JP5699657B2 - プロペラシャフトおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
伝達関数ゲイン(音圧レベル)と膜モード共振周波数はインパルス加振試験により測定する。図8はプロペラシャフトの伝達関数ゲイン(音圧レベル)と膜モード共振周波数を測定する様子を示す概略図である。測定すべきFRP筒体80の中央部に加速度センサー81を取り付ける。この状態で、力センサー82を内蔵したインパルスハンマー83にて加振し、力センサー82と加速度センサー81の出力を入力チャンネルモジュール84(たとえば、(株)エー・アンド・デイ社製AD−3651)を介しホストコンピューター85に取り込み、FFT専用ソフト(たとえば、(株)エー・アンド・デイ社製 WCAMSA)にて伝達関数を求め、表示させることにより、伝達関数ゲイン(音圧レベル)と共振周波数を得ることができる。
測定すべきプロペラシャフトを実車(セダン車)に搭載し、エンジン出力を介しプロペラシャフトを回転させ、騒音で問題となる約1100Hz領域でプロペラシャフトから発される放射音の音量を車内床下に騒音計測マイクを設置して測定する。
FW法によってFRP製筒体を成形した。すなわち、炭素繊維束(平均単糸径:7μm、単糸数:24,000本、引張強度4900MPa、引張弾性率:230GPa)を3本引き揃え、これを、硬化剤および硬化促進剤を含むビスフェノールA型エポキシ樹脂をマトリックス樹脂として含浸しながら、外径80mm、長さ1,300mmのマンドレルに、まず、その一端部100mmの部分に軸方向に対して±82°の角度で8層巻き付けて厚み2.5mmの部分層を形成した後、他端部に移動して同様に部分層を形成し、引き続きマンドレルの全長にわたって軸方向に対して±12゜の角度で5層巻き付けて厚み2.5mmの主層を形成し、次いで、マンドレルの全長にわたって軸方向に対して−83゜で巻き付け、さらに、膜1次の節位置15と膜2次の節位置16を中心に幅60mmにわたり、±83°の角度で8層巻き付けて厚み2.5mmの補強層を形成した。なお、得られるFRP筒体について予めFEM計算を行い、膜1次の節位置が、その筒体の軸方向中央部に、膜2次の節位置が、その筒体の軸方向1/4部と3/4部から、それぞれ軸方向中央寄りに30mmづつ離れた位置にあることを特定しておいた。
補強層を形成しなかった以外は、参考例と同様にして、外径が85mm、内径が80mm、長さが1,200mmのFRP筒体を得た。
補強層を形成しなかった以外は、参考例と同様にして、外径が85mm、内径が80mm、長さが1,200mmのFRP筒体を得た。得られたFRP筒体の各端部に、ヨーク75を圧入接合し、図7に示すようなFRP製プロペラシャフトを得た。
12、22、32、42、72:周方向巻層
14、24、34 :補強層
15、25、35、45 :膜1次共振の節位置
16、26、36、46 :膜2次共振の節位置
17、27、37、47、75:トルク伝達継手
44 :円筒状突起部材
51 :円柱状突起部材
61 :十字状突起部材
80 :FRP筒体
81 :加速度センサー
82 :力センサー
83 :インパルスハンマー
84 :入力チャンネルモジュール
85 :ホストコンピューター
Claims (4)
- 強化繊維の層を含み筒軸方向に延在する本体筒部を有するFRP筒体と、その筒体における膜1次共振の節位置と膜2次共振の節位置であって、FRP筒体の内側に接して、または前記強化繊維の層の層間に配された、強化繊維の周方向巻きによる補強層、またはFRPもしくは樹脂製剛体からなる突起部材とを有することを特徴とするプロペラシャフト。
- 前記補強層および前記突起部材は、その形状が、幅3〜90mm、厚み1〜5mmである請求項1に記載のプロペラシャフト。
- 前記突起部材が、幅3〜90mmの円柱状、または幅3〜90mmの十字状である請求項1に記載のプロペラシャフト。
- FRP筒体を、マトリックス樹脂を含浸させた強化繊維を引きそろえ、張力を付加しマンドレルに巻き付けて賦形するプロペラシャフトの製造方法において、膜1次共振の節位置や膜2次共振の節位置を筒体端面からの位置を特定し、前記膜1次共振の節位置と膜2次共振の節位置に、
(a)前記FRP筒体の内側に接して、強化繊維の周方向巻きによる補強層を配する、または前記FRP筒体の端部から前記FRP筒体の内側に突起部材を挿入する、もしくは
(b)前記FRP筒体を構成する強化繊維の螺旋巻層の中間(層間)に介在し、強化繊維の周方向巻きによる補強層を配する、または前記FRP筒体を構成する強化繊維の螺旋巻層の中間に特記部材を配置する、
ことを特徴とするプロペラシャフトの製造方法。
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