円筒状部材の接合構造及びその接合方法
【課題】アルミ系金属部材及び鉄系金属部材からなる各円筒状部材の摩擦圧接接合部における鉄系金属部材側の耐食性を向上させる。
【解決手段】プロペラシャフト１は、鉄系金属材料からなる中空円筒状に形成され、外周面に保護層１３を有するスタブシャフト１１と、アルミ系金属材料からなる中空円筒状の第１チューブ１２と、を有しており、両者は摩擦圧接によって接合されている。両者の接合の際、スタブシャフトの接合端部から拡径してほぼ反り返り状に折曲したバリ１６を形成すると共に、接合面側には非保護部１４を形成し、最大拡径部１６ａを境界として、軸方向逆端側へ縮径する縮径部１７には保護層を形成した。これにより、スタブシャフト単体の腐食が防止されることは勿論、露出面積の微小な非保護部の外周部１４ｂは、電食しても酸化生成物の生成によって腐食の促進が抑制される。
【解決手段】プロペラシャフト１は、鉄系金属材料からなる中空円筒状に形成され、外周面に保護層１３を有するスタブシャフト１１と、アルミ系金属材料からなる中空円筒状の第１チューブ１２と、を有しており、両者は摩擦圧接によって接合されている。両者の接合の際、スタブシャフトの接合端部から拡径してほぼ反り返り状に折曲したバリ１６を形成すると共に、接合面側には非保護部１４を形成し、最大拡径部１６ａを境界として、軸方向逆端側へ縮径する縮径部１７には保護層を形成した。これにより、スタブシャフト単体の腐食が防止されることは勿論、露出面積の微小な非保護部の外周部１４ｂは、電食しても酸化生成物の生成によって腐食の促進が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミ系金属部材及び鉄系金属部材によって夫々形成された各円筒状部材同士を摩擦圧接により接合してなる円筒状部材の接合構造及びその接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の円筒状部材の接合構造としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが提案されている。
【０００３】
この円筒状部材の接合構造は、異種金属部材同士を摩擦圧接して、この異種金属部材間において相対的に自然電位の卑な金属部材である第１部材の外周側から自然電位の貴な金属部材である第２部材の外周に沿った方向にバリを延在させて、このバリが接合界面の外周部に覆い被さった構造になっている。
【０００４】
これにより、前記バリによって塩水などの電解液が接合界面に到達するのを防止するようになっている。また、前記電解液がバリの内側に入り込んだ場合には、該電解液により接合界面付近のバリや第２部材の一部が腐食されて酸化生成物が生成されて、該酸化生成物がバリと第２部材との隙間に堆積することによって、さらなる電解液の接合界面付近への供給を遮断して、接合界面の腐食を防止することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−４８０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の円筒状部材の接合構造のように、前記バリを延在させただけでは、雨水などの電解液が接合界面に到達するのを完全に防止することはできない。
【０００６】
すなわち、前述のように、接合界面付近のバリや第２部材の一部が電食することによって生成される酸化生成物がバリと第２部材との隙間に堆積して、接合界面の腐食進行速度が遅延しても、前記酸化生成物の周辺から腐食が進行すると共に、鋼材単体としても腐食が進行してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような技術的課題に着目して案出されたものであって、アルミ系金属部材及び鉄系金属部材からなる各円筒状部材の摩擦圧接接合部において、電解液の付着による鉄系金属部材側の耐食性を向上し得る円筒状部材の接合構造及びその接合方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、円筒状に形成されたアルミ系金属部材と鉄系金属部材とを摩擦圧接によって接合してなる円筒状部材の接合構造であって、前記鉄系金属部材の接合端に形成され、該接合端から外方へ拡径した非保護部と、該非保護部の最大拡径端縁から前記鉄系金属部材の外周面にわたって形成されて、電解液との接触を保護する保護層と、を有することを特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、前記アルミ系金属部材と前記鉄系金属部材との接合部に形成された前記非保護部には、該非保護部が電食することによって酸化生成物が生成されて、この酸化生成物が前記非保護部周辺に堆積するために、前記非保護部の腐食の進行が防止されると共に、前記保護層によって前記鉄系金属部材単体の外周側の腐食も防止される。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、円筒状に形成されたアルミ系金属部材と鉄系金属部材とを摩擦圧接によって接合してなる円筒状部材の接合方法であって、前記鉄系金属部材の外面に保護層を形成する工程と、前記鉄系金属部材の接合端側の端面を切削加工して、前記保護層を削り落とすと共に、外周側に拡径部を形成する工程と、前記アルミ系金属部材と前記鉄系金属部材とを摩擦圧接して、該両部材を接合する工程と、からなることを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、この接合方法の発明にあっても、前記請求項１に記載の発明と同様な作用効果が得られる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、円筒状に形成されたアルミ系金属部材と鉄系金属部材とを接合してなる円筒状部材の接合構造であって、前記アルミ系金属部材と前記鉄系金属部材との接合部を除く前記鉄系金属部材の外周面のみに電解液との接触を保護する保護層を形成したことを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、前記アルミ系金属部材と前記鉄系金属部材との接合部を除く前記鉄系金属部材の外周面のみに電解液との接触を保護する保護層を形成したため、前記保護層によって、特に、前記鉄系金属部材単体における外周側の腐食が確実に防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る円筒状部材の接合構造の実施の形態を図面に基づいて詳述する。この実施形態では、円筒状部材の接合構造を車両用のプロペラシャフトに適用したものを示している。
【００１５】
すなわち、プロペラシャフト１は、図６に示すように、四輪駆動車やフロントエンジン・リヤドライブの車両において、車体のほぼ中央部に車両前後方向に沿って配設されて、車両先端側の第１シャフト２と車両後端側の第２シャフト３とが、前記第２シャフトの前端部に設けられた等速ジョイント４を介して連結されている。
【００１６】
また、前記プロペラシャフト１は、前記第１シャフト２の前端部が第１自在継手５を介して図外のトランスミッションの出力軸と連結されている一方、前記第２シャフト３の後端部が第２自在継手６を介して図外のリヤデファレンシャルの入力軸と連結されており、車体の上下及び左右方向へ揺動可能になっている。
【００１７】
さらに、前記プロペラシャフト１は、前記第１シャフト２と等速ジョイント４との間に設けられたセンターベアリング７によって、支持部材８を介して車体のフロア下部に固定され、回転自在に支持されつつ、全体の撓みが防止されている。
【００１８】
前記第１シャフト２は、前記第１自在継手５の第１ヨーク１０と前記等速ジョイント４を介して第２シャフト３に連結するスタブシャフト１１とが、前記第１チューブ１２を介して連結されている。
【００１９】
前記スタブシャフト１１は、鉄系金属材料、例えば機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃからなる段差形状の円筒状に形成され、前記第１チューブ１２の後端側に接合される基部１１ａと、この基部１１ａの後端に段差部を介して縮径して連続する主軸部１１ｂと、この主軸部１１ｂの後端に段差部を介してさらに縮径して連続する先端部１１ｃと、を有している。
【００２０】
また、前記スタブシャフト１１は、図１及び図２に示すように、雨水などの電解液による該スタブシャフト１１単体の腐食を防止するために、外周面に塗装やメッキなどの保護層１３が施されている。
【００２１】
さらに、前記スタブシャフト１１は、前記第１チューブ１２との接合力の低下を防止するために、該基部１１ａの開口端面が、後述する切削加工によって前記保護層１３が削除された非保護部１４となっている。
【００２２】
また、前記第１ヨーク１０は、前記スタブシャフト１１と同様の鉄系金属材料からなり、外周面には前記保護層１３が施されていると共に、前記第１チューブ１２と接合する中空円筒状に形成された円筒部１０ａを有している。
【００２３】
前記第１チューブ１２は、アルミ系金属材料、例えば熱処理型合金である６０００系のＡ６０６１や非熱処理型合金である５０００系のＡ５１５４からなり、中間部が拡径した段差形状の中空円筒状に形成されている。なお、この第１チューブ１２は、前記第１ヨーク１０及びスタブシャフト１１よりも、表面積が大きく設定されている。
【００２４】
また、前記第１チューブ１２は、前端部１２ａの径が第１ヨーク１０の円筒部１０ａとほぼ同じ内径及び外径に設定されている一方、後端部１２ｂの径がスタブシャフト１１の基部１１ａとほぼ同じ内径及び外径に設定されている。
【００２５】
そして、前記スタブシャフト１１の基部１１ａと第１チューブ１２の後端部１２ｂとは、摩擦圧接によって一体に接合されている。
【００２６】
この摩擦圧接接合は、後述するように、前記スタブシャフト１１に対して第１チューブ１２を回転させつつ加圧することによって行われ、前記第１チューブ１２の後端部１２ｂの開口周縁部には、図１〜図４に示すように、全周にわたってカール部１５が形成されている。
【００２７】
このカール部１５は、前記スタブシャフト１１の非保護部１４に対する摩擦によって融点以下の摩擦熱が発生し、前記第１チューブ１２の後端部１２ｂにおいて、非保護部１４の端面１４ａと当接する平坦面が形成される一方、圧接させるために軸方向に加圧されることによって、該後端部１２ｂの肉が径方向に押し出されて、該第１チューブ１２の外周面側へ折り返し状に折曲形成されている。そして、スタブシャフト１１の基部１１ａと第１チューブ１２の後端部１２ｂとの接合部Ｃ１は、図５及び図８に示すように、基部１１ａにおける非保護部１４の端面１４ａとカール部１５の平坦面とが、突き合わせ状態に一体となっている。
【００２８】
ここで、前記スタブシャフト１１の基部１１ａと第１チューブ１２の後端部１２ｂとの接合方法について具体的に説明すると、図７（ａ）に示すように、まず、スタブシャフト１１単体を塗装又はメッキの槽に浸すことによって、該スタブシャフト１１全体に防食のための塗装又はメッキを施して、外面全体に前記保護層１３を形成する。
【００２９】
続いて、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、摩擦圧接機において、前記スタブシャフト１１を回転側チャック３１にセットしてクランプする一方、前記第１チューブ１２を固定側チャック３２にセットしてクランプして、接合する各端面同士を軸方向から対峙状態に配置する。
【００３０】
次に、図７（ｄ）に示すように、固定側チャック３２を、移動機構３３を介して回転側チャック３１側へ前進させて、スタブシャフト１１の基部１１ａの開口端部と第１チューブ１２の後端部１２ｂとを突き合わせ状態に当接させる。
【００３１】
その後、図７（ｅ）に示すように、固定側チャック３２のクランプを一時的に解放して、前記スタブシャフト１１の基部１１ａと第１チューブ１２の第１後端部１２ｂとの接合面における軸心の位置決めを行い、図７（ｆ）に示すように、再び第１チューブ１２をクランプして、固定側チャック３２を移動機構３３によって後退させる。
【００３２】
続いて、前記スタブシャフト１１の基部１１ａの開口端部の端面を仕上げるために、図８（ｇ）に示すように、回転側チャック３１を回転させて、前記基部１１ａの開口端面にバイト３４を当接させることによって、該基部１１ａの開口端面を切削加工する。
【００３３】
なお、このスタブシャフト１１の基部１１ａの端面仕上げ加工は、摩擦圧接機上で行わずに、前記塗装又はメッキ施工工程の後に、他の切削加工機によって行うことも可能である。
【００３４】
また、前記スタブシャフト１１の基部１１ａの開口端面を切削加工することによって、前記塗装又はメッキ施工工程において基部１１ａの開口端面に形成された保護層１３を削り落とすことができる。
【００３５】
そして、前記スタブシャフト１１の基部１１ａの開口端面を切削加工する際に、該開口端面の所定の仕上げ寸法を満足できる程度にバイト３４の送り速度を上げて、切削抵抗を大きくすることによって、図１、図２及び図４に示すように、基部１１ａの開口端部の外周縁に、拡径部であるバリ１６を形成する。
【００３６】
このバリ１６は、図１及び図２に示すように、前記基部１１ａの開口端部から外周側へほぼ反り返り状に形成されており、該基部１１ａの開口端部の肉が外周側へ押しのけられた状態になっている。つまり、基部１１ａの開口端部は、該開口端面から外周側へフランジ状に徐々に拡径しており、したがって、バリ１６が形成された該基部１１ａの開口端部の外径Ｌ１は、図２に示すように、バリ１６が形成されていない基部１１ａの外径Ｌ２よりも大きくなるように設定されている。
【００３７】
そして、この切削加工によって、前記基部１１ａの開口端面からバリ１６の最大拡径部１６ａまで、前記端面１４ａと該端面１４ａの外周部１４ｂとからなる接合面側全体に非保護部１４が形成されるようになっている。
【００３８】
さらに、前記バリ１６は、前記第１チューブ１２と反対側の背面側が、前記最大拡径部１６ａから徐々に縮径して、基部１１ａの外周面と連続する縦断面円弧凹状となる縮径部１７が形成されている。
【００３９】
ただし、前記基部１１ａの接合面側は、前記端面切削加工によって前記保護層１３が削除されているが、該基部１１ａの切削加工面に対して背面側となる前記縮径部１７の外面には保護層１３が残存している。
【００４０】
そして、前記スタブシャフト１１の基部１１ａの端面仕上げ加工が完了した後、図８（ｈ）に示すように、バイト３４を後退させると共に、回転側チャック３１の回転を停止させて、仕上げた開口端面の状態を確認後、再度回転側チャック３１を回転させる。
【００４１】
続いて、図８（ｉ）に示すように、固定側チャック３２を移動機構３３によって前進させることにより、回転しているスタブシャフト１１の非保護部１４に対して第１チューブ１２の後端部１２ｂを当接させて、さらに軸方向に加圧すると共に、所定の時間その加圧状態を保持することによって、両者の端面の間に融点以下の摩擦熱を発生させる。
【００４２】
その後、図８（ｊ）に示すように、固定側チャック３２を回転側チャック３１側へ加圧状態に保持したまま、回転側チャック３１の回転を停止させる。これにより、前記スタブシャフト１１と第１チューブ１２とが、摩擦圧接によって接合される。
【００４３】
そして、前記回転側チャック３１の回転を停止させた後、図８（ｋ）に示すように、回転側チャック３１のクランプを解放して、固定側チャック３２を後退させ、図８（ｌ）に示すように、該固定側チャック３２のクランプを解放することによって、摩擦圧接により一体に接合されたスタブシャフト１１と第１チューブ１２の接合体を取り出す。
【００４４】
なお、前記回転側チャック３１側に移動機構３３を設けて、該回転側チャック３１を固定側チャック３２に対して進退させることも可能であると共に、該回転側チャック３１を固定側チャック３２側へ加圧して、前記基部１１ａの開口端部を第１チューブ１２の後端部１２ｂに押し付けてもよい。
【００４５】
一方、前記第２シャフト３は、図６に示すように、前端側に設けられた等速ジョイント４のアウターレース１８と後端側に設けられた第２自在継手６の第２ヨーク１９とが、第２チューブ２０を介して連結されている。
【００４６】
前記アウターレース１８は、前記スタブシャフト１１と同様の鉄系金属材料からなり、段差形状の中空円筒状に形成されていると共に、外周面には前記保護層１３が施されており、前記第２チューブ２０と接合される大径部１８ａと、該大径部１８ａの前端側に連続する小径部１８ｂと、を有している。
【００４７】
前記第２ヨーク１９は、前記第ヨーク１０と同様の鉄系金属材料からなり、外周面に前記保護部１３が形成されており、前記第２チューブ２０と接合される中空円筒状に形成された円筒部１９ａを有している。
【００４８】
前記第２チューブ２０は、前記第１チューブ１２と同様のアルミ系金属材料からなる段差形状の中空円筒状に形成されており、前記アウターレース１８の大径部１８ａと接合されて、該大径部１８ａの後端とほぼ同じ内径及び外径に設定された前端部２０ａと、前記第２ヨーク１９の円筒部１９ａと接合されて、該円筒部１９ａとほぼ同じ内径及び外径に設定された後端部２０ｂと、を有している。
【００４９】
なお、前記第１ヨーク１０の円筒部１０ａと第１チューブ１２の前端部１２ａとの接合部Ｃ２、前記アウターレース１８の大径部１８ａと第２チューブ２０の前端部２０ａとの接合部Ｃ３及び第２ヨーク１９の円筒部１９ａと第２チューブ２０の後端部２０ｂとの接合部Ｃ４は、いずれも前記スタブシャフト１１と第１チューブ１２との接合と同様に摩擦圧接によって接合されており、前記接合部Ｃ１とほぼ同様に形成されている。
【００５０】
したがって、この実施形態によれば、前記スタブシャフト１１と第１チューブ１２との接合部Ｃ１おいて、前記スタブシャフト１１の基部１１ａの開口端部にバリ１６を形成したため、接合部Ｃ１の接合面から露出した非保護部１４の外周部１４ｂに雨水などの電解液が付着することによって、該外周部１４ｂはカール部１５との電位差により電食するものの、この電食によって酸化生成物が生成されると共に、この酸化生成物が外周部１４ｂとカール部１５との間に堆積する。
【００５１】
これにより、露出面積の微小な非保護部１４の外周部１４ｂは腐食の進行が防止される一方、前記基部１１ａの外周面は保護層１３によって防食されているために、該基部１１ａ単体の外周面側の腐食も防止されることによって、前記スタブシャフトの基部１１ａの全体的な腐食を防止することが可能となる。
【００５２】
また、前記バリ１６を接合部Ｃ１に対して外側へほぼ反り返り状に拡径させた形状としたことによって、前記保護層１３を基部１１ａの軸方向逆端側からバリ１６の縮径部１７までにとどめて、前記最大拡径部１６ａを境界に接合面側全体を非保護部１４として形成したために、保護層１３として施された塗装やメッキの成分が、基部１１ａの開口端面と第１チューブ１２の後端部１２ｂの端面とを摩擦圧接接合する際に、両者の接合面に混入することがなくなる。
【００５３】
したがって、前記保護層１３の成分が、基部１１ａの開口端面と第１チューブ１２の後端部１２ｂの端面との摩擦圧接接合において悪影響を及ぼすことがないために、両者のより強固な接合状態を得ることができ、充分な接合強度を確保することが可能となる。
【００５４】
そして、自然電位の貴な鉄系金属材料からなるスタブシャフト１１よりも自然電位の卑なアルミ系金属材料からなる第１チューブ１２の表面積を大きく設定して、前記保護層１３を、前記第１チューブ１２には形成せず、該第１チューブ１２よりも表面積の小さいスタブシャフト１１の外面のみに形成したことによって、該保護層１３を形成する面積を最小限にとどめることが可能となる。
【００５５】
したがって、前記プロペラシャフト１全体の軽量化に貢献できると共に、コストの低廉化を図ることができる。
【００５６】
また、摩擦圧接接合により前記第１チューブ１２の後端部１２ｂにカール部１５が形成されることから、該カール部１５と前記基部１１ａの開口端部に形成された非保護部１４の外周部１４ｂとが確実に当接して接合すると共に、両者の接触面積が拡大するため、前記接合部Ｃ１における外周部１４ｂの露出を最小限に抑えることができ、さらなる電食防止効果が得られる。
【００５７】
また、摩擦圧接接合により前記第１チューブ１２の第１後端部１２ｂに形成されたカール部１５は外周面側に折り返し状に折曲形成されているため、該カール部１５が基部１１ａの保護層１３と干渉することがなく、該保護層１３の剥離防止を図ることができる。
【００５８】
さらに、アルミ系金属材料からなる第１チューブ１２に比して電位の貴な鉄系金属材料からなるスタブシャフト１１に対して、塗装やメッキといった防食効果を有する前記保護層１３を施したことによって、スタブシャフト１１単体の腐食が防止される。
【００５９】
なお、本実施形態の作用効果は、前記接合部Ｃ１のみならず、前記各接合部Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４についても同様の作用効果を奏することができる。
【００６０】
図９は、前記第１、第２ヨーク１０，１９が第１、第２チューブ１２，２０と同様なアルミ系金属材料によって形成された他例を示している。
【００６１】
すなわち、第１、第２ヨーク１０，１９及び第１、第２チューブ１２，２０はいずれも同材料のアルミ系金属材料となっていることから、各部材間の電位差が生じることはほとんどなく、単体での耐食性も高いために、第１、第２ヨーク１０，１９の外面には、第１、第２チューブ１２，２０と同様に、電食防止のための前記各保護層１３，１３は形成されていない。
【００６２】
また、摩擦圧接接合によって、前記第１、第２ヨーク１０，１９の円筒部１０ａ，１９ａの各接合端部にはカール部１５，１５が形成されるため、前記各バリ１６，１６も形成されていない。
【００６３】
したがって、この実施形態によれば、前記第１ヨーク１０と第１チューブ１２及び第２ヨーク１９と第２チューブ２０は、いずれも各部材間に電位差が生じることがほとんどないため、前記各接合部Ｃ２，Ｃ４が電食することはほとんどなく、前記プロペラシャフト１の耐食性をさらに向上させることができる。
【００６４】
また、前記各第１、第２ヨーク１０，１９に対して前記各保護部１３，１３や各バリ１６，１６を形成する必要がないために、作業性が向上して、製造コストの低廉化を図ることができる。
【００６５】
さらに、前記第１、第２ヨーク１０，１９に対して前記各保護部１３，１３を形成する必要がないため、前記プロペラシャフト１全体のさらなる軽量化に貢献できると共に、製造コストのさらなる低廉化を図ることが可能となる。
【００６６】
前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。
【００６７】
請求項（１） アルミ系金属からなるチューブと鉄系材料からなるヨーク又はスタブシャフトとを摩擦圧接によって接合したプロペラシャフトであって、前記ヨーク又は前記スタブシャフトの外面に電解液の付着による腐食を防止するための保護部が形成され、前記チューブの外面には前記保護層が形成されていないことを特徴とするプロペラシャフト。
【００６８】
この発明によれば、前記ヨークや前記スタブシャフトの外面の表面積は、前記チューブの外面の表面積よりも小さいため、前記ヨーク又は前記スタブシャフトのみに前記保護層を形成することによって、プロペラシャフトの軽量化に貢献できると共に、前記保護層を形成する面積を最小限にとどめることができ、コストの低廉化も図れる。
【００６９】
請求項（２） 前記アルミ系金属部材の接合端の外周縁にはカール部を有していることを特徴とする請求項１に記載の円筒状部材の接合構造。
【００７０】
この発明によれば、前記カール部と前記鉄系金属部材の接合端の外周縁に延在して拡径された非保護部とが確実に当接して接合するため、前記鉄系金属部材の非保護部の露出を最小限に抑えることができ、さらなる電食防止効果が得られる。
【００７１】
請求項（３） 前記カール部は、前記アルミ系金属部材の接合端から外周面側に折り返し状に折曲形成されていることを特徴とする請求項（２）に記載のプロペラシャフト。
【００７２】
この発明によれば、前記カール部は、前記アルミ系金属部材の接合端から外周面側に折り返し状に折曲形成されており、このカール部が前記鉄系金属部材の外周面に形成された前記保護層を剥離させることがないため、該保護層の剥離防止を図ることができる。
【００７３】
請求項（４） 前記保護層は、塗装であることを特徴とする請求項１に記載の円筒状部材の接合構造。
【００７４】
この発明によれば、前記鉄系金属部材の外周面に塗装を施すことにより、前記鉄系金属部材単体の腐食を防止することができる。
【００７５】
請求項（５） 前記保護層は、メッキであることを特徴とする請求項１に記載の円筒状部材の接合構造。
【００７６】
この発明によれば、前記鉄系金属部材の外周面にメッキを施すことにより、前記鉄系金属部材単体の腐食を防止することができる。
【００７７】
請求項（６） 前記アルミ系金属からなる円筒状部材の外面の面積よりも前記鉄系金属からなる円筒状部材の外面の面積が小さいことを特徴とする請求項１に記載の円筒状部材の接合構造。
【００７８】
この発明によれば、前記鉄系金属からなる円筒状部材の外面の表面積は、前記アルミ系金属からなる円筒状部材の外面の表面積よりも小さいために、前記鉄系金属からなる円筒状部材のみに前記保護層を形成することによって、該保護層を形成する面積を最小限にとどめることができ、コストの低廉化が図れる。
【００７９】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記第１、第２ヨーク１０，１９及びスタブシャフト１１、第１、第２チューブ１２，２０及びアウターレース１８の材質、形状及び大きさを、自動車の仕様や大きさなどによって自由に変更することができる。
【００８０】
特に、鉄系金属材料に関しては、機械構造用炭素鋼又は合金の他に、鍛鋼材料、鋳鋼材料又は鋳鉄材料であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る実施の形態を示し、スタブシャフトと第１チューブとの接合状態を示す接合部Ｃ１の部分断面図であり、図５のＣ部の拡大図である。
【図２】図１のＡ部の拡大図である。
【図３】スタブシャフトと第１チューブとの実物における接合状態を示す接合部Ｃ１の接合断面写真であり、図１の図面代用写真である。
【図４】図３のＢ部の接合断面拡大写真であり、図２の図面代用写真である。
【図５】図６のＤ部の拡大断面図である。
【図６】本発明に係るプロペラシャフトの全体図である。
【図７】本発明に係るスタブシャフトと第１チューブとの摩擦圧接による接合工程の前半工程を示す断面図である。
【図８】本発明に係るスタブシャフトと第１チューブとの摩擦圧接による接合工程の後半工程を示す断面図である。
【図９】本発明に係る実施の形態の他例を示すプロペラシャフトの全体図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…プロペラシャフト
１０…第１ヨーク（円筒状部材）
１１…スタブシャフト（円筒状部材）
１２…第１チューブ（円筒状部材）
１３…保護部
１４…非保護部
１４ａ…端面（非保護部）
１４ｂ…外周部（非保護部）
１５…カール部
１６…バリ（拡径部）
１６ａ…最大拡径部
１７…縮径部
１８…アウターレース（円筒状部材）
１９…第２ヨーク（円筒状部材）
２０…第２チューブ（円筒状部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミ系金属部材及び鉄系金属部材によって夫々形成された各円筒状部材同士を摩擦圧接により接合してなる円筒状部材の接合構造及びその接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の円筒状部材の接合構造としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが提案されている。
【０００３】
この円筒状部材の接合構造は、異種金属部材同士を摩擦圧接して、この異種金属部材間において相対的に自然電位の卑な金属部材である第１部材の外周側から自然電位の貴な金属部材である第２部材の外周に沿った方向にバリを延在させて、このバリが接合界面の外周部に覆い被さった構造になっている。
【０００４】
これにより、前記バリによって塩水などの電解液が接合界面に到達するのを防止するようになっている。また、前記電解液がバリの内側に入り込んだ場合には、該電解液により接合界面付近のバリや第２部材の一部が腐食されて酸化生成物が生成されて、該酸化生成物がバリと第２部材との隙間に堆積することによって、さらなる電解液の接合界面付近への供給を遮断して、接合界面の腐食を防止することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−４８０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の円筒状部材の接合構造のように、前記バリを延在させただけでは、雨水などの電解液が接合界面に到達するのを完全に防止することはできない。
【０００６】
すなわち、前述のように、接合界面付近のバリや第２部材の一部が電食することによって生成される酸化生成物がバリと第２部材との隙間に堆積して、接合界面の腐食進行速度が遅延しても、前記酸化生成物の周辺から腐食が進行すると共に、鋼材単体としても腐食が進行してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような技術的課題に着目して案出されたものであって、アルミ系金属部材及び鉄系金属部材からなる各円筒状部材の摩擦圧接接合部において、電解液の付着による鉄系金属部材側の耐食性を向上し得る円筒状部材の接合構造及びその接合方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、円筒状に形成されたアルミ系金属部材と鉄系金属部材とを摩擦圧接によって接合してなる円筒状部材の接合構造であって、前記鉄系金属部材の接合端に形成され、該接合端から外方へ拡径した非保護部と、該非保護部の最大拡径端縁から前記鉄系金属部材の外周面にわたって形成されて、電解液との接触を保護する保護層と、を有することを特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、前記アルミ系金属部材と前記鉄系金属部材との接合部に形成された前記非保護部には、該非保護部が電食することによって酸化生成物が生成されて、この酸化生成物が前記非保護部周辺に堆積するために、前記非保護部の腐食の進行が防止されると共に、前記保護層によって前記鉄系金属部材単体の外周側の腐食も防止される。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、円筒状に形成されたアルミ系金属部材と鉄系金属部材とを摩擦圧接によって接合してなる円筒状部材の接合方法であって、前記鉄系金属部材の外面に保護層を形成する工程と、前記鉄系金属部材の接合端側の端面を切削加工して、前記保護層を削り落とすと共に、外周側に拡径部を形成する工程と、前記アルミ系金属部材と前記鉄系金属部材とを摩擦圧接して、該両部材を接合する工程と、からなることを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、この接合方法の発明にあっても、前記請求項１に記載の発明と同様な作用効果が得られる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、円筒状に形成されたアルミ系金属部材と鉄系金属部材とを接合してなる円筒状部材の接合構造であって、前記アルミ系金属部材と前記鉄系金属部材との接合部を除く前記鉄系金属部材の外周面のみに電解液との接触を保護する保護層を形成したことを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、前記アルミ系金属部材と前記鉄系金属部材との接合部を除く前記鉄系金属部材の外周面のみに電解液との接触を保護する保護層を形成したため、前記保護層によって、特に、前記鉄系金属部材単体における外周側の腐食が確実に防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る円筒状部材の接合構造の実施の形態を図面に基づいて詳述する。この実施形態では、円筒状部材の接合構造を車両用のプロペラシャフトに適用したものを示している。
【００１５】
すなわち、プロペラシャフト１は、図６に示すように、四輪駆動車やフロントエンジン・リヤドライブの車両において、車体のほぼ中央部に車両前後方向に沿って配設されて、車両先端側の第１シャフト２と車両後端側の第２シャフト３とが、前記第２シャフトの前端部に設けられた等速ジョイント４を介して連結されている。
【００１６】
また、前記プロペラシャフト１は、前記第１シャフト２の前端部が第１自在継手５を介して図外のトランスミッションの出力軸と連結されている一方、前記第２シャフト３の後端部が第２自在継手６を介して図外のリヤデファレンシャルの入力軸と連結されており、車体の上下及び左右方向へ揺動可能になっている。
【００１７】
さらに、前記プロペラシャフト１は、前記第１シャフト２と等速ジョイント４との間に設けられたセンターベアリング７によって、支持部材８を介して車体のフロア下部に固定され、回転自在に支持されつつ、全体の撓みが防止されている。
【００１８】
前記第１シャフト２は、前記第１自在継手５の第１ヨーク１０と前記等速ジョイント４を介して第２シャフト３に連結するスタブシャフト１１とが、前記第１チューブ１２を介して連結されている。
【００１９】
前記スタブシャフト１１は、鉄系金属材料、例えば機械構造用炭素鋼であるＳ４５Ｃからなる段差形状の円筒状に形成され、前記第１チューブ１２の後端側に接合される基部１１ａと、この基部１１ａの後端に段差部を介して縮径して連続する主軸部１１ｂと、この主軸部１１ｂの後端に段差部を介してさらに縮径して連続する先端部１１ｃと、を有している。
【００２０】
また、前記スタブシャフト１１は、図１及び図２に示すように、雨水などの電解液による該スタブシャフト１１単体の腐食を防止するために、外周面に塗装やメッキなどの保護層１３が施されている。
【００２１】
さらに、前記スタブシャフト１１は、前記第１チューブ１２との接合力の低下を防止するために、該基部１１ａの開口端面が、後述する切削加工によって前記保護層１３が削除された非保護部１４となっている。
【００２２】
また、前記第１ヨーク１０は、前記スタブシャフト１１と同様の鉄系金属材料からなり、外周面には前記保護層１３が施されていると共に、前記第１チューブ１２と接合する中空円筒状に形成された円筒部１０ａを有している。
【００２３】
前記第１チューブ１２は、アルミ系金属材料、例えば熱処理型合金である６０００系のＡ６０６１や非熱処理型合金である５０００系のＡ５１５４からなり、中間部が拡径した段差形状の中空円筒状に形成されている。なお、この第１チューブ１２は、前記第１ヨーク１０及びスタブシャフト１１よりも、表面積が大きく設定されている。
【００２４】
また、前記第１チューブ１２は、前端部１２ａの径が第１ヨーク１０の円筒部１０ａとほぼ同じ内径及び外径に設定されている一方、後端部１２ｂの径がスタブシャフト１１の基部１１ａとほぼ同じ内径及び外径に設定されている。
【００２５】
そして、前記スタブシャフト１１の基部１１ａと第１チューブ１２の後端部１２ｂとは、摩擦圧接によって一体に接合されている。
【００２６】
この摩擦圧接接合は、後述するように、前記スタブシャフト１１に対して第１チューブ１２を回転させつつ加圧することによって行われ、前記第１チューブ１２の後端部１２ｂの開口周縁部には、図１〜図４に示すように、全周にわたってカール部１５が形成されている。
【００２７】
このカール部１５は、前記スタブシャフト１１の非保護部１４に対する摩擦によって融点以下の摩擦熱が発生し、前記第１チューブ１２の後端部１２ｂにおいて、非保護部１４の端面１４ａと当接する平坦面が形成される一方、圧接させるために軸方向に加圧されることによって、該後端部１２ｂの肉が径方向に押し出されて、該第１チューブ１２の外周面側へ折り返し状に折曲形成されている。そして、スタブシャフト１１の基部１１ａと第１チューブ１２の後端部１２ｂとの接合部Ｃ１は、図５及び図８に示すように、基部１１ａにおける非保護部１４の端面１４ａとカール部１５の平坦面とが、突き合わせ状態に一体となっている。
【００２８】
ここで、前記スタブシャフト１１の基部１１ａと第１チューブ１２の後端部１２ｂとの接合方法について具体的に説明すると、図７（ａ）に示すように、まず、スタブシャフト１１単体を塗装又はメッキの槽に浸すことによって、該スタブシャフト１１全体に防食のための塗装又はメッキを施して、外面全体に前記保護層１３を形成する。
【００２９】
続いて、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、摩擦圧接機において、前記スタブシャフト１１を回転側チャック３１にセットしてクランプする一方、前記第１チューブ１２を固定側チャック３２にセットしてクランプして、接合する各端面同士を軸方向から対峙状態に配置する。
【００３０】
次に、図７（ｄ）に示すように、固定側チャック３２を、移動機構３３を介して回転側チャック３１側へ前進させて、スタブシャフト１１の基部１１ａの開口端部と第１チューブ１２の後端部１２ｂとを突き合わせ状態に当接させる。
【００３１】
その後、図７（ｅ）に示すように、固定側チャック３２のクランプを一時的に解放して、前記スタブシャフト１１の基部１１ａと第１チューブ１２の第１後端部１２ｂとの接合面における軸心の位置決めを行い、図７（ｆ）に示すように、再び第１チューブ１２をクランプして、固定側チャック３２を移動機構３３によって後退させる。
【００３２】
続いて、前記スタブシャフト１１の基部１１ａの開口端部の端面を仕上げるために、図８（ｇ）に示すように、回転側チャック３１を回転させて、前記基部１１ａの開口端面にバイト３４を当接させることによって、該基部１１ａの開口端面を切削加工する。
【００３３】
なお、このスタブシャフト１１の基部１１ａの端面仕上げ加工は、摩擦圧接機上で行わずに、前記塗装又はメッキ施工工程の後に、他の切削加工機によって行うことも可能である。
【００３４】
また、前記スタブシャフト１１の基部１１ａの開口端面を切削加工することによって、前記塗装又はメッキ施工工程において基部１１ａの開口端面に形成された保護層１３を削り落とすことができる。
【００３５】
そして、前記スタブシャフト１１の基部１１ａの開口端面を切削加工する際に、該開口端面の所定の仕上げ寸法を満足できる程度にバイト３４の送り速度を上げて、切削抵抗を大きくすることによって、図１、図２及び図４に示すように、基部１１ａの開口端部の外周縁に、拡径部であるバリ１６を形成する。
【００３６】
このバリ１６は、図１及び図２に示すように、前記基部１１ａの開口端部から外周側へほぼ反り返り状に形成されており、該基部１１ａの開口端部の肉が外周側へ押しのけられた状態になっている。つまり、基部１１ａの開口端部は、該開口端面から外周側へフランジ状に徐々に拡径しており、したがって、バリ１６が形成された該基部１１ａの開口端部の外径Ｌ１は、図２に示すように、バリ１６が形成されていない基部１１ａの外径Ｌ２よりも大きくなるように設定されている。
【００３７】
そして、この切削加工によって、前記基部１１ａの開口端面からバリ１６の最大拡径部１６ａまで、前記端面１４ａと該端面１４ａの外周部１４ｂとからなる接合面側全体に非保護部１４が形成されるようになっている。
【００３８】
さらに、前記バリ１６は、前記第１チューブ１２と反対側の背面側が、前記最大拡径部１６ａから徐々に縮径して、基部１１ａの外周面と連続する縦断面円弧凹状となる縮径部１７が形成されている。
【００３９】
ただし、前記基部１１ａの接合面側は、前記端面切削加工によって前記保護層１３が削除されているが、該基部１１ａの切削加工面に対して背面側となる前記縮径部１７の外面には保護層１３が残存している。
【００４０】
そして、前記スタブシャフト１１の基部１１ａの端面仕上げ加工が完了した後、図８（ｈ）に示すように、バイト３４を後退させると共に、回転側チャック３１の回転を停止させて、仕上げた開口端面の状態を確認後、再度回転側チャック３１を回転させる。
【００４１】
続いて、図８（ｉ）に示すように、固定側チャック３２を移動機構３３によって前進させることにより、回転しているスタブシャフト１１の非保護部１４に対して第１チューブ１２の後端部１２ｂを当接させて、さらに軸方向に加圧すると共に、所定の時間その加圧状態を保持することによって、両者の端面の間に融点以下の摩擦熱を発生させる。
【００４２】
その後、図８（ｊ）に示すように、固定側チャック３２を回転側チャック３１側へ加圧状態に保持したまま、回転側チャック３１の回転を停止させる。これにより、前記スタブシャフト１１と第１チューブ１２とが、摩擦圧接によって接合される。
【００４３】
そして、前記回転側チャック３１の回転を停止させた後、図８（ｋ）に示すように、回転側チャック３１のクランプを解放して、固定側チャック３２を後退させ、図８（ｌ）に示すように、該固定側チャック３２のクランプを解放することによって、摩擦圧接により一体に接合されたスタブシャフト１１と第１チューブ１２の接合体を取り出す。
【００４４】
なお、前記回転側チャック３１側に移動機構３３を設けて、該回転側チャック３１を固定側チャック３２に対して進退させることも可能であると共に、該回転側チャック３１を固定側チャック３２側へ加圧して、前記基部１１ａの開口端部を第１チューブ１２の後端部１２ｂに押し付けてもよい。
【００４５】
一方、前記第２シャフト３は、図６に示すように、前端側に設けられた等速ジョイント４のアウターレース１８と後端側に設けられた第２自在継手６の第２ヨーク１９とが、第２チューブ２０を介して連結されている。
【００４６】
前記アウターレース１８は、前記スタブシャフト１１と同様の鉄系金属材料からなり、段差形状の中空円筒状に形成されていると共に、外周面には前記保護層１３が施されており、前記第２チューブ２０と接合される大径部１８ａと、該大径部１８ａの前端側に連続する小径部１８ｂと、を有している。
【００４７】
前記第２ヨーク１９は、前記第ヨーク１０と同様の鉄系金属材料からなり、外周面に前記保護部１３が形成されており、前記第２チューブ２０と接合される中空円筒状に形成された円筒部１９ａを有している。
【００４８】
前記第２チューブ２０は、前記第１チューブ１２と同様のアルミ系金属材料からなる段差形状の中空円筒状に形成されており、前記アウターレース１８の大径部１８ａと接合されて、該大径部１８ａの後端とほぼ同じ内径及び外径に設定された前端部２０ａと、前記第２ヨーク１９の円筒部１９ａと接合されて、該円筒部１９ａとほぼ同じ内径及び外径に設定された後端部２０ｂと、を有している。
【００４９】
なお、前記第１ヨーク１０の円筒部１０ａと第１チューブ１２の前端部１２ａとの接合部Ｃ２、前記アウターレース１８の大径部１８ａと第２チューブ２０の前端部２０ａとの接合部Ｃ３及び第２ヨーク１９の円筒部１９ａと第２チューブ２０の後端部２０ｂとの接合部Ｃ４は、いずれも前記スタブシャフト１１と第１チューブ１２との接合と同様に摩擦圧接によって接合されており、前記接合部Ｃ１とほぼ同様に形成されている。
【００５０】
したがって、この実施形態によれば、前記スタブシャフト１１と第１チューブ１２との接合部Ｃ１おいて、前記スタブシャフト１１の基部１１ａの開口端部にバリ１６を形成したため、接合部Ｃ１の接合面から露出した非保護部１４の外周部１４ｂに雨水などの電解液が付着することによって、該外周部１４ｂはカール部１５との電位差により電食するものの、この電食によって酸化生成物が生成されると共に、この酸化生成物が外周部１４ｂとカール部１５との間に堆積する。
【００５１】
これにより、露出面積の微小な非保護部１４の外周部１４ｂは腐食の進行が防止される一方、前記基部１１ａの外周面は保護層１３によって防食されているために、該基部１１ａ単体の外周面側の腐食も防止されることによって、前記スタブシャフトの基部１１ａの全体的な腐食を防止することが可能となる。
【００５２】
また、前記バリ１６を接合部Ｃ１に対して外側へほぼ反り返り状に拡径させた形状としたことによって、前記保護層１３を基部１１ａの軸方向逆端側からバリ１６の縮径部１７までにとどめて、前記最大拡径部１６ａを境界に接合面側全体を非保護部１４として形成したために、保護層１３として施された塗装やメッキの成分が、基部１１ａの開口端面と第１チューブ１２の後端部１２ｂの端面とを摩擦圧接接合する際に、両者の接合面に混入することがなくなる。
【００５３】
したがって、前記保護層１３の成分が、基部１１ａの開口端面と第１チューブ１２の後端部１２ｂの端面との摩擦圧接接合において悪影響を及ぼすことがないために、両者のより強固な接合状態を得ることができ、充分な接合強度を確保することが可能となる。
【００５４】
そして、自然電位の貴な鉄系金属材料からなるスタブシャフト１１よりも自然電位の卑なアルミ系金属材料からなる第１チューブ１２の表面積を大きく設定して、前記保護層１３を、前記第１チューブ１２には形成せず、該第１チューブ１２よりも表面積の小さいスタブシャフト１１の外面のみに形成したことによって、該保護層１３を形成する面積を最小限にとどめることが可能となる。
【００５５】
したがって、前記プロペラシャフト１全体の軽量化に貢献できると共に、コストの低廉化を図ることができる。
【００５６】
また、摩擦圧接接合により前記第１チューブ１２の後端部１２ｂにカール部１５が形成されることから、該カール部１５と前記基部１１ａの開口端部に形成された非保護部１４の外周部１４ｂとが確実に当接して接合すると共に、両者の接触面積が拡大するため、前記接合部Ｃ１における外周部１４ｂの露出を最小限に抑えることができ、さらなる電食防止効果が得られる。
【００５７】
また、摩擦圧接接合により前記第１チューブ１２の第１後端部１２ｂに形成されたカール部１５は外周面側に折り返し状に折曲形成されているため、該カール部１５が基部１１ａの保護層１３と干渉することがなく、該保護層１３の剥離防止を図ることができる。
【００５８】
さらに、アルミ系金属材料からなる第１チューブ１２に比して電位の貴な鉄系金属材料からなるスタブシャフト１１に対して、塗装やメッキといった防食効果を有する前記保護層１３を施したことによって、スタブシャフト１１単体の腐食が防止される。
【００５９】
なお、本実施形態の作用効果は、前記接合部Ｃ１のみならず、前記各接合部Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４についても同様の作用効果を奏することができる。
【００６０】
図９は、前記第１、第２ヨーク１０，１９が第１、第２チューブ１２，２０と同様なアルミ系金属材料によって形成された他例を示している。
【００６１】
すなわち、第１、第２ヨーク１０，１９及び第１、第２チューブ１２，２０はいずれも同材料のアルミ系金属材料となっていることから、各部材間の電位差が生じることはほとんどなく、単体での耐食性も高いために、第１、第２ヨーク１０，１９の外面には、第１、第２チューブ１２，２０と同様に、電食防止のための前記各保護層１３，１３は形成されていない。
【００６２】
また、摩擦圧接接合によって、前記第１、第２ヨーク１０，１９の円筒部１０ａ，１９ａの各接合端部にはカール部１５，１５が形成されるため、前記各バリ１６，１６も形成されていない。
【００６３】
したがって、この実施形態によれば、前記第１ヨーク１０と第１チューブ１２及び第２ヨーク１９と第２チューブ２０は、いずれも各部材間に電位差が生じることがほとんどないため、前記各接合部Ｃ２，Ｃ４が電食することはほとんどなく、前記プロペラシャフト１の耐食性をさらに向上させることができる。
【００６４】
また、前記各第１、第２ヨーク１０，１９に対して前記各保護部１３，１３や各バリ１６，１６を形成する必要がないために、作業性が向上して、製造コストの低廉化を図ることができる。
【００６５】
さらに、前記第１、第２ヨーク１０，１９に対して前記各保護部１３，１３を形成する必要がないため、前記プロペラシャフト１全体のさらなる軽量化に貢献できると共に、製造コストのさらなる低廉化を図ることが可能となる。
【００６６】
前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。
【００６７】
請求項（１） アルミ系金属からなるチューブと鉄系材料からなるヨーク又はスタブシャフトとを摩擦圧接によって接合したプロペラシャフトであって、前記ヨーク又は前記スタブシャフトの外面に電解液の付着による腐食を防止するための保護部が形成され、前記チューブの外面には前記保護層が形成されていないことを特徴とするプロペラシャフト。
【００６８】
この発明によれば、前記ヨークや前記スタブシャフトの外面の表面積は、前記チューブの外面の表面積よりも小さいため、前記ヨーク又は前記スタブシャフトのみに前記保護層を形成することによって、プロペラシャフトの軽量化に貢献できると共に、前記保護層を形成する面積を最小限にとどめることができ、コストの低廉化も図れる。
【００６９】
請求項（２） 前記アルミ系金属部材の接合端の外周縁にはカール部を有していることを特徴とする請求項１に記載の円筒状部材の接合構造。
【００７０】
この発明によれば、前記カール部と前記鉄系金属部材の接合端の外周縁に延在して拡径された非保護部とが確実に当接して接合するため、前記鉄系金属部材の非保護部の露出を最小限に抑えることができ、さらなる電食防止効果が得られる。
【００７１】
請求項（３） 前記カール部は、前記アルミ系金属部材の接合端から外周面側に折り返し状に折曲形成されていることを特徴とする請求項（２）に記載のプロペラシャフト。
【００７２】
この発明によれば、前記カール部は、前記アルミ系金属部材の接合端から外周面側に折り返し状に折曲形成されており、このカール部が前記鉄系金属部材の外周面に形成された前記保護層を剥離させることがないため、該保護層の剥離防止を図ることができる。
【００７３】
請求項（４） 前記保護層は、塗装であることを特徴とする請求項１に記載の円筒状部材の接合構造。
【００７４】
この発明によれば、前記鉄系金属部材の外周面に塗装を施すことにより、前記鉄系金属部材単体の腐食を防止することができる。
【００７５】
請求項（５） 前記保護層は、メッキであることを特徴とする請求項１に記載の円筒状部材の接合構造。
【００７６】
この発明によれば、前記鉄系金属部材の外周面にメッキを施すことにより、前記鉄系金属部材単体の腐食を防止することができる。
【００７７】
請求項（６） 前記アルミ系金属からなる円筒状部材の外面の面積よりも前記鉄系金属からなる円筒状部材の外面の面積が小さいことを特徴とする請求項１に記載の円筒状部材の接合構造。
【００７８】
この発明によれば、前記鉄系金属からなる円筒状部材の外面の表面積は、前記アルミ系金属からなる円筒状部材の外面の表面積よりも小さいために、前記鉄系金属からなる円筒状部材のみに前記保護層を形成することによって、該保護層を形成する面積を最小限にとどめることができ、コストの低廉化が図れる。
【００７９】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記第１、第２ヨーク１０，１９及びスタブシャフト１１、第１、第２チューブ１２，２０及びアウターレース１８の材質、形状及び大きさを、自動車の仕様や大きさなどによって自由に変更することができる。
【００８０】
特に、鉄系金属材料に関しては、機械構造用炭素鋼又は合金の他に、鍛鋼材料、鋳鋼材料又は鋳鉄材料であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る実施の形態を示し、スタブシャフトと第１チューブとの接合状態を示す接合部Ｃ１の部分断面図であり、図５のＣ部の拡大図である。
【図２】図１のＡ部の拡大図である。
【図３】スタブシャフトと第１チューブとの実物における接合状態を示す接合部Ｃ１の接合断面写真であり、図１の図面代用写真である。
【図４】図３のＢ部の接合断面拡大写真であり、図２の図面代用写真である。
【図５】図６のＤ部の拡大断面図である。
【図６】本発明に係るプロペラシャフトの全体図である。
【図７】本発明に係るスタブシャフトと第１チューブとの摩擦圧接による接合工程の前半工程を示す断面図である。
【図８】本発明に係るスタブシャフトと第１チューブとの摩擦圧接による接合工程の後半工程を示す断面図である。
【図９】本発明に係る実施の形態の他例を示すプロペラシャフトの全体図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…プロペラシャフト
１０…第１ヨーク（円筒状部材）
１１…スタブシャフト（円筒状部材）
１２…第１チューブ（円筒状部材）
１３…保護部
１４…非保護部
１４ａ…端面（非保護部）
１４ｂ…外周部（非保護部）
１５…カール部
１６…バリ（拡径部）
１６ａ…最大拡径部
１７…縮径部
１８…アウターレース（円筒状部材）
１９…第２ヨーク（円筒状部材）
２０…第２チューブ（円筒状部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に形成されたアルミ系金属部材と鉄系金属部材とを摩擦圧接によって接合してなる円筒状部材の接合構造であって、
前記鉄系金属部材の接合端に形成され、該接合端から外方へ拡径した非保護部と、
該非保護部の最大拡径端縁から前記鉄系金属部材の外周面にわたって形成されて、電解液との接触を保護する保護層と、
を有することを特徴とする円筒状部材の接合構造。
【請求項２】
円筒状に形成されたアルミ系金属部材と鉄系金属部材とを摩擦圧接によって接合してなる円筒状部材の接合方法であって、
前記鉄系金属部材の外面に保護層を形成する工程と、
前記鉄系金属部材の接合端側の端面を切削加工して、前記保護層を削り落とすと共に、外周側に拡径部を形成する工程と、
前記アルミ系金属部材と前記鉄系金属部材とを摩擦圧接して、該両部材を接合する工程と、
からなることを特徴とする円筒状部材の接合方法。
【請求項３】
円筒状に形成されたアルミ系金属部材と鉄系金属部材とを接合してなる円筒状部材の接合構造であって、
前記アルミ系金属部材と前記鉄系金属部材との接合部を除く前記鉄系金属部材の外周面のみに電解液との接触を保護する保護層を形成したことを特徴とする円筒状部材の接合構造。
【請求項１】
円筒状に形成されたアルミ系金属部材と鉄系金属部材とを摩擦圧接によって接合してなる円筒状部材の接合構造であって、
前記鉄系金属部材の接合端に形成され、該接合端から外方へ拡径した非保護部と、
該非保護部の最大拡径端縁から前記鉄系金属部材の外周面にわたって形成されて、電解液との接触を保護する保護層と、
を有することを特徴とする円筒状部材の接合構造。
【請求項２】
円筒状に形成されたアルミ系金属部材と鉄系金属部材とを摩擦圧接によって接合してなる円筒状部材の接合方法であって、
前記鉄系金属部材の外面に保護層を形成する工程と、
前記鉄系金属部材の接合端側の端面を切削加工して、前記保護層を削り落とすと共に、外周側に拡径部を形成する工程と、
前記アルミ系金属部材と前記鉄系金属部材とを摩擦圧接して、該両部材を接合する工程と、
からなることを特徴とする円筒状部材の接合方法。
【請求項３】
円筒状に形成されたアルミ系金属部材と鉄系金属部材とを接合してなる円筒状部材の接合構造であって、
前記アルミ系金属部材と前記鉄系金属部材との接合部を除く前記鉄系金属部材の外周面のみに電解液との接触を保護する保護層を形成したことを特徴とする円筒状部材の接合構造。
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図３】
【図４】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−９０３７４（Ｐ２００７−９０３７４Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８１１５９（Ｐ２００５−２８１１５９）
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２８日（２００５．９．２８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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