JP2812112B2 - 複合材料製駆動軸のジョイント構造 - Google Patents
複合材料製駆動軸のジョイント構造Info
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- JP2812112B2 JP2812112B2 JP31627992A JP31627992A JP2812112B2 JP 2812112 B2 JP2812112 B2 JP 2812112B2 JP 31627992 A JP31627992 A JP 31627992A JP 31627992 A JP31627992 A JP 31627992A JP 2812112 B2 JP2812112 B2 JP 2812112B2
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- Japan
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- tube
- composite material
- flange
- joint
- shaft
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複合材料製駆動軸のジ
ョイント構造に関する。
ョイント構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の駆動系においては、最近、軽量
化要求の高まりに応えるべく、プロペラシャフトの主体
を繊維強化プラスチック製（複合材料製）のチューブで
製作することが行われている。ところで、プロペラシャ
フトは、車両衝突時の車体のつぶれによるエンジンの逃
げ場所を確保するため、すなわちエンジンを車体下に落
下させるため、ある大きさ以上の衝撃を受けた際、変形
あるいは破壊することが望ましいとされている。
化要求の高まりに応えるべく、プロペラシャフトの主体
を繊維強化プラスチック製（複合材料製）のチューブで
製作することが行われている。ところで、プロペラシャ
フトは、車両衝突時の車体のつぶれによるエンジンの逃
げ場所を確保するため、すなわちエンジンを車体下に落
下させるため、ある大きさ以上の衝撃を受けた際、変形
あるいは破壊することが望ましいとされている。
【０００３】そこで、従来は、例えば特開平３−４８０
２３号公報より抜粋して図８に示すように、複合材料製
チューブ１の端部に接着剤２を介して嵌合固定された、
ジョイント要素としてのヨーク３の基部に半径外方向へ
膨出する円錐部４を設け、車両衝突時に該円錐部４をプ
ロペラシャフト１の内部へ進入させてチューブ１を拡張
変形させる対策を採っていた。
２３号公報より抜粋して図８に示すように、複合材料製
チューブ１の端部に接着剤２を介して嵌合固定された、
ジョイント要素としてのヨーク３の基部に半径外方向へ
膨出する円錐部４を設け、車両衝突時に該円錐部４をプ
ロペラシャフト１の内部へ進入させてチューブ１を拡張
変形させる対策を採っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、最近、駆動
系のより一層の軽量化を図るべく、複合材料製のチュー
ブの端部外周に複合材料製のフランジ（ヨーク）を一体
的に設けて、フランジ結合するようにしたジョイントの
開発が進められており（例えば特願平４−２５２１４６
号参照）、かゝるフランジ結合形式のジョイントの場合
は、チューブ内への挿入部がないため、上記した態様
（図８）でのチューブの変形あるいは破壊は困難にな
り、これに代わる新たな対策が必要となっていた。
系のより一層の軽量化を図るべく、複合材料製のチュー
ブの端部外周に複合材料製のフランジ（ヨーク）を一体
的に設けて、フランジ結合するようにしたジョイントの
開発が進められており（例えば特願平４−２５２１４６
号参照）、かゝるフランジ結合形式のジョイントの場合
は、チューブ内への挿入部がないため、上記した態様
（図８）でのチューブの変形あるいは破壊は困難にな
り、これに代わる新たな対策が必要となっていた。
【０００５】本発明は、上記従来の背景に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、フランジ結合形成
としても、車両衝突時にプロペラシャフト主体を確実に
変形ないし破壊せしめることができるジョイントを提供
することにある。
たもので、その目的とするところは、フランジ結合形成
としても、車両衝突時にプロペラシャフト主体を確実に
変形ないし破壊せしめることができるジョイントを提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、樹脂を含む複合材料製のチューブを有す
る駆動軸のジョイントであって、前記チューブの端部に
一体的に設けた複合材料製の第１のフランジと、前記チ
ューブと連結される相手軸の端部に一体的に設けた第２
のフランジと前記両フランジを結合する結合手段とを備
え、かつ前記相手軸の端面に、半径方向へ延ばされかつ
前記チューブの中空内部からその外側まで拡がりを持つ
カッターブレードを突設するように構成したことを特徴
とする。
め、本発明は、樹脂を含む複合材料製のチューブを有す
る駆動軸のジョイントであって、前記チューブの端部に
一体的に設けた複合材料製の第１のフランジと、前記チ
ューブと連結される相手軸の端部に一体的に設けた第２
のフランジと前記両フランジを結合する結合手段とを備
え、かつ前記相手軸の端面に、半径方向へ延ばされかつ
前記チューブの中空内部からその外側まで拡がりを持つ
カッターブレードを突設するように構成したことを特徴
とする。
【０００７】
【作用】上記のように構成した複合材料製駆動軸のジョ
イントにおいては、車両衝突時に相手軸の端面に突設し
たカッターブレードがチューブの管壁に喰込んでこれを
切断する。
イントにおいては、車両衝突時に相手軸の端面に突設し
たカッターブレードがチューブの管壁に喰込んでこれを
切断する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１ないし図４において、10は本発明にか
ゝるジョイントであり、複合材料製のチューブ（プロペ
ラシャフト主体）11の端部に一体的に設けられた第１の
フランジ12と、トランスミッション（図示略）から延び
る軸またはディファレンシャルから延びる軸（以下、こ
れらを相手軸という）13の端部に一体的に設けられた第
２のフランジ14と、前記両フランジ12、14を結合するボ
ルト（結合部材）15と、相手軸13の端面に突設された突
出部材16とから概略構成されている。
ゝるジョイントであり、複合材料製のチューブ（プロペ
ラシャフト主体）11の端部に一体的に設けられた第１の
フランジ12と、トランスミッション（図示略）から延び
る軸またはディファレンシャルから延びる軸（以下、こ
れらを相手軸という）13の端部に一体的に設けられた第
２のフランジ14と、前記両フランジ12、14を結合するボ
ルト（結合部材）15と、相手軸13の端面に突設された突
出部材16とから概略構成されている。
【００１０】チューブ11は、樹脂を含浸させた繊維を素
材としてフィラメントワインディング法、テープワイン
ディング法等を利用して製作されたもので、その繊維と
してはガラス繊維、カーボン繊維、炭化ケイ素繊維等
が、その樹脂としてはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂等がそれぞれ選択されている。
また、第１のフランジ12も、前記同様に樹脂を含浸させ
た繊維を素材として製作されたもので、これには、前記
ボルト15を螺合可能なめねじ17ａを有する４個のインサ
ート（結合部材）17が円周方向に等間隔で埋設されてい
る。本ジョイント10は、フランジ12のたわみによって所
定のジョイント角（数度程度）を確保できるように構成
したもので、その第１のフランジ12は、図３および図４
に示すように、各２つのインサート17を含む前側部分18
および後側部分19から成り、かつこれら前側部分18およ
び後側部分19のそれぞれに薄肉部20を設けている。な
お、この第１のフランジ12は、前記特願平４−２５２１
４６号に開示された手順により、樹脂を含浸させた繊維
をインサート17とチューブ11の外周との間に巻付けて形
成したものである。
材としてフィラメントワインディング法、テープワイン
ディング法等を利用して製作されたもので、その繊維と
してはガラス繊維、カーボン繊維、炭化ケイ素繊維等
が、その樹脂としてはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂等がそれぞれ選択されている。
また、第１のフランジ12も、前記同様に樹脂を含浸させ
た繊維を素材として製作されたもので、これには、前記
ボルト15を螺合可能なめねじ17ａを有する４個のインサ
ート（結合部材）17が円周方向に等間隔で埋設されてい
る。本ジョイント10は、フランジ12のたわみによって所
定のジョイント角（数度程度）を確保できるように構成
したもので、その第１のフランジ12は、図３および図４
に示すように、各２つのインサート17を含む前側部分18
および後側部分19から成り、かつこれら前側部分18およ
び後側部分19のそれぞれに薄肉部20を設けている。な
お、この第１のフランジ12は、前記特願平４−２５２１
４６号に開示された手順により、樹脂を含浸させた繊維
をインサート17とチューブ11の外周との間に巻付けて形
成したものである。
【００１１】また、相手軸13に設けられた第２のフラン
ジ14は、相手軸13の外周面からその半径外方向へ突出さ
せた複数の突出片21から成っている。各突出片21は、前
記ボルト15の挿通可能なボルト挿通孔21ａを有し、前記
チューブ11側の第１のフランジ12のインサート17と整合
する位置に設けられている。これにより第１のフランジ
12内の各インサート17を前記突出片21に当接させた状態
のもと、突出片21のボルト挿通孔21ａ内にボルト15を挿
入してこれをインサート17のめねじ17ａにねじ込めば、
第１のフランジ12と第２のフランジ14とは締付け固定さ
れ、チューブ11は相手軸13に対して連結されるようにな
る。
ジ14は、相手軸13の外周面からその半径外方向へ突出さ
せた複数の突出片21から成っている。各突出片21は、前
記ボルト15の挿通可能なボルト挿通孔21ａを有し、前記
チューブ11側の第１のフランジ12のインサート17と整合
する位置に設けられている。これにより第１のフランジ
12内の各インサート17を前記突出片21に当接させた状態
のもと、突出片21のボルト挿通孔21ａ内にボルト15を挿
入してこれをインサート17のめねじ17ａにねじ込めば、
第１のフランジ12と第２のフランジ14とは締付け固定さ
れ、チューブ11は相手軸13に対して連結されるようにな
る。
【００１２】一方、相手軸13の端面に突設された突出部
材16は、円盤状底板22と、この底板22の裏面中央に突設
されたボス23と、底板22の表面に突設された複数（こゝ
では４枚）のカッターブレード24とを備えている。各カ
ッターブレード24は、こゝでは三角形状をなし、その斜
面24ａを前方（チューブ11側）へ向けて底板22上に配置
されている。また各カッターブレード24は半径方向へ延
ばして底板22上に配置され、チューブ11の軸心位置から
その外側までの拡がりを有している。また４つのカッタ
ーブレード24は、底板22の円周方向へ等間隔（９０度間
隔）に配置され、全体として十字形をなすように相互に
背中合わせに一体化されている。しかして、突出部材16
は、そのボス23を相手軸13の端面に形成した凹穴25に一
対の軸受26を介して嵌合させることにより、該相手軸に
回動自在に支持されている。軸受26は、ボス23に予め結
合されるもので、該ボス23には、軸受26の位置を固定す
るための押えリング27、中間リング28、ナット29等が装
着されている。
材16は、円盤状底板22と、この底板22の裏面中央に突設
されたボス23と、底板22の表面に突設された複数（こゝ
では４枚）のカッターブレード24とを備えている。各カ
ッターブレード24は、こゝでは三角形状をなし、その斜
面24ａを前方（チューブ11側）へ向けて底板22上に配置
されている。また各カッターブレード24は半径方向へ延
ばして底板22上に配置され、チューブ11の軸心位置から
その外側までの拡がりを有している。また４つのカッタ
ーブレード24は、底板22の円周方向へ等間隔（９０度間
隔）に配置され、全体として十字形をなすように相互に
背中合わせに一体化されている。しかして、突出部材16
は、そのボス23を相手軸13の端面に形成した凹穴25に一
対の軸受26を介して嵌合させることにより、該相手軸に
回動自在に支持されている。軸受26は、ボス23に予め結
合されるもので、該ボス23には、軸受26の位置を固定す
るための押えリング27、中間リング28、ナット29等が装
着されている。
【００１３】上記のように構成したジョイント10におい
ては、予め突出部材16のボス23に押えリング27、中間リ
ング28、ナット29等を用いて軸受26を嵌着し、先ず軸受
26を介してボス23を相手軸13の凹穴25に圧入して、突出
部材16を回動自在に相手軸13に組付ける。次にチューブ
11側の第１のフランジ12内の各インサート17を相手軸13
側の第２のフランジ14に合わせて、ボルト15を用いて両
フランジ12、14を締付け固定し、チューブ11を相手軸13
に連結する。
ては、予め突出部材16のボス23に押えリング27、中間リ
ング28、ナット29等を用いて軸受26を嵌着し、先ず軸受
26を介してボス23を相手軸13の凹穴25に圧入して、突出
部材16を回動自在に相手軸13に組付ける。次にチューブ
11側の第１のフランジ12内の各インサート17を相手軸13
側の第２のフランジ14に合わせて、ボルト15を用いて両
フランジ12、14を締付け固定し、チューブ11を相手軸13
に連結する。
【００１４】かゝる連結状態において、いま車両が衝突
して相手軸13からチューブ11に大きな衝撃が加わると、
突出部材16がチューブ11と相対移動し、突出部材16の複
数のカッターブレード24がチューブ11の管壁に対して軸
方向から喰込んで、チューブ11を竹で割ったように切断
し、この結果、エンジンの逃げ場が確保されるようにな
る。ところで、複合材料製のチューブ11は、曲げ剛性と
ねじり剛性とを適当にバランスさせるため、その製造に
際して繊維を軸方向へ所定の角度で配向させる場合があ
るが、本実施例では突出部材16を回動自在に設けている
ので、前記チューブ11の切断に際して、突出部材16が前
記繊維の配向方向へ整合するべく回転し、これによりカ
ッターブレード24による切断長さはより拡大するように
なる。
して相手軸13からチューブ11に大きな衝撃が加わると、
突出部材16がチューブ11と相対移動し、突出部材16の複
数のカッターブレード24がチューブ11の管壁に対して軸
方向から喰込んで、チューブ11を竹で割ったように切断
し、この結果、エンジンの逃げ場が確保されるようにな
る。ところで、複合材料製のチューブ11は、曲げ剛性と
ねじり剛性とを適当にバランスさせるため、その製造に
際して繊維を軸方向へ所定の角度で配向させる場合があ
るが、本実施例では突出部材16を回動自在に設けている
ので、前記チューブ11の切断に際して、突出部材16が前
記繊維の配向方向へ整合するべく回転し、これによりカ
ッターブレード24による切断長さはより拡大するように
なる。
【００１５】なお、上記実施例において、突出部材16に
設けるカッターブレード24の形状を平板状としたが、こ
のカッターブレード24の形状は任意であり、例えば図５
に示すように軸方向にねじれを与えたねじれ刃24′とし
ても、図６に示すように軸方向および半径方向へねじれ
を与えたねじれ刃24″としても良く、この場合は、チュ
ーブ11の切断時の突出部材16の回転がより円滑となる。
また、上記実施例において、カッターブレード24を４枚
設けるようにしたが、このカッターブレードの数は任意
であり、３枚以下でも、５枚以上としても良い。さら
に、上記実施例においてインサート17としてねじ付のも
を用いたが、このインサート17は、例えば図７に示すよ
うに、単にボルト挿通孔17ｂを有する構造とし、ナット
31を用いて第１、第２のフランジ12と14とを締付け固定
するようにしても良い。また、同図に示すように第２の
フランジ14の突出片21に前記インサート17を嵌合可能な
凹部21ｂを設けるようにすれば、組立に際しての両者の
位置決めは容易となる。
設けるカッターブレード24の形状を平板状としたが、こ
のカッターブレード24の形状は任意であり、例えば図５
に示すように軸方向にねじれを与えたねじれ刃24′とし
ても、図６に示すように軸方向および半径方向へねじれ
を与えたねじれ刃24″としても良く、この場合は、チュ
ーブ11の切断時の突出部材16の回転がより円滑となる。
また、上記実施例において、カッターブレード24を４枚
設けるようにしたが、このカッターブレードの数は任意
であり、３枚以下でも、５枚以上としても良い。さら
に、上記実施例においてインサート17としてねじ付のも
を用いたが、このインサート17は、例えば図７に示すよ
うに、単にボルト挿通孔17ｂを有する構造とし、ナット
31を用いて第１、第２のフランジ12と14とを締付け固定
するようにしても良い。また、同図に示すように第２の
フランジ14の突出片21に前記インサート17を嵌合可能な
凹部21ｂを設けるようにすれば、組立に際しての両者の
位置決めは容易となる。
【００１６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝる複合材料製駆動軸のジョイント構造によれば、カ
ッターブレードによってチューブを軸方向に切断するよ
うにしたので、フランジ結合形成としてもチューブを確
実に変形ないし破断せしめることができ、車両衝突時の
安全性が高まる。
かゝる複合材料製駆動軸のジョイント構造によれば、カ
ッターブレードによってチューブを軸方向に切断するよ
うにしたので、フランジ結合形成としてもチューブを確
実に変形ないし破断せしめることができ、車両衝突時の
安全性が高まる。
【図１】本発明にかゝる複合材料製駆動軸のジョイント
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図２】本ジョイントの一部であるカッターブレードを
含む突出部材の形状を示す正面図である。
含む突出部材の形状を示す正面図である。
【図３】チューブに端部に設けた第１のフランジの形状
を示す側面図である。
を示す側面図である。
【図４】図３に示す第１のフランジの平面図である。
【図５】カッターブレードの他の実施例を示す正面図で
ある。
ある。
【図６】カッターブレードのさらに他の実施例を示す正
面図である。
面図である。
【図７】結合部材の変形例を示す断面図である。
【図８】従来のジョイントの構造の一例を示す断面図で
ある。
ある。
11 チューブ 12 第１のフランジ 13 相手軸 14 第２のフランジ 15 ボルト（結合部材） 16 突出部材 17 インサート（結合部材） 22 底板 24 カッターブレード
Claims (1)
- 【請求項１】 樹脂を含む複合材料製のチューブを有す
る駆動軸のジョイントであって、前記チューブの端部に
一体的に設けた複合材料製の第１のフランジと、前記チ
ューブと連結される相手軸の端部に一体的に設けた第２
のフランジと前記両フランジを結合する結合手段とを備
え、かつ前記相手軸の端面に、半径方向へ延ばされかつ
前記チューブの中空内部からその外側まで拡がりを持つ
カッターブレードを突設したことを特徴とする複合材料
製駆動軸のジョイント構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31627992A JP2812112B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 複合材料製駆動軸のジョイント構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31627992A JP2812112B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 複合材料製駆動軸のジョイント構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06147216A JPH06147216A (ja) | 1994-05-27 |
| JP2812112B2 true JP2812112B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=18075340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31627992A Expired - Lifetime JP2812112B2 (ja) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | 複合材料製駆動軸のジョイント構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2812112B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100436923C (zh) * | 2006-09-12 | 2008-11-26 | 武汉理工大学 | 复合材料低温力矩管的制备方法 |
| WO2010067431A1 (ja) | 2008-12-10 | 2010-06-17 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用プロペラシャフト |
| DE102010044464A1 (de) * | 2010-09-06 | 2012-03-08 | Hackforth Gmbh | Welle zum Übertragen von Drehmomenten |
-
1992
- 1992-10-30 JP JP31627992A patent/JP2812112B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06147216A (ja) | 1994-05-27 |
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