JPH02204132A - Driving shaft for vehicle - Google Patents
Driving shaft for vehicleInfo
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- JPH02204132A JPH02204132A JP2305189A JP2305189A JPH02204132A JP H02204132 A JPH02204132 A JP H02204132A JP 2305189 A JP2305189 A JP 2305189A JP 2305189 A JP2305189 A JP 2305189A JP H02204132 A JPH02204132 A JP H02204132A
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- JP
- Japan
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- shaft
- sleeve
- spline
- yoke
- frp
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- Pending
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Motor Power Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、繊維強化プラスチック(以下rFRP」と略
す)製の車両用駆動軸、特に自動車用プロペラシャフト
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a vehicle drive shaft made of fiber-reinforced plastic (hereinafter abbreviated as "rFRP"), and particularly to an automobile propeller shaft.
(従来の技術)
プロペラシャフトは、ヨーク、スプライン等と接続され
動力源からの回転を作動機に伝達する駆動用部品である
が、従来は鋼管型のプロペラシャフトにヨーク等を溶接
によって接合し製作されていた。近年、車体重量の低減
による燃費向上や、低騒音・低振動といった乗り心地性
の向上環も要求されるようになってきた。(Prior art) A propeller shaft is a drive component that is connected to a yoke, spline, etc. and transmits rotation from a power source to an actuator. Conventionally, the propeller shaft is manufactured by joining a yoke, etc. to a steel tube type propeller shaft by welding. It had been. In recent years, there has been a growing demand for improvements in fuel efficiency by reducing vehicle weight, as well as improvements in ride comfort such as low noise and vibration.
その要求に対し、プロペラシャフトを鋼製からFRP製
へ代えることにより重量を低減しようとする試みがなさ
れている。In response to this demand, attempts have been made to reduce the weight by replacing the propeller shaft from steel to FRP.
従来のFRP製プロペラシャフトとして、■特公昭59
−8568号公報には、金属製円筒管の外周にFRPを
被覆し、両端にヨークを取り付けたプロペラシャフト、
■特開昭61−36513号公報には、両端にヨークエ
ンドと溶接可能な金属製バイブを埋め込み同時成形で一
体化したFRP製プロペラシャフト、■実開昭63−1
04716号公報には、端部に金属製継手が装着された
FRP製プロペラシャフトが開示されている。これら■
〜■のFRP製プロペラシャフトを用いることにより、
鋼製プロペラシャフトよりも軽量化は図られるが、これ
ら■〜■のプロペラシャフトを使用する場合にはスプラ
イン部を別に設ける必要があるため、金属製のスプライ
ン部による重量増の問題があり前記軽量化は微々たるも
のとなる。As a conventional FRP propeller shaft,
-8568 publication describes a propeller shaft in which the outer periphery of a metal cylindrical tube is coated with FRP and a yoke is attached to both ends;
■Unexamined Japanese Patent Publication No. 61-36513 discloses an FRP propeller shaft with a yoke end and a weldable metal vibrator embedded in both ends and integrated by simultaneous molding.
Japanese Patent No. 04716 discloses an FRP propeller shaft with a metal joint attached to the end. These■
~■ By using FRP propeller shaft,
Although they are lighter than steel propeller shafts, when using these propeller shafts, it is necessary to separately provide a spline section, so there is the problem of increased weight due to the metal spline section. The change will be insignificant.
なお、このスプラインは、動力源から作動機への回転の
伝達時における回転時の振れ・たわみによるプロペラシ
ャフトの伸縮に対し、長さ調節のために必要なものであ
る。また、たわみや回転時の振れが大きいため途中に軸
受けを設ける必要があり、さらなる重量増や構造が複雑
になるといった問題もある。Note that this spline is necessary to adjust the length of the propeller shaft in response to expansion and contraction of the propeller shaft due to vibration and deflection during rotation when rotation is transmitted from the power source to the actuator. In addition, since the deflection and vibration during rotation are large, it is necessary to provide a bearing in the middle, which causes problems such as further weight increase and a complicated structure.
また、■特開昭58−21022号公報には、プロペラ
シャフトの一方端部にスプラインを外挿し、シャフト部
とスプライン部とを一体化したFRP製プロペラシャフ
トが開示されているが、このような構造では、比剛性の
不足から高速回転中に共振を起こし、そのためシャフト
の長さは短くせざるを得す、シャフトとシャフトの間に
軸受を設けて支持するため重量が増加し、かつ構造が複
雑になると言った問題がある。In addition, JP-A-58-21022 discloses an FRP propeller shaft in which a spline is extrapolated to one end of the propeller shaft and the shaft part and spline part are integrated. In the structure, resonance occurs during high-speed rotation due to lack of specific rigidity, so the length of the shaft has to be shortened. Bearings are installed between the shafts to support them, which increases weight and reduces the structure. There is a problem that can be complicated.
更に、FRP製プロペラシャフトと金属製スリーブとの
接続が難しいため、接合強度を向上させる目的で金属製
スリーブに溝加工やローレット加工して接触部の接合強
度を向上したり、スリーブの形状を円形から角形にし、
滑りを防止する方法等もある。Furthermore, since it is difficult to connect the FRP propeller shaft and the metal sleeve, the metal sleeve is grooved or knurled to improve the joint strength of the contact area, and the shape of the sleeve is circular. Make it into a square shape,
There are also methods to prevent slipping.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上述の技術でも未だ下記の問題点を有し
ている。(Problems to be Solved by the Invention) However, even the above-mentioned technology still has the following problems.
■ スプライン部があるので高速回転に対応するために
はシャフト部の長さを短くせざるを得す、重量低減が十
分に図られていない。■ Since there is a spline part, the length of the shaft part has to be shortened in order to handle high speed rotation, and the weight is not sufficiently reduced.
■ FRP製プロペラシャフトと金属製スリーブとの接
続が難しく、特に高トルクがかかる大型トラック用では
、十分な接合強度がないと回転中に接合部が剥離し、事
故につながる恐れがある。■ It is difficult to connect the FRP propeller shaft and the metal sleeve, especially for large trucks that require high torque, and if the joint is not strong enough, the joint may separate during rotation, leading to an accident.
ここに、本発明は上記の問題点を解消し、スプライン機
能を持たせつつ、長尺のFRP製プロペラシャフトによ
り中間軸受を省略し、軽量化を図り、低騒音・低振動の
車両用駆動軸を提供することを目的としたものである。The present invention solves the above problems and provides a drive shaft for vehicles that has a spline function and uses a long FRP propeller shaft to omit the intermediate bearing to reduce weight and achieve low noise and low vibration. The purpose is to provide the following.
(課題を解決するための手段)
本発明者等の種々の形状のプロペラシャフトのたわみ解
析の結果、金属製スプライン軸およびスリーブ部がたわ
みを大きくする原因になっていることが判明した。そこ
で本発明者等は一方端部に接合するスリーブを、内面に
スプライン加工をしたスリーブとすれば、スプライン部
をFRP製シャフトの端部に内挿することが出来、長尺
のシャフトであってもたわみを低減できることを見い出
した。更に、他方端部に挿着するスプライン軸を中空化
した構造とすることにより、たわみは更に減少し、共振
回転数は高くなり、高速回転に適したプロペラシャフト
が得られることを見いだした。(Means for Solving the Problem) As a result of the deflection analysis of propeller shafts of various shapes by the present inventors, it was found that the metal spline shaft and the sleeve portion were the cause of increasing the deflection. Therefore, the present inventors proposed that if the sleeve to be joined to one end is a sleeve with spline processing on the inner surface, the spline part can be inserted into the end of the FRP shaft. We have discovered that deflection can be reduced. Furthermore, it has been found that by making the spline shaft inserted into the other end hollow, the deflection can be further reduced, the resonance rotation speed can be increased, and a propeller shaft suitable for high-speed rotation can be obtained.
また、FRP製シャフトと金属製スリーブとの接合を確
実なものにするためにはスリーブの形状を多角形状とす
ればよく、更に接合の信頼性をより向上させるためには
シャフト端部の外周にバックアップリングを取り付けれ
ばよい。In addition, in order to ensure the connection between the FRP shaft and the metal sleeve, the shape of the sleeve may be polygonal, and in order to further improve the reliability of the connection, the outer periphery of the shaft end should be Just attach a backup ring.
すなわち第1の本発明の要旨とするところは、FRP製
管製管一方端部にヨークを接合したスリーブを、また他
方端部にスプライン付きスリーブを一体に形成し、当該
スプライン付きスリーブにヨークを接合した中空スプラ
イン軸を挿着してなるものである。また、第2の本発明
の要旨は、前記スリーブの少なくとも一方の外形を多角
形状とし、FRP製管製管−合または一体成形してなる
ものである。更に第3の本発明の要旨は、前記FRP製
管製管−なくとも一方の端部外周にバックアップリング
を取り付けたものである。That is, the gist of the first invention is to integrally form a sleeve with a yoke joined to one end of the FRP pipe and a splined sleeve at the other end, and to attach the yoke to the splined sleeve. It is made by inserting a joined hollow spline shaft. Further, the second aspect of the present invention is that at least one of the sleeves has a polygonal outer shape and is formed by joining or integrally molding the sleeve with FRP pipe manufacturing. Furthermore, the third gist of the present invention is that a backup ring is attached to the outer periphery of at least one end of the FRP pipe.
(作 用)
本発明に係る車両用駆動軸は上記した構成とされている
ので、シャフトの長尺化が可能となり、よって中間軸受
が不要となって軽量化が図れ、しかもシャフトのたわみ
減少による低騒音・低振動化が達成できる。(Function) Since the vehicle drive shaft according to the present invention has the above-described structure, it is possible to make the shaft longer, thereby eliminating the need for an intermediate bearing and reducing weight. Low noise and low vibration can be achieved.
(実 施 例)
以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて説明する
。(Embodiments) The present invention will be described below based on embodiments shown in the accompanying drawings.
第1図は、本発明の実施例を断面して示す正面図であり
、図中1はFRP製管体であるシャフト、2は該シャフ
ト1の一方端部に接続されたスリーブである。そしてこ
のスリーブ2の外端にはヨーク3が接合あるいは一体的
に形成されている。FIG. 1 is a cross-sectional front view of an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a shaft made of FRP, and 2 is a sleeve connected to one end of the shaft 1. FIG. A yoke 3 is joined or integrally formed at the outer end of the sleeve 2.
4は前記シャフト1の他方端部に接続されたスリーブで
あり、その内部にはスプライン5が形成されている。そ
してこのスベライン5に、その外端にヨーク6を接合し
た中空スプライン軸7が挿着されている。A sleeve 4 is connected to the other end of the shaft 1, and a spline 5 is formed inside the sleeve. A hollow spline shaft 7 having a yoke 6 joined to its outer end is inserted into the smooth line 5.
ところで前記スリーブ2及び4とシャフト1との接続は
、■フィラメントワインディング法でシャフト1を形成
するに際して一体的に成形する方法、あるいは■接着剤
にて後で接着する方法、があるが、−船釣には接着剤を
用いた方法が採用されている。By the way, the sleeves 2 and 4 and the shaft 1 can be connected by (1) integrally molding them when forming the shaft 1 using the filament winding method, or (2) bonding them later with adhesive. A method using glue is used for fishing.
また、前記スリーブ2及び4のどちらか一方あるいは両
方の外形を第2図に示す如き多角形状等の非円形状とす
ると共に、該スリーブ2.4を嵌入するシャフト1の端
部内周面を第3図に示す如きこれと同形状とすれば、高
トルクの伝達が可能となる。Further, the outer shape of one or both of the sleeves 2 and 4 is made into a non-circular shape such as a polygonal shape as shown in FIG. If the shape is the same as shown in FIG. 3, high torque can be transmitted.
更に、シャツ)lの端部に第1図に想像線で示す如きバ
ックアップリング8を取り付ければ、シャフト1とスリ
ーブ2.4の接合の信顛性が向上する。Furthermore, if a back-up ring 8, as shown in phantom lines in FIG. 1, is attached to the end of the shirt 1, the reliability of the connection between the shaft 1 and the sleeve 2.4 is improved.
次に本発明の効果をf!認するために試験を行った結果
について説明する。Next, the effect of the present invention is f! We will explain the results of tests conducted to confirm the
FRP製シャフトは、外径φ120a、肉厚8II11
、長さ1400mとし、フィラメントワインディング法
にて成形を行った。The FRP shaft has an outer diameter of φ120a and a wall thickness of 8II11.
, and the length was 1400 m, and the molding was performed using the filament winding method.
使用繊維はガラス繊維を±45°に配向した層を内側に
、そしてその外側にカーボン繊維を±10″に配向した
層を、さらにその外側をガラス繊維をほぼ90’に配向
したものを使用した。The fibers used were a layer with glass fibers oriented at ±45° on the inside, a layer with carbon fibers oriented at ±10'' on the outside, and a layer with glass fibers oriented at approximately 90' on the outside. .
なお、使用樹脂はエポキシ樹脂を用いた。Note that the resin used was epoxy resin.
スリーブ、ヨーク及びスプライン付スリーブは第1図に
示す形状のものを前記FRP製シャフトにエポキシ系接
着剤で接着した。A sleeve, a yoke, and a splined sleeve having the shapes shown in FIG. 1 were adhered to the FRP shaft using an epoxy adhesive.
また比較として第2図に示すような、FRP製シャフト
1の一端端部にスプライン5部を外挿してシャフト1部
とスプライン5部を一体化したFRP製プロペラシャフ
トを実施例と同一外径・同一長さのものを製作した。な
お、第2図中9は外端にヨーク6を接合したスプライン
スリーブを示す。For comparison, an FRP propeller shaft with the same outer diameter and the same outer diameter as the example shown in FIG. I made one of the same length. Note that 9 in FIG. 2 indicates a spline sleeve having a yoke 6 joined to its outer end.
試験は回転試験機を用い共振回転数を測定したが、下記
表に示す如(本発明品は従来のものと比較して高い共振
回転数を示し、高速回転に十分適したものであることが
確認された。In the test, the resonant rotation speed was measured using a rotation tester, and as shown in the table below (the product of the present invention exhibits a higher resonant rotation speed than the conventional product, and is well suited for high-speed rotation. confirmed.
なお、試験抜本発明品のスリーブとシャフト間の接合状
況を調査したが、接合部の剥離等は認められなかった。The state of the joint between the sleeve and shaft of the test product of the present invention was investigated, but no peeling or the like was observed at the joint.
(発明の効果)
以上の説明したように本発明は、スプライン部をシャフ
ト内に内挿することによりFRP製シャフトを長尺化し
、さらにスプライン軸を中空にすることにより軽量化が
図れ、振れも小さくなって低騒音、低振動化となり乗り
心地も改善された。(Effects of the Invention) As explained above, the present invention makes the FRP shaft longer by inserting the spline part into the shaft, and furthermore, by making the spline shaft hollow, the weight can be reduced and the runout can be reduced. It is smaller, has lower noise and vibration, and has improved ride comfort.
さらに、スリーブの形状を多角形とし、またシャフト端
部の外面にバックアップリングを取り付けることにより
、高トルクでの回転に耐え、大型トラック用にも十分実
用化ができる。Furthermore, by making the sleeve polygonal in shape and attaching a backup ring to the outer surface of the shaft end, it can withstand rotation at high torque and can be put to practical use in large trucks.
第1図は本発明の一実施例を断面にして示す正面図、第
2図は比較例を断面にして示す正面図、第3図はスリー
ブの断面図の一例を示す図面、第4図は第3図の断面を
有するスリーブに嵌合するシャフトの端部の断面図であ
る。
1はシャフト、
2.
4はスリーブ、
3はヨーク、
5はスプライン、
6はヨーク、
7は中空スプライ
ン軸、
8はバックアップリング。
第1図
第2図
第3図
第4図FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention in cross section, FIG. 2 is a front view showing a comparative example in cross section, FIG. 3 is a drawing showing an example of a cross sectional view of a sleeve, and FIG. Figure 4 is a cross-sectional view of the end of a shaft that fits into a sleeve having the cross-section of Figure 3; 1 is the shaft; 2. 4 is a sleeve, 3 is a yoke, 5 is a spline, 6 is a yoke, 7 is a hollow spline shaft, and 8 is a backup ring. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4
Claims (3)
を接合したスリーブを、また他方端部にスプライン付き
スリーブを一体に形成し、当該スプライン付きスリーブ
にヨークを接合した中空スプライン軸を挿着してなるこ
とを特徴とする車両用駆動軸。(1) A sleeve with a yoke joined to one end of a fiber-reinforced plastic tube body and a sleeve with a spline attached to the other end are integrally formed, and a hollow spline shaft with a yoke joined to the splined sleeve is inserted into the splined sleeve. A vehicle drive shaft characterized by:
とし、繊維強化プラスチック製管体に嵌合または一体成
形してなることを特徴とする請求項1記載の車両用駆動
軸。(2) The vehicle drive shaft according to claim 1, wherein at least one of the sleeves has a polygonal outer shape and is fitted or integrally formed with a fiber-reinforced plastic tube.
方の端部外周にバックアップリングを取り付けたことを
特徴とする請求項1ないし2記載の車両用駆動軸。(3) The vehicle drive shaft according to claim 1 or 2, wherein a backup ring is attached to the outer periphery of at least one end of the fiber-reinforced plastic tube.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2305189A JPH02204132A (en) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | Driving shaft for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2305189A JPH02204132A (en) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | Driving shaft for vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02204132A true JPH02204132A (en) | 1990-08-14 |
Family
ID=12099646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2305189A Pending JPH02204132A (en) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | Driving shaft for vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02204132A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5360377A (en) * | 1990-11-08 | 1994-11-01 | Mercedes-Benz Do Brasil S.A. | Extra short telescopic transmission shaft with shaft section diameters greater than coupling fork diameters |
| JP2024514330A (en) * | 2021-04-13 | 2024-04-01 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | motor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5821022A (en) * | 1981-07-31 | 1983-02-07 | Hino Motors Ltd | Propeller shaft |
-
1989
- 1989-01-31 JP JP2305189A patent/JPH02204132A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5821022A (en) * | 1981-07-31 | 1983-02-07 | Hino Motors Ltd | Propeller shaft |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5360377A (en) * | 1990-11-08 | 1994-11-01 | Mercedes-Benz Do Brasil S.A. | Extra short telescopic transmission shaft with shaft section diameters greater than coupling fork diameters |
| JP2024514330A (en) * | 2021-04-13 | 2024-04-01 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | motor |
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