JPH07205340A - Propeller shaft - Google Patents

Propeller shaft

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JPH07205340A
JPH07205340A JP6291224A JP29122494A JPH07205340A JP H07205340 A JPH07205340 A JP H07205340A JP 6291224 A JP6291224 A JP 6291224A JP 29122494 A JP29122494 A JP 29122494A JP H07205340 A JPH07205340 A JP H07205340A
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main body
main
joint
partial
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Yukitane Kimoto
幸胤 木本
Yasuyuki Toyoda
靖之 豊田
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Abstract

PURPOSE:To reveal an energy absorbing effect of a body sufficiently by a method wherein a compression load to act upon a joint in the axial direction is concentrated to a space between layers of a main layer and partial layer and a compression load transmission part which is allowed to peel off the main layer and partial layer from each other at the space between the layers is provided. CONSTITUTION:When a compression load is applied to a propeller shaft in its axial direction, a joint 2 is pressed to an FRP cylindrical main body 1 side, the main body 1 is spread out by force by a slope 2c of its protected part 2b and a tensile strain of a circumferential direction is generated. Then though a partial layer 1b which is on the inside is not broken since it has high tensile elongation at break, since a main layer 1a which is on the outside has the lower tensile elongation at break than that of the partial layer, the main layer 1a is broken in the first place. Ply separation is generaqted between the main layer 1a and partial layer 1b through this break. That is, the main layer 1a and partial layer 1b are separated from each other. When the break attains to this state, though the break progresses at a stretch, the partial layer 1b which is being joined to the joint 2 does not break and moved in the axial direction within the main body 1 along with its joint 2 while breaking the main layer 1a.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、自動車等のプロペラ
シャフト(駆動推進軸)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a propeller shaft (drive propulsion shaft) for automobiles and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、燃費の向上や環境保全といった観
点から自動車の軽量化が強く望まれているが、それを達
成する一つの手段としてプロペラシャフトのFRP(繊
維強化プラスチック)化が検討され、一部で既に採用さ
れるに至っている。そのようなFRP製プロペラシャフ
トは、FRP製の円筒状本体と、この本体の各端部に接
合して設けた金属製継手とを有している。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a strong demand for reducing the weight of automobiles from the viewpoint of improving fuel efficiency and environmental protection. As one means for achieving this, the use of FRP (fiber reinforced plastic) propeller shafts has been studied. It has already been adopted by some. Such a FRP propeller shaft has a FRP cylindrical main body and metal joints provided by being joined to each end of the main body.

【0003】ところで、自動車のプロペラシャフトは、
エンジンで発生するトルクを駆動輪に伝達するものであ
るから、100〜400kgf ・m 程度の捩り強度を必要
とする。また、高速回転時に共振を起こさないよう、危
険回転数が5,000〜15,000rpm 程度であるこ
とも要求される。そのため、これらの基本的要求が満た
されるよう、FRP製の本体は、補強繊維の種類、含有
量や、補強繊維の配列方向、層構成や、外径、内径、肉
厚等のパラメータを考慮した設計がなされる。たとえ
ば、補強繊維の配列方向の選定には、次のようなことが
考慮される。すなわち、主として捩り強度に関しては、
補強繊維を本体の軸方向に対して±45゜の角度で配列
するのが最も効果的であるが、主として捩り座屈強度に
関しては、軸方向に対して±80〜90゜の角度で配列
するのが最も効果的である。また、主として危険回転数
に関しては、補強繊維を可能な限り軸方向に配列してそ
の軸方向における曲げ弾性率を大きくし、高い曲げ共振
周波数が得られるようにする。
By the way, the propeller shaft of an automobile is
Since the torque generated by the engine is transmitted to the drive wheels, a torsional strength of about 100 to 400 kgf · m is required. Further, it is required that the dangerous rotation speed is about 5,000 to 15,000 rpm so as not to cause resonance at high speed rotation. Therefore, in order to satisfy these basic requirements, the FRP main body takes into consideration parameters such as the type and content of the reinforcing fibers, the arrangement direction of the reinforcing fibers, the layer configuration, the outer diameter, the inner diameter, and the wall thickness. The design is done. For example, the following is taken into consideration when selecting the arrangement direction of the reinforcing fibers. That is, mainly regarding the torsional strength,
It is most effective to arrange the reinforcing fibers at an angle of ± 45 ° with respect to the axial direction of the main body, but mainly in terms of torsional buckling strength, arrange at an angle of ± 80 to 90 ° with respect to the axial direction. Is most effective. With regard to the critical rotational speed, the reinforcing fibers are arranged in the axial direction as much as possible to increase the bending elastic modulus in the axial direction so that a high bending resonance frequency can be obtained.

【0004】このように、本体においては、捩り強度と
危険回転数といった基本的要求に関して最も効果的な補
強繊維の配列方向が存在するので、これらの要求に好適
な配列方向を組み合わせた層構成を採ることになるが、
捩り強度の問題は外径や肉厚等の寸法面からも解決でき
ることから、通常は、補強繊維の配列方向への依存性の
大きい危険回転数を優先した設計がなされ、補強繊維が
軸方向に対して小さな角度で配列された層の割合を多く
している。ところが、そのために以下において説明する
ような問題が起こっている。
As described above, the main body has the most effective arrangement direction of the reinforcing fibers with respect to the basic requirements such as the torsional strength and the critical number of revolutions. Therefore, a layer structure in which the arrangement directions suitable for these requirements are combined is provided. I will take it,
Since the problem of torsional strength can be solved from the dimensional aspect such as the outer diameter and the wall thickness, the design is usually made with priority on the critical rotational speed, which greatly depends on the reinforcing fiber arrangement direction, and the reinforcing fiber is arranged in the axial direction. On the other hand, the ratio of the layers arranged at a small angle is increased. However, this causes a problem as described below.

【0005】すなわち、軽量化とともに重要なことに、
衝突時における乗員の安全確保の問題がある。この安全
確保についての近年における自動車の設計思想は、ボデ
ィをクラッシャブル構造とし、衝突時の衝撃エネルギー
(圧縮荷重)をボディの圧縮破壊によって吸収し、もっ
て乗員にかかる急激な加速度を緩和することに支配され
るが、上述した、危険回転数を優先した思想の下にFR
P製の本体を設計すると、必然的に軸方向の圧縮荷重に
対する強度が高くなり、衝突時にボディが破壊し、その
破壊が逐次進行してプロペラシャフトに達したときに、
プロペラシャフトがあたかもつっかい棒のように作用し
て衝撃エネルギーの吸収効果が損われるようになってし
まう。
That is, as important as the reduction in weight,
There is a problem of ensuring the safety of passengers in the event of a collision. In recent years, the design concept of automobiles for ensuring this safety is to make the body a crushable structure and absorb the impact energy (compressive load) at the time of collision by compressive failure of the body, thereby alleviating the sudden acceleration applied to the occupant. It is governed, but FR is based on the above-mentioned idea that prioritizes the critical speed.
When the body made of P is designed, the strength against the compressive load in the axial direction is inevitably increased, the body is destroyed at the time of collision, and when the destruction progresses to reach the propeller shaft,
The propeller shaft acts like a warm rod and the effect of absorbing impact energy is impaired.

【0006】かかる問題を解決しようとして、特開平3
−37416号発明は、衝突時の圧縮荷重で継手が本体
との接合面において軸方向に移動し、同時に継手が本体
全体をその端部から徐々に押し拡げて破壊するようにし
たプロペラシャフトを提案している。しかしながら、こ
の従来のプロペラシャフトは、継手の移動を確保するた
めに本体と継手とを複雑な歯形や分離剤を介して接合し
なければならず、構造が複雑になるばかりか、製造上の
煩雑さも免れない。また、そのような構成のプロペラシ
ャフトにおいて継手を圧入接合しようとすると、本体に
圧入時の力に耐える強度をもたせなければならないが、
そのための強度をもたせることは、圧縮荷重による本体
の押し拡げ、破壊を困難にする。すなわち、上述した基
本的要求と、押し拡げ、破壊という相反する要求とを同
時に満足させることはなかなか難しい。
In order to solve such a problem, Japanese Patent Laid-Open No.
The -37416 invention proposes a propeller shaft in which the joint moves axially at the joint surface with the main body due to a compressive load at the time of collision, and at the same time, the joint gradually expands the entire main body from its end and breaks it. is doing. However, in this conventional propeller shaft, in order to ensure the movement of the joint, the main body and the joint must be joined together through a complicated tooth profile or a separating agent, which not only complicates the structure but also complicates the manufacturing. I cannot escape. In addition, when attempting to press-fit and join a joint in a propeller shaft having such a structure, the main body must have strength to withstand the force at the time of press-fitting.
Providing the strength for that purpose makes it difficult to spread and break the main body due to the compressive load. That is, it is difficult to satisfy the above-mentioned basic requirements and the conflicting requirements of expansion and destruction at the same time.

【0007】また、特開平4−339022号公報は、
軸方向の圧縮荷重が負荷されたときに継手が本体との接
合面上を本体の内部に向かって移動し、その移動抵抗に
よって衝撃エネルギーを吸収するようにしたプロペラシ
ャフトを記載している。しかしながら、このような構成
では、継手の外径を本体の内径よりも必ず小さくしなけ
ればならず、設計の自由度が低下するばかりか、継手の
長さが移動量の限度となるから衝撃エネルギーの吸収効
果もそれほど大きくない。
Japanese Patent Laid-Open No. 4-339022 discloses that
There is described a propeller shaft in which a joint moves toward the inside of the main body on the joint surface with the main body when an axial compressive load is applied, and the impact energy is absorbed by the movement resistance. However, in such a configuration, the outer diameter of the joint must be smaller than the inner diameter of the main body, which not only lowers the degree of freedom in design but also limits the amount of movement of the joint, so that the impact energy is reduced. The absorption effect of is not so great.

【0008】このように、従来のプロペラシャフトは、
いずれも、捩り強度や危険回転数といった基本的要求と
衝突時における乗員の安全確保においてバランスのとれ
たものであるとはいい難い。
Thus, the conventional propeller shaft is
It is hard to say that all of them are well-balanced in terms of basic requirements such as torsional strength and dangerous rotational speed and ensuring safety of passengers in the event of a collision.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、従
来のプロペラシャフトの上述した問題点を解決し、捩り
強度や危険回転数といった基本的要求を満足しつつ、衝
突時におけるボディの破壊にあわせてプロペラシャフト
の破壊を確実に進行させることができ、ボティによるエ
ネルギー吸収効果を十分に発現させることができるプロ
ペラシャフトを提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of conventional propeller shafts and to prevent the body from breaking during a collision while satisfying the basic requirements such as torsional strength and dangerous rotational speed. At the same time, it is an object of the present invention to provide a propeller shaft that can surely progress the destruction of the propeller shaft and can sufficiently exhibit the energy absorption effect by the body.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、FRP製の円筒状本体と、この本体の
端部に接合して設けた継手とを有し、上記本体は、その
本体の全長にわたって延在する主層と、上記本体の端部
において、上記主層と一体に、かつ、上記主層の内側に
設けた部分層とを含み、上記継手は、その継手の軸方向
に作用する圧縮荷重を上記主層と上記部分層との層間に
集中させてそれら主層と部分層とを上記層間において剥
離させる圧縮荷重伝達部を備えているプロペラシャフト
を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention has a cylindrical main body made of FRP and a joint provided at an end of the main body, the main body comprising: The main layer extending over the entire length of the main body, and at the end of the main body, including the main layer, and a partial layer provided inside the main layer, the joint, the shaft of the joint There is provided a propeller shaft including a compressive load transmitting portion that concentrates a compressive load acting in a direction between layers of the main layer and the partial layer to separate the main layer and the partial layer from each other between the layers.

【0011】また、この発明は、FRP製の円筒状本体
と、この本体の一端部および他端部に接合して設けた継
手とを有し、上記本体は、その本体の全長にわたって延
在する主層と、上記本体の一端部において、上記主層と
一体に、かつ、上記主層の内側に設けた部分層とを含
み、上記一端部に設けた継手は、その継手の軸方向に作
用する圧縮荷重を上記主層と上記部分層との層間に集中
させてそれら主層と部分層とを上記層間において剥離さ
せる圧縮荷重伝達部を備えているプロペラシャフトを提
供する。
Further, the present invention has a cylindrical main body made of FRP, and a joint provided at one end and the other end of the main body, the main body extending over the entire length of the main body. The main layer and the main layer, at one end of the main body, is integral with the main layer and includes a partial layer provided inside the main layer, and the joint provided at the one end acts in the axial direction of the joint. There is provided a propeller shaft including a compressive load transmitting portion that concentrates a compressive load applied between the main layer and the partial layer to separate the main layer and the partial layer from each other between the layers.

【0012】さらに、この発明は、FRP製の円筒状本
体と、この本体の一端部および他端部に接合して設けた
継手とを有し、上記本体は、その本体の全長にわたって
延在する、ヘリカル巻された補強繊維を包含する主層
と、上記本体の一端部および他端部において、上記主層
と一体に、かつ、上記主層の内側に設けた、フープ巻さ
れた補強繊維を包含する部分層とを含み、上記一端部お
よび他端部に設けた継手は、その継手の軸方向に作用す
る圧縮荷重を上記主層と上記部分層との層間に集中させ
てそれら主層と部分層とを上記層間において剥離させる
圧縮荷重伝達部を備えているプロペラシャフトを提供す
る。
Further, according to the present invention, there is provided a FRP cylindrical main body and a joint provided at one end and the other end of the main body, the main body extending over the entire length of the main body. A main layer including a helically wound reinforcing fiber, and at one end and the other end of the main body, integrally with the main layer, and provided inside the main layer, a hoop-wound reinforcing fiber. Including a partial layer to include, the joint provided on the one end and the other end, the compressive load acting in the axial direction of the joint is concentrated between the main layer and the partial layer between the main layers and Provided is a propeller shaft including a compressive load transmitting portion that separates a partial layer from the layer.

【0013】さらにまた、この発明は、FRP製の円筒
状本体と、この本体の一端部および他端部に接合して設
けた継手とを有し、上記本体は、その本体の全長にわた
って延在する、本体の軸方向に対して±5〜30゜の角
度でヘリカル巻された補強繊維を包含する主層と、上記
本体の一端部および他端部において、上記主層と一体
に、かつ、上記主層の内側に設けた、フープ巻された補
強繊維を包含する部分層とを含み、上記一端部および他
端部に設けた継手は、その継手の軸方向に作用する圧縮
荷重を上記主層と上記部分層との層間に集中させてそれ
ら主層と部分層とを上記層間において剥離させる圧縮荷
重伝達部を備えているプロペラシャフトを提供する。
Furthermore, the present invention has a cylindrical main body made of FRP and a joint provided at one end and the other end of the main body, the main body extending over the entire length of the main body. And a main layer containing reinforcing fibers helically wound at an angle of ± 5 to 30 ° with respect to the axial direction of the main body, at one end and the other end of the main body, integrally with the main layer, and A joint provided on the inner side of the main layer, which includes a partial layer containing a hoop-wound reinforcing fiber, and the joints provided on the one end and the other end are provided with a compressive load acting in the axial direction of the joint. Provided is a propeller shaft including a compressive load transmitting portion that concentrates between layers and the partial layer to separate the main layer and the partial layer from each other between the layers.

【0014】上記圧縮荷重伝達部は、上記継手の上記本
体との接合面に向かう下りの斜面を有しているか、外径
が上記部分層の外径以下で、かつ、上記部分層の外端面
と対向する立面を有しているのが好ましい。
The compressive load transmitting portion has a downward slope facing the joint surface with the main body of the joint, or has an outer diameter not larger than the outer diameter of the partial layer and an outer end surface of the partial layer. It is preferable to have an upright surface facing to.

【0015】また、この発明は、上記目的を達成するた
めに、FRP製の円筒状本体と、この本体の一端部およ
び他端部に接合して設けた金属製継手とを有し、上記本
体は、 a. 上記本体の全長にわたって設けた、上記本体の軸
方向に対して±5〜30゜の角度でヘリカル巻された補
強繊維を含む主層と、 b. 上記本体の一端部および他端部において、上記主
層と一体に、かつ、上記主層の内側に設けた、フープ巻
された補強繊維を含む部分層と、を有し、上記一端部お
よび他端部に設けた継手は、 c. 上記部分層に内接する接合面と、 d. 上記接合面に隣接して設けた、上記継手の軸方向
に作用する圧縮荷重を上記主層と上記部分層との層間に
集中させてそれら主層と部分層とを上記層間において剥
離させる、上記接合面に向かう下りの斜面を有する圧縮
荷重伝達部と、を有しているプロペラシャフトを提供す
る。
Further, in order to achieve the above object, the present invention has a FRP cylindrical main body and a metal joint provided at one end and the other end of the main body. A. A main layer provided over the entire length of the main body, the main layer including reinforcing fibers helically wound at an angle of ± 5 to 30 ° with respect to the axial direction of the main body; b. The main body is integrally formed with the main layer at one end and the other end, and the partial layer is provided inside the main layer and includes a hoop-wound reinforcing fiber. The joints provided at the ends are: c. A joint surface inscribed in the partial layer, and d. Adjacent to the joint surface, a compressive load acting in the axial direction of the joint is concentrated between the main layer and the partial layer to separate the main layer and the partial layer from each other between the layers, A propeller shaft having: a compressive load transmitting portion having a downward slope toward the joint surface.

【0016】さらに、この発明は、FRP製の円筒状本
体と、この本体の一端部および他端部に接合して設けた
金属製継手とを有し、上記本体は、 a. 上記本体の全長にわたって設けた、上記本体の軸
方向に対して±5〜30゜の角度でヘリカル巻された補
強繊維を含む主層と、 b. 上記本体の一端部および他端部において、上記主
層と一体に、かつ、上記主層の内側に設けた、フープ巻
された補強繊維を含む部分層と、を有し、上記一端部お
よび他端部に設けた継手は、 c. 上記部分層に内接する接合面と、 d. 上記接合面に隣接して設けた、上記継手の軸方向
に作用する圧縮荷重を上記主層と上記部分層との層間に
集中させてそれら主層と部分層とを上記層間において剥
離させる、外径が上記部分層の外径以下で、かつ、上記
部分層の外端面と対向する立面を備えた圧縮荷重伝達部
と、を有しているプロペラシャフトを提供する。
Further, the present invention has a cylindrical main body made of FRP and a metal joint provided at one end and the other end of the main body, the main body comprising: a. A main layer provided over the entire length of the main body, the main layer including reinforcing fibers helically wound at an angle of ± 5 to 30 ° with respect to the axial direction of the main body; b. The main body is integrally formed with the main layer at one end and the other end, and the partial layer is provided inside the main layer and includes a hoop-wound reinforcing fiber. The joints provided at the ends are: c. A joint surface inscribed in the partial layer, and d. A compressive load acting in the axial direction of the joint, which is provided adjacent to the joint surface, is concentrated between the main layer and the partial layer to separate the main layer and the partial layer from each other between the layers. A propeller shaft having a compression load transmitting portion having a diameter equal to or less than the outer diameter of the partial layer and having an upright surface facing the outer end surface of the partial layer.

【0017】以上において、継手の接合は圧入接合によ
って行われているのが好ましい。また、継手の本体との
接合面に、その継手の軸方向に延びるセレーションが設
けられているのが好ましい。さらに、上記部分層は、外
端面に対応する内端面側の部分がくさび形の縦断面形状
を有しているか、外端面側から内端面側に向かって厚み
が徐々に薄くなっているのが好ましい。
In the above, the joints are preferably joined by press fitting. Further, it is preferable that serrations extending in the axial direction of the joint are provided on the joint surface of the joint with the main body. Further, in the partial layer, the portion on the inner end face side corresponding to the outer end face has a wedge-shaped vertical cross-sectional shape, or the thickness gradually decreases from the outer end face side to the inner end face side. preferable.

【0018】この発明をその一実施態様に基いてさらに
詳細に説明するに、図1および図2において、プロペラ
シャフトは、炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維
等の高強度、高弾性率補強繊維でエポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹
脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリアミド樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等
の熱可塑性樹脂を強化してなるFRP製の円筒状本体1
を有する。本体1の一端部および他端部には、金属製継
手2が圧入接合されている。このプロペラシャフトは、
長さ方向中心からみて対称形をしている。
The present invention will be described in more detail based on one embodiment thereof. In FIGS. 1 and 2, the propeller shaft is made of carbon fiber, glass fiber, polyaramid fiber, or other high strength, high elastic modulus reinforcing fiber. Cylindrical FRP made by strengthening thermosetting resin such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, vinyl ester resin, polyimide resin and thermoplastic resin such as polyamide resin, polycarbonate resin, polyetherimide resin Body 1
Have. Metal joints 2 are press-fitted and joined to one end and the other end of the main body 1. This propeller shaft is
The shape is symmetrical when viewed from the center in the length direction.

【0019】本体1は、一様な内径を有するとともに、
その全長にわたって延在する、軸方向に対して±5〜3
0゜の角度でヘリカル巻された補強繊維を含む主層1a
と、本体1の両端部において、上記主層1a と一体に、
かつ、その主層1a の内側に設けた、フープ巻された補
強繊維を含む部分層(軸方向に対して補強繊維が±80
〜90゜の角度で配列されている層)1b とを有してい
る。主層1a は、本体1の、主として、軸方向における
曲げ弾性率を向上させてプロペラシャフトの曲げ共振周
波数を高くし、危険回転数を高くするとともに、捩り強
度を向上させるように作用する。また、部分層1b は、
本体1の、主として、継手が圧入接合される各端部に、
後述するように破壊の進行を妨げることなく圧入時の力
に耐える強度を与えるとともに、継手2からの回転トル
ク(捩りトルク)を本体1に伝達するように作用する。
このような本体1は、たとえばフィラメントワインディ
ング法によって成形することができる。
The body 1 has a uniform inner diameter and
± 5 to 3 with respect to the axial direction extending over the entire length
Main layer 1a containing reinforcing fibers helically wound at an angle of 0 °
And at both ends of the main body 1 integrally with the main layer 1a,
Also, a partial layer provided inside the main layer 1a and including hoop-wound reinforcing fibers (the reinforcing fibers are ± 80 relative to the axial direction).
Layer 1b arranged at an angle of ˜90 °. The main layer 1a acts mainly to improve the bending elastic modulus of the main body 1 in the axial direction to increase the bending resonance frequency of the propeller shaft, increase the critical rotational speed, and improve the torsional strength. In addition, the partial layer 1b is
At each end of the main body 1 to which the joint is press-fitted and joined,
As will be described later, it provides strength to withstand the force at the time of press fitting without hindering the progress of fracture, and acts to transmit the rotational torque (torsion torque) from the joint 2 to the main body 1.
Such a body 1 can be formed by, for example, a filament winding method.

【0020】すなわち、樹脂を含浸した補強繊維束を用
い、その樹脂含浸補強繊維束をマンドレルの一端部に所
望の厚み、所望の長さフープ巻して部分層を形成した
後、そのまま樹脂含浸補強繊維束をマンドレルの他端部
に走らせてその他端部に同様に部分層を形成する。引き
続き、樹脂含浸繊維束を他端部から始めてその他端部と
一端部との間を往復させながらヘリカル巻し、所望の厚
みの主層を形成する。主層の形成を終えた後、その主層
の上に樹脂含浸繊維束を薄くフープ巻することもでき、
そうすると、余分な樹脂が絞り出されて補強繊維の体積
含有率が高くなり、本体の各種強度や弾性率等がさらに
向上するようになる。このようにして、補強繊維束を中
途で切断することなく連続して各層を形成することがで
きる。層の形成後は、好ましくは回転させながら樹脂を
硬化ないし固化させ、マンドレルを引き抜いて本体を得
る。
That is, a reinforcing fiber bundle impregnated with a resin is used, and the resin impregnated reinforcing fiber bundle is wound around one end of a mandrel by a hoop with a desired thickness and a desired length to form a partial layer. The fiber bundle is run to the other end of the mandrel and similarly forms a partial layer at the other end. Subsequently, the resin-impregnated fiber bundle is helically wound starting from the other end while reciprocating between the other end and the one end to form a main layer having a desired thickness. After finishing the formation of the main layer, a resin-impregnated fiber bundle can be thinly wound on the main layer with a hoop,
Then, the excess resin is squeezed out, the volume content of the reinforcing fiber is increased, and various strength and elastic modulus of the main body are further improved. In this way, each layer can be continuously formed without cutting the reinforcing fiber bundle in the middle. After the layer is formed, the resin is cured or solidified, preferably while rotating, and the mandrel is pulled out to obtain the main body.

【0021】一方、継手2は、部分層1b に内接し、か
つ、その部分層1b よりもやや短い接合面2a を有す
る。接合面2a が形成されている部分の外径は、圧入前
における本体1の内径よりもやや大きく、したがって、
継手2を本体1に圧入すると、継手の接合面2a には圧
縮応力が、また、本体1には周方向の引張応力がそれぞ
れ作用し、これら圧縮応力と引張応力とで本体1と継手
2とが強固に接合されるようになる。そして、本体1の
各端部には、内側に部分層1b が存在し、外側に主層1
a が存在するので、圧入接合によって本体1に生ずる周
方向の引張応力は、主として部分層1b が受け持つこと
になる。また、本体1の周方向の歪は、内側で最も大き
く、外側ほど小さくなるが、補強繊維がフープ巻されて
いるために引張破断伸度が大きい部分層1b をそれより
も破断伸度の小さい主層1a の内側に位置させているか
ら、効果的な接合状態が発現されるようになる。
On the other hand, the joint 2 has a joint surface 2a inscribed in the partial layer 1b and slightly shorter than the partial layer 1b. The outer diameter of the portion where the joint surface 2a is formed is slightly larger than the inner diameter of the main body 1 before press fitting, and therefore,
When the joint 2 is press-fitted into the main body 1, compressive stress acts on the joint surface 2a of the joint and tensile stress in the circumferential direction acts on the main body 1. The compressive stress and the tensile stress cause the main body 1 and the joint 2 to contact with each other. Will be joined firmly. Then, at each end of the main body 1, there is a partial layer 1b on the inner side and on the outer side a main layer 1b.
Since a is present, the tensile stress in the circumferential direction generated in the main body 1 by press-fitting is mainly taken up by the partial layer 1b. Further, the strain in the circumferential direction of the main body 1 is the largest on the inner side and is smaller on the outer side, but since the reinforcing fiber is hoop-wound, the partial layer 1b having a large tensile breaking elongation has a smaller breaking elongation than that. Since it is located inside the main layer 1a, an effective bonding state is exhibited.

【0022】接合前における、継手2の、接合面2a が
形成されている部分の外径の本体1の内径に対する差、
すなわち圧入代は、大きいほど強い接合力が得られ、捩
り強度が向上するので捩りトルクの伝達には都合がよい
が、接合力は、接合面2a の面積や表面状態によっても
変わる。通常、圧入代の本体1の内径に対する比を0.
001〜0.02の範囲に選定し、接合面2a の本体1
の軸方向における長さを本体の内径の1/10以上にす
る。また、図2に示すように、接合面2a に、継手の軸
方向に延びるセレーション2e を設けておくのも大変都
合がよい。なお、接合力を向上させたり、滑りをよくし
て圧入を容易にしたり、接合面2a と部分層1b の内面
との間隙を埋めたり、接合面2a を外気から遮断して保
護する等の目的で接合面2a に接着剤を塗布しておくの
もよい。
Before joining, the difference in the outer diameter of the portion of the joint 2 where the joint surface 2a is formed from the inner diameter of the main body 1,
That is, the larger the press-fitting margin is, the stronger the joining force is obtained, and the more the torsional strength is improved, which is convenient for the transmission of the torsional torque, but the joining force also changes depending on the area and the surface condition of the joining surface 2a. Usually, the ratio of the press-fitting margin to the inner diameter of the main body 1 is 0.
The main body 1 of the joint surface 2a is selected in the range of 001 to 0.02.
The length in the axial direction of is not less than 1/10 of the inner diameter of the main body. Further, as shown in FIG. 2, it is very convenient to provide the joint surface 2a with a serration 2e extending in the axial direction of the joint. In addition, the purpose of improving the joining force, making slippery easier to press fit, filling the gap between the joining surface 2a and the inner surface of the partial layer 1b, and protecting the joining surface 2a from the outside air. It is also possible to apply an adhesive to the joint surface 2a in advance.

【0023】上述した継手2は、接合面2a に隣接し
て、外径が本体1の内径よりもやや大きいリング状凸部
2b と、このリング状凸部2b から接合面2a に向かう
下りの斜面2c とを有している。これらリング状凸部2
b と斜面2c とが、継手2の軸方向に作用する圧縮荷重
を主層1a と部分層1b との層間に集中させてそれら主
層1a と部分層1b とを上記層間において剥離させるた
めの圧縮荷重伝達部を構成している。なお、斜面2c が
本体1の軸方向に対してなす角度は、15〜45゜の範
囲であるのが好ましい。
The above-mentioned joint 2 includes a ring-shaped convex portion 2b adjacent to the joint surface 2a and having an outer diameter slightly larger than the inner diameter of the main body 1, and a downward slope extending from the ring-shaped convex portion 2b toward the joint surface 2a. 2c and. These ring-shaped protrusions 2
b and the slope 2c compress the compressive load acting in the axial direction of the joint 2 between the main layer 1a and the partial layer 1b so as to separate the main layer 1a and the partial layer 1b from each other. It constitutes the load transmission part. The angle formed by the inclined surface 2c with respect to the axial direction of the main body 1 is preferably in the range of 15 to 45 °.

【0024】さて、上述したプロペラシャフトにその軸
方向の圧縮荷重が加わると、図3に示すように、継手2
が本体1側に押され、その凸部2b の斜面2c によって
本体1が押し拡げられ、周方向の引張歪が発生する。す
ると、内側にある部分層1bは引張破断伸度が高いので
破壊しないが、その外側にある主層1a は部分層1bよ
りも引張破断伸度が低いのでこの主層1a がまず破壊す
る。この破壊によって主層1a と部分層1b との間で層
間剥離が起こる。すなわち、主層1a と部分層1b とが
離れる。この状態になると破壊が一気に進むが、継手2
と接合されている部分層1b は破壊することなくその継
手2とともに主層1a を破壊しながら本体1中をその軸
方向に移動する。
Now, when a compressive load in the axial direction is applied to the above-mentioned propeller shaft, as shown in FIG.
Is pushed toward the main body 1, and the main body 1 is expanded by the slope 2c of the convex portion 2b, so that tensile strain in the circumferential direction is generated. Then, the inner partial layer 1b has a high tensile breaking elongation and therefore does not break, but the outer main layer 1a has a lower tensile breaking elongation than the partial layer 1b, so that the main layer 1a breaks first. Destruction causes delamination between the main layer 1a and the partial layer 1b. That is, the main layer 1a and the partial layer 1b are separated from each other. In this state, the destruction progresses at once, but joint 2
The partial layer 1b joined to the main layer 1a moves in the axial direction of the main body 1 while destroying the main layer 1a together with the joint 2 without breaking.

【0025】このようにして軸方向のエネルギーを主層
1a の破壊によって吸収するのであるが、本体1の初期
破壊は継手2の斜面2c が誘発し、また、凸部2b が主
層1a を拡げるので、斜面2c が本体1の軸方向に対し
てなす角度は、上述したように15〜45゜の範囲にあ
るのが好ましい。また、破壊の進行過程に着目してみる
と、部分層1b を、図1に示すように、外端面に対応す
る内端面側の部分をくさび形の縦断面形状を有するもの
としておいたり、図4に示すように、外端面から内端面
に向かって厚みを徐々に薄くしておくのも好ましいこと
である。
In this way, the energy in the axial direction is absorbed by the destruction of the main layer 1a, but the initial fracture of the main body 1 is induced by the slope 2c of the joint 2, and the convex portion 2b expands the main layer 1a. Therefore, the angle formed by the inclined surface 2c with respect to the axial direction of the main body 1 is preferably in the range of 15 to 45 ° as described above. Also, paying attention to the progress process of the fracture, the partial layer 1b may have a wedge-shaped vertical cross-sectional shape at the inner end face side portion corresponding to the outer end face as shown in FIG. As shown in FIG. 4, it is also preferable to gradually reduce the thickness from the outer end face toward the inner end face.

【0026】図5は、別の実施態様に係るプロペラシャ
フトを示すものである。この態様のものは、図1に示し
たリング状凸部2b の斜面2c が、部分層1b の外端面
と対向する立面2d として構成されている。凸部2b の
外径は、部分層1b のそれに等しい。これら凸部2b と
立面2d とが圧縮荷重伝達部を構成しているのである
が、このようなプロペラシャフトにおいては、軸方向に
加わった圧縮荷重は、部分層1b に対向する立面2d か
らその部分層1b に伝達され、さらに主層1a に伝達さ
れる。したがって、主層1a も圧縮変形するが、主層1
a と部分層1b とではポアソン比の差が大きいので両者
の層間にそれを破壊させようとする剪断応力が作用し、
この剪断応力と、圧縮荷重によって層間に生ずる剪断応
力と、継手2の圧入によって生じている引張応力との2
次元応力状態の下で層間が破壊し、以後、図6に示すよ
うに主層1a の破壊が進行する。ただ、上述した態様の
ものとは異なり、主層1a を押し拡げながら移動するの
は部分層1b であり、凸部2b はこの押し拡げには関与
しない。なお、凸部2b の外径を部分層1b のそれより
も小さくしておいても同様の作用が得られる。また、立
面2d は、部分層1bに当接していてもよく、当接して
いなくてもよい。
FIG. 5 shows a propeller shaft according to another embodiment. In this embodiment, the inclined surface 2c of the ring-shaped convex portion 2b shown in FIG. 1 is formed as an upright surface 2d facing the outer end surface of the partial layer 1b. The outer diameter of the convex portion 2b is equal to that of the partial layer 1b. The projections 2b and the elevations 2d form a compression load transmitting portion. In such a propeller shaft, the compression load applied in the axial direction is applied from the elevation 2d facing the partial layer 1b. It is transmitted to the partial layer 1b and further transmitted to the main layer 1a. Therefore, the main layer 1a also undergoes compressive deformation, but the main layer 1a
Since there is a large difference in Poisson's ratio between a and the partial layer 1b, a shearing stress that acts to break it acts between the two layers,
The shear stress, the shear stress generated between the layers by the compressive load, and the tensile stress generated by the press-fitting of the joint 2 are 2
The layers break under the dimensional stress condition, and thereafter, the main layer 1a breaks down as shown in FIG. However, unlike the embodiment described above, it is the partial layer 1b that moves while expanding the main layer 1a, and the convex portion 2b does not participate in this expansion. The same effect can be obtained even if the outer diameter of the convex portion 2b is made smaller than that of the partial layer 1b. The upright surface 2d may or may not be in contact with the partial layer 1b.

【0027】以上においては、本体がその長さ方向にお
いて対称形であるものについて説明したが、その必要は
必ずしもない。というのは、後述するように、本体の破
壊をその両端部から同時に進行させる必要は必ずしもな
いからである。継手の接合の方法等にもよるが、いずれ
かの端部を部分層を有しないものとして構成することも
可能である。
In the above description, the main body is symmetrical in its length direction, but it is not always necessary. This is because, as will be described later, it is not always necessary to proceed with the destruction of the main body from both ends thereof at the same time. Depending on the method of joining the joint and the like, it is also possible to configure either end without the partial layer.

【0028】また、継手は、その接合部にセレーション
を有するものについて説明した。そのような継手を用い
ると本体との接合がより強固になり、捩りトルクの伝達
には都合がよい。しかしながら、接合の方法等にもよる
が、セレーションを有しない継手の使用も可能である。
The joint has been described as having a serration at its joint. When such a joint is used, the joint with the main body becomes stronger, which is convenient for the transmission of torsional torque. However, depending on the joining method and the like, it is possible to use a joint having no serration.

【0029】さらに、継手の接合は、圧入接合によるの
が好ましいものの、接着剤による接着でもよく、また、
圧入接合と接着剤による接合とを併用することもでき
る。
Further, although the joints are preferably joined by press fitting, they may be joined by an adhesive, and
It is also possible to use both press-fitting and adhesive bonding.

【0030】また、本体の一端部と他端部とで同じ継手
を使用したもの、すなわち、長さ方向に対称形のプロペ
ラシャフトについて説明したが、そうすると部品の種類
が少なくなるという利点があるものの、本体の破壊をそ
の一端部および他端部の双方から同時に進行させる必要
は必ずしもないので、他端部においては圧縮荷重伝達部
を有しない継手を使用してもよい。また、他端部の継手
を、全体としてみると図5に示すような形状ではある
が、凸部2b の外径が本体1の外径以上で、主層1a と
部分層1b の外端面の双方に当接する立面を有する継手
に変えてもよい。このとき、立面は、圧入接合時におけ
るストッパとして、また、本体が圧縮荷重を受けたとき
にそれを受け止める台座として作用する。なお、他端部
には継手が接合されないで、継手を取り付けるためのフ
ランジ等が接合されることもある。
Further, although the description has been made of the one in which the same joint is used at one end and the other end of the main body, that is, the propeller shaft which is symmetrical in the length direction, there is an advantage that the kind of parts is reduced. Since it is not always necessary to proceed with the destruction of the main body from both one end and the other end at the same time, a joint having no compressive load transmitting portion at the other end may be used. Although the joint at the other end has a shape as shown in FIG. 5 as a whole, the outer diameter of the convex portion 2b is equal to or larger than the outer diameter of the main body 1 and the outer end surfaces of the main layer 1a and the partial layer 1b are You may change to the joint which has an upright surface which contacts both. At this time, the vertical surface acts as a stopper at the time of press-fitting and as a pedestal that receives the compression load when the main body receives the compression load. Note that the other end may not be joined with the joint, but may be joined with a flange or the like for attaching the joint.

【0031】[0031]

【実施例】【Example】

実施例1 フィラメントワインディング法によって本体を成形し
た。すなわち、炭素繊維束(平均単糸径:7μm、単糸
数:12,000本、引張強度360kgf /mm2、引張
弾性率:23,500kgf /mm2 )を6本引き揃え、こ
れを、硬化剤および硬化促進剤を含むビスフェノールA
型エポキシ樹脂を含浸しながら、外径70mm、長さ1,
300mmのマンドレルに、まず、その一端部100mmの
部分に軸方向に対して±80゜の角度で8層巻き付けて
厚み2.5mmの部分層を形成した後、他端部に移動して
同様に部分層を形成し、引き続きマンドレルの全長にわ
たって軸方向に対して±15゜の角度で4層巻き付けて
厚み2.5mmの主層を形成し、さらに、マンドレルの全
長にわたって軸方向に対して−80゜で1層フープ巻し
た。
Example 1 A main body was molded by the filament winding method. That is, 6 carbon fiber bundles (average single yarn diameter: 7 μm, number of single yarns: 12,000, tensile strength 360 kgf / mm 2 , tensile elastic modulus: 23,500 kgf / mm 2 ) were aligned and hardened. And bisphenol A containing curing accelerator
70mm outer diameter, length 1, while impregnated with epoxy resin
On a 300 mm mandrel, first, 8 layers are wound around the 100 mm end portion at an angle of ± 80 ° with respect to the axial direction to form a 2.5 mm thick partial layer, and then moved to the other end portion in the same manner. A partial layer is formed, and then four layers are wound at an angle of ± 15 ° with respect to the axial direction over the entire length of the mandrel to form a main layer having a thickness of 2.5 mm. One layer of hoop winding was done at a degree.

【0032】次に、マンドレルを回転させながら180
℃で6時間加熱してエポキシ樹脂を硬化させ、マンドレ
ルを引き抜いた後、各端部50mmの部分を切断、除去し
て、各端部の外径が80mm、内径が70mm、長さが1,
200mmの、図1に示すような本体1を得た。
Next, while rotating the mandrel, 180
After heating the epoxy resin for 6 hours to cure the epoxy resin and pulling out the mandrel, each end 50 mm is cut and removed, and each end has an outer diameter of 80 mm, an inner diameter of 70 mm, and a length of 1,
A 200 mm main body 1 as shown in FIG. 1 was obtained.

【0033】次に、上記本体1の各端部に、図2に示す
ような、接合面にセレーションを有し、凸部2b の外径
が80mm、接合面2a の外径が70.5mm、接合面2a
の長さが40mm、本体1の軸方向に対する斜面2c の角
度が30゜の金属製継手2を圧入接合し、この発明のプ
ロペラシャフトを得た。圧入に要した力は7,000kg
f であった。
Next, as shown in FIG. 2, each end of the main body 1 has serrations on the joint surface, the convex portion 2b has an outer diameter of 80 mm, and the joint surface 2a has an outer diameter of 70.5 mm. Bonding surface 2a
A metal joint 2 having a length of 40 mm and an inclined surface 2c with respect to the axial direction of the main body 1 at an angle of 30 ° was press-fitted to obtain a propeller shaft of the present invention. The force required for press fitting is 7,000 kg
It was f.

【0034】次に、上記プロペラシャフトについて捩り
試験をしたところ、捩り強度は350kgf ・m であっ
た。また、危険回転数は8,000rpm であり、いずれ
も自動車用プロペラシャフトとして十分であった。
Next, a torsion test was conducted on the propeller shaft, and the torsional strength was 350 kgf · m. Moreover, the critical rotation speed was 8,000 rpm, and all were sufficient as propeller shafts for automobiles.

【0035】次に、軸方向に圧縮荷重を負荷したとこ
ろ、10,000kgf で主層と部分層とが剥離して主層
の破壊が始まり、破壊後は3,000kgf の荷重で図3
に示すように逐次破壊が進行した。
Next, when a compressive load was applied in the axial direction, the main layer and the partial layers separated at 10,000 kgf, and the main layer started to break. After the failure, a load of 3,000 kgf was applied.
Sequential destruction progressed as shown in.

【0036】実施例2 継手として、図5に示すような、ただし凸部2b の外径
が75mmの継手を使用したほかは実施例1と同様にし
て、図5に示すようなプロペラシャフトを得た。次に、
上記プロペラシャフトについて捩り試験をしたところ、
捩り強度は350kgf ・m であった。また、危険回転数
は8,000rpm であり、いずれも自動車用プロペラシ
ャフトとして十分であった。
Example 2 A propeller shaft as shown in FIG. 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a joint as shown in FIG. 5 was used, except that the outer diameter of the convex portion 2b was 75 mm. It was next,
When the torsion test was performed on the propeller shaft,
The torsional strength was 350 kgf · m. Moreover, the critical rotation speed was 8,000 rpm, and all were sufficient as propeller shafts for automobiles.

【0037】次に、軸方向に圧縮荷重を負荷したとこ
ろ、11,000kgf で主層と部分層とが剥離して主層
の破壊が始まり、破壊後は3,500kgf の荷重で図6
に示すように逐次破壊が進行した。
Next, when a compressive load was applied in the axial direction, the main layer and the partial layers separated at 11,000 kgf and the main layer started to break. After the failure, a load of 3,500 kgf was applied.
Sequential destruction progressed as shown in.

【0038】[0038]

【発明の効果】この発明のプロペラシャフトは、継手の
軸方向に作用する圧縮荷重を主層と部分層との層間に集
中させてそれら主層と部分層とを上記層間において剥離
させる圧縮荷重伝達部を備えているので、実施例にも示
したように、自動車において要求される捩り強度や危険
回転数といった基本的要求を満足しつつ、衝突時におけ
るボディの破壊にあわせて破壊を確実に進行させること
ができ、ボディのエネルギー吸収効果を十分に発現させ
ることができる。
According to the propeller shaft of the present invention, the compressive load acting in the axial direction of the joint is concentrated between the main layer and the partial layer so that the main layer and the partial layer are separated from each other between the layers. As shown in the examples, since it has the parts, it surely proceeds with the destruction of the body at the time of a collision while satisfying the basic requirements such as the torsional strength and the dangerous rotational speed required in the automobile. The energy absorption effect of the body can be sufficiently exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施態様に係るプロペラシャフト
の要部を示す概略一部縦断面正面図である。
FIG. 1 is a schematic partial vertical sectional front view showing a main part of a propeller shaft according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した継手を示す概略一部縦断面正面図
である。
FIG. 2 is a schematic partial vertical sectional front view showing the joint shown in FIG.

【図3】図1に示したプロペラシャフトの破壊の進行状
況を示す、プロペラシャフトの要部を示す概略一部縦断
面正面図である。
3 is a schematic partial vertical cross-sectional front view showing the main part of the propeller shaft, showing the progress of destruction of the propeller shaft shown in FIG. 1. FIG.

【図4】この発明の別の実施態様に係るプロペラシャフ
トの要部を示す概略一部縦断面正面図である。
FIG. 4 is a schematic partial vertical sectional front view showing a main part of a propeller shaft according to another embodiment of the present invention.

【図5】この発明のさらに別の実施態様に係るプロペラ
シャフトの要部を示す概略一部縦断面正面図である。
FIG. 5 is a schematic partial vertical sectional front view showing a main part of a propeller shaft according to still another embodiment of the present invention.

【図6】図5に示したプロペラシャフトの破壊の進行状
況を示す、プロペラシャフトの要部を示す概略一部縦断
面正面図である。
6 is a schematic partial vertical cross-sectional front view showing a main part of the propeller shaft, showing the progress of destruction of the propeller shaft shown in FIG. 5. FIG.

【符号の説明】 1:本体 1a :主層 1b :部分層 2:継手 2a :接合面 2b :凸部(圧縮荷重伝達部) 2c :斜面(圧縮荷重伝達部) 2d :立面(圧縮荷重伝達部) 2e :セレーション[Explanation of Codes] 1: Main body 1a: Main layer 1b: Partial layer 2: Joint 2a: Joining surface 2b: Convex part (compressive load transmitting part) 2c: Slope (compressive load transmitting part) 2d: Elevation (compressive load transmitting) Part) 2e: Serration

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 31:08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location B29L 31:08

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】FRP製の円筒状本体と、この本体の端部
に接合して設けた継手とを有し、上記本体は、その本体
の全長にわたって延在する主層と、上記本体の端部にお
いて、上記主層と一体に、かつ、上記主層の内側に設け
た部分層とを含み、上記継手は、その継手の軸方向に作
用する圧縮荷重を上記主層と上記部分層との層間に集中
させてそれら主層と部分層とを上記層間において剥離さ
せる圧縮荷重伝達部を備えているプロペラシャフト。
1. A FRP cylindrical main body, and a joint provided at an end portion of the main body, the main body extending over the entire length of the main body, and the end of the main body. In the part, integrally with the main layer, and including a partial layer provided inside the main layer, the joint, a compressive load acting in the axial direction of the joint between the main layer and the partial layer. A propeller shaft having a compressive load transmitting portion that concentrates between the layers and separates the main layer and the partial layers from each other between the layers.
【請求項2】FRP製の円筒状本体と、この本体の一端
部および他端部に接合して設けた継手とを有し、上記本
体は、その本体の全長にわたって延在する主層と、上記
本体の一端部において、上記主層と一体に、かつ、上記
主層の内側に設けた部分層とを含み、上記一端部に設け
た継手は、その継手の軸方向に作用する圧縮荷重を上記
主層と上記部分層との層間に集中させてそれら主層と部
分層とを上記層間において剥離させる圧縮荷重伝達部を
備えているプロペラシャフト。
2. A FRP cylindrical main body and a joint provided at one end and the other end of the main body, the main body extending over the entire length of the main body. At one end of the main body, integrally with the main layer, and including a partial layer provided inside the main layer, the joint provided at the one end, compressive load acting in the axial direction of the joint. A propeller shaft having a compressive load transmitting portion that concentrates between the main layer and the partial layer and separates the main layer and the partial layer from each other between the layers.
【請求項3】FRP製の円筒状本体と、この本体の一端
部および他端部に接合して設けた継手とを有し、上記本
体は、その本体の全長にわたって延在する、ヘリカル巻
された補強繊維を包含する主層と、上記本体の一端部お
よび他端部において、上記主層と一体に、かつ、上記主
層の内側に設けた、フープ巻された補強繊維を包含する
部分層とを含み、上記一端部および他端部に設けた継手
は、その継手の軸方向に作用する圧縮荷重を上記主層と
上記部分層との層間に集中させてそれら主層と部分層と
を上記層間において剥離させる圧縮荷重伝達部を備えて
いるプロペラシャフト。
3. A helically wound body having a FRP cylindrical main body and joints provided at one end and the other end of the main body, the main body extending over the entire length of the main body. And a main layer containing reinforcing fibers, and a partial layer containing the hoop-wound reinforcing fibers provided integrally with the main layer at one end and the other end of the main body and inside the main layer. The joint provided with the one end and the other end, the compressive load acting in the axial direction of the joint is concentrated between the main layer and the partial layer between the main layer and the partial layer. A propeller shaft having a compressive load transmitting portion for separating the layers.
【請求項4】FRP製の円筒状本体と、この本体の一端
部および他端部に接合して設けた継手とを有し、上記本
体は、その本体の全長にわたって延在する、本体の軸方
向に対して±5〜30゜の角度でヘリカル巻された補強
繊維を包含する主層と、上記本体の一端部および他端部
において、上記主層と一体に、かつ、上記主層の内側に
設けた、フープ巻された補強繊維を包含する部分層とを
含み、上記一端部および他端部に設けた継手は、その継
手の軸方向に作用する圧縮荷重を上記主層と上記部分層
との層間に集中させてそれら主層と部分層とを上記層間
において剥離させる圧縮荷重伝達部を備えているプロペ
ラシャフト。
4. A shaft of a main body having a cylindrical main body made of FRP and a joint provided at one end and the other end of the main body, the main body extending over the entire length of the main body. A main layer including reinforcing fibers helically wound at an angle of ± 5 to 30 ° with respect to the direction, and at one end and the other end of the main body, integrally with the main layer and inside the main layer A joint layer provided with a partial layer containing hoop-wound reinforcing fibers, wherein the joint provided at the one end and the other end has a compressive load acting in the axial direction of the joint on the main layer and the partial layer. A propeller shaft having a compressive load transmitting portion that concentrates between the layers and separates the main layer and the partial layers from each other.
【請求項5】上記圧縮荷重伝達部は、上記継手の上記本
体との接合面に向かう下りの斜面を有している、請求項
1〜4のいずれかのプロペラシャフト。
5. The propeller shaft according to claim 1, wherein the compressive load transmitting portion has a downward slope facing a joint surface of the joint with the main body.
【請求項6】上記圧縮荷重伝達部は、外径が上記部分層
の外径以下で、かつ、上記部分層の外端面と対向する立
面を有している、請求項1〜4のいずれかのプロペラシ
ャフト。
6. The compression load transmitting portion according to claim 1, wherein an outer diameter is equal to or less than an outer diameter of the partial layer and has an upright surface facing an outer end surface of the partial layer. That propeller shaft.
【請求項7】FRP製の円筒状本体と、この本体の一端
部および他端部に接合して設けた金属製継手とを有し、
上記本体は、 a. 上記本体の全長にわたって設けた、上記本体の軸
方向に対して±5〜30゜の角度でヘリカル巻された補
強繊維を含む主層と、 b. 上記本体の一端部および他端部において、上記主
層と一体に、かつ、上記主層の内側に設けた、フープ巻
された補強繊維を含む部分層と、を有し、上記一端部お
よび他端部に設けた継手は、 c. 上記部分層に内接する接合面と、 d. 上記接合面に隣接して設けた、上記継手の軸方向
に作用する圧縮荷重を上記主層と上記部分層との層間に
集中させてそれら主層と部分層とを上記層間において剥
離させる、上記接合面に向かう下りの斜面を有する圧縮
荷重伝達部と、を有しているプロペラシャフト。
7. A FRP cylindrical main body, and a metal joint provided by joining to one end and the other end of the main body,
The body is a. A main layer provided over the entire length of the main body, the main layer including reinforcing fibers helically wound at an angle of ± 5 to 30 ° with respect to the axial direction of the main body; b. The main body is integrally formed with the main layer at one end and the other end, and the partial layer is provided inside the main layer and includes a hoop-wound reinforcing fiber. The joints provided at the ends are: c. A joint surface inscribed in the partial layer, and d. Adjacent to the joint surface, a compressive load acting in the axial direction of the joint is concentrated between the main layer and the partial layer to separate the main layer and the partial layer from each other between the layers, A propeller shaft having: a compressive load transmitting portion having a downward slope toward the joint surface.
【請求項8】FRP製の円筒状本体と、この本体の一端
部および他端部に接合して設けた金属製継手とを有し、
上記本体は、 a. 上記本体の全長にわたって設けた、上記本体の軸
方向に対して±5〜30゜の角度でヘリカル巻された補
強繊維を含む主層と、 b. 上記本体の一端部および他端部において、上記主
層と一体に、かつ、上記主層の内側に設けた、フープ巻
された補強繊維を含む部分層と、を有し、上記一端部お
よび他端部に設けた継手は、 c. 上記部分層に内接する接合面と、 d. 上記接合面に隣接して設けた、上記継手の軸方向
に作用する圧縮荷重を上記主層と上記部分層との層間に
集中させてそれら主層と部分層とを上記層間において剥
離させる、外径が上記部分層の外径以下で、かつ、上記
部分層の外端面と対向する立面を備えた圧縮荷重伝達部
と、を有しているプロペラシャフト。
8. A cylindrical main body made of FRP, and a metal joint provided by joining to one end and the other end of the main body,
The body is a. A main layer provided over the entire length of the main body, the main layer including reinforcing fibers helically wound at an angle of ± 5 to 30 ° with respect to the axial direction of the main body; b. The main body is integrally formed with the main layer at one end and the other end, and the partial layer is provided inside the main layer and includes a hoop-wound reinforcing fiber. The joints provided at the ends are: c. A joint surface inscribed in the partial layer, and d. A compressive load acting in the axial direction of the joint, which is provided adjacent to the joint surface, is concentrated between the main layer and the partial layer to separate the main layer and the partial layer from each other between the layers. A propeller shaft having a compression load transmitting portion having a diameter equal to or less than the outer diameter of the partial layer and having an upright surface facing the outer end surface of the partial layer.
【請求項9】上記継手の接合が、圧入接合によって行わ
れている、請求項1〜8のいずれかのプロペラシャフ
ト。
9. The propeller shaft according to claim 1, wherein the joint is joined by press-fitting.
【請求項10】上記継手の上記本体との接合面に、その
継手の軸方向に延びるセレーションが設けられている、
請求項1〜9のいずれかのプロペラシャフト。
10. A serration extending in the axial direction of the joint is provided on the joint surface of the joint with the main body.
The propeller shaft according to claim 1.
【請求項11】上記部分層は、外端面に対応する内端面
側の部分がくさび形の縦断面形状を有している、請求項
1〜10のいずれかのプロペラシャフト。
11. The propeller shaft according to claim 1, wherein the partial layer has a wedge-shaped vertical cross-sectional shape at a portion on the inner end face side corresponding to the outer end face.
【請求項12】上記部分層は、外端面側から内端面側に
向かって厚みが徐々に薄くなっている、請求項1〜10
のいずれかのプロペラシャフト。
12. The thickness of the partial layer is gradually reduced from the outer end surface side toward the inner end surface side.
One of the propeller shafts.
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JP2006175788A (en) * 2004-12-24 2006-07-06 Toray Ind Inc Frp cylinder and its manufacturing method
WO2019181204A1 (en) * 2018-03-20 2019-09-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 Power transmission shaft

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