いで、この状態を維持しながら、カラー３０の外周面に沿ってへら８５を少なくとも１周分だけ移動させる。これにより、へら８５の切り欠き部８８とカラー３０の外周面３２ｂとの間の領域ＡＲ２に接着剤５０が充填され、カラー３０の外周面３２ｂから第２シャフト２０の外周面２０ｂにかけて接着剤５０を塗布することができる。この場合、接着剤５０の表面が切り欠き部８８に対応した形状となり、カラー３０の外周面３２ｂに接着剤５０を、均一の高さに塗布することができる。カラー３０の外周面３２ｂに凸部３７Ａ，３７Ｂを設ける必要がないので、カラー３０の構成を簡素化できる。

このように連結シャフト１００の製造方法として、セレーション１６の第１領域１６ａに第２シャフト２０の内周面２０ａを嵌合した後に、第１エッジ８６と第１エッジ８６から切り欠かれた切り欠き部８８とを有する板状のへら８５の第１エッジ８６を、カラー３０の外周面３２ｂに当接させ、へら８５をカラー３０の外周面３２ｂに当接させながら、カラー３０の周囲を１周するようにへら８５を移動させることにより、第２嵌合部３２の軸方向端面３６を超えて押し出された接着剤５０を、へら８５とカラー３０の外周面３２ｂとの間の領域ＡＲ２に充填させるようにしてもよい。

図８Ａ，図８Ｂは、治具の第２の変形例を示す図である。この変形例では、カラー３０の端部を覆う半割れ形状の一対の治具９０が用いられる。治具９０は、軸線Ｌ０を中心とした第１内周面９１と第１内周面９１よりも小径の第２内周面９２とを、軸方向一端側および他端側にそれぞれ有する。第１内周面９１から第２内周面９２までの距離は、カラー３０の第２嵌合部３２の外周面３２ｂから第２シャフト２０の外周面２０ｂまでの距離に相当する。第１内周面９１と第２内周面９２との間には、凹部９３が設けられる。

半割れの各治具９０には第１内周面９１、第２内周面９２および凹部９３が周方向１８０°にわたってそれぞれ設けられるが、一対の治具９０を組み合わせると、第１内周面９１、第２内周面９２および凹部９３はそれぞれ３６０°の円筒面となる。なお、治具９０を周方向に２分割して構成するのではなく、軸方向に２分割して構成してもよい。例えば図８Ａの点線Ａに沿って、略円筒状の治具９０を軸方向に２分割してもよい。凹部９３の底面９３ａは軸線Ｌ０に平行に形成され、凹部９３の軸方向両端部９４，９５は、第１内周面９１および第２内周面９２にかけてそれぞれ円弧状ないし滑らかな曲面状に形成される。治具９０に凹部９３を設けたため、治具９０を用いる場合にも、カラー３０の外周面３２ｂに凸部３７Ａ，３７Ｂは不要である。

治具９０は以下のように用いられる。すなわち、図８Ａに示すように、接着剤充填工程の後、かつ、シャフト圧入工程の前に、治具９０の第１内周面９１をカラー３０の第２嵌合部３２の外周面３２ｂに嵌合させ、治具９０をカラー３０に対し軸方向所定位置に設置する。より詳細には、カラー３０の端面３６が凹部９３の内側に位置するように一対の治具９０を設置する。次いで、図８Ｂに示すように、第２シャフト２０をカラー３０に圧入する。

これにより、カラー３０の端面３６を超えて押し出された接着剤５０が、凹部９３と第２シャフト２０の外周面２０ｂおよびカラー３０との間の隙間ＡＲ３に充填される。したがって、接着剤５０を凹部９３の形状に沿った表面形状とすることができる。この場合、カラー３０の周囲にへらを一周させるなどの手間を要することなく、第２シャフト２０の圧入に伴い接着剤５０をカラー３０の外周面３２ｂにかけて塗布できるため、接着剤５０の塗布作業が容易である。

このように連結シャフト１００の製造方法として、カラー３０の外周面３２ｂに所定の隙間ＡＲ３を空けて対向する凹部９３を有する分割可能な筒状の治具９０を設置し、治具９０を設置した後に、セレーション１６の第１領域１６ａに第２シャフト２０を嵌合し、第２嵌合部３２の軸方向端面３６を超えて押し出された接着剤５０を、隙間ＡＲ３に充填させるようにしてもよい。

なお、第２シャフト２０の外周面２０ｂとカラー３０の第２嵌合部３２の内周面３２ａとの間に接着剤５０を充填するとともに、第２嵌合部３２の軸方向端面３６を覆ってカラー３０の外周面３２ｂにかけて接着剤５０を塗布するのであれば、連結シャフトの製造方法は上述したものに限らない。例えば、予め第２シャフト２０の外周面２０ｂの端部に接着剤５０を塗布しておき、この第２シャフト２０を第１シャフト１０に圧入することで、第２シャフト２０とカラー３０との間の隙間４１に接着剤５０を充填するようにしてもよい。

上記実施形態では、連結シャフトを車両のドライブシャフトに用いたが、本発明の連結シャフトは、プロペラシャフト等、トルクを伝達する他のシャフトにも同様に適用することができる。また、車両以外（例えば船舶等）にも、本発明の連結シャフトを適用することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態および変形例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。変形例同士を組み合わせることもできる。

１０ 第１シャフト、１６ セレーション、１６ａ 第１領域、１６ｂ 第２領域、２０ 第２シャフト、３０ カラー、３１ 第１嵌合部、３２ 第２嵌合部、３２ｂ 第２外周面、３６ 端面、３７Ａ，３７Ｂ 凸部、５０ 接着剤、６０ 防食塗装、１００ 連結シャフト

Claims (7)

1. 一端部の外周面にセレーションが形成された金属製の第１シャフトと、
   一端部の内周面が前記セレーションの第１領域に嵌合する樹脂製の第２シャフトと、
   前記セレーションの第２領域に嵌合する第１嵌合部と、接着剤を介して前記第２シャフトの外周面に嵌合する第２嵌合部と、を有する金属製のカラーと、を備え、
   前記接着剤は、前記第２シャフトの外周面と前記第２嵌合部の内周面との間に充填されるとともに、前記第２嵌合部の軸方向端面を覆って、前記カラーの外周面にかけて塗布されることを特徴とする連結シャフト。
2. 請求項１に記載の連結シャフトにおいて、
   前記カラーは、その外周面に全周にわたって径方向外側に突設された凸部を有し、
   前記接着剤は、前記凸部にかけて塗布されることを特徴とする連結シャフト。
3. 請求項１または２に記載の連結シャフトにおいて、
   前記カラーの外周面にかけて塗布された前記接着剤を覆うように、前記カラーの外周面から前記第２シャフトの外周面にかけて防食塗装が施されることを特徴とする連結シャフト。
4. 金属製の第１シャフトの一端部の外周面に形成された第１領域と第２領域とを含むセレーションの前記第２領域に、第１嵌合部と前記第１嵌合部よりも内径の大きい第２嵌合部とを有する金属製のカラーの前記第１嵌合部の内周面を嵌合し、
   前記セレーションの前記第１領域と前記第２嵌合部の内周面との間の隙間に接着剤を充填し、
   前記セレーションの前記第１領域に、樹脂製の第２シャフトの内周面を嵌合し、
   前記第２シャフトの嵌合により、前記第２シャフトの外周面と前記第２嵌合部の内周面との間の隙間に前記接着剤を充填するとともに、前記隙間を通って前記第２嵌合部の軸方向端面を超えて押し出された前記接着剤を、前記端面を覆って前記カラーの外周面にかけて塗布することを特徴とする連結シャフトの製造方法。
5. 請求項４に記載の連結シャフトの製造方法において、
   前記カラーは、その外周面に全周にわたって径方向外側に突設され、かつ、軸方向に離間した一対の凸部を有し、前記セレーションの前記第１領域に前記第２シャフトの内周面を嵌合した後に、前記一対の凸部に板状の治具の縁部を当接させ、
   前記縁部を前記一対の凸部に当接させながら、前記カラーの周囲を１周するように前記治具を移動させることにより、前記第２嵌合部の軸方向端面を超えて押し出された前記接着剤を、前記治具と前記カラーの外周面との間の領域に充填させることを特徴とする連結シャフトの製造方法。
6. 請求項４に記載の連結シャフトの製造方法において、
   前記セレーションの前記第１領域に前記第２シャフトの内周面を嵌合した後に、縁部と縁部から切り欠かれた切り欠き部とを有する板状の治具の前記縁部を、前記カラーの外周面に当接させ、
   前記縁部を前記カラーの外周面に当接させながら、前記カラーの周囲を１周するように前記治具を移動させることにより、前記第２嵌合部の軸方向端面を超えて押し出された前記接着剤を、前記治具と前記カラーの外周面との間の領域に充填させることを特徴とする連結シャフトの製造方法。
7. 請求項４に記載の連結シャフトの製造方法において、
   前記第１嵌合部の外周面に所定の隙間を介して対向する内周面を有する分割可能な筒状の治具を設置し、
   前記治具を設置した後に、前記セレーションの残部に前記第２シャフトを嵌合し、前記第２嵌合部の軸方向端面を超えて押し出された前記接着剤を、前記隙間に充填させることを特徴とする連結シャフトの製造方法。

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