JP2003004023A - 繊維強化プラスチック製パイプ及び動力伝達用シャフト - Google Patents
繊維強化プラスチック製パイプ及び動力伝達用シャフトInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強化部の不必要な厚肉化を避けて材料費及び
重量を削減できる繊維強化プラスチック製パイプを提供
すること。 【解決手段】 プロペラシャフト１１は、繊維強化プラ
スチック製パイプ１２の端部に、ユニバーサルジョイン
トのヨーク１３がセレーション結合されてなる。パイプ
１２の端部には、ヨーク１３の圧入による拡径変形を抑
制するための強化繊維よりなるフープ巻層１５を含む強
化部１６が厚肉に形成されている。強化部１６は、パイ
プ１２の末端Ｍに対応する最大厚肉部１６ａと、同最大
厚肉部１６ａに隣接し最大厚肉部１６ａよりも薄肉な中
間厚肉部１６ｂとを備え、同最大厚肉部１６ａからパイ
プ１２の中央側に向かって段階的に薄肉となるように構
成されている。
重量を削減できる繊維強化プラスチック製パイプを提供
すること。 【解決手段】 プロペラシャフト１１は、繊維強化プラ
スチック製パイプ１２の端部に、ユニバーサルジョイン
トのヨーク１３がセレーション結合されてなる。パイプ
１２の端部には、ヨーク１３の圧入による拡径変形を抑
制するための強化繊維よりなるフープ巻層１５を含む強
化部１６が厚肉に形成されている。強化部１６は、パイ
プ１２の末端Ｍに対応する最大厚肉部１６ａと、同最大
厚肉部１６ａに隣接し最大厚肉部１６ａよりも薄肉な中
間厚肉部１６ｂとを備え、同最大厚肉部１６ａからパイ
プ１２の中央側に向かって段階的に薄肉となるように構
成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ック製パイプ及び同パイプを用いた動力伝達用シャフト
に関する。
ック製パイプ及び同パイプを用いた動力伝達用シャフト
に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のパワートレーンに用いられるプ
ロペラシャフトとしては、例えば特開平５−１３９１７
０号公報に開示されたものが存在する。すなわち、図３
に示すように、繊維強化プラスチック製パイプ（以下単
にパイプとする）１０１の端部に、ユニバーサルジョイ
ントのヨーク１０２をセレーション結合してなるもので
ある。
ロペラシャフトとしては、例えば特開平５−１３９１７
０号公報に開示されたものが存在する。すなわち、図３
に示すように、繊維強化プラスチック製パイプ（以下単
にパイプとする）１０１の端部に、ユニバーサルジョイ
ントのヨーク１０２をセレーション結合してなるもので
ある。
【０００３】そして、前記公報においては、パイプ１０
１とヨーク１０２とのセレーション結合を確実とするた
め、同パイプ１０１の端部には強化部１０３が設けられ
ている。同強化部１０３は、強化繊維よりなる周方向巻
層（所謂フープ巻層）１０４を含んで他の部位よりも厚
肉とされており、ヨーク１０２の圧入時におけるパイプ
１０１の端部の拡径変形を抑制して、同ヨーク１０２の
パイプ１０１に対する喰い込みを確実なものとしてい
る。
１とヨーク１０２とのセレーション結合を確実とするた
め、同パイプ１０１の端部には強化部１０３が設けられ
ている。同強化部１０３は、強化繊維よりなる周方向巻
層（所謂フープ巻層）１０４を含んで他の部位よりも厚
肉とされており、ヨーク１０２の圧入時におけるパイプ
１０１の端部の拡径変形を抑制して、同ヨーク１０２の
パイプ１０１に対する喰い込みを確実なものとしてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ヨーク１０
２の圧入時において最も拡径変形し易いのは、パイプ１
０１の末端（領域Ｍで示す）であり、同末端Ｍから離れ
るほど変形（拡径）量は少なくなる。つまり、強化部１
０３において最も厚肉とすべきはパイプ１０１の末端Ｍ
であり、同末端Ｍから離れた部位ほど厚肉（補強）の必
要性は低くなる。従って、強化部１０３においてパイプ
１０１の末端Ｍから離れた部位も同じ肉厚とする前記公
報の技術においては、不必要な厚肉構成によってパイプ
１０１の材料費が嵩んだり、同パイプ１０１の重量増の
問題を生じていた。
２の圧入時において最も拡径変形し易いのは、パイプ１
０１の末端（領域Ｍで示す）であり、同末端Ｍから離れ
るほど変形（拡径）量は少なくなる。つまり、強化部１
０３において最も厚肉とすべきはパイプ１０１の末端Ｍ
であり、同末端Ｍから離れた部位ほど厚肉（補強）の必
要性は低くなる。従って、強化部１０３においてパイプ
１０１の末端Ｍから離れた部位も同じ肉厚とする前記公
報の技術においては、不必要な厚肉構成によってパイプ
１０１の材料費が嵩んだり、同パイプ１０１の重量増の
問題を生じていた。
【０００５】本発明の目的は、強化部の不必要な厚肉化
を避けて材料費及び重量を削減できる繊維強化プラスチ
ック製パイプ及び同パイプを用いた動力伝達用シャフト
を提供することにある。
を避けて材料費及び重量を削減できる繊維強化プラスチ
ック製パイプ及び同パイプを用いた動力伝達用シャフト
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、端部に結合部材が結合されて使用
され、同端部に強化繊維よりなる周方向巻層を含んでな
る強化部を有する繊維強化プラスチック製パイプにおい
て、前記強化部は、パイプの末端に対応する最大厚肉部
から離れるに連れて段階的に肉厚を薄くする構成である
ことを特徴とする繊維強化プラスチック製パイプであ
る。
に請求項１の発明は、端部に結合部材が結合されて使用
され、同端部に強化繊維よりなる周方向巻層を含んでな
る強化部を有する繊維強化プラスチック製パイプにおい
て、前記強化部は、パイプの末端に対応する最大厚肉部
から離れるに連れて段階的に肉厚を薄くする構成である
ことを特徴とする繊維強化プラスチック製パイプであ
る。
【０００７】この構成においては、強化部においてパイ
プの末端に対応する部位以外をそれほど厚肉としない。
つまり、強化部の不必要な厚肉化が避けられており、繊
維強化プラスチック製パイプの材料費及び重量を削減で
きる。また、強化部における強化繊維の巻付け層数変化
を抑えることができ、同強化部を有した繊維強化プラス
チック製パイプの製作が容易となる。
プの末端に対応する部位以外をそれほど厚肉としない。
つまり、強化部の不必要な厚肉化が避けられており、繊
維強化プラスチック製パイプの材料費及び重量を削減で
きる。また、強化部における強化繊維の巻付け層数変化
を抑えることができ、同強化部を有した繊維強化プラス
チック製パイプの製作が容易となる。
【０００８】上記目的を達成するために請求項２の発明
は、端部に結合部材が結合されて使用され、同端部に強
化繊維よりなる周方向巻層を含んでなる強化部を有する
繊維強化プラスチック製パイプにおいて、前記強化部
は、パイプの末端に対応する最大厚肉部から離れるに連
れて連続的に肉厚を薄くする構成であり、同強化部の周
面はほぼ全体が傾斜面をなしていることを特徴とする繊
維強化プラスチック製パイプである。
は、端部に結合部材が結合されて使用され、同端部に強
化繊維よりなる周方向巻層を含んでなる強化部を有する
繊維強化プラスチック製パイプにおいて、前記強化部
は、パイプの末端に対応する最大厚肉部から離れるに連
れて連続的に肉厚を薄くする構成であり、同強化部の周
面はほぼ全体が傾斜面をなしていることを特徴とする繊
維強化プラスチック製パイプである。
【０００９】この構成においては、強化部においてパイ
プの末端に対応する部位以外をそれほど厚肉としない。
つまり、強化部の不必要な厚肉化が避けられており、繊
維強化プラスチック製パイプの材料費及び重量を削減で
きる。また、繊維強化プラスチック製パイプの端部の補
強と同パイプの材料費及び重量の削減とをより高次元で
両立することができる。
プの末端に対応する部位以外をそれほど厚肉としない。
つまり、強化部の不必要な厚肉化が避けられており、繊
維強化プラスチック製パイプの材料費及び重量を削減で
きる。また、繊維強化プラスチック製パイプの端部の補
強と同パイプの材料費及び重量の削減とをより高次元で
両立することができる。
【００１０】請求項３の発明は請求項１又は２におい
て、前記最大厚肉部は、パイプの軸線に沿う長さが強化
部全体の半分以下に設定されていることを特徴としてい
る。この構成においては、繊維強化プラスチック製パイ
プの端部の補強と同パイプの材料費及び重量の削減とを
より高次元で両立することができる。
て、前記最大厚肉部は、パイプの軸線に沿う長さが強化
部全体の半分以下に設定されていることを特徴としてい
る。この構成においては、繊維強化プラスチック製パイ
プの端部の補強と同パイプの材料費及び重量の削減とを
より高次元で両立することができる。
【００１１】請求項４の発明は請求項１〜３のいずれか
において、強化部の好適な態様を限定するものである。
すなわち、前記強化部において各部位の異なる肉厚は、
周方向巻層における強化繊維の巻付け層数を異ならせる
ことによって設定されている。
において、強化部の好適な態様を限定するものである。
すなわち、前記強化部において各部位の異なる肉厚は、
周方向巻層における強化繊維の巻付け層数を異ならせる
ことによって設定されている。
【００１２】請求項５の発明は請求項１〜４のいずれか
において、繊維強化プラスチック製パイプと結合部材と
の好適な結合手法を限定するものである。すなわち、前
記パイプと結合部材とはセレーション結合される。
において、繊維強化プラスチック製パイプと結合部材と
の好適な結合手法を限定するものである。すなわち、前
記パイプと結合部材とはセレーション結合される。
【００１３】上記目的を達成するために請求項６の発明
は、請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化プラスチ
ック製パイプと、結合部材とからなることを特徴とする
動力伝達用シャフトである。この構成においては、強化
部の不必要な厚肉化が避けられており、繊維強化プラス
チック製パイプの材料費及び重量を削減できる。
は、請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化プラスチ
ック製パイプと、結合部材とからなることを特徴とする
動力伝達用シャフトである。この構成においては、強化
部の不必要な厚肉化が避けられており、繊維強化プラス
チック製パイプの材料費及び重量を削減できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を自動車のパワート
レーンに用いられるプロペラシャフトに具体化した、第
１及び第２実施形態について説明する。なお、第２実施
形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説
明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省
略する。
レーンに用いられるプロペラシャフトに具体化した、第
１及び第２実施形態について説明する。なお、第２実施
形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説
明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省
略する。
【００１５】○第１実施形態
（プロペラシャフト）図１（ｂ）に示すように、動力伝
達用シャフトとしてのプロペラシャフト１１は、円筒状
の繊維強化プラスチック製パイプ（以下単にパイプとす
る）１２と、同パイプ１２の両端部に取着された、結合
部材としての一対（図面においては一つのみ示す）のヨ
ーク１３とから構成されている。ヨーク１３は、ユニバ
ーサルジョイントを構成する金属製の部品で、その基端
部（図面右側）がパイプ１２の端部に対してセレーショ
ン結合されている。
達用シャフトとしてのプロペラシャフト１１は、円筒状
の繊維強化プラスチック製パイプ（以下単にパイプとす
る）１２と、同パイプ１２の両端部に取着された、結合
部材としての一対（図面においては一つのみ示す）のヨ
ーク１３とから構成されている。ヨーク１３は、ユニバ
ーサルジョイントを構成する金属製の部品で、その基端
部（図面右側）がパイプ１２の端部に対してセレーショ
ン結合されている。
【００１６】前記セレーション結合は、ヨーク１３をパ
イプ１２に圧入する際に、同ヨーク１３に形成された切
り込み歯１３ａでパイプ１２の内周面に刻み目を刻設し
ながら、同切り込み歯１３ａをパイプ１２の内周面に喰
い込ませることで、パイプ１２とヨーク１３とを結合す
る手法である。
イプ１２に圧入する際に、同ヨーク１３に形成された切
り込み歯１３ａでパイプ１２の内周面に刻み目を刻設し
ながら、同切り込み歯１３ａをパイプ１２の内周面に喰
い込ませることで、パイプ１２とヨーク１３とを結合す
る手法である。
【００１７】図１（ａ）に示すように、前記パイプ１２
の両端部には、ヨーク１３の基端部の圧入による拡径変
形を抑制するための強化部１６がそれぞれ形成されてい
る。同強化部１６は、パイプ１２において他の部位より
も外径を大きくすることで肉厚とされている。
の両端部には、ヨーク１３の基端部の圧入による拡径変
形を抑制するための強化部１６がそれぞれ形成されてい
る。同強化部１６は、パイプ１２において他の部位より
も外径を大きくすることで肉厚とされている。
【００１８】前記パイプ１２の強化繊維としては炭素繊
維が使用され、マトリックス樹脂としてはエポキシ樹脂
が使用されている。パイプ１２の強化繊維は、所定の等
ピッチでパイプ１２の軸方向となす角度（巻付け角度）
が所定の角度となるように斜めに巻き付けられたヘリカ
ル巻層１４と、巻付け角度が例えば７０〜９０°である
周方向巻層としてのフープ巻層１５とを構成する。
維が使用され、マトリックス樹脂としてはエポキシ樹脂
が使用されている。パイプ１２の強化繊維は、所定の等
ピッチでパイプ１２の軸方向となす角度（巻付け角度）
が所定の角度となるように斜めに巻き付けられたヘリカ
ル巻層１４と、巻付け角度が例えば７０〜９０°である
周方向巻層としてのフープ巻層１５とを構成する。
【００１９】前記ヘリカル巻層１４の巻付け角度は、自
動車のパワートレーン用として要求される、曲げ及びね
じり並びに振動等の特性を満足させるために、４５°以
下（本実施形態ではほぼ１０°）に設定されている。フ
ープ巻層１５は強化部１６にのみ形成され、同フープ巻
層１５はヘリカル巻層１４の間に挟まれた状態で配置さ
れている。
動車のパワートレーン用として要求される、曲げ及びね
じり並びに振動等の特性を満足させるために、４５°以
下（本実施形態ではほぼ１０°）に設定されている。フ
ープ巻層１５は強化部１６にのみ形成され、同フープ巻
層１５はヘリカル巻層１４の間に挟まれた状態で配置さ
れている。
【００２０】図１（ｂ）に示すように、前記パイプ１２
においてヘリカル巻層１４の外側には、有機繊維層１７
が形成されている。同層１７を構成する有機繊維として
は、熱収縮する糸、例えばポリエステル糸が用いられて
いる。この有機繊維は、パイプ１２の軸方向に対する巻
付け角度が９０°に近い状態で巻き付けられている。
においてヘリカル巻層１４の外側には、有機繊維層１７
が形成されている。同層１７を構成する有機繊維として
は、熱収縮する糸、例えばポリエステル糸が用いられて
いる。この有機繊維は、パイプ１２の軸方向に対する巻
付け角度が９０°に近い状態で巻き付けられている。
【００２１】なお、前記パイプ１２の形成、つまりヘリ
カル巻層１４及びフープ巻層１５並びに有機繊維層１７
の形成には、それぞれフィラメントワインディング法が
用いられている。
カル巻層１４及びフープ巻層１５並びに有機繊維層１７
の形成には、それぞれフィラメントワインディング法が
用いられている。
【００２２】（パイプの強化部）図１（ａ）及び図１
（ｂ）に示すように、前記パイプ１２の強化部１６は、
同パイプ１２の末端（領域Ｍで示す）に対応する最大厚
肉部１６ａと、同最大厚肉部１６ａに対して所定間隔を
おいて隣接し最大厚肉部１６ａよりも薄肉な中間厚肉部
１６ｂとを備えている。最大厚肉部１６ａと中間厚肉部
１６ｂとの間、及び中間厚肉部１６ｂとパイプ１２にお
いて強化部１６に隣接する部位との間は、最大厚肉部１
６ａからパイプ１２の中央側に向かって連続的に薄肉と
なる接続部１６ｃによってそれぞれ接続されている。つ
まり、強化部１６は、パイプ１２の末端Ｍに対応する最
大厚肉部１６ａから離れるに連れて、段階的（最大厚肉
部１６ａと中間厚肉部１６ｂとの関係）でかつ一部（接
続部１６ｃ）において連続的に肉厚を薄くする。
（ｂ）に示すように、前記パイプ１２の強化部１６は、
同パイプ１２の末端（領域Ｍで示す）に対応する最大厚
肉部１６ａと、同最大厚肉部１６ａに対して所定間隔を
おいて隣接し最大厚肉部１６ａよりも薄肉な中間厚肉部
１６ｂとを備えている。最大厚肉部１６ａと中間厚肉部
１６ｂとの間、及び中間厚肉部１６ｂとパイプ１２にお
いて強化部１６に隣接する部位との間は、最大厚肉部１
６ａからパイプ１２の中央側に向かって連続的に薄肉と
なる接続部１６ｃによってそれぞれ接続されている。つ
まり、強化部１６は、パイプ１２の末端Ｍに対応する最
大厚肉部１６ａから離れるに連れて、段階的（最大厚肉
部１６ａと中間厚肉部１６ｂとの関係）でかつ一部（接
続部１６ｃ）において連続的に肉厚を薄くする。
【００２３】前記最大厚肉部１６ａは、パイプ１２の軸
線に沿う長さが強化部１６全体の半分以下（本実施形態
においてはほぼ１／４）に設定されている。また、同最
大厚肉部１６ａの肉厚は、中間厚肉部１６ｂの肉厚の
１．２〜５倍（本実施形態においてはほぼ２倍）に設定
されている。
線に沿う長さが強化部１６全体の半分以下（本実施形態
においてはほぼ１／４）に設定されている。また、同最
大厚肉部１６ａの肉厚は、中間厚肉部１６ｂの肉厚の
１．２〜５倍（本実施形態においてはほぼ２倍）に設定
されている。
【００２４】前記のような強化部１６における各部位の
異なる肉厚は、フープ巻層１５を構成する強化繊維の巻
付け層数を異ならせることによって設定されている。つ
まり、最大厚肉部１６ａにおいてはフープ巻層１５の強
化繊維の巻付け層数が多くされ、中間厚肉部１６ｂにお
いてはフープ巻層１５の巻付け層数が最大厚肉部１６ａ
よりも少なくされているのである。また、接続部１６ｃ
においては、フープ巻層１５の強化繊維の巻付け層数を
パイプ１２の軸線に沿って徐々に変更することで、肉厚
変化が連続的とされている。
異なる肉厚は、フープ巻層１５を構成する強化繊維の巻
付け層数を異ならせることによって設定されている。つ
まり、最大厚肉部１６ａにおいてはフープ巻層１５の強
化繊維の巻付け層数が多くされ、中間厚肉部１６ｂにお
いてはフープ巻層１５の巻付け層数が最大厚肉部１６ａ
よりも少なくされているのである。また、接続部１６ｃ
においては、フープ巻層１５の強化繊維の巻付け層数を
パイプ１２の軸線に沿って徐々に変更することで、肉厚
変化が連続的とされている。
【００２５】上記構成の本実施形態においては、次のよ
うな効果を奏する。 （１）強化部１６は、パイプ１２の末端Ｍに対応する部
位が最も厚肉とされ（最大厚肉部１６ａ）、同最大厚肉
部１６ａから離れるに連れて薄肉とされている。つま
り、強化部１６の不必要な厚肉化が避けられており、パ
イプ１２の材料費及び重量を削減できる。
うな効果を奏する。 （１）強化部１６は、パイプ１２の末端Ｍに対応する部
位が最も厚肉とされ（最大厚肉部１６ａ）、同最大厚肉
部１６ａから離れるに連れて薄肉とされている。つま
り、強化部１６の不必要な厚肉化が避けられており、パ
イプ１２の材料費及び重量を削減できる。
【００２６】（２）強化部１６は、パイプ１２の末端Ｍ
に対応する最大厚肉部１６ａから離れるに連れて段階的
に肉厚を薄くする構成である。従って、強化部１６にお
いて特に最大厚肉部１６ａ及び中間厚肉部１６ｂのそれ
ぞれにおける強化繊維の巻付け層数変化を必要とせず、
同強化部１６を有したパイプ１２の製作が容易となる。
また、強化繊維として、細番手のもの以外にも太番手の
ものも使用することが容易となり、同繊維サイズの選択
の自由度が増す。
に対応する最大厚肉部１６ａから離れるに連れて段階的
に肉厚を薄くする構成である。従って、強化部１６にお
いて特に最大厚肉部１６ａ及び中間厚肉部１６ｂのそれ
ぞれにおける強化繊維の巻付け層数変化を必要とせず、
同強化部１６を有したパイプ１２の製作が容易となる。
また、強化繊維として、細番手のもの以外にも太番手の
ものも使用することが容易となり、同繊維サイズの選択
の自由度が増す。
【００２７】（３）強化部１６において各部位の異なる
肉厚は、フープ巻層１５における強化繊維の巻付け層数
を異ならせることによって設定されている。従って、例
えば、ヘリカル巻層１４における強化繊維の巻付け層数
を異ならせて対応する場合（この態様も本発明の趣旨を
逸脱するものではない）と比較して、強化部１６におけ
る各部位の異なる肉厚の設定が容易となる。つまり、パ
イプ１２の形成がフィラメントワインディング法にあっ
ては、ヘリカル巻層１４の局部的な巻付け層数変化は難
しいのに比べ、フープ巻層１５の局部的な巻付け層数変
化は容易なのである。
肉厚は、フープ巻層１５における強化繊維の巻付け層数
を異ならせることによって設定されている。従って、例
えば、ヘリカル巻層１４における強化繊維の巻付け層数
を異ならせて対応する場合（この態様も本発明の趣旨を
逸脱するものではない）と比較して、強化部１６におけ
る各部位の異なる肉厚の設定が容易となる。つまり、パ
イプ１２の形成がフィラメントワインディング法にあっ
ては、ヘリカル巻層１４の局部的な巻付け層数変化は難
しいのに比べ、フープ巻層１５の局部的な巻付け層数変
化は容易なのである。
【００２８】（４）強化部１６の最大厚肉部１６ａは、
パイプ１２の軸線に沿う長さが強化部１６全体の半分以
下に設定されている。従って、パイプ１２の端部の補強
と同パイプ１２の材料費及び重量の削減とをより高次元
で両立することができる。
パイプ１２の軸線に沿う長さが強化部１６全体の半分以
下に設定されている。従って、パイプ１２の端部の補強
と同パイプ１２の材料費及び重量の削減とをより高次元
で両立することができる。
【００２９】（５）強化部１６の最大厚肉部１６ａの肉
厚は、中間厚肉部１６ｂの肉厚の１．２〜５倍に設定さ
れている。従って、パイプ１２の端部の補強と同パイプ
１２の材料費及び重量の削減とをより高次元で両立する
ことができる。
厚は、中間厚肉部１６ｂの肉厚の１．２〜５倍に設定さ
れている。従って、パイプ１２の端部の補強と同パイプ
１２の材料費及び重量の削減とをより高次元で両立する
ことができる。
【００３０】（６）強化部１６は、接続部１６ｃにおい
て連続的に肉厚を薄くする。従って、例えば、最大厚肉
部１６ａと中間厚肉部１６ｂとの間、及び中間厚肉部１
６ｂとパイプ１２において強化部１６に隣接する部位と
の間の接続部分をそれぞれ段差形状とする場合（この態
様も本発明の趣旨を逸脱するものではない）と比較し
て、同接続部分における動力伝達時（プロペラシャフト
１１としての機能時）の局所的な応力集中を避けて、パ
イプ１２の耐久性を向上させることができる。
て連続的に肉厚を薄くする。従って、例えば、最大厚肉
部１６ａと中間厚肉部１６ｂとの間、及び中間厚肉部１
６ｂとパイプ１２において強化部１６に隣接する部位と
の間の接続部分をそれぞれ段差形状とする場合（この態
様も本発明の趣旨を逸脱するものではない）と比較し
て、同接続部分における動力伝達時（プロペラシャフト
１１としての機能時）の局所的な応力集中を避けて、パ
イプ１２の耐久性を向上させることができる。
【００３１】○第２実施形態
図２に示すように、本実施形態においてパイプ１２の強
化部１６は、最大厚肉部１６ａがパイプ１２の末端縁に
対応する部位にのみ設けられ、最大厚肉部１６ａからパ
イプ１２の軸方向に沿って離れるに連れて、連続的にの
み肉厚を薄くする構成である。従って、同強化部１６の
外周面１６ｄは、ほぼ全体が傾斜面をなしている。
化部１６は、最大厚肉部１６ａがパイプ１２の末端縁に
対応する部位にのみ設けられ、最大厚肉部１６ａからパ
イプ１２の軸方向に沿って離れるに連れて、連続的にの
み肉厚を薄くする構成である。従って、同強化部１６の
外周面１６ｄは、ほぼ全体が傾斜面をなしている。
【００３２】本実施形態においても、上記第１実施形態
の（１），（３），（４）と同様な効果を奏する。その
他にも、強化部１６の肉厚が連続的に変化するため、パ
イプ１２の端部の補強と同パイプ１２の材料費の削減と
をより高次元で両立することができる。また、外周面１
６ｄの全体が傾斜面をなす強化部１６は、動力伝達時
（プロペラシャフト１１としての機能時）の局所的な応
力集中を避けるのにも有利な形状である。
の（１），（３），（４）と同様な効果を奏する。その
他にも、強化部１６の肉厚が連続的に変化するため、パ
イプ１２の端部の補強と同パイプ１２の材料費の削減と
をより高次元で両立することができる。また、外周面１
６ｄの全体が傾斜面をなす強化部１６は、動力伝達時
（プロペラシャフト１１としての機能時）の局所的な応
力集中を避けるのにも有利な形状である。
【００３３】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で
以下の態様でも実施可能である。 ・上記第１実施形態において強化部１６は、最大厚肉部
１６ａと中間厚肉部１６ｂの二段階（接続部１６ｃを除
く）に肉厚を変化させる構成であった。しかし、それに
限定されるものではなく、最大厚肉部１６ａと接続部１
６ｃのみの一段階や、中間厚肉部１６ｂを複数段とする
ことで、三、四或いは五段階に肉厚を変化させるように
してもよい。
以下の態様でも実施可能である。 ・上記第１実施形態において強化部１６は、最大厚肉部
１６ａと中間厚肉部１６ｂの二段階（接続部１６ｃを除
く）に肉厚を変化させる構成であった。しかし、それに
限定されるものではなく、最大厚肉部１６ａと接続部１
６ｃのみの一段階や、中間厚肉部１６ｂを複数段とする
ことで、三、四或いは五段階に肉厚を変化させるように
してもよい。
【００３４】・上記第２実施形態において強化部１６
は、直線的に肉厚を変更する構成であった。しかし、そ
れに限定されるものではなく、例えば曲線的に肉厚を変
更する構成であってもよい。
は、直線的に肉厚を変更する構成であった。しかし、そ
れに限定されるものではなく、例えば曲線的に肉厚を変
更する構成であってもよい。
【００３５】・強化部１６の肉厚変更を、強化繊維の巻
付けピッチを変化させることで行うこと。 ・パイプ１２の形状は断面円形に限らず、例えば断面楕
円形であってもよい。
付けピッチを変化させることで行うこと。 ・パイプ１２の形状は断面円形に限らず、例えば断面楕
円形であってもよい。
【００３６】・パイプ１２とヨーク１３あるいは他の結
合部材との結合はセレーション結合に限らず、パイプ１
２及びヨーク１３に予めスプラインを形成しておき、両
者１２，１３をスプライン同士の圧入噛合によって結合
してもよい。
合部材との結合はセレーション結合に限らず、パイプ１
２及びヨーク１３に予めスプラインを形成しておき、両
者１２，１３をスプライン同士の圧入噛合によって結合
してもよい。
【００３７】・パイプ１２の強化部１６にヨーク１３を
外嵌結合する構成において具体化すること。 ・パイプ１２の外径は強化部１６も含めて同じとし、同
強化部１６の内径を小さくすることで、パイプ１２のそ
の他の部位よりも厚肉としてもよい。
外嵌結合する構成において具体化すること。 ・パイプ１２の外径は強化部１６も含めて同じとし、同
強化部１６の内径を小さくすることで、パイプ１２のそ
の他の部位よりも厚肉としてもよい。
【００３８】・マトリックス樹脂としては、エポキシ樹
脂に限らず他の熱硬化性樹脂（例えば不飽和ポリエステ
ル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等）や、曲げ
弾性率の高い熱可塑性樹脂（例えばポリエーテルエーテ
ルケトン）等を用いてもよい。しかし、自動車用のプロ
ペラシャフト１１の場合には、コストや要求性能の点か
らエポキシ樹脂が好ましい。また、マトリックス樹脂と
して熱硬化性樹脂に替えて紫外線硬化性樹脂を使用して
もよい。
脂に限らず他の熱硬化性樹脂（例えば不飽和ポリエステ
ル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等）や、曲げ
弾性率の高い熱可塑性樹脂（例えばポリエーテルエーテ
ルケトン）等を用いてもよい。しかし、自動車用のプロ
ペラシャフト１１の場合には、コストや要求性能の点か
らエポキシ樹脂が好ましい。また、マトリックス樹脂と
して熱硬化性樹脂に替えて紫外線硬化性樹脂を使用して
もよい。
【００３９】・強化繊維としては炭素繊維以外にも、ガ
ラス繊維或いはアラミド繊維等の一般的に高弾性・高強
度といわれるものが挙げられる。また、強化繊維として
一種のみを用いることに限定されず、複数種を組み合わ
せて使用してもよい。つまり、例えば、ヘリカル巻層１
４に炭素繊維とガラス繊維とを混在させたり、ヘリカル
巻層１４に炭素繊維を用いフープ巻層１５にガラス繊維
を用いる等である。
ラス繊維或いはアラミド繊維等の一般的に高弾性・高強
度といわれるものが挙げられる。また、強化繊維として
一種のみを用いることに限定されず、複数種を組み合わ
せて使用してもよい。つまり、例えば、ヘリカル巻層１
４に炭素繊維とガラス繊維とを混在させたり、ヘリカル
巻層１４に炭素繊維を用いフープ巻層１５にガラス繊維
を用いる等である。
【００４０】・両端において他の結合部材に結合されて
使用されるパイプに限らず、片側の端部においてのみ結
合部材が結合されて使用されるパイプにおいて具体化し
てもよい。
使用されるパイプに限らず、片側の端部においてのみ結
合部材が結合されて使用されるパイプにおいて具体化し
てもよい。
【００４１】・自動車のパワートレーン用以外の動力伝
達用シャフトのパイプに適用してもよい。 ・動力伝達用シャフトに限らず、端部に結合部材が結合
されて使用される任意の繊維強化プラスチック製のパイ
プ、例えば輪転機のドラムに具体化してもよい。
達用シャフトのパイプに適用してもよい。 ・動力伝達用シャフトに限らず、端部に結合部材が結合
されて使用される任意の繊維強化プラスチック製のパイ
プ、例えば輪転機のドラムに具体化してもよい。
【００４２】上記実施形態から把握できる技術的思想に
ついて記載すると、前記強化部において、最大厚肉部と
同最大厚肉部に隣接する中間厚肉部との間、及び／又
は、中間厚肉部とパイプにおいて強化部に隣接する部位
との間は、連続的に肉厚を変化させる接続部を介して接
続されている請求項１に記載の繊維強化プラスチック製
パイプ。
ついて記載すると、前記強化部において、最大厚肉部と
同最大厚肉部に隣接する中間厚肉部との間、及び／又
は、中間厚肉部とパイプにおいて強化部に隣接する部位
との間は、連続的に肉厚を変化させる接続部を介して接
続されている請求項１に記載の繊維強化プラスチック製
パイプ。
【００４３】
【発明の効果】上記構成の本発明によれば、強化部の不
必要な厚肉化を避けて繊維強化プラスチック製パイプの
材料費及び重量を削減できる。
必要な厚肉化を避けて繊維強化プラスチック製パイプの
材料費及び重量を削減できる。
【図１】 （ａ）は繊維強化プラスチック製パイプの側
面図、（ｂ）はプロペラシャフトにおいて強化部付近の
断面図。
面図、（ｂ）はプロペラシャフトにおいて強化部付近の
断面図。
【図２】 第２実施形態のプロペラシャフトにおける強
化部付近の断面図。
化部付近の断面図。
【図３】 従来のプロペラシャフトにおいて強化部付近
の断面図。
の断面図。
１２…繊維強化プラスチック製パイプ、１３…結合部材
としてのユニバーサルジョイントのヨーク、１５…周方
向巻層としてのフープ巻層、１６…強化部、１６ａ…強
化部においてパイプの末端に対応する最大厚肉部、Ｍ…
パイプの末端。
としてのユニバーサルジョイントのヨーク、１５…周方
向巻層としてのフープ巻層、１６…強化部、１６ａ…強
化部においてパイプの末端に対応する最大厚肉部、Ｍ…
パイプの末端。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２９Ｌ 31:30 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ａ
Ｆターム(参考） 3J033 AA01 AB02 AC01 BA02 BA07
BC03
4F205 AA39 AD02 AD03 AD16 AD25
AH17 HA02 HA33 HA37 HB01
HB11 HC17 HL14 HL25 HT02
HT22
4F213 AD16 AD25 AG08 AG24 AH11
AH12 AH17 WA17 WA57 WB01
WB11
Claims (6)
- 【請求項１】 端部に結合部材が結合されて使用され、
同端部に強化繊維よりなる周方向巻層を含んでなる強化
部を有する繊維強化プラスチック製パイプにおいて、 前記強化部は、パイプの末端に対応する最大厚肉部から
離れるに連れて段階的に肉厚を薄くする構成であること
を特徴とする繊維強化プラスチック製パイプ。 - 【請求項２】 端部に結合部材が結合されて使用され、
同端部に強化繊維よりなる周方向巻層を含んでなる強化
部を有する繊維強化プラスチック製パイプにおいて、 前記強化部は、パイプの末端に対応する最大厚肉部から
離れるに連れて連続的に肉厚を薄くする構成であり、同
強化部の周面はほぼ全体が傾斜面をなしていることを特
徴とする繊維強化プラスチック製パイプ。 - 【請求項３】 前記強化部の最大厚肉部は、パイプの軸
線に沿う長さが強化部全体の半分以下に設定されている
請求項１又は２に記載の繊維強化プラスチック製パイ
プ。 - 【請求項４】 前記強化部において各部位の異なる肉厚
は、周方向巻層における強化繊維の巻付け層数を異なら
せることによって設定されている請求項１〜３のいずれ
かに記載の繊維強化プラスチック製パイプ。 - 【請求項５】 前記パイプと結合部材とはセレーション
結合される請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化プ
ラスチック製パイプ。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強
化プラスチック製パイプと、結合部材とからなることを
特徴とする動力伝達用シャフト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191167A JP2003004023A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 繊維強化プラスチック製パイプ及び動力伝達用シャフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191167A JP2003004023A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 繊維強化プラスチック製パイプ及び動力伝達用シャフト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003004023A true JP2003004023A (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=19029832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001191167A Withdrawn JP2003004023A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 繊維強化プラスチック製パイプ及び動力伝達用シャフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003004023A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006175788A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Toray Ind Inc | Ｆｒｐ筒体およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-06-25 JP JP2001191167A patent/JP2003004023A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006175788A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Toray Ind Inc | Ｆｒｐ筒体およびその製造方法 |
| JP4631428B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2011-02-16 | 東レ株式会社 | Ｆｒｐ筒体、およびそれを用いた軸状部品、プロペラシャフト |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
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