JPH0791432A - Propeller shaft - Google Patents

Propeller shaft

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Publication number
JPH0791432A
JPH0791432A JP25520893A JP25520893A JPH0791432A JP H0791432 A JPH0791432 A JP H0791432A JP 25520893 A JP25520893 A JP 25520893A JP 25520893 A JP25520893 A JP 25520893A JP H0791432 A JPH0791432 A JP H0791432A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
main body
metal joint
propeller shaft
body cylinder
cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP25520893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukitane Kimoto
幸胤 木本
Yasuyuki Toyoda
靖之 豊田
Tatsuya Senba
竜也 仙波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP25520893A priority Critical patent/JPH0791432A/en
Publication of JPH0791432A publication Critical patent/JPH0791432A/en
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  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い捩り強度を確保しつつ、軸方向圧縮衝撃
荷重に対し、確実に目標とする破壊を開始させ得るFR
P製プロペラシャフトを提供する。 【構成】 FRP製本体筒1の端部に金属製継手2が接
合されたプロペラシャフトにおいて、金属製継手2に、
筒軸方向圧縮衝撃荷重に対して本体筒1に破壊の起点を
生じさせるトリガ部3が設けられている、あるいは、金
属製継手自身に破壊を開始させる弱部が設けられている
プロペラシャフト。
(57) [Summary] [Purpose] FR that can reliably start the target fracture against axial compressive impact load while ensuring high torsional strength.
Provide a P propeller shaft. [Structure] In a propeller shaft in which a metal joint 2 is joined to an end of a FRP main body cylinder 1, a metal joint 2 is
A propeller shaft that is provided with a trigger portion 3 that causes a starting point of breakage in the main body cylinder 1 against a compressive shock load in the cylinder axis direction, or a weak portion that causes the metal joint itself to start breaking.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、自動車等のプロペラ
シャフトに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a propeller shaft for automobiles and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、省エネルギーの観点から燃費の向
上を目的とした自動車の軽量化が強く望まれている。そ
の一つの手段としてプロペラシャフトを金属製のものか
らFRP(繊維強化プラスチック)製のものに代替させ
ることが検討されている。その際、使用する強化繊維に
も種々あり、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド
繊維等が検討されているが、この中で特に、強度、弾性
率の面から炭素繊維を強化繊維とするCFRP(炭素繊
維強化プラスチック)が有力とされている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a strong demand for weight reduction of automobiles for the purpose of improving fuel consumption from the viewpoint of energy saving. As one of the means, it is considered to replace the propeller shaft made of metal with that made of FRP (fiber reinforced plastic). At that time, there are various kinds of reinforcing fibers to be used, for example, carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, etc. are being studied. Among them, CFRP using carbon fibers as reinforcing fibers is particularly preferable in terms of strength and elastic modulus. (Carbon fiber reinforced plastic) is considered to be influential.

【0003】自動車のプロペラシャフトは、エンジンか
ら発生する大きなトルクを伝達する必要があることか
ら、100〜400kgf・m程度の捩り強度を必要と
する。これまでのCFRP製プロペラシャフト、特にそ
の本体筒部は、特開平2−236014号公報等に記載
されているように、必要なトルクを伝達させるために積
層角度とその積層構成、シャフトのサイズ(内径、外
径、肉厚)、使用する強化繊維の種類、繊維の含有率な
どをパラメータとして設計されている。これらの設計パ
ラメータを適切に設定することにより、上述のような実
用上必要とされる捩り強度の達成が可能となる。
A propeller shaft of an automobile is required to have a torsional strength of about 100 to 400 kgf · m because it is necessary to transmit a large torque generated from an engine. Conventional CFRP propeller shafts, particularly the main body cylinder thereof, have a stacking angle and a stacking structure thereof for transmitting a required torque, and a size of the shaft (as described in JP-A-2-236014, etc.). The inner diameter, outer diameter, and wall thickness), the type of reinforcing fiber used, the fiber content, etc. are used as parameters. By properly setting these design parameters, it is possible to achieve the torsional strength that is practically required as described above.

【0004】ところで、近年、自動車の衝突事故時の安
全性に関し、種々の検討が進められている。例えば、自
動車車体等をクラッシャブルな構造とし、衝突時の衝撃
エネルギーを、徐々に破壊する車体によって効果的に吸
収し、乗員の安全をはかる研究が進められている。
By the way, in recent years, various studies have been conducted on the safety in the event of an automobile collision. For example, research is being conducted to secure the safety of passengers by making a car body and the like into a crushable structure and effectively absorbing the impact energy at the time of a collision by a car body that gradually destroys.

【0005】FRP製プロペラシャフトを設計するにあ
たり、仮に高剛性のみを追求し、軸方向衝撃荷重に対し
て高すぎる剛性を有するプロペラシャフトとするなら
ば、衝突時にプロペラシャフトがつっかい棒となって、
車体をクラッシャブルな構造とした効果が損なわれてし
まうであろう。
In designing a propeller shaft made of FRP, if only high rigidity is pursued and a propeller shaft having too high rigidity against an axial impact load is used, the propeller shaft becomes a stub at the time of collision. ,
The effect of having a crushable body structure will be lost.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、F
RP製プロペラシャフトにおいて、自動車用等に必要と
される高い捩り強度を確保しつつ、軸方向衝撃荷重に対
しては、クラッシャブルな車体等に合わせて、必要な破
壊を確実に進行させることのできる、プロペラシャフト
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to
In the RP propeller shaft, while ensuring the high torsional strength required for automobiles, etc., it is possible to surely promote the necessary destruction against an axial impact load according to a crushable vehicle body etc. An object of the present invention is to provide a propeller shaft that can be used.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明においては、主として金属製継手側に、筒
軸方向圧縮衝撃荷重に対して適切な破壊を生じさせるた
めの種々の工夫が施されている。すなわち、この発明の
プロペラシャフトは、FRP製本体筒の端部に金属製継
手が接合されたプロペラシャフトにおいて、金属製継手
に、筒軸方向圧縮衝撃荷重に対して本体筒に破壊の起点
を生じさせるトリガ部が設けられていることを特徴とす
るものからなる。つまり、FRP製本体筒の破壊のため
のトリガが金属製継手に設けられる。
In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, various devises are mainly provided on the metal joint side to cause appropriate breakage against a compressive impact load in the cylinder axial direction. It has been subjected. That is, the propeller shaft of the present invention is a propeller shaft in which a metal joint is joined to the end of an FRP main body cylinder, and the metal joint has a starting point of breakage in the main body cylinder against a compressive impact load in the cylinder axial direction. It is characterized in that it is provided with a triggering part. That is, the metal joint is provided with a trigger for breaking the FRP main body cylinder.

【0008】ここで上記トリガ部は、例えば、金属製継
手の、本体筒との接合面に形成された三角形状突起から
なる。
Here, the trigger portion is formed of, for example, a triangular protrusion formed on the joint surface of the metal joint with the main body cylinder.

【0009】上記三角形状突起のテーパ角度、位置、数
等を適切に設定することにより、目標とするトリガ部が
形成される。
By appropriately setting the taper angle, position, number, etc. of the triangular protrusions, the target trigger portion is formed.

【0010】また、この発明に係るもう一つのプロペラ
シャフトは、FRP製本体筒の端部に金属製継手が接合
されたプロペラシャフトにおいて、金属製継手に、筒軸
方向圧縮衝撃荷重に対して本体筒の圧縮強度よりも低い
圧縮強度を有する弱部を設けたことを特徴とするものか
らなる。つまり、金属製継手に、自身の破壊の起点とな
る弱部が設けられる。
Another propeller shaft according to the present invention is a propeller shaft in which a metal joint is joined to an end portion of an FRP main body cylinder, wherein the metal joint is connected to the main body against a compression impact load in the cylinder axial direction. It is characterized in that a weak portion having a compressive strength lower than that of the cylinder is provided. That is, the metal joint is provided with a weak portion which is a starting point of its own destruction.

【0011】上記弱部は、たとえば、金属製継手の円筒
壁部を薄肉化することにより形成されるか、あるいは、
金属製継手に切り欠きを設けることにより形成される。
The weak portion is formed, for example, by thinning the cylindrical wall portion of the metal joint, or
It is formed by providing a notch in a metal joint.

【0012】この弱部は金属製部材に形成されるもので
あるから、該弱部には、略完全に、設計計算通りの圧縮
強度をもたせることができる。
Since the weak portion is formed in the metal member, the weak portion can have almost the compressive strength as designed.

【0013】また、この発明に係るさらにもう一つのプ
ロペラシャフトは、FRP製本体筒の端部に金属製継手
が接合されたプロペラシャフトにおいて、本体筒の端縁
に、筒軸方向圧縮衝撃荷重に対して本体筒の破壊の起点
となる面取り部が設けられ、金属製継手が、前記面取り
部と対向するように、かつ、筒軸方向圧縮荷重に応じて
筒軸方向に移動可能に、圧入により接合されていること
を特徴とするものからなる。つまり、破壊の起点となる
トリガは本体筒自身に設けられるが、そのトリガを作動
させるために、金属製継手が、本体筒との接合面に沿っ
て軸方向に移動可能に設けられる。
Still another propeller shaft according to the present invention is a propeller shaft in which a metal joint is joined to an end portion of an FRP main body cylinder, and the end edge of the main body cylinder is subjected to a compression impact load in the cylinder axial direction. On the other hand, a chamfered portion serving as a starting point of the main body cylinder breaking is provided, and the metal joint is press-fitted so as to face the chamfered portion and movable in the cylinder axial direction according to the compression load in the cylinder axial direction. It is characterized by being joined. That is, the trigger which is the starting point of the breakage is provided on the main body cylinder itself, but in order to operate the trigger, the metal joint is provided so as to be movable in the axial direction along the joint surface with the main body cylinder.

【0014】この構造においては、金属製継手が、も
し、本体筒との接合面に沿って軸方向に所定通りに移動
しなかった場合、金属製継手が、本体筒の端縁に設けら
れた、トリガとしての面取り部に接触できないことにな
り、本体筒に所望の破壊が生じないことになるが、この
ような場合を想定して、金属製継手に、軸方向圧縮衝撃
荷重に対して本体筒の圧縮強度よりも小さい圧縮強度を
有する、弱部を形成しておくこともできる。
In this structure, if the metal joint does not move in the axial direction along the joint surface with the main body cylinder in a predetermined direction, the metal joint is provided at the end edge of the main body cylinder. However, the chamfered part as a trigger cannot be contacted, and the desired breakage of the main body cylinder will not occur.However, assuming such a case, the metal joint should be used for the main body against axial compressive impact load. It is also possible to form a weak portion having a compressive strength smaller than that of the cylinder.

【0015】さらにまた、この発明に係るもう一つのプ
ロペラシャフトは、FRP製本体筒の端部に金属製継手
が接合されたプロペラシャフトにおいて、金属製継手の
最大回転半径が、FRP製本体筒の内半径よりも小さ
く、FRP製本体筒の筒底面となる金属製継手のフラン
ジ部が、筒軸方向圧縮衝撃荷重に対する本体筒の圧縮強
度よりも低い曲げ強度を有する弱部を形成していること
を特徴とするものからなる。つまり、金属製継手を特定
の構造とし、そのフランジ部に、曲げ強度の小さい、金
属製継手自身の破壊の起点となる弱部が形成される。
Furthermore, another propeller shaft according to the present invention is a propeller shaft in which a metal joint is joined to an end portion of an FRP main body cylinder, wherein the maximum turning radius of the metal joint is that of the FRP main body cylinder. The flange portion of the metal joint, which is smaller than the inner radius and serves as the bottom surface of the FRP main body cylinder, forms a weak portion having a bending strength lower than the compressive strength of the main body cylinder against a compressive impact load in the cylinder axial direction. It is characterized by. That is, the metal joint has a specific structure, and a weak portion having a small bending strength and serving as a starting point of fracture of the metal joint itself is formed in the flange portion.

【0016】[0016]

【作用】このようなプロペラシャフトにおいては、金属
製継手側に、FRP製本体筒に破壊の起点を生じさせる
トリガ部、あるいは、金属製継手自身を意図的に破壊さ
せる弱部が設けられる。したがって、プロペラシャフト
にあるレベル以上の筒軸方向圧縮衝撃荷重が加わった場
合、必ず、前者にあっては、トリガ部に対応するFRP
製本体筒部位から、後者にあっては、金属製継手の弱部
から、破壊が開始、進行する。これらトリガ部あるいは
弱部は、FRP製本体筒の捩り強度は実質的に低下させ
ない構造をとっているので、通常使用時の、FRP製本
体筒の捩り強度は十分に高い値に保持され得る。
In such a propeller shaft, the metal joint side is provided with a trigger portion for causing the FRP main body cylinder to start a break or a weak portion for intentionally breaking the metal joint itself. Therefore, when a compressive shock load in the cylinder axis direction above a certain level is applied to the propeller shaft, in the former case, the FRP corresponding to the trigger portion is inevitable.
In the latter case, the fracture starts and progresses from the main body cylinder portion, and in the latter case, from the weak portion of the metal joint. Since these trigger portions or weak portions have a structure in which the torsional strength of the FRP main body cylinder is not substantially reduced, the torsional strength of the FRP main body cylinder during normal use can be maintained at a sufficiently high value.

【0017】したがって、プロペラシャフト全体とし
て、自動車用等に要求される高い捩り強度を満足させな
がら、筒軸方向圧縮衝撃荷重に対しては、必要に応じ
て、確実にFRP製本体筒あるいは金属製継手の破壊を
開始させることができ、効果的に衝撃エネルギーを吸収
させることができる。
Therefore, while satisfying the high torsional strength required for automobiles and the like as the entire propeller shaft, it is possible to surely secure the FRP main body cylinder or the metal body against the compressive impact load in the cylinder axial direction as required. The fracture of the joint can be started, and the impact energy can be effectively absorbed.

【0018】[0018]

【実施例】以下に、本発明のプロペラシャフトの実施例
について、図面を参照して詳述する。図1は、本発明の
第1実施例に係るプロペラシャフトを示している。図に
おいて、1はFRP製本体筒を示しており、2は本体筒
1の端部に圧入により接合される金属製継手を示してい
る。
Embodiments of the propeller shaft of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a propeller shaft according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 indicates a FRP main body cylinder, and 2 indicates a metal joint which is joined to the end of the main body cylinder 1 by press fitting.

【0019】本実施例では、筒軸方向圧縮衝撃荷重に対
して本体筒1に破壊の起点を生じさせるトリガ部3が、
金属製継手2の、本体筒1との圧入面に設けられてい
る。トリガ部3は、圧入面から外径方向にテーパ状に張
り出した、三角形状の突起から形成されており、圧入面
の周方向に複数配設されている。
In the present embodiment, the trigger portion 3 which causes the starting point of breakage in the main body cylinder 1 with respect to the compression impact load in the cylinder axis direction is
It is provided on the press-fitting surface of the metal joint 2 with the main body cylinder 1. The trigger portion 3 is formed of a triangular protrusion protruding from the press-fitting surface in the outer diameter direction in a taper shape, and a plurality of the trigger portions 3 are arranged in the circumferential direction of the press-fitting surface.

【0020】三角形状のトリガ部3は、継手2をFRP
製本体筒1に圧入する際に、図示の如く、本体筒1の内
周面に食い込むので、この部分に、筒軸方向圧縮荷重に
対する破壊の起点を生じさせる。また、圧入面周方向に
複数配設されたトリガ部3が本体筒1内周面に食い込む
ので、継手2と本体筒1との接合強度が向上するととも
に、接合面の捩り強度については増大する方向となる。
The triangular trigger portion 3 connects the joint 2 to the FRP.
When press-fitted into the manufactured main body cylinder 1, as shown in the drawing, it digs into the inner peripheral surface of the main body cylinder 1, so that a starting point of breakage against a cylinder axial compression load is generated at this portion. Moreover, since the plurality of trigger portions 3 arranged in the circumferential direction of the press-fitting surface bite into the inner peripheral surface of the main body cylinder 1, the joint strength between the joint 2 and the main body cylinder 1 is improved, and the torsional strength of the joint surface is increased. Direction.

【0021】したがって、FRP製本体筒1や本体筒1
と継手2との接合部の捩り強度を低下させることなく、
圧縮衝撃荷重に対しては、FRP製本体筒1に、目標と
する圧縮破壊を確実に開始させることができる。
Therefore, the FRP main body cylinder 1 and the main body cylinder 1
Without reducing the torsional strength of the joint between the joint 2 and
With respect to the compressive impact load, the FRP main body cylinder 1 can surely start the targeted compressive failure.

【0022】なお、圧縮に対する破壊開始荷重は、三角
形状突起からなるトリガ部3のテーパ角度、配設位置、
数等により、自由に最適な荷重に設定可能である。
The fracture starting load against compression depends on the taper angle of the trigger portion 3 formed of a triangular protrusion, the disposition position,
It is possible to set the optimum load freely by the number.

【0023】図2は、本発明の第2実施例に係るプロペ
ラシャフトを示している。本実施例では、FRP製本体
筒11の端部に圧入接合される金属製継手12に、軸方
向圧縮衝撃荷重に対してFRP製本体筒11の圧縮強度
よりも小さい圧縮強度を有する、弱部13が設けられて
いる。この弱部13は、金属製継手12の円筒壁部を薄
肉化することにより形成されている。このような薄肉の
弱部13は、圧縮荷重に対し、屈曲して破壊することが
できる。
FIG. 2 shows a propeller shaft according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the metal joint 12 press-fitted to the end portion of the FRP main body cylinder 11 has a weak portion having a compressive strength smaller than that of the FRP main body cylinder 11 against an axial compressive impact load. 13 are provided. The weak portion 13 is formed by thinning the cylindrical wall portion of the metal joint 12. Such a thin weak portion 13 can be bent and destroyed by a compressive load.

【0024】このように、金属製継手12自身に、破壊
の起点を設けてもよい。金属製部材への弱部13の形成
であるから、圧縮破壊荷重も、容易に目標値に設定可能
である。また、FRP製本体筒11側には弱部、あるい
は破壊のトリガは設けられないので、所定の性能がその
まま発揮され、自動車用等に要求される捩り強度もその
まま維持される。したがって、プロペラシャフト全体と
して、捩り強度を低下させることなく、筒軸方向圧縮衝
撃荷重に対しては、金属製継手12側において、確実に
所望の破壊を開始させることができる。
In this manner, the metal joint 12 itself may be provided with a starting point of breakage. Since the weak portion 13 is formed on the metal member, the compressive breaking load can be easily set to the target value. Further, since the FRP main body cylinder 11 side is not provided with a weak portion or a breakage trigger, predetermined performance is exhibited as it is, and the torsional strength required for automobiles and the like is maintained as it is. Therefore, it is possible to surely start the desired fracture on the metal joint 12 side against the compressive shock load in the cylinder axis direction without lowering the torsional strength of the entire propeller shaft.

【0025】上記実施例では、金属製継手の弱部を円筒
壁の薄肉化によって形成したが、これに限定されず、た
とえば図3に示すように、金属製継手21に周方向に環
状に延びる切り欠き22を設けることにより弱部を形成
してもよい。
In the above embodiment, the weak portion of the metal joint is formed by thinning the cylindrical wall. However, the invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 3, the metal joint 21 extends annularly in the circumferential direction. The weak portion may be formed by providing the notch 22.

【0026】図4は、本発明の第3実施例に係るプロペ
ラシャフトを示している。本実施例では、FRP製本体
筒31の端縁に、筒軸方向圧縮衝撃荷重に対して本体筒
31の破壊の起点となる面取り32が施されており、金
属製継手33が、軸方向に前記面取り部32と、対向面
34で、間隔をもって対向するように、かつ、筒軸方向
圧縮荷重に応じて、本体筒31との接合面35に沿って
軸方向に移動可能に、本体筒31の端部に圧入されてい
る。金属製継手33の圧入部には、逃げ36が形成され
ている。
FIG. 4 shows a propeller shaft according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, a chamfer 32, which is a starting point of destruction of the main body cylinder 31 against a cylinder axis direction compressive impact load, is provided on the end edge of the FRP main body cylinder 31, and the metal joint 33 is arranged in the axial direction. The chamfered portion 32 and the facing surface 34 face each other with a space therebetween, and are movable in the axial direction along the joint surface 35 with the body tube 31 in accordance with the compression load in the tube axial direction. It is press-fitted at the end of. A relief 36 is formed in the press-fitting portion of the metal joint 33.

【0027】このような構造においては、あるレベル以
上の筒軸方向圧縮衝撃荷重が加わると、金属製継手33
が軸方向に移動し、その対向面34がトリガ部としての
本体筒31端縁の面取り部32に当たり、そこを起点と
して本体筒31に必要な破壊を生じさせる。
In such a structure, when a compressive impact load in the cylinder axial direction of a certain level or more is applied, the metal joint 33
Moves in the axial direction, and the facing surface 34 hits the chamfered portion 32 at the end edge of the main body cylinder 31 as the trigger portion, and the necessary breakage occurs in the main body cylinder 31 from that point.

【0028】このような構造においては、金属製継手3
3が、もし、本体筒31との接合面35に沿って軸方向
に所定通りに移動しなかった場合、金属製継手33は、
面取り部32に接触できないことになるので、このよう
な場合を想定して、金属製継手に、筒軸方向圧縮衝撃荷
重に対して本体筒の圧縮強度よりも低い圧縮強度を有す
る、弱部を形成しておくこともできる。たとえば、図5
に示すように、金属製継手41に逃げ部42を設けると
ともに、その逃げ部42における金属製継手41の肉厚
を薄肉化することにより、小さい圧縮強度を有する弱部
43を形成しておくことができる。
In such a structure, the metal joint 3
3 does not move in the axial direction along the joint surface 35 with the main body cylinder 31 in a predetermined manner, the metal joint 33 is
Since it is impossible to contact the chamfered portion 32, assuming such a case, the metal joint is provided with a weak portion having a compressive strength lower than the compressive strength of the main body cylinder against the compressive impact load in the cylinder axial direction. It can also be formed. For example, in FIG.
As shown in FIG. 3, the relief portion 42 is provided in the metal joint 41, and the thickness of the metal joint 41 in the relief portion 42 is reduced to form the weak portion 43 having a small compressive strength. You can

【0029】このようにしておけば、何らかの理由で、
たとえ金属製継手41がうまく移動できなかったとして
も、弱部43から所望の破壊を開始、進行させることが
できる。
If done in this way, for some reason,
Even if the metal joint 41 does not move well, desired breakage can be initiated and progressed from the weak portion 43.

【0030】図6は、本発明の第4実施例に係るプロペ
ラシャフトを示している。本実施例では、金属製継手5
1の最大回転半径Rが、FRP製本体筒52の内半径r
よりも小さくされ、FRP製本体筒52の筒底面となる
金属製継手51のフランジ部53が、筒軸方向圧縮衝撃
荷重に対する本体筒52の圧縮強度よりも低い曲げ強度
を有する、弱部に形成されている。
FIG. 6 shows a propeller shaft according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the metal joint 5
The maximum turning radius R of 1 is the inner radius r of the FRP main body cylinder 52.
The flange portion 53 of the metal joint 51, which is smaller than the FRP main body cylinder 52 and serves as the bottom surface of the FRP main body cylinder 52, is formed in a weak portion having a bending strength lower than the compressive strength of the main body cylinder 52 against a compressive impact load in the cylinder axial direction. Has been done.

【0031】このような構造においては、あるレベル以
上の筒軸方向圧縮衝撃荷重が加わると、金属製継手51
のフランジ部53の曲げ強度が小さいため、そこから、
所望の破壊を開始、進行させることができる。
In such a structure, when a compressive impact load in the cylinder axis direction above a certain level is applied, the metal joint 51
Since the bending strength of the flange portion 53 of is small,
The desired destruction can be initiated and proceeded.

【0032】本発明のFRP製プロペラシャフトを構成
するマトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、ポリイミド樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和
ポリエステル等の熱硬化性樹脂を使用するが、他の樹
脂、たとえば、ポリアミド、ポリカーボネード、ポリエ
ーテルイミド等の熱可塑性樹脂でもよい。
As the matrix resin constituting the FRP propeller shaft of the present invention, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a phenol resin, a polyimide resin, a vinyl ester resin or an unsaturated polyester is used, but other resins such as, for example, It may be a thermoplastic resin such as polyamide, polyamide, polyetherimide or the like.

【0033】また、強化繊維についても、炭素繊維に限
らず、たとえばガラス繊維、アラミド繊維等を使用する
ことが可能であり、これらを併用することも可能であ
る。
The reinforcing fiber is not limited to carbon fiber, but glass fiber, aramid fiber, or the like can be used, and these can be used in combination.

【0034】なお、本発明のプロペラシャフトにおいて
は、FRP製本体筒と金属製継手との間の適当な位置
(たとえば、各部材端部位置)に、シール材を配設して
もよい。シール材としては、樹脂、リング状弾性体、フ
イルム等が適当である。このようなシール材配設によ
り、水分等の進入をより確実に防止し、接合部の腐食を
防止することができる。
In the propeller shaft of the present invention, a sealing material may be provided at an appropriate position (for example, each member end position) between the FRP main body cylinder and the metal joint. A resin, a ring-shaped elastic body, a film or the like is suitable as the sealing material. By disposing such a sealing material, it is possible to more reliably prevent entry of water and the like and prevent corrosion of the joint portion.

【0035】また、金属製継手を圧入する際、圧入用治
具で継手を把持する必要があるが、確実に把持できるよ
う、かつ、圧入力によって継手が破損しないよう、継手
に、圧入用治具の係止または係合部を設けておくことが
好ましい。このような係止または係合部は、継手の外面
の適当な位置に、段付部または溝部を形成することによ
り構成できる。
Further, when the metal joint is press-fitted, it is necessary to grip the joint with a press-fitting jig. However, in order to securely grip the joint and to prevent the joint from being damaged by the pressure input, the joint is press-fitted. It is preferable to provide a locking or engaging portion for the tool. Such a locking or engaging portion can be formed by forming a step portion or a groove portion at an appropriate position on the outer surface of the joint.

【0036】また、金属製継手の圧入力を極力低減し
て、効率よく圧入するためには、以下のような方法が有
効である。 継手の温度を下げ、FRP製本体筒端部の温度を上げ
て圧入する。 接着剤を潤滑剤として用いる。 圧入後には残らない、揮発性の液状潤滑剤を用いる。
Further, in order to reduce the press-fitting force of the metal joint as much as possible and press-fitting efficiently, the following method is effective. Lower the temperature of the joint and raise the temperature of the end of the FRP body cylinder to press fit. Use the adhesive as a lubricant. Use a volatile liquid lubricant that does not remain after press fitting.

【0037】さらに、金属製継手にバランスウエイト取
付部を設けて、該取付部に適当なバランスウエイトを溶
接等によって付加することにより、プロペラシャフト完
成後のバランスを調整することが可能である。このバラ
ンスウエイト取付部の周囲、とくに、バランスウエイト
取付部と、接合されるFRP製本体筒との間の部分の継
手外面に、冷却フィンを形成しておくと、バランスウエ
イトを接合する際の溶接熱がFRP製本体筒側に伝わる
のを抑制することができる。
Further, it is possible to adjust the balance after completion of the propeller shaft by providing a balance weight mounting portion on the metal joint and adding an appropriate balance weight to the mounting portion by welding or the like. If a cooling fin is formed around the balance weight mounting portion, especially on the outer surface of the joint between the balance weight mounting portion and the FRP main body cylinder to be joined, welding at the time of joining the balance weight is performed. It is possible to prevent heat from being transferred to the FRP main body cylinder side.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、FRP製プロペラシャ
フトの金属製継手側に、筒軸方向圧縮衝撃荷重に対して
FRP製本体筒に破壊の起点を生じさせるトリガ部を設
けるか、あるいは、金属製継手自身に弱部を形成して継
手自身に破壊を開始させるようにしたので、自動車用等
に必要とされる高い捩り強度を確保しつつ、衝突時等に
要求される、望ましい破壊の形態を現出できる。
According to the present invention, the metal joint side of the FRP propeller shaft is provided with a trigger portion which causes a starting point of breakage in the FRP main body cylinder against a compressive impact load in the cylinder axial direction, or Since a weak part is formed in the metal joint itself so that the joint itself starts to break, while maintaining high torsional strength required for automobiles, etc. You can reveal the form.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係るFRP製プロペラシ
ャフトの部分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an FRP propeller shaft according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例に係るFRP製プロペラシ
ャフトの部分断面図である。
FIG. 2 is a partial sectional view of an FRP propeller shaft according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図2の変形例に係る弱部形状を示す、FRP製
本体筒の部分断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a FRP main body cylinder showing a shape of a weak portion according to a modification of FIG.

【図4】本発明の第3実施例に係るFRP製プロペラシ
ャフトの部分断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of an FRP propeller shaft according to a third embodiment of the present invention.

【図5】図4の変形例に係る弱部形状を示す、FRP製
本体筒の部分断面図である。
5 is a partial cross-sectional view of an FRP main body cylinder showing a shape of a weak portion according to a modification of FIG.

【図6】本発明の第4実施例に係るFRP製プロペラシ
ャフトの部分断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a FRP propeller shaft according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1、11、31、52 FRP製本体筒 2、12、21、33、41、51 金属製継手 3 トリガ部 13 弱部としての薄肉部 22 弱部としての切り欠き 32 面取り部 34 対向面 35 接合面 36、42 逃げ部 43 弱部 53 弱部[Explanation of reference numerals] 1, 11, 31, 52 FRP main body cylinder 2, 12, 21, 33, 41, 51 Metal joint 3 Trigger part 13 Thin part as weak part 22 Notch as weak part 32 Chamfer part 34 Opposing surface 35 Bonding surface 36, 42 Escape part 43 Weak part 53 Weak part

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 FRP製本体筒の端部に金属製継手が接
合されたプロペラシャフトにおいて、金属製継手に、筒
軸方向圧縮衝撃荷重に対して本体筒に破壊の起点を生じ
させるトリガ部が設けられていることを特徴とするプロ
ペラシャフト。
1. A propeller shaft in which a metal joint is joined to an end portion of an FRP main body cylinder, wherein the metal joint has a trigger portion which causes a starting point of fracture in the main body cylinder against a compressive impact load in the cylinder axial direction. Propeller shaft characterized by being provided.
【請求項2】 前記トリガ部が、金属製継手の、本体筒
との接合面に形成された三角形状突起からなる、請求項
1のプロペラシャフト。
2. The propeller shaft according to claim 1, wherein the trigger portion comprises a triangular protrusion formed on a joint surface of the metal joint with the main body cylinder.
【請求項3】 FRP製本体筒の端部に金属製継手が接
合されたプロペラシャフトにおいて、金属製継手に、筒
軸方向圧縮衝撃荷重に対して本体筒の圧縮強度よりも低
い圧縮強度を有する弱部を設けたことを特徴とするプロ
ペラシャフト。
3. A propeller shaft in which a metal joint is joined to an end portion of an FRP main body cylinder, and the metal joint has a compressive strength lower than a compressive strength of the main body cylinder against a compressive impact load in the cylinder axial direction. Propeller shaft characterized by having a weak part.
【請求項4】 FRP製本体筒の端部に金属製継手が接
合されたプロペラシャフトにおいて、本体筒の端縁に、
筒軸方向圧縮衝撃荷重に対して本体筒の破壊の起点とな
る面取り部が設けられ、金属製継手が、前記面取り部と
対向するように、かつ、筒軸方向圧縮荷重に応じて筒軸
方向に圧入により接合されていることを特徴とするプロ
ペラシャフト。
4. A propeller shaft in which a metal joint is joined to an end portion of an FRP main body cylinder, wherein an end edge of the main body cylinder is
A chamfered portion that serves as a starting point of destruction of the main body cylinder against a compressive impact load in the cylinder axial direction is provided, and the metal joint faces the chamfered portion, and in the cylinder axial direction according to the compressive load in the cylinder axial direction. A propeller shaft characterized by being press-fitted into.
【請求項5】 前記金属製継手に、筒軸方向圧縮衝撃荷
重に対して本体筒の圧縮強度よりも低い圧縮強度を有す
る弱部が形成されている、請求項4のプロペラシャフ
ト。
5. The propeller shaft according to claim 4, wherein the metal joint is formed with a weak portion having a compressive strength lower than that of the main body cylinder against a compressive impact load in the cylinder axial direction.
【請求項6】 前記弱部が、金属製継手の薄肉化により
形成されている、請求項3または5のプロペラシャフ
ト。
6. The propeller shaft according to claim 3, wherein the weak portion is formed by thinning a metal joint.
【請求項7】 前記弱部が、金属製継手に切り欠きを設
けることにより形成されている、請求項3または5のプ
ロペラシャフト。
7. The propeller shaft according to claim 3, wherein the weak portion is formed by forming a notch in a metal joint.
【請求項8】 FRP製本体筒の端部に金属製継手が接
合されたプロペラシャフトにおいて、金属製継手の最大
回転半径が、FRP製本体筒の内半径よりも小さく、F
RP製本体筒の筒底面となる金属製継手のフランジ部
が、筒軸方向圧縮衝撃荷重に対する本体筒の圧縮強度よ
りも低い曲げ強度を有する弱部を形成していることを特
徴とするプロペラシャフト。
8. In a propeller shaft in which a metal joint is joined to an end portion of an FRP main body cylinder, the maximum turning radius of the metal joint is smaller than the inner radius of the FRP main body cylinder,
A propeller shaft characterized in that the flange portion of the metal joint which is the bottom surface of the RP main body cylinder forms a weak portion having a bending strength lower than the compressive strength of the main body cylinder against a compressive impact load in the cylinder axial direction. .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016088913A1 (en) * 2014-12-03 2016-06-09 원광이엔텍 주식회사 Drive shaft assembly using carbon fiber reinforced plastics

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