JP2573861B2 - 繊維強化プラスチック製軸 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、たとえば自動車のドライブシャフトなど
に使用される繊維強化プラスチック（以下、FRPと称す
る）製軸に関する。

従来の技術および発明の課題 近年、自動車のドライブシャフトなどには、軽量化を
図るため、FRRにより円筒状の形成された軸が使用され
るようになっている。ドライブシャフトなどの場合、端
部が十字状ユニバーサルジョイント部材を介して他の軸
に連結されるため、端部に、十字状ユニバーサルジョイ
ント部材の対称位置にある２つの軸部の軸受の部分がは
まる穴を有する二股状のヨーク部が一体に形成された連
結部材が取り付けられる。

このようなFRP製軸として、端部に連結部材が圧入さ
れるかまたは挿入されて接着などにより接合されたもの
が知られている。ところが、この場合は、軸の端部と連
結部材の圧入部または接着部でトルクを受けるため、捩
り強度が十分でなく、圧入部または接着部で軸と連結部
材とが相対的に回転してしまうおそれがある。

プラスチック製または金属製の薄肉円筒の端部に連結
部材の端部をはめ、これらに繊維を巻き付けて一体化し
たFRP製軸も知られている（特公昭57−30367号参照）。
ところが、この場合は、軸に薄肉円筒や連結部材がその
まま残るため、重量が増し、軽量化というFRP製軸のメ
リットが半減する。

FRP製軸の製造を容易にするために、軸の端部に二股
状のヨーク部を形成せずに、軸の端部を円筒状のままヨ
ーク部とすることも考えられるが、このようにすると、
自在継手の重要な機能である作動角が十分にとれないと
いう問題が生じる。

また、この種の従来のFRP製軸の場合、端部が開放し
ているため、軸内に異物が侵入し、これが異音や振動の
原因となるという問題があった。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、軽量で捩り
強度が高く、しかも自在継手の作動角を十分にとること
ができるとともに、内部に異物が侵入するおそれのない
FRP製軸を提供することにある。

課題を解決するための手段 この発明によるFRP製軸は、繊維強化プラスチックに
より円筒状に形成され、十字状ユニバーサルジョイント
部材の対称位置にある２つの軸部の軸受の部分がはまる
穴を有する二股状のヨーク部が端部に一体に形成されて
おり、このヨーク部が形成された端部内面に、このヨー
ク部の穴に対応しかつ軸受の部分がはまる穴を有する二
股状のヨーク部が端部に一体に形成された円筒状のヨー
ク部材が挿入されて固定され、ヨーク部材のヨーク部と
反対側の端部が端壁により閉鎖していることを特徴とす
るものである。

作 用 十字状ユニバーサルジョイント部材の対称位置にある
２つの軸部の軸受の部分が、それぞれ、ヨーク部材のヨ
ーク部の穴と軸の端部の穴の両方に跨るように挿入され
る。このため、軸とヨーク部材の両方でトルクを受ける
ことができ、ヨーク部材に端壁が形成されているため、
捩り強度が高く、軸とヨーク部材とが相対的に回転する
ことがない。また、軸の端部にヨーク部材が取付けられ
ているだけであるから、重量の増加が小さく、軽量化が
可能である。

また、軸およびヨーク部材の端部に二股状のヨーク部
が形成されているので、自在継手の作動角を十分にとる
ことができ、しかもヨーク部材のヨーク部と反対側の端
部が端壁により閉鎖されているので、軸内への異物の侵
入が防止される。

実 施 例 以下、図面を参照して、この発明の１実施例を説明す
る。

第１図および第２図は、ドライブシャフトに使用され
るFRP製軸（１）の一端部を示す。

軸（１）の端部に二股状のヨーク部（1a）が一体に形
成され、ヨーク部（1a）には軸（１）の１直径上に位置
する穴（２）が形成されている。

軸（１）は、たとえば次のようにして作られる。

まず、軸（１）の内径と等しい外径を有するマンドレ
ルの１直径上に、穴（２）と同じ内径の穴をあけ、これ
らの穴に、同じ外径を有する棒を挿入して、この棒の両
端部をマンドレルから外に突出させる。次に、マンドレ
ルの周囲に繊維を巻き付ける。繊維は、棒の部分で折り
返すようにマンドレルに巻き付け、軸（１）の形にす
る。繊維を巻き付けたならば、これにたとえばエポキシ
樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させて、硬化させる。そ
して、樹脂が硬化したならば、棒を抜き取ったのち、マ
ンドレルを抜き取り、軸（１）を完成する。

ヨーク部（1a）が形成された軸（１）の端部に、第３
図に示すようなプラスチック製もしくはFRP製または金
属製の円筒状のヨーク部材（３）が挿入されて固定され
ている。

ヨーク部材（３）の一端部に二股状のヨーク部（3a）
が一体に形成され、他端部は端壁（3b）により閉鎖され
ている。ヨーク部材（３）のヨーク部（3a）は、軸１の
ヨーク部（1a）と同じ形状に形成され、これには、軸
（１）の穴（２）に対応して、ヨーク部（3a）の１直径
上に位置する穴（４）が形成されている。ヨーク部材
（３）は、ヨー部（3a）が軸（１）のヨーク部（1a）と
合致し、穴（４）が軸（１）の穴（２）と合致するよう
に、軸（１）の端部に挿入され、圧入または接着などの
適宜な手段により固定されている。

軸（１）およびヨーク部材（３）のヨーク部（1a）
（3a）には、十字状ユニバーサルジョイント部材（５）
が取付けられる。ジョイント部材（５）には４つの軸部
（5a）が十字状に一体に形成され、各軸部（5a）には、
軸（１）およびヨーク部材（３）の穴（２）（４）と外
径の等しいころがり軸受（６）（たとえばニードル軸
受）が取付けられている。そして、対称位置にある２つ
の軸部（5a）の軸受（６）の部分が、それぞれ、ヨーク
部材（３）の穴（４）と軸（１）の穴（２）の両方に跨
るように挿入される。

図示は省略したが、ジョイント部材（５）の残りの２
つの軸部（5a）は、他の軸の端部に同様に連結され、こ
れにより、ユニバーサルジョイントが構成される。ま
た、軸（１）の反対側の端部にも、必要に応じて、同様
のヨーク部（1a）を形成することができる。

上記の軸（１）では、ジョイント部材（５）の軸部
（5a）の軸受（６）の部分が、それぞれ、ヨーク部材
（３）の穴（４）と軸（１）の穴（２）の両方に跨るよ
うに挿入されるため、軸（１）とヨーク部材（３）の両
方でトルクを受けることができる。このため、捩り強度
が高く、軸（１）とヨーク部材（３）とが相対的に回転
することがない。また、軸（１）の端部にヨーク部材
（３）が取付けられているだけであるから、重量の増加
が小さく、軽量化が可能である。さらに、ヨーク部材
（３）のヨーク部（3a）と反対側の端部が端壁（3b）に
よって閉鎖されているので、軸（１）内への異物の侵入
を確実に防止することができる。

発明の効果 この発明のFRP製軸によれば、上述のように、捩り強
度が高く、かつ軽量化が可能である。

また、自在継手の作動角を十分にとることができると
ともに、軸内への異物の侵入を防止することができ、し
たがって、異物による異音や振動が発生するおそれがな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例を示す繊維強化プラスチッ
ク製軸の端部の部分切欠き側面図、第２図は第１図II−
II線の断面図、第３図はヨーク部材の斜視図である。 （１）……繊維強化プラスチック製軸、（1a）……ヨー
ク部、（２）……穴、（３）……ヨーク部材、（3a）…
…ヨーク部、（3b）……端壁、（４）……穴、（５）…
…十字状ユニバーサルジョイント部材、（5a）……軸
部、（６）……軸受。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維強化プラスチックにより円筒状に形成
   され、十字状ユニバーサルジョイント部材の対称位置に
   ある２つの軸部の軸受の部分がはまる穴を有する二股状
   のヨーク部が端部に一体に形成されており、このヨーク
   部が形成された端部内面に、このヨーク部の穴に対応し
   かつ軸受の部分がはまる穴を有する二股状のヨーク部が
   端部に一体に形成された円筒状のヨーク部材が挿入され
   て固定され、ヨーク部材のヨーク部と反対側の端部が端
   壁により閉鎖していることを特徴とする繊維強化プラス
   チック製軸。