JPH0565923A - 複合材料製駆動軸の接着構造 - Google Patents
複合材料製駆動軸の接着構造Info
- Publication number
- JPH0565923A JPH0565923A JP3227463A JP22746391A JPH0565923A JP H0565923 A JPH0565923 A JP H0565923A JP 3227463 A JP3227463 A JP 3227463A JP 22746391 A JP22746391 A JP 22746391A JP H0565923 A JPH0565923 A JP H0565923A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adhesive
- modulus
- shaft body
- frp
- joint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Motor Power Transmission Devices (AREA)
- Standing Axle, Rod, Or Tube Structures Coupled By Welding, Adhesion, Or Deposition (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ＦＲＰ製チューブと金属製ヨークとを接着剤で
結合させたもにトルクＴを負荷した場合、接着部端部に
応力集中部が存在し、接着部端部での耐久性が低くなる
可能性がある。そこで接着部での応力集中を緩和し、耐
久性の高いプロペラシャフトを作ることを目的としてい
る。 【構成】 繊維強化された複合材料製の軸体と、金属製
ヨークとを接着剤によって接合している駆動軸におい
て、前記繊維強化された軸体と前記ヨークとの接合部の
少なくとも一端の接着剤は、他の部分の接着剤に比べて
ヤング率の小さな接着剤を用いたことを特徴としている
駆動軸
結合させたもにトルクＴを負荷した場合、接着部端部に
応力集中部が存在し、接着部端部での耐久性が低くなる
可能性がある。そこで接着部での応力集中を緩和し、耐
久性の高いプロペラシャフトを作ることを目的としてい
る。 【構成】 繊維強化された複合材料製の軸体と、金属製
ヨークとを接着剤によって接合している駆動軸におい
て、前記繊維強化された軸体と前記ヨークとの接合部の
少なくとも一端の接着剤は、他の部分の接着剤に比べて
ヤング率の小さな接着剤を用いたことを特徴としている
駆動軸
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化された複合材
料、詳しくは繊維強化プラスチック（以下ＦＲＰと略
す）製の駆動軸に関するものである。
料、詳しくは繊維強化プラスチック（以下ＦＲＰと略
す）製の駆動軸に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、省エネルギー対策として自動車の
軽量化が推進され、プラスチックの特徴である軽さ、成
形性及び耐蝕性と、繊維の持つ高弾性率、高強度をあわ
せもつ繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）広く使われるよ
うになりつつある。自動車部品としても駆動軸であるプ
ロペラシャフトを鋼製のものからＦＲＰ製のものに変え
ようとする研究が進められている。ＦＲＰ製プロペラシ
ャフトにおいては、ＦＲＰ製の駆動軸と金属製ヨークと
の結合部の強度が最も重要な課題である。トルクを伝達
するときは結合部が十分な強度を保有することが要求さ
れるが、ＦＲＰ製の駆動軸では金属製駆動軸に適用され
ている接合方法が使えないので、種々の結合方法が提案
されている。例えばＦＲＰ製プロペラシャフトのＦＲＰ
製の駆動軸と、金属製ヨークとの接合方法としては、実
開昭６２−５０３１６号公報で示されているようなもの
がある。この公報によると、複合材料製チューブと金属
製ヨークとの挿嵌部周面の少なくとも一方に接着材を保
持する凹部を設けることにより、接着性と組付け後のセ
ンタリング効果を向上させようとしている。
軽量化が推進され、プラスチックの特徴である軽さ、成
形性及び耐蝕性と、繊維の持つ高弾性率、高強度をあわ
せもつ繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）広く使われるよ
うになりつつある。自動車部品としても駆動軸であるプ
ロペラシャフトを鋼製のものからＦＲＰ製のものに変え
ようとする研究が進められている。ＦＲＰ製プロペラシ
ャフトにおいては、ＦＲＰ製の駆動軸と金属製ヨークと
の結合部の強度が最も重要な課題である。トルクを伝達
するときは結合部が十分な強度を保有することが要求さ
れるが、ＦＲＰ製の駆動軸では金属製駆動軸に適用され
ている接合方法が使えないので、種々の結合方法が提案
されている。例えばＦＲＰ製プロペラシャフトのＦＲＰ
製の駆動軸と、金属製ヨークとの接合方法としては、実
開昭６２−５０３１６号公報で示されているようなもの
がある。この公報によると、複合材料製チューブと金属
製ヨークとの挿嵌部周面の少なくとも一方に接着材を保
持する凹部を設けることにより、接着性と組付け後のセ
ンタリング効果を向上させようとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属製ヨーク
にＦＲＰ製の駆動軸を接着剤で結合する場合、以下のよ
うな問題が発生する。図３は、ＦＲＰ製チューブと金属
製ヨークとを接着剤で結合させたものにおいて、金属製
ヨークにトルクＴを負荷した場合の接着剤層でのミーゼ
スの相当応力を示している。この図から明らかなよう
に、接着剤の接着部端部Ｂに大きな応力のピークが存在
しており、接着剤の中央部には殆ど応力が作用していな
いことがわかる。一般に金属製ヨークのヤング率とＦＲ
Ｐ製チューブのヤング率を比較すると、金属製ヨークの
ヤング率の方が大きいので、トルクＴがかかったときに
はＦＲＰ製チューブが大きく変形するからである。この
ように、接着部の端部に大きな応力のピークが存在し、
接着部全体で応力を受けることがないので、耐久性が低
下してしまうという可能性があった。接着部全体で低ヤ
ング率、あるいは高ヤング率の接着剤のみを用いた場
合、どちらの場合でも接着部端部に大きな応力集中が生
じてしまう。そこで本発明は、接着剤によってＦＲＰ製
軸体と金属製ヨークとを接合するものおいて、接合部に
機能に合わせて接着剤を用い、接着剤でＦＲＰ製軸体の
変形を吸収するようにしたことによって、接着部の応力
集中を防止して接着部全体を有効に利用して耐久性の高
い複合材料製プロペラシャフトを作ることを目的として
いる。
にＦＲＰ製の駆動軸を接着剤で結合する場合、以下のよ
うな問題が発生する。図３は、ＦＲＰ製チューブと金属
製ヨークとを接着剤で結合させたものにおいて、金属製
ヨークにトルクＴを負荷した場合の接着剤層でのミーゼ
スの相当応力を示している。この図から明らかなよう
に、接着剤の接着部端部Ｂに大きな応力のピークが存在
しており、接着剤の中央部には殆ど応力が作用していな
いことがわかる。一般に金属製ヨークのヤング率とＦＲ
Ｐ製チューブのヤング率を比較すると、金属製ヨークの
ヤング率の方が大きいので、トルクＴがかかったときに
はＦＲＰ製チューブが大きく変形するからである。この
ように、接着部の端部に大きな応力のピークが存在し、
接着部全体で応力を受けることがないので、耐久性が低
下してしまうという可能性があった。接着部全体で低ヤ
ング率、あるいは高ヤング率の接着剤のみを用いた場
合、どちらの場合でも接着部端部に大きな応力集中が生
じてしまう。そこで本発明は、接着剤によってＦＲＰ製
軸体と金属製ヨークとを接合するものおいて、接合部に
機能に合わせて接着剤を用い、接着剤でＦＲＰ製軸体の
変形を吸収するようにしたことによって、接着部の応力
集中を防止して接着部全体を有効に利用して耐久性の高
い複合材料製プロペラシャフトを作ることを目的として
いる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、繊維強化され
た複合材料製の軸体と、金属製ヨークとを接着剤によっ
て接合している駆動軸において、前記繊維強化された軸
体と前記ヨークとの接合部の少なくとも一端の接着剤
は、他の部分の接着剤に比べてヤング率の小さな接着剤
を用いたことを特徴としている駆動軸。
た複合材料製の軸体と、金属製ヨークとを接着剤によっ
て接合している駆動軸において、前記繊維強化された軸
体と前記ヨークとの接合部の少なくとも一端の接着剤
は、他の部分の接着剤に比べてヤング率の小さな接着剤
を用いたことを特徴としている駆動軸。
【０００５】
【作用】上記手段により接合された複合材料製プロペラ
シャフトは、接合部の変形の大きな端部にヤング率の小
さい接着剤を配することによって、接着部端部での応力
集中を防止し、他の部分ではヤング率の高い接着剤を用
いることによって変形が過大になることを防ぐととも
に、応力が均一に係るようになり、強い接着力が得られ
るようになる。
シャフトは、接合部の変形の大きな端部にヤング率の小
さい接着剤を配することによって、接着部端部での応力
集中を防止し、他の部分ではヤング率の高い接着剤を用
いることによって変形が過大になることを防ぐととも
に、応力が均一に係るようになり、強い接着力が得られ
るようになる。
【０００６】
【実施例】続いて本発明の第一実施例のプロペラシャフ
トについて図１に基づいて説明する。金属製ヨーク２の
外周部に接着剤３によってＦＲＰ製の円筒状軸体１が固
定されている。このＦＲＰ製の円筒状軸体１は、例えば
フィラメントワイディング法で作ることができる。これ
は、樹脂を含浸させた繊維を何本か束にし、マンドレル
に巻き付けて任意の厚さに積層し、樹脂を硬化後マンド
レルを抜いて円筒状の軸体を作る方法である。本実施例
では、樹脂を含浸させたカーボンファイバを使用する。
金属製ヨーク２とＦＲＰ製の円筒状軸体１を接合する接
着剤は、接合部端部では、低ヤング率の接着剤３ａを使
っている。その他の部分では高強度、高ヤング率の接着
剤３ｂを使っている。図２は第１実施例のプロペラシャ
フトの金属製ヨーク２にトルクＴを負荷したときの接着
剤層のミーゼスの相当応力の分布を示している。この図
からわかるように、低ヤング率の接着剤と高ヤング率の
接着剤の境と、接着部端部に応力のピークが２つあり、
一箇所での応力集中が防止される。このことにより、高
ヤング率の接着剤のみを用いた場合に比べて接着部端部
での応力集中が緩和されるとともに、広い範囲で接着部
に応力がかかっていることがわかる。このように少なく
とも接着部端部の一方に低ヤング率の接着剤を用いるこ
とによって接着部での応力を緩和することにより、接着
強度の高い、より耐久性の高いプロペラシャフトを作る
ことができる。
トについて図１に基づいて説明する。金属製ヨーク２の
外周部に接着剤３によってＦＲＰ製の円筒状軸体１が固
定されている。このＦＲＰ製の円筒状軸体１は、例えば
フィラメントワイディング法で作ることができる。これ
は、樹脂を含浸させた繊維を何本か束にし、マンドレル
に巻き付けて任意の厚さに積層し、樹脂を硬化後マンド
レルを抜いて円筒状の軸体を作る方法である。本実施例
では、樹脂を含浸させたカーボンファイバを使用する。
金属製ヨーク２とＦＲＰ製の円筒状軸体１を接合する接
着剤は、接合部端部では、低ヤング率の接着剤３ａを使
っている。その他の部分では高強度、高ヤング率の接着
剤３ｂを使っている。図２は第１実施例のプロペラシャ
フトの金属製ヨーク２にトルクＴを負荷したときの接着
剤層のミーゼスの相当応力の分布を示している。この図
からわかるように、低ヤング率の接着剤と高ヤング率の
接着剤の境と、接着部端部に応力のピークが２つあり、
一箇所での応力集中が防止される。このことにより、高
ヤング率の接着剤のみを用いた場合に比べて接着部端部
での応力集中が緩和されるとともに、広い範囲で接着部
に応力がかかっていることがわかる。このように少なく
とも接着部端部の一方に低ヤング率の接着剤を用いるこ
とによって接着部での応力を緩和することにより、接着
強度の高い、より耐久性の高いプロペラシャフトを作る
ことができる。
【０００７】
【発明の効果】前記繊維強化された複合材料性の軸体と
前記ヨークとの接合部の少なくとも一端の接着剤は、他
の部分の接着剤に比べてヤング率の大きな接着剤を用い
ているので、応力が分散されて接着部端部での応力集中
を防止するとともに、他の部分の接着剤により応力によ
る変形が過大になることを防いでいるので、耐久性を高
くすることができる。
前記ヨークとの接合部の少なくとも一端の接着剤は、他
の部分の接着剤に比べてヤング率の大きな接着剤を用い
ているので、応力が分散されて接着部端部での応力集中
を防止するとともに、他の部分の接着剤により応力によ
る変形が過大になることを防いでいるので、耐久性を高
くすることができる。
【図１】本発明のプロペラシャフトの断面図
【図２】本発明のプロペラシャフトにトルクをかけたと
きのミーゼスの相当応力の分布図
きのミーゼスの相当応力の分布図
【図３】高ヤング率の接着剤のみを用いて接着したプロ
ペラシャフトにトルクをかけたときのミーゼスの相当応
力の分布図
ペラシャフトにトルクをかけたときのミーゼスの相当応
力の分布図
１ ＦＲＰ製の円筒状軸体 ２ 金属製ヨーク ３ 接着剤 ３ａ 低ヤング率の接着剤 ３ｂ 高ヤング率の接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｃ 3/02 9242−3Ｊ // Ｂ２９Ｋ 105:06 Ｂ２９Ｌ 31:08 4Ｆ
Claims (1)
- 【請求項１】 繊維強化された複合材料製の軸体と、金
属製ヨークとを接着剤によって接合している駆動軸にお
いて、前記繊維強化された軸体と前記ヨークとの接合部
の少なくとも一端の接着剤は、他の部分の接着剤に比べ
てヤング率の小さな接着剤を用いたことを特徴としてい
る駆動軸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3227463A JPH0565923A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 複合材料製駆動軸の接着構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3227463A JPH0565923A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 複合材料製駆動軸の接着構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0565923A true JPH0565923A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16861274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3227463A Pending JPH0565923A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 複合材料製駆動軸の接着構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0565923A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970075423A (ko) * | 1996-05-31 | 1997-12-10 | 이대원 | 복합재료구동축과 요크부의 결합장치 |
| JP2006153196A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Ricoh Co Ltd | 部材の固定方法及び回転駆動部の固定方法 |
| JP2016118292A (ja) * | 2014-12-18 | 2016-06-30 | 株式会社Ihi | 重ね継手及びその製造方法、並びにその設計方法 |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP3227463A patent/JPH0565923A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970075423A (ko) * | 1996-05-31 | 1997-12-10 | 이대원 | 복합재료구동축과 요크부의 결합장치 |
| JP2006153196A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Ricoh Co Ltd | 部材の固定方法及び回転駆動部の固定方法 |
| JP2016118292A (ja) * | 2014-12-18 | 2016-06-30 | 株式会社Ihi | 重ね継手及びその製造方法、並びにその設計方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5601493A (en) | Drive shaft made of fiber reinforced plastics, and method for connecting pipe made of fire-reinforced plastics | |
| US4483729A (en) | Method of manufacturing continuous fiber reinforced plastic rims | |
| JPH06200951A (ja) | 繊維強化樹脂製駆動力伝達用シャフトおよび繊維強化樹脂製パイプの接合方法 | |
| JPH0565923A (ja) | 複合材料製駆動軸の接着構造 | |
| JPH0610940A (ja) | 複合材料製駆動軸 | |
| JP2014133446A (ja) | 車両用高強度サスペンション部品およびその製造方法 | |
| JPH03236946A (ja) | 繊維強化樹脂製シリンダチューブの製造法 | |
| JP3269287B2 (ja) | Ｆｒｐ筒体およびその製造方法 | |
| JPH09323364A (ja) | Ｆｒｐ筒体およびその製造方法 | |
| JPS598568B2 (ja) | 車両用駆動推進軸 | |
| JPH05193381A (ja) | 複合材料製駆動軸 | |
| JP3183432B2 (ja) | プロペラシャフトおよびその製造方法 | |
| JPH03223513A (ja) | 車両用プロペラシャフト | |
| JP2583371Y2 (ja) | 動力伝達軸 | |
| JPS5932504A (ja) | 繊維強化プラスチツク製車輪リム | |
| JPH0560122A (ja) | 複合材製の駆動軸 | |
| JP2004308700A (ja) | 繊維強化プラスチック製プロペラシャフト | |
| JP2596135Y2 (ja) | 積層体 | |
| JPH0742974B2 (ja) | 繊維強化プラスチック製伝動軸の製造方法 | |
| JPH0587118A (ja) | 複合動力伝達軸 | |
| JP2729631B2 (ja) | 自転車フレーム用繊維強化熱硬化性樹脂パイプ | |
| JP3433850B2 (ja) | Ｆｒｐ筒体およびその製造方法 | |
| JP3183433B2 (ja) | プロペラシャフトおよびその製造方法 | |
| JP2000346044A (ja) | プロペラシャフト | |
| JPH0160686B2 (ja) |