[发明专利]FRP制驱动轴

说明书

技术领域

本发明涉及用于例如车辆的传动轴(驱动轴)的FRP制驱动轴。

背景技术

由于FRP制驱动轴为在FRP(Fiber Reinforced Plastics：纤维强化塑料)圆筒的两端部结合金属制的端部接头而成的，因此具有轻量的优点。但是，如何提高FRP圆筒与端部接头的结合强度成为一个技术课题，先前以来提出了各种的方案(专利文献1至3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开平1-91118公报

专利文献2：日本实开平6-32726公报

专利文献3：日本特开2004-308700号公报

发明内容

(发明要解决的问题)

专利文献1以将FRP圆筒和端部接头通过在径向上贯通两者间的固定构件而结合的构造作为前提，提出了FRP圆筒侧的新的纤维构造的方案。但是，利用径向的贯通构件进行结合的构造在贯通部分产生应力集中，FRP圆筒或者贯通构件仍然容易产生破损。

专利文献2提出了将端部接头由插入固定于FRP圆筒的金属轭(ヨ一ク)、以及套于FRP圆筒的外周并焊接固定于该金属轭的外轴环构成的方案。但是，当将金属轭和外轴环进行焊接时，FRP圆筒由于热量而损坏的可能性较高，得到如该文献中记载的机械强度是非常困难。

专利文献3提出了使中间圆筒构件介于FRP圆筒与端部接头之间，使该中间圆筒构件的外周面与FRP圆筒锯齿结合，并使内周面与端部接头花键结合的构造的方案。但是，在转矩从端部接头传递到FRP圆筒时，FRP圆筒自身破损的可能性较高。特别在FRP圆筒由多个FRP层(通过将使碳纤维浸渍在热固性树脂片中而形成的多个预浸料卷成筒状并热硬化而形成)构成的情况下，产生层间的剥离现象，存在导致破损的可能性。

本发明基于以上的问题的认识，目的在于得到能够提高FRP圆筒与端部的金属制接头的结合强度并得到高传递转矩的FRP制驱动轴。

(解决技术问题的技术方案)

本发明人得出如下结论而得到本发明，即，FRP制驱动轴中的FRP圆筒的破损的原因是，当转矩在插入于FRP圆筒的两端部的端部接头与该FRP圆筒之间传递时，在FRP圆筒上，通过插入该圆筒内的端部接头而在其内周面施加较大的力，与此相对，由于在外周面上通过FRP圆筒的厚壁只不过间接地施加力，因此在内外周产生较大的应力差，进而产生层间的剥离现象。

本发明的FRP制驱动轴在FRP圆筒的两端部将金属制的端部接头结合而形成，该FRP制驱动轴的特征在于，由具有压入FRP圆筒内的锯齿部的压入接头、以及固定于FRP圆筒的外周的圆筒状外轴环构成端部接头，分别形成与该压入接头和圆筒状外轴环相互卡合而传递旋转的非圆形卡合部。

非圆形卡合部，具体来说，当考虑加工性时，可以由椭圆状孔和椭圆状截面轴部(具有一对平行平面部的孔部和轴部)构成。

在具体的一方式中，作为压入接头，使用锯齿部的直径为最大直径的棒状压入接头，在圆筒状外轴环上，设置有固定于FRP圆筒的外周面的筒状部、以及位于该筒状部的端部的端面部。并且，在该端面部上形成有收容在FRP圆筒的外径内的大小的非圆形卡合孔，在压入接头上，形成有卡合于该非圆形卡合孔的非圆形截面轴部。在该方式中，能够在将压入接头的锯齿部压入FRP圆筒内之后，将圆筒状外轴环套于FRP圆筒的外周面并固定，同时能够将圆筒状外轴环的非圆形截面孔套于压入接头的非圆形截面轴部。

在压入接头上设置有连接于锯齿部并且比该锯齿部大的大直径的凸缘部的方式中，在圆筒状外轴环上设置有比FRP圆筒大的大直径的端面部，在该端面部上，形成有从FRP圆筒的外径露出的大小的非圆形卡合孔。另一方面，在压入接头上，在锯齿部与大直径凸缘部之间形成有卡合于该非圆形卡合孔的非圆形截面轴部。在该方式中，能够在将圆筒状外轴环套于FRP圆筒的外周面并固定之后，将压入接头的锯齿部压入FRP圆筒内，同时将圆筒状外轴环的非圆形卡合孔套于非圆形截面轴部。具有锯齿部和大直径凸缘部的压入接头既能够由一个构件构成，也能够由后结合的大直径凸缘构件和锯齿轴构件这两个构件构成。

从强度的观点来看，优选的是，位于FRP圆筒的外侧的圆筒状外轴环的筒状部的轴向长度与位于FRP圆筒的内侧的锯齿部的有效锯齿长度大致相同，或者比其长。在后者的情况下，当进一步利用径向的贯通铆钉(固定铆钉)将圆筒状外轴环的筒状部中在内侧不存在锯齿部的部分与FRP圆筒结合时，能够提高FRP圆筒与圆筒状外轴环的结合强度。