JPH0587118A - 複合動力伝達軸 - Google Patents
複合動力伝達軸Info
- Publication number
- JPH0587118A JPH0587118A JP3273414A JP27341491A JPH0587118A JP H0587118 A JPH0587118 A JP H0587118A JP 3273414 A JP3273414 A JP 3273414A JP 27341491 A JP27341491 A JP 27341491A JP H0587118 A JPH0587118 A JP H0587118A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main body
- end fitting
- orientation angle
- adhesive layer
- reinforcing fiber
- 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
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 繊維強化樹脂製主体と端部金具との間の接着
剤層に発生する応力集中を緩和し、耐久信頼性の向上を
図る。 【構成】 強化繊維５を軸に対して所定の角度で配向さ
せた筒状の繊維強化樹脂製主体１の両端部に接着剤層４
を介して端部金具２を嵌合し、前記主体１は、端部金具
２の間の部分Ａにおける強化繊維５の配向角度θ1 を０
〜２５度に、端部金具２のボス部３に対応する部分Ｂに
おける強化繊維の配向角度θ2 を３０〜６０度にそれぞ
れ設定し、かつ前記部分Ａと部分Ｂとの間の配向徐変部
Ｃを端部金具２のボス部３の先端に対応する部位より中
央寄りに位置させ、接着剤層４の全域を高ねじり剛性域
Ｂによりカバーする。
剤層に発生する応力集中を緩和し、耐久信頼性の向上を
図る。 【構成】 強化繊維５を軸に対して所定の角度で配向さ
せた筒状の繊維強化樹脂製主体１の両端部に接着剤層４
を介して端部金具２を嵌合し、前記主体１は、端部金具
２の間の部分Ａにおける強化繊維５の配向角度θ1 を０
〜２５度に、端部金具２のボス部３に対応する部分Ｂに
おける強化繊維の配向角度θ2 を３０〜６０度にそれぞ
れ設定し、かつ前記部分Ａと部分Ｂとの間の配向徐変部
Ｃを端部金具２のボス部３の先端に対応する部位より中
央寄りに位置させ、接着剤層４の全域を高ねじり剛性域
Ｂによりカバーする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）を主体としてその両端に端部金具を一体に有
する複合動力伝達軸に関する。
（ＦＲＰ）を主体としてその両端に端部金具を一体に有
する複合動力伝達軸に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の複合動力伝達軸は、一般
には図２に示すように、独立に製作した中空のＦＲＰ主
体１と端部金具２とを備え、端部金具２のボス部３を接
着剤層４を介してＦＲＰ主体１に嵌合接着することによ
り、該端部金具２をＦＲＰ主体１の両端部（片側は省
略）に接合一体化させた構造を有していた。なお、端部
金具２としては、こゝでは自在継手の一部品であるヨー
クが用いられ、このヨーク２に設けた取付孔２ａにスパ
イダが取付けられるようになる。
には図２に示すように、独立に製作した中空のＦＲＰ主
体１と端部金具２とを備え、端部金具２のボス部３を接
着剤層４を介してＦＲＰ主体１に嵌合接着することによ
り、該端部金具２をＦＲＰ主体１の両端部（片側は省
略）に接合一体化させた構造を有していた。なお、端部
金具２としては、こゝでは自在継手の一部品であるヨー
クが用いられ、このヨーク２に設けた取付孔２ａにスパ
イダが取付けられるようになる。
【０００３】ところで、自動車のプロペラシャフトなど
の動力伝達軸にあっては、危険回転数を高めに設定する
都合上、曲げ剛性を大きくする必要がある。一方、上記
ＦＲＰ主体１の曲げ剛性は、強化繊維５の配向角度に依
存し、強化繊維を軸方向に配向するほど増大することが
知られている（例えば、特開昭２−236014号公報参
照）。したがって、従来、上記複合動力伝達軸を自動車
のプロペラシャフトとして用いる場合は、強化繊維５を
軸方向または軸に対してわずか傾斜する方向（配向角度
０〜２５度）に配向させることにより、ＦＲＰ主体１の
曲げ剛性を可及的に増大させるように配慮していた。
の動力伝達軸にあっては、危険回転数を高めに設定する
都合上、曲げ剛性を大きくする必要がある。一方、上記
ＦＲＰ主体１の曲げ剛性は、強化繊維５の配向角度に依
存し、強化繊維を軸方向に配向するほど増大することが
知られている（例えば、特開昭２−236014号公報参
照）。したがって、従来、上記複合動力伝達軸を自動車
のプロペラシャフトとして用いる場合は、強化繊維５を
軸方向または軸に対してわずか傾斜する方向（配向角度
０〜２５度）に配向させることにより、ＦＲＰ主体１の
曲げ剛性を可及的に増大させるように配慮していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに強化繊維を軸方向または軸に対してわずか傾斜する
方向に配向させた場合は、ＦＲＰ主体１のねじり剛性が
低下する（配向角度が４５度前後でねじり剛性はピーク
となる）ようになり、この結果、端部金具２とＦＲＰ主
体１との間でねじり剛性のレベルに大きな差が生じ、使
用中トルクがかかると、図２に示すＰ点、すなわち端部
金具２のボス部３の先端付近に対応する接着剤層４の部
位に応力が集中し、この応力集中点Ｐを起点に破壊（疲
労破壊）が発生する危険があった。
うに強化繊維を軸方向または軸に対してわずか傾斜する
方向に配向させた場合は、ＦＲＰ主体１のねじり剛性が
低下する（配向角度が４５度前後でねじり剛性はピーク
となる）ようになり、この結果、端部金具２とＦＲＰ主
体１との間でねじり剛性のレベルに大きな差が生じ、使
用中トルクがかかると、図２に示すＰ点、すなわち端部
金具２のボス部３の先端付近に対応する接着剤層４の部
位に応力が集中し、この応力集中点Ｐを起点に破壊（疲
労破壊）が発生する危険があった。
【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解決するこ
とを課題としてなされたもので、その目的とするところ
は、接着剤層に発生する応力集中を緩和し、もって優れ
た耐久信頼性を確保できる複合動力伝達軸を提供するこ
とにある。
とを課題としてなされたもので、その目的とするところ
は、接着剤層に発生する応力集中を緩和し、もって優れ
た耐久信頼性を確保できる複合動力伝達軸を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、強化繊維を軸に対して所定の角度で配向さ
せた筒状の繊維強化プラスチック製主体と該主体に嵌合
可能なボス部を有し該ボス部を接着剤層を介して前記主
体に嵌合させることにより該主体の両端部に接合された
一対の端部金具とから成る複合動力伝達軸において、前
記主体の強化繊維の配向角度を、前記一対の端部金具の
間の部分で０〜２５度に、前記各端部金具のボス部に対
応する部分で３０〜６０度にそれぞれ設定し、かつ前記
強化繊維の配向角度が変更される配向角徐変部を前記端
部金具のボス部の先端に対応する部位より中央寄りに位
置させたことを特徴とする。
成するため、強化繊維を軸に対して所定の角度で配向さ
せた筒状の繊維強化プラスチック製主体と該主体に嵌合
可能なボス部を有し該ボス部を接着剤層を介して前記主
体に嵌合させることにより該主体の両端部に接合された
一対の端部金具とから成る複合動力伝達軸において、前
記主体の強化繊維の配向角度を、前記一対の端部金具の
間の部分で０〜２５度に、前記各端部金具のボス部に対
応する部分で３０〜６０度にそれぞれ設定し、かつ前記
強化繊維の配向角度が変更される配向角徐変部を前記端
部金具のボス部の先端に対応する部位より中央寄りに位
置させたことを特徴とする。
【０００７】本発明において、一対の端部金具の間の部
分で強化繊維の配向角度を０〜２５度の範囲に設定した
のは、この部分におけるＦＲＰ主体の曲げ剛性を可及的
に高めることを意図してのことであり、この繊維角度が
２５度を越える場合は、ＦＲＰ主体の曲げ剛性が不足し
て危険回転数の低下が避けられないようになる。また端
部金具のボス部に対応する部分で強化繊維の配向角度を
３０〜６０度の範囲に設定したのは、この部分における
ＦＲＰ主体のねじり剛性を可及的に高めることを意図し
てのことであり、強化繊維の配向角度が前記範囲を外れ
た場合にはねじり剛性が不足し、接着剤層への応力集中
が避けられないようになる。
分で強化繊維の配向角度を０〜２５度の範囲に設定した
のは、この部分におけるＦＲＰ主体の曲げ剛性を可及的
に高めることを意図してのことであり、この繊維角度が
２５度を越える場合は、ＦＲＰ主体の曲げ剛性が不足し
て危険回転数の低下が避けられないようになる。また端
部金具のボス部に対応する部分で強化繊維の配向角度を
３０〜６０度の範囲に設定したのは、この部分における
ＦＲＰ主体のねじり剛性を可及的に高めることを意図し
てのことであり、強化繊維の配向角度が前記範囲を外れ
た場合にはねじり剛性が不足し、接着剤層への応力集中
が避けられないようになる。
【０００８】
【作用】上記のように構成した複合動力伝達軸において
は、繊維強化プラスチック製主体（ＦＲＰ主体）の強化
繊維の配向角度を端部金具のボス部に対応する部分で３
０〜６０度の範囲に設定したので、その部分におけるＦ
ＲＰ主体のねじり剛性が増大する。しかも、その強化繊
維の配向角徐変部を端部金具のボス部の先端に対応する
部位より主体の中央寄りに位置させたことにより、接着
剤層の全域がＦＲＰ主体の高ねじり剛性域にカバーさ
れ、したがって接着剤層の一部に応力が集中することは
なくなる。
は、繊維強化プラスチック製主体（ＦＲＰ主体）の強化
繊維の配向角度を端部金具のボス部に対応する部分で３
０〜６０度の範囲に設定したので、その部分におけるＦ
ＲＰ主体のねじり剛性が増大する。しかも、その強化繊
維の配向角徐変部を端部金具のボス部の先端に対応する
部位より主体の中央寄りに位置させたことにより、接着
剤層の全域がＦＲＰ主体の高ねじり剛性域にカバーさ
れ、したがって接着剤層の一部に応力が集中することは
なくなる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。
て説明する。
【００１０】図１は、本発明にかゝる複合動力伝達軸の
要部構造を示したものである。なお、本複合動力伝達軸
の基本構造は図２に示したものと同一であるので、こゝ
では図２に示した部分と同一部分には同一符号を付し、
その説明は省略する。本実施例においては、一対の端部
金具２の間の部分ＡにおけるＦＲＰ主体１の強化繊維５
の配向角度θ1 を０〜２５度に、各端部金具２のボス部
３に対応する部分ＢにおけるＦＲＰ主体１の強化繊維５
の配向角度θ2 を３０〜６０度にそれぞれ設定し、かつ
前記部分Ａと部分Ｂとの間の部分Ｃ、すなわち強化繊維
５の配向角度が変更される配向角徐変部を端部金具２の
ボス部３の先端に対応する部位Ｄより中央寄りに位置さ
せている。
要部構造を示したものである。なお、本複合動力伝達軸
の基本構造は図２に示したものと同一であるので、こゝ
では図２に示した部分と同一部分には同一符号を付し、
その説明は省略する。本実施例においては、一対の端部
金具２の間の部分ＡにおけるＦＲＰ主体１の強化繊維５
の配向角度θ1 を０〜２５度に、各端部金具２のボス部
３に対応する部分ＢにおけるＦＲＰ主体１の強化繊維５
の配向角度θ2 を３０〜６０度にそれぞれ設定し、かつ
前記部分Ａと部分Ｂとの間の部分Ｃ、すなわち強化繊維
５の配向角度が変更される配向角徐変部を端部金具２の
ボス部３の先端に対応する部位Ｄより中央寄りに位置さ
せている。
【００１１】上記のごときＦＲＰ主体１は、樹脂を含浸
させた繊維材料をフィラメントワインディング法、テー
プワインディング法等を利用してマンドレルに巻付け、
加熱硬化処理を行って得ることができるが、上記強化繊
維５の配向角度を変更するには、前記繊維材料の巻付け
に際してマンドレルの回転速度と繊維材料の送り速度と
を適宜制御すればよい。しかしてこの時、配向角度を急
激に変更することはきわめて困難で、強化繊維５の配向
角度の変更域に不可避的に上記配向角徐変部Ｃが形成さ
れる。本実施例は、特にこの配向角徐変部Ｃを端部金具
２のボス部３の先端に対応する部位Ｄより中央寄りに位
置させたことを特徴としたものである。
させた繊維材料をフィラメントワインディング法、テー
プワインディング法等を利用してマンドレルに巻付け、
加熱硬化処理を行って得ることができるが、上記強化繊
維５の配向角度を変更するには、前記繊維材料の巻付け
に際してマンドレルの回転速度と繊維材料の送り速度と
を適宜制御すればよい。しかしてこの時、配向角度を急
激に変更することはきわめて困難で、強化繊維５の配向
角度の変更域に不可避的に上記配向角徐変部Ｃが形成さ
れる。本実施例は、特にこの配向角徐変部Ｃを端部金具
２のボス部３の先端に対応する部位Ｄより中央寄りに位
置させたことを特徴としたものである。
【００１２】上記のように構成した複合動力伝達軸にお
いては、ＦＲＰ主体１における一対の端部金具２の間の
部分Ａは、強化繊維５の配向角度θ1 が０〜２５度に設
定されていることから高曲げ剛性域となり、したがって
振動に対する抑制力が大きくなって、危険回転数を高く
設定することができる。またＦＲＰ主体１における端部
金具２のボス部３に対応する部分Ｂは、強化繊維５の配
向角度θ2 が３０〜６０度に設定されていることから高
ねじり剛性域となり、しかも、この高ねじり剛性域Ｂ
は、強化繊維の配向角徐変部Ｃの中央寄りへの位置決め
により、接着剤層４の全域をカバーするものとなり、し
たがって接着剤層４の一部に応力が集中することはなく
なる。すなわち、応力集中が緩和されたことにより本複
合動力伝達軸は疲労破壊に対する抵抗性が向上するよう
になる。
いては、ＦＲＰ主体１における一対の端部金具２の間の
部分Ａは、強化繊維５の配向角度θ1 が０〜２５度に設
定されていることから高曲げ剛性域となり、したがって
振動に対する抑制力が大きくなって、危険回転数を高く
設定することができる。またＦＲＰ主体１における端部
金具２のボス部３に対応する部分Ｂは、強化繊維５の配
向角度θ2 が３０〜６０度に設定されていることから高
ねじり剛性域となり、しかも、この高ねじり剛性域Ｂ
は、強化繊維の配向角徐変部Ｃの中央寄りへの位置決め
により、接着剤層４の全域をカバーするものとなり、し
たがって接着剤層４の一部に応力が集中することはなく
なる。すなわち、応力集中が緩和されたことにより本複
合動力伝達軸は疲労破壊に対する抵抗性が向上するよう
になる。
【００１３】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝる複合動力伝達軸によれば、接着剤層の全域がＦＲ
Ｐ主体の高ねじり剛性域にカバーされるので、接着剤層
の一部に疲労破壊の起点となる応力集中部が形成される
ことはなくなり、その上、端部金具間のＦＲＰ主体は高
曲げ剛性を維持するので所望の防振性能が確保され、全
体として耐久信頼性が大幅に向上する効果が得られる。
かゝる複合動力伝達軸によれば、接着剤層の全域がＦＲ
Ｐ主体の高ねじり剛性域にカバーされるので、接着剤層
の一部に疲労破壊の起点となる応力集中部が形成される
ことはなくなり、その上、端部金具間のＦＲＰ主体は高
曲げ剛性を維持するので所望の防振性能が確保され、全
体として耐久信頼性が大幅に向上する効果が得られる。
【図１】本発明にかゝる複合動力伝達軸の要部構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】従来の複合動力伝達軸の要部構造を示す断面図
である。
である。
１ 繊維強化プラスチック製主体 ２ 端部金具 ３ ボス部 ４ 接着剤層 ５ 強化繊維 Ａ 高曲げ剛性域 Ｂ 高ねじり剛性域 Ｃ 配向角徐変部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 義浩 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 森長 正彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 強化繊維を軸に対して所定の角度で配向
させた筒状の繊維強化プラスチック製主体と該主体に嵌
合可能なボス部を有し該ボス部を接着剤層を介して前記
主体に嵌合させることにより該主体の両端部に接合され
た一対の端部金具とから成る複合動力伝達軸において、
前記主体の強化繊維の配向角度を、前記一対の端部金具
の間の部分で０〜２５度に、前記各端部金具のボス部に
対応する部分で３０〜６０度にそれぞれ設定し、かつ前
記強化繊維の配向角度が変更される配向角徐変部を前記
端部金具のボス部の先端に対応する部位より中央寄りに
位置させたことを特徴とする複合動力伝達軸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3273414A JPH0587118A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 複合動力伝達軸 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3273414A JPH0587118A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 複合動力伝達軸 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587118A true JPH0587118A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17527562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3273414A Pending JPH0587118A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 複合動力伝達軸 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0587118A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5605507A (en) * | 1993-06-02 | 1997-02-25 | Institut Francais Du Petrole | Mechanical linking device made of wound fiber-reinforced resin manufacturing process |
| US20130150170A1 (en) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | Chris S. Funke, JR. | Helical Wound Flexible Torque Transmission Cable |
| EP2743058A1 (de) * | 2012-12-13 | 2014-06-18 | Enrichment Technology Company Ltd. Zweigniederlassung Deutschland | Strukturintegrierte Verstärkung in gewickelten Bauteilen aus Verbundwerkstoffen |
| US10344794B2 (en) * | 2016-11-18 | 2019-07-09 | Dana Automotive Systems Group, Llc | Open composite shaft |
| CN110871854A (zh) * | 2018-08-30 | 2020-03-10 | 马自达汽车株式会社 | 纤维增强树脂制构件 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3273414A patent/JPH0587118A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5605507A (en) * | 1993-06-02 | 1997-02-25 | Institut Francais Du Petrole | Mechanical linking device made of wound fiber-reinforced resin manufacturing process |
| US20130150170A1 (en) * | 2011-12-07 | 2013-06-13 | Chris S. Funke, JR. | Helical Wound Flexible Torque Transmission Cable |
| US8944924B2 (en) * | 2011-12-07 | 2015-02-03 | Chris S. Funke, JR. | Helical wound flexible torque transmission cable |
| US20150175249A1 (en) * | 2011-12-07 | 2015-06-25 | Chris S. Funke, JR. | Helical wound flexible torque transmission cable |
| EP2788252A4 (en) * | 2011-12-07 | 2015-12-09 | Lewmar Inc | SCREWED SPIRAL BENDING TORQUE TRANSMISSION CABLE |
| AU2012347843B2 (en) * | 2011-12-07 | 2017-06-29 | Hayn, Llc | Helical wound flexible torque transmission cable |
| EP2743058A1 (de) * | 2012-12-13 | 2014-06-18 | Enrichment Technology Company Ltd. Zweigniederlassung Deutschland | Strukturintegrierte Verstärkung in gewickelten Bauteilen aus Verbundwerkstoffen |
| WO2014090735A1 (de) * | 2012-12-13 | 2014-06-19 | Enrichment Technology Company Ltd. | Strukturintegrierte verstärkung in gewickelten bauteilen aus verbundwerkstoffen und verfahren zu deren herstellung |
| EP2985132A1 (de) * | 2012-12-13 | 2016-02-17 | Enrichment Technology Company Ltd. Zweigniederlassung Deutschland | Strukturintegrierte verstärkung in gewickelten bauteilen aus verbundwerkstoffen |
| US10344794B2 (en) * | 2016-11-18 | 2019-07-09 | Dana Automotive Systems Group, Llc | Open composite shaft |
| CN110871854A (zh) * | 2018-08-30 | 2020-03-10 | 马自达汽车株式会社 | 纤维增强树脂制构件 |
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