动力传递轴制造技术

本发明专利技术涉及具备金属制轴主体(2)；以及与金属制轴主体(2)连接设置的纤维强化塑料制的轴副体(3)的动力传递轴(1)。在金属制轴主体(2)的一方的端缘部形成有波形部，并且在轴副体(3)的金属制轴主体侧的端缘部形成有三角波形部(11)。通过主体侧的三角波形部(9)的侧边与副体侧的三角波形部(11)的侧边接触进行的啮合，而将金属制轴主体(2)与轴副体(3)呈直线状地配设成一体。将轴副体(3)的纤维强化塑料的纤维取向角度(θ)与负载有转矩的状态下在各三角形状部的斜边产生的应力方向为相同方向。

Power transmission shaft

The present invention relates to a power transmission shaft (1) having a metal spindle body (2) and a fiber reinforced plastic (3) attached to a metal spindle body (2). A curved portion is formed at the end edge of one side of the metal shaft main body (2) and a triangular waveform portion (11) is formed at the end edge of the metal shaft body side of the shaft pair (3). The metal spindle body (2) is aligned with the shaft pair (3) in a linear manner by engaging the engagement of the sides of the triangular waveform portion (9) of the main body to the side of the triangular waveform portion (11) of the side of the secondary body. The fiber orientation angle (theta) of the fiber-reinforced plastic (3) of the shaft pair is in the same direction as the stress direction at the bevel of each triangular part under the condition that the torque is in the load.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】动力传递轴
本专利技术涉及一种动力传递轴，特别是涉及机动车、各种工业机械中使用的动力传递用轴。
技术介绍
机动车、各种工业机械中使用的动力传递用轴一般为钢制。然而，在这种钢制的情况下重量大。因此，近年来，有时为了轻型化而使用CFRP(碳纤维强化塑料)等纤维强化塑料。这样，在使用纤维强化塑料的情况下，为了防止强度劣化，同时采用铁钢构件。因此，产生将纤维强化塑料与铁钢构件接合的需要，以往，存在考虑该纤维强化塑料与铁钢构件的接合性的技术(专利文献1～专利文献3)。在专利文献1中，在纤维强化塑料(FRP)制的管体的端部，经由铆钉与金属制轭接合。在该情况下，FRP制的管体由纤维的取向角度相对于中心轴呈大致直角地卷绕而成的直角卷层构成，在端部交替地配设有纤维的取向角度相对于中心轴呈锐角地卷绕而成的锐角卷层、所述直角卷层。在专利文献2中，FRP制筒体的端部具有纤维的取向角度相对于中心轴小于45度的斜向卷层、夹装在该斜向卷层之间的环箍卷层。环箍卷层的纤维的取向角度为45度以上且小于90度。并且，在该端部压入有由金属板形成的中间圆筒构件，此外，在该中间圆筒构件嵌入有金属制轭的压入轴部。在该情况下，在中间圆筒构件的外径面以及内径面形成有锯齿，在将中间圆筒构件压入FRP制筒体的端部时，外径面侧的锯齿切入FRP制筒体的端部的内径面。另外，通过将金属制轭的压入轴部嵌入中间圆筒构件，从而形成于金属制轭的压入轴部的外径面的锯齿与内径面的锯齿啮合。由此，将金属轭与FRP制筒体接合。专利文献3记载了在FRP圆筒的两端部结合有金属制的端部连结器而成的FRP驱动轴。在该情况下，端部连结器包括锯齿轴构件以及与该锯齿轴构件结合的大径凸缘构件。并且，在锯齿轴构件外嵌有由形成有波形卡合部的短圆筒体构成的金属制的对接套筒，并且FRP圆筒的端部呈外嵌状嵌入锯齿轴构件。另外，在FRP圆筒的端部形成有波形卡合部，在所述对接套筒的波形卡合部与该波形卡合部对接的状态下，波形卡合部彼此嵌合。并且，在该波形卡合部的嵌合部位外嵌有由短圆筒体构成的套筒。在该情况下，使FRP圆筒的波形卡合部与套筒的波形卡合部嵌合，在该状态下，将套筒外嵌于波形卡合部的嵌合部位并进行粘合。并且，将FRP圆筒与对接套筒一体而成的构件压入锯齿轴构件。在先技术文献专利文献专利文献1：日本实开平1-91118号公报专利文献2：日本特开2004-308700号公报专利文献3：日本特开2011-52720号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在所述专利文献1中，如上所述，在FRP制的管体的端部嵌入有金属制轭，使用铆钉将它们连结。因此，在负载有转矩时等，存在应力集中于铆钉贯通部位导致在产生比较低的转矩时破损的可能性。另外，由于使用铆钉，因此组装性以及接合性说不上优异。在专利文献2中，使中间圆筒构件的外径面侧的锯齿切入FRP制筒体的端部的内径面，存在因该切入而使FRP制筒体的内径面侧的纤维被切断的可能性。因此，在负载有转矩时容易在FRP(纤维强化塑料)层间产生剥离。在专利文献3中，在FRP圆筒的端部，在波形卡合部与对接套筒的波形卡合部对接的状态下，波形卡合部彼此嵌合。然而，在该情况下，锯齿轴构件的锯齿切入FRP圆筒的端部的波形卡合部的内径面。因此，与所述专利文献2同样，存在FRP圆筒的内径面侧的纤维被切断的可能性。另外，不存在关于FRP圆筒的纤维取向方向的限定。因此，在负载有转矩时，存在纤维在剪断方向上受到力的可能性，在强度方面不稳定。因此，本专利技术提供能够将纤维强化塑料的扭转强度确保为高级别且能够实现轻型化的动力传递轴。用于解决课题的手段一种动力传递轴，其具备金属制轴主体；以及与该金属制轴主体连接设置的纤维强化塑料制的轴副体，该轴副体的纤维强化塑料具有带有方向性的纤维，其中，在金属制轴主体的一方的端缘部形成有沿着周向配设多个三角形状部而成的三角波形部，并且在轴副体的金属制轴主体侧的端缘部形成有沿着周向配设多个三角形状部而成的三角波形部，在金属制轴主体的一方的端缘部与轴副体的金属制轴主体侧的端缘部对接的状态下，通过主体侧的三角波形部的侧边与副体侧的三角波形部的侧边接触进行的啮合，从而将金属制轴主体与轴副体呈直线状地配设成一体，并且，轴副体的纤维强化塑料的纤维取向角度与负载有转矩的状态下在各三角形状部的斜边产生的应力方向为相同方向。在该情况下，作为纤维取向角度，优选为30°～60°以及-30°～-60°，特别优选为±45°。需要说明的是，作为纤维取向角度，在为30°～60°、-30°～-60°的情况下，使三角波形部的各三角形状部的斜边相对于轴副体轴心所成的角度为30°～60°、-30°～-60°。根据本专利技术的动力传递轴，通过将轴副体的纤维强化塑料的纤维取向角度构成为，与负载有转矩的状态下在各三角形状部的斜边产生的应力方向为相同方向，从而能够将纤维强化塑料的扭转强度确保为高级别。另外，在作为纤维取向角度，设为30°～60°(-30°～-60°)的情况下，通过使三角波形部的各三角形状部的斜边相对于轴副体轴心所成的角度为30°～60°(-30°～-60°)，从而作为三角形状部，形成其顶点部约为60°～120°的三角形状，形状带来的强度也稳定。即，若顶点部约为60°以下的锐角，则成为所谓的尖细形状，形状导致强度不稳定，相反若为120°的钝角，则嵌合部的轴向长度变短，难以发挥稳定的转矩传递功能。优选为，在所述轴副体中内嵌有芯骨，该芯骨接合于金属制轴主体。能够在供三角波形部啮合的啮合部外嵌有环状的套筒构件、或卷绕设置将树脂含浸于纤维而成的片材、或卷绕设置含浸有树脂的纤维体。由此，能够防止供三角波形部啮合的啮合部在负载有转矩时向外径侧扩大(扩径)。也可以在轴副体的纤维强化塑料中含浸有多个短纤维。通过含浸多个短纤维，能够提高纤维强化塑料的强度。也可以采用如下方式，金属制轴主体在一方的端缘部侧具有构成所述三角波形部的波形部构成构件，通过保护用管材覆盖波形部构成构件、供三角波形部啮合的啮合部以及轴副体。专利技术效果在本专利技术中，能够将纤维强化塑料的扭转强度确保为高级别，基于形状带来的强度也稳定。因此，能够提供如下动力传递轴，该动力传递轴能够实现轻型化，能够有效地发挥转矩传递功能。在轴副体中内嵌有芯骨的情况下，能够防止轴副体的压曲，并且有助于扭转强度提高。通过将套筒构件等外嵌于供三角波形部啮合的啮合部，能够防止在负载有转矩时向外径侧扩大(扩径)，能够防止接合力降低，能够长期发挥稳定的转矩传递功能。通过含浸多个短纤维，从而能够提高纤维强化塑料的强度，能够提供耐久性更加优异的动力传递轴。若通过保护用管材进行覆盖，则能够通过该保护用管材，在轴副体的外周侧发挥作为用于加强扭转强度的芯骨的作用，并且能够对其进行保护以不受来自外部的异物(例如飞石)、紫外线等的影响。附图说明图1是示出本专利技术的动力传递轴的分解状态的俯视图。图2是示出图1所示的所述动力传递轴的分解状态的立体图。图3是图1所示的所述动力传递轴的组装状态的主要部分以剖面示出的俯视图。图4是图1所示的所述动力传递轴的组装状态的俯视图。图5是图1所示的所述动力传递轴的供三角波形部啮合的啮合部的放大俯视图。图6是将树脂含浸于纤维取向角为45°的纤维中而成的片卷绕设置于啮合部而成的动力传递本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力传递轴，其具备：金属制轴主体；以及与该金属制轴主体连接设置的纤维强化塑料制的轴副体，该轴副体的纤维强化塑料具有带有方向性的纤维，其特征在于，在所述金属制轴主体的一方的端缘部形成有沿着周向配设多个三角形状部而成的三角波形部，并且在所述轴副体的所述金属制轴主体侧的端缘部形成有沿着周向配设多个三角形状部而成的三角波形部，在所述金属制轴主体的一方的端缘部与所述轴副体的金属制轴主体侧的端缘部对接的状态下，通过主体侧的三角波形部的侧边与副体侧的三角波形部的侧边接触进行的啮合，而将所述金属制轴主体与所述轴副体呈直线状地配设成一体，并且，所述轴副体的纤维强化塑料的纤维取向角度与负载有转矩的状态下在各三角形状部的斜边产生的应力方向为相同方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.17 JP 2014-2327191.一种动力传递轴，其具备：金属制轴主体；以及与该金属制轴主体连接设置的纤维强化塑料制的轴副体，该轴副体的纤维强化塑料具有带有方向性的纤维，其特征在于，在所述金属制轴主体的一方的端缘部形成有沿着周向配设多个三角形状部而成的三角波形部，并且在所述轴副体的所述金属制轴主体侧的端缘部形成有沿着周向配设多个三角形状部而成的三角波形部，在所述金属制轴主体的一方的端缘部与所述轴副体的金属制轴主体侧的端缘部对接的状态下，通过主体侧的三角波形部的侧边与副体侧的三角波形部的侧边接触进行的啮合，而将所述金属制轴主体与所述轴副体呈直线状地配设成一体，并且，所述轴副体的纤维强化塑料的纤维取向角度与负载有转矩的状态下在各三角形状部的斜边产生的应力方向为相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：板垣卓，浅野祐一，小林智茂，此本武美，石岛实，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP