JP6539422B1 - Method of manufacturing power transmission shaft - Google Patents
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Abstract
【課題】管体と連結部材とを簡単な構造で接続でき、製造コストの低減を図れる動力伝達軸の製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも一端が閉塞された閉塞部8を有する繊維強化プラスチック製の管体2と、管体2の端部に接続するスタブシャフト4と、を備える動力伝達軸の製造方法であって、管体2を準備する準備工程と、準備工程の後に、閉塞部8にスタブシャフト4を押し込む押込工程と、押込工程の後に、閉塞部8を硬化させる硬化工程と、を備える。管体2とスタブシャフト4との接続部は多角形状に形成されている。【選択図】図3The present invention provides a method of manufacturing a power transmission shaft which can connect a pipe body and a connecting member with a simple structure and can reduce the manufacturing cost. A method of manufacturing a power transmission shaft includes a fiber reinforced plastic tube body 2 having a closed portion 8 closed at least one end, and a stub shaft 4 connected to the end portion of the tube body 2 And a step of preparing the tubular body 2, a step of pressing the stub shaft 4 into the closed portion 8 after the step of preparing, and a step of curing the closed portion 8 after the step of pressing. The connection between the tube 2 and the stub shaft 4 is formed in a polygonal shape. [Selected figure] Figure 3
Description
本発明は、動力伝達軸の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a power transmission shaft.
自動車のプロペラシャフト(動力伝達軸)は、車両の前後方向に延びて、原動機で発生し変速装置で減速された動力を終減速装置に伝達する。プロペラシャフトの従来例として、繊維強化プラスチック製の管体と、管体の端部に接続する連結部材と、を備えたものが挙げられる(例えば、特許文献1)。特許文献1には、管体の端部の開口部に、連結部材をセレーション係合を伴って圧入して接続する技術が記載されている。
The propeller shaft (power transmission shaft) of the automobile extends in the front-rear direction of the vehicle to transmit the power generated by the prime mover and decelerated by the transmission to the final reduction gear. As a conventional example of a propeller shaft, what was provided with a tube made of fiber reinforced plastic and a connecting member connected to the end of the tube can be mentioned (for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の接続構造によれば、圧入状態の保持のためおよび車両の前方衝突の際のスライド荷重の制御のために、セレーションの加工精度を上げる必要があり、動力伝達軸の製造コストが高くなる。また、管体には、圧入状態を保持するために、連結部材との接続範囲にフープ巻き層を追加形成する必要があり、この点からも動力伝達軸の製造コストが高くなる。さらに、セレーションから水や塵埃等が管体の内部に浸入するおそれもある。
However, according to the connection structure of
本発明は、以上のような問題を解決するために行われたものであり、その目的は、管体と連結部材とを簡単な構造で接続でき、製造コストの低減を図れる動力伝達軸の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to manufacture a power transmission shaft capable of connecting a tubular body and a connection member with a simple structure and reducing manufacturing costs. To provide a way.
前記課題を解決するため、本発明は、少なくとも一端が閉塞された閉塞部を有する繊維強化プラスチック製の管体と、前記管体の端部に接続する連結部材と、を備える動力伝達軸の製造方法であって、前記管体を準備する準備工程と、前記準備工程の後に、前記閉塞部に前記連結部材を押し込む押込工程と、前記押込工程の後に、前記閉塞部を硬化させる硬化工程と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned subject, the present invention manufactures a power transmission shaft provided with a tube made of fiber reinforced plastic having a closed portion at least one end of which is closed, and a connecting member connected to the end of the tube. A method of preparing the tubular body, a pressing step of pushing the connecting member into the closing portion after the setting step, and a curing step of curing the closing portion after the pressing step; And the like.
本発明によれば、セレーション加工が不要となり、管体の変形および硬化を利用して管体と連結部材とを簡単に接続できるので、製造コストの低減を図れる。接着剤も不要となり、作業工程が簡略化される。管体は、閉塞部により端部が塞がれているので、管体の内部への水や塵埃等の浸入のおそれもない。 According to the present invention, serration processing is not necessary, and since the pipe body and the connecting member can be easily connected using deformation and hardening of the pipe body, manufacturing cost can be reduced. The adhesive is also unnecessary, and the working process is simplified. Since the end of the tubular body is blocked by the blocking portion, there is no risk of water, dust, etc. entering the interior of the tubular body.
各実施形態について図面を参照しながら説明する。各実施形態では、本発明の動力伝達軸を、FF(Front−engine Front−drive)ベースの四輪駆動車に搭載されるプロペラシャフトに適用した例を挙げる。また、各実施形態で共通する技術的要素には、共通の符号を付し、重複説明は省略する。 Each embodiment will be described with reference to the drawings. In each embodiment, an example in which the power transmission shaft of the present invention is applied to a propeller shaft mounted on a four-wheel drive vehicle based on a front-engine front-drive (FF) will be described. In addition, the technical elements common to the embodiments are denoted by the same reference numerals, and the redundant description will be omitted.
図1に示すように、動力伝達軸1は、軸線O1を中心軸とする管体2と、管体2の第一接続部120の内側に接続する連結部材としてのスタブヨーク3と、管体2の第二接続部130の内側に接続する連結部材としてのスタブシャフト4とを備えている。管体2は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)で形成されている。本発明において繊維強化プラスチックに使用される強化繊維は、炭素繊維に限られず、ガラス繊維やアラミド繊維であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
管体2は、本体部110と、本体部110の前側に配置された第一接続部120と、本体部110の後側に配置された第二接続部130と、本体部110と第二接続部130との間に位置する傾斜部140と、を備えている。
The
本体部110の外径は、中央部113から両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)に向かうに連れて縮径しており、中央部113の外径は両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)の外径よりも大きい。つまり、軸線O1に沿って本体部110を切った場合には、本体部110の外周面の断面形状は、緩やかな曲線を描き、外側に向けて突出する円弧状となっている。よって、本体部110の外形は、中央部113が径方向外側に膨らんだ樽形状(バレル形状)となっている。また、本体部110の板厚は、両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)から中央部113に向うにしたがい薄くなっており、中央部113の板厚は、両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)の板厚よりも薄く形成されている。
The outer diameter of the
第一接続部120の内周面は、スタブヨーク3の多角形状の接続部5に倣った多角形状を呈している。第二接続部130の内周面も、スタブシャフト4の多角形状の接続部6に倣った多角形状を呈している。
The inner peripheral surface of the
傾斜部140の外径は、本体部110側から第二接続部130側に向かうにしたがい次第に縮径し、円錐台形状となっている。傾斜部140の板厚は、第二接続部130側(後側)の端部から本体部110側(前側)の端部に向かうに連れて漸次薄くなっている。このため、傾斜部140のうち前端部の板厚が最も薄く、脆弱部を構成している。以上から、動力伝達軸1に車両が前方から衝突されて衝突荷重が入力すると、軸線O1に対して傾斜する傾斜部140にせん断力が作用する。そして、傾斜部140に作用するせん断力が所定値を超えると、傾斜部140の前端部(脆弱部)が破損する。このため、車両衝突時、車体の前部に搭載されたエンジンや変速機は速やかに後退し、衝突エネルギーは車体の前部により吸収される。
The outer diameter of the
スタブヨーク3は、カルダンジョイントを構成する金属製の部材である。スタブヨーク3の接続部5は、後端側が開口した筒形状を呈している。接続部5の外周面は、軸線O1方向視で多角形状を呈している。
The stub yoke 3 is a metal member that constitutes a cardan joint. The
スタブシャフト4は、等速ジョイントを構成する金属製の部材である。スタブシャフト4は、等速ジョイントの動力伝達部材に一体に回転するように連結する連結部7と、連結部7の前端に形成され、後記するように閉塞部8に押し込まれることで管体2の第二接続部130の内側に接続する接続部6と、を備えている。接続部6の外周面は、軸線O1方向視で多角形状を呈している。
The
以下、本発明に係る製造方法を、管体2とスタブシャフト4との接続構造に適用した場合について説明する。
[第一実施形態]
第一実施形態は、管体2が熱硬化性樹脂を含む場合の製造方法に関する。第一実施形態の製造方法は、図5のフローチャートに示すように、端部に閉塞部8が形成された管体2を準備する準備工程(ステップS1)と、軟化状態の閉塞部8にスタブシャフト4を押し込む押込工程(ステップS2)と、閉塞部8を硬化させる硬化工程(ステップS3)と、を備えている。
Hereinafter, the case where the manufacturing method concerning the present invention is applied to the connection structure of
First Embodiment
The first embodiment relates to a manufacturing method in the case where the
(準備工程)
図2に示すように、管体2の第二接続部130の後端部は、開口することなく、管体2の内部を閉塞するように、後方に対向した閉塞部8が周面部から一体に形成されている。閉塞部8は平面状でもよいし曲面状でもよい。準備工程では、少なくともこの閉塞部8が熱硬化前の軟化状態として、管体2を準備する。
(Preparation process)
As shown in FIG. 2, the rear end portion of the
(押込工程)
準備工程の後、図3に示すように、押込工程では、スタブシャフト4の接続部6を軟化状態の閉塞部8に軸線O1に沿って前方に押し込む。これにより、閉塞部8が塑性変形し、閉塞部8には、接続部6の外形に倣った凹部9が形成される。凹部9は、その底部が接続部6の前端面に密着するとともに、その内周部が接続部6の多角形状部に密着した多角形状を呈する。なお、閉塞部8の変形に伴って第二接続部130の周面部が変形しないように、押込工程においては、第二接続部130の外周に環状の押え治具10をあてがってもよい。
(Indentation process)
After the preparation step, as shown in FIG. 3, in the pressing step, the
(硬化工程)
押込工程の後、図4に示すように、硬化工程では閉塞部8を図示しない加熱手段により熱硬化させる。閉塞部8が硬化することにより、凹部9が接続部6の表面に強固に密着し、管体2とスタブシャフト4とが接続される。加熱手段としては、管2およびスタブシャフト4を加熱炉に設置するようにしてもよいし、前記押え治具10に加熱装置を内蔵させ、この加熱装置で閉塞部8を加熱するようにしてもよい。
(Curing process)
After the pressing step, as shown in FIG. 4, in the curing step, the blocking
以上のように、繊維強化プラスチック製の管体2と、管体2の端部に接続する連結部材(スタブシャフト4)と、を備える動力伝達軸1に関して、前記した準備工程と押込工程と硬化工程とを備える製造方法とすれば、精度の高いセレーション加工が不要となり、管体2の変形および硬化を利用して管体2と連結部材とを簡単に接続でき、製造コストの低減を図れる。接着剤も不要となり、作業工程が簡略化される。管体2は、閉塞部8により端部が塞がれているので、管体2の内部への水や塵埃等の浸入のおそれもない。
As described above, with respect to the
また、管体2と連結部材(スタブシャフト4)との接続部として多角形状に形成したことにより、管体2とスタブシャフト4との間での回転の動力伝達性能が向上する。
Moreover, the power transmission performance of the rotation between the
さらに、本実施形態では、管体2が、中央部113から両端部(前端部(他端部)111、後端部(一端部)112)に向かうに連れて外径が縮径する本体部110を備える。これによれば、曲げ応力が集中し易い管体2の本体部110に樽形状部が形成され、所定の曲げ強度を有することとなる。一方で、曲げ応力が集中し難い本体部110の両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)は、外径が小径に形成されることで軽量化されている。本体部110の中央部113においても、板厚が薄くなっていることで軽量化されている。よって、動力伝達軸1は、中央部113の所定の曲げ剛性を確保しつつ軽量化がなされ、危険回転数が上昇する。
Furthermore, in the present embodiment, a main body portion in which the outer diameter is reduced from the
[第二実施形態]
第二実施形態は、管体2が熱可塑性樹脂を含む場合の製造方法に関する。第二実施形態の製造方法も、端部に閉塞部8が形成された管体2を準備する準備工程と、軟化状態の閉塞部8にスタブシャフト4を押し込む押込工程と、閉塞部8を硬化させる硬化工程と、を備えている。
Second Embodiment
The second embodiment relates to a manufacturing method in the case where the
(準備工程)
図6に示すように、管体2の第二接続部130の後端部は、開口することなく、管体2の内部を閉塞するように、後方に対向した閉塞部8が周面部から一体に形成されている。第二実施形態の準備工程では、閉塞部8を加熱して軟化させる加熱工程を備える。加熱手段としては、例えば第二接続部130の外周にあてがう環状の加熱装置11とする。
(Preparation process)
As shown in FIG. 6, the rear end portion of the
(押込工程)
準備工程の後、図7に示すように、押込工程では、スタブシャフト4の接続部6を軟化状態の閉塞部8に軸線O1に沿って前方に押し込む。これにより、閉塞部8が塑性変形し、閉塞部8には、接続部6の外形に倣った凹部9が形成される。凹部9は、その底部が接続部6の前端面に密着するとともに、その内周部が接続部6の多角形状部に密着した多角形状を呈する。
(Indentation process)
After the preparation step, as shown in FIG. 7, in the pressing step, the
(硬化工程)
押込工程の後、図8に示すように、硬化工程では閉塞部8を自然冷却等により冷却硬化させる。閉塞部8が硬化することにより、凹部9が接続部6の表面に強固に密着し、管体2とスタブシャフト4とが接続される。
(Curing process)
After the pressing step, as shown in FIG. 8, in the curing step, the
第二実施形態の製造方法によっても、複雑なセレーション加工が不要となり、管体2の変形および硬化を利用して管体2と連結部材とを簡単に接続できる。接着剤も不要となり、作業工程が簡略化される。管体2は、閉塞部8により端部が塞がれているので、管体2の内部への水や塵埃等の浸入が無い。
Also according to the manufacturing method of the second embodiment, complicated serration processing is not necessary, and the
[第三実施形態]
第三実施形態の動力伝達軸の製造方法も、第一実施形態と同様に、端部に閉塞部8が形成された管体2を準備する準備工程と、軟化状態の閉塞部8にスタブシャフト4を押し込む押込工程と、閉塞部8を硬化させる硬化工程と、を備えている。図9に示すように、第三実施形態の動力伝達軸101は、管体2が、一端部(後端部112)から他端部(前端部111)まで外径が均一に形成された本体部110を備えている。
Third Embodiment
Also in the method of manufacturing the power transmission shaft according to the third embodiment, as in the first embodiment, a preparation step of preparing the
管体2の本体部110の外径を均一にすることにより、管体2の形状を簡素化でき、成型コストの低減を図れる。
By making the outer diameter of the
[第四実施形態]
第四実施形態の動力伝達軸の製造方法も、第一実施形態と同様に、端部に閉塞部8が形成された管体2を準備する準備工程と、軟化状態の閉塞部8にスタブシャフト4を押し込む押込工程と、閉塞部8を硬化させる硬化工程と、を備えている。図10に示すように、第四実施形態の動力伝達軸201は、管体2が、中央部113から前端部(他端部)111まで外径が均一に形成され、中央部113から後端部(一端部)112に向かうに連れて外径が縮径し、外周面が軸線O1方向に曲線状に形成された本体部110を備えている。
Fourth Embodiment
Also in the method of manufacturing the power transmission shaft according to the fourth embodiment, as in the first embodiment, a preparatory step of preparing the
このような本体部110を備えることにより、管体2の形状の簡素化と強度の向上との両立を図れる。
By providing such a
以上、好適な実施形態を説明した。各実施形態では、管体2とスタブシャフト4との接続に本発明の製造方法を適用したが、本発明は、管体2とスタブヨーク3との接続においても適用可能である。
The preferred embodiments have been described above. In each embodiment, the manufacturing method of the present invention is applied to the connection between the
1,101,201 動力伝達軸
2 管体
3 スタブヨーク(連結部材)
4 スタブシャフト(連結部材)
8 閉塞部
9 凹部
1,101,201
4 Stub shaft (connection member)
8 closed
Claims (6)
前記管体を準備する準備工程と、
前記準備工程の後に、前記閉塞部に前記連結部材を押し込む押込工程と、
前記押込工程の後に、前記閉塞部を硬化させる硬化工程と、
を備え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, comprising: a fiber reinforced plastic pipe body having a closed portion closed at least one end; and a connecting member connected to an end of the pipe body,
Preparing the tube;
After the preparing step, a pushing step of pushing the connecting member into the closing portion;
A curing step of curing the closed portion after the pressing step;
A method of manufacturing a power transmission shaft, comprising:
前記準備工程において、前記閉塞部を加熱する加熱工程を備えることを特徴とする請求項1に記載の動力伝達軸の製造方法。 The tube comprises a thermoplastic resin,
The method for manufacturing a power transmission shaft according to claim 1, further comprising a heating step of heating the closed portion in the preparation step.
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