JPH06109015A - 複合材料製駆動軸 - Google Patents
複合材料製駆動軸Info
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- JPH06109015A JPH06109015A JP4283886A JP28388692A JPH06109015A JP H06109015 A JPH06109015 A JP H06109015A JP 4283886 A JP4283886 A JP 4283886A JP 28388692 A JP28388692 A JP 28388692A JP H06109015 A JPH06109015 A JP H06109015A
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- Japan
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- tube
- adhesive
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- slit
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
- B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
- B29C66/53—Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars
- B29C66/534—Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
- B29C65/52—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the way of applying the adhesive
- B29C65/54—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the way of applying the adhesive between pre-assembled parts
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- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
- B29C66/05—Particular design of joint configurations
- B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
- B29C66/12—Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
- B29C66/122—Joint cross-sections combining only two joint-segments, i.e. one of the parts to be joined comprising only two joint-segments in the joint cross-section
- B29C66/1222—Joint cross-sections combining only two joint-segments, i.e. one of the parts to be joined comprising only two joint-segments in the joint cross-section comprising at least a lapped joint-segment
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- B29C66/12—Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Motor Power Transmission Devices (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 繊維強化された複合材料製チューブと金属製
ヨークとの接着状態を良好に維持したまま、ヨークのヤ
ング率を部分的に低下させたのと等価の結果を得ること
で、チューブとヨークとの接合部における応力集中を分
散させて相互の接合強度を確保する。 【構成】 繊維強化された複合材料製チューブ１０内に
金属製ヨーク２０の嵌合部２２を挿入し、この嵌合部２
２の外周面と前記チューブ２０の内周面との間に構成さ
れた空隙に接着剤４０を充填して相互を接合した複合材
料製駆動軸において、前記ヨーク２０の嵌合部２２に対
しその端部から軸線に沿って形成されたスリット２４
と、このスリット２４を前記接着剤４０が充填される空
隙から区分するように前記嵌合部２２に形成された仕切
部２５とを備えている。
ヨークとの接着状態を良好に維持したまま、ヨークのヤ
ング率を部分的に低下させたのと等価の結果を得ること
で、チューブとヨークとの接合部における応力集中を分
散させて相互の接合強度を確保する。 【構成】 繊維強化された複合材料製チューブ１０内に
金属製ヨーク２０の嵌合部２２を挿入し、この嵌合部２
２の外周面と前記チューブ２０の内周面との間に構成さ
れた空隙に接着剤４０を充填して相互を接合した複合材
料製駆動軸において、前記ヨーク２０の嵌合部２２に対
しその端部から軸線に沿って形成されたスリット２４
と、このスリット２４を前記接着剤４０が充填される空
隙から区分するように前記嵌合部２２に形成された仕切
部２５とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用のプ
ロペラシャフトを対象とし、繊維強化された複合材料
（例えば繊維強化プラスチック）製のチューブと金属製
のヨークとを接着剤で接合した形式の複合材料製駆動軸
に関する。
ロペラシャフトを対象とし、繊維強化された複合材料
（例えば繊維強化プラスチック）製のチューブと金属製
のヨークとを接着剤で接合した形式の複合材料製駆動軸
に関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化プラスチック（以下「ＦＲＰ」
と略称する）は、プラスチックの特徴である軽さ、成形
のし易さ、耐蝕性などと、繊維の特徴である高弾性率、
高強度などとを併せもつことから、自動車のプロペラシ
ャフトにおいても車両の軽量化を目的としてこれまでの
鋼製からＦＲＰ製に変更することが推進されている。そ
の場合、ＦＲＰ製のチューブと金属製のヨークとの接合
強度をいかに保持するかが重要課題である。つまりチュ
ーブとヨークとの接合強度は、これら相互間のトルク伝
達に充分対応できなけばならず、これまでにも種々の接
合手段が提案されている。例えば実開昭６２−５０３１
６号公報には、ＦＲＰ製のチューブに金属製のヨークを
圧入して接着剤により接合する構成において、このヨー
ク側に接着剤を保持するための凹部を形成した技術が開
示されている。
と略称する）は、プラスチックの特徴である軽さ、成形
のし易さ、耐蝕性などと、繊維の特徴である高弾性率、
高強度などとを併せもつことから、自動車のプロペラシ
ャフトにおいても車両の軽量化を目的としてこれまでの
鋼製からＦＲＰ製に変更することが推進されている。そ
の場合、ＦＲＰ製のチューブと金属製のヨークとの接合
強度をいかに保持するかが重要課題である。つまりチュ
ーブとヨークとの接合強度は、これら相互間のトルク伝
達に充分対応できなけばならず、これまでにも種々の接
合手段が提案されている。例えば実開昭６２−５０３１
６号公報には、ＦＲＰ製のチューブに金属製のヨークを
圧入して接着剤により接合する構成において、このヨー
ク側に接着剤を保持するための凹部を形成した技術が開
示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図４（Ａ）は、前記公
報のようにＦＲＰ製のチューブと金属製のヨークとを接
着剤で接合したものにおいて、ヨークに捩じりトルクが
負荷されたときの接合部の両端部ａ−ｂ間の応力分布を
表している。この図面で明らかなように接合部の端部ｂ
においては応力の集中（ピーク）が存在する。これは金
属製ヨークのヤング率に比べてＦＲＰ製チューブのヤン
グ率が小さく、相互間のトルク伝達時にチューブ側が大
きく変形するからである。この結果、接合部の端部ｂに
おいて局部的な荷重が作用することとなり、この端部ｂ
の接合強度を確保することが困難となる。そこで前記ヨ
ークの捩じり剛性を下げて部分的にヤング率を実質的に
低下させることが考えられる。その手段として例えば実
開平３−７５３１４号公報に示されているように、前記
チューブに対するヨークの嵌合部にスリットを形成した
ものがある。しかしこのヨークの嵌合部とチューブとは
接着剤によって接合されるため、この接着剤の注入時に
スリットから接着剤が流出してしまい、チューブとヨー
クとの接合不良が生じやすい。
報のようにＦＲＰ製のチューブと金属製のヨークとを接
着剤で接合したものにおいて、ヨークに捩じりトルクが
負荷されたときの接合部の両端部ａ−ｂ間の応力分布を
表している。この図面で明らかなように接合部の端部ｂ
においては応力の集中（ピーク）が存在する。これは金
属製ヨークのヤング率に比べてＦＲＰ製チューブのヤン
グ率が小さく、相互間のトルク伝達時にチューブ側が大
きく変形するからである。この結果、接合部の端部ｂに
おいて局部的な荷重が作用することとなり、この端部ｂ
の接合強度を確保することが困難となる。そこで前記ヨ
ークの捩じり剛性を下げて部分的にヤング率を実質的に
低下させることが考えられる。その手段として例えば実
開平３−７５３１４号公報に示されているように、前記
チューブに対するヨークの嵌合部にスリットを形成した
ものがある。しかしこのヨークの嵌合部とチューブとは
接着剤によって接合されるため、この接着剤の注入時に
スリットから接着剤が流出してしまい、チューブとヨー
クとの接合不良が生じやすい。
【０００４】本発明の技術的課題は、ＦＲＰ製チューブ
と金属製ヨークとの接着剤による接合作業に悪影響を及
ぼすことなく、このヨークの嵌合部にスリットを形成し
てその部分のヤング率を低下させたのと等価の結果を得
ることにより、前記チューブとヨークとの接合部におけ
る応力集中を分散させて接合強度を確保することであ
る。
と金属製ヨークとの接着剤による接合作業に悪影響を及
ぼすことなく、このヨークの嵌合部にスリットを形成し
てその部分のヤング率を低下させたのと等価の結果を得
ることにより、前記チューブとヨークとの接合部におけ
る応力集中を分散させて接合強度を確保することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の複合材料製駆動軸はつぎのように構成され
ている。すなわち繊維強化された複合材料製チューブの
中に金属製ヨークの嵌合部を挿入し、この嵌合部の外周
面と前記チューブの内周面との間に構成された空隙に接
着剤を充填して相互を接合した複合材料製駆動軸におい
て、前記ヨークの嵌合部に対しその端部から軸線に沿っ
て形成されたスリットと、このスリットを前記接着剤が
充填される空隙から区分するように前記嵌合部に形成さ
れた仕切部とを備えている。
に、本発明の複合材料製駆動軸はつぎのように構成され
ている。すなわち繊維強化された複合材料製チューブの
中に金属製ヨークの嵌合部を挿入し、この嵌合部の外周
面と前記チューブの内周面との間に構成された空隙に接
着剤を充填して相互を接合した複合材料製駆動軸におい
て、前記ヨークの嵌合部に対しその端部から軸線に沿っ
て形成されたスリットと、このスリットを前記接着剤が
充填される空隙から区分するように前記嵌合部に形成さ
れた仕切部とを備えている。
【０００６】
【作用】この構成によれば、前記ヨークの嵌合部に形成
されているスリットによりこのヨークの捩じり剛性が低
下する。このためヨークのヤング率を部分的に低下させ
たのと等価の結果が得られ、チューブとヨークとの間の
トルク伝達時における応力集中が分散される。またこの
スリットは、前記仕切部によってヨークの嵌合部外周面
とチューブ内周面との間の接着剤充填用の空隙から区分
されているため、この空隙に接着剤を注入するときにス
リットから接着剤が流出するような事態が防止される。
されているスリットによりこのヨークの捩じり剛性が低
下する。このためヨークのヤング率を部分的に低下させ
たのと等価の結果が得られ、チューブとヨークとの間の
トルク伝達時における応力集中が分散される。またこの
スリットは、前記仕切部によってヨークの嵌合部外周面
とチューブ内周面との間の接着剤充填用の空隙から区分
されているため、この空隙に接着剤を注入するときにス
リットから接着剤が流出するような事態が防止される。
【０００７】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。なお以下の実施例は、自動車用のプロペラシャ
フトに本発明の駆動軸を適用したものである。図１にプ
ロペラシャフトの一部が断面図で示され、図２に同じく
プロペラシャフトの一部が分解斜視図で示されている。
これらの図面のチューブ１０は、カーボンファイバを強
化材としてこれに樹脂を含浸させた炭素繊維強化プラス
チック製（以下「ＣＦＲＰ製」と略称する）であって、
その端部には金属製ヨーク２０が図１で示すように接着
剤４０により接合される。この接合部については、チュ
ーブ１０の中にヨーク２０の嵌合部２２が挿入され、こ
の嵌合部２２の外周面とチューブ１０の内周面との間に
構成された空隙に接着剤４０が充填されて相互が接合さ
れる構成になっている。そこで前記チューブ１０には前
記空隙と対応する位置で、かつ周方向の二箇所（変位角
約１８０°の位置）において前記接着剤４０を注入する
ための小孔１２，１４があけられている。
明する。なお以下の実施例は、自動車用のプロペラシャ
フトに本発明の駆動軸を適用したものである。図１にプ
ロペラシャフトの一部が断面図で示され、図２に同じく
プロペラシャフトの一部が分解斜視図で示されている。
これらの図面のチューブ１０は、カーボンファイバを強
化材としてこれに樹脂を含浸させた炭素繊維強化プラス
チック製（以下「ＣＦＲＰ製」と略称する）であって、
その端部には金属製ヨーク２０が図１で示すように接着
剤４０により接合される。この接合部については、チュ
ーブ１０の中にヨーク２０の嵌合部２２が挿入され、こ
の嵌合部２２の外周面とチューブ１０の内周面との間に
構成された空隙に接着剤４０が充填されて相互が接合さ
れる構成になっている。そこで前記チューブ１０には前
記空隙と対応する位置で、かつ周方向の二箇所（変位角
約１８０°の位置）において前記接着剤４０を注入する
ための小孔１２，１４があけられている。
【０００８】前記ヨーク２０の嵌合部２２は、その両端
部において前記チューブ１０の内径とほぼ同寸の外径に
設定された接触部２２ａ，２２ｂを備えている。そして
これらの接触部２２ａ，２２ｂの間はチューブ１０の内
径より小さい外径になっており、この小径部分で前記空
隙が構成されるようになっている。また嵌合部２２に
は、一方の接触部２２ｂの側の端部から軸線に沿って他
方の接触部２２ａに至る手前付近（嵌合部２２のほぼ中
間付近）まで延びるスリット２４が形成されている。な
おこのスリット２４は嵌合部２２の周方向に関して複数
個形成されているのであるが、図面ではそのうちの一個
だけが見えている。前記嵌合部２２には、一方の接触部
２２ｂから延びて前記スリット２４を囲む仕切部２５が
一体に形成されている。この仕切部２５は接触部２２ｂ
の外径と同じ高さに設定されていて、スリット２４と前
記空隙とを区分している。さらにこの嵌合部２２には、
他方の接触部２２ａの外径と同じ高さに設定され、この
接触部２２ａから軸線に沿って前記接触部２２ｂに至る
手前付近まで延びる複数個の案内リブ２６が一体に形成
されている。つまりこれらの各案内リブ２６と前記仕切
部２５とは互いに逆方向に延び、かつ嵌合部２２の周方
向に関して交互に配置されている。
部において前記チューブ１０の内径とほぼ同寸の外径に
設定された接触部２２ａ，２２ｂを備えている。そして
これらの接触部２２ａ，２２ｂの間はチューブ１０の内
径より小さい外径になっており、この小径部分で前記空
隙が構成されるようになっている。また嵌合部２２に
は、一方の接触部２２ｂの側の端部から軸線に沿って他
方の接触部２２ａに至る手前付近（嵌合部２２のほぼ中
間付近）まで延びるスリット２４が形成されている。な
おこのスリット２４は嵌合部２２の周方向に関して複数
個形成されているのであるが、図面ではそのうちの一個
だけが見えている。前記嵌合部２２には、一方の接触部
２２ｂから延びて前記スリット２４を囲む仕切部２５が
一体に形成されている。この仕切部２５は接触部２２ｂ
の外径と同じ高さに設定されていて、スリット２４と前
記空隙とを区分している。さらにこの嵌合部２２には、
他方の接触部２２ａの外径と同じ高さに設定され、この
接触部２２ａから軸線に沿って前記接触部２２ｂに至る
手前付近まで延びる複数個の案内リブ２６が一体に形成
されている。つまりこれらの各案内リブ２６と前記仕切
部２５とは互いに逆方向に延び、かつ嵌合部２２の周方
向に関して交互に配置されている。
【０００９】つぎに前記ＣＦＲＰ製チューブ１０と金属
製ヨーク２０との接合手順について説明する。まずチュ
ーブ１０の中にヨーク２０の前記嵌合部２２を挿入し、
このチューブ１０の前記小孔１２，１４のうちの一方か
ら前記空隙に接着剤４０を注入する。このときに空隙か
ら前記スリット２４に向かう接着剤４０は前記仕切部２
５によって受止められ、このスリット２４からの接着剤
４０の流出が防止される。さて前記接着剤４０の注入時
の状態が図３に示されている。この図面で明らかなよう
に例えば小孔１２から注入された接着剤４０は、前記空
隙の内部において前記案内リブ２６と仕切部２５とによ
り交互に方向転換を繰返しながら他方の小孔１４に向か
って流れる。このため前記空隙内の空気は常に接着剤４
０の流動方向へ逃げることとなり、前記仕切部２５を設
けたことが原因となって空隙の内部に空気溜まりが生じ
ることが回避される。したがって接着剤４０は空隙の全
域にわたって均一に充填され、チューブ１０とヨーク２
０の嵌合部２２とが適正に接合される。
製ヨーク２０との接合手順について説明する。まずチュ
ーブ１０の中にヨーク２０の前記嵌合部２２を挿入し、
このチューブ１０の前記小孔１２，１４のうちの一方か
ら前記空隙に接着剤４０を注入する。このときに空隙か
ら前記スリット２４に向かう接着剤４０は前記仕切部２
５によって受止められ、このスリット２４からの接着剤
４０の流出が防止される。さて前記接着剤４０の注入時
の状態が図３に示されている。この図面で明らかなよう
に例えば小孔１２から注入された接着剤４０は、前記空
隙の内部において前記案内リブ２６と仕切部２５とによ
り交互に方向転換を繰返しながら他方の小孔１４に向か
って流れる。このため前記空隙内の空気は常に接着剤４
０の流動方向へ逃げることとなり、前記仕切部２５を設
けたことが原因となって空隙の内部に空気溜まりが生じ
ることが回避される。したがって接着剤４０は空隙の全
域にわたって均一に充填され、チューブ１０とヨーク２
０の嵌合部２２とが適正に接合される。
【００１０】つづいて前記のように接着剤４０で接合さ
れたＣＦＲＰ製チューブ１０と金属製ヨーク２０との間
に捩じりトルクが負荷された場合について説明する。こ
のときチューブ１０とヨーク２０との接合部において
は、すでに図４（Ａ）で説明したように端部ｂで応力の
集中（ピーク）が存在する。しかし本実施例ではヨーク
２０の嵌合部２２に形成されている前記スリット２４に
よりこの部分の捩じり剛性が低下し、部分的にヤング率
を低下させたのと等価の結果が得られる。この結果、ト
ルク負荷時の応力集中が図４（Ｂ）で示すように前記接
合部の端部ｂとスリット２４の端部ｃとに分散される。
れたＣＦＲＰ製チューブ１０と金属製ヨーク２０との間
に捩じりトルクが負荷された場合について説明する。こ
のときチューブ１０とヨーク２０との接合部において
は、すでに図４（Ａ）で説明したように端部ｂで応力の
集中（ピーク）が存在する。しかし本実施例ではヨーク
２０の嵌合部２２に形成されている前記スリット２４に
よりこの部分の捩じり剛性が低下し、部分的にヤング率
を低下させたのと等価の結果が得られる。この結果、ト
ルク負荷時の応力集中が図４（Ｂ）で示すように前記接
合部の端部ｂとスリット２４の端部ｃとに分散される。
【００１１】
【発明の効果】このように本発明は、ＦＲＰ製チューブ
と金属製ヨークとの接着状態を良好に維持したまま、ヨ
ークのヤング率を部分的に低下させたのと等価の結果を
得ることができ、もってチューブとヨークとの接合部に
おける応力集中が分散されて相互の接合強度が高められ
る。
と金属製ヨークとの接着状態を良好に維持したまま、ヨ
ークのヤング率を部分的に低下させたのと等価の結果を
得ることができ、もってチューブとヨークとの接合部に
おける応力集中が分散されて相互の接合強度が高められ
る。
【図１】チューブとヨークとの接合部を表した断面図で
ある。
ある。
【図２】チューブとヨークとの接合部を表した分解斜視
図である。
図である。
【図３】チューブとヨークとの接合部に対して接着剤を
注入している様子を表した説明図である。
注入している様子を表した説明図である。
【図４】チューブとヨークとの接合部に捩じりトルクを
負荷したときの応力分布図である。
負荷したときの応力分布図である。
１０ チューブ ２０ ヨーク ２２ 嵌合部 ２４ スリット ２５ 仕切部 ４０ 接着剤
Claims (1)
- 【請求項１】 繊維強化された複合材料製チューブの中
に金属製ヨークの嵌合部を挿入し、この嵌合部の外周面
と前記チューブの内周面との間に構成された空隙に接着
剤を充填して相互を接合した複合材料製駆動軸におい
て、 前記ヨークの嵌合部に対しその端部から軸線に沿って形
成されたスリットと、このスリットを前記接着剤が充填
される空隙から区分するように前記嵌合部に形成された
仕切部とを備えていることを特徴とした複合材料製駆動
軸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4283886A JPH06109015A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 複合材料製駆動軸 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4283886A JPH06109015A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 複合材料製駆動軸 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06109015A true JPH06109015A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=17671453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4283886A Pending JPH06109015A (ja) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | 複合材料製駆動軸 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06109015A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030026021A (ko) * | 2001-09-24 | 2003-03-31 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 추진축 |
| KR100520785B1 (ko) * | 1997-08-29 | 2005-12-26 | 삼성중공업 주식회사 | 저진동 복합 추진축과 그 제조방법 |
| WO2020174699A1 (ja) * | 2019-02-27 | 2020-09-03 | 株式会社ショーワ | 動力伝達軸及び動力伝達軸の製造方法 |
-
1992
- 1992-09-28 JP JP4283886A patent/JPH06109015A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100520785B1 (ko) * | 1997-08-29 | 2005-12-26 | 삼성중공업 주식회사 | 저진동 복합 추진축과 그 제조방법 |
| KR20030026021A (ko) * | 2001-09-24 | 2003-03-31 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 추진축 |
| WO2020174699A1 (ja) * | 2019-02-27 | 2020-09-03 | 株式会社ショーワ | 動力伝達軸及び動力伝達軸の製造方法 |
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