JP7526698B2

JP7526698B2 - 動力伝達軸

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Publication number: JP7526698B2
Application number: JP2021044172A
Authority: JP
Inventors: 貴博中山; 史也 ▲高▼橋
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2021-03-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2024-08-01
Anticipated expiration: 2041-03-17
Also published as: JP2022143583A

Description

本発明は、例えば車両における動力伝達軸に関する。

車両に搭載される動力伝達軸（プロペラシャフト）は、車両の前後方向に延在する管体を備え、この管体により原動機で発生し変速機で減速された動力を終減速装置に伝達している。このようなプロペラシャフトにおいて、当該プロペラシャフトの振動を減衰させるダイナミックダンパが当該プロペラシャフトの管体内部に設けられる構造が知られている（特許文献１参照）。

特開平３－１８１６３８号公報

ダイナミックダンパを繊維強化樹脂製の管体の内部に設置する手法としては、ダイナミックダンパを管体に圧入することが考えられる。ここで、圧入荷重が大きすぎると、管体に負荷がかかりすぎることによって当該管体が破損するおそれがある。一方、圧入荷重が小さすぎると、ダイナミックダンパが管体内で保持されず、振動減衰効果が得られないおそれがある。

また、動力伝達軸において繊維強化樹脂製の管体に金属製のシャフトが接続される場合には、接続部位における管体の耐久性を向上することが望まれている。

本発明は、このような問題を解決するために創作されたものであり、耐久性を向上させた、ダイナミックダンパを備える動力伝達軸を提供することを課題とする。

本開示によれば、繊維強化樹脂によって管状に形成された繊維強化樹脂管体と、前記繊維強化樹脂管体の端部に接続される接続部を有するシャフトと、前記繊維強化樹脂管体の振動を減衰するために前記端部の径方向外側に設けられたダイナミックダンパと、を備え、前記接続部の少なくとも一部には、スプラインが形成されており、前記スプラインが形成された部分における前記接続部の径方向外側の少なくとも一部は、前記端部と前記ダイナミックダンパとを離間させる離間部を有する動力伝達軸が提供される。

本発明によると、耐久性を向上させた、ダイナミックダンパを備える動力伝達軸を提供することができる。

本発明の第一及び第二の実施形態に係る動力伝達軸を模式的に示す図である。本発明の第一及び第二の実施形態に係る動力伝達軸を模式的に示す断面図である。本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸におけるダイナミックダンパの取付部位を模式的に示す部分断面図である。図３のIV－IV線断面図である。本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するためのフローチャートである。本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。本発明の第二の実施形態に係る動力伝達軸におけるダイナミックダンパの取付部位を模式的に示す部分断面図である。図１１のXII－XII線断面図である。本発明の第三の実施形態に係る動力伝達軸を模式的に示す断面図である。

＜第一の実施形態＞
本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸１Ａは、車両において前後方向に延設されており、動力源で発生した動力を軸線周りの回転として伝達する軸である。図１に示すように、動力伝達軸１Ａは、繊維強化樹脂管体２０と、第一の金属部材３０と、第二の金属部材４０と、ダイナミックダンパ５０Ａと、を備える。

＜繊維強化樹脂管体＞
図２に示すように、繊維強化樹脂管体２０は、図６に示すマンドレル１０の外周面に沿うように管状に形成された樹脂含有繊維層である。

≪マンドレル≫
図６に示すように、マンドレル１０は、筒形状を呈する樹脂製部材である。本実施形態において、マンドレル１０は、繊維強化樹脂管体２０の内部から除去されるが、繊維強化樹脂管体２０の内部に残留して繊維強化樹脂管体２０の芯材として機能することも可能である。マンドレル１０には、繊維強化樹脂管体２０における樹脂硬化の際の加熱に耐えられる材料を用いることができる。マンドレル１０の材料の例としては、ＰＰ（ポリプロピレン樹脂）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＳＭＰ（形状記憶ポリマー）等が挙げられる。マンドレル１０は、軸方向中間部の大径部１１と、軸方向一端部に形成されるテーパ部１２及び中径部１３と、軸方向他端部に形成される段部１４及び小径部１５と、を一体に備える。本実施形態において、中径部１３の軸方向一端部には、中径部１３よりも小径な突出部１６が形成されている。突出部１６は、第一の金属部材３０が外嵌される部位である。段部１４及び突出部１６の外周面には、スプライン接合用の雄スプラインが形成されている。

図１、図２及び図６に示すように、繊維強化樹脂管体２０は、マンドレル１０の大径部１１、テーパ部１２及び中径部１３、第一の金属部材３０の軸方向一端部、並びに、第二の金属部材４０の軸方向他端部位の外周面上に沿うように形成される。図７～図９に示すように、繊維強化樹脂管体２０は、炭素繊維層として、径方向内側（マンドレル１０側）から順に、第一の炭素繊維層２１と、第二の炭素繊維層２２と、第三の炭素繊維層２３と、を備える。なお、図７～図９において、各炭素繊維層２１，２２，２３は、一部のみが図示されている。また、第一の金属部材３０の軸方向一端部（マンドレル１０とは反対側に位置する端部）の外周面、及び、第二の金属部材４０の軸方向他端部（マンドレル１０とは反対側に位置する端部）の外周面は、繊維強化樹脂管体２０によって被覆されておらず、当該繊維強化樹脂管体２０から露出している。図４に示すように、繊維強化樹脂管体２０は、第一金属部材３０の接続部におけるスプライン３０ｂの歯溝の底部まで満たすように形成されている。

≪第一の炭素繊維層≫
図７に示すように、第一の炭素繊維層２１は、マンドレル１０等の外周面に対して、当該マンドレル１０を被覆するように設けられる複数の炭素繊維によって構成されている。第一の炭素繊維層２１における炭素繊維は、マンドレル１０の軸線方向に対して平行に延設されている。すなわち、第一の炭素繊維層２１に関して、マンドレル１０の軸線Ｘに対する炭素繊維の配向角度は、０°である。

≪第二の炭素繊維層≫
図８に示すように、第二の炭素繊維層２２は、第一の炭素繊維層２１の径方向外側に設けられており、第一の炭素繊維層２１を被覆するように設けられる複数の炭素繊維によって構成されている。第二の炭素繊維層２２における炭素繊維は、マンドレル１０の軸線方向に対して４５°傾斜するように１周以上巻回され、マンドレル１０の軸線方向に対して螺旋状に延設されている。すなわち、第二の炭素繊維層２２に関して、マンドレル１０の軸線Ｘに対する炭素繊維の配向角度は、４５°である。ただし、第二の炭素繊維層２２のうち、第一の金属部材３０の外周面上に設けられる部分に関して、マンドレル１０の軸線Ｘに対する炭素繊維の配向角度は、０°である。

≪第三の炭素繊維層≫
図９に示すように、第三の炭素繊維層２３は、第二の炭素繊維層２２の径方向外側に設けられており、第二の炭素繊維層２２を被覆するように設けられる複数の炭素繊維によって構成されている。第三の炭素繊維層２３における炭素繊維は、マンドレル１０の軸線方向に対して－４５°傾斜するように１周以上巻回され、マンドレル１０の軸線方向に対して螺旋状に延設されている。すなわち、第三の炭素繊維層２３に関して、マンドレル１０の軸線Ｘに対する炭素繊維の配向角度は、－４５°である。ただし、第三の炭素繊維層２３のうち、第一の金属部材３０の外周面上に設けられる部分に関して、マンドレル１０の軸線Ｘに対する炭素繊維の配向角度は、０°である。

図１及び図２に示すように、繊維強化樹脂管体２０は、図６に示すマンドレル１０に倣う形状を呈する。すなわち、繊維強化樹脂管体２０の軸方向一端部側には、軸方向中央側の大径部２０ａから軸方向一端部の小径部２０ｃに向かうにつれて縮径するテーパ部２０ｂが形成されている。大径部２０ａは、マンドレル１０の大径部１１の外周面に倣う形状を呈する本体部である。テーパ部２０ｂは、マンドレル１０のテーパ部１２の外周面に倣う形状を呈する。小径部２０ｃは、マンドレル１０の中径部１３及び第一の金属部材３０の一部の外周面に倣う形状を呈する端部である。

＜第一の金属部材＞
第一の金属部材３０は、略円柱形状を呈する部材（シャフト）である。図７等に示すように、製造途中段階において、マンドレル１０から離れた側に位置する第一の金属部材３０の軸線方向一端部は、マンドレル１０から露出しており、マンドレル１０側に位置する第一の金属部材３０の軸方向他端部は、マンドレル１０に嵌合（外嵌）されている。

図３及び図６に示すように、第一の金属部材３０の軸方向他端部には、マンドレル１０の突出部１６が挿入可能な有底の孔部３０ａが形成されている。また、図４に示すように、第一の金属部材３０の軸方向他端部側の外周面には、スプライン（雄スプライン）３０ｂが形成されている。第一の金属部材３０のうちスプライン３０ｂが形成されている部分が、繊維強化樹脂管体２０の端部と接続（スプライン接合）される接続部の一例である。

第一の金属部材３０は、動力伝達軸１Ａにおけるフランジジョイント組立体の一部材である。フランジジョイント組立体は、かかる第一の金属部材３０に対して、ブーツ、プランジョイントを組み付けることによって形成される。

＜第二の金属部材＞
第二の金属部材４０は、略円筒形状を呈する部材である。図７等に示すように、製造途中段階において、マンドレル１０から離れた側に位置する第二の金属部材４０の軸線方向他端部は、マンドレル１０から露出しており、マンドレル１０側に位置する第二の金属部材４０の軸方向一端部は、マンドレル１０に嵌合（外嵌）されている。

第二の金属部材４０は、動力伝達軸１Ａにおけるヨーク組立体の一部材である。ヨーク組立体は、かかる第二の金属部材４０に対して、スパイダー、ニードルベアリング、ヨークを組み付けることによって形成される。

＜ダイナミックダンパ＞

図１に示すように、ダイナミックダンパ５０Ａは、繊維強化樹脂管体２０の径方向外側に設けられており、補助質量体によって動力伝達軸１Ａに発生する振動を減衰（抑制／吸収）する部材である。図３及び図４に示すように、本実施形態に係るダイナミックダンパ５０Ａは、筒状の弾性部材５１Ａと、当該弾性部材５１Ａの内部に設けられる環状の錘５２と、バンド５３と、を備える。

≪弾性部材≫
弾性部材５１Ａは、繊維強化樹脂管体２０の外周面に錘５２を固定するために繊維強化樹脂管体２０と錘５２との間に介在するバネ部である。弾性部材５１Ａは、繊維強化樹脂管体２０の小径部２０ｃに外嵌される筒状部材であり、大径部２０ａから離れている側から順に、第一小径部５１ａと、大径部５１ｂと、第二小径部５１ｃと、を備える。第一小径部５１ａは、弾性部材５１Ａの軸方向一端部に形成されている。第一小径部５１ａには、環状の溝部５１ｄが形成されている。大径部５１ｂは、弾性部材５１Ａの軸方向中間部に形成されている。弾性部材５１Ａの内周面は、繊維強化樹脂管体２０の小径部２０ｃに当接して外嵌されている。

≪錘≫
錘５２は、補助質量体の一例であって、環状を呈する金属製部材である。錘５２は、弾性部材５１Ａにおける大径部５１ｂに対応する部位に内設されている。錘５２は、弾性部材５１Ａを成形する際にインサート成形されることによって、弾性部材５１Ａ内に設置可能である。

≪バンド≫
バンド５３は、帯状を呈する金属製部材である。バンド５３は、溝部５１ｄ内において環状に巻回されて両端部が締結されることによって、大径部２０ａから離れている側の端部であるダイナミックダンパ５０（弾性部材５１）の軸方向一端部を繊維強化樹脂管体２０の小径部２０ｃに固定する。

＜製造方法＞
続いて、本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸１Ａの製造方法について、図５のフローチャートを用いて説明する。図５に示すように、動力伝達軸１Ａの製造方法は、ＦＷ（Filament Winding：フィラメントワインディング）工程Ｓ１１～Ｓ１３と、ＲＴＭ（Resin Transfer Molding：レジントランスファモールディング）工程Ｓ２１～Ｓ２７と、を有している。

（ＦＷ工程）
ＦＷ工程は、動力伝達軸１Ａの中間体を作製する工程である。具体的には、ＦＷ工程は、図５に示すように、マンドレル準備工程Ｓ１１と、連結工程Ｓ１２と、巻回工程Ｓ１３と、を有している。

マンドレル準備工程Ｓ１１においては、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）からなる繊維強化樹脂管体２０を形成する際にその芯材となるマンドレル１０が準備される。図６に示すように、マンドレル１０は、一方向に長い略円筒体で形成されている。

マンドレル１０は、後記するマンドレル抜き取り工程Ｓ２５において、成型した繊維強化樹脂管体２０の内側から抜き取られる。ただし、マンドレル１０を繊維強化樹脂管体２０の内側に残した状態で動力伝達軸（プロペラシャフト）１Ａを構成することもできる。

繊維強化樹脂管体２０の内側に残すマンドレル１０の材料としては、後記する繊維巻回工程Ｓ１３（図５参照）において繊維が巻回可能な所定の剛性を有していれば特に制限はなく、例えば、樹脂、金属などの様々な材料を使用することができる。

また、成型した繊維強化樹脂管体２０の内側から抜き取られる本実施形態でのマンドレル１０の材料としては、例えば、熱、電気、振動、荷重等のエネルギーによって、変形され、溶融され、分解され、若しくは破壊され、又は所定の溶出液などで溶出可能な材料を想定することができる。そのようなマンドレル１０の材料としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂、シリコーン系形状記憶ポリマなどのＳＭＰ（Shape Memory Polymer）類、アルミニウム合金などの軽金属からなる薄板素材、衝撃強度の低いガラス素材、塩中子を形成可能な塩類などが挙げられる。

次に、連結工程Ｓ１２について説明する。図６は、マンドレル１０に第一の金属部材３０と第二の金属部材４０とが連結された連結体の断面図である。

連結工程Ｓ１２においては、図６に示すように、マンドレル１０に第一の金属部材３０と第二の金属部材４０とが連結される。具体的には、第一の金属部材３０は、マンドレル１０の中径部１３に外嵌されてスプライン接合される。また、第二の金属部材４０は、マンドレル１０の段部１４に対して外嵌されてスプライン接合される。

次に、巻回工程Ｓ１３について説明する。この巻回工程Ｓ１３では、炭素繊維が、図１に示す繊維強化樹脂管体２０に対応するように、第一の金属部材３０から第二の金属部材４０にわたって、マンドレル１０の外周面に巻回される。つまり、第一の金属部材３０とマンドレル１０との接続部では、炭素繊維は、第一の金属部材３０の少なくとも一部と、マンドレル１０とに跨るように巻回される。また、マンドレル１０と第二の金属部材４０との接続部では、炭素繊維は、マンドレル１０と第二の金属部材４０の少なくとも一部とに跨るように巻回される。具体的には、マンドレル１０、第一の金属部材３０及び第二の金属部材４０の連結体の外周面には、図７～図９に示す第一の炭素繊維層２１、第二の炭素繊維層２２及び第三の炭素繊維層２３がこの順番で形成されていくように炭素繊維が巻回される。

図７は、巻回工程Ｓ１３で連結体に第一の炭素繊維層２１を形成する様子を示した模式図である。図８は、巻回工程Ｓ１３で連結体に第二の炭素繊維層２２を形成する様子を示した模式図である。図９は、巻回工程Ｓ１３で連結体に第三の炭素繊維層２３を形成する様子を示した模式図である。なお、図７～図９においては、作図の便宜上、マンドレル１０等の外周面に配置される炭素繊維層２１～２３の一部のみを示している。

図７に示すように、第一の炭素繊維層２１は、炭素繊維がマンドレル１０等の軸方向に対して０度（ｄｅｇ）で配向するように、マンドレル１０等の外周面に配置されて形成される。この第一の炭素繊維層２１の形成工程では、軸方向に移動するマンドレル１０等の連結体に対して図示しないブレーダのボビンから引き出された炭素繊維によって連結体の外周面に第一の炭素繊維層２１が複数層配置される。

次に、巻回工程Ｓ１３では、第一の炭素繊維層２１上に第二の炭素繊維層２２が形成される。この第二の炭素繊維層２２は、図８に示すように、第二の炭素繊維層２２がマンドレル１０等の軸方向に対して４５度（ｄｅｇ）で配向するように、マンドレル１０等の外周面に配置されて形成される。この第二の炭素繊維層２２の形成工程では、マンドレル１０等の連結体の周囲に配置されて連結体の軸方向に移動する図示しない環状のブレーダの内周側で周方向に移動する図示しない複数のボビンから繰り出される炭素繊維によって連結体の外周面に第二の炭素繊維層２２が複数層配置される。

次に、巻回工程Ｓ１３では、第二の炭素繊維層２２上に第三の炭素繊維層２３が形成される。この第三の炭素繊維層２３は、図９に示すように、第三の炭素繊維層２３がマンドレル１０等の軸方向に対して－４５度（ｄｅｇ）で配向するように、マンドレル１０等の外周面に配置されて形成される。この第三の炭素繊維層２３の形成工程では、第二の炭素繊維層２２の形成工程とは逆回りに移動する図示しない複数のボビンから繰り出される炭素繊維によって連結体の外周面に第三の炭素繊維層２３が複数層配置される。

巻回工程Ｓ１３において、各炭素繊維層２１～２３は、第一の金属部材３０の外周面上に対して、マンドレル１０の軸線Ｘに対する配向角度０°で配置される。すなわち、各炭素繊維層２１～２３は、第一の金属部材３０の接続部のスプライン３０ｂの延設方向と一致するように設置されており、スプライン３０ｂの歯溝の底部まで食い込むように設けられている。ここで、第一の炭素繊維層２１のみがスプライン３０ｂの歯溝内に設けられていてもよく、全ての炭素繊維層２１～２３がスプライン３０ｂの歯溝内に設けられていてもよい。

なお、以下の説明において、第一の炭素繊維層２１、第二の炭素繊維層２２及び第三の炭素繊維層２３について特に区別する必要がない場合の各繊維層、並びに第一の炭素繊維層２１、第二の炭素繊維層２２及び第三の炭素繊維層２３からなる炭素繊維の積層体については、単に繊維層と称することがある。そして、このようなＦＷ工程が終了することによって、次のＲＴＭ工程に供給する動力伝達軸１Ａの中間体が完成する。

（ＲＴＭ工程）
ＲＴＭ工程は、前記の中間体を配置した型内に熱硬化性樹脂を充填し、これを硬化させる工程を含む、動力伝達軸１Ａを作製する工程である。具体的には、ＲＴＭ工程は、図５に示すように、準備工程Ｓ２１と、設置工程Ｓ２２と、膨張工程Ｓ２３と、成型工程Ｓ２４と、抜き取り工程Ｓ２５と、ダイナミックダンパ設置工程Ｓ２６と、動力伝達軸組立工程Ｓ２７と、を有している。

準備工程Ｓ２１においては、前記の中間体が配置されるキャビティを有する型１００が準備される。図１０は、準備工程Ｓ２１において用意される型１００の構成を説明する図である。

本実施形態の型１００は、第一の分割型と、第二の分割型とを有している。なお、以下の説明において、第一の分割型と、第二の分割型とを区別する必要がない場合には、単に分割型と称する。ちなみに、このような型１００は、少なくとも二つの分割型を有していればよく、三つ以上の分割型を有する構成とすることもできる。本実施形態の型１００は、分割型同士を合わせた際に、前記の中間体が配置される中空部（キャビティ）を内側に形成する。

また、膨張工程Ｓ２３が実行される場合には、型１００の中空部の内周面は、軸方向中間部において大径となる樽形状を呈する。

設置工程Ｓ２２においては、型１００内に、中間体が設置される。そして、型１００に形成された樹脂供給路１０１は、型１００内に設置された中間体の繊維層の一端部に樹脂溜りを介して臨むようになっている。また、型１００に形成された樹脂排出路１０２は、中間体の繊維層の他端部に樹脂溜りを介して臨むようになっている。

次に、膨張工程Ｓ２３について説明する。膨張工程Ｓ２３では、型１００内に設置された中間体のマンドレル１０内に加熱された流体を流通させることによってマンドレル１０内を加圧し、マンドレル１０の大径部１１を膨張させる。マンドレル１０の大径部１１は、当該マンドレル１０内を流通する流体によって加熱されて膨張する。また、第三の炭素繊維層２３は、型１００の内周面に密着する。これにより、中間体は、型１００の内部形状に沿う樽型形状を呈するように変形する。なお、膨張工程Ｓ２３において、流体によるマンドレル１０の加熱は、省略可能である。マンドレル１０内への流体の供給及び排出は、マンドレル１０の小径部１５側に形成された流体用ゲート、及び、小径部１５に形成された孔部等を介して行われる。

次に、成型工程Ｓ２４について説明する。成型工程Ｓ２４では、図１０に示すように、樹脂供給路１０１を通じて型１００内への熱硬化性樹脂２４の供給を行うとともに、樹脂排出路１０２を通じて型１００内の真空引きを行う。これにより熱硬化性樹脂２４は、型１００内に設置した中間体の繊維層に対して気泡を排除しながら一方から他方へと効率的に含浸されていく。成型工程Ｓ２４で使用可能な熱硬化性樹脂２４としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等を例示することができる。

成型工程Ｓ２４では、型１００が不図示の熱源によって加熱される。また、必要に応じて型締め操作が行われる。これにより型１００内に供給された熱硬化性樹脂２４が硬化し、予備成型体が得られる。

次に、抜き取り工程Ｓ２５について説明する。抜き取り工程Ｓ２５は、第二の金属部材４０の端部開口側から、マンドレル１０を繊維強化樹脂管体２０の外側に取り出す工程である。この際、マンドレル１０は、使用される材料に応じて、例えば変形され、溶融され、分解され、破壊され、又は溶出されることによって繊維強化樹脂管体２０の内側から取り出される。これにより、得られる動力伝達軸１Ａの軽量化が達成される。

また、マンドレル１０を変形させて第二の金属部材４０の端部開口側から取り出す場合には、例えばマンドレル１０の中空部を減圧することで前記の端部開口よりもマンドレル１０を小さくなるように収縮させた状態で、繊維強化樹脂管体２０から抜き取る方法を採用することができる。このような抜き取り方法は、例えば熱可塑性樹脂からなるマンドレル１０を加熱等により可塑化することでより好適に実施することができる。また、このような抜き取り方法は、例えばダイヤカットを施したアルミニウム薄板からなるマンドレル１０についても好適に実施することができる。

次に、ダイナミックダンパ設置工程Ｓ２６について説明する。ダイナミックダンパ設置工程Ｓ２６では、図１及び図２に示すように、ダイナミックダンパ５０の弾性部材５１は、繊維強化樹脂管体２０の小径部２０ｃの外周面に設置（外嵌）される。続いて、ベルト５３は、溝部５１ｄ内を通って繊維強化樹脂管体２０の小径部２０ｃの外周面に巻回されることによって、弾性部材５１の軸方向一端部を繊維強化樹脂管体２０の小径部２０ｃに固定する。

次に、動力伝達軸組立工程Ｓ２７について説明する。動力伝達軸組立工程Ｓ２７では、第一の金属部材３０にフランジジョイント組立体が組み付けられるとともに、第二の金属部材４０にヨーク組立体が組み付けられる。

本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸１Ａは、繊維強化樹脂によって管状に形成された繊維強化樹脂管体２０と、前記繊維強化樹脂管体２０の端部（小径部２０ｃ）に接続される接続部を有するシャフト（第一の金属部材３０）と、前記繊維強化樹脂管体２０の振動を減衰するために前記端部の径方向外側に設けられたダイナミックダンパ５０Ａと、を備える。
したがって、動力伝達軸１Ａは、線膨張率が異なる繊維強化樹脂製管体２０及び第一の金属部材３０の接続部位において、ダイナミックダンパ５０Ａが繊維強化樹脂製管体２０の膨張を抑えることによって、繊維強化樹脂管体２０の耐久性を向上することができる。

前記繊維強化樹脂管体２０に含まれる繊維（炭素繊維層２１～２３）は、前記接続部における前記スプライン３０ｂが形成されている部分において、前記スプライン３０ｂの延設方向に沿って配向されている。
したがって、動力伝達軸１Ａは、スプライン３０ｂから繊維強化樹脂管体２０に対して発生する捻じれ方向の力（荷重）に対する強度を確保し、耐久性を向上することができる。

前記繊維強化樹脂管体２０は、前記スプライン３０ｂにおける歯溝の底部まで満たすように形成されている。
したがって、動力伝達軸１Ａは、スプライン３０ｂから繊維強化樹脂管体２０に対して発生する軸方向の力（荷重）に対する強度を確保し、耐久性を向上することができる。

前記繊維強化樹脂管体２０は、前記端部と、前記端部から他方の端部側へ延びており、前記端部よりも大きい外径を有する本体部（大径部２０ａ）と、を備える。
したがって、動力伝達軸１Ａは、大径部２０ａの径方向外側にダイナミックダンパ５０Ａが設けられる場合と比較して、ダイナミックダンパ５０Ａの小型化を可能とし、レイアウト性を向上することができる。

＜第二の実施形態＞
続いて、本発明の第二の実施形態に係る動力伝達軸について、第一の実施形態に係る動力伝達軸１Ａとの相違点を中心に説明する。

≪弾性部材≫
図１１に示すように、本発明の第二の実施形態に係る動力伝達軸１Ｂは、ダイナミックダンパ５０Ａに代えてダイナミックダンパ５０Ｂを備える。ダイナミックダンパ５０Ｂは、弾性部材５１Ａに代えて弾性部材５１Ｂを備える。

弾性部材５１Ｂは、繊維強化樹脂管体２０と錘５２とを連結するバネ部である。弾性部材５１Ｂは、繊維強化樹脂管体２０の小径部２０ｃに外嵌される筒状部材であり、内周面側に、第一小径部５１ｅと、大径部５１ｆと、第二小径部５１ｇと、を順に備える。第一小径部５１ｅは、弾性部材５１Ｂの軸方向一端部に形成されており、繊維強化樹脂管体２０の小径部２０ｃの外周面と当接する。錘５２の径方向内側となる大径部５１ｆは、弾性部材５１Ｂの軸方向中間部に形成されており、繊維強化樹脂管体２０の小径部２０ｃの外周面と離間する。第二小径部５１ｇは、弾性部材５１Ｂの軸方向他端部に形成されており、繊維強化樹脂管体２０の小径部２０ｃの外周面と当接して外嵌されている。

図１２に示すように、動力伝達軸１Ｂにおいて、弾性部材５１Ｂの大径部５１ｆは、第一金属部材３０の接続部におけるスプライン３０ｂの径方向外方に位置する。すなわち、動力伝達軸１Ｂは、第一金属部材３０の接続部におけるスプライン３０ｂの径方向外方において、繊維強化樹脂管体２０及びダイナミックダンパ５０Ｂの間に、離間部としての隙間Ｇを有する。接続部すなわちスプライン３０ｂは、繊維強化樹脂管体２０の外表面において隙間Ｇと対向する部分に形成されており、弾性部材５１Ｂの第一小径部５１ｅ及び第二小径部５１ｇと対向する部分には形成されていない。

ダイナミックダンパ５０Ｂが繊維強化樹脂管体２０の振動を減衰する際に、錘５２は、径方向内外及び周方向に振動する。隙間Ｇは、錘５２の振動による圧縮応力がスプライン３０ｂに作用することを低減する。かかる隙間Ｇは、スプライン３０ｂが形成された部分における接続部の径方向外側の軸方向及び周方向における少なくとも一部に形成されていればよい。

本発明の第二の実施形態に係る動力伝達軸１Ｂは、前記接続部の少なくとも一部には、スプライン３０ｂが形成されており、前記スプライン３０ｂが形成された部分における前記接続部の径方向外側の少なくとも一部は、前記端部と前記ダイナミックダンパ５０Ｂとを離間させる離間部（隙間Ｇ）を有する。
したがって、動力伝達軸１Ｂは、錘５２の圧縮応力がスプライン５０ｂに作用することを低減することによって、耐久性を向上することができる。

＜第三の実施形態＞
続いて、本発明の第三の実施形態に係る動力伝達軸について、第一及び第二の実施形態に係る動力伝達軸１Ａ，１Ｂとの相違点を中心に説明する。

図１３に示すように、第三の実施形態に係る動力伝達軸１Ｃの繊維強化樹脂管体２０において、大径部２０ａ及びテーパ部２０ｂの境界部である角部は、脆弱部２０ｄを構成する。脆弱部２０ｄは、繊維強化樹脂管体２０の軸方向一端部側であって、第一の金属部材３０Ａよりも軸方向中間側に設けられており、繊維強化樹脂管体２０の他部位よりも脆弱な部位である。かかる脆弱部２０ｄは、繊維強化樹脂管体２０に対して所定値を超えた軸方向荷重が入力された場合に、繊維強化樹脂管体２０において優先的に破壊される。

脆弱部２０ｄは、前記した角部以外のテーパ部２０ｂのいずれかの部位に設定可能であり、テーパ部２０ｂの所望の部位に切欠部又は薄肉部を形成することによって実現可能である。

本発明の第三の実施形態に係る動力伝達軸１Ｃにおいて、前記繊維強化樹脂管体２０は、前記本体部と前記端部とを繋ぎ、前記本体部から前記端部に向かうにつれて縮径するテーパ２０ｂ部を備え、前記テーパ部２０ｂには、当該繊維強化樹脂管体２０に軸方向荷重が入力された場合に優先的に破壊可能な脆弱部２０ｄが形成されている。
したがって、動力伝達軸１Ｃは、第一の金属部材３０が本体部（大径部２０ａ）に当接することなく、スプライン３０ｂ及び端部（小径部２０ｃ）の強度によってのみ軸方向の荷重を伝達することができるので、脆弱部２０ｄを確実かつ優先的に破壊することができる。かかる作用効果は、繊維強化樹脂管体２０がスプライン３０ｂにおける歯溝の底部まで満たすように形成されている場合に、より効果的に発揮される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形可能である。例えば、ステップＳ９，Ｓ１０の間にマンドレル１０を成形された繊維強化樹脂管体２０から抜き出す構成であってもよい。また、マンドレル１０は、成型工程Ｓ２４における熱硬化性樹脂２４や型１００の熱によって溶融して除去される構成であってもよい。その他の熱、電気、振動等のエネルギーによってマンドレル１０を溶融して除去することも可能である。
また、各炭素繊維層２１～２３は、互いに織り込まれた、いわゆるクリンプ構造を呈してもよい。また、繊維体は、炭素繊維に限定されず、樹脂層を強化可能な繊維部材（例えば、ガラス繊維、セルロース繊維等）であればよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ動力伝達軸
１０マンドレル
２０繊維強化樹脂管体
３０第一の金属部材（シャフト）
３０ｂスプライン（接続部）
４０第二の金属部材
５０Ａ，５０Ｂダイナミックダンパ
５１Ａ，５１Ｂ弾性部材
５２錘
５３ベルト
Ｇ隙間（離間部）

Claims

繊維強化樹脂によって管状に形成された繊維強化樹脂管体と、
前記繊維強化樹脂管体の端部に接続される接続部を有するシャフトと、
前記繊維強化樹脂管体の振動を減衰するために前記端部の径方向外側に設けられたダイナミックダンパと、
を備え、
前記接続部の少なくとも一部には、スプラインが形成されており、
前記スプラインが形成された部分における前記接続部の径方向外側の少なくとも一部は、前記端部と前記ダイナミックダンパとを離間させる離間部を有する
動力伝達軸。
前記繊維強化樹脂管体に含まれる繊維は、前記接続部における前記スプラインが形成されている部分において、前記スプラインの延設方向に沿って配向されている
請求項１に記載の動力伝達軸。
前記繊維強化樹脂管体は、前記スプラインにおける歯溝の底部まで満たすように形成されている
請求項２に記載の動力伝達軸。
前記繊維強化樹脂管体は、
前記端部と、
前記端部から他方の端部側へ延びており、前記端部よりも大きい外径を有する本体部と、
を備える
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の動力伝達軸。
前記繊維強化樹脂管体は、前記本体部と前記端部とを繋ぎ、前記本体部から前記端部に向かうにつれて縮径するテーパ部を備え、
前記テーパ部には、当該繊維強化樹脂管体に軸方向荷重が入力された場合に優先的に破壊可能な脆弱部が形成されている
請求項４に記載の動力伝達軸。