JPH03204416A - Ｆｒｐプロペラシャフトのヨーク取付け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明：ｉ　Ｆ　ＲＰプロペラシャフトのヨーク取付上
構造に関するらのてうろ。

（従来の技術） 近年、自動車業界においては自動車の軽量化等の要請か
ら、従来、金属一体構造とされていｆニプロペラシャフ
トを、軽量の繊維強化Ｉｔ指（以下、ＦＲＰと略称する
）よりなる筒状のシャフト本体の両端部にそれぞれ金属
製のヨークを一体的に取り付けて構成しｒ：、　Ｐ　Ｒ
Ｐプロペラシャフトを採用する傾向にある。

この上うなＦＲＰプロペラシャフトにおいては、ＦＲＰ
製のシャフト本体にこれとは異質の金属製ヨークを取り
付ける関係上、これら相互間の接合強変の確保が重要な
課題となる。

ところで、従来よりこのようなＦＲＰ製のシャフト本体
と金属製のヨークとを接合する構造の一例として、例え
ば、シャフト本体をフィラメントワインディング成形法
によって成形する際に、ヨ−り側部（オを識ノヤフト本
体の内周側に堕き込んで両者の一体化を図る方１去か知
らイー、ておｆ）、その具体的方法として、 ■シャフト本体の内外両面をヨーク側にそノ：、ぞれ接
触３Ｕ゛ろ方法と、 ■シャフト本体の内径部とヨークの外径部とを相互に接
触させる方法とかある。

ところか、上記■の場合には、比較的高い接合信頼性か
得られる反面、成形工程が複雑となり、まｆ二軸心の同
心変とが傾きの管理が困難であるため実用性に乏しい方
法と言わざるを得ない。

これに対して、上記■の場合には、上記■の場合に比し
て、成形か簡便であり且つ適度の接合力か確保し易くま
た精度的にも優れるが、その一方で、一般にそうである
か、ＦＲＰの材質とその配向方向とヨーク側部材の材質
の組み合わせ如何によっては、ＦＲＰを加熱硬化させた
後において該ＦＲＰの熱収縮による残留応力に起因して
接合面の半径方向に剥離力が作用しまた軸方向に剪断力
か作用し、これによって接合力か損なわれｆ二り、Ｉ”
　ＲＰ　＠と金属１置との間で層間剥離を生乙易いとい
−）欠点か有つ、こｒ、らまた最適を接合構造と（よ言
えないしのである。

このような事情から、例えば、実開昭６１−１８４１２
１号公報に開示されろように、ＦＲＰ製のシャフト本体
を単独で成形しｒ二後、この７ヤフト本体の端部外周に
ヨークの筒部を嵌着させる一方、該シャフト本体の内周
側にテーパー状内周面を有し且つその軸方向に延びるス
リットをもつリングを嵌挿し、該リングをその内部に配
置したテーパー状外周面をもつ抑圧部材によって拡大径
変位させ、該拡径力によって上記シャフト本体とヨーク
とリングの王者間に所定の接触圧を付与し、これらの間
に作用する摩擦力によって該シャフト本体とヨークとを
相互に一体的に固定するようにしｆニらのか提案されて
いる。

（発明か解決しようとする課題） ところか、この公知例の如き構成のものにあっては、い
くらリングの拡径作用によってシャフト本体を拡径させ
てヨーク内周面との間に摩擦力を全土さけるとして乙、
１当ζ窄擦力を得るｆ二めに１該ノヤフト本体にヨーク
を嵌挿した状態においてこ嘩′、らＪ）間の隙間寸法か
適正に管理されていないと予定しｊ＝　ｉＪＪ擦力振力
実に得ろことか困難てめ・）、接合部、）強度上の信頼
性か確保しにくいというｌｌ！含かある。

そこで本発明て：土、簡易な構造によってＦＲＰの熱収
縮に起因する接合部の残留応力の発生を抑制しもってシ
ャフト本体とヨークとの間の強度上の信頼性を確実に確
保し得るようにしｊ二Ｆ　ＲＰプロペラシャフトのヨー
ク取付は構造を提案することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明ではかかる課題を解決するための具体的手段とし
て、繊維強化樹脂によって所定長さの筒状に形成されｆ
ニノヤフト本体の両端部に金属製のヨークをそれぞれ取
り付けてなるＦＲＰプロペラノヤフトにおいて、上記シ
ャフト本体の端部内局面にナットを埋込み配置するとと
もに、該シャフト本体の端部内周面のしかも上記ナツト
の軸方向りｋ　ｌ１１１１端而側に該すＪトとその軸方
向において係１）（５得るようにしてｉＪ＆推強化＋ａ
ｔ脂より構成されろ中間層を設（＋、さらに上記ヨー７
の端部には上記ナツトに螺合可能ζ不ン部を形成すると
ともに、該ヨークのネジ部を上記ナットに対して上記中
間層を軸方向に挟乙゛ようにして上記シャフト本体の軸
方向外方から螺着せしめていることを特徴とするしので
ある。

（作用） 本発明では、 ■シャフト本体の成形時にその端部内周面にナットか埋
込み配置されているため、該ナツトの外周面とシャフト
本体の内周面との間にはＦＲＰ０′）＃１収縮によって
所定の結合力が作用する、■ナツトの軸方向外側端面側
に該ナツトと軸方向において係合し得るようにして中間
層か形成されているため、該ナツトは該中間層と係合す
ることによってその軸方向外方（即ち、抜は方向）への
移動が規制される、 ■中間層を軸方向に挟むようにしてナツトにヨータを螺
着してｔ）ろｆ二め、軸方向に傾斜状聾て相互に当接す
るナツトどヨークのネジ部において不ノ、）１ランク相
互間に不ノ山川に対応して径方向外方への拡径力か作１
１′Ｉシ、該拡径力を受：十で上記ナツトか区方向に膨
張変化することによ−てＦＲＰの硬化時シ）熱収縮によ
る残留応力の発生か抑制されろ、 等の作用か得られる３、 （発明の効果） 従って、本発明のＦＲＰプロペラノヤフトのヨーク取付
：を構造によれば、中間層を設：十でナットのシャフト
本体からの抜は止めをより確実にするとともに、該ナツ
トにヨークのネジ部を螺着し該ネジ山角により発生する
ナツトの径方向への膨張作用によってＦＲＰの熱収縮に
よる残留応力の発生を抑制してこれに起因するナツトと
シャフト本体との間の剥離作用の発生を防止しているた
め、該シャフト本体とヨークとの間の結合強度が高めら
れその信頼性が向上せしめられるらのである。

（実血例） 以■、添付図面を参照して本発明の好ｍ　ｒ−、ｘ噺例
を説明する。

第１図には、本発明の実施例にがかるＦＲＰプロペラノ
ヤフトのヨーク取付は構造を備えｆ二自動車用のＦＲＰ
製プロペラノヤフト１の一方の軸端部か示されている。

このプロペラシャフトｌは、所定径を持つＦＲＰ製のシ
ャフト本体２の左右両端部にそれぞれナツト４を介して
後述のヨーク３を螺着して構成されている。

以下、このプロペラシャフト１の具体的構成を、その製
造工程に従って説明する。

先ず、第２図に示すように、マンドレル６の所定位置に
ナツト４をセントする。この時、該ナツト４の一端面４
ａとマンドレル６の肩部端面６ａとの間に所定の隙間７
が形成されるように該ナツト４のセット位置を設定する
。

この状態で、該隙間７部分にＦＲＰを、その外周面５ａ
と上記ナツト４の外周面４ｂとがほぼ而−となるように
巻き付けて未硬化状態の中間層５を彩［氏上る。

次に、第３図に示すように、マンドレル６の外周面６ｂ
から、Ｌ、記すｔ　ト４．−）外周面１ｂ渣び上記中間
層５Ｊ）外周面５ａにかけてこ、机らを一体的に覆うよ
うにしてＦ　ＲＰを薄い層状に捲き付けて未硬化状態Ｓ
つシャフト本体２を形成する。

休る後、この状態のままこれら未硬化状態のシャフト本
体２と中間層５に対して加熱硬化処理を施してこれを硬
化させ、これによって所定硬覚を持ち且つ相互に一体的
に融接合されたシャフト本体２と中間＠５を得る。

Ｐ　Ｒ，Ｐの硬化完了後、シャフト本体２側からマンド
レル６を離脱させるととらに、該マンドレル６の脣部端
面６ａに衝合状態にあったシャフト本体２の端面２ｂと
中間層５の端面５ｂに追加工を行ってその形状を整える
、 この実施例においては、ナツト４とシャフト本体２及び
中間層５とて０間には、Ｐ　Ｒ，Ｐの熱収縮によって残
留応力か発生しており、従って、このままだと該ナツト
４とシャフト本体２及び中間層５Ｊ）間において剥離作
用か生じ易くなってお；〕、その接合強度とし１５而に
ｔ３いて：よ従来と同様に問題か浅ることになる乃＼、
二Ｓ）実施例の乙ノ〕においてよ後述するように、この
ようζ残留応力の問題を該ナツト４にヨーク３のネジ部
３ａを螺着することによって可及的に解消するようにし
ている。

即ち、第３図のように、ナツト４をシャフト本体２と中
間層５とによって巻き込んで固定した後は、第１図に示
すように、ネジ部３ａと連結部３ｂとを持つヨーク３を
、そのネジ部３ａを上記中間層５を上記ナツト４との間
で軸方向に挟み込んだ状態で該ナツト４に螺着し、該中
間層５に所定の軸力をかける。尚、この場合、予じめ該
ネジ部３ａの外周面と該ネジ部３ａ側の端面３ｃにそれ
ぞれ接着剤を塗布しておき、ヨーク３の螺着完了状株に
おいてはその接着剤によって該ネジ部３ａとナツト４と
の間、及びヨーク３の端面３ｃとシャフト本体２及び中
間層５の端面２　ａ、　５　ｂとの間がそれぞれ接着固
定されるようにし、両者の結合力のより一層の向上を図
る。

第１図に示すようにナツト１にヨーク；３のネジ部３ａ
を螺着しｆ二状態において１よ、先すすＪト４か中間層
５と軸方向において相互に係合することからヨーク３の
シャフト本体２からの抜（＋止めか確実となる。

また、ナツト４とヨーク３のネジ部３ａとの螺合部分に
おいては、該ヨーク３の螺着による軸力を受けて相互に
当接するネジのフランク相互間には、不）山角に対応し
てナツト４を径方向外方へ拡径するような拡径力かネジ
リートに１０って発生することになる。この拡径力を受
：すてナツト４はその径方向に膨張変化し、その外周囲
４ｂとシャフト本体２の内周面との間に所定の圧縮力を
発生させる。この圧縮力によってシャフト本体２の熱収
縮により発生した残留応力か減殺され、結果的に該残留
応力に起因するシャフト本体２とナツト４との間の眉間
剥離の発生が可及的に抑制され、該ナツト４とシャフト
本体２との間の接合位置が向上せしめられることとなる
。

尚、このヨーク３の螺着によるナツト４の膨張量をシャ
フト本体２の熱収縮量より乙太き・く設定しｆ二場合に
は、該ナツト４とシャフト本体２との間に王縮応力を残
留さけてその接合部の接合位置をより一層高めることか
できる。

このように、この実施例のＦＲＰプロペランヤフトのヨ
ーク取付け＋ＪＩａによれば、ＦＲＰ製のシャフト本体
２と中間層５とによって包み込まれたナツト４に対して
ヨーク３をネジによって機械的に結合するという簡易且
つ安価な構成とすることにより、該シャフト本体２とヨ
ーク３との間の接合部の強度上の信頼性の高いプロペラ
シャフトｌを得ることかできるものである。

【図面の簡単な説明】

１１図は本発明のＦＲＰプロペラノヤフトのヨーク取付
は構造が適用されたプロペラシャフトの要部縦断面図、
第２図及び第３図はプロペラシャフトの製造工程説明図
である。 ｌ・・・プロペラシャフト ２・・・シャフト本体 ３・・・ヨーク ト・・士ノド ５・・・中間− 〇・・・マノトレル ト・・隙間 出 願 人 マ　　ツ ダ 株式会社 代 理 人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、繊維強化樹脂によって所定長さの筒状に形成された
   シャフト本体の両端部に金属製のヨークをそれぞれ取り
   付けてなるＦＲＰプロペラシャフトにおいて、上記シャ
   フト本体の端部内周面にはナットが埋込み配置され、さ
   らに該シャフト本体の端部内周面のしかも上記ナットの
   軸方向外側端面側には該ナットとその軸方向において係
   合し得るようにして繊維強化樹脂より構成される中間層
   が設けられており、さらに上記ヨークの端部には上記ナ
   ットに螺合可能なネジ部が形成されるとともに、該ヨー
   クはそのネジ部を上記ナットに対して上記中間層を軸方
   向に挟むようにして上記シャフト本体の軸方向外方から
   螺着せしめていることを特徴とするＦＲＰプロペラシャ
   フトのヨーク取付け構造。