JPS6219639B2 - - Google Patents
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- JPS6219639B2 JPS6219639B2 JP54166325A JP16632579A JPS6219639B2 JP S6219639 B2 JPS6219639 B2 JP S6219639B2 JP 54166325 A JP54166325 A JP 54166325A JP 16632579 A JP16632579 A JP 16632579A JP S6219639 B2 JPS6219639 B2 JP S6219639B2
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- Japan
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- connecting element
- transmission element
- plastic part
- plastic
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
- B64C13/24—Transmitting means
- B64C13/26—Transmitting means without power amplification or where power amplification is irrelevant
- B64C13/28—Transmitting means without power amplification or where power amplification is irrelevant mechanical
- B64C13/30—Transmitting means without power amplification or where power amplification is irrelevant mechanical using cable, chain, or rod mechanisms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B11/00—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
- F16B11/006—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by gluing
- F16B11/008—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by gluing of tubular elements or rods in coaxial engagement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
- F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
- F16C7/026—Constructions of connecting-rods with constant length made of fibre reinforced resin
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/43—Aeroplanes; Helicopters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T403/00—Joints and connections
- Y10T403/47—Molded joint
- Y10T403/471—And independent connection
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T403/65—Scarf
- Y10T403/655—Mirror images
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は方向性を有する繊維からなる少くとも
１個の層を有する棒状の強化繊維プラスチツク部
分と、該プラスチツク内に繊維方向に力を導入す
るための伝達要素とからなり、該伝達要素がプラ
スチツク部分の一端でつぎ木状に形成されてい
て、少くとも１個の接着剤層を介して接続してい
る棒状の連結要素に関する。
１個の層を有する棒状の強化繊維プラスチツク部
分と、該プラスチツク内に繊維方向に力を導入す
るための伝達要素とからなり、該伝達要素がプラ
スチツク部分の一端でつぎ木状に形成されてい
て、少くとも１個の接着剤層を介して接続してい
る棒状の連結要素に関する。
この種の連結要素は、重量が軽く強度が大きい
ことを特徴としているので、航空機及び宇宙船に
梁又は制御軸として用いられている。例えば1977
年８月８日付の「エビエーシヨンウイーク」には
次の様な空間飛行体が記載されている。即ちその
外側構造が炭素繊維強化プラスチツクからなる連
結要素であり、そのうち２個づつが３角状の伝達
要素に開口している。この種の連結要素の場合、
プラスチツクと伝達要素間の接続が問題となる。
この種の連結要素は特に航空機及び宇宙船におい
て強い振動力を受け、従つて接着剤層内の小さな
割れ目が、相互に接着した部分に剥離を生じるこ
とにあり、その理由は相互に異つた材料では負荷
時に生じる延びが相互に異るからである。この理
由から、つぎ木形成部分の縁範囲が特に強く応力
を受け、接着したつぎ木部分が、特に交番荷重に
よる疲労時に多くの場合縁から剥離を生じる。
ことを特徴としているので、航空機及び宇宙船に
梁又は制御軸として用いられている。例えば1977
年８月８日付の「エビエーシヨンウイーク」には
次の様な空間飛行体が記載されている。即ちその
外側構造が炭素繊維強化プラスチツクからなる連
結要素であり、そのうち２個づつが３角状の伝達
要素に開口している。この種の連結要素の場合、
プラスチツクと伝達要素間の接続が問題となる。
この種の連結要素は特に航空機及び宇宙船におい
て強い振動力を受け、従つて接着剤層内の小さな
割れ目が、相互に接着した部分に剥離を生じるこ
とにあり、その理由は相互に異つた材料では負荷
時に生じる延びが相互に異るからである。この理
由から、つぎ木形成部分の縁範囲が特に強く応力
を受け、接着したつぎ木部分が、特に交番荷重に
よる疲労時に多くの場合縁から剥離を生じる。
したがつて、本発明は、前述様式の連結要素に
おいて、特にプラスチツク部分と伝達要素間の連
結部分に静的、動的及び／又は熱的負荷があつて
も剛性高く、強度の大きいことを特徴とする連結
要素を提供することを課題とする。
おいて、特にプラスチツク部分と伝達要素間の連
結部分に静的、動的及び／又は熱的負荷があつて
も剛性高く、強度の大きいことを特徴とする連結
要素を提供することを課題とする。
この課題は特許請求の範囲第１項に記載の構成
により解決する。連結要素を本発明により構成す
ることで、負荷により生じる材料の長手方向の変
化がつぎ木形成部分の前後で等しく、従つて接着
剤層がつぎ木形成部分範囲で良好に等様に配分さ
れたせん断力を受ける。この様に構成しなかつた
場合につぎ木形成部分縁に生じる集中応力は本発
明の構成により良好に排除している。管と、固定
と力の導入を行う伝達要素からなる連結要素は、
米国特許第4027449号明細書に記載されている。
管と伝達要素間の接続は溶接又はろう付けにより
行われている。このことは、伝達要素と管とが同
様な材料、例えば金属からなることが前提となつ
ている。しかし、繊維強化プラスチツク部分は一
般に力を導入するために金属からなる伝達要素を
必要とする。この場合プラスチツク部分と伝達要
素の熱的及び弾性的特性が相互に異つているもの
であり、その理由は材料を撰択する際、強度と軽
量に対する条件が優先するからである。
により解決する。連結要素を本発明により構成す
ることで、負荷により生じる材料の長手方向の変
化がつぎ木形成部分の前後で等しく、従つて接着
剤層がつぎ木形成部分範囲で良好に等様に配分さ
れたせん断力を受ける。この様に構成しなかつた
場合につぎ木形成部分縁に生じる集中応力は本発
明の構成により良好に排除している。管と、固定
と力の導入を行う伝達要素からなる連結要素は、
米国特許第4027449号明細書に記載されている。
管と伝達要素間の接続は溶接又はろう付けにより
行われている。このことは、伝達要素と管とが同
様な材料、例えば金属からなることが前提となつ
ている。しかし、繊維強化プラスチツク部分は一
般に力を導入するために金属からなる伝達要素を
必要とする。この場合プラスチツク部分と伝達要
素の熱的及び弾性的特性が相互に異つているもの
であり、その理由は材料を撰択する際、強度と軽
量に対する条件が優先するからである。
特に航空機等の様に熱的負荷が機械的負荷にな
る場合、接着剤層が、プラスチツク部分と伝達要
素の弾性モジユール間にある弾性モジユールを有
する繊維材料を有するようにすると有利である。
例えば炭素繊維強化プラスチツクからなるプラス
チツク部分とチタンからなる伝達要素とを有利に
組合せるとき、接着剤層にガラス繊維を理設して
よい。
る場合、接着剤層が、プラスチツク部分と伝達要
素の弾性モジユール間にある弾性モジユールを有
する繊維材料を有するようにすると有利である。
例えば炭素繊維強化プラスチツクからなるプラス
チツク部分とチタンからなる伝達要素とを有利に
組合せるとき、接着剤層にガラス繊維を理設して
よい。
特許請求の範囲第３項に記載の連結要素は特に
高い剛性を有している。この剛性は軸方向の力を
伝達する際にはプラスチツク部分と伝達要素間の
接続には必要ないので、軸方向に指向した繊維の
範囲のつぎ木形成部分を有利に特許請求の範囲第
４項で限定している。軸方向に指向した繊維層の
つぎ木形成をする傾斜部分により、多層繊維層で
も、繊維全体が接着剤層により把持され伝達要素
と接続される。
高い剛性を有している。この剛性は軸方向の力を
伝達する際にはプラスチツク部分と伝達要素間の
接続には必要ないので、軸方向に指向した繊維の
範囲のつぎ木形成部分を有利に特許請求の範囲第
４項で限定している。軸方向に指向した繊維層の
つぎ木形成をする傾斜部分により、多層繊維層で
も、繊維全体が接着剤層により把持され伝達要素
と接続される。
構造部分の形状的特性で、接着面の大きさはつ
ぎ木形成角度量により決定される。つぎ木形成角
度は、２〜５゜の範囲に置く必要があるがその理
由は接着剤層が実質的にせん断力のみを受けるか
らである。実験的にはつぎ木形成角度は３゜が特
に望ましいものであることが認識されている。所
定の力を伝達するためには、所定の最小接着面積
を必要とする。特に大きな接着面積は、プラスチ
ツク部分を中空棒として形成すると製出できる。
付加的に連結要素を曲げにも強いものとする。
ぎ木形成角度量により決定される。つぎ木形成角
度は、２〜５゜の範囲に置く必要があるがその理
由は接着剤層が実質的にせん断力のみを受けるか
らである。実験的にはつぎ木形成角度は３゜が特
に望ましいものであることが認識されている。所
定の力を伝達するためには、所定の最小接着面積
を必要とする。特に大きな接着面積は、プラスチ
ツク部分を中空棒として形成すると製出できる。
付加的に連結要素を曲げにも強いものとする。
特に引張り及び圧縮力を高く伝達するのは特許
請求の範囲第７項に記載の構成により実施でき
る。
請求の範囲第７項に記載の構成により実施でき
る。
相互に大きく異つている弾性モジユールの材料
では、必然的に連結要素の両部分のうち一方がつ
ぎ木形成部分の前方範囲で他よりも可成り大きな
横断面を有することになる。薄い部分が、傾斜部
分により一般に鋭い縁状に形成される一方、厚い
部分では、つぎ木形成範囲の端に強度的にはほと
んど役に立たず、負荷時に接着剤層に応力集中を
生じるような材料が存在したままとなる。つぎ木
形成部分の端の厚い部分の材料横断面積が出来る
だけ小さくされているので、連結要素の直径で大
きいか又は小さい部分がつぎ木形成範囲で小直径
又は大直径の直径に連続的に変化していると利点
がある。
では、必然的に連結要素の両部分のうち一方がつ
ぎ木形成部分の前方範囲で他よりも可成り大きな
横断面を有することになる。薄い部分が、傾斜部
分により一般に鋭い縁状に形成される一方、厚い
部分では、つぎ木形成範囲の端に強度的にはほと
んど役に立たず、負荷時に接着剤層に応力集中を
生じるような材料が存在したままとなる。つぎ木
形成部分の端の厚い部分の材料横断面積が出来る
だけ小さくされているので、連結要素の直径で大
きいか又は小さい部分がつぎ木形成範囲で小直径
又は大直径の直径に連続的に変化していると利点
がある。
次に図示の２実施例により本発明を詳細に説明
する。
する。
第１図に示した連結要素において、繊維強化中
空棒１は軸方向に指向した炭素繊維を有する内側
層１．１からなる。内側層１．１は炭素繊維のコ
イル１．２により包被されている。中空棒１の端
は、内側から外側のコイル１．２迄つぎ木角度α
で円錐形に成形されている。伝達要素２の中空棒
１側の部分は、外側に沿つて中空棒と同様な外套
面を有していて、従つて両部分を相互に嵌入し木
をつぐように接合されている。両部分１．２はつ
ぎ木形成部分Ｓの範囲で一定の厚みの接着剤層３
により共接されている。プラスチツク部分ＦKの
リング状面、即ち材料横断面と、伝達要素ＦＵ¨の
材料横断面とはつぎ木形成部Ｓの前後の範囲で、
プラスチツクと伝達要素の材料の弾性モジユール
ＥK，ＥＵ¨に逆比例するように形成されている。
弾性モジユールはこの場合、導入力の方向、即ち
実施例では軸方向のものであり、導入力方向とそ
の固有のものとの間の関係は、例えば繊維強化プ
ラスチツク等の異方特性の材料では異つて来る。
材料横断面が異つているので、プラスチツク部分
と伝達要素の内径ｒK，ｒＵ¨は一致しない。伝達
要素２の内径ｒＵ¨は従つてつぎ木形成部分Ｓの範
囲で連続的に直径ｒKに拡大される。従つて接着
剤層３の内部には接着を破壊するような応力集中
は生じない。
空棒１は軸方向に指向した炭素繊維を有する内側
層１．１からなる。内側層１．１は炭素繊維のコ
イル１．２により包被されている。中空棒１の端
は、内側から外側のコイル１．２迄つぎ木角度α
で円錐形に成形されている。伝達要素２の中空棒
１側の部分は、外側に沿つて中空棒と同様な外套
面を有していて、従つて両部分を相互に嵌入し木
をつぐように接合されている。両部分１．２はつ
ぎ木形成部分Ｓの範囲で一定の厚みの接着剤層３
により共接されている。プラスチツク部分ＦKの
リング状面、即ち材料横断面と、伝達要素ＦＵ¨の
材料横断面とはつぎ木形成部Ｓの前後の範囲で、
プラスチツクと伝達要素の材料の弾性モジユール
ＥK，ＥＵ¨に逆比例するように形成されている。
弾性モジユールはこの場合、導入力の方向、即ち
実施例では軸方向のものであり、導入力方向とそ
の固有のものとの間の関係は、例えば繊維強化プ
ラスチツク等の異方特性の材料では異つて来る。
材料横断面が異つているので、プラスチツク部分
と伝達要素の内径ｒK，ｒＵ¨は一致しない。伝達
要素２の内径ｒＵ¨は従つてつぎ木形成部分Ｓの範
囲で連続的に直径ｒKに拡大される。従つて接着
剤層３の内部には接着を破壊するような応力集中
は生じない。
中実の棒状プラスチツク部分では、伝達要素が
つぎ木形成部分の範囲でプラスチツク部分を外側
から包囲するようにつぎ木部分を形成する。
つぎ木形成部分の範囲でプラスチツク部分を外側
から包囲するようにつぎ木部分を形成する。
第２図に示した実施例では、中空棒状プラスチ
ツク部分１の端が伝達要素２と両面つぎ木形成に
より接続されている。このため中空棒の端部は内
側と外側両方から円錐形に成形されている。伝達
要素２のプラスチツク部分側の端は、第１図の実
施例の場合と同様、対応した円錐面を備えてい
て、中空棒内に嵌入できる。プラスチツク部分の
外側円錐面は、包囲円錐リング５により包囲さ
れ、その位置は伝達要素２方向にストツパー６に
より固定されている。プラスチツク部分は、接着
剤層３．１，３．２を介して伝達要素２及び円錐
リング５に接続している。成形寸法に対して重要
な伝達要素の材料横断面は、円錐リング５と伝達
要素２の横断面に相関させる。
ツク部分１の端が伝達要素２と両面つぎ木形成に
より接続されている。このため中空棒の端部は内
側と外側両方から円錐形に成形されている。伝達
要素２のプラスチツク部分側の端は、第１図の実
施例の場合と同様、対応した円錐面を備えてい
て、中空棒内に嵌入できる。プラスチツク部分の
外側円錐面は、包囲円錐リング５により包囲さ
れ、その位置は伝達要素２方向にストツパー６に
より固定されている。プラスチツク部分は、接着
剤層３．１，３．２を介して伝達要素２及び円錐
リング５に接続している。成形寸法に対して重要
な伝達要素の材料横断面は、円錐リング５と伝達
要素２の横断面に相関させる。
第１図は本発明の第１実施例の縦断面図であ
り、第２図は第２実施例の縦断面図である。 １……棒状プラスチツク部分、２……伝達要
素、３……接着剤層、ＦK，ＦＵ¨……横断面、Ｓ
……つぎ木形成部分、ＥK……プラスチツク部分
弾性率、ＥＵ¨……伝達要素部分弾性率。
り、第２図は第２実施例の縦断面図である。 １……棒状プラスチツク部分、２……伝達要
素、３……接着剤層、ＦK，ＦＵ¨……横断面、Ｓ
……つぎ木形成部分、ＥK……プラスチツク部分
弾性率、ＥＵ¨……伝達要素部分弾性率。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 方向性を有する繊維からなる少くとも１個の
層を有する棒状の強化繊維プラスチツク部分と、
該プラスチツク内に繊維方向に力を導入するため
の伝達要素とからなり、該伝達要素がプラスチツ
ク部分の一端でつぎ木状に形成されていて、少く
とも１個の接着剤層を介して接続している棒状の
連結要素において、プラスチツク部分１と伝達要
素２の材料の横断面ＦK，ＦＵ¨の比率がつぎ木状
に形成した部分Ｓの前後の範囲で、導入力の方向
におけるそれぞれの材料の弾性率ＥK，ＥＵ¨に反
比例していることを特徴とする棒状の連結要素。 ２ 接着剤層３がプラスチツク部分と伝達要素の
弾性率ＥK，ＥＵ¨の間の弾性率を有する繊維材料
を有していることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の連結要素。 ３ プラスチツク部分１が軸方向に指向した繊維
１．１を有し、該繊維がこれに直交する方向に指
向した繊維コイル１．２により包囲されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
に記載の連結要素。 ４ 軸方向の力を伝達するために、つぎ木状形成
部分Ｓが軸方向に指向した繊維の範囲に限定され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の連結要素。 ５ つぎ木状形成角度αが２〜５゜、特に３゜で
あることを特徴とする特許請求の範囲前項のうち
いずれかの項に記載の連結要素。 ６ プラスチツク部分１が中空棒として形成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲前項のう
ちいずれかの項に記載の連結要素。 ７ プラスチツク部分１の端部が内外つぎ木形成
部分を有し、つぎ木形成範囲が伝達要素の内外把
接部２．５により包囲されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第６項に記載の連結要素。 ８ 連結要素の大小直径部分がつぎ木形成部分Ｓ
の範囲で小大部分の直径に連続的にテーパー形成
されていることを特徴とする特許請求の範囲前項
いずれかの項に記載の連結要素。 ９ 炭素繊維強化プラスチツクからなるプラスチ
ツク部分１と少くとも１個のチタンからなる伝達
要素を有することを特徴とする特許請求の範囲前
項のうちいずれかの項に記載の連結要素。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2855570A DE2855570C2 (de) | 1978-12-22 | 1978-12-22 | Stabförmiges Bauelement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5590795A JPS5590795A (en) | 1980-07-09 |
| JPS6219639B2 true JPS6219639B2 (ja) | 1987-04-30 |
Family
ID=6058052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16632579A Granted JPS5590795A (en) | 1978-12-22 | 1979-12-22 | Rod shaped connecting element |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4256412A (ja) |
| JP (1) | JPS5590795A (ja) |
| DE (1) | DE2855570C2 (ja) |
| FR (1) | FR2444880A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0369398U (ja) * | 1989-11-04 | 1991-07-10 |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3331789A1 (de) * | 1982-09-29 | 1984-03-29 | Dana Corp., 43697 Toledo, Ohio | Verfahren zur herstellung einer antriebswelle |
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