JPH09175202A - 車両用プロペラシャフト - Google Patents

車両用プロペラシャフト

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JPH09175202A
JPH09175202A JP7342315A JP34231595A JPH09175202A JP H09175202 A JPH09175202 A JP H09175202A JP 7342315 A JP7342315 A JP 7342315A JP 34231595 A JP34231595 A JP 34231595A JP H09175202 A JPH09175202 A JP H09175202A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両衝突時の衝撃荷重を吸収し得る、ＦＲＰ
チューブ２を備えたプロペラシャフト１を提供する。 【解決手段】 プロペラシャフト１はＦＲＰチューブ２
と、そのＦＲＰチューブ２の少なくとも一端に連結され
たジョイント３とを備える。ＦＲＰチューブ２は、ジョ
イント３の筒状部１２を圧入させた端筒部９と、その端
筒部９の内周面９ａ末端に大径端ｅ1 を連設させたテー
パ内周面７ａを持ち、且つヘリカル巻きにより成形され
た中間筒部７とを有する。中間筒部７は、車両衝突時に
おける被破壊領域であり、筒状部１２は、衝撃荷重下で
の摺動で中間筒部７のテーパ内周面７ａに衝突する破壊
工具である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用プロペラシャ
フト、特に、ＦＲＰチューブと、そのＦＲＰチューブの
少なくとも一端に連結されたジョイントとを備え、前記
ＦＲＰチューブは、前記ジョイントの筒状部を圧入させ
た端筒部と、その端筒部の内周面末端に大径端を連設さ
せたテーパ内周面を持ち、且つヘリカル巻きにより成形
された中間筒部とを有する車両用プロペラシャフトに関
する。
【０００２】
【従来の技術】車両衝突時において、その衝撃荷重がプ
ロペラシャフトに作用した場合、そのプロペラシャフト
自体が衝撃荷重吸収作用を発揮するのが望ましい。
【０００３】鋼製チューブを用いたプロペラシャフトに
おいては、そのチューブを二分割式に構成すると共にそ
れらの間にジョイントを設け、車両衝突時の衝撃荷重
を、前記チューブがジョイントにて座屈することによっ
て吸収しているが、ＦＲＰチューブを用いたプロペラシ
ャフトは、その軽量化を主眼として、ＦＲＰチューブを
一体型に構成しているので、前記のようなジョイントを
備えていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、車両衝突時に
は、その衝撃荷重によってＦＲＰチューブを座屈させる
ことが必要となるが、そのＦＲＰチューブは比較的大き
な座屈荷重を有するので、低衝撃荷重によってはＦＲＰ
チューブは座屈しない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、層間剪断強さ
が比較的低い、というＦＲＰチューブの特性に着目し、
車両衝突時の衝撃荷重によってＦＲＰチューブを破壊し
得るようにした前記プロペラシャフトを提供することを
目的とする。
【０００６】前記目的を達成するため本発明によれば、
ＦＲＰチューブと、そのＦＲＰチューブの少なくとも一
端に連結されたジョイントとを備え、前記ＦＲＰチュー
ブは、前記ジョイントの筒状部を圧入させた端筒部と、
その端筒部の内周面末端に大径端を連設させたテーパ内
周面を持ち、且つヘリカル巻きにより成形された中間筒
部とを有する車両用プロペラシャフトにおいて、前記中
間筒部を、車両衝突時における被破壊領域とし、前記筒
状部を、衝撃荷重下での摺動で前記中間筒部のテーパ内
周面に衝突する破壊工具とした車両用プロペラシャフト
が提供される。
【０００７】中間筒部はヘリカル巻きにより成形された
ものであるから、そのテーパ内周面には、例えば繊維束
が巻数に応じて層をなすように現出する。そこで、車両
衝突時の衝撃荷重下での摺動で筒状部をテーパ内周面に
衝突させると、その中間筒部は層間剪断強さが比較的低
いことから相隣る両繊維束間が剪断され、それに伴い各
繊維束が剪断されて、最終的には中間筒部が破壊され
る。
【０００８】この中間筒部の破壊は、ＦＲＰチューブの
座屈荷重の１５〜２０％の衝撃荷重で発生する。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１，２において、車両用プロペ
ラシャフト１は、車両の前後方向に延びるＦＲＰチュー
ブ２と、そのＦＲＰチューブ２の少なくとも一端、実施
例では両端にそれぞれ連結されたジョイントとしての一
対のユニバーサルジョイント３，４とを備える。ＦＲＰ
チューブ２は、全長に亘り等径のチューブ本体５と、そ
のチューブ本体５の車両前、後部側の末端にそれぞれ小
径端６を連設させた一対のテーパ状中間筒部７と、それ
ら中間筒部７の大径端８にそれぞれ一端を連設させると
共に全長に亘り等径の一対の端筒部９とを有する。
【００１０】図２に明示するように、各中間筒部７はテ
ーパ内周面７ａを持ち、その大径端ｅ1 は各端筒部９の
内周面９ａ末端に連設され、一方、小径端ｅ2 は、チュ
ーブ本体５の内周面５ａ末端に連設されている。各中間
筒部７、実施例ではＦＲＰチューブ２は、樹脂を含浸さ
せた炭素繊維束を用いてヘリカル巻きを行うことにより
成形されたものである。各端筒部９は、その内周面９ａ
全体に接合されたＦＲＰ短筒体１０を有し、そのＦＲＰ
短筒体１０の内端側はテーパ内周面７ａまで延びてい
る。ＦＲＰ短筒体１０は、樹脂を含浸させた炭素繊維束
を用いて円周巻きを行うことにより成形されたものであ
る。
【００１１】各ユニバーサルジョイント３，４の一方の
ヨーク１１において、その筒状部１２は、先端側のテー
パ筒部分１３と、それに連なる等径筒部分１４とよりな
る。等径筒部分１４の外周面には各稜線が軸方向に延び
るセレーション（図示せず）が形成され、その等径筒部
分１４はＦＲＰ短筒体１０に圧入される。これにより、
ユニバーサルジョイント３，４がＦＲＰチューブ２に連
結され、またテーパ筒部分１３の環状内端面１５におけ
る外周縁１６がテーパ内周面７ａに対向する。
【００１２】この場合、一方のヨーク１１における筒状
部１２の外周縁１６がテーパ内周面７ａに衝突した後、
他方のヨーク１７の端面１８がそれと対向するＦＲＰ短
筒体１０の環状外端面１９に衝突し得るように、一方の
ヨーク１１における筒状部１２の外周縁１６およびそれ
と対向するテーパ内周面７ａの仮想円ｃ間の間隔ｄ
1は、他方のヨーク１７の端面１８およびＦＲＰ短筒体
１０の環状外端面１９間の間隔ｄ2 よりも小に設定され
る（即ち、ｄ1 ＜ｄ2 ）。
【００１３】図３（ａ），（ｂ）に示すように、中間筒
部７はマンドレル２１を用いたヘリカル巻きにより成形
されたものであるから、テーパ内周面７ａには炭素繊維
束２０が巻数に応じて、符号ｆ1 〜ｆ4 で示すごとく、
層をなすよう現出する。
【００１４】そこで、車両正面衝突時の衝撃荷重下での
摺動で、車両前部側のヨーク１１における筒状部１２の
外周縁１６をテーパ内周面７ａの仮想円ｃに衝突させる
と、その中間筒部７は層間剪断強さが比較的低いことか
ら、図４に示すように、相隣る両炭素繊維束２０間が剪
断され、それに伴い各炭素繊維束２０が剪断される。同
時に中間筒部７の小径端６およびその近傍が半径方向外
方へ押し広げられて脆弱化する。
【００１５】次いで、図５に示すように、他方のヨーク
１７の端面１８がＦＲＰ短筒体１０の外端面１９に衝突
することもあって、最終的には中間筒部７が破壊され
る。その後は、ヨーク１１がＦＲＰチューブ２から離脱
して軸方向に移動する。
【００１６】このように、中間筒部７を、車両正面衝突
時における被破壊領域とし、また筒状部１２を、衝撃荷
重下での摺動でテーパ内周面７ａに衝突する破壊工具と
したことにより、車両正面衝突時にプロペラシャフト１
に作用する衝撃荷重を確実に吸収することができる。例
えば、ＦＲＰチューブ２の座屈荷重が１６．６トンであ
る場合、約２．６トンの衝撃荷重で中間筒部７を破壊す
ることができる。
【００１７】図６は筒状部１２の外周縁１６を鋭利に形
成したもので、これによりテーパ内周面７ａに対する外
周縁１６の食込みを良好にすることができる。
【００１８】車両が追突された場合には車両後部側のユ
ニバーサルジョイント４とＦＲＰチューブ２の連結部に
おいて前記同様の破壊作用が行われ、これによりプロペ
ラシャフト１に作用する衝撃荷重を吸収することができ
る。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、前記のように構成する
ことによって、車両衝突時に作用する衝撃荷重を確実に
吸収することが可能なプロペラシャフトを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プロペラシャフトの正面図である。
【図２】図１の要部拡大縦断正面図である。
【図３】（ａ）はヘリカル巻きの説明図、（ｂ）は
（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図４】ＦＲＰチューブの破壊過程を示す説明図であ
る。
【図５】ＦＲＰチューブの破壊終了を示す説明図であ
る。
【図６】ヨークの変形例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１ プロペラシャフト ２ ＦＲＰチューブ ３，４ ユニバーサルジョイント（ジョイント） ５ チューブ本体 ７ 中間筒部 ７ａ テーパ内周面 ９ 端筒部 ９ａ 内周面 １２ 筒状部 ｅ1 大径端

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＦＲＰチューブ（２）と、そのＦＲＰチ
    ューブ（２）の少なくとも一端に連結されたジョイント
    （３，４）とを備え、前記ＦＲＰチューブ（２）は、前
    記ジョイント（３，４）の筒状部（１２）を圧入させた
    端筒部（９）と、その端筒部（９）の内周面（９ａ）末
    端に大径端（ｅ1 ）を連設させたテーパ内周面（７ａ）
    を持ち、且つヘリカル巻きにより成形された中間筒部
    （７）とを有する車両用プロペラシャフトにおいて、前
    記中間筒部（７）を、車両衝突時における被破壊領域と
    し、前記筒状部（１２）を、衝撃荷重下での摺動で前記
    中間筒部（７）のテーパ内周面（７ａ）に衝突する破壊
    工具としたことを特徴とする車両用プロペラシャフト。
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