JPWO2015182206A1 - Ｆｒｐ製駆動シャフト - Google Patents
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Abstract
ＦＲＰ円筒（２０）と端部ジョイント（４０）との結合強度を高めるとともに、構造の簡単化、製造の容易化、低コスト化を実現したＦＲＰ製駆動シャフト（１０）を得る。ＦＲＰ製駆動シャフト（１０）は、ＦＲＰ円筒（２０）の少なくとも一端部にアウターカラー（３０）を介して端部ジョイント（４０）を結合してなる。端部ジョイント（４０）は、その外周面にセレーション部（４２）を有している。アウターカラー（３０）は、小径カラー部（３１）と、この小径カラー部（３１）より大径の大径カラー部（３２）とを有している。セレーション部（４２）は、ＦＲＰ円筒（２０）の内周面に圧入され、且つ、小径カラー部（３１）の内周面に固定されている。大径カラー部（３２）の内周面とＦＲＰ円筒（２０）の外周面との間には、両者を固定するための接着剤（Ｓ）が充填されている。大径カラー部（３２）の内周面とＦＲＰ円筒（２０）の外周面との間には、接着剤（Ｓ）の充填量を部分的に増大させる接着剤貯留空間部（３４Ｘ）が形成されている。
Description
本発明は、例えば車両のプロペラシャフト、ドライブシャフト、スタビライザーバー等に用いることができる、ＦＲＰ円筒と端部ジョイントを有するＦＲＰ製駆動シャフトに関する。
ＦＲＰ製駆動シャフトは、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics：繊維強化プラスチックス）円筒の両端部に金属製の端部ジョイントを結合してなるもので、軽量という利点がある。しかし、ＦＲＰ円筒と端部ジョイントとの結合強度を如何にして高くするかが一つの技術的課題であり、従来各種の提案がなされている。
図７（Ａ）、（Ｂ）は、特許文献１に記載されたＦＲＰ製駆動シャフト１を示しており、このＦＲＰ製駆動シャフト１は、ＦＲＰ円筒２と、ＦＲＰ円筒２の両端部に結合される金属製の端部ジョイント３と、ＦＲＰ円筒２の外周面に固定されるアウターカラー４とを有している。同図では、ＦＲＰ円筒２の一端部側のみを図示して他端部側の図示を省略している。
ＦＲＰ製駆動シャフト１では、ＦＲＰ円筒２に対して端部ジョイント３を固定するために、端部ジョイント３の外周面にセレーション部５を設けてこれをＦＲＰ円筒２の内周面に圧入している。また、ＦＲＰ円筒２の外周面に対してアウターカラー４を固定するために、端部ジョイント３に小判型の非円形断面軸部６を設けるとともに、アウターカラー４に小判型の非円形係合孔７を設け、非円形断面軸部６と非円形係合孔７とを係合させている。
しかしながら、特許文献１に記載されたＦＲＰ製駆動シャフト１は、端部ジョイント３に対し、ＦＲＰ円筒２に固定するためのセレーション部５とアウターカラー４に固定するための非円形断面軸部６をそれぞれ別個に加工しなければならず、アウターカラー４にも非円形係合孔７を設けるための特別な加工を施さなければならない。このため、ＦＲＰ製駆動シャフト１の構造の複雑化、製造の困難化、高コスト化が避けられない。
本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、ＦＲＰ円筒と端部ジョイントとの結合強度を高めるとともに、構造の簡単化、製造の容易化、低コスト化を実現したＦＲＰ製駆動シャフトを得ることを目的とする。
本発明のＦＲＰ製駆動シャフトは、ＦＲＰ円筒の少なくとも一端部にアウターカラーを介して端部ジョイントを結合してなるＦＲＰ製駆動シャフトにおいて、前記端部ジョイントは、その外周面にセレーション部を有していること；前記アウターカラーは、小径カラー部と、該小径カラー部より大径の大径カラー部とを有していること；前記セレーション部は、前記ＦＲＰ円筒の内周面に圧入され、且つ、前記小径カラー部の内周面に固定されていること；前記大径カラー部の内周面と前記ＦＲＰ円筒の外周面との間には、両者を固定するための接着剤が充填されていること；及び前記大径カラー部の内周面と前記ＦＲＰ円筒の外周面との間には、前記接着剤の充填量を部分的に増大させる接着剤貯留空間部が形成されていること；を特徴としている。
前記セレーション部は、前記ＦＲＰ円筒の内周面と、前記小径カラー部の内周面とに亘って圧入することができる。
前記大径カラー部は、その内周面に、前記小径カラー部に近い側に形成され前記ＦＲＰ円筒の外周面との間の距離が略一定の定径部と、前記小径カラー部から遠くなるに連れて前記ＦＲＰ円筒の外周面との間の距離を漸増させる接着剤貯留テーパー部とを有しており、前記接着剤貯留テーパー部と前記ＦＲＰ円筒の外周面との間に前記接着剤貯留空間部を形成することができる。
前記接着剤貯留テーパー部の軸方向の長さは、５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。
前記接着剤貯留テーパー部の先端部と前記セレーション部の先端部は、軸方向に５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内でオフセットされていることが好ましい。
前記接着剤貯留テーパー部の基端部と前記セレーション部の先端部は、軸方向に１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内でオフセットされていることが好ましい。
前記接着剤貯留テーパー部のテーパー率は、０．５／１５〜２／５の範囲内であることが好ましい。
前記大径カラー部は、その内周面に、前記小径カラー部に近い側に形成され前記ＦＲＰ円筒の外周面との間の距離が相対的に小さい小径部と、前記小径カラー部から遠い側に形成され前記ＦＲＰ円筒の外周面との間の距離が相対的に大きい大径部とを有しており、前記大径部と前記ＦＲＰ円筒の外周面との間に前記接着剤貯留空間部を形成することができる。
本発明によれば、ＦＲＰ円筒と端部ジョイントとの結合強度を高めるとともに、構造の簡単化、製造の容易化、低コスト化を実現したＦＲＰ製駆動シャフトを得ることができる。
＜ＦＲＰ製駆動シャフト１０の構成＞
図１〜図４を参照して、本発明によるＦＲＰ製駆動シャフト１０の構成について説明する。ＦＲＰ製駆動シャフト１０は、ＦＲＰ円筒２０の両端部にアウターカラー３０を介して端部ジョイント４０を結合してなる。本実施形態では、各２つのアウターカラー３０と端部ジョイント４０がそれぞれ同一の構成を有しているためこれらに同一の符号を付して説明する。
図１〜図４を参照して、本発明によるＦＲＰ製駆動シャフト１０の構成について説明する。ＦＲＰ製駆動シャフト１０は、ＦＲＰ円筒２０の両端部にアウターカラー３０を介して端部ジョイント４０を結合してなる。本実施形態では、各２つのアウターカラー３０と端部ジョイント４０がそれぞれ同一の構成を有しているためこれらに同一の符号を付して説明する。
ＦＲＰ円筒２０は、例えば、炭素繊維を熱硬化性樹脂シート中に含浸させてなる複数のプリプレグを筒状に巻回して熱硬化させた複数のＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化プラスチックス）層からなる。ＦＲＰ円筒２０の構成および製法には自由度があり種々の設計変更が可能である。例えば、短繊維の炭素繊維が樹脂に分散されたものを射出成形してＦＲＰ円筒２０としてもよい。ＦＲＰ円筒２０は、その軸方向の全長に亘って、内周面２１の径（内径）と外周面２２の径（外径）がそれぞれ略一定である。
端部ジョイント４０は、例えば鋼鉄等の金属製材料からなり、中実のロッド状に形成された中実ロッド部４１を有している。端部ジョイント４０は、中実ロッド部４１と同一の軸線上に、ＦＲＰ円筒２０の内周面２１に圧入されるセレーション部４２を有している。セレーション部４２は、例えば、三角歯セレーションやインボリュートセレーションからなる。セレーション部４２は、図示例のように端部ジョイント４０の軸方向に一連に形成する態様の他、端部ジョイント４０の軸方向に沿って複数に分割して形成する態様が可能である。
アウターカラー３０は、例えばアルミニウム等の金属製材料からなり、小径カラー部３１と、この小径カラー部３１より大径の大径カラー部３２とがその軸方向に沿って一体的に連続して形成された環状部材からなる。
小径カラー部３１はその内周面に圧入部３１ａを有している。圧入部３１ａは、端部ジョイント４０のセレーション部４２のうちＦＲＰ円筒２０の内周面２１に圧入されない他部分（基端側）に圧入される。すなわち、端部ジョイント４０のセレーション部４２は、ＦＲＰ円筒２０の内周面２１と、小径カラー部３１の内周面（圧入部３１ａ）とに亘って圧入される（図３、図４）。別言すると、セレーション部４２は、その軸方向の全長に亘ってＦＲＰ円筒２０の内周面２１に圧入されるのではなく、その軸方向の一部分（先端側）がＦＲＰ円筒２０の内周面２１に圧入され、その軸方向の他部分（基端側）がＦＲＰ円筒２０の内周面２１に圧入されない。アウターカラー３０の小径カラー部３１の圧入部３１ａと端部ジョイント４０のセレーション部４２との間には、クリアランスＣＬが設けられている（図４）。
図４に示すように、大径カラー部３２は、その内周面に、小径カラー部３１に近い側に形成されＦＲＰ円筒２０の外周面２２との間の距離が略一定の定径部３３と、小径カラー部３１から遠くなるに連れてＦＲＰ円筒２０の外周面２２との間の距離を漸増させる接着剤貯留テーパー部３４とを有している。大径カラー部３２の内周面（定径部３３、接着剤貯留テーパー部３４）とＦＲＰ円筒２０の外周面２２との間には、両者を固定するための接着剤Ｓが充填（介在）されている。接着剤貯留テーパー部３４とＦＲＰ円筒２０の外周面２２との間には、接着剤Ｓの充填量を部分的（局所的）に増大させる接着剤貯留空間部３４Ｘが形成されている。
小径カラー部３１の内周面に形成された圧入部３１ａと、大径カラー部３２の内周面に形成された定径部３３との間には、環状の軸直交壁３５が形成されており、この軸直交壁３５とＦＲＰ円筒２０の先端面２３との間にも接着剤Ｓが充填（介在）されている。
アウターカラー３０の小径カラー部３１の圧入部３１ａと端部ジョイント４０のセレーション部４２との間に設けられたクリアランスＣＬにも、接着剤Ｓが充填されている。これにより、接着剤Ｓに含有される気泡をクリアランスＣＬを介して外部に排出することができる。また、例えば、端部ジョイント４０とアウターカラー３０を異種金属（例えば鋼鉄とアルミニウム）で形成した場合、異種金属どうしのイオン化傾向に基づく電位差によって電食が発生するおそれがある。本実施形態では、アウターカラー３０の小径カラー部３１の圧入部３１ａと端部ジョイント４０のセレーション部４２との間に、クリアランスＣＬに充填された接着剤Ｓの膜が介在するため、端部ジョイント４０とアウターカラー３０を異種金属で構成したとしても、異種金属どうしが非接触状態となり、電食が発生するのを効果的に防止することができる。
以上のように構成されたＦＲＰ製駆動シャフト１０をドライブシャフトとして機能させる場合、一方の端部ジョイント４０の軸部４１に、インボード側等速ジョイントとデファレンシャル装置を介してエンジン（いずれも図示せず）が連結されるとともに、他方の端部ジョイント４０の軸部４１に、アウトボード側等速ジョイントを介して車輪（いずれも図示せず）が連結される。エンジンの回転駆動力が回転トルクとしてＦＲＰ製駆動シャフト１０に付与されると、端部ジョイント４０とＦＲＰ円筒２０との間で回転トルクが伝達される。アウターカラー３０は、端部ジョイント４０からＦＲＰ円筒２０に回転トルクが伝達される際に、ＦＲＰ円筒２０の内周側と外周側での回転トルクの差を無くす機能を有している。
ここで、ＦＲＰ円筒２０と端部ジョイント４０は、ＦＲＰ円筒２０の内周面２１に端部ジョイント４０のセレーション部４２を圧入することで互いに固定されている。一方、アウターカラー３０は、大径カラー部３２（定径部３３、接着剤貯留テーパー部３４）の内周面とＦＲＰ円筒２０の外周面２２の間に充填された接着剤ＳによってＦＲＰ円筒２０と固定され、同時に、小径カラー部３１の内周面（圧入部３１ａ）を端部ジョイント４０のセレーション部４２に圧入し且つ両者のクリアランスＣＬの間に接着剤Ｓを充填することで端部ジョイント４０と固定されている。したがって、端部ジョイント４０とＦＲＰ円筒２０の間のトルク伝達経路が、ＦＲＰ円筒２０の内側と外側の２系統に略等しく分散し、且つ、トルク伝達時にＦＲＰ円筒２０の内側と外側が同位相で回転することになるため、積層体であるＦＲＰ円筒２０の層間剪断破壊を確実に防止することができる。
このように本実施形態では、端部ジョイント４０とＦＲＰ円筒２０を固定する機能および端部ジョイント４０とアウターカラー３０を固定する機能の２つの機能を、端部ジョイント４０のセレーション部４２に担わせている。これにより、上述した特許文献１のように、端部ジョイントに特別な固定部（図７（Ａ）、（Ｂ）に示す非円形断面軸部６）を加工する必要がなくなる。また、本実施形態では、上述した特許文献１のように、アウターカラーへの特別な加工（図７（Ａ）、（Ｂ）に示す非円形係合孔７を設ける加工）が不要になる。したがって、本実施形態によれば、構造の簡単化、製造の容易化、低コスト化を実現したＦＲＰ製駆動シャフト１０を得ることができる。
さらに本実施形態では、端部ジョイント４０のセレーション部４２をＦＲＰ円筒２０の内周面２１とアウターカラー３０の小径カラー部３１の圧入部３１ａとに亘って圧入することで、ＦＲＰ円筒２０とアウターカラー３０と端部ジョイント４０が固定されている。同時に、大径カラー部３２の内周面（定径部３３、接着剤貯留テーパー部３４）とＦＲＰ円筒２０の外周面２２との間、軸直交壁３５とＦＲＰ円筒２０の先端面２３との間、および、小径カラー部３１の圧入部３１ａとセレーション部４２との間（クリアランスＣＬ）に充填された接着剤Ｓによっても、ＦＲＰ円筒２０とアウターカラー３０と端部ジョイント４０が固定されている。その結果、ＦＲＰ円筒２０の内周側と外周側の両方の固定部により、ＦＲＰ円筒２０と端部ジョイント４０が強固に固定され、大きな回転トルクを円滑に伝達することができる。
そして、本実施形態では、アウターカラー３０の大径カラー部３２の内周面に、接着剤Ｓの充填量を部分的（局所的）に増大させる接着剤貯留空間部３４Ｘを形成するための接着剤貯留テーパー部３４を形成している。これにより、接着剤Ｓの端部の膜厚を部分的（局所的）に厚くして剛性を下げることで、回転トルク伝達時に接着剤Ｓの端部（外径側端部）に掛かる応力を内径側に分散させてこれを緩和（均一化）する結果（接着剤Ｓへの応力集中を回避する結果）、ＦＲＰ円筒２０と端部ジョイント４０の結合強度を高めて大きな回転トルクを伝達することができる。
接着剤貯留テーパー部３４の軸方向の長さＬ１は、５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。これにより、大きな回転トルクを伝達することができる。
接着剤貯留テーパー部３４の軸方向の長さＬ１が１５ｍｍを上回ると、大径カラー部３２とセレーション部４２の同軸度が増加しすぎて接着強度が低下してしまう。
接着剤貯留テーパー部３４の軸方向の長さＬ１が５ｍｍを下回ると、接着部の応力分散効果が不足してしまう。
接着剤貯留テーパー部３４の軸方向の長さＬ１が１５ｍｍを上回ると、大径カラー部３２とセレーション部４２の同軸度が増加しすぎて接着強度が低下してしまう。
接着剤貯留テーパー部３４の軸方向の長さＬ１が５ｍｍを下回ると、接着部の応力分散効果が不足してしまう。
接着剤貯留テーパー部３４の先端部とセレーション部４２の先端部は、軸方向にオフセットされており、そのオフセット長さＬ２は、５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内であることが好ましい。これにより、大きな回転トルクを伝達することができる。
接着剤貯留テーパー部３４の先端部とセレーション部４２の先端部のオフセット長さＬ２が１５ｍｍを上回ると、セレーション部４２に回転トルクが集中しすぎてしまう。
接着剤貯留テーパー部３４の先端部とセレーション部４２の先端部のオフセット長さＬ２が５ｍｍを下回ると、アウターカラー３０に回転トルクが集中しすぎてしまう。
接着剤貯留テーパー部３４の先端部とセレーション部４２の先端部のオフセット長さＬ２が１５ｍｍを上回ると、セレーション部４２に回転トルクが集中しすぎてしまう。
接着剤貯留テーパー部３４の先端部とセレーション部４２の先端部のオフセット長さＬ２が５ｍｍを下回ると、アウターカラー３０に回転トルクが集中しすぎてしまう。
接着剤貯留テーパー部３４の基端部とセレーション部４２の先端部は、軸方向にオフセットされており、そのオフセット長さＬ３は、１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内であることが好ましい。これにより、大きな回転トルクを伝達することができる。
接着剤貯留テーパー部３４の基端部とセレーション部４２の先端部のオフセット長さＬ３が３０ｍｍを上回ると、セレーション部４２に回転トルクが集中しすぎてしまう。
接着剤貯留テーパー部３４の基端部とセレーション部４２の先端部のオフセット長さＬ３が１０ｍｍを下回ると、アウターカラー３０に回転トルクが集中しすぎてしまう。
接着剤貯留テーパー部３４の基端部とセレーション部４２の先端部のオフセット長さＬ３が３０ｍｍを上回ると、セレーション部４２に回転トルクが集中しすぎてしまう。
接着剤貯留テーパー部３４の基端部とセレーション部４２の先端部のオフセット長さＬ３が１０ｍｍを下回ると、アウターカラー３０に回転トルクが集中しすぎてしまう。
接着剤貯留テーパー部３４のテーパー率は、０．５／１５〜２／５の範囲内であることが好ましい。これにより、アウターカラー３０とＦＲＰ円筒２０の接着強度を向上させることができる。
接着剤貯留テーパー部３４のテーパー率が２／５を上回っても０．５／１５を下回っても、接着剤Ｓに応力が集中しすぎてしまう。
接着剤貯留テーパー部３４のテーパー率が２／５を上回っても０．５／１５を下回っても、接着剤Ｓに応力が集中しすぎてしまう。
本実施形態の比較例として、アウターカラー３０の大径カラー部３２の内周面に接着剤貯留テーパー部３４を形成することなくこれを定径部３３に置き換えた場合を想定する。この場合、回転トルク伝達時のねじれの変位は、ＦＲＰ円筒２０の内径側よりも外径側の方が大きいため、接着剤Ｓの端部（外径側端部）に応力が集中して、ＦＲＰ円筒２０と端部ジョイント４０の結合破壊の起点となってしまう。
＜ＦＲＰ製駆動シャフト１０の製造方法（組立方法）＞
図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して、以上のように構成されたＦＲＰ製駆動シャフト１０の製造方法（組立方法）について説明する。
図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して、以上のように構成されたＦＲＰ製駆動シャフト１０の製造方法（組立方法）について説明する。
図５（Ａ）に示すように、端部ジョイント４０を固定治具（図示せず）に固定した状態で、アウターカラー３０の小径カラー部３１の圧入部３１ａを、端部ジョイント４０のセレーション部４２のうちＦＲＰ円筒２０の内周面２１に圧入されない他部分（基端側）に圧入する。これにより、アウターカラー３０と端部ジョイント４０の結合体が形成される。
図５（Ｂ）に示すように、ＦＲＰ円筒２０の外周面２２に接着剤Ｓを塗布した後、ＦＲＰ円筒２０の内周面２１を、端部ジョイント４０のセレーション部４２のうちアウターカラー３０の小径カラー部３１の圧入部３１ａに圧入されない一部分（先端側）に圧入する。すると、ＦＲＰ円筒２０の外周面２２に塗布された接着剤Ｓが、大径カラー部３２の内周面（定径部３３、接着剤貯留テーパー部３４）とＦＲＰ円筒２０の外周面２２との間、軸直交壁３５とＦＲＰ円筒２０の先端面２３との間、および、小径カラー部３１の圧入部３１ａとセレーション部４２との間（クリアランスＣＬ）に充填されていく。これにより、ＦＲＰ円筒２０とアウターカラー３０と端部ジョイント４０の結合体が形成されてＦＲＰ製駆動シャフト１０が完成する。
ここで図５（Ｂ）の工程において、アウターカラー３０の大径カラー部３２の内周面に接着剤貯留テーパー部３４が形成されているので、ＦＲＰ円筒２０の外周面２２に塗布された接着剤Ｓを掻き取ることなくこれを隅々まで行き渡らせることができる。これにより、ＦＲＰ円筒２０とアウターカラー３０と端部ジョイント４０の結合強度を高めることができる。
これに対し、アウターカラー３０の大径カラー部３２の内周面に接着剤貯留テーパー部３４を形成することなくこれを定径部３３に置き換えた比較例では、端部ジョイント４０のセレーション部４２をＦＲＰ円筒２０の内周面２１に圧入する際に、ＦＲＰ円筒２０の外周面２２に塗布された接着剤Ｓが掻き取られてこれが隅々まで行き渡らずに接着不良が発生してしまう。このため、ＦＲＰ円筒２０とアウターカラー３０と端部ジョイント４０の結合強度が不十分となってしまう。
図６は本発明によるＦＲＰ製駆動シャフト１０の別実施形態を示している。この別実施形態では、大径カラー部３２が、その内周面に、小径カラー部３１に近い側に形成されＦＲＰ円筒２０の外周面２２との間の距離が相対的に小さい小径部３６と、小径カラー部３１から遠い側に形成されＦＲＰ円筒２０の外周面２２との間の距離が相対的に大きい大径部３７とを有している。大径カラー部３２の内周面（小径部３６、大径部３７）とＦＲＰ円筒２０の外周面２２との間には、両者を固定するための接着剤Ｓが充填されている。大径部３７とＦＲＰ円筒２０の外周面２２との間には、接着剤Ｓの充填量を部分的（局所的）に増大させる接着剤貯留空間部３７Ｘが形成されている。
以上の実施形態では、ＦＲＰ円筒２０の両端部にアウターカラー３０を介して端部ジョイント４０を結合した構成を持つＦＲＰ製駆動シャフト１０を例示して説明した。しかし、本発明は、ＦＲＰ円筒の一端部のみにアウターカラーを介して端部ジョイントを結合した構成を持つＦＲＰ製駆動シャフトにも同様に適用が可能である。
以上の実施形態では、端部ジョイント４０のセレーション部４２が、ＦＲＰ円筒２０の内周面２１と、小径カラー部３１の内周面（圧入部３１ａ）とに亘って圧入されている場合を例示して説明した。しかし、端部ジョイント４０のセレーション部４２と小径カラー部３１の内周面は、必ずしも圧入によって固定する必要はなく、例えば接着剤等の他の固定手段によって固定してもよい。
本発明によるＦＲＰ製駆動シャフトは、例えば車両のプロペラシャフト、ドライブシャフト、スタビライザーバー等に用いて好適である。
１０ ＦＲＰ製駆動シャフト
２０ ＦＲＰ円筒
２１ 内周面
２２ 外周面
２３ 先端面
３０ アウターカラー
３１ 小径カラー部
３１ａ 圧入部
３２ 大径カラー部
３３ 定径部
３４ 接着剤貯留テーパー部
３４Ｘ 接着剤貯留空間部
３５ 軸直交壁
３６ 小径部
３７ 大径部
３７Ｘ 接着剤貯留空間部
４０ 端部ジョイント
４１ 中実ロッド部
４２ セレーション部
ＣＬ クリアランス
Ｓ 接着剤
２０ ＦＲＰ円筒
２１ 内周面
２２ 外周面
２３ 先端面
３０ アウターカラー
３１ 小径カラー部
３１ａ 圧入部
３２ 大径カラー部
３３ 定径部
３４ 接着剤貯留テーパー部
３４Ｘ 接着剤貯留空間部
３５ 軸直交壁
３６ 小径部
３７ 大径部
３７Ｘ 接着剤貯留空間部
４０ 端部ジョイント
４１ 中実ロッド部
４２ セレーション部
ＣＬ クリアランス
Ｓ 接着剤
本発明のＦＲＰ製駆動シャフトは、ＦＲＰ円筒の少なくとも一端部にアウターカラーを介して端部ジョイントを結合してなるＦＲＰ製駆動シャフトにおいて、前記端部ジョイントは、その外周面にセレーション部を有していること；前記アウターカラーは、小径カラー部と、該小径カラー部より大径の大径カラー部とを有していること；前記セレーション部は、前記ＦＲＰ円筒の内周面に圧入され、且つ、前記小径カラー部の内周面に固定されていること；前記大径カラー部の内周面と前記ＦＲＰ円筒の外周面との間には、両者を固定するための接着剤が充填されていること；前記大径カラー部の内周面と前記ＦＲＰ円筒の外周面との間には、前記接着剤の充填量を部分的に増大させる接着剤貯留空間部が形成されていること；前記大径カラー部は、その内周面に、前記小径カラー部に近い側に形成され前記ＦＲＰ円筒の外周面との間の距離が略一定の定径部と、前記小径カラー部から遠くなるに連れて前記ＦＲＰ円筒の外周面との間の距離を漸増させる接着剤貯留テーパー部とを有していること；及び前記接着剤貯留テーパー部と前記ＦＲＰ円筒の外周面との間に前記接着剤貯留空間部が形成されていること；を特徴としている。
Claims (8)
- ＦＲＰ円筒の少なくとも一端部にアウターカラーを介して端部ジョイントを結合してなるＦＲＰ製駆動シャフトにおいて、
前記端部ジョイントは、その外周面にセレーション部を有していること；
前記アウターカラーは、小径カラー部と、該小径カラー部より大径の大径カラー部とを有していること；
前記セレーション部は、前記ＦＲＰ円筒の内周面に圧入され、且つ、前記小径カラー部の内周面に固定されていること；
前記大径カラー部の内周面と前記ＦＲＰ円筒の外周面との間には、両者を固定するための接着剤が充填されていること；及び
前記大径カラー部の内周面と前記ＦＲＰ円筒の外周面との間には、前記接着剤の充填量を部分的に増大させる接着剤貯留空間部が形成されていること；
を特徴とするＦＲＰ製駆動シャフト。 - 請求項１記載のＦＲＰ製駆動シャフトにおいて、
前記セレーション部は、前記ＦＲＰ円筒の内周面と、前記小径カラー部の内周面とに亘って圧入されているＦＲＰ製駆動シャフト。 - 請求項１または２記載のＦＲＰ製駆動シャフトにおいて、
前記大径カラー部は、その内周面に、前記小径カラー部に近い側に形成され前記ＦＲＰ円筒の外周面との間の距離が略一定の定径部と、前記小径カラー部から遠くなるに連れて前記ＦＲＰ円筒の外周面との間の距離を漸増させる接着剤貯留テーパー部とを有しており、
前記接着剤貯留テーパー部と前記ＦＲＰ円筒の外周面との間に前記接着剤貯留空間部が形成されているＦＲＰ製駆動シャフト。 - 請求項３記載のＦＲＰ製駆動シャフトにおいて、
前記接着剤貯留テーパー部の軸方向の長さは、５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内に設定されているＦＲＰ製駆動シャフト。 - 請求項３または４記載のＦＲＰ製駆動シャフトにおいて、
前記接着剤貯留テーパー部の先端部と前記セレーション部の先端部は、軸方向に５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内でオフセットされているＦＲＰ製駆動シャフト。 - 請求項３ないし５のいずれか１項記載のＦＲＰ製駆動シャフトにおいて、
前記接着剤貯留テーパー部の基端部と前記セレーション部の先端部は、軸方向に１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内でオフセットされているＦＲＰ製駆動シャフト。 - 請求項３ないし６のいずれか１項記載のＦＲＰ製駆動シャフトにおいて、
前記接着剤貯留テーパー部のテーパー率は、０．５／１５〜２／５の範囲内であるＦＲＰ製駆動シャフト。 - 請求項１記載のＦＲＰ製駆動シャフトにおいて、
前記大径カラー部は、その内周面に、前記小径カラー部に近い側に形成され前記ＦＲＰ円筒の外周面との間の距離が相対的に小さい小径部と、前記小径カラー部から遠い側に形成され前記ＦＲＰ円筒の外周面との間の距離が相対的に大きい大径部とを有しており、
前記大径部と前記ＦＲＰ円筒の外周面との間に前記接着剤貯留空間部が形成されているＦＲＰ製駆動シャフト。
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