JPH06213228A - モータ車両の伝達シャフトなどの機械的管状要素 - Google Patents

モータ車両の伝達シャフトなどの機械的管状要素

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JPH06213228A
JPH06213228A JP5249250A JP24925093A JPH06213228A JP H06213228 A JPH06213228 A JP H06213228A JP 5249250 A JP5249250 A JP 5249250A JP 24925093 A JP24925093 A JP 24925093A JP H06213228 A JPH06213228 A JP H06213228A
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tube
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tubular element
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JP5249250A
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Michel Rouillot
ルーヨ ミシェル
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GKN Driveline International GmbH
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GKN Automotive GmbH
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/02—Shafts; Axles
    • F16C3/026—Shafts made of fibre reinforced resin
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/064—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable
    • F16D1/068—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable involving gluing, welding or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
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  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 端子部材とチューブの端部の間のアセンブリ
の設計によりチューブが端子部材に対して軸方向に確保
される管状の細長い機械要素を提供する。 【構成】 本発明の管状要素はチューブ１４で構成さ
れ、このチューブ１４は繊維補強合成材料からなると共
にチューブの端部の内側に受容された要部１２を有する
金属端子部材１０を備える少なくとも１つの端部を備え
ている。端子部材の要部１２の外部円筒面は、段差を付
けられると共に、チューブが受容されるチューブの端部
の第１セクションＴ１の内径より大きな外径を有する第
１セクションＴ１を持つと共に、チューブの端部の第２
セクションＴ２の内径より小さくまたはそれに等しく、
低減された外径を有する第２セクションＴ２を持つ。前
記第２セクションＴ２は、チューブおよび端子部材の組
付け状態において、端子部材１０の要部１２の段差付き
面の第２セクションＴ２に対して軸方向に対面するよに
う延在する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に管状形状を有する
機械的要素に係り、特に、通常複合シャフトと呼ばれる
モータ車両の、例えば伝達シャフト、すなわち繊維強化
合成材料からなるチューブに関係する。
【０００２】
【従来の技術】複合チューブの端部は、外部セクション
が前記チューブの端部の内部セクションに相補的である
と共にこの内部セクションに受容される要部を有する端
子部材をそれぞれ備えるのが普通である。これらのセク
ションは例えば円形円筒形状をなしている。端子部材を
チューブに圧力嵌めさせる方法は、とくに文献ＦＲ−Ａ
−２，６２０，１８２の教えに従って、端子部材と複合
チューブの間でのトルクの伝達を有効かつ確実に可能に
する。このため、チューブの端部に嵌合される端子部材
の要部の長さは、約８０mmのチューブの端部の内径に対
して例えば４０mmである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような伝達シャフ
トが、プロペラ式車両または４個の駆動ホイールを有す
る形態の車両の長手方向位置に用いられるときは、端子
部材は、伝達シャフトが、例えばスライド継手やスプラ
インスライドなどの相補的スライド要素のブロッキング
またはジャミングから生じる異常な軸方向張力を受けた
場合にチューブの外に移動しないようにする必要があ
る。従って、本発明の目的は、端子部材とチューブの端
部の間のアセンブリーの設計によりチューブを端子部材
に対して軸方向に確保する細長い管状機械要素を提供す
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、例え
ばモータ車両用の機械要素を提供するものであって、こ
の機械要素は、繊維補強合成材料からなるチューブであ
って、このチューブの端部の内側に受容された要部を有
する金属端子部材を有する少なくとも１つの端部を持つ
チューブで構成された種類のものであり、前記端子部材
の要部の外部円筒面は、段差を付けられると共に、その
第一セクションであって、これが受容されるチューブの
端部の第一セクションの内径より大きな外径を有する前
記第一セクションからなると共に、第二セクションであ
って、低減された外径を有し、チューブの端部の第二セ
クションの内径より小さいかまたはそれに等しい外径を
有する第二セクションからなり、前記チューブの端部の
第二セクションは、組み付け位置において、端子部材の
段差付き外部円筒面の第二セクションに対して軸方向に
対向して延在してなることを特徴とする。
【０００５】本発明の他の特徴によれば、端子部材の段
差付き外部円筒面の第一セクションおよび第二セクショ
ンはほぼ半径方向のショルダにより分離された２つの連
続セクションであり、前記チューブの端部の第一セクシ
ョンと第二セクションの内径は等しく、前記チューブの
第一セクションの内径は前記チューブの第二セクション
の内径より大きく、これらのチューブの２つのセクショ
ンはほぼ半径方向のショルダにより分離され、前記チュ
ーブの端部の第二セクションの補強繊維は、前記チュー
ブの長手方向に対して、７５°以上、好適には９０°に
等しい巻回角度をなして巻回され、前記チューブの端部
の第一セクションの補強繊維は、前記チューブの長手方
向に対して７５°以上および好適には９０°に等しい巻
回角度をなして巻回され、前記チューブの端部は一定の
厚さを有し、前記チューブは、その長手方向を通して延
在すると共に前記チューブの長手方向に対して、好適に
は０°と±４５°の間の巻回角度をなして巻回された補
強繊維を有する主要壁部からなり、かつ前記チューブの
端部は、前記チューブの長手方向に対して、７５°より
大きく、好適には９０°に等しい巻回角度をなして巻回
された補強繊維を有する少なくとも１つの付加的な壁部
からり、前記付加的壁部は前記チューブの端部の長さ方
向を通して延在し、前記付加的壁部は前記チューブの主
要壁部の外側に延在し、前記付加的壁の厚さはほぼ一定
であり、前記チューブの第二セクションの長さ方向に沿
って延在する前記付加的壁部の厚さは前記チューブの第
一セクションの長さ方向に沿って延在する前記付加的壁
部の厚さより大きく、前記付加的壁部は前記チューブの
主要壁部の内側に延在し、前記段差付き円筒面は円形お
よび／または多角形断面形状を有している。本発明の他
の特徴および利点は添付図面による以下の実施例の詳細
な説明から明らかになる。
【０００６】
【実施例】図１には金属端子部材１０が示してあり、こ
の金属端子部材１０は軸線Ｘ−Ｘの周りに回転し、また
図２に示された複合チューブ１４の端部の内側に配置さ
れた円筒管状部１２からなる。前記端子部材１０の要部
１２は主要セクションＴＰＥ、第一アセンブリセクショ
ンＴ１Ｅ、および第二アセンブリセクションＴ２Ｅから
なる。図１に示した実施例においては、第一セクション
Ｔ１Ｅは、第二セクションＴ２Ｅの外径ＤＥ２より大き
な外径ＤＥ１を持つ外部半径方向フランジの形態をなし
ている。２つの連続するセクションＴ１ＥおよびＴ２Ｅ
は、端子部材の要部１２の円筒状外面の段差部分を構成
すると共に半径方向ショルダ１６により分離される。第
一セクションＴ１Ｅおよび主要セクションＴＰＥは挿入
チャンファ１８により接続される。
【０００７】図２に示した複合チューブ１４は、例えば
合成材料からなるマトリクスから形成された円筒チュー
ブであり、この円筒チューブは、熱可塑性または熱硬化
性であり、これは連続する繊維で補強されると共に例え
ばフィラメント状またはねじ込み巻きにより形成され
る。チューブ１４は、ほぼこのチューブの長さ方向を通
して延在する主セクションＴＰＴからなり、さらに２つ
の連続するセクションＴ１ＴおよびＴ２Ｔを有する端子
部材との接続用のチューブ１４の端部からなる。
【０００８】図２に示した実施例においては、チューブ
１４の内径はその長さ方向に沿い一定であり、従って主
要セクションＴＰＴの内径ＤＩＰは、第一セクションＴ
１Ｔの内径ＤＩ１に等しく、また第二セクションＴ２Ｔ
の内径ＤＩ２に等しくなる。本実施例においては、主要
セクションの厚さｅＰは、第一セクションＴ１Ｔの厚さ
ｅ１に等しく、また第二セクションＴ２Ｔの厚さｅ２以
下になる。本発明によれば、相対的な寸法は次のように
与えられる。 ＤＥ１＞ＤＩ１ ＤＥ２＜ＤＩ２ ＤＩ１＝ＤＩ２＝ＤＩＰ ｅＰ＝ｅ１＝ｅ２
【０００９】図３に示したように、端子部材およびチュ
ーブの組付け位置においては、第一セクションＴ１Ｔお
よびＴ１Ｅの共同作用により圧力嵌めが形成され、これ
により、例えば文献ＦＲ−Ａ−２，６２０，１８２に示
されたように２つの要素間のトルクの伝達を保証するこ
とができる。従って、このトルクは直径ＤＥ１とＤＩ１
の間の締り嵌めのゾーンＴ１に伝達される。トルク伝達
能力を増加させるために端子部材のセクションＴＰＥの
外径ＤＥＰはまたチューブ１４の主要セクションＴＰＴ
の内径ＤＩＰより大きくしてもよい。チューブの第二セ
クションＴ２Ｔは、本発明の教えにより、端子部材１０
に対してチューブ１４の端部を軸方向に保持するように
半径方向の把持作用なしに、半径方向のショルダ１６を
越えて端子部材の第二セクションＴ２Ｅに対して対向す
るように、またはそれに沿って延在する。
【００１０】ゾーンＴ２内には、第二セクションＴ２Ｅ
およびＴ２Ｔの直径ＤＥ２とＤＩ２の間には干渉が存在
しないので、チューブ１４の端部のセクションＴ２Ｔ
は、トルクを伝達するときシャフトの動作にクリーブ力
を受けることはなく、またこのセクションは、必要に応
じて、端子部材１０とチューブ１４を分離させる張力に
抗するその全ての弾性能力を保存することになる。複合
材料からなるチューブの金属端子部材との会合は、押圧
嵌めを得るとき、チューブ材料の弾性範囲が広範である
と共に、材料の性質に悪影響を与えることなしに第一セ
クションＴ１Ｅを越えて第二セクションＴ２Ｔの通過を
許容する限りトルクの伝達と軸方向保持機能のために特
に都合がよい。この嵌合動作の途中で全弾性範囲を用い
てもよい。複合材料の選択も、この材料の降伏点の値が
補強繊維の張力にほぼ等しくあることから特に都合がよ
い。
【００１１】さらに、端子部材は、これが７０mmと８０
mmの間の平均直径に対して直径ＤＥＩとＤＩ１がたがい
に０．５から０．６mmだけ異なることを保証し、これは
単に端子部材の外部段差付き円筒面に対して例えば旋回
による簡単な加工作業を必要とするに過ぎないという点
で特に作製が簡単になる。これに比べて、金属チューブ
に金属端子部材を嵌合させる場合には、１００ミリメー
トルのオーダーの差し渡し方向の干渉が保証されなけれ
ばならず、２つの要素の加工処理に問題点が生じる。一
般に、複合チューブ１４はポリアミドまたは炭素材料か
らなる補強繊維を用いて構成され、その巻回角度は、チ
ューブの長手方向軸線Ｙ−Ｙに対して、チューブに対し
て与えられるねじりおよび曲げ能力に依存して、例えば
０と±４５°の間にある。このようにして、チューブ
は、その長さ方向を通して、厚さｅＰがほぼ一定であり
かつ繊維が小さな角度をなして配向される主要壁部で構
成される。
【００１２】しかし、トルク伝達能力および軸方向保持
能力を改良するためには、セクションＴ１Ｔの、および
／またはセクションＴ２Ｔのゾーン内で繊維を７５°以
上および好適には９０°に等しいかなり大きな巻回角度
で配向することが望まれる。この繊維の配向の変形は、
チューブを構成する手順の間で、繊維巻回手法により一
定の厚さで行ってもよく、および／またはチューブの厚
さをその端部で増加させ、図２に示した実施例におい
て、主要壁部を囲むと共に厚み差ｅ２−ｅ１に対応する
外部環状円筒状付加壁部である付加壁部を形成すること
により行ってもよい。
【００１３】第一セクションＴ１Ｔは主要セクションＴ
ＰＴの厚さに等しい厚さを有するが、その繊維はほぼ９
０°に配向される。図４〜図６に示した他の実施例にお
いては、端子部材１０の要部１２は単に２つの連続する
セクションＴ１ＥとＴ２Ｅを有している。チューブ１４
の端部は２つの連続するセクションＴ１ＴおよびＴ２Ｔ
により構成され、それらの厚さｅ１とｅ２は主要セクシ
ョンＴＰＴの厚さｅｐに等しくかつそれより大きく、一
方２つのセクションの内径ＤＴ１とＤＴ２は内径ＤＩＰ
に等しい。本発明によれば、第一実施例の場合と同様
に、 ＤＥ１＞ＤＩ１ ＤＥ２＜ＤＩ２ となる。
【００１４】この第一の他の実施例においては、チュー
ブ１４の端部は従って厚さの差ｅ２（またはｅ１）−ｅ
Ｐに対応する外部付加壁部を有している。この他の実施
例においては、チューブ１４の自由端部１９はまた端子
部材１０の外部半径方向ショルダ２０に対面するよう
に、またはそれに沿って配列され、自由端部はチューブ
１４に軸方向の圧縮を与える軸方向力の伝達を容易にす
るように前記ショルダと共同動作する。
【００１５】図７および図８に示した第２の他の実施例
においては、端子部材は図４に示した端子部材と設計が
同じであるが、チューブ１４のセクションの厚さは、 ｅＰ ｅ１ ｅ２ のようになる。従って、第一セクションＴ１Ｔは厚さが
ｅ１−ｅＰの外部付加壁部を有し、一方第二セクション
Ｔ２Ｔは厚さがｅ２−ｅＰに等しい外部付加壁部を有し
ている。
【００１６】図９および図１０に示した第３の他の実施
例においては、端子部材１０は図４および図７に示した
ものに設計が同じであるが、チューブ１４の寸法は、 ｅＰ＜ｅ１＜ｅ２ ＤＩ１＝ＤＩＰ ＤＩ２＜ＤＩ１ ＤＥ１＞ＤＴ１ ＤＥ２＜ＤＩ２ のようになる。
【００１７】従って、第二セクションＴ２Ｔは軸方向保
持能力を与えるためショルダ１６と共同動作する内部付
加壁部を有することになる。第一セクションＴ１Ｔは厚
さの差ｅ１−ｅＰに対応する外部付加壁部を有し、この
外部付加壁部はまた第二セクションＴ２Ｔの領域内軸方
向に延在する。以上示した多くの実施例においては、端
子部材およびチューブの相補的セクションは円形をなし
ている。
【００１８】本発明の範囲は、関連する円筒セクション
の準線がトルク伝達能力を行うよう例えば多角形であっ
てもよいので、この種のセクションに制限されるもので
はない。この場合、上記の説明で用いられたもののよう
な直径の表示は対応して、すなわち同じ軸方向保持作用
を発生する相補的形状の間の寸法差で解釈されなければ
ならない。本発明の範囲は、これが、例えば曲げ応力な
どを受ける反応チューブ、接続ロッド、ねじりバー、ビ
ームまたはガーダーなどの任意の種類の機械的管状要素
に同様に適用できるので、トルク伝達シャフトの場合に
制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】伝達シャフトの構成における端子部材の第１実
施例の部分軸方向断面図である。
【図２】図１に示した端子部材を有するアセンブリに供
する複合チューブの端部の第１実施例の部分軸方向断面
図である。
【図３】図１に示した端子部材および組付け位置におけ
る図２に示したチューブの端部の軸方向断面図である。
【図４】本発明の第１の他の実施例の図１に類似の図で
ある。
【図５】本発明の第１の他の実施例の図２に類似の図で
ある。
【図６】本発明の第１の他の実施例の図３に類似の図で
ある。
【図７】本発明の第２の他の実施例の図１に類似の図で
ある。
【図８】本発明の第２の他の実施例の図２に類似の図で
ある。
【図９】本発明の第３の他の実施例の図１に類似の図で
ある。
【図１０】本発明の第３の他の実施例の図２に類似の図
である。
【符号の説明】
Ｔ１Ｅ 第一セクション ＤＥ１ 外径 ＤＥ２ 外径 Ｔ２Ｅ 第二セクション １０ 端子部材 １２ 要部 １４ 複合チューブ １６ ショルダ １８ 挿入チャンファ ２０ 外部半径方向ショルダ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 繊維補強合成材料からなるチューブであ
    って、このチューブの端部の内側に受容された要部を有
    する金属端子部材を備える少なくとも１つの端部を有す
    るチューブからなる環状要素であって、前記端子部材の
    要部の外部円筒面が段差を付けられると共に、この円筒
    面が、前記チューブが受容されるチューブの端部の第一
    セクションの内径より大きな外径を有する第一部分と、
    組付け位置において、前記端子部材の前記段差付き円筒
    状外面の第二セクションに対面して軸線方向に延在する
    前記チューブの端部の第二セクションの内径以下または
    それに等しく、低減される外径を有する第二セクション
    とで構成されることを特徴とする管状要素。
  2. 【請求項２】 前記端子部材の段差付き円筒状外面の第
    一および第二セクションはほぼ半径方向のショルダによ
    り分離された２つの連続セクションである請求項１記載
    の管状要素。
  3. 【請求項３】 前記チューブの端部の第一セクションお
    よび第二セクションの内径は等しい請求項１または２記
    載の管状要素。
  4. 【請求項４】 前記チューブの第一セクションの内径は
    前記チューブの第二セクションの内径より大きく、前記
    チューブの前記２つのセクションはほぼ半径方向のショ
    ルダにより分離される請求項１または２記載の管状要
    素。
  5. 【請求項５】 前記チューブの端部の第二セクションの
    補強繊維は、チューブの長手方向に対して、７５°以上
    および好適には９０°に等しい巻回角度で巻回される先
    行する請求項のいずれか１項に記載の管状要素。
  6. 【請求項６】 前記チューブの端部の第一セクションの
    補強繊維は、前記チューブの長手方向軸線に対して、７
    ５°以上および好適には９０°に等しい巻回角度で巻回
    される先行する請求項のいずれか１項に記載の管状要
    素。
  7. 【請求項７】 前記チューブの端部は一定の厚さを有す
    る先行する請求項のいずれか１項に記載の管状要素。
  8. 【請求項８】 前記チューブは、その長さ方向に延在す
    ると共に、当該チューブの長手方向に対し、好適には０
    および±４５°の間の巻回角度で巻回された補強繊維を
    有する主要壁部からなり、かつ前記チューブの端部は、
    ７５°より大きくかつ好適には９０°に等しい巻回角度
    で巻回された補強繊維を有する少なくとも１つの付加的
    な壁部からなる請求項１から６のいずれか１項に記載の
    管状要素。
  9. 【請求項９】 前記付加的壁部は前記チューブの端部の
    長さ方向を通して延在する請求項８記載の管状要素。
  10. 【請求項１０】 前記付加的壁部はほぼ前記チューブの
    第二セクションの長さ方向にわたって延在する請求項８
    記載の管状要素。
  11. 【請求項１１】 前記付加的壁部は前記チューブの主要
    壁部の外側に延在する請求項９または１０に記載の管状
    要素。
  12. 【請求項１２】 前記付加的壁部の厚さはほぼ一定であ
    る請求項９項から１１項のいずれか１項に記載の管状要
    素。
  13. 【請求項１３】 前記チューブの第二セクションの厚さ
    より大きな前記チューブの第二セクションの長さ方向に
    沿い延在する付加的壁部の厚さが、前記チューブの第一
    セクションの長さ方向に沿い延在する付加的壁部の厚さ
    より大きい請求項９から１１のいずれか１項に記載の管
    状要素。
  14. 【請求項１４】 前記付加的壁部は前記チューブの主要
    壁部の内側に延在する請求項１０記載の管状要素。
  15. 【請求項１５】 前記段差付き円筒面は円形セクション
    を有する先行する請求項のいずれか１項に記載の管状要
    素。
  16. 【請求項１６】 前記段差付き円筒面は多角形セクショ
    ンを有する請求項１から１４のいずれか１項に記載の管
    状要素。
JP5249250A 1992-10-06 1993-10-05 モータ車両の伝達シャフトなどの機械的管状要素 Pending JPH06213228A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9211838 1992-10-06
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