JP6374813B2 - Power transmission shaft - Google Patents

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Description

本発明は、動力伝達軸に関する。   The present invention relates to a power transmission shaft.

車体の前側に内燃機関(動力源)を搭載し、内燃機関の動力で後輪を駆動させる後輪駆動車又は四輪駆動車は、車体の中央下部に推進軸(プロペラシャフト)を備え、この推進軸を介して、内燃機関の動力を後輪に伝達している。   A rear-wheel drive vehicle or a four-wheel drive vehicle in which an internal combustion engine (power source) is mounted on the front side of the vehicle body and the rear wheels are driven by the power of the internal combustion engine includes a propulsion shaft (propeller shaft) at the lower center of the vehicle body. The power of the internal combustion engine is transmitted to the rear wheels via the propulsion shaft.

さらに説明すると、例えば、推進軸は、細長円筒状の動力伝達軸本体と、動力伝達軸本体の前端部に圧入固定された炭素鋼製の連結部材(スタブヨーク、スタブシャフト)と、を備えている(特許文献1参照)。そして、推進軸の軽量化を図るため、動力伝達軸本体は例えばCFRP製(Carbon Fiber Reinforced Plastic)とされる。この構成において、CFRPの母材(マトリックス)は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で形成されている。   More specifically, for example, the propulsion shaft includes an elongated cylindrical power transmission shaft main body, and a carbon steel connecting member (stub yoke, stub shaft) that is press-fitted and fixed to the front end portion of the power transmission shaft main body. (See Patent Document 1). In order to reduce the weight of the propulsion shaft, the power transmission shaft body is made of, for example, CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic). In this configuration, the CFRP base material (matrix) is formed of a thermosetting resin such as an epoxy resin.

特開2006−56389号公報JP 2006-56389 A

ここで、推進軸はその組立後であって車両への取り付け前、金属製のバランサ(錘)を固定することで、回転バランスが調整される。ところが、動力伝達軸本体がCFRP製であるため、動力伝達軸本体に金属製のバランサを溶接できない。そこで、炭素鋼製のスタブヨークに溶接する構成が考えられるが、溶接箇所を形成するためにスタブヨークが軸方向に長くなってしまう。また、バランサを接着剤でCFRP製の動力伝達軸本体に接着する構成が考えられるが、接着剤の塗布工程、接着剤の硬化工程等が必要となり、製造時間が長くなる。   Here, the rotation balance is adjusted by fixing the metal balancer (weight) after the propulsion shaft is assembled and before being attached to the vehicle. However, since the power transmission shaft main body is made of CFRP, a metal balancer cannot be welded to the power transmission shaft main body. Then, although the structure welded to carbon steel stub yoke is considered, in order to form a welding location, a stub yoke will become long in an axial direction. Further, a configuration in which the balancer is bonded to the power transmission shaft main body made of CFRP with an adhesive is conceivable. However, an adhesive application process, an adhesive curing process, and the like are required, resulting in a long manufacturing time.

そこで、本発明は、動力伝達軸本体にバランサが容易に固定されてなる動力伝達軸及び動力伝達軸の製造方法を提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a power transmission shaft in which a balancer is easily fixed to a power transmission shaft main body and a method for manufacturing the power transmission shaft.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、動力を伝達する動力伝達軸であって、FRTP製の動力伝達軸本体と、前記動力伝達軸本体に固定され、回転バランスを調整するためのバランサと、を備え、前記バランサは、前記動力伝達軸本体に熱溶着していることを特徴とする動力伝達軸である。   As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a power transmission shaft for transmitting power, which is a FRTP-made power transmission shaft main body, fixed to the power transmission shaft main body, and for adjusting the rotational balance. A balancer, wherein the balancer is thermally welded to the power transmission shaft body.

このような構成によれば、動力伝達軸本体はFRTP(Fiber Reinforced Thermo Plastics)製であり、熱可塑性樹脂(Thermoplastic resin)を母材としているので、その熱可塑性樹脂を加熱すると、動力伝達軸本体が軟らかくなる。そうすると、動力伝達軸本体は容易に変形(流動)可能となり、バランサとも溶着(熱溶着)可能となる。   According to such a configuration, the power transmission shaft main body is made of FRTP (Fiber Reinforced Thermo Plastics) and uses a thermoplastic resin as a base material. Therefore, when the thermoplastic resin is heated, the power transmission shaft main body Becomes soft. Then, the power transmission shaft body can be easily deformed (flowed), and can also be welded (thermally welded) to the balancer.

すなわち、動力伝達軸本体はFRTP製であるので、動力伝達軸本体を加熱することで軟化させ、この軟化した部分にバランサを容易に短時間で熱溶着できる。したがって、動力伝達軸は、軸方向に長くならず、また、接着剤も使用しないので、製造に要するサイクルタイムは短時間となる。   That is, since the power transmission shaft main body is made of FRTP, the power transmission shaft main body is softened by heating, and the balancer can be easily heat-welded to the softened portion in a short time. Therefore, the power transmission shaft is not elongated in the axial direction, and no adhesive is used, so that the cycle time required for manufacturing is short.

また、他の動力伝達部材と連結するための部材であって、前記動力伝達軸本体の一端部が外嵌した連結部材を備え、前記バランサは、前記動力伝達軸本体の一端部に熱溶着している構成としてもよい。   The power transmission shaft main body includes a connection member that is fitted to one end of the power transmission shaft main body, and the balancer is thermally welded to one end of the power transmission shaft main body. It is good also as composition which has.

また、前記バランサの径方向外側に、環状のバンドを備えた構成としてもよい。
さらに、前記バランサにおいて、前記動力伝達軸本体との溶着面は凹凸である構成としてもよい。
さらにまた、前記動力伝達軸本体は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂(CFRTP)製である構成としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure provided with the cyclic | annular band in the radial direction outer side of the said balancer.
Furthermore, in the balancer, a welding surface with the power transmission shaft main body may be uneven.
Furthermore, the power transmission shaft body may be made of a carbon fiber reinforced thermoplastic resin (CFRTP).

また、前記課題を解決するための手段として、本発明は、動力を伝達する動力伝達軸の製造方法であって、FRTP製の動力伝達軸本体に、回転バランスを調整するためのバランサを熱溶着によって固定することを特徴とする動力伝達軸の製造方法である。   Further, as a means for solving the above-mentioned problems, the present invention is a method for manufacturing a power transmission shaft for transmitting power, wherein a balancer for adjusting the rotational balance is thermally welded to a power transmission shaft body made of FRTP. It is the manufacturing method of the power transmission shaft characterized by fixing by.

本発明によれば、動力伝達軸本体にバランサが容易に固定されてなる動力伝達軸及び動力伝達軸の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of a power transmission shaft by which a balancer is easily fixed to a power transmission shaft main body, and a power transmission shaft can be provided.

本実施形態に係る推進軸の平面図である。It is a top view of the propulsion shaft concerning this embodiment. 本実施形態に係る動力伝達軸の平面図である。It is a top view of the power transmission shaft which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る動力伝達軸の拡大平面図である。It is an enlarged plan view of a power transmission shaft according to the present embodiment. 本実施形態に係る動力伝達軸の輪切り断面図であり、図3のX1−X1線断面に対応している。FIG. 4 is a cross-sectional view of the power transmission shaft according to the present embodiment, corresponding to a cross section taken along line X1-X1 in FIG. 3. 変形例に係る動力伝達軸の拡大平面図である。It is an enlarged plan view of a power transmission shaft according to a modification.

本発明の一実施形態について図1〜図4を参照して説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

≪推進軸≫
本実施形態に係る推進軸100(プロペラシャフト)は、FF(Front-engine Front-drive)ベースの四輪駆動車(車両)に搭載されている。推進軸100は、車両前側に配置された内燃機関(図示しない)の出力する動力を、車両後側に配置された終減速装置(図示しない)に伝達させる軸であり、車幅方向中央で前後方向に延びている。
≪Promotion axis≫
A propulsion shaft 100 (propeller shaft) according to this embodiment is mounted on a front-engine front-drive (FF) -based four-wheel drive vehicle (vehicle). The propulsion shaft 100 is a shaft that transmits power output from an internal combustion engine (not shown) arranged on the front side of the vehicle to a final reduction gear (not shown) arranged on the rear side of the vehicle. Extending in the direction.

推進軸100は、2ピース構造(2分割構造)を有しており、前側の動力伝達軸1と、後側の動力伝達軸2と、動力伝達軸1及び動力伝達軸2を連結する等速ジョイント110と、を備えている。ただし、ピース数(分割数)は、これに限定されず、1ピース構造又は3ピース構造(3分割構造)等に適宜変更してよい。   The propulsion shaft 100 has a two-piece structure (a two-part structure), and is connected to the front power transmission shaft 1, the rear power transmission shaft 2, the power transmission shaft 1 and the power transmission shaft 2 at a constant speed. And a joint 110. However, the number of pieces (number of divisions) is not limited to this, and may be appropriately changed to a one-piece structure or a three-piece structure (three-division structure).

また、推進軸100の前端は、前側の十字軸ジョイント210を介して、トランスファ装置(図示しない)側の出力軸に連結されている。推進軸100の後端は、後側の十字軸ジョイント220を介して、終減速装置のドライブピニオンシャフトに連結されている。なお、前記出力軸にはコンパニオンフランジ310がスプライン結合している。ドライブピニオンシャフトにはコンパニオンフランジ320がスプライン結合している。   The front end of the propulsion shaft 100 is connected to an output shaft on the transfer device (not shown) side via a front cross shaft joint 210. The rear end of the propulsion shaft 100 is connected to the drive pinion shaft of the final reduction gear through a rear cross shaft joint 220. A companion flange 310 is splined to the output shaft. A companion flange 320 is splined to the drive pinion shaft.

<十字軸ジョイント>
前側の十字軸ジョイント210は、フランジヨーク211と、スタブヨーク20と、十字軸213と、を備えている。
<Cross shaft joint>
The front cross shaft joint 210 includes a flange yoke 211, a stub yoke 20, and a cross shaft 213.

フランジヨーク211は、後側に二股で延びるU字形のヨーク214と、ヨーク214の前端部から径外方向に延びるリング状のフランジ部215と、を備えている。ヨーク214は、十字軸213を介して、スタブヨーク20の後記するヨーク21と屈曲自在に連結されている。フランジ部215は、コンパニオンフランジ310にボルトで締結されている。   The flange yoke 211 includes a U-shaped yoke 214 extending in a bifurcated manner on the rear side, and a ring-shaped flange portion 215 extending radially outward from the front end portion of the yoke 214. The yoke 214 is connected to a yoke 21 described later of the stub yoke 20 via a cross shaft 213 so as to be bendable. The flange portion 215 is fastened to the companion flange 310 with a bolt.

後側の十字軸ジョイント220は、十字軸ジョイント210と同様の構成であり、フランジヨーク221と、スタブヨーク222と、フランジヨーク221及びスタブヨーク222を屈曲自在で連結する十字軸223と、を備えている。フランジヨーク221の後端部は、コンパニオンフランジ320にボルトで締結されている。スタブヨーク222の前端部は動力伝達軸2の後端部に連結されている。   The rear cruciform joint 220 has the same configuration as the cruciform joint 210, and includes a flange yoke 221, a stub yoke 222, and a cruciform shaft 223 that flexibly connects the flange yoke 221 and the stub yoke 222. . The rear end portion of the flange yoke 221 is fastened to the companion flange 320 with a bolt. The front end portion of the stub yoke 222 is connected to the rear end portion of the power transmission shaft 2.

<等速ジョイント>
等速ジョイント110は、動力伝達軸1と動力伝達軸2とを動力伝達可能かつ軸方向に伸縮自在に連結するジョイントであり、ここでは、トリポート型で構成されている。ただし、ダブルオフセット型等で構成されてもよい。等速ジョイント110は、前側が閉じた外輪部材30と、外輪部材30内を軸方向に移動する内輪部材120と、を備えている。
<Constant velocity joint>
The constant velocity joint 110 is a joint that connects the power transmission shaft 1 and the power transmission shaft 2 so that power can be transmitted and can be expanded and contracted in the axial direction, and is configured as a tripod type here. However, a double offset type or the like may be used. The constant velocity joint 110 includes an outer ring member 30 whose front side is closed, and an inner ring member 120 that moves in the outer ring member 30 in the axial direction.

内輪部材120は、スタブシャフト131に外嵌し固定された円筒状のボス部121と、ボス部121の外周面から径方向外向きに突出する3つの軸部122と、各軸部122に回転自在に支持されたローラ123と、を備えている。各ローラ123は、後記する摺動溝31aに収容されている。   The inner ring member 120 has a cylindrical boss portion 121 fitted and fixed to the stub shaft 131, three shaft portions 122 projecting radially outward from the outer peripheral surface of the boss portion 121, and rotating to each shaft portion 122. And a freely supported roller 123. Each roller 123 is accommodated in a sliding groove 31a described later.

スタブシャフト131は丸棒状の部材であり、その後端部が動力伝達軸2の前端部に結合されている。よって、スタブシャフト131は動力伝達軸2と一体で回転するようになっている。スタブシャフト131は、軸受141(ボールベアリグ等)を有する中間軸受ユニット140を介して車体に回転自在に支持されている。   The stub shaft 131 is a round bar-like member, and the rear end portion thereof is coupled to the front end portion of the power transmission shaft 2. Therefore, the stub shaft 131 rotates together with the power transmission shaft 2. The stub shaft 131 is rotatably supported by the vehicle body via an intermediate bearing unit 140 having a bearing 141 (such as a ball bear rig).

<動力伝達軸>
動力伝達軸1は、十字軸ジョイント210からの動力を等速ジョイント110に伝達する軸である。動力伝達軸2は、等速ジョイント110からの動力を十字軸ジョイント220に伝達する軸である。動力伝達軸1、動力伝達軸2は、同様の構成であるので、以下、動力伝達軸1について主に説明する。
<Power transmission shaft>
The power transmission shaft 1 is a shaft that transmits power from the cross joint 210 to the constant velocity joint 110. The power transmission shaft 2 is a shaft that transmits the power from the constant velocity joint 110 to the cross shaft joint 220. Since the power transmission shaft 1 and the power transmission shaft 2 have the same configuration, the power transmission shaft 1 will be mainly described below.

動力伝達軸1は、動力伝達軸本体10と、スタブヨーク20(連結部材)と、外輪部材30(連結部材)と、4つのバランサ41、41と、を備えている。   The power transmission shaft 1 includes a power transmission shaft main body 10, a stub yoke 20 (connection member), an outer ring member 30 (connection member), and four balancers 41 and 41.

<動力伝達軸本体>
動力伝達軸本体10は、動力伝達軸1の骨格を構成し、細長の円筒状を呈している。動力伝達軸本体10は、CFRTP(Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics)製、つまり、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック製である。CFRTPは、熱可塑性樹脂製の母材(マトリックス)に、炭素繊維(炭素繊維束)が分散したものである。言い換えると、CFRTPは、炭素繊維に熱可塑性樹脂を含浸させることで形成されている。
<Power transmission shaft body>
The power transmission shaft main body 10 constitutes a skeleton of the power transmission shaft 1 and has an elongated cylindrical shape. The power transmission shaft body 10 is made of CFRTP (Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics), that is, made of carbon fiber reinforced thermoplastic. CFRTP is obtained by dispersing carbon fibers (carbon fiber bundles) in a base material (matrix) made of a thermoplastic resin. In other words, CFRTP is formed by impregnating a carbon fiber with a thermoplastic resin.

<炭素繊維>
炭素繊維としては、例えば、PAN系、ピッチ系を使用できる。また、炭素繊維は、例えば、単繊維が束ねられてなる繊維束(フィラメント、トウ)を使用でき、連続繊維又は不連続繊維を使用できる。また、炭素繊維は、繊維束の向きが不規則であるものや、繊維束が一方向(例えば、動力伝達軸本体10の軸方向)で配向したものや、繊維束が二以上の方向(例えば軸方向に対して、+45°方向、−45°方向)で配向したものを使用できる。また、組み紐状の炭素繊維や、織物状の炭素繊維も使用できる。
<Carbon fiber>
As the carbon fiber, for example, a PAN system or a pitch system can be used. Moreover, the carbon fiber can use the fiber bundle (filament, tow) by which a single fiber is bundled, for example, can use a continuous fiber or a discontinuous fiber. Further, the carbon fiber has an irregular fiber bundle orientation, a fiber bundle oriented in one direction (for example, the axial direction of the power transmission shaft body 10), or a fiber bundle having two or more directions (for example, Those oriented in the + 45 ° direction and the −45 ° direction with respect to the axial direction can be used. Further, braided carbon fibers and woven carbon fibers can also be used.

<熱可塑性樹脂>
熱可塑性樹脂としては、例えば、PA6(ポリアミド6(ナイロン6))、PA66(ポリアミド66(ナイロン66))、PA46(ポリアミド46)、PA12(ポリアミド12(ナイロン12))、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PPS(ポリフェニレンスルファイド)、PE(ポリエチレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、POM(ポリアセタール)、TPU(熱可塑性ポリウレタン)、を使用できる。
<Thermoplastic resin>
Examples of the thermoplastic resin include PA6 (polyamide 6 (nylon 6)), PA66 (polyamide 66 (nylon 66)), PA46 (polyamide 46), PA12 (polyamide 12 (nylon 12)), PEEK (polyether ether ketone). ), PPS (polyphenylene sulfide), PE (polyethylene), PET (polyethylene terephthalate), PP (polypropylene), PC (polycarbonate), PBT (polybutylene terephthalate), POM (polyacetal), TPU (thermoplastic polyurethane), Can be used.

このように動力伝達軸本体10はCFRTP製であって、その母材(マトリックス)は熱可塑性樹脂で形成されているので、動力伝達軸本体10を加熱することで軟化し、小さな荷重でも変形可能な状態となる。   Thus, the power transmission shaft main body 10 is made of CFRTP, and its base material (matrix) is made of a thermoplastic resin. Therefore, the power transmission shaft main body 10 is softened by heating, and can be deformed even with a small load. It becomes a state.

<スタブヨーク>
スタブヨーク20は、例えば炭素鋼で形成され、動力伝達軸1とトランスファ装置の出力軸(他の動力伝達軸)とを連結するための部材である。スタブヨーク20は、前側に二股で延びるU字形のヨーク21と、ヨーク21の後端部から後方に延びる円筒状の円筒部22と、を備えている。
<Stub York>
The stub yoke 20 is formed of carbon steel, for example, and is a member for connecting the power transmission shaft 1 and the output shaft (another power transmission shaft) of the transfer device. The stub yoke 20 includes a U-shaped yoke 21 that is bifurcated on the front side, and a cylindrical cylindrical portion 22 that extends rearward from the rear end portion of the yoke 21.

円筒部22は、動力伝達軸本体10の前端部11と結合する部分である。具体的には、前端部11が円筒部22に外嵌すると共に、前端部11が円筒部22に全周において熱溶着することで、前端部11と円筒部22とは相互に結合されている。   The cylindrical portion 22 is a portion that is coupled to the front end portion 11 of the power transmission shaft main body 10. Specifically, the front end portion 11 is externally fitted to the cylindrical portion 22, and the front end portion 11 and the cylindrical portion 22 are coupled to each other by thermally welding the front end portion 11 to the cylindrical portion 22 on the entire circumference. .

円筒部22の外周面は前端部11との溶着面23を構成している。溶着面23には軸方向に延びる溝24が周方向に等間隔で形成されている。すなわち、溶着面23は凹凸面である。そして、溝24内にも前端部11の一部であって径方向内向きに突出する突出部11aが充填されている。突出部11aは前端部11の一部が加熱された状態で径方向内向きに押圧され、変形してなる部分である。   The outer peripheral surface of the cylindrical portion 22 constitutes a welding surface 23 with the front end portion 11. Grooves 24 extending in the axial direction are formed in the welding surface 23 at equal intervals in the circumferential direction. That is, the welding surface 23 is an uneven surface. The groove 24 is also filled with a protruding portion 11a that is a part of the front end portion 11 and protrudes radially inward. The protruding portion 11a is a portion that is deformed by being pressed radially inward while a part of the front end portion 11 is heated.

このようにして、円筒部22(スタブヨーク20)と前端部11(動力伝達軸本体10)との溶着面積(接触面積)が大きくなっているので、円筒部22と前端部11とが周方向、軸方向においてずれ難くなっている。なお、溝24の幅、深さ、数は適宜に変更してよい。   Thus, since the welding area (contact area) between the cylindrical portion 22 (stub yoke 20) and the front end portion 11 (power transmission shaft main body 10) is large, the cylindrical portion 22 and the front end portion 11 are in the circumferential direction. It is difficult to shift in the axial direction. Note that the width, depth, and number of the grooves 24 may be changed as appropriate.

また、溝24が軸方向に沿っているので、円筒部22及び前端部11が軸方向において相対的にずれ易くなっている。これにより、車が前方衝突し、内燃機関及び変速装置が後退しようとし、推進軸100に後向きの荷重が入力されると、円筒部22及び前端部11が軸方向にずれて、推進軸100が良好に圧縮される。したがって、推進軸100がつっかえ棒とならず、内燃機関及び変速装置が後退し、ボンネット等が変形することで衝突荷重が良好に吸収されるようになっている。   Further, since the groove 24 is along the axial direction, the cylindrical portion 22 and the front end portion 11 are relatively easily displaced in the axial direction. As a result, when the vehicle collides forward, the internal combustion engine and the transmission attempt to move backward, and a backward load is input to the propulsion shaft 100, the cylindrical portion 22 and the front end portion 11 are displaced in the axial direction, and the propulsion shaft 100 is Compressed well. Therefore, the propulsion shaft 100 does not become a support rod, the internal combustion engine and the transmission are retracted, and the bonnet and the like are deformed so that the collision load is absorbed well.

<外輪部材>
外輪部材30は、例えば炭素鋼で形成され、前側が閉じた有底円筒状の部材である。外輪部材30は、円筒状の周壁部31と、周壁部31の前端から径方向内側に延びる底壁部32と、周壁部31の前端から前方に突出形成された円筒状の被結合部33と、を備えている。
<Outer ring member>
The outer ring member 30 is a bottomed cylindrical member made of, for example, carbon steel and closed at the front side. The outer ring member 30 includes a cylindrical peripheral wall portion 31, a bottom wall portion 32 that extends radially inward from the front end of the peripheral wall portion 31, and a cylindrical coupled portion 33 that protrudes forward from the front end of the peripheral wall portion 31. It is equipped with.

周壁部31の内周面には、軸方向に延びると共に周方向に等間隔で配置された3本の摺動溝31aが形成されている。各摺動溝31aには前記したローラ123が摺動/転動自在に収容されている。   On the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 31, three sliding grooves 31 a that extend in the axial direction and are arranged at equal intervals in the circumferential direction are formed. Each sliding groove 31a accommodates the roller 123 described above so as to be slidable / rollable.

被結合部33は、動力伝達軸本体10の後端部12と結合する部分である。具体的には、後端部12が被結合部33に外嵌すると共に、後端部12が被結合部33に熱溶着することで、後端部12と被結合部33とは相互に結合されている。被結合部33の外周面には、円筒部22と同様に、軸方向に延びる溝が周方向に等間隔で形成されている。   The coupled portion 33 is a portion coupled to the rear end portion 12 of the power transmission shaft main body 10. Specifically, the rear end portion 12 is externally fitted to the coupled portion 33, and the rear end portion 12 and the coupled portion 33 are coupled to each other by thermally welding the rear end portion 12 to the coupled portion 33. Has been. On the outer peripheral surface of the coupled portion 33, like the cylindrical portion 22, grooves extending in the axial direction are formed at equal intervals in the circumferential direction.

<バランサ>
バランサ41は、推進軸100の回転バランスを調整するための金属製の錘であり、バランスピースとも称される。バランサ41は、軸方向視において円弧状を呈する薄板片であり、動力伝達軸本体10の前端部11と後端部12とにそれぞれ熱溶着されている。具体的には、バランサ41は、後記するように、加熱昇温状態で前端部11に押し付けることで熱溶着され、例えば0.5〜1.0mmにて埋設されている。さらに、バランサ41及び前端部11の径方向外側に、環状のバンドを設け、バランサ41の脱落を確実に防止する構成としてもよい。また、バランサ41の動力伝達軸本体10との溶着面には、加工又は化学処理で凹凸を形成してもよい。
<Balancer>
The balancer 41 is a metal weight for adjusting the rotational balance of the propulsion shaft 100 and is also referred to as a balance piece. The balancer 41 is a thin plate piece having an arc shape when viewed in the axial direction, and is thermally welded to the front end portion 11 and the rear end portion 12 of the power transmission shaft body 10. Specifically, as will be described later, the balancer 41 is thermally welded by being pressed against the front end portion 11 in a heated temperature rising state, and is embedded at, for example, 0.5 to 1.0 mm. Furthermore, it is good also as a structure which provides a cyclic | annular band in the radial direction outer side of the balancer 41 and the front-end part 11, and prevents the balancer 41 from dropping out reliably. Moreover, you may form an unevenness | corrugation in the welding surface with the power transmission shaft main body 10 of the balancer 41 by a process or chemical treatment.

<その他>
動力伝達軸2において、動力伝達軸本体の前端部とスタブシャフト131(連結部材)との結合状態、動力伝達軸本体の後端部と十字軸ジョイント220のスタブヨーク222との結合状態は、動力伝達軸1と同様である。
<Others>
In the power transmission shaft 2, the coupling state between the front end portion of the power transmission shaft main body and the stub shaft 131 (connection member) and the coupling state between the rear end portion of the power transmission shaft main body and the stub yoke 222 of the cross shaft joint 220 are determined as follows. Similar to axis 1.

≪動力伝達軸の製造方法≫
次に、動力伝達軸1の製造方法のうち、動力伝達軸本体10とスタブヨーク20との熱溶着を説明する。すなわち、動力伝達軸1の製造方法は、動力伝達軸本体10の前端部11にスタブヨーク20を熱溶着し、動力伝達軸本体10とスタブヨーク20とを結合することを特徴とする。
≪Power transmission shaft manufacturing method≫
Next, of the method for manufacturing the power transmission shaft 1, thermal welding between the power transmission shaft main body 10 and the stub yoke 20 will be described. That is, the method for manufacturing the power transmission shaft 1 is characterized in that the stub yoke 20 is thermally welded to the front end portion 11 of the power transmission shaft main body 10 and the power transmission shaft main body 10 and the stub yoke 20 are coupled.

動力伝達軸本体10は、例えば、プルトルージョン方法(連続引き抜き成形方法)によって得られる。プルトルージョン方法とは、所定方向に引き揃えた炭素繊維(束)を走行させながら、熱可塑性樹脂が加熱されてなる樹脂槽を通すことで炭素繊維に熱可塑性樹脂を含浸させ、余分な樹脂をスクイズ、脱泡した後、金型を通して引き抜くことにより成形する方法である。ここで、炭素繊維束として、熱可塑性樹脂が予め含浸(混入)されたコミングルを使用してもよい。   The power transmission shaft body 10 is obtained by, for example, a pultrusion method (continuous pultrusion molding method). The pultrusion method refers to impregnating a carbon fiber with a thermoplastic resin by passing through a resin tank in which the thermoplastic resin is heated while running carbon fibers (bundles) aligned in a predetermined direction. This is a method of forming by squeezing and defoaming and then drawing through a mold. Here, as the carbon fiber bundle, a commingle impregnated (mixed) with a thermoplastic resin in advance may be used.

動力伝達軸本体10は、例えば、軸方向において外径及び内径が一定であるストレート形状で形成される。その他、前端部11をその他に比べて部分的に肉厚にしてもよい。なお、前端部11の内径は、スタブヨーク20の円筒部22の外径よりも大きく形成されている。   The power transmission shaft main body 10 is formed in, for example, a straight shape having a constant outer diameter and inner diameter in the axial direction. In addition, the front end portion 11 may be partially thicker than others. Note that the inner diameter of the front end portion 11 is larger than the outer diameter of the cylindrical portion 22 of the stub yoke 20.

スタブヨーク20は、例えば公知の鋳造方法によって得られる。円筒部22の溶着面23に、前端部11との密着性が高まるように化成処理を施すことが好ましい。   The stub yoke 20 is obtained by a known casting method, for example. It is preferable to perform a chemical conversion treatment on the welding surface 23 of the cylindrical portion 22 so as to improve the adhesion with the front end portion 11.

<スタブヨークの熱溶着>
次いで、スタブヨーク20の円筒部22を、動力伝達軸本体10の前端部11内に差し込む。この場合において、前端部11の内径は円筒部22の外径よりも大きいので、小さな力で差し込むことができ、また、差し込み中に前端部11の内周面が切削されることはない。
<Heat welding of stub yoke>
Next, the cylindrical portion 22 of the stub yoke 20 is inserted into the front end portion 11 of the power transmission shaft main body 10. In this case, since the inner diameter of the front end portion 11 is larger than the outer diameter of the cylindrical portion 22, it can be inserted with a small force, and the inner peripheral surface of the front end portion 11 is not cut during insertion.

次いで、電気ヒータ等の加熱手段で、前端部11をその熱可塑性樹脂の融点以上に加熱する。これにより、前端部11は軟化し変形可能となる。   Next, the front end portion 11 is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin by a heating means such as an electric heater. Thereby, the front end part 11 becomes soft and can be deformed.

次いで、適宜な治具を使用して前端部11を縮径させ(図3、矢印A1参照)、前端部11を円筒部22に密着させる。治具は、例えば電気ヒータを内蔵し、軸方向視で1/3円弧状である3つの治具片が使用される。そして、3つの治具片を前端部11の外周面に宛がい、油圧シリンダ等の加圧手段で3つの治具片を径方向内側に移動させ、前端部11を縮径し変形させる。   Next, the diameter of the front end portion 11 is reduced using an appropriate jig (see FIG. 3, arrow A1), and the front end portion 11 is brought into close contact with the cylindrical portion 22. As the jig, for example, an electric heater is incorporated, and three jig pieces having an arc shape of 1/3 as viewed in the axial direction are used. Then, the three jig pieces are placed on the outer peripheral surface of the front end portion 11, and the three jig pieces are moved radially inward by a pressurizing means such as a hydraulic cylinder, so that the front end portion 11 is reduced in diameter and deformed.

そうすると、変形する前端部11が溝24に浸入し充填される。すなわち、円筒部22の凸凹の外周面が前端部11の内周面に転写される。そして、前端部11と円筒部22とが熱溶着される。   Then, the deformed front end portion 11 enters and fills the groove 24. That is, the uneven outer peripheral surface of the cylindrical portion 22 is transferred to the inner peripheral surface of the front end portion 11. And the front-end part 11 and the cylindrical part 22 are heat-welded.

<バランサの熱溶着>
次いで、前端部11にバランサ41を熱溶着する。具体的には、電気ヒータ等の加熱手段で、バランサ41をその熱可塑性樹脂の融点以上に加熱する。そして、加熱されたバランサ41を前端部11の外周面に宛がい、径方向内側に押し込む。そうすると、前端部11を形成する熱可塑性樹脂が加熱され軟化し変形可能となり、バランサ41が前端部11に部分的に埋設され熱溶着される。
<Thermal welding of balancer>
Next, the balancer 41 is thermally welded to the front end portion 11. Specifically, the balancer 41 is heated above the melting point of the thermoplastic resin by a heating means such as an electric heater. Then, the heated balancer 41 is directed to the outer peripheral surface of the front end portion 11 and pushed inward in the radial direction. If it does so, the thermoplastic resin which forms the front-end part 11 will be heated, it will become soft and can deform | transform, and the balancer 41 will be partially embedded in the front-end part 11 and heat-welded.

この場合において、前端部11の背面側(裏面側)、つまり、径方向内側には、芯材となる金属製の円筒部22が存在するので、バランサ41を前端部11に押し付けても、前端部11が大きく変形することはない。   In this case, since the metal cylindrical portion 22 serving as a core material exists on the back side (back side) of the front end portion 11, that is, on the radial inner side, the front end can be pressed even if the balancer 41 is pressed against the front end portion 11. The part 11 is not greatly deformed.

このようにして、熱溶着によってバランサ41を前端部11に短時間で固定できる。すなわち、例えば、バランサ41を接着剤で固定する場合、接着剤の塗布工程、バランサ41の貼り合わせ工程、接着剤の硬化工程等が必要となり、一連の作業に要するサイクルタイムが長くなるが、熱溶着によることでサイクルタイムが大幅に短くなる。   In this way, the balancer 41 can be fixed to the front end portion 11 in a short time by heat welding. That is, for example, when the balancer 41 is fixed with an adhesive, an adhesive application process, a balancer 41 bonding process, an adhesive curing process, and the like are required, and a cycle time required for a series of operations becomes long. Cycle time is significantly shortened by welding.

≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。
≪Modification≫
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, For example, you may change as follows.

前記した実施形態では、繊維が炭素繊維である構成を例示したが、その他に例えば、ガラス繊維やアラミド繊維である構成でもよい。すなわち、動力伝達軸本体10がGFRTP製である構成でもよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the fibers are carbon fibers has been exemplified, but other configurations such as glass fibers and aramid fibers may be used. That is, the power transmission shaft main body 10 may be made of GFRTP.

前記した実施形態では、軸方向に延びた溝24が周方向に複数配置された構成を例示したが、その他に例えば、軸方向に対して+45°傾斜した溝と、−45°傾斜した溝と、を備える構成としてもよい。また、周方向に延びる溝が軸方向において複数形成された構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the plurality of grooves 24 extending in the axial direction are arranged in the circumferential direction is exemplified. However, for example, a groove inclined by + 45 ° with respect to the axial direction, and a groove inclined by −45 ° It is good also as a structure provided with these. Further, a plurality of grooves extending in the circumferential direction may be formed in the axial direction.

前記した実施形態では、周方向において、熱溶着の範囲は全周に連続する構成を例示したが、その他に例えば、周方向において所定間隔をあけて形成されてもよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the range of thermal welding is continuous over the entire circumference in the circumferential direction is exemplified. However, for example, it may be formed with a predetermined interval in the circumferential direction.

図5に示すように、前端部11及び円筒部22において部分的に縮径した縮径部11b、縮径部22bが形成された構成としてもよい。縮径部11b、縮径部22bは、前端部11と円筒部22とを熱溶着した後、さらに、前端部11と円筒部22とが重なった部分を線状(バンド状)で縮径することで形成される(図5、矢印A2参照)。これにより、前端部11と円筒部22とさらに熱溶着(密着)し、特に軸方向においてずれ難くなる。ただし、縮径部11b、縮径部22bは、周方向において連続しておらず、例えば所定間隔(90°間隔)であってもよい。   As shown in FIG. 5, it is good also as a structure in which the diameter reducing part 11b and the diameter reducing part 22b which were partially diameter-reduced in the front end part 11 and the cylindrical part 22 were formed. The diameter-reduced portion 11b and the diameter-reduced portion 22b are obtained by thermally welding the front end portion 11 and the cylindrical portion 22, and further reducing the diameter of the portion where the front end portion 11 and the cylindrical portion 22 overlap with each other in a linear shape (band shape). (See arrow A2 in FIG. 5). As a result, the front end portion 11 and the cylindrical portion 22 are further thermally welded (adhered), and are not easily displaced in the axial direction. However, the reduced diameter portion 11b and the reduced diameter portion 22b are not continuous in the circumferential direction, and may be at a predetermined interval (90 ° interval), for example.

前記した実施形態では、バランサ41が動力伝達軸本体10の両端側に固定された構成を例示したが、固定位置は変更自由であり、例えば、軸方向中間位置に固定された構成でもよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the balancer 41 is fixed to both ends of the power transmission shaft main body 10 is illustrated. However, the fixed position can be freely changed, and for example, a configuration in which the balancer 41 is fixed at an intermediate position in the axial direction may be used.

1、2 動力伝達軸
10 動力伝達軸本体
20 スタブヨーク(連結部材)
30 外輪部材(連結部材)
41 バランサ
100 推進軸
1, 2 Power transmission shaft 10 Power transmission shaft body 20 Stub yoke (connecting member)
30 Outer ring member (connecting member)
41 Balancer 100 Propulsion shaft

Claims (6)

動力を伝達する動力伝達軸であって、
FRTP製の動力伝達軸本体と、
前記動力伝達軸本体に固定され、回転バランスを調整するためのバランサと、
を備え、
前記バランサは、前記動力伝達軸本体に熱溶着している
ことを特徴とする動力伝達軸。
A power transmission shaft for transmitting power,
FRTP power transmission shaft body,
A balancer fixed to the power transmission shaft body and for adjusting the rotational balance;
With
The balancer is thermally welded to the power transmission shaft main body.
他の動力伝達部材と連結するための部材であって、前記動力伝達軸本体の一端部が外嵌した連結部材を備え、
前記バランサは、前記動力伝達軸本体の一端部に熱溶着している、請求項1に記載の動力伝達軸。
A member for coupling with another power transmission member, comprising a coupling member with one end of the power transmission shaft body fitted;
The power transmission shaft according to claim 1, wherein the balancer is thermally welded to one end of the power transmission shaft main body.
前記バランサの径方向外側に、環状のバンドを備えた、請求項1又は請求項2に記載の動力伝達軸。   The power transmission shaft according to claim 1, wherein an annular band is provided on a radially outer side of the balancer. 前記バランサにおいて、前記動力伝達軸本体との溶着面は凹凸である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の動力伝達軸。   The power transmission shaft according to any one of claims 1 to 3, wherein a welding surface of the balancer with the power transmission shaft main body is uneven. 前記動力伝達軸本体は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂(CFRTP)製である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の動力伝達軸。   The power transmission shaft according to any one of claims 1 to 4, wherein the power transmission shaft main body is made of a carbon fiber reinforced thermoplastic resin (CFRTP). 動力を伝達する動力伝達軸の製造方法であって、
FRTP製の動力伝達軸本体に、回転バランスを調整するためのバランサを熱溶着によって固定する
ことを特徴とする動力伝達軸の製造方法。
A method of manufacturing a power transmission shaft for transmitting power,
A balancer for adjusting a rotation balance is fixed to a power transmission shaft body made of FRTP by heat welding.
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