JPH11115520A - 繊維強化プラスチック製プロペラシャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な設備により容易にかつ確実にバランス
ピースを固定でき、かつ耐久性に優れたバランスピース
固定構造をなす繊維強化プラスチック製プロペラシャフ
トを供する。 【解決手段】 繊維強化プラスチック製プロペラシャフ
ト１の円筒状胴部２に環状部材４を外嵌し、環状部材４
の内周面と円筒状胴部２の外周面との間にバランスピー
ス５を挿入し、かつバランスピース５の両面をそれぞれ
対向する面との間で接着してバランスピース５を固着し
た繊維強化プラスチック製プロペラシャフト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に自動車に用
いられる繊維強化プラスチック（以下ＦＲＰと称する）
製プロペラシャフトに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用プロペラシャフトは、内燃機関
の駆動力を車輪に伝達するもので、高速で回転するた
め、本体製造後に必要な箇所にバランスピースを取り付
けて回転バランスをとる必要がある。

【０００３】金属製のプロペラシャフトでは、重量物で
ある金属製バランスピースを所要箇所に溶接により簡単
に取り付けることができるが、軽量化のためＦＲＰ製の
ものを用いた場合は、バランスピースの取り付け方が問
題となる。

【０００４】従来、ＦＲＰ製プロペラシャフトの円筒状
胴部の外周面に環状プレートを接合して、その環状プレ
ートの所要箇所にバランスピースをスポット溶接により
固着する方法（実開昭５５−６１６３７号公報，実開平
５−３６２６号公報）等が提案されたが、かかる溶接を
利用するものは、スポット溶接でもＦＲＰ製のプロペラ
シャフトが熱の影響を受け好ましくない。

【０００５】そこで実開平３−９１５５４号公報に記載
された繊維強化プラスチック製プロペラシャフトは、取
付補助部材を用いてバランスピースを所定位置にカシメ
固定する例である。

【０００６】すなわち図１０に示すようにＦＲＰ製管状
胴部01のヨーク02の基端部が嵌着される端部にリング部
材03が一体的に固着されており、管状胴部01とリング部
材03との間の隙間にバランスピース04の一部を差し込
み、リング部材03の端部をバランスピース04の溝04ａに
カシメ付けて固定している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】溶接工程を要しないの
で、ＦＲＰ製管状胴部01に熱の影響を受けることはない
が、カシメのための設備が大型となり、組付性がよくな
い。

【０００８】またカシメ固定されたバランスピース04は
一部がリング部材03に挿入されカシメ付けられるので、
リング部材03に覆われるが、バランスピース04の他の部
分は外側に露出しているため、車両走行中に飛石等が当
たった場合脱落のおそれがあり、耐久信頼性に問題があ
る。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、簡単な設備により容易にかつ
確実にバランスピースを固定でき、かつ耐久性に優れた
バランスピース固定構造をなす繊維強化プラスチック製
プロペラシャフトを供する点にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用効果】上記目的
を達成するために、本発明は、繊維強化プラスチック製
プロペラシャフトの円筒状胴部に環状部材を外嵌し、前
記環状部材の内周面と前記円筒状胴部の外周面との間に
バランスピースを挿入し、かつ同バランスピースの両面
をそれぞれ対向する面との間で接着して同バランスピー
スを固着した繊維強化プラスチック製プロペラシャフト
とした。

【００１１】環状部材の内周面と円筒状胴部の外周面と
の間でバランスピースが両面で接着されるので、完全に
固着されて脱落等のおそれはなく、耐久性の向上を図る
ことができる。また環状部材の内周面と円筒状胴部の外
周面との間にバランスピースを挿入し接着する簡単な作
業でバランスピースを確実に固定でき、大型の設備は不
要で、熱の影響もない。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の繊
維強化プラスチック製プロペラシャフトにおいて、前記
バランスピースの両面それぞれに凹溝が形成されている
ことを特徴とする。凹溝に接着材を保持することができ
るため、対向面間に安定して接着材を供給でき容易にか
つ確実にバランスピースを環状部材と円筒胴部とに接着
することができる。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の繊維強化プラスチック製プロペラシャフト
において、前記環状部材が、前記繊維強化プラスチック
製プロペラシャフトの円筒状胴部の外径に等しい内径の
小径部と段部を介して拡径した大径部からなる円筒状部
材であり、前記大径部の内周面と前記円筒状胴部の外周
面との間に前記バランスピースが挿入されることを特徴
とする。

【００１４】環状部材の小径部が円筒状胴部に嵌着され
て環状部材が容易に位置決めされ、大径部の内周面と円
筒状胴部の外周面との間でバランスピースが両面接着さ
れるので、簡単な作業でバランスピースを確実に固定す
ることができる。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１から請求
項３までのいずれかの項記載の繊維強化プラスチック製
プロペラシャフトにおいて、前記バランスピースが、前
記環状部材の内周面と前記円筒状胴部の外周面との間に
挿入されると、前記バランスピース自体の弾性力により
挟持されることを特徴とする。

【００１６】環状部材の内周面と前記円筒状胴部の外周
面との間に挿入されたバランスピースは、バランスピー
ス自体の弾性力により挟持されるので、バランスピース
の位置決めが容易かつ正確に行える。また接着材が硬化
するまでの間バランスピースの位置ズレが防止できるの
で、作業性が良い。

【００１７】請求項５記載の発明は、請求項１から請求
項４までのいずれかの項記載の繊維強化プラスチック製
プロペラシャフトにおいて、前記繊維強化プラスチック
製プロペラシャフトの円筒状胴部のヨーク基端部を内部
に嵌着する端部に、前記環状部材を外嵌することを特徴
とする。

【００１８】円筒状胴部のヨーク基端部を内部に嵌着す
る端部に、環状部材を外嵌するので同環状部材内でバラ
ンスピースが接着されると円筒状胴部のヨーク基端部と
の嵌着部分の剛性が高くなり、結果的に円筒状胴部とヨ
ーク基端部との嵌着強度を向上させることができる。

【００１９】請求項６記載の発明は、請求項１から請求
項５までのいずれかの項記載の繊維強化プラスチック製
プロペラシャフトにおいて、前記環状部材により前記バ
ランスピースが少なくとも軸方向に覆われることを特徴
とする。

【００２０】環状部材によりバランスピースが軸方向に
覆われるので、バランスピースが飛石等の直接的な衝突
により脱落するようなことを防止できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図４に図示し説明する。図１は、本実
施の形態に係るＦＲＰ製プロペラシャフト１の端部のバ
ランスピースの取り付け構造を示す分解斜視図であり、
図２はそのバランスピースを取り付けた状態を示す斜視
図である。

【００２２】図１を参照してＦＲＰ製プロペラシャフト
１の円筒状胴部２の端部には、ヨーク３の基端部が内部
に嵌入して一体に固着されている。この円筒状胴部２の
端部に外嵌される環状部材４は、円筒状胴部２の外径に
等しい内径の小径部４ａと段部４ｂを介して拡径した大
径部４ｃからなる金属製または樹脂製の円筒状部材であ
る。

【００２３】バランスピース５は、若干円弧状に湾曲し
た矩形板状の金属製ウエイト部材であり、いくらか弾性
を有する。そして外周面および内周面に軸方向に指向し
た幅広で底の浅いの凹溝５ａ，５ｂが形成されていて、
その両端縁５ｃ，５ｃが若干厚くなっている。内側円弧
面の半径は、前記円筒状胴部２の外周面の半径より小さ
い。

【００２４】まず円筒状胴部２におけるヨーク３の基端
部が内部に嵌入された端部に、環状部材４を小径部４ａ
を先にして圧入して大径部４ｃの端面が円筒状胴部２の
端面と同一面をなす位置で嵌着し、環状部材４を外嵌す
る。すると環状部材４の大径部４ｃの内周面と円筒状胴
部２の外周面との間に空隙７を有するので、この空隙７
にバランスピース５を挿入する。

【００２５】バランスピース５は、内側円弧面の半径
が、円筒状胴部２の外周面の半径より小さいので、軸方
向に指向した一対の端縁５ｃ，５ｃが円筒状胴部２の外
周面に接して若干偏平になるよう弾性変形して大径部４
ｃとの間に挟まれて挿入される。なお端縁５ｃ，５ｃの
厚さは空隙７の幅と等しい。

【００２６】したがってバランスピース５は、自らの弾
性力により環状部材４の大径部４ｃと円筒状胴部２との
間の空隙７に保持されるので、事前のアンバランス測定
結果に基づいて所定の位置に容易に弾性的に保持するこ
とができ、バランスピース５を図３に示すように軸方向
に環状部材４の大径部４ｃ内に完全に没する位置で図４
に示すように周方向に回転バランスをとる適切な位置に
位置決めすることができる。

【００２７】こうしてバランスピース５を位置決めし弾
性保持された状態で、バランスピース５の外側凹溝５ａ
が大径部４ｃの内周面との間に隙間を形成し、内側凹溝
５ｂが円筒状胴部２の外周面との間に隙間を形成するの
で、両隙間に接着材６を注入する。接着材６は凹溝５
ａ，５ｂの全体に安定して行き渡り保持されるので、バ
ランスピース５は確固として環状部材４の大径部４ｃと
円筒状胴部２に固着される。

【００２８】接着材６は、徐々に硬化していき、所定時
間経過するとバランスピース５を両面で一体に固着する
ので、大型の設備が必要なく簡単な作業でバランスピー
ス５を確実に固定して脱落を防止でき、耐久性も向上す
る。

【００２９】バランスピース５は環状部材４により外側
円弧面が軸方向に全部覆われているので、バランスピー
ス５が飛石等の直接的な衝突により脱落するようなこと
もない。また溶接等の工程がなく熱の影響もない。

【００３０】なおバランスピース５は、自らの弾性力に
より環状部材４と円筒状胴部２との間の空隙７に弾性挟
持されるので、バランスピース５の位置決めが容易かつ
正確に行えるとともに、接着材６の注入後、接着材６が
硬化するまでのバランスピース５の位置ズレを防止でき
るので、作業性が良い。

【００３１】円筒状胴部２のヨーク基端部を内部に嵌着
する端部に、環状部材４を外嵌するので同環状部材４内
でバランスピース５が接着材６で固定されると円筒状胴
部２のヨーク基端部との嵌着部分の剛性が高くなり、結
果的に円筒状胴部２とヨーク基端部との嵌着強度を向上
させることができる。

【００３２】前記バランスピース５は、初めから円弧状
に湾曲していたが、平板状のものを用いることもでき
る。すなわち図５に示すような矩形平板状のバランスピ
−ス10を使用して、環状部材４の大径部４ｃの内周面と
円筒状胴部２の外周面との間の空隙７に該バランスピ−
ス10を挿入すると、前記図４に示す状態と同じように若
干円弧状に湾曲させられ変形するので、バランスピース
10は復元しようとする弾性力により保持される。

【００３３】したがってバランスピース10の位置決めが
容易かつ確実になされる。その後接着材が注入されて一
体に固着されるのは前記実施の形態の場合と同じであ
る。

【００３４】次にバランスピース20の変形例を図６ない
し図８に図示し説明する。同例のバランスピース20は、
図６に示すように金属製矩形平板をプレス成形により波
状に折曲したものである。

【００３５】したがってバランスピース20の両面にそれ
ぞれ複数条の長尺の凹溝20ａ，20ｂが形成されている。
このバランスピース20の波形状の振幅は、環状部材４の
大径部４ｃの内周面と円筒状胴部２の外周面との間の空
隙７の幅に等しいか若干大きい。

【００３６】バランスピース20以外の部材は前記実施の
形態と同じであり（同じ部材は同じ符号を用いる）、こ
の波状に形成されたバランスピース20を環状部材４の大
径部４ｃの内周面とＦＲＰプロペラシャフト１の円筒状
胴部２の外周面との間の空隙７に挿入する。

【００３７】バランスピース20は全体的に円弧状に湾曲
されて空隙７に挿入されるので、復元しようとする弾性
力および波形状の振幅が圧縮されてその復元しようとす
る弾性力により空隙７に保持されるので、事前のアンバ
ランス測定結果に基づいて所定の位置に容易に弾性保持
することができる。

【００３８】こうしてバランスピース20を位置決めし弾
性保持された状態で、波状のバランスピース20と環状部
材４の大径部４ｃの内周面との間に凹溝20ａ、円筒状胴
部２の外周面との間に凹溝20ｂが略三角柱状の長孔とし
て構成されるので、この凹溝20ａ，20ｂのそれぞれに接
着材21を注入する。

【００３９】接着材21は凹溝20ａ，20ｂの全体に行き渡
り保持されるので、バランスピース５は確固として環状
部材４の大径部４ｃと円筒状胴部２に固着される。バラ
ンスピース20の成形はプレス等で簡単であり、大型の設
備が必要なく簡単な作業でバランスピース20を確実に固
定して脱落を防止でき、耐久性も向上する。

【００４０】以上の実施の形態では、環状部材４をその
小径部４ａでＦＲＰ製プロペラシャフト１の円筒状胴部
２の端部に圧入するようにして嵌着していたが、接着材
を用いて接着してもよい。

【００４１】例えば図９に示す実施の形態では、環状部
材30を除き他の部材が前記図１ないし図４に図示した実
施の形態と同じで（同じ符号を用いる）、環状部材30も
同じ形状をして小径部30ａ，段部30ｂ，大径部30ｃから
なるが、小径部30ａに周方向に４カ所等間隔位置に円孔
30ｅが形成されている。

【００４２】ＦＲＰ製プロペラシャフト１の円筒状胴部
２の端部に環状部材30を外嵌した後、４カ所の円孔30ｅ
に接着材31を注入し山ができる程度あふれさせる。こう
して接着材31が硬化すると、環状部材30はその小径部30
ａが円筒状胴部２に確実に固着される。

【００４３】その後の環状部材30と円筒状胴部２との間
の空隙７へのバランスピース５の挿入および接着材６の
注入は、前記実施の形態の場合と同じであり、こうして
固着された状態を図９は示している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るバランスピースの
取付構造を示すＦＲＰプロペラシャフトのヨーク取付端
部の分解斜視図である。

【図２】バランスピースを取り付けた状態のＦＲＰプロ
ペラシャフトのヨーク取付端部の斜視図である。

【図３】同断面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図で
ある。

【図５】別の実施の形態にかかるバランスーピースの斜
視図である。

【図６】また別の実施の形態におけるバランスピースの
斜視図である。

【図７】同バランスピースが取り付けられた状態のＦＲ
Ｐプロペラシャフトのヨーク取付端部の断面図である。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って切断した
断面図である。

【図９】さらに別の実施の形態のバランスピースを取り
付けた状態のＦＲＰプロペラシャフトのヨーク取付端部
の断面図である。

【図１０】従来のＦＲＰプロペラシャフトのヨーク取付
端部の断面図である。

【符号の説明】 １…ＦＲＰプロペラシャフト、２…円筒状胴部、３…ヨ
ーク、４…環状部材、５…バランスピース、６…接着
材、７…空隙、10…バランスピース、20…バランスピー
ス、21…接着材、30…環状部材、31…接着材。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維強化プラスチック製プロペラシャフ
   トの円筒状胴部に環状部材を外嵌し、 前記環状部材の内周面と前記円筒状胴部の外周面との間
   にバランスピースを挿入し、かつ同バランスピースの両
   面をそれぞれ対向する面との間で接着して同バランスピ
   ースを固着したことを特徴とする繊維強化プラスチック
   製プロペラシャフト。
2. 【請求項２】 前記バランスピースは、両面それぞれに
   凹溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   繊維強化プラスチック製プロペラシャフト。
3. 【請求項３】 前記環状部材は、前記繊維強化プラスチ
   ック製プロペラシャフトの円筒状胴部の外径に等しい内
   径の小径部と段部を介して拡径した大径部からなる円筒
   状部材であり、 前記大径部の内周面と前記円筒状胴部の外周面との間に
   前記バランスピースが挿入されることを特徴とする請求
   項１または請求項２記載の繊維強化プラスチック製プロ
   ペラシャフト。
4. 【請求項４】 前記バランスピースは、前記環状部材の
   内周面と前記円筒状胴部の外周面との間に挿入される
   と、前記バランスピース自体の弾性力により挟持される
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか
   の項記載の繊維強化プラスチック製プロペラシャフト。
5. 【請求項５】 前記繊維強化プラスチック製プロペラシ
   ャフトの円筒状胴部のヨーク基端部を内部に嵌着する端
   部に、前記環状部材を外嵌することを特徴とする請求項
   １から請求項４までのいずれかの項記載の繊維強化プラ
   スチック製プロペラシャフト。
6. 【請求項６】 前記環状部材により前記バランスピース
   は少なくとも軸方向に覆われることを特徴とする請求項
   １から請求項５までのいずれかの項記載の繊維強化プラ
   スチック製プロペラシャフト。