JPH01108408A - 繊維強化合成樹脂製駆動軸 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車両の駆動系に用いる繊維強化合成樹脂製
駆動軸に係わり、更に詳しくは振動エネルギーを効果的
に熱エネルギーに転換させて振動減衰特性を向上させた
繊維強化合成樹脂製駆動軸に関するものである。

〔従来技術〕

従来、車両用の駆動系伝動軸としては、銅製のものが一
般的に使用されているが、近年車両の軽量化を図って燃
料消費量を少なくすると共に、振動、騒音を低減する目
的から、繊維強化合成樹脂（ＦＲＰ）製の駆動軸が使用
されている。

そして、上記のような繊維強化合成樹脂製駆動軸の構成
としては、樹脂製のパイプの一端または両端内面に、接
着剤を介して動力伝達のための金属スリーブ管を装着し
て構成するのが一般的である。

ところで、このように成形される繊維強化合成樹脂製駆
動軸は、上記のように両端に駆動軸と従動軸とを接続し
てトルクを伝達するために円筒部の中央部や両端部の金
属スリーブ管には多大な涙り力が作用し、そしてこの涙
り力による振動が軸中央部に伝達されることにより振動
や騒音を起こしている。

また、繊維強化合成樹脂製駆動軸の周波数特性、即ちダ
ンピング特性は、使用する合成樹脂材と補強繊維材及び
繊維の巻き角度によって固有なものとなるが、−船釣に
は、合成樹脂材と補強繊維材の弾性率を低くすればダン
ピング特性は上がる傾向になるが、機械的物性が低下す
るため、あまり材料の弾性率を低下することはできない
。

上記従来の繊維強化合成樹脂製駆動軸では、捩り振動を
吸収するためのダンピング層を特に備えたものはなく、
従って駆動側から伝達される捩り力による振動エネルギ
ーは減衰されずに従動軸側に伝達されて、振動や騒音を
低減することはできないと言う問題があった。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出された
もので、その目的とするところは強度層と、拘束層との
間にダンピング層を設けて一体的に構成することで、駆
動側から伝達される振動エネルギーを効果的に低減させ
て振動。

騒音を減少させ、また捩り強度も十分に持たせることが
出来る繊維強化合成樹脂製駆動軸を提供するものである
。

〔発明の構成〕

この発明は上記目的を達成するため、繊維強化合成樹脂
管内Ｎ側の強度層外周面にダンピング層を設け、このダ
ンピング層の外周面に、剛性を付与するための拘束層を
積層し、前記強度層とダンピング層と拘束層とを接着接
合させて一体的に構成することで、捩り振動による中間
のダンピング層は剪断によるズリ変形を受け、振動エネ
ルギーを熱エネルギーに効果的に転換させ、ダンピング
効果を最大に発揮させるようにしたことを要旨とするも
のである。

〔発明の実施例〕

以下添付図面に基いて、この発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明を実施した繊維強化合成樹脂製駆動
軸ｌの半断面図を示し、この繊維強化合成樹脂製駆動軸
ｌは、筒状に成形された強度層２の一端または両端内面
に、接着剤３を介して金属スリーブ管４が装着され、ま
た前記強度層２の外周面には、割振高分子材料からなる
ダンピング層５が積層され、このダンピング層５の外周
面には、剛性を付与させるための繊維強化合成樹脂材か
らなる拘束層６を捲回して強度層２と、ダンピング層５
と拘束層６との三者を一体的に構成している。

前記強度層２と拘束層６とは、同じ肉厚（この実施例で
は３１１）で成型するのが好ましく、材質としては、繊
維強化合成樹脂材で構成されるが、ガラス繊維強化合成
樹脂材またはカーボン繊維強化合成樹脂材を使用する場
合には、剛性が高いため、上記の肉厚よりも薄いものと
することが可能である。

また、拘束層６の材料は、上記の繊維強化合成樹脂材に
限定されず、同じ程度の剛性を有するものであれば、金
属性の材料を使用することも可能である。

前記強度層２と、拘束層６との間に設けられたダンピン
グ層５の材料としては、高いダンピング性を有する材料
、例えばポリビニルクロライド、エポキシ樹脂、ポリオ
レフィン系等の各樹脂材料や、ゴムアスファルト系、ゴ
ム材料系等を使用する。

また、第２図の場合には、拘束層６を少なくとも金属ス
リーブ管４の装着されている先端まで捲回して構成した
ものであり、割振効果を発揮させるためには、少なくと
も上記の位置まで拘束層６が必要となる。

この発明では、上記のように強度層２と拘束層６との間
に、ダンピング性５を介設した所謂拘束制振形の繊維強
化合成樹脂製駆動軸１とすることで、この駆動軸１に負
荷トルクがかかると、中間の制振高分子材料からなるダ
ンピング層５が捩じり剪断を受けてズリ変形を生じ、大
きな制振効果が発揮されるのである。

なお、この場合には中間の制振高分子材料からなるダン
ピングＮ５は、強度Ｎ２と拘束層６とに強固に接着され
ている必要がある。

次に、従来の繊維強化合成樹脂製駆動軸と、この発明の
拘束割振形の繊維強化合成樹脂製駆動軸１との試験評価
した結果について第３図を参照しながら説明する。

「試験方法」 第３図に示すように、駆動軸Ｗの一端を固定し、固定側
の駆動軸Ｗに受動ピックアップＫを設けると共に、自由
端側に加振器Ｑを設置する。

そして、加振器Ｑにより駆動軸Ｗの自由端側を加振させ
、捩じりトルクを発生させて受動ピンクアップＫにより
伝達振動を受信する。この受信振動を、ＦＦＴ　（高速
フーリエ変換装置）により周波数を解析する。

「繊維強化合成樹脂製駆動軸の仕様」 従　の゛、棄化人　１８ｎ　。

樹脂：エポキシ樹脂 補強繊維：カーボン繊維（東洋ベスロン製６Ｋ）厚さ：
３．５ｍ／ｍ 五すに１１　　ノの　°　　　　ヒムｔｊ−Ｍ　１裂」
Ｗ９Ｉ直強度層：従来の駆動軸と同様のものを使用する
制振層：ポリオレフィン系高分子で、 厚さ０．１鶴を適用する。

拘束層二強度層と同じ材料を使用し、層の厚さを、１．
５鶴とした。

ｒ試験結果ｊ 第３図において、ａｔ２０℃で測定し、接線方向（矢印
方向）に加振させて捩じりトルクを発生させる。

従来の駆動軸：６３０〜１８２０Ｈｚ間で、共振周波数
は、６箇所発生。

その点でのダンピング値は、 １．４　ｘｉｏ−”〜０．１５Ｘ１０−２の結果を得た
。

拘束割振形の駆動軸：ダンピング値は、５．６　Ｘｌ０
−”〜１．ＯＸｌ０−”とかなりの向上が認められた。

以上のように、従来の駆動軸に比較して、この発明の拘
束制振形の駆動軸では、ダンピング効果を最大に発揮で
きることが判った。

〔発明の効果〕

この発明は、上記のように繊維強化合成樹脂管内層側の
強度層外周面にダンピング層を設け、このダンピング層
の外周面に、剛性を付与するための拘束層を積層し、前
記強度層とダンピング層と拘束層とを接着接合させて一
体的に構成したので、捩り振動により中間の高分子材は
剪断によるズリ変形を受けるので、振動エネルギーを効
果的に熱エネルギーに転換させて、駆動側から伝達され
る振動エネルギーを効果的に低減させて振動、騒音を減
少させ、ダンピング効果を最大に発揮出来ると共に、ま
た捩り強度も内層に付与させることから強度上の問題も
生ずることなく、安全に使用出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明を実施した拘束割振形の繊維強化合
成樹脂製駆動軸の半断面図、第２図はこの発明の他の実
施例を示す半断面図、第３図は従来の繊維強化合成樹脂
製駆動軸と、この発明の拘束割振形の繊維強化合成樹脂
製駆動軸との試験評価方法を示す説明図である。 １・・・繊維強化合成樹脂製駆動軸、２・・・強度層、
３・・・接着剤、４・・・金属スリーブ管、５・・・ダ
ンピング層、６・・・拘束層。 代理人　弁理士　小　川　信　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一端または両端内面に、接着剤を介して金属スリー
   ブ管を装着して成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内層側の強度層外周面にダン
   ピング層を設け、このダンピング層の外周面に、剛性を
   付与するための拘束層を積層し、前記強度層とダンピン
   グ層と拘束層とを接着接合させて一体的に構成したこと
   を特徴とする繊維強化合成樹脂製駆動軸。 ２、前記ダンピング層と拘束層とを、強度層に装着する
   金属スリーブ管の内側先端まで設けた特許請求の範囲第
   １項に記載の繊維強化合成樹脂製駆動軸。