JPS5993507A - 繊維強化合成樹脂製駆動軸とその製造方法 - Google Patents

繊維強化合成樹脂製駆動軸とその製造方法

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JPS5993507A
JPS5993507A JP57200621A JP20062182A JPS5993507A JP S5993507 A JPS5993507 A JP S5993507A JP 57200621 A JP57200621 A JP 57200621A JP 20062182 A JP20062182 A JP 20062182A JP S5993507 A JPS5993507 A JP S5993507A
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resin
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joint
angle
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JP57200621A
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Masataka Kumada
熊田 正隆
Masahito Mimori
三森 正仁
Kazuo Emori
江森 和男
Hideo Watanabe
英雄 渡辺
Ichiro Kobayashi
一朗 小林
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Honda Motor Co Ltd
Yokohama Rubber Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
Yokohama Rubber Co Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02Constructions of connecting-rods with constant length
    • F16C7/026Constructions of connecting-rods with constant length made of fibre reinforced resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58Winding and joining, e.g. winding spirally helically
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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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】 本発明は、繊維強化合成樹脂製駆動軸とその製造方法に
関する。
軽量化目的のため、車両用ドライブシャフト等の一部を
軽量な繊維強化合成樹脂管で構成することは、一般に知
られている。この種の樹脂製駆動軸は、繊維強化合成樹
脂管の一端部或いは両端部に駆動軸、従動軸と結合され
るべく金属製継手部材を接合一体化したもので、トルク
伝達時には継手部材との接合部分に応力が集中し易く、
該接合部分には所定の捩り強度が要求される。。
従、来、前記樹脂製駆動軸は、未硬化状態の樹脂管の端
末部に、継手部材の外周面を嵌合し、次いで樹脂管の端
末部外周面にテープを巻付けて締付け、室温又は高温下
で前記端末部を硬化さぜ製造なされるが、この樹脂製駆
動軸では樹脂管と継手部材との接合部分の捩り′強度が
低く、また樹脂管と継手部材との接合後のテープ剥離作
業を必要とし、製造方法も面倒である等の難点がある。
寸た、二つの管状の継手部材を互lいに間隔をおいてマ
ンドレルに嵌合し、該継手部材の外周面に接7t’f剤
を塗布し、次いでマンドレルと継手部材とを一体に口伝
しつつ樹脂被覆した連続繊維体を前記マンドレルと継手
部材に亘り右利け、さらに接合部分の捩り強度を高める
ため継手部材の外周部位には別途連続繊維体を右利けて
巻締め層を形成し、その後室温又は高温下で硬化させ樹
脂管の成形と同時に樹脂管と継手部材とを接合した樹脂
製駆動軸があるが、この樹脂製駆動軸においては別途巻
締め層を形成するため軽量化目的に反し、捷だ製造工程
も多く、さらに樹脂管と継手部材との熱膨張差、樹脂の
熱膨時における異方性等に起因して樹脂’Rと継手部材
との間には残留応力が生じ、樹脂管と継手部利の接合部
分の捩り強度には自ずから限界があった。
本発明は、前記不具合を解消すべく案出されたものであ
って、本発明の目的とする処は、金属製継手部材との接
合部分における捩り強を反を高め得る繊維強化合成樹脂
製駆動軸とその製造方法を提供するにある。
上記目的を述成するため、第1の発明は、繊維強化合成
樹脂管の金属製継手部材との接合部分を樹脂被覆した連
続炭素繊維体が駆動軸の軸線に対して45°から75°
の範囲にて巻付けられた内側層と、樹脂被覆した連続炭
素繊維体が駆動軸の軸線に対して5°から30°の範囲
にて巻付けられた外側層とで形成することを特徴とし、
第2の発明はその製造方法で、被巻装体における金属製
継手部材の外周に、樹脂被覆した連続炭素繊維体を被巻
装体の軸線に対して45°から75°の範囲にて巻付け
て内側層を形成し、次いで内側層の外周に樹脂被覆した
連続炭素繊維体を被巻装体の軸線に対して5°から30
°の範囲にて巻付けて外側層を形成することを特徴とす
る。
以下本発明の好適一実施例を添付図面に従って説明する
第1図は本発明に係る繊維強化合成樹脂製駆動軸の断面
側面図である。 、 繊維強化合成樹脂製駆動軸1は、繊維強化合成樹脂管2
と、該樹脂管2の両端部に夫々軸心を合致さぜ接合一体
化された管状の金属製継手部材3゜3と補助スリーブ4
,4とからなる。
前記継手部拐3の内周面には、駆動軸或いは従動軸に結
合されるべく雌形スプライン等を形成してあり、前記補
助スリーブ4は、継手部材3の内:/W側に配設され、
継手部材3の外周部と樹脂製駆動軸1の軸部5とを緩や
かに接続するよう截頭円錐状に形成しである。
前記樹脂管2は、樹脂被覆した連続炭素繊維体が樹脂製
駆動軸1の軸線に対して45°から75°の範囲におけ
る巻付は角度(好ましくは50°から65°:にて巻(
=1けられた内側層6と、該内側層6の外周で、樹脂被
覆した連続炭素繊維体が前記軸線に対して5°から30
°の範囲における巻付は角度(好ましくは15°から3
0°)にて巻付けられた外側層7とで形成されている。
斯かる樹脂管1の継手部材3及び補助スリーブ4との接
合部分は、内側層6と外側層7の夫々の異方性に基き、
樹脂管2と継手部材3、補助スリーブ4との接合時の残
留応力が極めて小であり、該接合部分における捩り強度
は、従来の接合部分における捩り強度よりも格段と高い
従って、一方の継手部材3に入力されるトルクは軸部5
を介して能力の継手部材3へ伝達され、該トルク伝達時
、継手部材3との接合部分における捩り強度が高く、重
量を大とすることなく伝達トルクを大なしめることがで
きる等の優れた効果を発揮する。
同、実施例においては、内側層6と外側層7とを樹脂管
2の全長に亘って形成したが、内側層6及び外側層7は
、継手部材3の外周部のみ、或いは外周部とその近傍に
のみ形成してもよい。
次に、前記樹脂製駆動軸1の製造方法を説明する。
第2図(a)、 (b)は、樹脂製駆動軸1の製造方法
をその工程順に示した側面図である。
まず第2図(a)に示すように、マンドレル11に適宜
間隔を隔てて継手部材3,3を嵌合し、継手部4N3.
3の内端側には補助スリーブ4,4を嵌合し、継手部材
3と補助スリーブ4を夫々位置決め固定し、継手部材3
、補助スリーブ4の外周面に接着剤を塗布する。
次いでマンドレル11を回転させ、両側の継手部4A’
3.3間に亘って樹脂被覆した連続炭素繊維体12を左
右方向に往復動させながら、マンドレル11の軸線13
に対して45°から75°の範囲の角度、例えば6o0
をなすよう巻付けていき、所定厚さの内側層6を形成す
る。
前記連続炭素繊維体12としては、炭素繊維を単一フィ
ラメント、線、ロービング、糸、テープ等の形態にした
ものを用い、゛また被覆用樹脂″としてはポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を用いる。
次いで、内側層6形成後、第2図(b)に示すようにマ
ンドレル11を回転させつつ内側層6の外周に樹脂被覆
した連続炭素繊維体12を左右方向に往復動させながら
、今度はマンドレル11のII 線13に対して5°か
ら30’の範囲の角度、例えば30’をなずよう右利け
ていき、内側層6の外周に所定厚さの外側層7を形成し
、内(ll1層6と外側層7とからなる管体を形成する
次いで管体形成後、高温下で管体を硬化させると同時に
前記接着剤を硬化させ、樹脂管2の成形と同時に樹脂管
2と継手部材3、補助スリーブ4を接合一体化する。
硬化時、前記継手部材3、補助スリーブ4、内側層6、
外側層7には高熱が伝達され、継手部材3と補助スリー
ブ4は夫々マンドレル11(7)径方向及び軸線方向へ
熱膨張し、内側層6と外側層7は樹脂の異方性に基づい
て熱膨張する。
この場合、表1に示すように600に巻付けられた内側
層6は樹脂の異方性に基き熱膨張が最小であり、また3
0’に巻付けられた外側層7は金属と略同等量熱膨張す
るので、硬化時、外側層7による内側層6及び継手部材
3、補助スリーブ4への締イマ]けが効果的になされ、
従って樹脂管2と継手部材3、補助スリーブ4との間に
生ずる残留応力は可及的に小となる。
硬化後、マンドレル11を引抜き樹脂製駆動軸1の製造
を完了する。
斯くしてイ(すられた樹脂管2と継手部材3及び補助ス
リーブ4との接合部分の捩り強度は、該接合部分におけ
る残留応力が極めて小さいため、従来の接合部分におけ
る捩り強度よりも格段と高められる。
尚、実施例においては、連続炭素繊維体12をマンドレ
ル11の軸線13に対して60°の角度で巻ト]けて内
側層6を、30°の角度で巻付けて外側層7を夫々形成
したが、内側層6を形成する連続炭素繊維体12の巻付
は角度を、前記軸線13に対して45°から75°の範
囲(好ましくは50°〜65°)とし、また外(til
1層7を形成する連続炭素繊維体12の巻イ;1け角度
を、前記軸線13に対して5°から30゜の範囲(好ま
しくは15°〜30°)としても、前記実施例と同様な
作用、効果を得ることができる。
捷た実施例においては、継手部材3として管状のものを
用いたが、継手部材3の形状は管状に限らず、例えば中
実状等であってもよく、また内側層6と外側層7は継手
部材3の外周部のみ、或いは外周部とその近傍にのみ形
成してもよい。
以上で明らかなように、本発明によれば、内側層と外側
層により繊維強化合成樹脂製駆動軸における金属製継手
部材との接合部分の捩り強度を高め得、重量を火とする
ことなく伝達トルクを大ならしめる等の優れた効果を発
揮する。
また、本発明によれば、管体硬化時、内側層と外側層の
相乗作用によって金属製継手部材への給料けを効果的に
行ない、繊維強化合成樹脂管と金属製継手部材との間に
生ずる残留応力を可及的に小とするから、繊維強化合成
樹脂管と金属製継手部材との接合部分の捩り強度;、辷
高め得、しかも従来のテープの貼着、剥離作業を不要と
して作業性に優れ、重量低減にも資し、また接合方法も
簡易である等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る樹脂製駆動軸の断面側面図、第2
図(a)、 (+))はその製造方法の説明図、表1は
熱膨張時における連続炭素繊維体の異方性を示すもので
、巻き角瓜と線膨張係数との関係線図である。 尚図面中1は樹脂製駆動軸、3は継手部材、4は補助ス
リーブ、6は内側層、7は外側層である。 t1¥許 出 願人  本田技研工業株式会社同   
 横浜ゴム株式会社 代理人 弁理士 下  1) 容−即 問   弁理士   大  橋  邦   度目  弁
理士  小  山    有 /  b 表1 90    60   30    0.15 ut 
o(’) 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 特願昭’57−200621号2、発
明の名称 繊Rイ(強化合成樹脂製駆動軸とその製造方法3、 補
正をする者 事件との関係  %許出願人 (532)  本]]4技研工業株式会社イ11“16
Cゴム株式会社 4、代理人 5 補正命令のtl (=J   昭和58年2月22
日発送6、−  補正により増加する発明の数    
        11・S 7x補正の内容 (1)明細書第8頁第]6行目および第11頁第2行目
に「表1」とあるを「第3図Jに訂正する。 (2)  図面中「表1」とあるを別紙の通り「第3図
」に訂正する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)繊維強化合成樹脂管の一端部或いは両端部に金属
    製継手部材を接合してなる繊維強化合成樹脂製駆動軸に
    おいて、前記繊維強化合成樹脂管の金属製継手部材との
    接合部分は、樹脂被覆した連続炭素繊維体が前記駆動軸
    の軸線に対して4゛5°から75°の範囲にて右利けら
    れた内側層と、樹脂被覆した連続炭素繊維体が前記駆動
    軸の軸線に対して5°から30°の範囲にて巻付けられ
    た外側層とから形成されていることを特徴とする繊維強
    化合成樹脂製駆動軸。
  2. (2)金属製継手部材を備えた被巻装体を回転しつつ樹
    脂被覆した連続繊維体を巻付け、管体の成形と同時に管
    体と金属製継手部材とを接合するようにした繊維強化合
    成樹脂製駆動軸の製造方法において、前記金属製継手部
    材の外周に樹脂被覆した連続炭素繊維体を被巻装体の軸
    線に対して45゜から75°の範囲にて巻付けて内側層
    を形成し、次いで内側層の外周に樹脂被覆した連続炭素
    繊維体を被巻装体の軸線に対して5°から30°の範囲
    にて巻付けて外側層を形成することを特徴とする繊維強
    化合成樹脂製駆動軸の製造方法。
JP57200621A 1982-11-16 1982-11-16 繊維強化合成樹脂製駆動軸とその製造方法 Pending JPS5993507A (ja)

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DE19833341368 DE3341368A1 (de) 1982-11-16 1983-11-15 Verfahren zur herstellung einer antriebswelle aus faserverstaerktem kunststoff und antriebswelle aus faserverstaerktem kunststoff
FR8318193A FR2536131B1 (fr) 1982-11-16 1983-11-16 Arbre de commande ou transmission en matiere plastique renforce de fibres, et procede pour sa fabrication
US06/791,826 US4664644A (en) 1982-11-16 1985-10-28 Fiber reinforced plastic drive shaft and method of manufacturing thereof

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