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CN107044477B - 驱动轴及其制造方法 - Google Patents

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CN107044477B
CN107044477B CN201710068571.2A CN201710068571A CN107044477B CN 107044477 B CN107044477 B CN 107044477B CN 201710068571 A CN201710068571 A CN 201710068571A CN 107044477 B CN107044477 B CN 107044477B
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China
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inner diameter
tubular member
diameter section
outer sleeve
shaft member
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上川满
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

本发明涉及驱动轴及其制造方法。驱动轴(10)包括由金属制成的第一轴构件(50)、由CFRP制成的管状构件(54)和第一外部套筒(52)。所述第一轴构件(50)的一个端侧能够附接至第一等速接头(12)，并且所述第一轴构件在另一个端侧上具有形成有锯齿的第一锯齿状部分(62)。所述管状构件(54)形成有从外部装配在所述第一锯齿状部分(62)上的第一装配部分(72)。所述第一外部套筒(52)通过在所述第一轴构件(50)和所述管状构件(54)的外周面上延伸地配置而覆盖所述第一装配部分(72)。设置有结合辅助区域(90)的膜(92)和粘合剂(94)被插置在所述管状构件(54)的所述外周面与所述第一外部套筒(52)的内周面之间。

Description

驱动轴及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种驱动轴及其制造方法，其中所述驱动轴被连接到等速接头并且在这些等速接头之间传递扭矩。
背景技术
在电动或由发动机驱动的汽车中，经由配置在驱动轮与减速齿轮之间的动力传递装置将动力(旋转扭矩)从发动机或马达传递到驱动轮。一般而言，动力传递装置配备有：等速接头(等速万向接头)，该等速接头在轴向方向上以一定间隔布置在两个部位处；以及驱动轴，该驱动轴连接到等速接头并且在这些等速接头之间传递扭矩。更具体地，为了适当地传递上述扭矩，驱动轴必须由扭转强度以及疲劳强度优异的材料构成。作为用于这样的驱动轴的材料，一般使用高频淬火提高硬度的碳钢。
顺便提及，近年来，已经尝试以减少燃料消耗等为目的来减轻汽车的重量。从这个观点出发，为了在能够维持足够的扭转强度和疲劳强度的范围内减轻驱动轴的重量，可在驱动轴上提供直径减少或所谓的薄壁部。然而，存在能够通过这样的技术减轻重量的极限。
由此，为了有效地减轻驱动轴的重量，例如，重量轻于碳钢的碳纤维复合材料(碳纤维增强塑料，CFRP)能够用作驱动轴的材料。在这种情况下，驱动轴的两端有必要形成为使等速接头能够附接在其上的形状，并且有一种担忧，即：如果使用CFRP，不能获得足够的加工精度。另一方面，驱动轴的中心部分对其形状的限制很少，如上所述。因此，驱动轴的相对两端由诸如碳钢的金属构件构成，而优选地，中心部分由CFRP构件构成。为了获得这样的驱动轴，金属构件和CFRP构件有必要接合在一起。
作为用于将金属构件和CFRP构件牢固地接合的方法，一般已知诸如铆接等的机械接合技术。此外，例如，如日本特开平公报No.05-215119中公开的，为了制造推进器轴，提出了用于通过粘合剂将柱形金属构件和CFRP构件的端部接合的方法。
发明内容
按照前述方式，利用将金属材料和CFRP材料机械接合的方法，因为有必要刺穿金属材料和CFRP材料以将铆钉等插入到其中，所以趋于在CFRP材料内出现损坏区域或切断区域。在这种情况下，CFRP材料的强度降低，因而，由于驱动轴的强度整体降低，有一种担忧，即：不能获得足够的扭转强度和疲劳强度。此外，不能避免重量的增加。
此外，如日本特开平公报No.05-215119中描述的接合方法，如果仅使用粘合剂进行接合，则金属材料与CFRP材料之间的结合强度很可能不足。因此，在这样的方法中，也难以获得配备有适当的扭转强度和疲劳强度的驱动轴。
本发明的主要目的是提供一种具有足够的扭转强度和疲劳强度的驱动轴。
本发明的另一目的是提供一种能够有效地使重量更轻的驱动轴。
本发明的另一目的是提供一种用于制造上述驱动轴的制造方法。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种驱动轴，该驱动轴连接相应等速接头并且在这些相应等速接头之间传递扭矩，并且该驱动轴包括：轴构件，所述轴构件由金属制成并被构造成将该轴构件的一个端侧附接至所述等速接头中的一个等速接头，并且所述轴构件的另一个端侧上包括形成有锯齿的锯齿状部分；管状构件，所述管状构件由碳纤维复合材料制成并且形成有从外部装配在所述锯齿状部分上的装配部分；以及外部套筒，所述外部套筒被构造成通过在所述轴构件和所述管状构件的外周面上延伸地配置而覆盖所述装配部分；其中粘合剂和设置有结合辅助区域的膜被构造成插置在所述管状构件的外周面与所述外部套筒的内周面之间。
在根据本发明的所述驱动轴上，附接有所述等速接头的区域设置在由可加工性优异的金属材料制成的所述轴构件的一个端侧上。因此，所述轴构件的所述一个端侧能够容易地以高精度进行加工，并且能够形成为能附接所述等速接头的形状。此外，在所述驱动轴内，与附接有上述等速接头的所述区域比较，形状限制很少的区域由(由重量轻于金属的CFRP制成的)所述管状构件构成。鉴于该特征，在不降低加工精度的情况下，可以有效地减轻所述驱动轴的重量。
即使所述驱动轴以这种方式由(由金属制成的)所述轴构件和(由CFRP制成的)所述管状构件构建，所述轴构件和所述管状构件也能够牢固地接合至彼此。更具体地，在所述驱动轴上，锯齿设置在所述轴构件的另一个端侧上，并且通过将所述管状构件装配在所述锯齿上，形成所述轴构件和所述管状构件以锯齿的方式装配到一起的装配部分。包括所述装配部分的所述轴构件和所述管状构件的所述外周面被在所述轴构件和所述管状构件上延伸地配置的所述外部套筒覆盖。
此外，具有所述结合辅助区域的所述膜和所述粘合剂被插置在所述外部套筒与所述管状构件之间。所述结合辅助区域用来增加所述外部套筒与所述管状构件之间的结合强度。因此，通过将所述粘合剂的结合强度与所述结合辅助区域的结合强度组合，所述外部套筒和所述管状构件能够牢固地接合在一起。
根据上文，利用所述驱动轴，将所述轴构件和所述管状构件以锯齿的方式装配，并且将所述装配部分布置在所述外部套筒的内部中。此外，经由所述膜和所述粘合剂将所述外部套筒和所述管状构件牢固地接合在一起。因此，所述轴构件与所述管状构件之间的结合强度能够显著地增加，例如，远高于仅由粘合剂提供的结合强度。此外，与机械接合技术不同，能够避免所述管状构件内的碳纤维中的损坏区域或切断区域。结果，能够获得有效地使重量更轻的驱动轴，并且扭转强度和疲劳强度的大小或幅度足以连接所述等速接头并在所述等速接头之间传递扭矩。
在上述驱动轴中，所述结合辅助区域优选地包括抽吸垫结构。在这种情况下，所述抽吸垫结构的在所述外部套筒与所述管状构件之间被压溃的内部部分被置于减压状态下，从而生成抽吸力。借助这样的抽吸力，能够增加所述外部套筒与所述管状构件之间的结合强度。此外，由于所述粘合剂在所述抽吸垫结构被压溃时能够通过变形或者通过其它手段流动，所述粘合剂能够充分而均匀地填充在所述外部套筒与所述管状构件之间。更具体地，利用本发明，能够避免当使用普通粘合剂接合时不可避免地发生的空气夹带。因此，通过所述抽吸垫结构的抽吸力和粘合剂的适当填充两者，所述外部套筒和所述管状构件能够更牢固地接合在一起。此外，实现的优点在于，所述膜防止CFRP和钢的电解腐蚀。
另外，即使所述粘合剂的粘合强度由于某种原因而降低，鉴于由所述抽吸垫结构构成的所述结合辅助区域，能够维持所述外部套筒与所述管状构件之间的接合状态。此外，通过调整所述膜的厚度或所述抽吸垫结构的大小，等等，能够容易地调整所述粘合剂层的厚度。此外，如果抽吸垫结构的减压状态与所述粘合剂的熔化一起被消除，则由于所述膜能够容易地从所述外部套筒和所述管状构件剥离，可维护性也是优异的。
在上述驱动轴中，所述结合辅助区域优选地由相对于所述膜布置成一直线的多个构件构成。在这种情况下，由于可以抑制所述膜的每个相应部位处的结合强度的偏差，能够更有效地执行所述外部套筒和所述管状构件的接合。
在上述驱动轴中，所述结合辅助区域优选地配置在所述膜的两个表面上。在这种情况下，可以有效地施加所述结合辅助区域的结合强度，并且所述外部套筒和所述管状构件能够更牢固地接合在一起。
在上述驱动轴中，优选地，所述外部套筒由大内径区段、中间内径区段和配置在所述大内径区段与所述中间内径区段之间的小内径区段构成，各区段的内径大小分别不同；所述大内径区段被构造成隔着所述膜和所述粘合剂覆盖所述管状构件；所述中间内径区段被构造成覆盖所述轴构件的未形成所述锯齿的另一区域；所述小内径区段被构造成从外部装配在所述锯齿状部分上；所述轴构件和所述外部套筒被构造成通过在轴构件台阶部分与第一台阶部分之间进行抵接而被定位，所述轴构件台阶部分形成在所述轴构件的所述另一区域与所述锯齿状部分之间，并且所述第一台阶部分形成在所述外部套筒的所述小内径区段与所述中间内径区段之间；并且所述外部套筒和所述管状构件被构造成通过在第二台阶部分与所述管状构件的端面之间进行抵接而被定位，所述第二台阶部分形成在所述外部套筒的所述小内径区段与所述大内径区段之间。
在这种情况下，通过以锯齿的方式装配在所述轴构件的所述锯齿状部分与所述外部套筒的所述小内径区段之间，所述轴构件和所述外部套筒能够更牢固地接合在一起。此外，按照前述方式，由于能够进行所述轴构件和所述管状构件相对于所述外部套筒的定位，能够容易地增加所述驱动轴的所述纵向方向上的尺寸精度。
根据本发明的另一实施方式，提供了一种用于驱动轴的制造方法，所述驱动轴连接相应等速接头并且在这些相应等速接头之间传递扭矩，并且所述驱动轴包括由金属制成的轴构件，所述轴构件被构造成将该轴构件的一个端侧附接至所述等速接头中的一个等速接头，并且所述轴构件的另一个端侧上包括形成有锯齿的锯齿状部分。所述方法的特征在于：内部装配步骤：将所述轴构件的所述另一个端侧从内部装配到外部套筒中；以及外部装配步骤：通过将由碳纤维复合材料制成的管状构件压入到形成在所述锯齿状部分与所述外部套筒的内周面之间的间隙中而将所述管状构件从外部装配在所述锯齿状部分上，且由此形成装配部分。在所述外部装配步骤中，在粘合剂和设置有结合辅助区域的膜沿着所述外部套筒的所述内周面或所述管状构件的外周面布置的状态下，将所述管状构件压入装配到所述间隙中，由此将所述膜和所述粘合剂插置在所述管状构件与所述外部套筒之间。
利用根据本发明的用于驱动轴的制造方法，在所述内部装配步骤中，将由金属制成的所述轴构件的包括所述锯齿状部分的另一个端侧装配到所述外部套筒中。鉴于该特征，在所述锯齿状部分与所述外部套筒的所述内周面之间形成间隙。接下来，在设置有所述结合辅助区域的所述膜和所述粘合剂沿着所述外部套筒的所述内周面或由CFRP制成的所述管状构件的所述外周面布置的状态下，进行将所述管状构件压入装配到上述间隙中的所述外部装配步骤。根据该特征，可以通过将所述管状构件从外部装配在所述锯齿状部分之上而形成所述装配部分，并且，所述膜和所述粘合剂能够被插置在所述管状构件与所述外部套筒之间。
更具体地，所述轴构件和所述管状构件能够以锯齿的方式装配到一起，并且所述装配部分能够布置在所述外部套筒的内部中。此外，能够经由所述膜和所述粘合剂将所述外部套筒和所述管状构件牢固地接合在一起。结果，由于所述轴构件和所述管状构件能够牢固地接合在一起，能够获得扭转强度和疲劳强度具有足够的大小或幅度并且有效地使重量更轻的驱动轴。
在驱动轴的上述制造方法中，作为所述结合辅助区域，将抽吸垫结构优选地配置在所述膜上。在这种情况下，在所述外部装配步骤中，当将所述膜和所述粘合剂插置在所述外部套筒与所述管状构件之间时，所述抽吸垫结构被压溃并生成抽吸力，并且，使所述粘合剂流动并能够避免空气的夹带等。因此，通过所述抽吸垫结构的抽吸力和粘合剂的适当填充两者，所述外部套筒和所述管状构件能够更牢固地接合在一起。另外，即使所述粘合剂的粘合强度降低，通过提供采取所述抽吸垫结构形式的所述结合辅助区域，能够维持所述外部套筒与所述管状构件之间的接合状态，能够容易地调整所述粘合剂层的厚度，并且能够增强可维护性。
在驱动轴的上述制造方法中，多个结合辅助区域优选地相对于所述膜布置成一直线。在这种情况下，由于能够抑制所述膜的每个相应部位处的结合强度的偏差，能够更有效地执行所述外部套筒和所述管状构件的接合。
在驱动轴的上述制造方法中，将所述结合辅助区域优选地配置在所述膜的两个表面上。在这种情况下，有效地施加所述膜的所述结合辅助区域的结合强度，并且所述外部套筒和所述管状构件能够更牢固地接合在一起。
在驱动轴的上述制造方法中，优选地，所述外部套筒由大内径区段、中间内径区段和配置在所述大内径区段与所述中间内径区段之间的小内径区段构成，各区段的内径大小分别不同。在所述内部装配步骤中，通过从所述外部套筒的所述中间内径区段这一侧插入所述轴构件并且通过在轴构件台阶部分与第一台阶部分之间进行抵接，所述轴构件和所述外部套筒被定位，并且所述小内径区段被从外部装配在所述锯齿状部分上，所述轴构件台阶部分形成在所述轴构件的未形成所述锯齿的另一区域与所述锯齿状部分之间，并且所述第一台阶部分形成在所述外部套筒的所述小内径区段与所述中间内径区段之间。此外，在所述外部装配步骤中，通过从所述外部套筒的所述大内径区段这一侧压入插入所述管状构件并且通过在所述管状构件的端面与第二台阶部分之间进行抵接，所述外部套筒和所述管状构件被定位，并且所述膜和所述粘合剂被插置在所述大内径区段与所述管状构件之间，所述第二台阶部分形成在所述外部套筒的所述小内径区段与所述大内径区段之间。
在这种情况下，通过以锯齿的方式装配在所述轴构件的所述锯齿状部分与所述外部套筒的所述小内径区段之间，所述轴构件和所述外部套筒能够更牢固地接合在一起。此外，按照前述方式，由于所述轴构件和所述管状构件能够容易地相对于所述外部套筒进行定位，能够容易地增加所述驱动轴的所述纵向方向上的尺寸精度。
当结合附图时，根据以下描述，本发明的以上和其它目的、特征及优点将变得更显而易见，作为说明性示例示出本发明的优选实施方式。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式在驱动轴的两端安装有等速接头的动力传递装置的主要部件的示意性剖视图；
图2是图1的驱动轴的主要部分的放大视图；
图3是用于描述插置在图1的驱动轴的外部套筒与管状构件之间的膜和粘合剂的示意性剖视图；以及
图4是用于描述图3的膜的抽吸垫结构的示意性剖视图。
具体实施方式
关于根据本发明的驱动轴，将在下面参考附图详细地描述关于其制造方法的优选实施方式。
如图1中示出的，根据本实施方式的驱动轴10与第一等速接头12和第二等速接头14一起构成汽车的动力传递装置16。首先，将描述动力传递装置16。
第一等速接头12是外侧上的Birfield型等速接头，其插置在驱动轴10的一个端侧(图1中的左端侧)与毂(未示出)之间，并且基本上由外杯18、内圈(滚道)20和滚珠22构成。外杯18包括形成有底孔的杯形部分，并且一体地连接到毂。在外杯18的采取球面形式的内表面上，形成有沿着轴向方向且分别围绕中心轴线等间隔地延伸的多个(例如，六个)第一滚珠沟槽24。
内圈20具有将多个第二滚珠沟槽26与上述第一滚珠沟槽24成对应关系地配置在其外周壁上的环形形状，并被容纳在外杯18的内部中。此外，内圈20经由形成在其中心的孔被用花键装配到驱动轴10的一端上。
滚珠22分别被布置成能够分别在相互面对的第一滚珠沟槽24与第二滚珠沟槽26之间滚动，并被保持在插置于内圈20的外表面与外杯18的内表面之间的保持器28中。通过使滚珠22各分别与第一滚珠沟槽24和第二滚珠沟槽26接触，在外杯18与内圈20之间执行扭矩的传递。
由橡胶或树脂制成且在其上具有波纹管部的接头套(未示出)被装设在外杯18与驱动轴10之间。用作润滑剂的润滑脂组合物以密封的方式填充在接头套的内部中。
第二等速接头14是内侧上的三叉式等速接头，其插置在驱动轴10的另一个端侧(图1中的右端侧)与差动齿轮(未示出)之间，并且基本上由外圈(滚道)构件30、星形轮32和滚子34构成。
外圈构件30包括形成有底孔的杯形部分，并且与差动齿轮一体地连接。例如分别围绕轴线等间隔地分离的三个轨道沟槽36形成在外圈构件30的内表面上。
星形轮32包括环形部分38，并包括分别从环形部分38的外周壁突出的多个耳轴40。星形轮32插入到外圈构件30中，使得耳轴40分别被容纳在轨道沟槽36内。此外，环形部分38经由形成在环形部分38的中心的孔以锯齿的方式装配到驱动轴10的另一端上。
滚子34是经由多个滚动体42以可旋转的方式装配在耳轴40上的环形构件，并且与轨道沟槽36的内壁接触地滑动。换句话说，通过使滚子34的内周壁接触耳轴40的外壁，以及使滚子34的外周壁接触轨道沟槽36的内壁，经由外圈构件30与星形轮32之间的滚子34来执行扭矩的传递。滚动体42可以是包括例如滚针、滚子等等的滚子轴承。
如同上述接头套，接头套(未示出)以密封的方式装设在外圈构件30与驱动轴10之间。
如上所述，在驱动轴10上，第一等速接头12的内圈20用花键装配到一个端侧上，并且第二等速接头14的星形轮32以锯齿的方式装配到另一个端侧上。因此，例如，从外圈构件30传递到星形轮32的扭矩经由驱动轴10传递并且从内圈20传递到外杯18。换句话说，驱动轴10将第一等速接头12和第二等速接头14连接并且将扭矩传递到第一等速接头12和第二等速接头14。
驱动轴10通过将第一轴构件50、第一外部套筒52、管状构件54、第二外部套筒56和第二轴构件58按顺序从其一个端侧布置到另一个端侧而构成。
例如，第一轴构件50由诸如钢等的金属通过车床加工(车削加工)制成，第一安装部分60设置在一个端侧(图1中的左端侧)上，并且第一锯齿状部分62设置在另一个端侧(图1中的右端侧)上。虽然形成第一轴构件50的材料的金属并未特别限于例如成分调整或高频淬火等，但是其硬度优选地将洛氏硬度HRC设定为55以上，并且更优选地将洛氏硬度HRC设定为60以上。
第一安装部分60是将花键形成为与第一等速接头12的内圈20用花键装配的部位。第一锯齿状部分62是将锯齿形成为与第一外部套筒52和管状构件54以锯齿的方式装配的部位。更具体地，在第一轴构件50的另一个端侧上，第一轴构件台阶部分64形成在第一锯齿状部分62与未形成锯齿的另一部位50a之间。
第二轴构件58以与第一轴构件50相同的方式构成，除了：第二安装部分66设置在其一个端侧(图1中的右侧)上。更具体地，类似于第一锯齿状部分62的第二锯齿状部分68设置在第二轴构件58的另一个端侧(图1中的左端侧)上。第二安装部分66是将锯齿形成为与第二等速接头14的星形轮32(环形部分38)以锯齿的方式装配的部位。此外，在第二轴构件58的另一个端侧上，第二轴构件台阶部分70形成在第二锯齿状部分68与未形成锯齿的另一部位58a之间。
管状构件54是由碳纤维复合材料(碳纤维增强塑料，CFRP)制成的管状形状，其一个端侧(图1中的左侧)形成装配在第一轴构件50的第一锯齿状部分62上的第一装配部分72，而另一个端侧(图1中的右端侧)形成装配在第二轴构件58的第二锯齿状部分68上的第二装配部分74。为了以这种方式适当地形成第一装配部分72和第二装配部分74，管状构件54的内径优选地设定为比第一锯齿状部分62和第二锯齿状部分68的外径小0.1mm到1.5mm。
更具体地，通过将上述内径和外径之间的差值设定为小于或等于1.5mm，可以防止管状构件54与第一锯齿状部分62和第二锯齿状部分68之间脱离。此外，通过将上述内径和外径之间的差值设定为大于或等于0.1mm，可以防止当将管状构件54装配在第一锯齿状部分62和第二锯齿状部分68上时损坏管状构件54。
虽然并未特别限制形成管状构件54的CFRP材料，但是其拉伸弹性模量优选地大于或等于230GPa，并且其拉伸强度优选地大于或等于3500MPa。
此外，利用第一装配部分72，粘合剂优选地插置在管状构件54与第一锯齿状部分62之间，并且利用第二装配部分74，粘合剂优选地插置在管状构件54与第二锯齿状部分68之间。鉴于该特征，能够进一步加强管状构件54和第一轴构件50的接合，以及管状构件54和第二轴构件58的接合。
例如，第一外部套筒52具有由金属或CFRP材料制成的管状形状，并被配置成在第一轴构件50和管状构件54上(骑跨)延伸，或者换句话说，与第一轴构件50和管状构件54(包括第一装配部分72)的外周面以覆盖关系配置。并未特别限制第一外部套筒52的硬度，只要其确定对应于第一锯齿状部分62的外径等等即可。然而，出于后面讨论的原因，第一外部套筒52的洛氏硬度HRC优选地从40到50，并且第一外部套筒52与第一轴构件50之间的硬度差优选地设定洛氏硬度HRC为5到20。更优选地，硬度差为10到15。
如图2中示出的，第一外部套筒52的内径由中间内径区段80、大内径区段82和布置在中间内径区段80与大内径区段82之间的小内径区段84构成，各区段的大小分别不同。更具体地，中间内径区段80、小内径区段84和大内径区段82按照从图2中示出的左端侧向右端侧的这种顺序进行布置。
因为中间内径区段80的直径大于小内径区段84，所以第一台阶部分86形成在小内径区段84与中间内径区段80之间。此外，中间内径区段80覆盖第一轴构件50的插入穿过第一外部套筒52的另一部位50a。此时，通过在第一轴构件台阶部分64与第一台阶部分86之间进行抵接而将第一轴构件50和第一外部套筒52定位。
小内径区段84装配在第一锯齿状部分62上。更具体地，将第一外部套筒52和第一轴构件50接合成以锯齿的方式装配在小内径区段84与第一锯齿状部分62之间。
粘合剂优选地以介入的方式配置在第一轴构件50、中间内径区段80和小内径区段84之间。鉴于该特征，第一外部套筒52和第一轴构件50能够更牢固地接合在一起。
因为大内径区段82的直径大于小内径区段84，所以第二台阶部分88形成在小内径区段84与大内径区段82之间。此外，大内径区段82隔着具有结合辅助区域90的膜92和粘合剂94来覆盖第一装配部分72。此时，通过在第二台阶部分88与管状构件54的端面之间进行抵接而将管状构件54和第一外部套筒52定位。
如图3和图4中示出的，多个结合辅助区域90在膜92的两个表面上布置成一直线。结合辅助区域90具有抽吸垫结构，其内部的压力通过在第一外部套筒52与管状构件54之间被压溃而降低。并未特别限制构成结合辅助区域90的抽吸垫结构的形状和大小，只要能够由于其内部的压力降低而施加抽吸力即可。然而，抽吸垫结构的大小优选地在微米量级，以获得足够的抽吸力，并且能够在不过度增加第一外部套筒52与管状构件54之间的空间的情况下进行插置。
在膜92的尺寸之中，沿着管状构件54的圆周的圆周方向上的长度优选地与管状构件54的外周基本相同。在这种情况下，由于管状构件54的圆周方向能够被膜92覆盖而不会过度或不足，结合辅助区域90能够有效地获得粘合强度。
在膜92的其它尺寸之中，关于沿着管状构件54的轴向方向的轴向长度，因为其轴向长度较大，所以粘合强度能够通过增加设置有结合辅助区域90的膜92的表面积而增加。然而，如果膜92的轴向长度过大，则将膜92插置在管状构件54与第一外部套筒52之间的操作变得困难，由此有一种担忧，即：驱动轴10的生产效率将降低。此外，当插置在第一外部套筒52与管状构件54之间的膜92的轴向长度较大时，第一外部套筒52沿轴向方向的长度也有必要一致。因此，如果膜92的轴向长度过大，则还有一种担忧，即：驱动轴10的重量将增加。
由此，膜92的轴向长度优选地设定为使得在充分增加由结合辅助区域90提供的粘合强度与避免驱动轴10的重量增加或生产效率降低之间获得适当的平衡状态。因为膜92的轴向长度具有这样的优点，所以可规定其长度为管状构件54的外径的0.5倍至3.0倍，并且更适当地，其长度为管状构件54的外径的1.0倍至1.5倍。
如图3中示出的，将粘合剂94填充在管状构件54与第一外部套筒52之间，包括多个结合辅助区域90之间，从而将第一外部套筒52和管状构件54经由膜92粘附至彼此。而且，并未特别限制粘合剂94的类型，只要能够经由如上所述的膜92将第一外部套筒52和管状构件54适当地结合至彼此即可。
如图1中示出的，按照与覆盖第一轴构件50和管状构件54(包括第一装配部分72)的外周面的第一外部套筒52相同的方式，第二外部套筒56覆盖管状构件54和第二轴构件58(包括第二装配部分74)的外周面。更具体地，由于第二外部套筒56能够按照与第一外部套筒52相同的方式构成，所以省略了第二外部套筒56的详细描述。
利用根据本实施方式的驱动轴10的制造方法，如将在下面描述的，通过使第一轴构件50和第二轴构件58分别相对于管状构件54接合而获得驱动轴10。此时，第一轴构件50和第二轴构件58中的每者均能够通过相互经历相同的过程而接合至管状构件54。因此，在以下描述中，将描述用于将第一轴构件50接合至管状构件54的方法的示例，而省略了用于将第二轴构件58接合至管状构件54的方法的详细解释。
首先，进行内部装配步骤：从第一外部套筒52的中间内径区段80这一侧插入第一锯齿状部分62和第一轴构件50的另一部位50a。此时，能够通过在第一轴构件台阶部分64与第一台阶部分86之间进行抵接而容易地进行第一轴构件50和第一外部套筒52的定位。
在内部装配步骤中，以锯齿的方式装配第一锯齿状部分62和小内径区段84，并且，将另一部位50a从内部装配到中间内径区段80中，从而将第一轴构件50和第一外部套筒52接合至彼此。此外，利用这样的锯齿方式装配，通过将第一外部套筒52与第一轴构件50之间的硬度差设定在上述范围内，可以通过使第一锯齿状部分62咬入第一外部套筒52而产生塑性流动。因此，第一外部套筒52和第一轴构件50能够牢固地接合在一起。此外，在第一外部套筒52例如在执行内部装配步骤之前通过拉削加工等由金属制成的情况下，锯齿可预先形成在其中以将第一锯齿状部分62装配到小内径区段84。
此外，在内部装配步骤中，优选地在将粘合剂涂覆在第一锯齿状部分62和另一部位50a的外周面以及中间内径区段80和小内径区段84的内周面的至少任一者上的状态下，将第一轴构件50插入到第一外部套筒52中。在这种情况下，由于中间内径区段80和另一部位50a以及小内径区段84和第一锯齿状部分62能够分别被装配到一起，第一轴构件50和第一外部套筒52能够更牢固地接合在一起。
如上所述，第一锯齿状部分62的从第一外部套筒52的中间内径区段80这一侧插入的远端侧到达第一外部套筒52的大内径区段82的内部。因此，在第一锯齿状部分62与第一外部套筒52的大内径区段82的内周面之间形成间隙。
接下来，沿着第一外部套筒52的大内径区段82的内周面或管状构件54的一个端侧(图2中的左端侧)的外周面布置膜92和粘合剂94。在该状态下，进行外部装配步骤，借此将管状构件54的一个端侧压入装配到大内径区段82与第一锯齿状部分62之间的间隙中。此时，将管状构件54插入到间隙中，直到管状构件54的端面抵靠第二台阶部分88，从而能够在第一外部套筒52与管状构件54之间容易地执行定位。
通过外部装配步骤，通过将管状构件54装配在第一锯齿状部分62上，将膜92和粘合剂94插置在管状构件54的外周面与大内径区段82的内周面之间，并且形成第一装配部分72。此时，由膜92的抽吸垫结构构成的结合辅助区域90在管状构件54与大内径区段82之间被压溃，并且将其内部置于减压状态下。此外，以这种方式，通过使结合辅助区域90经历变形并导致粘合剂94流动，避免了将空气夹带在其中，能够在管状构件54与大内径区段82之间充分而均匀地填充粘合剂94。
结果，与结合辅助区域90的粘合强度和适当填充的粘合剂94的结合强度相结合，第一外部套筒52和管状构件54能够牢固地接合在一起。另外，甚至倘若粘合剂94的粘合强度由于某种原因降低，则由于结合辅助区域90，能够维持第一外部套筒52与管状构件54之间的接合状态。此外，通过调整膜92的厚度或者从膜92的表面突出的结合辅助区域90的长度等等，能够容易地调整由粘合剂94构成的粘合剂层的厚度。此外，如果结合辅助区域90的减压状态与粘合剂94的熔化一起消除，则由于膜92能够从第一外部套筒52和管状构件54容易地剥离，可维护性也是优异的。
按照前述方式，通过进行内部装配步骤和外部装配步骤，第一装配部分72被布置在第一外部套筒52内，并且，第一轴构件50和管状构件54两者均相对于第一外部套筒52被牢固地接合。鉴于该特征，与仅由粘合剂执行结合的情况比较，例如，第一轴构件50能够更牢固地接合至管状构件54的一个端侧。以相同的方式，通过将第二轴构件58牢固地接合至管状构件54的另一个端侧，能够获得驱动轴10。
更具体地，利用驱动轴10，由可加工性优异的金属制成的第一轴构件50和第二轴构件58布置在管状构件54的两端侧上。因此，第一安装部分60和第二安装部分66能够容易地以高精度分别形成在第一轴构件50和第二轴构件58上，并且第一等速接头12和第二等速接头14能够附接至第一安装部分60和第二安装部分66。此外，通过将由重量轻于金属的CFRP制成的管状构件54布置在第一轴构件50与第二轴构件58之间，能够有效地减轻驱动轴10的重量。
按照前述方式，如上所述，即使驱动轴10以这种方式由第一轴构件50和第二轴构件58(由金属制成)以及管状构件54(由CFRP制成)构建，第一轴构件50和第二轴构件58也能够分别相对于管状构件54被牢固地接合。另外，与机械接合技术不同，能够避免管状构件54内的碳纤维中的损坏区域或切断区域。
因此，可以获得这样的驱动轴10，其有效地使重量更轻，并且扭转强度和疲劳强度的大小或幅度足以将第一等速接头12和第二等速接头14连接并在第一等速接头12和第二等速接头14之间传递扭矩。
本发明并不限于上述实施方式，并且可在不脱离本发明的本质和要点的情况下对实施方式做出修改。
在上述实施方式中，结合辅助区域90由图3和图4中示出的抽吸垫结构构成。然而，只要粘合强度能被施加到管状构件54与第一外部套筒52和第二外部套筒56两者之间，本发明的结合辅助区域90并不限于从如上所述的膜92的表面突出的抽吸垫结构。例如，结合辅助区域可由形成在由弹性体制成的膜92中的凹部或通孔构成。在这种情况下，膜92例如被压缩在第一外部套筒52与管状构件54之间，从而凹部或通孔的内部被置于减压状态下并且生成抽吸力。
此外，利用上述实施方式，为了增加结合强度，结合辅助区域90设置在膜92的两个表面上。然而，从简化膜92的观点来看，结合辅助区域90可仅设置在膜92的任一个表面上。
此外，利用上述实施方式，为了抑制膜92的每个相应部位处的结合强度有偏差，结合辅助区域90由在膜92上布置成一直线的多个构件构成。然而，本发明并不限于该特征。取决于材料及其使用条件，可以适当地调整布置配置在膜92上的结合辅助区域90的数目和方式。

Claims (8)

1.一种驱动轴(10)，该驱动轴(10)连接相应等速接头(12，14)并且在这些相应等速接头(12，14)之间传递扭矩，并且该驱动轴(10)包括：
轴构件(50，58)，所述轴构件(50，58)由金属制成并被构造成将该轴构件的一个端侧附接至所述等速接头(12，14)中的一个等速接头，并且所述轴构件的另一个端侧上包括形成有锯齿的锯齿状部分(62，68)；
管状构件(54)，所述管状构件(54)由碳纤维复合材料制成并且形成有从外部装配在所述锯齿状部分(62，68)上的装配部分(72，74)；以及
外部套筒(52，56)，所述外部套筒(52，56)被构造成通过在所述轴构件(50，58)和所述管状构件(54)的外周面上延伸地配置而覆盖所述装配部分(72，74)；
其中粘合剂(94)和设置有结合辅助区域(90)的膜(92)被构造成插置在所述管状构件(54)的外周面与所述外部套筒(52，56)的内周面之间，
所述结合辅助区域(90)包括抽吸垫结构。
2.根据权利要求1所述的驱动轴(10)，其中，所述结合辅助区域(90)由相对于所述膜(92)布置成一直线的多个构件构成。
3.根据权利要求1所述的驱动轴(10)，其中，所述结合辅助区域(90)被配置在所述膜(92)的两个表面上。
4.根据权利要求1所述的驱动轴(10)，其中:
所述外部套筒(52，56)由大内径区段(82)、中间内径区段(80)和配置在所述大内径区段(82)与所述中间内径区段(80)之间的小内径区段(84)构成，各区段的内径大小分别不同；
所述大内径区段(82)被构造成隔着所述膜(92)和所述粘合剂(94)覆盖所述管状构件(54)；
所述中间内径区段(80)被构造成覆盖所述轴构件(50，58)的未形成所述锯齿的另一区域；
所述小内径区段(84)被构造成从外部装配在所述锯齿状部分(62，68)上；
所述轴构件(50，58)和所述外部套筒(52，56)被构造成通过在轴构件台阶部分(64，70)与第一台阶部分(86)之间进行抵接而被定位，所述轴构件台阶部分(64，70)形成在所述轴构件(50，58)的所述另一区域与所述锯齿状部分(62，68)之间，并且所述第一台阶部分(86)形成在所述外部套筒(52，56)的所述小内径区段(84)与所述中间内径区段(80)之间；并且
所述外部套筒(52，56)和所述管状构件(54)被构造成通过在第二台阶部分(88)与所述管状构件(54)的端面之间进行抵接而被定位，所述第二台阶部分(88)形成在所述外部套筒(52，56)的所述小内径区段(84)与所述大内径区段(82)之间。
5.一种用于驱动轴(10)的制造方法，所述驱动轴(10)连接相应等速接头(12，14)并且在这些相应等速接头(12，14)之间传递扭矩，并且所述驱动轴(10)包括由金属制成的轴构件(50，58)，所述轴构件(50，58)被构造成将该轴构件的一个端侧附接至所述等速接头(12，14)中的一个等速接头，并且所述轴构件的另一个端侧上包括形成有锯齿的锯齿状部分(62，68)，所述方法包括：
内部装配步骤：将所述轴构件(50，58)的所述另一个端侧从内部装配到外部套筒(52，56)中；以及
外部装配步骤：通过将由碳纤维复合材料制成的管状构件(54)压入到形成在所述锯齿状部分(62，68)与所述外部套筒(52，56)的内周面之间的间隙中而将所述管状构件(54)从外部装配在所述锯齿状部分(62，68)上，且由此形成装配部分(72，74)；
其中，在所述外部装配步骤中，在粘合剂(94)和设置有结合辅助区域(90)的膜(92)沿着所述外部套筒(52，56)的所述内周面或所述管状构件(54)的外周面布置的状态下，将所述管状构件(54)压入装配到所述间隙中，由此将所述膜(92)和所述粘合剂(94)插置在所述管状构件(54)与所述外部套筒(52，56)之间，
所述结合辅助区域(90)包括配置在所述膜(92)上的抽吸垫结构。
6.根据权利要求5所述的用于驱动轴(10)的制造方法，其中，多个结合辅助区域(90)相对于所述膜(92)布置成一直线。
7.根据权利要求5所述的用于驱动轴(10)的制造方法，其中，所述结合辅助区域(90)被配置在所述膜(92)的两个表面上。
8.根据权利要求5所述的用于驱动轴(10)的制造方法，其中：
所述外部套筒(52，56)由大内径区段(82)、中间内径区段(80)和配置在所述大内径区段(82)与所述中间内径区段(80)之间的小内径区段(84)构成，各区段的内径大小分别不同；
在所述内部装配步骤中，通过从所述外部套筒(52，56)的所述中间内径区段(80)这一侧插入所述轴构件(50，58)并且通过在轴构件台阶部分(64，70)与第一台阶部分(86)之间进行抵接，所述轴构件(50，58)和所述外部套筒(52，56)被定位，并且所述小内径区段(84)被从外部装配在所述锯齿状部分(62，68)上，所述轴构件台阶部分(64，70)形成在所述轴构件(50，58)的未形成所述锯齿的另一区域与所述锯齿状部分(62，68)之间，并且所述第一台阶部分(86)形成在所述外部套筒(52，56)的所述小内径区段(84)与所述中间内径区段(80)之间；并且
在所述外部装配步骤中，通过从所述外部套筒(52，56)的所述大内径区段(82)这一侧压入插入所述管状构件(54)并且通过在所述管状构件(54)的端面与第二台阶部分(88)之间进行抵接，所述外部套筒(52，56)和所述管状构件(54)被定位，并且所述膜(92)和所述粘合剂(94)被插置在所述大内径区段(82)与所述管状构件(54)之间，所述第二台阶部分(88)形成在所述外部套筒(52，56)的所述小内径区段(84)与所述大内径区段(82)之间。
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