JP2703087B2 - 繊維強化軸の継手構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 繊維強化軸（以下FRP軸という）をフィラメントワイ
ンダで成形した後、これを他の部材に結合する場合、ボ
ルト結合或いは摩擦力に依存することが多いが、いずれ
も二次加工が必要である。

本発明は二次加工を要しないフランジ付FRP軸の継手
構造に関するものである。

（従来技術） 第６図と第７図はFRP軸の公知継手構造を示す（NAVAL
ENGINEERS JOURNAL,JUL 1986）。第６図ではFRP軸１の
端部に鋼製フランジ2aと2bを内と外に嵌挿し、ボルト挿
通孔を機械加工で明け、これにボルト３を通して固着し
ている。

この構造ではFRP軸に機械的に孔加工を施すというこ
の種材料に於て最も避けたい加工をせざるを得ないとい
う問題がある。

又第７図はFRP軸の別の継手構造を示す（実開昭61-18
4121号公報参照）。これは中空のFRP軸４と金属製ヨー
ク５との結合構造に関るものである。金属製ヨーク５の
一端が円筒部６をなし、これにFRP軸４が挿入されてい
る。FRP軸４の端は外側の円筒部６と内側の円筒状楔７
とで挟まれ、さらに円筒状楔７の内側に円筒状楔７と同
一テーパー面を有する芯金８を挿入し、該芯金８を金属
製ヨーク５の円筒部６の底部に取付けたボルト９で引込
んで摩擦結合させるものである。この構造は円筒状楔７
とFRP軸４、円筒部６とFRP軸４間の摩擦によってFRP軸
４と金属製ヨーク５とが結合され、トルクを伝達可能に
したものである。

しかしこの構造ではFRP軸４の端が金属製ヨーク５の
底部から動かないことが条件であるが、摩擦力のみによ
る結合の為、使用によりFRP軸４とヨーク５間の密着性
が悪化し、遂には継手構造がすべり破壊する恐れがあ
る。

（発明が解決しようとする課題） 接合に当りFRP軸の切断やFRP軸への穴明け等の二次機
械加工なしでトルクを伝達できるFRP軸の軸継手構造を
提供すること目的とする。

（課題を解決するための手段） 中空の繊維強化軸と繊維強化軸にアタッチメントを介
し結合されたフランジとからなり、前記フランジはその
中心部に断面楕円形のボスを備え、前記アタッチメント
はリング状をなし、前記ボスが嵌る楕円穴と半径方向の
一個のスリットを備えており、フランジのボスをアタッ
チメントの楕円穴に嵌合したのち中空の繊維強化軸に嵌
めたのち冷し嵌めによって一体化して軸継手を構成し
た。

又前記フランジに仮止め用穴が、又アタッチメント側
に仮止め用穴と整合する仮止め用ねじ穴が設けられてい
て、中空の繊維強化軸に嵌入するときねじボルトで両者
を仮止め可能にした。

（実施例） 第１図〜第５図に基いて説明する。第１図で10は中空
のFRP軸、11はフランジで、アタッチメント12を介して
接合される。

フランジ11は第２図と第３図に示すように、その片面
中心部に断面楕円形のボス13が一体に設けられている。
14はアタッチメント12との仮止時に使用する仮止め穴、
15は他の軸等への取付穴である。

アタッチメント12は第４図と第５図に示すごとく、半
径方向のストリット16付きでリング状をなしている。た
だし完全なリングではなく、前記フランジ11のボス13が
嵌るので楕円穴17があいている。スリット16と対向した
位置には前記フランジの仮止め穴14に対応する仮止め用
ねじ穴18が設けられている。

（FRP軸とフランジの結合方法） 中空のFRP軸10とフランジ11の取付けは次のようにし
て行う。まずフランジのボス13をアタッチメント12の楕
円穴17に嵌めたのち、仮止め穴14と仮止め用ねじ穴18を
揃え、図示しないねじボルトによってアタッチメント12
とフランジ11を仮止めする。仮止めされたフランジとア
タッチメントをFRP軸に挿入する。

次にFRP軸10を液体窒素等を用いて冷却して冷し嵌め
する。冷し嵌め完了後仮止め用のねじボルトを外す。フ
ランジ11の取付穴15・・・を用いて他の軸や機器等に接
続する。

以上の如き構造であるから、外部よりフランジ11にト
ルクが作用すると、楕円形ボス13がアタッチメント12の
楕円穴と嵌合しているため、その公差内でボス13の長径
が短径方向へ回転しようとする。この時アタッチメント
12の半径方向スリット16が広げられ、アタッチメント12
の外周にわたって広がろうとする力が発生する。この力
がFRP軸10の内面に作用し、最終的にはFRP軸とアタッチ
メント及びアタッチメントとボス間に摩擦力が発生し、
これによりフランジ11に作用したトルクがFRP軸10に伝
達される。

ボス13とアタッチメント12は楕円形同志の嵌合である
から、作用するトルクの方向は正逆どちらでも良い。又
中空のFRP軸10には外周部から力が加わらず内部から力
が加わる型であるから、FRP強度特性からも高強度が得
られる利点がある。

（効果） フランジの中心部に断面楕円形のボスを備え、アタッ
チメントはフランジのボスが嵌る楕円穴と半径方向の１
個のスリットを備えていて、フランジのボスをアタッチ
メントの楕円穴に嵌合したのち中空のFRP軸に嵌めたの
ち冷し嵌めによって一体化するようにした。そしてフラ
ンジが回転すると、アタッチメントのスリット部が広が
ろうとし、その際の摩擦力でトルクが伝達される。

このようにFRP軸とアタッチメント及びフランジのボ
スは圧着のみで、機械的手段による結合手段を講じてい
ない。この結果、機械的２次加工によるFRP軸の強度劣
化の問題がなくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軸継手を示す。 第２図はフランジの側面図、第３図は第２図の右側面
図。 第４図はアタッチメントの側面図、第５図は第４図の右
側面図。 第６図及び第７図は公知のFRP軸軸継手を示す。 図において； １……FRP軸、2a,2b……鋼製フランジ ３……ボルト、４……FRP軸 ５……金属製ヨーク、６……円筒部 ７……円筒状楔、８……芯金 ９……ボルト、10……FRP軸 11……フランジ、12……アタッチメント 13……ボス、14……仮止め穴 15……取付穴、16……スリット 17……楕円穴、18……仮止め用ねじ穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 31:24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空の繊維強化軸と繊維強化軸にアタッチ
   メントを介し結合されたフランジとからなり、前記フラ
   ンジはその中心部に断面楕円形のボスを備え、前記アタ
   ッチメントはリング状をなし、前記ボスが嵌る楕円穴と
   半径方向の一個のスリットを備えており、前記フランジ
   のボスをアタッチメントの楕円穴に嵌合したのち中空の
   繊維強化軸に嵌めたのち冷し嵌めによって一体化したこ
   とを特徴とする繊維強化軸の継手構造。
2. 【請求項２】前記フランジに仮止め用穴が、又アタッチ
   メント側に仮止め用穴と整合する仮止め用ねじ部が設け
   られていて、中空の繊維強化軸に嵌入するとき仮止め可
   能にしたことを特徴とする請求項（１）記載の繊維強化
   軸の継手構造。