JPS5921804B2 - automotive propeller shaft - Google Patents
automotive propeller shaftInfo
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- JPS5921804B2 JPS5921804B2 JP14563076A JP14563076A JPS5921804B2 JP S5921804 B2 JPS5921804 B2 JP S5921804B2 JP 14563076 A JP14563076 A JP 14563076A JP 14563076 A JP14563076 A JP 14563076A JP S5921804 B2 JPS5921804 B2 JP S5921804B2
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- Japan
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- silicone rubber
- propeller shaft
- main body
- frp
- automobile
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 イ)この発明の技術分野 この発明は、自動車用プロペラシャフトに関する。[Detailed description of the invention] b) Technical field of this invention The present invention relates to a propeller shaft for an automobile.
(ロ)従来技術とその欠点
自動車のプロペラシャフトは、従来、鋼で作られている
。(b) Prior art and its disadvantages Automobile propeller shafts have traditionally been made of steel.
しかしながら、近年、燃費の向上や、特に高速走行時に
おける振動や騒音を低減して乗り心地や居住性を向上せ
んとして、繊維強化プラスチック(以下、FRPという
)を材料とするプロペラシャフトが検討され’るように
なつてきた。すなわち、FRPは鋼にくらべて比強度が
高いので、それを使用したプロペラシャフトは軽量であ
り、燃費を節約できる。・また、FRPは振動減衰性が
優れているので、振動や騒音の低減による乗り心地や居
住性の向上が期待できるのである。しかしながら、FR
Pは一方で衝撃強度が低いので、FRP製プロペラシャ
フトは走行中の外的衝撃、たとえば跳ね飛ばされた石の
衝突や路面との衝突などによる衝撃に対して弱く、その
ような原因で折損したり、亀裂を生じて使用不能になり
やすいという欠点がある。これを防止しようとして、内
層を比較的高強度、高弾性である炭素繊維のFRPで構
成し、比較的衝撃に強いガラス繊維のFRPで外層を構
成した、いわゆるハイブリッド構造のプロペラシャフト
も提案されている。However, in recent years, propeller shafts made of fiber-reinforced plastic (hereinafter referred to as FRP) have been considered in order to improve fuel efficiency and reduce vibration and noise, especially during high-speed driving, to improve ride comfort and comfort. It's starting to feel like this. That is, since FRP has a higher specific strength than steel, a propeller shaft using it is lightweight and can save fuel consumption. - Also, since FRP has excellent vibration damping properties, it can be expected to improve riding comfort and livability by reducing vibration and noise. However, F.R.
On the other hand, P has low impact strength, so FRP propeller shafts are vulnerable to external impacts while driving, such as impacts from thrown stones or collisions with the road surface, and are prone to breakage due to such causes. They have the disadvantage that they tend to crack or become unusable. In an attempt to prevent this, a propeller shaft with a so-called hybrid structure has been proposed, in which the inner layer is made of carbon fiber FRP, which has relatively high strength and high elasticity, and the outer layer is made of glass fiber FRP, which is relatively resistant to impact. There is.
しかしながら、これでもなお衝撃強度が十分でない。←
→ この発明の目的
この発明の目的は、従来のFRP製プロペラシャフトの
上記欠点を解決し、軽量で燃費が安く、走行時における
振動や騒音が低くて乗り心地や居住性を向上することが
でき、しかも衝撃に強くて折損や亀裂の発生を防止する
ことができる自動車用プロペラシャフトを提供するにあ
る。However, even with this, the impact strength is still insufficient. ←
→ Purpose of this invention The purpose of this invention is to solve the above-mentioned drawbacks of conventional FRP propeller shafts, and to improve riding comfort and livability by being lightweight, having low fuel consumption, and having low vibration and noise during driving. To provide a propeller shaft for an automobile that is strong against impact and prevents breakage and cracking.
甲 この発明の構成
上記目的を達成するために、この発明においては、繊維
強化プラスチック製の円筒状本体と、前記本体の軸方向
両側に接合したヨークとを有し、かつ前記包体の外周面
がシリコーンゴムで被覆されていることを特徴とする自
動車用プロペラシャフトが提供される。A Structure of the Invention In order to achieve the above object, the present invention has a cylindrical body made of fiber-reinforced plastic, a yoke joined to both sides of the body in the axial direction, and an outer peripheral surface of the envelope. Provided is a propeller shaft for an automobile, characterized in that the propeller shaft is coated with silicone rubber.
この発明のプロペラシャフトの一実施態様を説明するに
、図面(一部破断した概略正面図)において、FRP製
の円筒状本体1の軸方向両側には、金属製のヨーク2が
接合され、さらにその本体1の外周面にはシリコーンゴ
ムチューブ3が被せられ、プロペラシャフト4が構成さ
れている。To explain one embodiment of the propeller shaft of the present invention, in the drawing (schematic partially cutaway front view), a metal yoke 2 is joined to both sides in the axial direction of a cylindrical body 1 made of FRP, and A silicone rubber tube 3 is placed over the outer peripheral surface of the main body 1 to form a propeller shaft 4.
なお、2個のヨークのうち、一方のヨークは自動車の変
速機に、また他方のヨークは差動機にそれぞれ結合され
る。上記において、本体は、エポキシ樹脂や不飽和ポリ
エステル樹脂などの樹脂をマトリクスとし、そのマトリ
クス樹脂を炭素繊維、ガラス繊維、有機高弾性繊維、ボ
ロン繊維などの高強度、高弾性繊維で強化してなるFR
Pからなつている。Note that, of the two yokes, one yoke is coupled to the transmission of the automobile, and the other yoke is coupled to the differential. In the above, the main body has a matrix of resin such as epoxy resin or unsaturated polyester resin, and the matrix resin is reinforced with high strength and high elastic fibers such as carbon fiber, glass fiber, organic high elastic fiber, and boron fiber. F.R.
It consists of P.
もつとも、異なる種類の強化繊維を組み合わせて使用し
てもよいし、異なる強化繊維のFRPを複合した、いわ
ゆるハイブリツドFRPで構成してもよいものである。
しかして、そのようなFRP製の本体は、マンドレルの
外周面に、マトリクス樹脂を含浸した強化繊維をその繊
維軸がマンドレルの軸方向に対して所望の方向になるよ
うに巻き付けた後樹脂を硬化させる、いわゆるフイラメ
ントワインデイング法によつて成形することができる。
マンドレルに強化繊維の織物や編組を巻き付け、あるい
は被せた後、それにマトリクスとなる樹脂を含浸し、硬
化させた後マンドレルを引き抜くようにしてもよい。さ
らに、強化繊維のプリプレグ、たとえば強化繊維を互に
並行に引き揃えてなるシート状またはテープ状プリプレ
グをマンドレルに巻き付け、樹脂を硬化させた後にマン
ドレルを引き抜いて成形してもよい。そのような本体に
被せられるシリコーンゴムチユーブは、外的衝撃から本
体を保護する役目をもつている。However, different types of reinforcing fibers may be used in combination, and so-called hybrid FRP, which is a composite of FRPs made of different reinforcing fibers, may be used.
However, such an FRP main body is made by wrapping reinforcing fibers impregnated with matrix resin around the outer peripheral surface of a mandrel so that the fiber axes are in the desired direction with respect to the axial direction of the mandrel, and then curing the resin. It can be molded by the so-called filament winding method.
After winding or covering a mandrel with a woven or braided reinforcing fiber, it may be impregnated with a resin to serve as a matrix, and after curing, the mandrel may be pulled out. Further, a reinforcing fiber prepreg, for example, a sheet-like or tape-like prepreg made by aligning reinforcing fibers in parallel, may be wound around a mandrel, and after the resin is cured, the mandrel is pulled out and molded. A silicone rubber tube placed over such a body serves to protect the body from external impacts.
ここにおいて、いわゆる保護材としてシリコーンゴムを
特に選択使用しているのは、シリコーンゴムは耐熱性、
耐油性に優れているばかりか、薄くても衝撃吸収効果力
塙く、自動車用プロペラシヤフトの保護材として極めて
好適であるからである。すなわち、プロペラシヤフトは
排気管(マフラー)の近傍に配置され、その表面が14
0〜180℃程度まで熱せられるので、保護材には良好
な耐熱性が要求される。また、グリスなどに対する良好
な耐油性が要求される。さらに、プロペラシヤフトの外
径を著しく増大させて自動車の限られた床下空間への配
置を困難にすることがないように、薄くても衝撃吸収効
果が高いことが要求される。このような苛酷な要求に対
して、シリコーンゴムは最も好適である。なお、シリコ
ーンゴムの本体外周面への被覆は、本体にチユーブ状シ
リコーンゴムを圧入したり、本体にチユーブ状シリコー
ンゴムを被せて加熱、一体化したり、本体の周りに押出
機でシリコーンゴムを押し出したり、シート状またはテ
ープ状のシリコーンゴムを本体の外周面に巻き付けるな
どして行うことができる。接着剤を併用して、本体とシ
リコーンゴムとを接着してもよい。また、本体の外周面
に、シリコーンゴムが係止されるような模様を付してお
いたり、突起を設けておいてもよいものである。(ホ)
この発明の効果この発明の自動車用のプロペラシヤフト
は、FRP製本体の外周面をシリコーンゴムで被覆して
いるからして、石の衝突や路面との衝突などの外的衝撃
から本体を保護することができ、折損や亀裂の発生を防
止することができる。Here, silicone rubber is specifically selected and used as a so-called protective material because silicone rubber is heat resistant,
This is because it not only has excellent oil resistance, but also has a strong impact absorption effect even if it is thin, making it extremely suitable as a protective material for automobile propeller shafts. In other words, the propeller shaft is placed near the exhaust pipe (muffler), and its surface is 14
Since it is heated to about 0 to 180°C, the protective material is required to have good heat resistance. In addition, good oil resistance against grease and the like is required. Furthermore, the propeller shaft is required to have a high impact absorption effect even if it is thin, so as not to significantly increase the outer diameter of the propeller shaft and make it difficult to install it in the limited underfloor space of an automobile. Silicone rubber is most suitable for such severe requirements. The outer surface of the main body can be coated with silicone rubber by press-fitting a tube-shaped silicone rubber into the main body, by covering the main body with a tube-shaped silicone rubber and heating it to integrate it, or by extruding silicone rubber around the main body using an extruder. Alternatively, this can be done by wrapping a sheet or tape of silicone rubber around the outer circumferential surface of the main body. The main body and the silicone rubber may be bonded together using an adhesive. Further, the outer circumferential surface of the main body may be provided with a pattern or a protrusion so that the silicone rubber can be locked therein. (E)
Effects of the Invention The automobile propeller shaft of the present invention has an FRP main body covered with silicone rubber, which protects the main body from external impacts such as collisions with stones and road surfaces. This can prevent breakage and cracks from occurring.
しかも、シリコーンゴムを被覆することによる重量の増
大はほとんどなく、軽量であるという従来のFRP製プ
ロペラシヤフトの特性はほとんど失われない。そのため
、燃費が安く、加減速もスムーズである。また、シリコ
ーンゴムは耐熱性や耐油性が高いので、排気管の熱やグ
リスなどの油類に対して良好な耐久性を示す。さらに、
シリコーンゴムは薄くても高い衝撃吸収性を示すので、
プロペラシヤフトの外径をほとんど増大させることがな
く、自動車の限られた床下空間への配置を困難にするこ
ともない。さらにまた、本体を振動吸収性の優れたFR
Pで構成しているから振動や騒音が少なく、乗り心地や
居住性が向上する。実施例
強化繊維として東レ株式会社製炭素繊維“トレガT−3
00を、マトリクス樹脂としてシエルエポキシ株式会社
製エポキシ樹脂1エピコート”828をそれぞれ使用し
、フイラメントワインデイング法によつて、外径が60
職、内径が54m翼、長さが1000關で、軸方向に対
する炭素繊維の巻角度が±45關のヘリカル巻である本
体を5本成形した。Moreover, there is almost no increase in weight due to the silicone rubber coating, and the light weight characteristic of conventional FRP propeller shafts is hardly lost. Therefore, fuel consumption is low and acceleration and deceleration are smooth. Furthermore, since silicone rubber has high heat resistance and oil resistance, it exhibits good durability against exhaust pipe heat and oils such as grease. moreover,
Even though silicone rubber is thin, it exhibits high shock absorption properties, so
There is almost no increase in the outer diameter of the propeller shaft, and there is no difficulty in placing it in the limited underfloor space of an automobile. Furthermore, the main body is made of FR material with excellent vibration absorption properties.
Since it is composed of P, there is less vibration and noise, improving ride comfort and livability. As an example reinforcing fiber, carbon fiber "Torega T-3" manufactured by Toray Industries, Inc.
The outer diameter of
Five main bodies were molded, each having an inner diameter of 54 m, a length of 1,000 m, and a helical winding of carbon fiber with a winding angle of ±45 m relative to the axial direction.
各本体の強化繊維の体積含有率は、約60%であつた。
次に、厚みが0.1mm11mm15m11110vn
である4種類のシリコーンゴムチユーグを用意し、5本
のうちの4本の本体にこれらシリコーンゴムチユーブを
圧入し、4種類のシリコーンゴム被覆本体を得た。The volume content of reinforcing fibers in each main body was about 60%.
Next, the thickness is 0.1mm 11mm 15m 11110vn
Four types of silicone rubber tubes were prepared, and these silicone rubber tubes were press-fitted into four of the five bodies to obtain four types of silicone rubber coated bodies.
次に、上記5種類の本体の軸方向両端にそれぞれ金属製
のヨークを接着し、プロペラシヤフトを得た。Next, metal yokes were adhered to both axial ends of each of the five types of main bodies to obtain propeller shafts.
次に、上記5種類のプロペラシヤフトについて、上方か
ら1kf!の鋼球を高さを変えて自由落下させ、本体に
亀裂を生ずるエネルギー(鋼球の重量×鋼球の落下高さ
)を測定した。Next, regarding the above five types of propeller shafts, 1kf from above! A steel ball was allowed to fall freely at different heights, and the energy (weight of the steel ball x falling height of the steel ball) that caused a crack in the main body was measured.
測定結果を次表に示す。上記測定結果から、シリコーン
ゴムの厚みがわずかに061mmのものでさえ、その破
壊エネルギーは、シリコーンゴムの被覆を有しないもの
約1.38倍も高いことがわかる。The measurement results are shown in the table below. From the above measurement results, it can be seen that even when the thickness of the silicone rubber is only 061 mm, the fracture energy is about 1.38 times higher than that without silicone rubber coating.
つまり、この発明のプロペラシヤフトはそれだけ衝撃強
度が高いわけである。しかも、両者の重量測定では、0
.1mm厚のシリコーンゴムを被覆することによる重量
増大はわずかに約3.7%にすぎない。また、シリコー
ンゴムの厚みが5mmの場合に3.31<9・mの破壊
エネルギーが得られているが、これは1009の物体を
時速1001c1nの速度で衝突させた場合のエネルギ
ーに相当し、シリコーンゴムによる衝撃強度の向上効果
が極めて大きいことがわかる。In other words, the propeller shaft of this invention has a correspondingly high impact strength. Moreover, in the weight measurement of both, 0
.. The weight increase due to coating with 1 mm thick silicone rubber is only about 3.7%. Furthermore, when the thickness of the silicone rubber is 5 mm, a fracture energy of 3.31 < 9 m is obtained, which corresponds to the energy when a 1009 object collides at a speed of 1001 c1n per hour, and the silicone rubber It can be seen that the impact strength improvement effect of rubber is extremely large.
図面は、この発明の自動車用プロペラシヤフトの一実施
態様を示す一部破断した概略正面図である。
1・・・・・・FRP製本体、2・・・・・・ヨーク、
3・・・・・・シリコーンゴムチユーブ、4・・・・・
・プロペラシヤフト。The drawing is a partially cutaway schematic front view showing one embodiment of a propeller shaft for an automobile according to the present invention. 1...FRP body, 2...Yoke,
3...Silicone rubber tube, 4...
・Propeller shaft.
Claims (1)
の軸方向両側に接合したヨークとを有し、かつ前記本体
の外周面がシリコーンゴムで被覆されていることを特徴
とする自動車用プロペラシャフト。1. A propeller shaft for an automobile, comprising a cylindrical body made of fiber-reinforced plastic and a yoke joined to both sides of the body in the axial direction, and an outer circumferential surface of the body being coated with silicone rubber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14563076A JPS5921804B2 (en) | 1976-12-06 | 1976-12-06 | automotive propeller shaft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14563076A JPS5921804B2 (en) | 1976-12-06 | 1976-12-06 | automotive propeller shaft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5371421A JPS5371421A (en) | 1978-06-24 |
| JPS5921804B2 true JPS5921804B2 (en) | 1984-05-22 |
Family
ID=15389438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14563076A Expired JPS5921804B2 (en) | 1976-12-06 | 1976-12-06 | automotive propeller shaft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5921804B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60172806U (en) * | 1984-04-21 | 1985-11-15 | 北日本電線株式会社 | Automatic road snow melting control device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0583438U (en) * | 1992-04-16 | 1993-11-12 | 三菱自動車工業株式会社 | Damping composite propeller shaft |
-
1976
- 1976-12-06 JP JP14563076A patent/JPS5921804B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60172806U (en) * | 1984-04-21 | 1985-11-15 | 北日本電線株式会社 | Automatic road snow melting control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5371421A (en) | 1978-06-24 |
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