JPH03223513A - 車両用プロペラシャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は車両用プロペラシャフトに関し、さらに詳しく
はＦＲＰ製のシャフト本体とその両端の金属製のジヨイ
ントヨークとの結合部の構造に関する。

従来の技術 車両用プロペラシャフトの軽量化を図るためにプロペラ
シャフトの中心となるシャフト本体をＧＦＲＰ、ＣＦＲ
Ｐ等のＦＲＰで形成し、このＦＲＰ製のシャフト本体の
両端内周部にゴム系弾性体を介して金属製のジヨイント
ヨークを圧入することが行われる（例えば実開昭５７−
３９８２５号および実開昭６１−１８８０１６号）。

発明が解決しようとする課題 上記のようにＦＲＰ製のシャフト本体に対しゴム系弾性
体を介してジヨイントヨークを圧入する場合、ゴム系弾
性体自体の耐久性を確保すると同時にシャフト本体とジ
ヨイントヨークとの間のトルク伝達をより確実なものと
するために、ゴム系弾性体の径方向に所定の圧縮代を設
定する必要がある。

しかしながら、ゴム系弾性体を径方向に圧縮しつつジヨ
イントヨークをシャフト本体に圧入すると、ゴム系弾性
体の反発力によってシャフト本体のＦＲＰ層に残留応力
が生じ、これが原因となってシャフト本体の端部の破損
やジヨイントヨークとの結合強度の低下を招き、ＦＲＰ
製プロペラシャフトの実用化の上でなおも問題を残して
いる。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ジヨイント３−クが圧入され
るＦＲＰ製のシャフト本体の端部を局部的に補強するこ
とによって、ゴム系弾性体の反発力による残留応力の発
生を抑制してシャフト本体とジヨイントヨークとの結合
強度の向上を図った構造を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明は、フィラメントワインディング法によりチュー
ブ状に形成されたＦＲＰ製のシャフト本体の両端内周部
に、ゴム系弾性体を介して金属製のジヨイントヨークを
圧入して相互に連結してなる車両用プロペラシャフトに
おいて、シャフト本体のうち前記ジヨイントヨークが圧
入される部分について、強化繊維の巻付角度、巻付密度
、巻付回数、素線径のうち少なくともいずれか一つの条
件を他の部位よりも局部的に大きく設定したことを特徴
とする。

また、本発明の他の形態として、シャフト本体のうち前
記ジヨイントヨークが圧入される部分について、その肉
厚を他の部位よりも局部的に太き（設定することもでき
る。

作用 上記の構造によると、ジヨイントヨークが圧入されるべ
きＦＲＰ製のシャフト本体の両端が局部的に補強される
ことで、ゴム系弾性体の反発力によるＦＲＰ層での残留
応力の発生が抑制され、結合強度の向上と併せてプロペ
ラシャフト自体の耐久性も向上する。

実施例 第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の一実施例を示す図で、
２はプロペラシャフト１の中心となるＦＲＰ製のシャフ
ト本体、３，４はシャフト本体２の両端内周部にゴム系
弾性体５を介して圧入することにより一体的に連結され
た金属製のジヨイントヨークである。ゴム系弾性体５は
予めジヨイントヨーク３，４側に加硫接着されており、
同図（Ｂ）に示すようにシャフト本体２への圧入時ニ接
着剤を併用することによってシャフト本体２に対して接
合される。

そして、一方のジヨイントヨーク３はエンジン側の変速
機の出力軸に連結され、他方のジヨイントヨーク４は駆
動輪側のデファレンシャル装置ニ連結される。

チューブ状のシャフト本体２は、ガラス繊維やカーボン
繊維あるいはアラミド繊維等の強化繊維と例えばエポキ
シ系等のマトリックス樹脂とを用いてフィラメントワイ
ンディング法により成形されるものである。そして、シ
ャフト本体２の両端のうちジヨイントヨーク３，４の軸
部６が圧入される圧入部７については、強化繊維８，８
同士が交差するその巻付角度θ１が他の部位の巻付角度
θ２よりも大きくなるように設定されている。つまり、
圧入部７については他の部位の繊維配向と比べて軸心方
向よりも円周方向の繊維の配向度合いを高めることによ
って強化繊維８そのものによる局部的な補強がなされて
いる。なお、強化繊維８による局部的な補強がなされる
圧入部７の長さＱｌは、ジヨイントヨーク３，４の軸部
６の長さＱ２とほぼ等しい。

この実施例構造によると、圧入部７に対しゴム系弾性体
５を圧縮しつつジヨイントヨーク３，４を圧入したとし
ても、圧入部７は局部的な補強によってその耐圧強度が
高められているためにゴム系弾性体５の反発力によ゛る
残留応力の発生が抑制される。その結果としてシャフト
本体２とジヨイントヨーク３．４との結合強度およびそ
の信頼性が同上し、プロペラシャフト１としての耐久性
も向上する。

第２図に示す実施例は、圧入部７を局部的に補強するべ
く圧入部７における強化繊維８の巻付密度を他の部位よ
りも高めたものである。この実施例の場合にも第１の実
施例と同様の作用効果が得られる。また、圧入部７の強
化繊維の素線径を他の部位に比べて太いものを使用して
も同様の効果が得られる。

第３図に示す実施例は、圧入部７全体の肉厚ｔを他の部
位と比べて例えば倍程度となるように局部的に厚肉に形
成したものである。また、第４図に示す実施例では、圧
入部７を局部的に厚肉にする手段として二条のフランジ
状のりブ９を一体形成したものである。これら第３図お
よび第４図の実施例において、圧入部７全体を厚肉にし
たりあるいはリブ９を形成するには、その部位のみの強
化繊維８の巻数を増やす方式のほが、マトリックス樹脂
のみによって肉厚ｔを増やしたりリブ９を形成するよう
にしてもよい。これら第３図および第４図の実施例にお
いても圧入部７の局部的な補強効果が得られる。

なお、上記のいずれの実施例においても、圧入部７につ
いて強化繊維８の巻付角度、巻付密度、巻付回数、素線
径のうちいずれか−っの条件を他の部位よりも局部的に
大きく設定する方式のほか、複数の条件を他の部位より
太き（設定してもよい。

また、第３図および第４図の実施例の場合にはンヤフト
本体２に対してジヨイントヨーク３，４を圧入する際の
シャフト本体２の座屈を防止できる利点がある。例えば
、シャフト本体２にジヨイントヨーク３，４を圧入する
にあたり、従来では第５図に示すように治具１０，１１
でシャフト本体２を拘束した上でジヨイントヨーク３，
４をゴム系弾性体５とともにシャフト本体２の圧入部７
に圧入することになるのであるが、ンヤフト本体２とゴ
ム系弾性体５との摩擦力のためにシャフト本体２には数
トンにも及ぶ軸方向の力が作用することになる。そのた
めにシャフト本体２の座屈が発生しやすく、圧入作業に
際して細心の注意を要する。

これに対して例えば第３図の実施例の場合には、圧入部
７を局部的に厚肉に形成したことによって段状部１２が
確保される。したがって、第６図に示すようにシャフト
本体２にジヨイントヨーク３゜４を圧入するにあたり、
上記の段状部１２に補助治具１３を当ててこの治具１３
で圧入に伴う軸方向の力を負担することが可能になる。

その結果としてシャフト本体２の座屈を防止でき、作業
性がよくなると同時にプロペラシャフト１の品質向上に
も寄与できる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、シャフト本体の両端の圧
入部が他の部位と比べて局部的に補強されることになる
ことから、ジヨイントヨークをゴム系弾性体とともに圧
入したとしてもゴム系弾性体の反発力による圧入部側で
の残留応力の発生が抑制され、シャフト本体とジヨイン
トヨークとの結合強度およびその信頼性が大幅に向上す
るとともに、プロペラシャフトとしての耐久性も向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の一実施例を示す断面図、第１図
（Ｂ）は同図（Ａ）のプロペラシャフトの製造時の説明
図、第２図は本発明の第２の実施例を示す説明図、第３
図は本発明の第３の実施例を示す要部断面図、第４図は
本発明の第４の実施例を示す要部斜視図、第５図は従来
のプロペラシャフトの組立時の工程説明図、第６図は第
３図に示す実施例のプロペラシャフトの組立時の工程説
明図である。 １・・・プロペラシャフト、２・・・シャフト本体、３
゜４・・・ジヨイントヨーク、５・・・ゴム系弾性体、
７圧入部、８・・・強化繊維。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィラメントワインディング法によりチューブ状
   に形成されたＦＲＰ製のシャフト本体の両端内周部に、
   ゴム系弾性体を介して金属製のジョイントヨークを圧入
   して相互に連結してなる車両用プロペラシャフトにおい
   て、 シャフト本体のうち前記ジョイントヨークが圧入される
   部分について、強化繊維の巻付角度、巻付密度、巻付回
   数、素線径のうち少なくともいずれか一つの条件を他の
   部位よりも局部的に大きく設定したことを特徴とする車
   両用プロペラシャフト。
2. （２）チューブ状に形成されたＦＲＰ製のシャフト本体
   の両端内周部に、ゴム系弾性体を介して金属製のジョイ
   ントヨークを圧入して相互に連結してなる車両用プロペ
   ラシャフトにおいて、 シャフト本体のうち前記ジョイントヨークが圧入される
   部分について、その肉厚を他の部位よりも局部的に大き
   く設定したことを特徴とする車両用プロペラシャフト。