(57)【要約】【課題】高品質で耐久性に優れた樹脂被膜をコスト安価に得ることができるスプラインシャフトの樹脂被膜成形方法を提供する。【解決手段】外周１ａに形成されたスプライン２の表面２ａに接着剤が塗布されて加熱されたスプラインシャフト１とスプラインシャフトの中心軸線Ｃ１とは平行な中心軸線Ｃ２の回りに回転する歯付きローラ４との噛み合い部Ａに、樹脂フィルム６を挟み込む。スプラインシャフト１と歯付きローラ４との連動回転に伴って、樹脂フィルム６を噛み合い部Ａで歯付きローラ４によってスプライン２の表面２ａに押圧接着しながら樹脂フィルム６をスプラインシャフト１の外周１ａに巻き取る。これにより、スプライン２の表面２ａに樹脂被膜７を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に形成されたスプラインの表面に接着剤が塗布されて加熱されたスプラインシャフトと前記スプラインシャフトの中心軸線とは平行な中心軸線の回りに回転する歯付きローラとの噛み合い部に、樹脂フィルムを挟み込み、前記スプラインシャフトと前記歯付きローラとの連動回転に伴って、前記樹脂フィルムを前記噛み合い部で前記歯付きローラによって前記スプラインの前記表面に押圧接着しながら前記樹脂フィルムを前記スプラインシャフトの外周に巻き取ることにより、前記スプラインの前記表面に樹脂被膜を形成する、スプラインシャフトの樹脂被膜形成方法。
【請求項２】
請求項１において、前記スプラインシャフトは、前記樹脂フィルムの一端または他端が貼り付けられる欠歯領域を含む、スプラインシャフトの樹脂被膜形成方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記樹脂フィルムは、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、フッ素樹脂およびその他の熱可塑性樹脂から選択される少なくとも１種以上のスーパーエンジニアリング・プラスチックからなる、スプラインシャフトの樹脂被膜形成方法。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項において、前記歯付きローラの歯の表面が離型層で被覆されている、スプラインシャフトの樹脂被膜形成方法。
【請求項５】
請求項１から３の何れか一項において、前記樹脂フィルムと前記樹脂フィルムよりも歯付きローラ側に配置される離型フィルムとを重ねて前記噛み合い部に挟み込む、スプラインシャフトの樹脂被膜形成方法。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項において、前記樹脂フィルムは、前記スプラインシャフトの外周において前記噛み合い部よりも回転方向とは反対方向に離隔した位置に供給される、スプラインシャフトの樹脂被膜形成方法。
【請求項７】
請求項１から６の何れか一項のスプラインシャフトの樹脂被膜形成方法を用いて、スプラインの表面に樹脂被膜が形成された、スプラインシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプラインシャフトの樹脂被膜形成方法およびスプラインシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
外周にスプラインを有するスプラインシャフトにおいて、スプラインの表面に樹脂被膜を形成する方法として、従来、流動浸漬法が一般的である（例えば特許文献１を参照）。すなわち、樹脂パウダーの流動浸漬槽の中に、プライマーが塗布されて加熱されたスプラインシャフトを一定時間、流動浸漬させることにより、樹脂パウダーをスプラインの表面に付着させて、樹脂層を形成する（流動浸漬工程）。その後、流動浸漬槽から取り出したスプラインシャフトを冷却する（冷却工程）。
【０００３】
流動浸漬工程では、スプラインの歯溝の溝底まで樹脂パウダーを流し込むだけの樹脂パウダー量を使用するため、形成される樹脂層の厚みが厚くなる。したがって、最終的な樹脂被膜の膜厚を薄くするために、ブローチ加工により樹脂層の表面を削り取っている（ブローチ工程）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９７８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、流動浸漬後の冷却時に樹脂層とスプラインの表面との境界にボイド（気泡）が発生したり、ブローチ加工時に樹脂層が剥がれたりして、製造時の不良率が高くなる。このため、製造コストが高くなる。また、ブローチ加工時に樹脂層の一部を削り取るため、材料ロスが大きく、この点からも、製造コストが高くなる。
また、樹脂被膜の一部が、スプラインシャフトにおいてプライマーが付着していない部分に被覆された場合には、使用時の温度変化に起因する応力負荷（いわゆるヒートショック）によって、樹脂被膜が、前記一部を起点として割れを生じ、耐久性が悪くなる。
【０００６】
また、ブローチ工程において、スプラインに対するの位置合わせが困難であるため、最終的な樹脂被膜の厚み均一にすることが困難であり、品質が悪くなる。
そこで、本発明の目的は、高品質で耐久性に優れた樹脂被膜をコスト安価に得ることができるスプラインシャフトの樹脂被膜成形方法およびスプラインシャフトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項１の発明は、外周（１ａ；１Ｐａ；１Ｑａ）に形成されたスプライン２の表面（２ａ）に接着剤（３）が塗布されて加熱されたスプラインシャフト（１；１Ｐ；１Ｑ）と前記スプラインシャフトの中心軸線（Ｃ１）とは平行な中心軸線（Ｃ２）の回りに回転する歯付きローラ（４）との噛み合い部（Ａ）に、樹脂フィルム（６；８，９）を挟み込み、前記スプラインシャフトと前記歯付きローラとの連動回転に伴って、前記樹脂フィルムを前記噛み合い部で前記歯付きローラによって前記スプラインの前記表面に押圧接着しながら前記樹脂フィルムを前記スプラインシャフトの外周に巻き取ることにより、前記スプライン（２）の前記表面（２ａ）に樹脂被膜（７）を形成する、スプラインシャフトの樹脂被膜形成方法を提供する。
【０００８】
請求項２のように、前記スプラインシャフトは、前記樹脂フィルムの一端（６ａ；８ａ，９ａ）または他端（６ｂ；８ｂ，９ｂ）が貼り付けられる欠歯領域（Ｋ；Ｋ１，Ｋ２）を含んでいてもよい。
請求項３のように、前記樹脂フィルムは、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、フッ素樹脂およびその他の熱可塑性樹脂から選択される少なくとも１種以上のスーパーエンジニアリング・プラスチックからなっていてもよい。
【０００９】
請求項４のように、前記歯付きローラの歯の表面（５ａ）が離型層（１０）で被覆されていてもよい。
請求項５のように、前記樹脂フィルムと前記樹脂フィルムよりも歯付きローラ側に配置される離型フィルム（１１）とを重ねて前記噛み合い部に挟み込んでもよい。
請求項６のように、前記樹脂フィルムは、前記スプラインシャフトの外周において前記噛み合い部よりも回転方向（Ｘ１）とは反対方向（Ｘ２）に離隔した位置に供給されてもよい。
【００１０】
請求項７の発明は、前記スプラインシャフトの樹脂被膜形成方法を用いて、スプラインの表面に樹脂被膜が形成された、スプラインシャフト（１；１Ｐ；１Ｑ）を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、樹脂フィルムが、噛み合い部において加熱されて流動性を持ちつつ歯付きローラによって押圧されて均一に拡がるので、膜厚が均一で品質の良い樹脂被膜を得ることができる。
また、従来のブローチ加工のような切削工程が不要であるので、加工時の割れや材料ロスが生ずることがない。また、噛み合い部に順次に送られる樹脂フィルムを歯付きローラによってスプライン側に押圧するので、樹脂フィルムの裏側に気泡が残存して成形不良が発生することを抑制することができる。したがって、製造コストを安くすることができる。
【００１２】
また、樹脂フィルムであれば、接着剤が塗布された部分からはみ出さない幅に自由に調節することができる。結果として、接着剤が塗布されていない部分の上に樹脂被膜が形成されることに起因する、使用時のヒートショックによる樹脂被膜の割れの発生を抑制することができ、耐久性に優れる。
請求項２の発明によれば、スプラインシャフトに巻き取られる樹脂フィルムの一端と他端とが欠歯領域において重複するか否かに拘らず、欠歯領域であるので、スプラインシャフトの機能上、何ら影響しない。したがって、可及的に樹脂被膜を製造し易くなる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、スーパーエンジニアリング・プラスチックを用いることにより、耐摩耗性と耐久性に優れた樹脂被膜を得ることができる。
請求項４の発明によれば、樹脂フィルムが歯付きローラ側に付着することがなく、樹脂フィルムをスプラインシャフトに確実に付着させることができる。
請求項５の発明によれば、噛み合い部において、樹脂フィルムと歯付きローラとの間に離型フィルムが介在するので、樹脂フィルムをスプラインシャフトに確実に付着させることができる。
【００１４】
請求項６の発明によれば、樹脂フィルムがスプラインシャフトの外周上で供給された位置から噛み合い部に達するまでの間で、十分に加熱されて流動性を持った状態で噛み合い部に噛み込む。膜厚のばらつきを確実に抑制して、より一層均一な膜厚の樹脂被膜を得ることができる。
請求項７の発明によれば、膜厚が均一で品質の良い樹脂被膜を有するスプラインシャフトをコスト安価に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態のスプラインシャフトの樹脂被膜形成方法における接着剤塗布工程を示す概略図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、第１実施形態において、樹脂被膜形成工程の流れを順次に示す工程図である。
【図３】第１実施形態における歯付きローラの要部の概略図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２実施形態のスプラインシャフトの樹脂被膜形成方法において、樹脂被膜形成工程の流れを順次に示す工程図である。
【図５】本発明の第３実施形態のスプラインシャフトの樹脂被膜形成方法において、樹脂被膜形成工程の最終段階を示す概略図である。
【図６】本発明の第４実施形態のスプラインシャフトの樹脂被膜形成方法において、樹脂被膜形成工程の中間の段階を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のスプラインシャフトの樹脂被膜形成方法を順次に示す工程図である。
まず、図１に示す接着剤塗布工程では、スプラインシャフト１の外周１ａに形成されたスプライン２の表面２ａに、例えばプライマーである接着剤３が塗布される。
【００１７】
図２（ａ）〜（ｄ）は、樹脂被膜形成工程の流れを順次に示している。
図２（ａ）に示すように、図示しないヒータによって加熱した状態のスプラインシャフト１の中心軸線Ｃ１とは平行な中心軸線Ｃ２を有する歯付きローラ４が、スプラインシャフト１の例えば側方に対向して配置されている。
歯付きローラ４の歯５は、スプラインシャフト１のスプライン２の周方向ピッチと等しい周方向ピッチで配置されている。図３に示すように、歯付きローラ４の歯５の表面５ａは、離型層１０によって被覆されている。離型層１０は、例えばシリコーン樹脂等の公知の離型剤をコーティングすることによって形成される。
【００１８】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、スプラインシャフト１と歯付きローラ４とを連動して回転させる。例えば、歯付きローラ４を中心軸線Ｃ２の回りに回転駆動し、歯付きローラ４の回転に従動させてスプラインシャフト１を中心軸線Ｃ１の回りに回転させてもよい。また、スプラインシャフト１と歯付きローラ４とをともに駆動して同期回転させてもよい。
【００１９】
図２（ｂ）に示すように、樹脂フィルム６の一端６ａが、回転するスプラインシャフト１の外周１ａにおいて、スプラインシャフト１と歯付きローラ４との噛み合い部Ａに供給される。
具体的には、図２（ａ）に示すように、上から垂らされた樹脂フィルム６の一端６ａが、スプラインシャフト１の外周１ａにおいて、噛み合い部Ａと、噛み合い部Ａからスプラインシャフト１の回転方向Ｘ１とは反対方向Ｘ２に所定距離離隔した位置Ｂ（すなわち噛み合い部Ａよりも回転方向Ｘ１の上流側の位置）との間の領域内の所定の位置に対して接触する。
【００２０】
これにより、スプラインシャフト１の回転に伴って、樹脂フィルム６の一端６ａが、図２（ａ）に示す状態から図２（ｂ）に示す状態へと、スプラインシャフト１の外周１ａと同行移動して、噛み合い部Ａに送られる。
例えば、図２（ａ）に示すように、スプラインシャフト１の側方に歯付きローラ４が配置される場合では、位置Ｂは、スプラインシャフト１の外周１ａにおいて、中心軸線Ｃ１の上方に配置される。
【００２１】
樹脂フィルム６は、熱可塑性樹脂からなっている。例えば、樹脂フィルム６は、エンジニアリング・プラスチックからなっていてもよい。エンジニアリング・プラスチックとしては、摺動性の高いポリアミド（ＰＡ）を用いることが好ましい。具体的には、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ６１０、ＰＡ６１２を用いることができる。
また、樹脂フィルム６は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）およびフッ素樹脂等その他の熱可塑性樹脂から選択される少なくとも１種のスーパーエンジニアリングプラスチックからなっていてもよい。
【００２２】
図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、スプラインシャフト１と歯付きローラ４との連動回転に伴って、樹脂フィルム６を噛み合い部Ａでスプライン２の表面２ａに押圧接着しながら、樹脂フィルム６をスプラインシャフト１の外周１ａに巻き取っていく。このとき、歯付きローラ４の歯５の表面５ａが離型層１０（図３参照）で被覆されているので、樹脂フィルム６が歯付きローラ４側に付着することが抑制される。
【００２３】
樹脂フィルム６の一端６ａが噛み合い部Ａに挟み込まれる図２（ｂ）に示す状態から、スプラインシャフト１が、略１回転すると、図２（ｄ）に示すように、樹脂フィルムの一端６ａと他端６ｂとが、近接するか、丁度接触するか或いは微小量で重なり、スプラインシャフト１の全周にわたってスプライン２の表面２ａに樹脂被膜７が形成される。
本実施形態によれば、樹脂フィルム６が、噛み合い部Ａにおいて加熱されて流動性を持ちつつ歯付きローラ４によって押圧されて均一に拡がるので、膜厚が均一で品質の良い樹脂被膜を得ることができる。
【００２４】
また、従来のブローチ加工のような切削工程が不要であるので、加工時の割れや材料ロスが生ずることがない。また、噛み合い部Ａに順次に送られる樹脂フィルム６を歯付きローラ４によってスプライン２側に押圧するので、樹脂フィルム６の裏側に気泡が残存して成形不良が発生することを抑制することができる。したがって、製造コストを安くすることができる。
【００２５】
また、樹脂フィルム６であれば、接着剤３が塗布された部分からはみ出さない幅に自由に調節することができる。結果として、接着剤３が塗布されていない部分の上に樹脂被膜７が形成されることを抑制することができるので、使用時のヒートショックに起因する樹脂被膜７の割れの発生を抑制することができ、耐久性に優れる。
樹脂フィルム６の一端６ａと他端６ｂとは、スプライン２間の歯溝の溝底に接着されることが好ましい。当該スプラインシャフト１（インナースプラインシャフト）を相手方のアウタースプラインシャフトと組み合わせたときに、溝底であれば、相手方のアウタースプラインシャフトと摺動することがないので、溝底において、一端６ａと他端６ｂとが重なっているか否かに拘らず、何らの影響を及ぼさないからである。
【００２６】
また、樹脂フィルム６を構成する樹脂としてスーパーエンジニアリング・プラスチックを用いることにより、耐摩耗性と耐久性に優れた樹脂被膜７を得ることができる。
また、樹脂フィルム６が、スプラインシャフト１の外周１ａにおいて噛み合い部Ａよりも回転方向Ｘ１とは反対方向Ｘ２に離隔した位置に供給されるので、下記の利点がある。すなわち、樹脂フィルム６がスプラインシャフト１の外周１ａ上で供給された位置から噛み合い部Ａに達するまでの間で、十分に加熱されて流動性を持った状態で噛み合い部Ａに噛み込む。したがって、膜厚のばらつきを確実に抑制して、より一層均一な膜厚の樹脂被膜７を得ることができる。
【００２７】
また、歯付きローラ４の歯５の表面５ａが離型層１０（図３参照）で被覆されているので、樹脂フィルム６が歯付きローラ４側に付着することがなく、樹脂フィルム６をスプラインシャフト１に確実に付着させることができる。
本樹脂被膜形成方法を用いて樹脂被膜が形成されたスプラインシャフト１であれば、車両のステアリングシャフトとステアリングギアとの間に介在するインターミディエイトシャフトに好適に用いることができる。
（第２実施形態）
図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態の樹脂被膜形成方法の工程を示している。
【００２８】
本実施形態が図２（ａ）〜（ｄ）の第１実施形態の樹脂被膜形成方法と異なるのは、スプラインシャフト１Ｐの外周１Ｐａの一部に、スプライン２を設けない欠歯領域Ｋを１箇所設け、その欠歯領域Ｋに、樹脂フィルム６の一端６ａと他端６ｂとを配置する点である。図４（ａ）〜（ｄ）の第２実施形態の構成要素において、図２（ａ）〜（ｄ）の第１実施形態と同じ構成要素には、図２（ａ）〜（ｄ）の第１実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
【００２９】
樹脂フィルム６の一端６ａは、図４（ａ）に示すように、スプラインシャフト１Ｐの外周１Ｐａにおいて、欠歯領域Ｋに接触するように供給される。欠歯領域Ｋの樹脂フィルム６の一端６ａが噛み合い部Ａに噛み込まれる図４（ｂ）に示す状態から、スプラインシャトフ１Ｐが略１回転した図４（ｄ）に示す状態（欠歯領域Ｋが再び噛み合い部Ａに達する状態）で、樹脂フィルム６の他端６ｂは、欠歯領域Ｋに接着される。
【００３０】
本実施形態によれば、第１実施形態と同じ効果を奏する。さらに、スプラインシャフト１Ｐに巻き取られる樹脂フィルム６の一端６ａと他端６ｂとが欠歯領域Ｋにおいて重複するか否かに拘らず、欠歯領域Ｋであるので、スプラインシャフト１Ｐの機能上、何ら影響しない。
また、当該スプラインシャフト１Ｐ（インナースプラインシャフト）を相手方のアウタースプラインシャフトと組み合わせたときに、欠歯領域Ｋをグリース溜まりとして機能させることができる。
（第３実施形態）
図５は第２実施形態の変更形態としての第３実施形態を示している。図４（ａ）〜（ｄ）の第２実施形態では、単一の欠歯領域Ｋを設けている。
【００３１】
これに対して、図５［図２（ｄ）の被膜形成工程の終了時点の状態に相当］に示す第３実施形態では、欠歯領域として、第１欠歯領域Ｋ１と第２欠歯領域Ｋ２とをスプラインシャフト１Ｑの外周１Ｑａの周方向に離隔して配置し、第１樹脂フィルム８と第２樹脂フィルム９を用いている。両欠歯領域Ｋ１，Ｋ２は、例えば径方向に対向する位置に配置してもよい。
【００３２】
第１欠歯領域Ｋ１に、第１樹脂フィルム８の一端８ａと第２樹脂フィルム９の他端９ｂとが配置され、第２欠歯領域Ｋ２に、第１樹脂フィルム８の他端８ｂと第２樹脂フィルム９の一端９ａとが配置される。
樹脂フィルム８，９の材料としては、第１実施形態の樹脂フィルム６の材料と同じ材料が用いられる。図５の第３実施形態の構成要素において、図２（ｄ）の第２実施形態と同じ構成要素には、図２（ｄ）の第２実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
【００３３】
本第３実施形態によれば、第１実施形態と同じ効果を奏する。さらに、各欠歯領域Ｋ１，Ｋ２において、両樹脂フィルム８，９の対応する端部同士が重複するか否かに拘らず、欠歯領域Ｑであるので、スプラインシャフト１の機能上、何ら影響しない。
また、当該スプラインシャフト１Ｐ（インナースプラインシャフト）を相手方のアウタースプラインシャフトと組み合わせたときに、欠歯領域Ｋをグリース溜まりとして機能させることができる。
【００３４】
なお、欠歯領域を３つ以上設け、それに応じた枚数の樹脂フィルムを用いるようにしてもよい。
（第４実施形態）
第１〜第３実施形態では、歯付きローラ４の歯５の表面を離型層１０（図３参照）で被覆している。
【００３５】
これに代えて、図６に示す第４実施形態のように、樹脂フィルム６と樹脂フィルム６よりも歯付きローラ４Ｒ側に配置される離型フィルム１１とを重ねて噛み合い部Ａに挟み込んでもよい。
離型フィルム１１としては、公知の離型フィルムを用いることができる。例えば、離型フィルム１１として、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の離型性の高い樹脂フィルムや、これらの樹脂フィルムにシリコーン樹脂等の離型樹脂をコーティングしたものを用いてもよい。
【００３６】
第４実施形態によれば、噛み合い部Ａにおいて、樹脂フィルム６と歯付きローラ４Ｒとの間に離型フィルム１１が介在するので、樹脂フィルム６をスプラインシャフト１に確実に付着させることができる。
本発明は各前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００３７】
１；１Ｐ；１Ｑ…スプラインシャフト、１ａ，１Ｐａ，１Ｑａ…外周、２…スプライン、２ａ…表面、３…接着剤、４；４Ｒ…歯付きローラ、５…歯、５ａ…表面、６…樹脂フィルム、６ａ…一端、６ｂ…他端、７…樹脂被膜、８…樹脂フィルム、８ａ…一端、８ｂ…他端、９…樹脂フィルム、９ａ…一端、９ｂ…他端、１０…離型層、１１…離型フィルム、Ａ…噛み合い部、Ｂ…噛み合い部から回転方向とは反対方向に所定距離離隔した位置、Ｃ１…（ステアリングシャフトの）中心軸線、Ｃ２…（歯付きローラの）中心軸線、Ｋ…欠歯領域、Ｋ１…第１欠歯領域、Ｋ２…第２欠歯領域、Ｘ１…回転方向、Ｘ２…反対方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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