JPH0592488A - 繊維強化樹脂製駆動力伝達用シヤフト、その製造方法及び繊維強化樹脂製パイプの接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】生産性が高く、かつ高いねじりトルクを伝達す
る強固な接合部を有するＦＲＰ製駆動力伝達用シャフト
を提供する。 【構成】結合要素（金属ヨーク）の接合部の円筒形状の
外周面に、軸方向に伸びる山状の筋であって半径方向断
面が三角形状のセレーション形状を形成し、該セレーシ
ョン形状の結合要素の接合部を、金属箔を接合部内周面
に一体化したＦＲＰ製パイプの内側に圧入嵌合して製作
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は繊維強化樹脂（以下、Ｆ
ＲＰと称することがある）製駆動力伝達用シャフト、特
に自動車用、船舶用及びヘリコプタ−用に適した高トル
クの駆動力伝達用シャフトに関する。また、本発明はＦ
ＲＰ製パイプと接合部品の接合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両や船舶等の駆動力伝達用シャフトは
一般に金属製中実棒又は金属製中空パイプの両端に金属
製の結合要素（継手要素とも称する）を接合したものが
使用されている。近年、自動車の軽量化が注目されるよ
うになり、車体の金属をＦＲＰ化するだけでなく、構造
部材の軽量化も注目を集めている。その中で駆動力を伝
達するシャフトの軽量化はそれが回転部分であるため軽
量化のもたらす効果は大きくＦＲＰ化が特に注目されて
いる。従来の鉄鋼製からＦＲＰ製にすることにより重量
は１／４〜１／２にも軽減するので各種の自動車に搭載
されるようになってきた。

【０００３】船舶においても快適な乗り心地を追求し
て、共振周波数を実用域から外すために駆動力伝達用シ
ャフトのＦＲＰ化が注目されつつある。それはＦＲＰが
比強度（強度／密度）と比剛性（弾性率／密度）が鋼や
アルミニウム等の金属に比べて優れていることと、繊維
の配向角度を変更することによって曲げ剛性とねじり剛
性を自由に変えることができるので、ねじりの強度を維
持したまま共振周波数を高くしたり又逆に低くしたりす
ることが可能であることによる。

【０００４】ＦＲＰ製駆動力伝達用シャフトの場合、一
般にＦＲＰ製の中空パイプの両端に結合要素を設けなけ
ればならず、ＦＲＰ製パイプと結合要素を別々に準備し
後で何らかの方法で両者を接合することにより製造され
ている。例えば接着剤による接合が知られているが高い
ねじりトルクを伝達するには接着力が不十分であったり
経時的に接着力が低下する等の問題がある。また、接合
部を正多角形状にする方法も知られているが、加工に手
間がかかり、生産性が低いという問題がある。

【０００５】高いねじりトルクを伝達させるため、他に
も様々な方法が提案されている。実開昭５３−９３７８
号公報、実開昭５４−９７５４１号公報、特開昭５５−
１５９３１１号公報、特開昭５４−１３２０３９号公
報、特公昭６２−５３３７３号公報には結合要素とＦＲ
Ｐ製パイプの接合部をそれぞれセレーション形状にして
結合したり、セレーション加工のされている結合要素の
接合部をＦＲＰ製パイプの内壁に切り込ませるようにし
て結合する等の方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
手法ではＦＲＰ製パイプの内壁にセレーション形状の目
を形成することが困難である。機械加工によりセレーシ
ョン形状を形成すると強化繊維が切断されてしまうため
接合部の強度が低下してしまい高いねじりトルクを伝達
することが不可能である。又、後者の場合も接合部の強
化繊維が結合要素の接合部のセレーション形状によって
切断されるため高いねじりトルクを伝達できない等の問
題があった。接合を確実なものとするために接合部の外
側に金属製のアウターリングを被せて補強する方法も提
案されているが軽量化の効果を減殺するという問題点が
あった。

【０００７】本発明は上記のセレーション形状の接合部
を有するＦＲＰ製駆動力伝達用シャフトの問題点を解決
するためになされたものであり、大きなトルクに対して
も滑りを生じなく、しかも成形上の煩雑さを解消したＦ
ＲＰ製駆動力伝達用シャフトを提供しようとするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、繊維強化樹脂
製パイプに結合要素を接合してなる繊維強化樹脂製駆動
力伝達用シャフトであって、繊維強化樹脂製パイプの接
合部と結合要素の接合部はフィルムを介してセレーショ
ン形状の噛み合いにより接合されていることを特徴とす
る繊維強化樹脂製駆動力伝達用シャフト及びその製造方
法に関する。また、本発明は接合部にセレーション形状
を有する結合部品と繊維強化樹脂製パイプを、接合部に
フィルムを介在させて嵌合することを特徴とする繊維強
化樹脂製パイプと結合部品の接合方法に関する。

【０００９】本発明に用いる強化繊維材料は駆動力伝達
用シャフトの回転時の共振周波数を高める必要から弾性
率、強度の高い繊維が望ましい。又、比強度、比剛性が
大きい繊維を用いる方が軽量化の効果が顕著であるので
好ましい。そのような繊維の例として炭素繊維、ガラス
繊維、アラミド繊維、セラミック繊維等が挙げられる。
これらの繊維を２種以上組み合わせて用いることもでき
る。なかでも炭素繊維が好ましく用いられ、炭素繊維と
ガラス繊維のハイブリッド使用も強度と経済性の観点か
ら好ましい。

【００１０】繊維の形態は特に限定されるものではな
く、ロービング状、織布状、プリプレグ状等で用いるこ
とができる。繊維の配向角度は高ねじりトルクの伝達の
ためには、シャフトの軸方向に対して±３０°〜±６０
°が好ましく、高共振周波数を狙うためには０°〜±３
０°の範囲が好ましいが、要求特性に応じて繊維巻角は
計算によって最適な範囲を選択することが出来る。

【００１１】マトリックス樹脂は特に限定されるもので
はなく、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニ
ルエステル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アル
キッド樹脂、イミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、キシレ
ン樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、シリコン樹脂、等
の熱硬化性樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹
脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹
脂、ＡＢＳ樹脂、フッソ樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサ
ルファイド樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルス
ルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリ
フェニレンオキシド樹脂等の熱可塑性樹脂を挙げること
ができる。これらのなかでエポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ビニルエステル樹脂が取り扱い性及び物性
面から好ましい。さらに樹脂及び繊維は必要に応じてそ
れぞれ２種以上を組み合わせて用いることができる。

【００１２】ＦＲＰ製パイプの繊維体積含有率は４０％
以上７５％以下、好ましくは５０％以上７０％以下であ
る。含有率が４０％未満のときは強化効果が低く、厚肉
のパイプにしなくてはならず、重量軽減の効果が少な
い。７５％を越えると繊維同士の接触の確率が高くなり
ねじり強度が低くなる。

【００１３】本発明に用いる結合要素の材質は機械的物
性が優れ加工が容易なことから金属が好ましい。特に強
度及び剛性の面から鉄、アルミニウム、チタニウム、マ
グネシウム及びこれらの金属を主成分とする合金が好ま
しい。

【００１４】本発明で用いるフィルムとは、その材質と
して金属、樹脂又は繊維強化樹脂が例示され、金属箔、
樹脂製フィルム又は繊維強化樹脂フィルム又は層の形態
で用いることができる。なかでも金属箔はＦＲＰ製パイ
プとの接着性及び破壊トルクの向上の面から好ましく用
いられる。

【００１５】金属箔としては例えば鉄、銅、黄銅、ニッ
ケル、アルミニウム、チタン、銀、錫、亜鉛及びそれら
を主成分とする合金類から得られる箔が挙げられる。こ
れらのうち機械強度が高く塑性変形能が大きく、かつＦ
ＲＰ及び結合要素との電食の少ないものを選択すること
が望ましい。好ましい金属箔としてニッケル及び銅を挙
げることができる。電食の恐れがある場合には電気絶縁
性のある薄い材料を介在させることもできる。

【００１６】また金属箔としては表面を粗面化処理をし
たものが好ましい。マンドレル上に粗面化処理が施され
た面をＦＲＰ側になるように配置し、その上にフィラメ
ントワインディング法またはテープワィンディング法に
よりＦＲＰ製パイプを成形すると、金属箔とＦＲＰ製パ
イプの接着が良好となり、特に好ましいものである。金
属箔の両面を粗面化処理したしたものを用いることもで
きる。この場合、結合要素と金属箔の間に接着剤を用い
ることにより良好な接合強度が得られる。

【００１７】粗面化処理金属箔としては、圧延法や電解
法等で得られる金属箔の表面を電解法により粗面化した
ものを用いることができる。このようなものとして好適
にはニッケル、銅の電解箔が挙げられる。表面の粗度は
平均粗度Ｒａとして０．０１〜２０μｍの範囲のものが
好ましい。

【００１８】フィルムに用いる樹脂性材料としては強
度、弾性率及び破断歪の大きなものが好ましい。このよ
うな材料としてはポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテ
ルスルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂或
いはこれらの樹脂の混合物を例示することができる。

【００１９】上記したフィルムの代わりに繊維強化樹脂
フィルム又は層を用いることができる。繊維強化樹脂フ
ィルムとして例えばサーフェスマットと一般に呼称され
るガラス繊維等の繊維をマトリックス樹脂層に含浸させ
薄い不織布状に形成したものを用いることができる。

【００２０】本発明にて用いるフィルムの厚みは結合要
素の寸法や要求される破壊、トルクの大きさに応じて適
宜選ばれるが、好ましくは５〜５００μｍ、より好まし
くは１０〜２００μｍの範囲にて選ぶことができる。金
属箔を用いる場合は１０〜１００μｍがより好ましい。
厚みが５μｍより薄い場合は結合要素を圧入嵌合する際
にフィルムが破壊し易く、目的を達成することができな
い場合がある。厚みが５００μｍ以上の場合には成形時
にマンドレル上にフィルムを巻き込むことが困難になる
等成形しにくいといった問題が生じる。又結合要素を圧
入嵌合するときにＦＲＰ製パイプに結合要素のセレーシ
ョンの食い込みが生じずトルクの伝達性能が小さくなっ
たり、セレーションの食い込みを生じさせるために非常
に大きな荷重を要することになる。かかるフィルムは、
ＦＲＰ製パイプのフィラメントワインディング法または
テープワインディング法による製作時に予めマンドレル
に巻き回しておくかＦＲＰ製パイプを成形後その内面に
貼合しておくか等してＦＲＰ製パイプと一体化されてい
ることが望ましい。

【００２１】本発明において、結合要素の接合部のセレ
ーション形状とは、結合要素の接合部に形成される軸方
向に伸びる山状の筋を総称したものをいう。本発明にお
いて、セレーション形状は必ずしも限定されないが、好
ましいセレーション形状を例示すると、図２に示すよう
な結合要素の半径方向の断面の接合部の形状が三角、四
角または台形といった山形の形状が挙げられる。これら
のセレーション形状を用いることにより強い結合力を得
ることかできる。

【００２２】セレーション形状の山の高さ（図３におい
てｈで表される）は、要求されるトルク、ＦＲＰ製パイ
プの内径及び用いるフィルムの材質や厚みにより必ずし
も限定されないが、０．００５〜１０ｍｍ、好ましくは
０．０５〜３．０ｍｍの範囲で選ぶことができる。０．
００５ｍｍ未満の場合はセレーションのＦＲＰ製パイプ
への噛み込みが少なくなり、ねじりの伝達力が小さくな
る。また１０ｍｍを越える場合には山の数が少なくな
り、一つの山で保持するねじりトルクが大きくなり過
ぎ、ＦＲＰ製パイプの内層が破壊し易くなる。セレーシ
ョン形状の山のピッチ（図３においてｐで表す）は上記
と同様の理由で必ずしも限定されないが、０．０５〜１
０ｍｍ、好ましくは０．１〜５．０ｍｍの範囲で選ぶこ
とができる。

【００２３】セレーション形状の山の頂部までの結合要
素の接合部の外径（ｄｆ）は、ＦＲＰ製パイプの内径
（ｄｐ、フィルム層を含めての内径）よりやや大きくす
る。このｄｆ／ｄｐ比の最適値は、要求されるトルクの
伝達力、ＦＲＰ製パイプの内径とその厚み、用いるフィ
ルムの材質や厚み及びセレーション形状やその寸法によ
って異なるので必ずしも限定されず、圧入嵌合時にフィ
ルムを切断したり、ＦＲＰ製パイプに損傷を与えずに高
いトルク伝達力を達成する範囲で適宜選択することがで
きる。例えばＦＲＰ製パイプの内径が７０ｍｍ程度のも
のの場合、ｄｆ／ｄｐ比は１．０００２〜１．０２０の
範囲内で選ぶことができるが、この範囲に限定されるも
のではない。

【００２４】例えば、ＦＲＰ製パイプの内径が７０ｍｍ
であるとき、この比が１．０２８位になると圧力嵌合時
に１２ｔｏｎ程度の圧力を要し、ＦＲＰ製パイプ内面の
繊維の切断が生じ、低いトルクで接合面の破壊が生じ
る。反対にこの比が１．０００２より小さく１．０００
１程度であるときは、圧入は比較的容易になるがトルク
の伝達能力は低い。

【００２５】セレーション形状の山は結合要素の軸に平
行であるが、結合要素の軸に対して１５°以下の範囲の
角度を有していてもよい。

【００２６】結合要素の接合部の先端の外面形状は滑ら
かにＦＲＰ製パイプの接合部に挿入できるように、ＦＲ
Ｐ製パイプの接合部の対応する内面形状より小さく、結
合要素の先端部から根元向きに滑らかに広がるテーパー
状をなしているのが好ましい。例えば、結合要素の先端
部の外径はＦＲＰ製パイプの接合部の内径より０．５ｍ
ｍ小さく、先端部のテーパー角度は３０°以下であるこ
とが好ましい。又、逆にＦＲＰ製パイプ接合部の先端部
の内面形状が挿入する結合要素の先端部の外面形状より
大きく、ＦＲＰ製パイプ接合部の先端部から奥向きに滑
らかに狭まるテーパー状をなしていてもよい。接合部の
長さは要求破壊トルクによっても異なるがフィルムを用
いることにより短縮することができる。同一の静ねじり
トルクを得るために必要な接合部長はフィルムを介在さ
せることによりおよそ半減する。

【００２７】本発明の方法すなわち、圧入嵌合において
結合要素とＦＲＰ製パイプの間にフィルム特に金属箔を
介在させることにより、ＦＲＰ製パイプの強化繊維を切
断することなく強固なセレーション形状の噛み込みが達
成できる。

【００２８】ＦＲＰ製パイプと結合要素の圧入嵌合時に
接着剤を併用することができる。接着剤は室温での粘度
が５０〜１００００ポイズのものを用いるのが好まし
い。この接着剤は結合要素をＦＲＰ製パイプに圧入嵌合
するとき潤滑剤としての効果を発揮する。接合後、必要
に応じて接着剤の硬化処理、例えば熱処理を行う。接合
部に空隙があっても接着剤がその空隙を埋めることによ
り水分の侵入を防止でき、耐久性能を向上できる。又、
スラスト方向の引き抜き耐力を向上させることができ
る。接着剤を用いる場合、両面を粗面化した金属箔をＦ
ＲＰ製パイプと結合要素の間に介在させ結合要素と金属
箔の中間に接着剤を用いることが好ましい。

【００２９】結合要素とＦＲＰ製パイプの接合を強固に
し、かつ負荷ねじりトルクを確実に結合要素からＦＲＰ
製パイプに伝達するために、ＦＲＰ製パイプの接合部の
外周に補強層を設けることが好ましい。補強層を設ける
ことにより結合要素の圧入嵌合時にセレ−ション形状の
ＦＲＰ製パイプの内面への噛み込みを容易にすることが
でき、ねじりトルクに対する保持力を確実なものとする
ことができる。補強層としては特に限定されず、例えば
金属製補強管やＦＲＰ製補強層が挙げることができる。

【００３０】強化繊維によるこの部分の補強は金属性の
補強管を取り付ける場合に比べて軽量化の点で多大な利
点がある。ＦＲＰ製補強層はＦＲＰ製パイプと一体成形
することができる。補強用に用いる繊維は上記した繊維
が好ましく、炭素繊維が軽量化の面から、ガラス繊維が
経済性の面から好ましい。補強繊維の巻き付け角度は±
６０〜９０°が好ましい。±６０°より小さい角度で巻
き付けた場合には、結合要素を圧入嵌合するときＦＲＰ
製パイプの拡管力を抑えられず、セレーション目の噛み
込みが不十分になり易く、ねじりトルクの伝達が不十分
なものとなり易い。例えば、他の条件が同一であって補
強部が±４５°の巻き付け角度である場合、±８５°の
巻き付け角度の場合に比して破壊トルクはほぼ半減する
場合がある。

【００３１】補強層は周方向剛性（補強層の弾性率と補
強厚みの積として定義される）の値で４０００ｋｇｆ／
ｍｍ以上、２００００ｋｇｆ／ｍｍ以下となるように形
成されることが好ましい。４０００ｋｇｆ／ｍｍより小
さいときは補強効果が小さく、２００００ｋｇｆ／ｍｍ
より大きい時は補強効果は飽和し、径の増大や重量の増
加等の不利益が大きくなる。

【００３２】上記したＦＲＰ製駆動力伝達用シャフトの
製造方法は、結合要素の接合部の外周面にセレーション
形状を形成しておき、接合部の内周面に金属箔等のフィ
ルムを一体化したＦＲＰ製パイプの該接合部に前記結合
要素の接合部を圧入嵌合する方法を述べたが、その応用
としての他の実施態様として結合要素の接合部の内周面
にセレーション形状を形成しておき、その中に接合部の
外周面に金属箔等のフィルムを一体化したＦＲＰ製パイ
プの接合部を圧入嵌合する第２の方法を提案することが
できる。この第２の方法を実施する場合、圧入嵌合時の
ＦＲＰ製パイプの変形を防止するために、該ＦＲＰ製パ
イプの接合部の内周面に補強用の環等を用いることがで
きる。

【００３３】なお、上記した本発明のＦＲＰ製駆動力伝
達用シャフトの製造方法は、一般的にＦＲＰ製パイプと
結合部品の接合方法に広く適用することができ、ＦＲＰ
製パイプの用途の拡大に有用である。ＦＲＰ製パイプと
接合すべき該結合部品の接合部の外周面または内周面に
上記したようなセレーション形状を形成して、フィルム
を介在させてＦＲＰ製パイプとの嵌合を行い強固な接合
力を容易に達成することがができる。ここで、結合部品
とはＦＲＰ製パイプと接合して用いる部品であり、特に
限定されない。例えば、ＦＲＰ製パイプから製造される
ＦＲＰ製ロールの端部を形成する部品や軸受け等のＦＲ
Ｐ製パイプの端部に取付ける部品、及びＦＲＰ製パイプ
同士またはＦＲＰ製パイプと他の部品の結合のために用
いられるジョイント類などが挙げられる。該結合部品の
材質は、強固なセレーション形状が形成できるものであ
れば、とくに限定されない。例えば、鋼で代表される各
種金属類、アルミナで代表される各種セラミック類、高
剛性の各種樹脂類などを挙げることができる。セレーシ
ョン形状やその寸法は、目的や製品の寸法に応じて適宜
選択され決められる。以下に本発明の実施例として、Ｆ
ＲＰ製パイプと金属製ヨークの接合により得られる駆動
力伝達用シャフトについて詳述する。高いトルク伝達力
を示す点において、本発明は駆動力伝達用シャフトの製
造においてその特徴を発揮することができるが、本発明
の方法及びそれにより得られる製品はこれらの実施例に
限定されず、広く応用が考えられるものである。

【００３４】

【実施例】

実施例１〜１１ （１）ＦＲＰ製パイプの製造例 外径７０．０ｍｍ、長さ１５００ｍｍのステンレス製マ
ンドレルをフィラメントワインディング装置に装着し
て、その中央部１０００ｍｍの両端それぞれ５０ｍｍの
長さに表１に示される各種の金属箔又はフィルム（図１
の５）を一層巻付けた。表面粗面化処理金属箔の場合は
粗面化処理面が外側（ＦＲＰ側）になるように巻付け
た。ついで炭素繊維を液状のエポキシ樹脂に含浸しつつ
その上から巻き付けた。炭素繊維としては住化ハーキュ
レス社製のＡＳ−４（汎用グレ−ド炭素繊維：弾性率２
４ｔｏｎ／ｍｍ² 、強度３９０ｋｇ／ｍｍ²）を、エポ
キシ樹脂としてはビスフェノールＡタイプエポキシ樹脂
（商品名：スミエポキシＥＬＡ−１２８、住友化学工業
（株）製）に芳香族アミン硬化剤（商品名：ＴＯＮＯＸ
６０／４０、ユニ・ロイヤル社製）系を用いた。

【００３５】繊維の巻き付け角度は±１６°、巻き付け
厚みは２．８５ｍｍとした。このとき繊維体積含有率は
６０±２％になるように調節した。結合要素を取り付け
る部分にはガラス繊維を用いて巻角±８５°、厚みが３
ｍｍの補強層（図１の７）を形成した。ついでマンドレ
ルごと熱硬化炉に入れ、１５０°Ｃにて２時間硬化し
た。硬化後マンドレルから脱型し、両端部分の不要部分
を切断除去し、両端に補強層を有する、長さ１１００ｍ
ｍ、内径７０．１ｍｍのＦＲＰ製パイプ（図１の６）を
得た。

【００３６】（２）鋼製結合要素（ヨーク） 鋼製結合要素の接合部の外周面にセレーション形状とし
て、ＪＩＳＢ０９５１−１９６２−に規定されている平
目のモジュール（ｍ）０．３を用いてローレット目を形
成した。得られたセレーション形状（ローレット目）
は、頂角が約９０°の正三角形の先端部が平坦になって
おり、図３に示すような形状を呈していた。その山の高
さ（ｈ）は約０．１５ｍｍ、ピッチ（ｐ）は約１ｍｍで
あった。セレーションの山の頂部までの接合部の外径は
７０．５ｍｍであった。

【００３７】（３）ＦＲＰ製駆動力伝達用シャフトの製
作と評価 前記のとおり製作したＦＲＰ製パイプと結合要素を用い
て本発明のＦＲＰ製駆動力伝達用シャフトを製作した。
ＦＲＰ製パイプの端部に鋼製の結合要素のセレーション
形状を有する接合部をあてがい、油圧を用いて圧入嵌合
した。このとき接着剤は用いなかった。結合部長は１０
〜４５ｍｍの間で変化させた。得られたＦＲＰ製駆動力
伝達用シャフトの静ねじり試験を行い、接合部のトルク
伝達能力を評価した結果を表１及び表２に記した。

【００３８】なお、実施例に用いたフィルムは次に記す
ものである。 （１）銅箔：福田金属箔粉工業（株）製：片面粗面化処
理電解銅箔 ＣＦ−Ｔ８−７０（商品名，厚さ７０μｍ） ＣＦ−Ｔ８−３５（同上，厚さ３５μｍ） ＣＦ−Ｔ８−１８（同上，厚さ１８μｍ） （２）ニッケル箔：同：片面粗面化処理電解ニッケル箔 ＮｉＦ−Ｔ−２５（商品名，厚さ２５μｍ） 同：両面粗面化処理電解ニッケル箔 ＮｉＦ−ＤＴ−２５（商品名，両面粗面化処理、厚さ２
５μｍ） （３）銅・ニッケル箔：同：ニッケル粗面化処理電解銅
箔 ＮｉＴ−ＣＦ−３５（商品名，厚さ３５μｍ） （４）ポリエステルフィルム：東洋紡（株）製ＰＥＴフ
ィルム Ｅ−５００１ 厚み１８８μｍ （５）ガラス不織布：日本硝子繊維（株）製 マイクロ
ガラスサーフェイスマットＣＦＧ２４ ３０ｇ／ｍ²

【００３９】比較例１〜３ フィルムを用いない他は前記の実施例と同様にして結合
部長の異なる３種類のＦＲＰ製駆動力伝達用シャフトを
製作した。実施例と同様に静ねじり試験による評価を行
い表２に記した。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】実施例１２ 実施例２と同じようにしてＦＲＰ製パイプを製作した。
鋼製の結合要素の接合部の外周面にシェーバー加工によ
りセレーション形状を形成した。セレーション形状の山
の高さは約０．５ｍｍであり、山のピッチは約４ｍｍで
あった。接着剤は用いず、ＦＲＰ製パイプに結合要素を
接合長２０ｍｍになるように圧入嵌合し、ＦＲＰ製駆動
力伝達用シャフトを製作した。得られたシャフトの静ね
じり試験を行ったところ破壊トルク約２６００Ｎ・ｍで
破壊箇所は接合面であった。

【００４３】実施例１３ フィルムとして両面粗面化処理されたニッケル電解箔
（前記のＮｉＦ−ＤＴ−２５、厚み２５ｍｍのもの）を
用いる他は実施例２と同じようにしてＦＲＰ製パイプを
製作する。実施例１と同様の方法でセレーション形状を
接合部の外周に有する鋼製結合要素を製作する。接着剤
（田岡化学工業（製）、エポキシ系接着剤：商品名ＨＴ
１８（２０）Ｘ）をＦＲＰ製パイプの接合部内面及び結
合要素の接合部外面に塗布し圧入嵌合する。接着剤によ
る潤滑効果により圧入は比較的に容易であり、得られる
ＦＲＰ製駆動力伝達用シャフトは高い伝達トルクを示
す。

【００４４】

【発明の効果】本発明を用いたＦＲＰ製駆動力伝達用シ
ャフトはＦＲＰ製パイプと結合要素の接合が強固であ
り、円筒形状同士の単なる摩擦結合や正多角形状同士の
接合に比して、高いトルク伝達能力がある。また正多角
形状の接合部に比較して接合部の加工は容易であり、接
合工程は極めて生産性に優れているという特徴を有す
る。また、本発明は駆動力伝達用シャフトに限らず、Ｆ
ＲＰ製パイプと各種の結合部品の一般的な接合方法を提
供するものであり、ＦＲＰ製パイプの軽量性と高い強度
を活用する種々の機械・設備の製造において有用なもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＦＲＰ製駆動力伝達用シャフトの１例
の軸方向の部分断面図［Ａ］及び半径方向の部分断面図
［Ｂ］を示す。

【図２】本発明にて用いられるセレーション形状の例を
表わす図を示す。

【図３】セレーション形状の山の高さ（ｈ）及びピッチ
（ｐ）の説明図を示す。

【符号の説明】

１．ＦＲＰ製駆動力伝達用シャフト ２．結合要素（鋼製ヨーク） ３．結合要素の接合部 ４．セレーション形状 ５．フィルム（金属箔など） ６．ＦＲＰ製パイプ ７．補強層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 31:08 4Ｆ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維強化樹脂製パイプに結合要素を接合し
   てなる繊維強化樹脂製駆動力伝達用シャフトであって、
   繊維強化樹脂製パイプの接合部と結合要素の接合部はフ
   ィルムを介してセレーション形状の噛み合いにより接合
   されていることを特徴とする繊維強化樹脂製駆動力伝達
   用シャフト。
2. 【請求項２】繊維強化樹脂製パイプの接合部の内周面と
   結合要素の接合部の外周面がフィルムを介してセレーシ
   ョン形状の噛み合いにより接合されている請求項１記載
   の繊維強化樹脂製駆動力伝達用シャフト。
3. 【請求項３】繊維強化樹脂製パイプの接合部の外周面と
   結合要素の接合部の内周面がフィルムを介してセレーシ
   ョン形状の噛み合いにより接合されている請求項１記載
   の繊維強化樹脂製駆動力伝達用シャフト。
4. 【請求項４】繊維強化樹脂製パイプの接合部の円筒状の
   内周面とセレーション形状の外周面を有する結合要素の
   接合部の中間にフィルムを介在させ、繊維強化樹脂製パ
   イプに結合要素を圧入嵌合することを特徴とする繊維強
   化樹脂製駆動力伝達用シャフトの製造方法。
5. 【請求項５】繊維強化樹脂製パイプの接合部の円筒状の
   外周面とセレーション形状の内周面を有する結合要素の
   接合部の中間にフィルムを介在させ、結合要素に繊維強
   化樹脂製パイプを圧入嵌合することを特徴とする繊維強
   化樹脂製駆動力伝達用シャフトの製造方法。
6. 【請求項６】接合部にセレーション形状を有する結合部
   品と繊維強化樹脂製パイプを、接合部にフィルムを介在
   させて嵌合することを特徴とする繊維強化樹脂製パイプ
   と結合部品の接合方法。