JP2003001717A - Frp pipe for propeller shaft - Google Patents

Frp pipe for propeller shaft

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JP2003001717A
JP2003001717A JP2001191602A JP2001191602A JP2003001717A JP 2003001717 A JP2003001717 A JP 2003001717A JP 2001191602 A JP2001191602 A JP 2001191602A JP 2001191602 A JP2001191602 A JP 2001191602A JP 2003001717 A JP2003001717 A JP 2003001717A
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JP
Japan
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layer
winding layer
helical
pipe
frp
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JP2001191602A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Toeda
稔 戸枝
Yasumi Miyashita
康己 宮下
Yoshiharu Yasui
義治 安居
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an FRP pipe for a propeller shaft which can improve the strength of the pipe itself in a part to which a metal part is joined. SOLUTION: The propeller shaft 1 has a fiber-reinforced resin (FRP) cylinder 2 and a joint 3, and the cylinder 2 and the joint 3 are linked together by a serration linkage. The FRP cylinder 2 has helical winding layers 7 in which reinforcing fibers are wound to form an orientation angle of ±5 to 15 degrees and a hoop winding layer 8 in which the reinforcing fibers are wound to form the orientation angle of 80 to 90 degrees. Six helical winding layers 7 are wound. The hoop winding layer 8 is arranged between the fourth (from below in Fig. 3) helical winding layer 7a of the helical winding layers 7 and the fifth helical winding layer 7b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プロペラシャフト
用のFRP製パイプに関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an FRP pipe for a propeller shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、自動車の燃費向上等を目的と
し、車両用部品の軽量化が進められている。例えば、プ
ロペラシャフト等の軸部品では、一部に金属に替えて繊
維強化樹脂(FRP)を使用する試みがなされている。
プロペラシャフトの場合、プロペラシャフトの軸部をF
RP製とし、その両端部に自在継手として機能する金属
部品(この部品をヨークともいう)を接合する構成が採
られている。FRP製の軸部は、フィラメントワインデ
ィング法などの手法により形成された円筒軸が使用され
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, weight reduction of vehicle parts has been promoted for the purpose of improving fuel efficiency of automobiles. For example, in shaft parts such as propeller shafts, attempts have been made to use fiber reinforced resin (FRP) in place of metal.
In the case of a propeller shaft, set the shaft of the propeller shaft to F
It is made of RP and has a structure in which metal parts (also referred to as yokes) functioning as universal joints are joined to both ends thereof. A cylindrical shaft formed by a technique such as a filament winding method is used for the FRP shaft portion.

【0003】この種のプロペラシャフトとして、例えば
特開2000−318053号公報には図4に示すプロ
ペラシャフト51が開示されている。このプロペラシャ
フト51は円筒軸(FRP製パイプ)52と、その両側
に接合された金属部品53とを備え、この円筒軸52と
金属部品53とがセレーション結合により結合されてい
る。つまり、金属部品53の接合部外周面に予めセレー
ション54が形成され、そのセレーション54を円筒軸
52の内周面に食い込ませることで、円筒軸52と金属
部品53とを接合している。
As a propeller shaft of this type, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-318053 discloses a propeller shaft 51 shown in FIG. The propeller shaft 51 includes a cylindrical shaft (FRP pipe) 52 and metal parts 53 joined to both sides thereof, and the cylindrical shaft 52 and the metal part 53 are joined by serration coupling. That is, the serration 54 is formed in advance on the outer peripheral surface of the joint portion of the metal component 53, and the serration 54 is bite into the inner peripheral surface of the cylindrical shaft 52 to joint the cylindrical shaft 52 and the metal component 53.

【0004】円筒軸52は樹脂が含浸された強化繊維を
層状に巻き付けることにより形成され、その強化繊維は
円筒軸52の軸方向に対してなす角度(配向角)が±1
0度前後で巻かれたヘリカル巻層55と、配向角が略9
0度で巻かれたフープ巻層56とを構成している。これ
らヘリカル巻層55およびフープ巻層56はそれぞれ複
数層巻き付けられている。フープ巻層56は円筒軸52
の端部にのみ形成され、ヘリカル巻層55の間に挟まれ
た状態で配置されている。
The cylindrical shaft 52 is formed by winding a resin-impregnated reinforcing fiber in layers, and the reinforcing fiber has an angle (orientation angle) of ± 1 with respect to the axial direction of the cylindrical shaft 52.
The helical winding layer 55 wound around 0 degrees and the orientation angle is about 9
And a hoop winding layer 56 wound at 0 degrees. The helical winding layer 55 and the hoop winding layer 56 are each wound in plural layers. The hoop winding layer 56 has a cylindrical shaft 52.
Is formed only at the end portion of and is sandwiched between the helical winding layers 55.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】強化繊維の各層の間に
は配向角の違いにより断層ができており、この部分を介
して金属部品53からのトルク(捻りトルク)が円筒軸
52の外径側へ順に伝達される。特に、ヘリカル巻層5
5とフープ巻層56との間では、配向角に大きな角度差
がついた状態となっているため、金属部品53から円筒
軸52にトルクが伝達されたとき、配向角の角度差の大
きいヘリカル巻層55とフープ巻層56との間に応力が
集中してしまう。よって、トルク伝達の際にヘリカル巻
層55とフープ巻層56との接合部に生じる応力を小さ
く抑えて、円筒軸52の強度を確保する必要があった。
A fault is formed between the layers of the reinforcing fiber due to the difference in the orientation angle, and the torque (torsion torque) from the metal part 53 through this portion causes the outer diameter of the cylindrical shaft 52. It is transmitted to the side in order. In particular, the helical winding layer 5
5 and the hoop winding layer 56 are in a state where there is a large angle difference in the orientation angle. Therefore, when torque is transmitted from the metal part 53 to the cylindrical shaft 52, the helical orientation has a large angle difference. Stress concentrates between the winding layer 55 and the hoop winding layer 56. Therefore, it is necessary to suppress the stress generated at the joint between the helical winding layer 55 and the hoop winding layer 56 during torque transmission to be small, and to secure the strength of the cylindrical shaft 52.

【0006】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、金属部品が接合される部分に
おいて、パイプ自体の強度特性を向上できるプロペラシ
ャフト用のFRP製パイプを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an FRP pipe for a propeller shaft which can improve the strength characteristics of the pipe itself in a portion where metal parts are joined. To do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1に記載の発明では、その端部に、継手と
して機能する金属部品が接合されるプロペラシャフト用
のFRP製パイプであって、前記パイプの軸方向に対し
てなす角度が45度以下となるように強化繊維が巻かれ
たヘリカル巻層と、前記パイプの軸方向に対してなす角
度が略90度となるように強化繊維が巻かれ、前記ヘリ
カル巻層の間に挟まれた状態で前記パイプの端部に配置
されたフープ巻層とを備え、前記パイプの端部の肉厚部
のうち、前記ヘリカル巻層とフープ巻層からなる部分に
おいて、前記フープ巻層が前記パイプの径方向外側寄り
に配置されている。
In order to solve the above problems, in the invention described in claim 1, an FRP pipe for a propeller shaft having a metal part functioning as a joint is joined to an end thereof. And the helical winding layer wound with the reinforcing fiber so that the angle with respect to the axial direction of the pipe is 45 degrees or less, and the angle with respect to the axial direction of the pipe is approximately 90 degrees. Reinforcing fibers are wound, and a hoop winding layer disposed at an end of the pipe in a state of being sandwiched between the helical winding layers, wherein the helical winding layer is included in a thick portion of the end of the pipe. And a hoop winding layer, the hoop winding layer is arranged radially outward of the pipe.

【0008】この発明によれば、金属部品からFRP製
パイプにトルク(捻りトルク)が伝達されたとき、その
トルクはパイプの内側から外側に向かって緩和されなが
ら伝達され、フープ巻層によって受け止められる。とこ
ろで、ヘリカル巻層とフープ巻層との間では、強化繊維
の巻き付けの角度に大きな角度差がついているため、金
属部品からFRP製パイプにトルクが伝達されたとき、
ヘリカル巻層とフープ巻層との間に応力が集中する。し
かし、FRP製パイプの端部の肉厚部のうち、ヘリカル
巻層とフープ巻層からなる部分において、フープ巻層が
パイプの径方向外側寄りに配置されることにより、ヘリ
カル巻層とフープ巻層の接合部は金属部品とFRP製パ
イプとの接合部から離間することになるので、ヘリカル
巻層とフープ巻層の接合部にかかる応力が小さく抑えら
れ、FRP製パイプの強度特性が向上する。
According to the present invention, when the torque (torsion torque) is transmitted from the metal part to the FRP pipe, the torque is transmitted while being moderated from the inside to the outside of the pipe and is received by the hoop winding layer. . By the way, since there is a large angle difference in the winding angle of the reinforcing fiber between the helical winding layer and the hoop winding layer, when torque is transmitted from the metal component to the FRP pipe,
Stress is concentrated between the helical wound layer and the hoop wound layer. However, in the thick portion at the end portion of the FRP pipe, the hoop winding layer is arranged on the outer side in the radial direction of the pipe in the portion including the helical winding layer and the hoop winding layer, so that the helical winding layer and the hoop winding layer are arranged. Since the joint portion of the layers is separated from the joint portion between the metal component and the FRP pipe, the stress applied to the joint portion between the helical winding layer and the hoop winding layer is suppressed to be small, and the strength characteristics of the FRP pipe are improved. .

【0009】なお定義として、径方向外側寄りとはフー
プ巻層の径方向中心がFRP製パイプの肉厚部の径方向
中心よりも外周側に位置することをいい、以下の請求項
も同様である。
As a definition, "outward in the radial direction" means that the radial center of the hoop winding layer is located on the outer peripheral side of the radial center of the thick portion of the FRP pipe, and the following claims are also the same. is there.

【0010】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記ヘリカル巻層は、強化繊維の巻
き付ける角度を一層ごとで交互に変え、その巻き付けの
角度が異なる二層一組を複数組み持つ交互積層構造を有
し、前記フープ巻層は、前記ヘリカル巻層を構成する強
化繊維の層の組みと組みの間に配置されている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the helical winding layer has alternating winding angles of the reinforcing fibers alternately for each layer, and a set of two layers having different winding angles. And the hoop winding layer is arranged between the sets of layers of the reinforcing fiber forming the helical winding layer.

【0011】この発明によれば、請求項1に記載の発明
の作用に加え、交互積層構造は強度向上に有効な巻き付
け構造であるので、ヘリカル巻層を交互積層で構成する
ことでFRP製パイプは捻りに対して強度が高いものと
なる。また、交互積層構造を採用する構成であっても、
フープ巻層がヘリカル巻層の強化繊維の層の組みと組み
の間に配置されているので、強度バランスがよくなり、
高い強度特性が得られる。
According to the present invention, in addition to the function of the invention described in claim 1, since the alternating laminated structure is a winding structure effective for improving the strength, the FRP pipe is formed by alternately forming the helical wound layers. Has high strength against twisting. In addition, even if the structure adopts the alternate laminated structure,
Since the hoop winding layer is arranged between the layers of the reinforcing fiber layers of the helical winding layer, the strength balance is improved,
High strength characteristics can be obtained.

【0012】請求項3に記載の発明では、請求項1又は
2に記載の発明において、前記フープ巻層の層厚さは、
前記ヘリカル巻層の合計層厚さの1/4倍以上に設定さ
れている。
According to a third aspect of the invention, in the invention of the first or second aspect, the layer thickness of the hoop winding layer is
It is set to ¼ or more of the total layer thickness of the helical wound layer.

【0013】この発明によれば、請求項1又は2に記載
の発明の作用に加え、パイプの強度に影響を与えるフー
プ巻層の層厚さがヘリカル巻層の合計層厚さの1/4倍
以上に設定されているので、フープ巻層の厚みが充分に
とれ、パイプの強度が確保される。
According to the present invention, in addition to the action of the invention described in claim 1 or 2, the layer thickness of the hoop winding layer which affects the strength of the pipe is ¼ of the total layer thickness of the helical winding layers. Since it is set to twice or more, the thickness of the hoop winding layer can be sufficiently taken and the strength of the pipe can be secured.

【0014】請求項4に記載の発明では、請求項1〜3
のうちいずれか一項に記載の発明において、前記強化繊
維には太番手が用いられ、前記ヘリカル巻層を合計6層
で構成し、当該ヘリカル巻層の層順を前記パイプの外径
方向に向かう順とすると、当該ヘリカル巻層の4層目と
5層目の間に前記フープ巻層が配置されている。
In the invention described in claim 4, claims 1 to 3 are provided.
In the invention according to any one of the items, a thick count is used for the reinforcing fiber, the helical winding layer is configured by a total of 6 layers, and the layer order of the helical winding layer is in the outer diameter direction of the pipe. In the order of going, the hoop winding layer is arranged between the fourth and fifth layers of the helical winding layer.

【0015】この発明によれば、請求項1〜3のうちい
ずれか一項に記載の発明の作用に加え、強化繊維に太番
手を用い、その強化繊維を巻き付けることでできるヘリ
カル巻層を6層としている。ところで、プロペラシャフ
トの仕様によっては、ヘリカル巻層の層数を充分に確保
することでFRP製パイプの強度を確保した状態で、パ
イプの外径を小さく抑える必要がある。強化繊維に太番
手を用いた場合、ヘリカル巻層が6層であれば、FRP
製パイプの強度を確保しつつ、そのパイプの外径が小さ
く抑えられる。また、ヘリカル巻層を6層とし、そのヘ
リカル巻層の4層目と5層目の間にフープ巻層を配置す
る構成としているので、FRP製パイプは捻りトルクに
対する強度特性も高くなる。
According to the present invention, in addition to the action of the invention described in any one of claims 1 to 3, a helical winding layer can be formed by winding a reinforcing fiber using a thick count as the reinforcing fiber. There are layers. By the way, depending on the specifications of the propeller shaft, it is necessary to keep the outer diameter of the FRP pipe small while ensuring the strength of the FRP pipe by securing a sufficient number of helically wound layers. When using thick count for the reinforcing fiber, if the helical winding layer is 6 layers, FRP
The outer diameter of the pipe can be kept small while ensuring the strength of the pipe. Further, since the helical wound layer has six layers and the hoop wound layer is arranged between the fourth and fifth layers of the helical wound layer, the FRP pipe has high strength characteristics against twisting torque.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化したFRP
製パイプの一実施形態を図1〜図3に従って説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION FRP embodying the present invention
One embodiment of the pipe made will be described with reference to FIGS.

【0017】図1は、プロペラシャフトの側断面図であ
る。プロペラシャフト1は、繊維強化樹脂(FRP)製
のFRP製パイプとしての円筒軸(以下、FRP筒体と
記す)2と、その両端部に接合された金属部品としての
継手3とを備えている。FRP筒体2と継手3とは、継
手3の接合部5をFRP筒体2に圧入することによっ
て、セレーション5aを筒体2に食い込ませるセレーシ
ョン結合により接合されている。継手3には、そのヨー
ク6に図示しないユニバーサルジョイント(例えば十字
軸式ジョイント)が孔6aを介して取り付けられる。な
お本例では、継手3間の距離が1000〜1300(m
m)の範囲内、FRP筒体の外径が85(mm)以内、
静的最大トルクが1000〜3500(N・m)程度の
値を有するプロペラシャフト1を製造する場合としてい
る。
FIG. 1 is a side sectional view of a propeller shaft. The propeller shaft 1 includes a cylindrical shaft (hereinafter, referred to as an FRP tubular body) 2 as an FRP pipe made of fiber reinforced resin (FRP), and joints 3 as metal parts joined to both ends thereof. . The FRP tubular body 2 and the joint 3 are joined by serration coupling in which the serration 5a is bitten into the tubular body 2 by press-fitting the joint portion 5 of the joint 3 into the FRP tubular body 2. A universal joint (not shown) (for example, a cross shaft joint) is attached to the yoke 6 of the joint 3 through a hole 6a. In this example, the distance between the joints 3 is 1000 to 1300 (m
m), the outer diameter of the FRP cylinder is within 85 (mm),
It is assumed that the propeller shaft 1 having a static maximum torque of about 1000 to 3500 (N · m) is manufactured.

【0018】FRP筒体2は、ほぼ一定の肉厚の円筒か
らなり、例えばフィラメントワインディング法によって
製造される。つまり、樹脂含浸繊維をマンドレル(芯
材)に巻き付けて筒体に形成した後、繊維に含浸された
樹脂を熱硬化させ、その後、マンドレルを抜き取ること
によってFRP筒体2が製造される。なお、FRP筒体
2の両端部は、後述するフープ巻層で補強されることに
よって外側に若干膨出した厚肉部となる。また、FRP
筒体2は高い剛性を有するために、FRP全体の体積に
占める繊維の割合、つまり繊維体積含有率(Vf)が7
0%程度となるように形成されている。
The FRP cylinder 2 is made of a cylinder having a substantially constant wall thickness and is manufactured by, for example, a filament winding method. That is, after the resin-impregnated fiber is wound around the mandrel (core material) to form a tubular body, the resin impregnated in the fiber is heat-cured, and then the mandrel is pulled out to manufacture the FRP tubular body 2. Both ends of the FRP tubular body 2 are thick-walled portions that are slightly bulged outward by being reinforced by a hoop winding layer described later. Also, FRP
Since the cylindrical body 2 has high rigidity, the ratio of the fibers to the entire volume of the FRP, that is, the fiber volume content (Vf) is 7
It is formed to be about 0%.

【0019】FRP筒体2の材料であるFRPは、強化
繊維として炭素繊維、マトリクス樹脂としてエポキシ樹
脂を使用している。なお、強化繊維として、アラミド繊
維、ガラス繊維等の一般に高弾性・高強度といわれるそ
の他の繊維を採用してもよく、これら繊維を組み合わせ
て使用してもよい。また、マトリックス樹脂として、不
飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹
脂、ビニルエステル樹脂等のその他の熱硬化性樹脂を採
用してもよい。
FRP, which is the material of the FRP cylinder 2, uses carbon fiber as the reinforcing fiber and epoxy resin as the matrix resin. As the reinforcing fibers, other fibers generally called high elasticity and high strength such as aramid fibers and glass fibers may be adopted, and these fibers may be used in combination. Further, as the matrix resin, other thermosetting resins such as unsaturated polyester resin, phenol resin, polyimide resin, vinyl ester resin and the like may be adopted.

【0020】図2は、プロペラシャフトの片側端部を示
す拡大断面図である。FRP筒体2は、筒体2の軸方向
に対してなす角度(配向角)が±5〜15度となるよう
に強化繊維が巻かれたヘリカル巻層7と、配向角が80
〜90度となるように強化繊維が巻かれたフープ巻層8
とを有している。これらヘリカル巻層7およびフープ巻
層8は、樹脂含浸繊維(繊維束)をローラ等で押し潰し
て所定の開繊幅とし、その繊維束をマンドレルにヘリカ
ル巻きで巻き付け、その後、肉厚部を設けるために両側
端部をフープ巻きで巻き付け、再びヘリカル巻きで繊維
束をマンドレルの全長に亘って巻き付けることで形成さ
れる。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing one end portion of the propeller shaft. The FRP tubular body 2 has a helical winding layer 7 in which reinforcing fibers are wound so that the angle (orientation angle) formed with respect to the axial direction of the tubular body 2 is ± 5 to 15 degrees, and the orientation angle is 80.
A hoop winding layer 8 in which reinforcing fibers are wound so as to be 90 degrees.
And have. The helical winding layer 7 and the hoop winding layer 8 are formed by crushing resin-impregnated fibers (fiber bundles) with a roller or the like to have a predetermined opening width, and winding the fiber bundles around the mandrel by helical winding, and then the thick portion. It is formed by winding both end portions by hoop winding for provision, and again by helical winding and winding the fiber bundle over the entire length of the mandrel.

【0021】ヘリカル巻層7は複数層となっており、各
層ごとで配向角が交互に+5〜+15度と−5〜−15
度となるように強化繊維を巻き付けることで形成されて
いる。このヘリカル巻層7は、プロペラシャフト1を車
両に組み付けて使用する際に要求される、曲げ、捻り、
振動等の特性を確保するように作用する。一方、フープ
巻層8も複数層となっており、ヘリカル巻層7の間に挟
まれた状態で、FRP筒体2の端部にのみ形成されてい
る。このフープ巻層8を設けることで、FRP筒体2の
端部が肉厚部4aとなる。フープ巻層8は、FRP筒体
2の端部に継手3を圧入して接合する際に、継手3から
FRP筒体2の端部にかかる力に耐え得る強度を与える
ように作用する。
The helical winding layer 7 has a plurality of layers, and the orientation angles are alternately +5 to +15 degrees and -5 to -15 in each layer.
It is formed by wrapping the reinforcing fiber in a certain degree. The helical winding layer 7 is required for bending and twisting when the propeller shaft 1 is assembled and used in a vehicle.
It acts to secure characteristics such as vibration. On the other hand, the hoop winding layer 8 is also a plurality of layers, and is formed only at the end portion of the FRP tubular body 2 in a state of being sandwiched between the helical winding layers 7. By providing the hoop winding layer 8, the end portion of the FRP tubular body 2 becomes the thick portion 4a. The hoop winding layer 8 acts so as to give strength enough to withstand the force applied from the joint 3 to the end of the FRP cylinder 2 when the joint 3 is press-fitted and bonded to the end of the FRP cylinder 2.

【0022】図3は、FRP筒体2の要部拡大断面図で
ある。ヘリカル巻層7の部分では、1層の厚さが0.2
9〜0.5(mm)の範囲内の値に設定された強化繊維
が合計6層巻き付けられ、ヘリカル巻層7の合計層厚さ
Aが約1.8〜3.0(mm)の値となっている。ま
た、ヘリカル巻層7の層順を図3の下から上(FRP筒
体2の径方向内側から外側)に向かって1層目、2層
目、…とすると、フープ巻層8はヘリカル巻層7の4層
目7aと5層目7bとの間に配置されている。このフー
プ巻層8の部分では、FRP筒体2に圧入される継手3
と相対する位置において、強化繊維が合計3層巻き付け
られ、フープ巻層8の合計層厚さBが約0.9〜2.0
(mm)の値となっている。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of the main part of the FRP cylinder 2. In the helical winding layer 7, the thickness of one layer is 0.2.
A total of 6 layers of reinforcing fibers set to a value within the range of 9 to 0.5 (mm) are wound, and the total layer thickness A of the helical winding layer 7 is a value of about 1.8 to 3.0 (mm). Has become. If the layer sequence of the helical winding layer 7 is the first layer, the second layer, ... From the bottom to the top (from the radially inner side to the outer side of the FRP cylinder 2) in FIG. 3, the hoop winding layer 8 is helically wound. It is arranged between the fourth layer 7a and the fifth layer 7b of the layer 7. At the portion of the hoop winding layer 8, the joint 3 press-fitted into the FRP tubular body 2
At a position opposite to, a total of three layers of reinforcing fibers are wound, and the total layer thickness B of the hoop winding layer 8 is about 0.9 to 2.0.
The value is (mm).

【0023】外周側のヘリカル巻層7の表面には、ポリ
エステル糸やナイロン糸が周方向に巻き付けられること
によって有機繊維層9が形成されている。この有機繊維
層9は所定の張力でヘリカル巻層7を外周側から締め付
けており、この締め付け作用によって強化繊維に含浸さ
れた樹脂のうち余分な樹脂が絞り出されるとともに、繊
維間に存在した空気が除去(脱泡)される。また、締め
付け作用には、配向角の小さいヘリカル巻層7を締め込
んで、マトリックス樹脂の含浸を促進させる効果もあ
る。
An organic fiber layer 9 is formed on the surface of the helical winding layer 7 on the outer peripheral side by circumferentially winding polyester yarn or nylon yarn. This organic fiber layer 9 clamps the helical wound layer 7 from the outer peripheral side with a predetermined tension, and this clamping action squeezes out the excess resin of the resin impregnated in the reinforcing fibers and the air existing between the fibers. Are removed (defoaming). Further, the tightening action also has an effect of tightening the helical winding layer 7 having a small orientation angle to promote impregnation of the matrix resin.

【0024】ヘリカル巻層7を合計6層としているのは
以下の通りである。FRP筒体2の肉厚は、必要な強度
の制約により1.8〜3.0(mm)程度が必要とな
る。ところで、ヘリカル巻層7やフープ巻層8を形成す
る強化繊維には、ラージトウと呼ばれる炭素繊維が使用
されている。このラージトウとは、繊維束のフィラメン
ト数30000本以上の繊維であるとする。
The total of the helical wound layers 7 is 6 as follows. The wall thickness of the FRP cylindrical body 2 needs to be about 1.8 to 3.0 (mm) due to the constraint of the required strength. By the way, carbon fibers called large tow are used for the reinforcing fibers forming the helical wound layer 7 and the hoop wound layer 8. The large tow is a fiber having a number of filaments of 30,000 or more.

【0025】そして、好適なVfの値(約70%)を有
するプロペラシャフト1を製造するために、ラージトウ
をローラ等で押し潰すことでできるだけ平坦にして、開
繊幅が10(mm)程度となったものをマンドレルに巻
き付けている。このように開繊幅が10(mm)程度と
なるように平たく加工されることから、強化繊維は1層
の繊維厚さが約0.29(mm)となる。ヘリカル巻層
7の層数は、FRP筒体2の必要な肉厚の値(1.8〜
3.0(mm))から換算すると6層〜10層で選択で
きることになる。
Then, in order to manufacture the propeller shaft 1 having a suitable Vf value (about 70%), the large tow is crushed by a roller or the like to make it as flat as possible, and the spread width is about 10 (mm). I wound it around the mandrel. Since the flattening process is performed so that the spread width is about 10 (mm), one layer of the reinforcing fiber has a fiber thickness of about 0.29 (mm). The number of layers of the helically wound layer 7 is the value of the required wall thickness of the FRP cylinder 2 (1.8 to
When converted from 3.0 (mm), 6 to 10 layers can be selected.

【0026】FRP筒体2の強度は、筒体2の肉厚が同
じである場合、強化繊維の層数が多い方が強度が向上す
る傾向にあり、できるだけ層数が多いほうがよい。一
方、強化繊維の層数が8層や10層の場合では、6層に
比べて強度が向上するものの、多層になるに従って強度
向上の度合いが少ないので、FRP筒体2の生産性を考
慮に入れると、8層や10層を選択することは必ずしも
有利ではない。また、使用する強化繊維の直径やプロペ
ラシャフト1の外径の制約などによっても、なるべく層
数を少なく抑えたい要望もある。よって、安価な強化繊
維であるラージトウ(太番手)を使って上記の仕様のプ
ロペラシャフト1を製造する場合には、強化繊維が6層
であることが最適な選択である。
Regarding the strength of the FRP tubular body 2, when the thickness of the tubular body 2 is the same, the strength tends to improve as the number of layers of reinforcing fibers increases, and the number of layers is preferably as large as possible. On the other hand, when the number of layers of the reinforcing fiber is 8 or 10, the strength is improved as compared with the case of 6 layers, but the degree of strength improvement is smaller as the number of layers is increased. Therefore, considering the productivity of the FRP cylinder 2, Including, it is not always advantageous to select 8 or 10 layers. There is also a desire to keep the number of layers as small as possible due to restrictions such as the diameter of the reinforcing fiber used and the outer diameter of the propeller shaft 1. Therefore, when the propeller shaft 1 having the above-mentioned specifications is manufactured by using large tow, which is an inexpensive reinforcing fiber, the optimum selection is 6 layers of the reinforcing fiber.

【0027】フープ巻層8をヘリカル巻層7の4層目と
5層目の間に配置しているのは以下の通りである。強化
繊維の各層の間には配向角の違いにより断層ができてお
り、継手3からFRP筒体2にトルク(捻りトルク)が
伝達されるとき、この断層部分を介してトルクが伝達さ
れる。そして、このトルクはFRP筒体2の径方向内側
から外側に向かって、徐々に緩和されながら伝達され、
フープ巻層8によって受け止められる。
The hoop winding layer 8 is arranged between the fourth and fifth layers of the helical winding layer 7 as follows. A fault is formed between the layers of the reinforcing fibers due to the difference in orientation angle, and when torque (twisting torque) is transmitted from the joint 3 to the FRP cylinder 2, the torque is transmitted via this fault portion. Then, this torque is transmitted from the radially inner side to the outer side of the FRP cylinder 2 while being gradually alleviated,
It is received by the hoop winding layer 8.

【0028】ヘリカル巻層7とフープ巻層8との間で
は、配向角に大きな角度差がついた状態となっているた
め、継手3からFRP筒体2にトルクが伝達されたと
き、配向角の角度差の大きいヘリカル巻層7とフープ巻
層8との間に応力が集中してしまう。よって、この局部
的な応力集中を抑えるために、ヘリカル巻層7とフープ
巻層5の接合部分(断層部分)を継手3との接合部から
なるべく離間し、応力集中を抑えることでFRP筒体2
の強度を確保する必要がある。
Since there is a large angle difference in the orientation angle between the helical wound layer 7 and the hoop wound layer 8, when the torque is transmitted from the joint 3 to the FRP cylinder 2, the orientation angle is increased. The stress concentrates between the helical wound layer 7 and the hoop wound layer 8 having a large angle difference. Therefore, in order to suppress the local stress concentration, the joint portion (fault portion) of the helical wound layer 7 and the hoop wound layer 5 is separated from the joint portion of the joint 3 as much as possible, and the stress concentration is suppressed so that the FRP cylindrical body is formed. Two
It is necessary to secure the strength of.

【0029】この考察から、FRP筒体2の強度確保の
ために、フープ巻層8を最外層に配置することが最も効
果的と考えられる。ところが、このプロペラシャフト1
では、FRP筒体2の外周に所定の張力で有機繊維層9
を巻いているので、その直下がフープ巻層8であると、
有機繊維層9がフープ巻層8に食い込んでしまう。この
ため、プロペラシャフト1の外観が悪化してしまうこと
から、最外層にフープ巻層8を配置することも好ましく
ない。以上により、ヘリカル巻層7の4層と5層の間に
フープ巻層8を配置することが最適な選択となる。ま
た、フープ巻層8の厚さは継手3からの伝達されるトル
クの値に応じて0.9〜2.0(mm)程度が必要であ
り、フープ巻層8は使用する強化繊維の直径から換算し
て3層〜7層で構成される。
From this consideration, it is considered most effective to arrange the hoop winding layer 8 in the outermost layer in order to secure the strength of the FRP cylinder 2. However, this propeller shaft 1
Then, the organic fiber layer 9 is applied to the outer periphery of the FRP cylinder 2 with a predetermined tension.
Since it is wound, if the hoop winding layer 8 is immediately below,
The organic fiber layer 9 bites into the hoop winding layer 8. Therefore, the appearance of the propeller shaft 1 is deteriorated, and it is not preferable to arrange the hoop winding layer 8 as the outermost layer. From the above, the optimal choice is to arrange the hoop winding layer 8 between the four layers and the five layers of the helical winding layer 7. Further, the thickness of the hoop winding layer 8 needs to be about 0.9 to 2.0 (mm) according to the value of the torque transmitted from the joint 3, and the hoop winding layer 8 has a diameter of the reinforcing fiber to be used. Converted from 3 layers to 7 layers.

【0030】また、有機繊維層9を使用して、その締め
込み作用により所望の効果を得るには、1.0〜5.0
(kgf/mm)の張力で締め込むことが有効であり、
好適なVfを得るために望ましくは5.0(kgf/m
m)程度がよい。ここで、ストランドが1500dの有
機繊維層の場合、繊維の強度からポリエステル糸では最
大張力が6.5(kgf/mm)、ナイロン糸では最大
張力が7.2(kgf/mm)となっている。これより
細番手では5.0kgf/mmの張力で糸が切れてしま
う。有機繊維層の張力を上記した5.0(kgf/m
m)まで対応させるにはストランドが1500d以上の
繊維を用いることが必要になり、この値を満たすストラ
ンドを用いると、有機繊維層9の厚さが約0.1〜0.
2(mm)の値に設定される。
Further, in order to obtain the desired effect by the tightening action using the organic fiber layer 9, 1.0 to 5.0
It is effective to tighten with a tension of (kgf / mm),
To obtain a suitable Vf, it is preferably 5.0 (kgf / m
m) is good. Here, in the case where the strand is an organic fiber layer of 1500d, the maximum tension is 6.5 (kgf / mm) for the polyester yarn and 7.2 (kgf / mm) for the nylon yarn due to the strength of the fiber. . With the fine count, the yarn will break under a tension of 5.0 kgf / mm. The tension of the organic fiber layer is 5.0 (kgf / m) above.
m), it is necessary to use fibers having a strand of 1500 d or more. When a strand satisfying this value is used, the thickness of the organic fiber layer 9 is about 0.1 to 0.
It is set to a value of 2 (mm).

【0031】ところで、継手3から伝達されるトルク
(捻りトルク)は、強化繊維の各層間にできる断層を通
って、緩和されながら内径側から外径側に向かって伝達
され、フープ巻層8によって受け止められる。本例で
は、フープ巻層8がヘリカル巻層7の4層目7aと5層
目7bの間に配置されるので、フープ巻層8がFRP筒
体2の肉厚部4aにおいて径方向外側寄りとなって、継
手3とFRP筒体2との間の接合部10から離間して位
置する。よって、フープ巻層8に伝わるトルクは相対的
に小さくなり、FRP筒体2の強度特性がよくなる。
By the way, the torque (torsion torque) transmitted from the joint 3 is transmitted from the inner diameter side to the outer diameter side while being relaxed through the faults formed between the layers of the reinforcing fiber, and by the hoop winding layer 8. Be taken. In this example, since the hoop winding layer 8 is arranged between the fourth layer 7a and the fifth layer 7b of the helical winding layer 7, the hoop winding layer 8 is located radially outward in the thick portion 4a of the FRP tubular body 2. Therefore, the joint 3 and the FRP cylinder 2 are located away from the joint 10 between them. Therefore, the torque transmitted to the hoop wound layer 8 is relatively small, and the strength characteristics of the FRP cylinder 2 are improved.

【0032】また、ヘリカル巻層7とフープ巻層8との
間では、配向角に大きな角度差がついているため、継手
3からFRP筒体2にトルクが伝達されたとき、ヘリカ
ル巻層とフープ巻層との間の接合部10に特に応力が集
中する。しかし、フープ巻層8をヘリカル巻層7の4層
目7aと5層目7bの間に配置することで、その接合部
10が継手3とFRP筒体2との接合部11から離間す
るので、接合部10に局部的な応力集中が起こり難くな
り、このこともFRP筒体2の強度特性向上の要因とな
る。
Further, since there is a large angle difference in the orientation angle between the helical wound layer 7 and the hoop wound layer 8, when the torque is transmitted from the joint 3 to the FRP cylinder 2, the helical wound layer and the hoop are wound. The stress is particularly concentrated on the joint portion 10 between the wound layer and the wound layer. However, by arranging the hoop winding layer 8 between the fourth layer 7a and the fifth layer 7b of the helical winding layer 7, the joint 10 is separated from the joint 11 between the joint 3 and the FRP cylinder 2. As a result, local stress concentration is less likely to occur at the joint portion 10, which also contributes to the improvement of the strength characteristics of the FRP cylinder 2.

【0033】従って、この実施形態では以下のような作
用及び効果を得ることができる。 (1)フープ巻層8をヘリカル巻層7の4層目7aと5
層目7bの間に配置されているので、フープ巻層8が継
手3とFRP筒体2との接合部11に対して離間して位
置し、応力集中し易いヘリカル巻層7とフープ巻層8と
の接合部10も、同様に接合部11に対して離間する。
よって、トルクによる応力集中が生じ難くなり、FRP
筒体2の強度特性を向上することができる。
Therefore, in this embodiment, the following actions and effects can be obtained. (1) The hoop winding layer 8 is the fourth layer 7a and 5 of the helical winding layer 7.
Since the hoop winding layer 8 is disposed between the layers 7b, the hoop winding layer 8 is located apart from the joint 11 between the joint 3 and the FRP cylinder 2, and the stress is easily concentrated on the helical winding layer 7 and the hoop winding layer. Similarly, the joint portion 10 with 8 is separated from the joint portion 11.
Therefore, stress concentration due to torque is less likely to occur, and the FRP
The strength characteristics of the cylinder 2 can be improved.

【0034】(2)ヘリカル巻層7は、各層ごとで配向
角が交互に+5〜+15度と−5〜−15度となるよう
に強化繊維を巻き付ける交互積層構造によって構成され
る。この交互積層構造はFRP筒体2の強度向上に有効
であるので、この構造を用いることによりFRP筒体2
の捻り等に対する強度をより一層向上できる。また、交
互積層構造を採用する構成であっても、フープ巻層8が
ヘリカル巻層7の強化繊維の層の組みと組みの間に配置
されているので、FRP筒体2の強度バランスがよくな
り、高い強度特性を得ることができる。
(2) The helical winding layer 7 has an alternating laminated structure in which the reinforcing fibers are wound so that the orientation angles of the layers are alternately +5 to +15 degrees and -5 to -15 degrees. Since this alternate laminated structure is effective in improving the strength of the FRP cylinder 2, the FRP cylinder 2 is used by using this structure.
The strength against twisting and the like can be further improved. Further, even in the structure adopting the alternate laminated structure, since the hoop winding layer 8 is arranged between the layers of the reinforcing fiber layers of the helical winding layer 7, the strength balance of the FRP cylindrical body 2 is good. Therefore, high strength characteristics can be obtained.

【0035】(3)ヘリカル巻層7を6層、フープ巻層
8を3層で構成していることから、フープ巻層8の層厚
さがヘリカル巻層7のそれに比べ1/2の厚さとなる。
よって、FRP筒体2の強度に影響を与えるフープ巻層
8の層厚さが充分に確保された状態とみなせるので、継
手3の圧入時におけるFRP筒体2の強度も充分に確保
できる。
(3) Since the helical winding layer 7 is composed of six layers and the hoop winding layer 8 is composed of three layers, the layer thickness of the hoop winding layer 8 is half that of the helical winding layer 7. It becomes
Therefore, it can be considered that the layer thickness of the hoop winding layer 8 that affects the strength of the FRP cylinder 2 is sufficiently ensured, and thus the strength of the FRP cylinder 2 when the joint 3 is press-fitted can be sufficiently ensured.

【0036】(4)強化繊維に太番手(ラージトウ)を
用い、ヘリカル巻層7を6層とし、そのヘリカル巻層7
の4層目7aと5層目7bの間にフープ巻層8を配置す
る構成としている。ところで、ヘリカル巻層7は層数が
多くなるに連れてFRP筒体2の強度が向上する傾向に
あるが、あまりに層数を多くするとFRP筒体2の外径
が大きくなってしまう問題が生じる。よって、FRP筒
体2の強度を確保しつつ、FRP筒体2の外径をなるべ
く小さく抑える必要があるが、本例のようにラージトウ
を用いた場合では、ヘリカル巻層7が6層あればその両
方の要望をともに満たすことができる。
(4) A large number (large tow) is used as the reinforcing fiber, and the helical wound layer 7 is made up of 6 layers.
The hoop winding layer 8 is arranged between the fourth layer 7a and the fifth layer 7b. By the way, the helical winding layer 7 tends to improve the strength of the FRP cylindrical body 2 as the number of layers increases, but if the number of layers is too large, the outer diameter of the FRP cylindrical body 2 becomes large. . Therefore, it is necessary to suppress the outer diameter of the FRP tubular body 2 as small as possible while ensuring the strength of the FRP tubular body 2. However, when the large tow is used as in this example, if the helical wound layer 7 has six layers. Both of these requirements can be met.

【0037】(5)強化繊維にラージトウを用いている
ので、FRP筒体2を製造する際に層数が比較的少なく
て済み(本例では6層)、FRP筒体2の生産性を高く
できる。
(5) Since large tow is used as the reinforcing fiber, the number of layers when manufacturing the FRP cylinder 2 is relatively small (6 layers in this example), and the productivity of the FRP cylinder 2 is high. it can.

【0038】なお、実施形態は前記に限定されず、例え
ば、次の態様に変更してもよい。 ○ ヘリカル巻層7の層数は6層に限定されず、6層以
外の値を採用してもよい。例えばヘリカル巻層7を8層
にして、その6層目と7層目の間にフープ巻層8を配置
してもよく、さらにはヘリカル巻層7の層数を10層に
して、その7層目と8層目の間にフープ巻層8を配置し
てもよい。フープ巻層8も3層〜7層(実施形態中では
3層)に限定されず、これら値以外の層数を採用しても
よい。要するに、フープ巻層8がFRP筒体2の径方向
外側寄りに位置していれば、ヘリカル巻層7やフープ巻
層8の層数は特に限定されない。
The embodiment is not limited to the above, and may be modified into the following modes, for example. The number of layers of the helical winding layer 7 is not limited to 6 and a value other than 6 may be adopted. For example, the helical winding layer 7 may be 8 layers, and the hoop winding layer 8 may be disposed between the 6th and 7th layers. Further, the number of layers of the helical winding layer 7 may be 10 and The hoop winding layer 8 may be arranged between the eighth layer and the eighth layer. The hoop winding layer 8 is also not limited to 3 to 7 layers (3 layers in the embodiment), and the number of layers other than these values may be adopted. In short, the number of layers of the helical winding layer 7 and the hoop winding layer 8 is not particularly limited as long as the hoop winding layer 8 is located on the radially outer side of the FRP cylinder 2.

【0039】○ ヘリカル巻層7の合計厚さAが約1.
8〜3.0(mm)の値、フープ巻層8の合計厚さBが
約0.9〜2.0の値であることに限定されず、これら
数値以外の値でヘリカル巻層7やフープ巻層8の合計層
厚さA,Bを設定してもよい。つまり、フープ巻層8が
FRP筒体2の径方向外側寄りに位置していれば、ヘリ
カル巻層7やフープ巻層8の合計層厚さA,Bは特に限
定されない。
The total thickness A of the helical winding layer 7 is about 1.
It is not limited to a value of 8 to 3.0 (mm) and a total thickness B of the hoop wound layer 8 of about 0.9 to 2.0, and the helical wound layer 7 or The total layer thickness A and B of the hoop winding layer 8 may be set. That is, as long as the hoop wound layer 8 is located on the radially outer side of the FRP tubular body 2, the total layer thicknesses A and B of the helical wound layer 7 and the hoop wound layer 8 are not particularly limited.

【0040】○ 強化繊維として、その直径が異なるも
のを自由に選択してもよい。また、炭素繊維として太番
手であるラージトウを用いたが、これ以外に細番手を用
いてもよい。
As the reinforcing fibers, fibers having different diameters may be freely selected. Although large tow, which is a thick count, was used as the carbon fiber, a fine count may be used in addition to this.

【0041】○ 実施形態中では、ヘリカル巻層7を6
層、フープ巻層8を3層とすることによってフープ巻層
8がヘリカル巻層7の半分の層厚さとなっているが、ヘ
リカル巻層7とフープ巻層8の層厚さの比率はこの値に
限定されない。つまり、FRP筒体2の端部の強度を充
分に確保するために、フープ巻層8の層厚さはヘリカル
巻層7の層厚さに対して1/4以上の値となっていれば
よい。また、フープ巻層8のヘリカル巻層7に対する比
率に上限を設定してもよく、フープ巻層8はヘリカル巻
層7の倍未満の層厚さ、つまりヘリカル巻層7と同じ層
厚さ未満で設定されるようにしてもよい。この場合、フ
ープ巻層8の層厚さが過剰に厚くならずに済み、ヘリカ
ル巻層7とフープ巻層8とを好適な値の層厚さで組み合
わせることができる。
In the embodiment, the helical winding layer 7 is 6
By making the layers and the hoop winding layer 8 into three layers, the hoop winding layer 8 has a half layer thickness of the helical winding layer 7. However, the layer thickness ratio between the helical winding layer 7 and the hoop winding layer 8 is Not limited to values. That is, in order to sufficiently secure the strength of the end portion of the FRP tubular body 2, if the layer thickness of the hoop winding layer 8 is 1/4 or more of the layer thickness of the helical winding layer 7. Good. An upper limit may be set for the ratio of the hoop wound layer 8 to the helical wound layer 7, and the hoop wound layer 8 has a layer thickness less than twice that of the helical wound layer 7, that is, less than the same layer thickness as the helical wound layer 7. It may be set in. In this case, the layer thickness of the hoop winding layer 8 does not have to be excessively thick, and the helical winding layer 7 and the hoop winding layer 8 can be combined with a suitable thickness.

【0042】○ ヘリカル巻層7の配向角は±5〜15
度の値に限定されず、±45度以下の値であれば、プロ
ペラシャフト1の仕様、つまり必要な強度特性、捻り特
性などに合わせてどの数値を採用してもよい。
The orientation angle of the helical winding layer 7 is ± 5 to 15
The value is not limited to the value of the degree, and any value may be adopted as long as it is a value of ± 45 degrees or less according to the specifications of the propeller shaft 1, that is, required strength characteristics, twist characteristics, and the like.

【0043】○ ヘリカル巻層7は、強化繊維の配向角
を各層ごとで交互に変えた交差積層構造であることに限
定されず、例えば、同一層で配向角を交互に変える交差
構造であってもよい。
The helical winding layer 7 is not limited to the cross-laminated structure in which the orientation angles of the reinforcing fibers are alternately changed in each layer, and for example, the helical winding layer 7 has a cross structure in which the orientation angles are alternately changed in the same layer. Good.

【0044】○ FRP筒体2の製造方法はフィラメン
トワインディング法に限定されず、例えばシートワイン
ディング法を採用してもよい。つまり、円筒軸が部品と
して使用されるときに必要な特性を満足できるようにF
RP筒体2を製造できれば、その製造方法は特に限定さ
れない。
The method of manufacturing the FRP cylinder 2 is not limited to the filament winding method, and for example, the sheet winding method may be adopted. In other words, in order to satisfy the characteristics required when the cylindrical shaft is used as a component, F
If the RP cylinder 2 can be manufactured, the manufacturing method thereof is not particularly limited.

【0045】○ FRP筒体2に用いられる樹脂は、不
飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹
脂に限らず、例えば紫外線硬化性樹脂等の他の樹脂を採
用してもよい。また、強化繊維に含浸する樹脂は熱硬化
性樹脂に限らず、ポリアミド樹脂、ポリカーボネイド樹
脂、ポリエーテルイミド樹脂等の熱可塑性樹脂を用いて
もよい。
The resin used for the FRP cylinder 2 is not limited to a thermosetting resin such as an unsaturated polyester resin or a phenol resin, but other resin such as an ultraviolet curable resin may be adopted. Further, the resin impregnated into the reinforcing fibers is not limited to the thermosetting resin, and a thermoplastic resin such as a polyamide resin, a polycarbonate resin, or a polyetherimide resin may be used.

【0046】○ プロペラシャフト1のサイズは実施形
態中に記載した仕様に限定されず、それ以外のサイズの
プロペラシャフトを製造する場合ににおいて本実施形態
の構造を採用してもよい。
The size of the propeller shaft 1 is not limited to the specifications described in the embodiments, and the structure of this embodiment may be adopted when manufacturing propeller shafts of other sizes.

【0047】前記実施形態及び別例から把握できる技術
的思想について、以下にその効果とともに記載する。 (1)その端部に、継手として機能する金属部品が接合
されるプロペラシャフト用のFRP製パイプであって、
前記パイプの軸方向に対してなす角度が45度以下とな
るように強化繊維が巻かれたヘリカル巻層と、前記パイ
プの軸方向に対してなす角度が略90度となるように強
化繊維が巻かれ、前記ヘリカル巻層の間に挟まれた状態
で前記パイプの端部に配置されたフープ巻層とを備え、
前記ヘリカル巻層は、前記フープ巻層に対して径方向外
側に位置した部分の層厚さが、径方向内側に位置した部
分の層厚さよりも薄く形成されているプロペラシャフト
用のFRP製パイプ。この場合、ヘリカル巻層とフープ
巻層の接合部にかかる応力が小さく抑えられ、FRP製
パイプの強度特性が向上する。
The technical ideas that can be understood from the above-described embodiment and other examples will be described below along with their effects. (1) A FRP pipe for a propeller shaft, to which a metal part that functions as a joint is joined at its end,
The helical wound layer is formed by winding the reinforcing fibers so that the angle formed with respect to the axial direction of the pipe is 45 degrees or less, and the reinforcing fiber is formed so that the angle formed with respect to the axial direction of the pipe is approximately 90 degrees. And a hoop winding layer arranged at the end of the pipe in a state of being wound and sandwiched between the helical winding layers,
The helical wound layer is formed of a FRP pipe for a propeller shaft in which a layer thickness of a portion located radially outside of the hoop wound layer is thinner than a layer thickness of a portion located radially inside thereof. . In this case, the stress applied to the joint between the helical wound layer and the hoop wound layer is suppressed to a small level, and the strength characteristics of the FRP pipe are improved.

【0048】(2)請求項1〜4において、前記ヘリカ
ル巻層の外周側に形成され、当該ヘリカル巻層を締め付
けるように作用する有機繊維層を備えている。この場
合、有機繊維層の締め付け作用によって、強化繊維に含
浸された樹脂のうち余分な樹脂が絞り出されるととも
に、繊維間に存在した空気を除去することができる。
(2) In Claims 1 to 4, the organic fiber layer is provided on the outer peripheral side of the helical wound layer and acts to tighten the helical wound layer. In this case, the tightening action of the organic fiber layer can squeeze out the excess resin of the resin impregnated in the reinforcing fibers and remove the air existing between the fibers.

【0049】(3)請求項1〜4において、前記ヘリカ
ル巻層の合計層数は、6層〜10層に設定されている。
この場合、FRP製パイプの捻りに対する強度はパイプ
の層数によって決まるが、ヘリカル巻層の合計層数が6
層〜10層に設定されているので、その強度を充分に満
たすことができる。
(3) In claims 1 to 4, the total number of the helical winding layers is set to 6 to 10.
In this case, the strength of the FRP pipe against twist is determined by the number of layers of the pipe, but the total number of layers of the helical winding layer is 6
Since the number of layers is set to 10 to 10, the strength can be sufficiently satisfied.

【0050】(4)請求項1〜4において、前記ヘリカ
ル巻層の合計層厚さは1.8〜3.0mmの範囲内の値
に設定され、前記フープ巻層の合計層厚さは0.9〜
2.0mmの範囲内の値に設定されている。この場合、
ヘリカル巻層とフープ巻層とを好適な値で組み合わせる
ことができる。
(4) In claims 1 to 4, the total layer thickness of the helical wound layer is set to a value within the range of 1.8 to 3.0 mm, and the total layer thickness of the hoop wound layer is 0. .9-
It is set to a value within the range of 2.0 mm. in this case,
The helical wound layer and the hoop wound layer can be combined with suitable values.

【0051】(5)請求項1〜4において、前記パイプ
と金属部品とは、セレーション結合により接合されてい
る。この場合、セレーション結合によってFRP製パイ
プに金属部品を接合できる。
(5) In Claims 1 to 4, the pipe and the metal component are joined by serration coupling. In this case, the metal parts can be joined to the FRP pipe by serration connection.

【0052】(6)請求項2〜4において、前記ヘリカ
ル巻層は、前記フープ巻層に対して径方向外側に一組の
みが配置されている。この場合、FRP製パイプの外観
が悪化し難くなる。
(6) In Claims 2 to 4, only one set of the helical wound layer is arranged radially outward of the hoop wound layer. In this case, the appearance of the FRP pipe is less likely to deteriorate.

【0053】(7)請求項3又は4において、前記フー
プ巻層の層厚さは、前記ヘリカル巻層の合計層厚さの1
/4〜1倍未満の値に設定されている。この場合、フー
プ巻層の層厚さが過剰に厚くならずに済み、ヘリカル巻
層とフープ巻層とを好適な値で組み合わせることができ
る。
(7) In claim 3 or 4, the layer thickness of the hoop wound layer is 1 of the total layer thickness of the helical wound layer.
/ 4 to less than 1 time. In this case, the layer thickness of the hoop winding layer does not have to be excessively thick, and the helical winding layer and the hoop winding layer can be combined with a suitable value.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、F
RP製パイプの端部の肉厚部のうち、ヘリカル巻層とフ
ープ巻層からなる部分において、フープ巻層がパイプの
径方向外側寄りに配置されているので、金属部品が接合
される部分におけるFRP製パイプの強度特性を向上で
きる。
As described above in detail, according to the present invention, F
In the thick portion at the end of the RP pipe, the hoop winding layer is arranged on the radially outer side of the pipe in the portion consisting of the helical winding layer and the hoop winding layer, so that in the portion where the metal parts are joined. The strength characteristics of the FRP pipe can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 一実施形態におけるプロペラシャフトの側断
面図。
FIG. 1 is a side sectional view of a propeller shaft according to an embodiment.

【図2】 プロペラシャフトの片側端部を示す拡大断面
図。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing one end portion of a propeller shaft.

【図3】 FRP筒体2の要部拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged sectional view of an essential part of the FRP cylinder body 2.

【図4】 従来におけるプロペラシャフトの側断面図。FIG. 4 is a side sectional view of a conventional propeller shaft.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…プロペラシャフト、2…FRP製パイプとしてのF
RP筒体、3…金属部品としての継手、4a…肉厚部、
7…ヘリカル巻層、8…フープ巻層。
1 ... Propeller shaft, 2 ... F as FRP pipe
RP cylindrical body, 3 ... Joint as metal part, 4a ... Thick portion,
7 ... Helical winding layer, 8 ... Hoop winding layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安居 義治 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Fターム(参考) 3J033 AA01 AB02 BA01 BC03 4F205 AA36 AA39 AD16 AG08 AH17 HA02 HA33 HA37 HB01 HL12 HL14 HL25 HT02 HT22    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yoshiharu Yasui             2-1, Toyota-cho, Kariya City, Aichi Stock Association             Company Toyota Loom Works F term (reference) 3J033 AA01 AB02 BA01 BC03                 4F205 AA36 AA39 AD16 AG08 AH17                       HA02 HA33 HA37 HB01 HL12                       HL14 HL25 HT02 HT22

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 その端部に、継手として機能する金属部
品が接合されるプロペラシャフト用のFRP製パイプで
あって、 前記パイプの軸方向に対してなす角度が45度以下とな
るように強化繊維が巻かれたヘリカル巻層と、 前記パイプの軸方向に対してなす角度が略90度となる
ように強化繊維が巻かれ、前記ヘリカル巻層の間に挟ま
れた状態で前記パイプの端部に配置されたフープ巻層と
を備え、 前記パイプの端部の肉厚部のうち、前記ヘリカル巻層と
フープ巻層からなる部分において、前記フープ巻層が前
記パイプの径方向外側寄りに配置されているプロペラシ
ャフト用のFRP製パイプ。
1. A FRP pipe for a propeller shaft, the end of which is joined with a metal part that functions as a joint, and is reinforced so that an angle formed with respect to the axial direction of the pipe is 45 degrees or less. The helical wound layer in which the fiber is wound, and the reinforcing fiber is wound so that the angle formed with respect to the axial direction of the pipe is approximately 90 degrees, and the end of the pipe is sandwiched between the helical wound layers. A hoop winding layer disposed in a portion of the pipe, in the thick portion of the end portion of the pipe, the portion consisting of the helical winding layer and the hoop winding layer, the hoop winding layer in the radially outer side of the pipe. FRP pipe for the propeller shaft that is placed.
【請求項2】 前記ヘリカル巻層は、強化繊維の巻き付
ける角度を一層ごとで交互に変え、その巻き付けの角度
が異なる二層一組を複数組み持つ交互積層構造を有し、 前記フープ巻層は、前記ヘリカル巻層を構成する強化繊
維の層の組みと組みの間に配置されている請求項1に記
載のプロペラシャフト用のFRP製パイプ。
2. The helical winding layer has an alternating laminated structure in which the winding angle of the reinforcing fiber is alternately changed for each layer and a plurality of two-layer one set having different winding angles is provided, and the hoop winding layer is The FRP pipe for a propeller shaft according to claim 1, wherein the FRP pipe is arranged between a set of layers of reinforcing fibers constituting the helical wound layer.
【請求項3】 前記フープ巻層の層厚さは、前記ヘリカ
ル巻層の合計層厚さの1/4倍以上に設定されている請
求項1又は2に記載のプロペラシャフト用のFRP製パ
イプ。
3. The FRP pipe for a propeller shaft according to claim 1, wherein the layer thickness of the hoop winding layer is set to ¼ or more of the total layer thickness of the helical winding layer. .
【請求項4】 前記強化繊維には太番手が用いられ、前
記ヘリカル巻層を合計6層で構成し、当該ヘリカル巻層
の層順を前記パイプの外径方向に向かう順とすると、当
該ヘリカル巻層の4層目と5層目の間に前記フープ巻層
が配置されている請求項1〜3のうちいずれか一項に記
載のプロペラシャフト用のFRP製パイプ。
4. A thick count is used for the reinforcing fiber, and when the helical winding layer is composed of a total of 6 layers, and the layer order of the helical winding layer is the order toward the outer diameter direction of the pipe, the helical The FRP pipe for a propeller shaft according to any one of claims 1 to 3, wherein the hoop winding layer is arranged between a fourth layer and a fifth layer of the winding layer.
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