(57)【要約】  【課題】強化繊維を用いたトルク伝達軸において、シャフトの重量増や製造コストが高くなることを抑えつつ、回転時に生じる曲げ方向の振動をより低減する。  【解決手段】強化繊維の層を含みシャフト軸方向に延在するシャフト本体を有する長さＬのシャフトと、該シャフトの両端部に装着された継ぎ手要素とを有するトルク伝達軸であって、前記シャフト本体は、その軸方向中央を跨いで、２５℃におけるエネルギーに関する損失係数が０．０４より大きい振動抑制層を、シャフトの軸方向に０．０２Ｌ以上で０．４Ｌ未満の長さで含むことを特徴とするトルク伝達軸。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維の層を含みシャフト軸方向に延在するシャフト本体を有する長さＬのシャフトと、該シャフトの両端部に装着された継ぎ手要素とを有するトルク伝達軸であって、前記シャフト本体は、その軸方向中央を跨いで、２５℃におけるエネルギーに関する損失係数が０．０４より大きい振動抑制層を、シャフトの軸方向に０．０２Ｌ以上０．４Ｌ未満の長さで含むことを特徴とするトルク伝達軸。
【請求項２】
前記振動抑制層は、２５℃におけるエネルギーに関する損失係数が０．０７より大きいトルク伝達軸。
【請求項３】
シャフトのＦＲＰ厚みをｔとしたとき、前記振動抑制層は、厚みが０．００５ｔ以上１．７ｔ未満である請求項１または２に記載のトルク伝達軸。
【請求項４】
前記シャフト本体は、軸方向に対して±５〜２０°の方向に配列された強化繊維の層を含み、かつ、前記シャフトは±７５〜９０°の方向に配列された強化繊維の層を含んでいる請求項１〜３のいずれかに記載のトルク伝達軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化繊維を用いたトルク伝達軸（推進軸）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車や船舶等で用いられるトルク伝達軸はほとんど金属製であったが、近年、車両重量を軽減して燃費を向上させるなどの目的で、熱硬化性樹脂を強化繊維で強化してなる繊維強化プラスチック製のものが検討されている。
【０００３】
自動車や船舶等のトルク伝達軸は、エンジンからの高速回転による加振力やエンジンからのトルク発生の変動に伴う周波数の振動や、他部品の振動およびこれらの高次の振動が複合的に作用する。これらの外部振動の周波数がトルク伝達軸の固有周波数に一致するとトルク伝達軸は共振状態になり、大きな振動や騒音を発生する。発生した騒音は搭乗者に不快感を与えることになる。
【０００４】
この問題を解決するためには、振動源の周波数とそれぞれの周波数に対してトルク伝達軸の固有周波数が一致しないように、トルク伝達軸を設計すれば良いが、様々な制約のため、そのような設計が困難な場合もある。
【０００５】
そこで良く行われる手法の一つとして、共振が起きても、トルク伝達軸側の振動応答を低くし、振動や騒音を低く抑えようとする技術がある。この技術としては、様々なものが提案されている。
【０００６】
例えば、シャフト内部にダイナミックダンパを配置し、曲げ方向の振動を低減させる技術が特許文献１に開示されている。しかしながら、この技術では、ダイナミックダンパを設置するために、シャフトを２重構造にする必要があり、部品点数、工数増による高コストが懸念されるだけでなく、複雑な構造になることにより、シャフトの重量増を招き、シャフトを繊維強化プラスチック製とする利点が低減する。
【０００７】
また、繊維強化プラスチック製シャフト内部のシャフト長手方向全体に、粒子状の振動抑止剤を分散させたマトリックスの層を形成させる技術が特許文献２に開示されている。しかしながら、この技術では、粒子がシャフト内部に均一に分散されにくいため、安定した品質のシャフトが得られない可能性があるばかりか、そこに開示された製造方法によれば、シャフト全体に粒子が分散されてしまうため、必要としない所にも粒子が分散され、シャフトの重量増を招いたり高コストになったりするという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２７８６０４号公報
【特許文献２】特開平７−９１４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記した従来の技術が有する問題を解決し、強化繊維を用いたトルク伝達軸において、シャフトの重量増や製造コストが高くなることを抑えつつ、回転時に生じる曲げ方向の振動をより低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のトルク伝達軸は、前記した課題を解決するため、次の構成を有する。すなわち、強化繊維の層を含みシャフト軸方向に延在するシャフト本体を有する長さＬのシャフトと、該シャフトの両端部に装着された継ぎ手要素とを有するトルク伝達軸であって、前記シャフト本体は、その軸方向中央を跨いで、２５℃におけるエネルギーに関する損失係数が０．０４より大きい振動抑制層を、シャフトの軸方向に０．０２Ｌ以上０．４Ｌ未満の長さで含むことを特徴とするトルク伝達軸である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るトルク伝達軸は、振動を抑制する振動抑制層を必要量だけ有しているので、シャフトの重量増や製造コストが大きくなることを抑えつつ、回転時に生じる曲げ方向の振動に対するトルク伝達軸側の振動応答を低くし、振動や騒音を低く抑えることができるという効果を有する。また、そのような振動抑制層を、曲げ方向の１次固有モードで最も大きく変形するシャフト本体の中央に設けているので、その効果をより顕著なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明におけるシャフトを成形するに好適なフィラメントワインディング成形を説明するための中間工程での斜視図である。
【図２】本発明に用いられるシャフトの一例を示す斜視図である。
【図３】インパルス加振応答による伝達関数を測定する様子を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のトルク伝達軸は、強化繊維の層を含みシャフト軸方向に延在するシャフト本体を有する長さＬのシャフトと、該シャフトの両端部に装着された継ぎ手要素とを有する。強化繊維の層を含みシャフト軸方向に延在するシャフト本体は、いわゆる繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰ）製であり、フィラメントワインディング法やテープワインディング法、シートワインディング法等により、熱硬化性樹脂に代表される樹脂を含浸させた強化繊維をマンドレルに巻き付けて成形する方法などにより得られる。また、継ぎ手要素は通常、金属製である。
【００１４】
本発明において、強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、セラミック繊維等が適用可能である。また、必ずしも１種類の繊維から構成される必要はなく、複数の種類の繊維を組み合わせて用いてもよい。より軽量かつ高剛性なトルク伝達軸を得るには、比強度、比剛性に優れる炭素繊維の使用が好ましい。また繊維の製造コスト、量産性を鑑みると、ガラス繊維を用いるのも有効である。さらに高強度、高剛性、量産性をバランスよく満たすには、炭素繊維とガラス繊維を組み合わせて用いるのがよい。このとき、炭素繊維以外の強化繊維は、トルク伝達軸に必要なねじり強度やねじり剛性を確保するため、強化繊維の全質量あたり４０質量％以下とするのがよい。
【００１５】
また、強化繊維に含浸させる樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネイト樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、酢酸セルロース樹脂などなどの熱可塑性樹脂が好適に用いられるが、これらの中でも、良好な作業性と成形後の優れた機械特性という点を考慮すると熱硬化性樹脂が好ましく用いられ、中でも、高耐熱、高剛性、耐環境性、かつ耐薬品性に優れるエポキシ樹脂が特に好ましく用いられる。
【００１６】
本発明において、シャフト本体は、その軸方向中央を跨いで、２５℃におけるエネルギーに関する損失係数が０．０４より大きい振動抑制層を、シャフトの軸方向に、０．０２Ｌ以上０．４Ｌ未満の長さで含む。かかる振動抑制層は、２５℃におけるエネルギーに関する損失係数が０．０７より大きいことが好ましい。
【００１７】
本発明において、振動抑制層は、一般に強化繊維の層に比べ弾性率が低い。そのため制御振動層は主にシャフトの振動を抑制する材料としてのみ機能し、トルク支持の役割は強化繊維の層が受け持つことになる。したがって、より軽量かつ高剛性なシャフトを設計するには、高い振動抑制効果を維持しつつ、制御振動層を出来る限り少なくするのがよい。一方、船舶、自動車に用いられるトルク伝達軸では、曲げ方向の１次の振動モードが騒音の問題となる場合が最も多い。これは曲げ方向の１次の振動モードは、最も振動数が低く、人の耳に聞こえる周波数域となり易いためである。さらに、曲げ方向の１次の振動モードは共振を引き起こした場合に発生する振幅が大きくなり易いモードであるため、振動によりシャフト内に介在する微小き裂が成長し、シャフトの強度を低下させる要因にもなる。そこで本発明のトルク伝達軸では曲げ方向の１次固有モードを減衰することに特化し、振動抑制層を同モードで最も大きく変形するシャフト本体の軸方向の中央に設ける。これにより少ない量の制振減衰層で、振動を効率的に抑制することができる。このとき、シャフト本体の軸方向中央から振動抑制層の形成位置がずれると、変形が小さいために振動抑制効果が低下する。軸方向に余りに長い長さの振動抑制層を配置しても、得られる効果はほとんど変わらず、重量増、高コストとなる。また振動抑制層の長さが短すぎると、振動抑制の効果が小さくなる。本発明において、シャフト軸方向における振動抑制層の長さは、好ましくは０．０３Ｌ以上０．３Ｌ以下、より好ましくは０．０５Ｌ以上０．３Ｌ以下、さらに好ましくは０．０５Ｌ以上０．２５Ｌ以下、特に好ましくは０．１Ｌ以上０．２Ｌ以下である。
【００１８】
本発明において、振動抑制層は、シャフトのＦＲＰ厚みをｔとしたとき、０．００５ｔ以上１．７ｔ未満の厚みであるのが良い。振動抑制層が厚いほど振動抑制の効果は大きくなるが、振動抑制層の厚みが１．７ｔ以上であっても、得られる効果はほとんど変わらず重量増、高コストとなる。また振動抑制層の厚みが０．００５ｔより小さいと、重量やコストは抑えられるものの、振動抑制の効果が小さくなる。さらには制御振動層をシャフトに配置する際に静電気の影響で制御振動シートが丸まったり、過度に力が加わって破けたりするなど基材のハンドリング性が悪くなることがある。なお、かかる振動抑制層の厚みは、シャフトを構成する壁全体で１．７ｔ未満になるなら、複数層に分割して積層されていても良い。本発明において、振動抑制層の厚みは、好ましくは０．００５ｔ以上１．６ｔ以下、より好ましくは０．０１ｔ以上１．５ｔ以下、さらに好ましくは０．０１ｔ以上１．３ｔ以下、特に好ましくは０．０１５ｔ以上１．０ｔ以下、最も好ましくは０．１ｔ以上１．０ｔ以下である。なお、シャフトのＦＲＰ厚みとは、振動抑制層が配される位置での、シャフトの壁を構成するＦＲＰの厚みをいい、通常、シャフトの壁全体の厚みから振動抑制層の厚みを差し引いた値である。
【００１９】
なお、エネルギーに関する損失係数とは、自身の変形によって蓄えられた弾性エネルギーに対する粘性によって消失された（熱エネルギーに変換）されるエネルギーの比を言い、一般的にはtanδとして示されることが多い。すなわち、tanδが大きいということは、振動による変形が時間に伴って減少する度合いが大きく、振動抑止あるいは減衰効果が大きいことになる。本発明において、振動抑制層の２５℃におけるtanδは、好ましくは０．０４以上、より好ましくは０．０６以上、さらに好ましくは０．０８以上、特に好ましくは０．０９以上、最も好ましくは０．０９５以上である。
【００２０】
振動抑制層の２５℃におけるtanδは大きいほど良いが、余りに大きなtanδを有する振動抑制層は柔らかすぎるため、成形時の作業性が悪化することがある。よって、通常は、振動抑制層の２５℃におけるtanδは、１０程度が上限である。ここでtanδは、振動抑制シートが繊維シート、あるいはフィルムなどのいずれであっても、ＪＩＳ−Ｋ−７２４４−５（１９９９年改定）に準拠して測定し、特に本発明では２５℃での測定値を用いる。
【００２１】
シャフト本体に、かかる振動抑制層を形成するためには、２５℃におけるtanδが０．０４より大きい振動抑制シートを、未硬化のマトリックス樹脂と強化繊維からなるシャフト本体を成形する際の前駆体において、その軸方向中央を跨ぐ位置の表面に巻き付け、その後マトリックス樹脂を硬化させればよく、それにより接着剤等を使用することなくシャフト本体に積層させることができる。もちろん、かかるシートを、マトリックス樹脂を硬化した後のシャフト本体において、その軸方向中央を跨ぐ位置の表面に接着剤や両面テープを介して貼り付けても良い。さらには平面状の振動抑制シートを円筒状に丸めてシャフト内に挿入し、該シート自身の復元力でシャフト壁に沿わせて、これを振動抑制層としても良い。また、硬化することにより振動抑制層となる液状の樹脂を用いる場合には、かかる液状の樹脂を、マトリックス樹脂を硬化した後のシャフト本体表面に塗りつけた後、前記液状の樹脂を硬化させて、一体化しても良い。なお、前記振動抑制シートとしては、繊維シートやフィルムが含まれる。繊維シートとしては、短繊維分散布、不織布、織物、編物などの繊維の集合体を含み、さらに該集合体の形態を保持するために、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂などのバインダーを含有していても良い。またフィルムとしては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、あるいはゴムを用いたフィルムが有効である。あるいは微小な粒子状の前記ゴムを前記熱硬化性樹脂、あるいは前記熱可塑性樹脂中に分散させた複合フィルムを用いてもよい。繊維シート、あるいはフィルムに用いられる材料としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴムなどが挙げられる。このとき熱硬化性樹脂の例としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂などが挙げられる。また熱可塑性樹脂としては、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネイト樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、酢酸セルロース樹脂などが挙げられる。さらにゴムとしては、天然ゴムや合成ゴム（アクリルゴム、ニトリルゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム）などが挙げられる。
【００２２】
本発明におけるシャフトは、曲げ方向の一次の振動モードに対する固有振動数が高く、また捻り強度が高い方が有利であるが、これらを両立させるためにはシャフト本体は、シャフト本体の軸と強化繊維とのなす角（以下、配向角度と称する）が±５〜２０°の配向角度で配列された強化繊維の層、いわゆる螺旋巻層を含んでいることが好ましい。配向角度が小さいほど、シャフト本体の曲げ剛性が高くなり固有振動数を高く設定することができるが、配向角度が±５°より小さくなるように強化繊維を配列しようとすれば、繊維の配列が乱れ易い。これにより樹脂だまりなどの欠陥が発生し易くなり、捻り強度が低下したり、外観品位が著しく低下したりする。また、配向角度が４５°に近いほどシャフト本体の捻り剛性、ねじり強度は高くなるが、曲げ剛性は低下するため固有振動数が低下し、騒音などの問題が発生し易くなる。したがって、曲げ剛性、捻り剛性、捻り強度をバランス良く高い水準に保つには配向角度が±５〜２０°である強化繊維の層を含むシャフト本体とするのが良い。また、継ぎ手要素が圧入で装着される場合には、シャフトの端部の周方向の強度を向上させ、変形や螺旋巻層の損傷を防止することを目的として、シャフト本体の端部内側、すなわちャフト本体の端部かつ内半径側に、シャフト本体の軸方向に対して強化繊維が±７５〜９０°の配向角度で配列した強化繊維の層、いわゆる周方向補強層を設けてシャフトを構成することが好ましい。さらに、優れた成形速度と高い円周方向の強度を両立させるためには、かかる配向角度は７５〜８５°であることがより好ましい。
【００２３】
次に、本発明の一実施形態を、図面を用いて具体的に説明する。図１に示すように、円筒状のマンドレル１に離型剤を塗布し、その両端に繊維折り返し治具２を固定する。次にフィラメントワインディング装置などにより、未硬化の熱硬化性樹脂を含浸した強化繊維３を、所定の巻き角度でマンドレル１の軸方向に巻き付けていく。
【００２４】
まず、マンドレル１の端部にきた強化繊維３は、繊維折り返し治具２上の係止部４に引っかけられた後、反対方向への折り返しのため、繊維折り返し治具２の軸部５に巻きつけられる。この繰り返しによりマンドレルに対して所定の角度で巻き付けられる。
【００２５】
未硬化の熱硬化性樹脂を含浸した強化繊維をマンドレル１へ所定量巻き付けて前駆体を形成した後、振動抑制シート６を、前駆体の軸方向中央を跨ぐ位置の表面に巻き付ける。なお、振動抑制層をシャフトの最内層や途中の層に配するようにするためには、振動抑制シートを、強化繊維巻き付け前にマンドレルに巻き付けるなどして配置するか、あるいは強化繊維を巻き付け途中のシャフト表面に巻き付けるなどして配置すればよい。
【００２６】
かかる前駆体を、繊維折り返し治具２とマンドレル１の接続位置でそれぞれをカッターにより切断する。そして、繊維折り返し治具２をマンドレル１から取り外し、その後、前駆体が巻き付けられたマンドレル１を加熱炉に入れ、所定の温度と時間で熱硬化性樹脂を硬化させる。熱硬化性樹脂を硬化させた後、マンドレル１を引き抜いた成形体を所定の長さに切断することにより、図２に示すような振動抑制層を有するシャフト７が得られる。
【実施例】
【００２７】
次に、実施例を用いて本発明をより具体的に説明する。各実施例、比較例により得られたデータは表１〜４に纏めた。ここで、表１は振動抑制層の長さの効果（モビロン）、表２は振動抑制層の長さの効果（ボール紙）、表３は振動抑制層の厚さの効果、表４は振動抑制層の減衰係数ｔａｎδの効果について纏めている。なお、本実施例において、シャフトの振動減衰性能は次のようにして測定した。
【００２８】
［シャフトの振動減衰性能］
シャフトの振動減衰性能は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transformation）を用いたインパルス加振応答による伝達関数から次のようにして測定する。図３に示すように、測定すべきシャフト７を、その両端を直径５ｍｍのゴム８でつるした状態で、加速度センサー９を全長の１／２の位置に設置し、加速度センサー９の１８０°反対位置でインパルスハンマー１０により加振し、インパルスハンマーの打撃力と加速度センサーから検出される加速度のシグナルをＦＦＴアナライザー１１へ取り込んで伝達関数を求め、曲げ１次固有値の伝達関数のｙ軸のピーク値からゲインを読みとり、さらに演算プログラムにより減衰比の計算を行う。減衰比は伝達関数のｙ軸のピーク値の１／√２の値をとる位置から周波数幅を求め、曲げ１次固有値で割り返して算出する半値幅法を用いた。シャフトの曲げ１次固有値と車体の固有振動数が近いと騒音（こもり音）が発生するが、この時、曲げ１次固有値でのゲイン（ｄＢ）の値が小さいほど発生するこもり音は小さくなり、また、演算プログラムより求められる減衰比の値が大きいほど、シャフトが振動しにくくなる。
【００２９】
（実施例１）
フィラメントワインディング装置に、繊維折り返し治具を両端に固定した全長１２００ｍｍ、直径６５ｍｍのマンドレルをセットし、当該マンドレルに、強化繊維として用いられる東レ(株)製炭素繊維“トレカ（登録商標）”Ｔ７００ＳＣ−２４Ｋの糸束３本を引き揃え、それにビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、酸無水物および硬化促進剤を混合した溶液（以下、樹脂Ｂと称する）を含浸させた状態でマンドレルに巻き取るため給糸した。
【００３０】
まず、最内層に、強化繊維をマンドレルの軸方向に対して＋８３度の巻き角度でマンドレルの全長にわたり、厚さ０．２ｍｍで１層積層した。この時、繊維強化プラスチック製のシャフト本体の両端の接合強度を高めるために、シャフト本体の端部となるべき位置においては、マンドレルの軸方向に対して±８３度の巻き角度でなく、マンドレルの軸方向に対して±８５度の巻き角度で基準位置から１３５．７ｍｍの長さにわたって７層積層して、続いて、同じ基準位置から±８５度の巻き角度で１８１．７ｍｍの長さにわたって８層積層して周方向補強層を両端部のそれぞれに形成した。
【００３１】
次に、強化繊維をマンドレルの軸方向に対して±１２度の角度で５層積層し、２．５ｍｍの肉厚とした。ここで、強化繊維がマンドレルの外周面をすべて覆うために、１層当たりの強化繊維の往復回数は１１回とした。つづいて、マンドレルの全長にわたりマンドレルの軸方向に対して−８３度の巻き角度で０．２ｍｍ積層して前駆体を形成した。最後に、振動抑制シートとして、日清紡ケミカル（株）製、モビロン（商標）フィルム（２５℃でのtanδ：０．１）を材質とする振動抑制シートを、マンドレルの中央から対称に位置するように設置し、１周巻き付けた。振動抑制シートは、マンドレルの軸方向に５０ｍｍの幅を有し、厚みは０．５ｍｍのものを用いた。
【００３２】
続いて、得られた前駆体を加熱炉に投入し、所定の温度条件にてエポキシ樹脂の硬化を行い、硬化が完了した後、マンドレルから成形品を脱芯した。脱芯後、成形品の両端１００ｍｍを切り落とし、長さ１０００ｍｍ、中央部外径７１ｍｍ、シャフトのＦＲＰ厚み２．９ｍｍのシャフトを得た。得られたシャフトについて振動減衰性能および重量増を測定した結果を、用いた振動抑制シートの材質や形状とともに表１に示す。なお、表１中、重量増（％）の値は、比較例１で得られたシャフトの重量を１とした場合の重量増加量を百分率で表している。
【００３３】
（実施例２）
用いる振動抑制シートを、マンドレルの軸方向に２５０ｍｍの幅を有し、厚みが０．５ｍｍのものに変更した以外は、実施例1と同様にして、長さ１０００ｍｍ、中央部外径７１ｍｍ、シャフトのＦＲＰ厚み２．９ｍｍのシャフトを得た。得られたシャフトについて振動減衰性能および重量増を測定した結果を、用いた振動抑制シートの材質や形状とともに表１に示す。
【００３４】
（実施例３）
用いる振動抑制シートを、マンドレルの軸方向に５０ｍｍの幅を有し、厚みが０．０２５ｍｍのものに変更した以外は、実施例1と同様にして、長さ１０００ｍｍ、中央部外径７１ｍｍ、シャフトのＦＲＰ厚み２．９ｍｍのシャフトを得た。得られたシャフトについて振動減衰性能および重量増を測定した結果を、用いた振動抑制シートの材質や形状とともに表３に示す。
【００３５】
（実施例４）
用いる振動抑制シートを、マンドレルの軸方向に５０ｍｍの幅を有し、厚みが０．５ｍｍのものを６層重ねて３．０ｍｍの厚みにした以外は、実施例1と同様にして、長さ１０００ｍｍ、中央部外径７１ｍｍ、シャフトのＦＲＰ厚み２．９ｍｍのシャフトを得た。得られたシャフトについて振動減衰性能および重量増を測定した結果を、用いた振動抑制シートの材質や形状とともに表３に示す。
【００３６】
（実施例５）
用いる振動抑制シートを、マンドレルの軸方向に５０ｍｍの幅を有し、厚みが０．５ｍｍのものを１０層重ねて５．０ｍｍの厚みした以外は、実施例1と同様にして、長さ１０００ｍｍ、中央部外径７１ｍｍ、シャフトのＦＲＰ厚み２．９ｍｍのシャフトを得た。得られたシャフトについて振動減衰性能および重量増を測定した結果を、用いた振動抑制シートの材質や形状とともに表３に示す。
【００３７】
（比較例１）
振動抑制シートを用いなかった以外は、実施例1と同様にして、長さ１０００ｍｍ、中央部外径７１ｍｍ、シャフトのＦＲＰ厚み２．９ｍｍのシャフトを得た。得られたシャフトについて振動減衰性能および重量増を測定した結果を、用いた振動抑制シートの材質や形状とともに表１〜４に示す。
【００３８】
（比較例２）
用いる振動抑制シートを、マンドレルの軸方向に４００ｍｍの幅を有し、厚みが０．５ｍｍのものに変更した以外は、実施例1と同様にして、長さ１０００ｍｍ、中央部外径７１ｍｍ、シャフトのＦＲＰ厚み２．９ｍｍのシャフトを得た。得られたシャフトについて振動減衰性能および重量増を測定した結果を、用いた振動抑制シートの材質や形状とともに表１に示す。
【００３９】
（実施例６）
比較例１で得られたシャフトの表面に、主剤であるナガセケムテックス（株）製デナコールＥＸ−８４１（１００重量部）と、硬化剤であるジャパンエポキシレジン（株）製Ｄｉｃｙ７（商標）（３．２重量部）と、硬化促進剤である保土谷化学（株）製ＤＣＭＵ９９（商標）（重量３部）と、熱可塑性樹脂である松本油脂（株）製マツモトマイクロスフェアーＭ（商標）（重量１０部）を混合した溶液（樹脂Ａ）を、シャフトの中央から対称に位置するよう、シャフトの軸方向に２５０ｍｍの幅で、厚みが０．５ｍｍになるように塗布した後に、１００℃で２時間硬化させて、樹脂Ａの硬化物を振動抑制層として付加したシャフトを得た。得られたシャフトについて振動減衰性能および重量増を測定した結果を、用いた振動抑制層の材質や形状とともに表４に示す。なお、樹脂Ａの硬化物の25℃でのtanδは、樹脂Ａをシート状に賦形し、同一条件で硬化した厚み０．５ｍｍの硬化物を別途作製し、そのシートについて測定したものである。
【００４０】
（実施例７）
用いる振動抑制シートの材質を、出光ユニテック（株）製、ストラテックＲＮ２０５０（商標）不織布（２５℃でのtanδ：０．０７）に変更した以外は、実施例２と同様にして、長さ１０００ｍｍ、中央部外径７１ｍｍ、シャフトのＦＲＰ厚み２．９ｍｍのシャフトを得た。得られたシャフトについて振動減衰性能および重量増を測定した結果を、用いた振動抑制シートの材質や形状とともに表４に示す。
【００４１】
（実施例８、９、比較例３）
用いる振動抑制シートのマンドレルの軸方向の幅を実施例８では２５ｍｍ、実施例９では３００ｍｍ、比較例３では１０ｍｍとする以外は、実施例1と同様にして、長さ１０００ｍｍ、中央部外径７１ｍｍ、シャフトのＦＲＰ厚み２．９ｍｍのシャフトを得た。得られたシャフトについて振動減衰性能および重量増を測定した結果を、用いた振動抑制シートの材質や形状とともに表１に示す。
【００４２】
（比較例４）
用いる樹脂を樹脂Ａの代わりに樹脂Ｂとする以外は実施例６と同様にして、樹脂Ｂの硬化物を振動抑制層として付加したシャフトを得た。なお、実施例６に記載する方法で測定した樹脂Ｂの２５°におけるtanδは０．０３であった。得られたシャフトについて振動減衰性能および重量増を測定した結果を、用いた振動抑制層の材質や形状とともに表４に示す。
【００４３】
（実施例１０〜１３、比較例５、６）
比較例１により得たシャフトに予め円筒状に丸めたボール紙（厚さ０．５ｍｍ）を挿入し、自身の復元力でシャフト内側にボール紙を沿わせ、これを振動抑制層とした。このとき、ボール紙のマンドレルの軸方向の幅を比較例５では１０ｍｍ、実施例１０では２５ｍｍ、実施例１１では５０ｍｍ、実施例１２では２５０ｍｍ、実施例１３では３００ｍｍ、比較例６では４００ｍｍとした。得られたシャフトについて振動減衰性能および重量増を測定した結果を、用いた振動抑制シートの材質や形状とともに表２に示す。
【００４４】
曲げ１次固有振動数におけるゲインが低いほど、また、減衰比の値が大きいほど、シャフトの振動および騒音を低く抑えることができるが、表１〜４に示す実験結果から次のことが分かる。
【００４５】
振動抑制層がモビロンであり、かつ厚みが同一の場合、振動抑制層の長さが長くなるほどゲインが低くなり減衰比が大きくなるが、振動抑制層の長さが０．４Ｌより長くなっても、ゲイン、減衰比ともにほとんど変わらない（表１）。
【００４６】
振動抑制層がボール紙であり、かつ厚みが同一の場合、振動抑制層の長さが長くなるほどゲインが低くなり減衰比が大きくなるが、振動抑制層の長さが０．４Ｌより長くなっても、ゲイン、減衰比ともにほとんど変わらない。この傾向は、振動抑制層がモビロンであった場合と同様である（表２）。
【００４７】
また、モビロンの長さが同程度の場合、厚みが厚くなるほど、ゲインが低くなり、減衰比が大きくなるが、厚みが１．７ｔより厚くなっても、ゲイン、減衰比ともにほとんど変わらない（表３）。
【００４８】
さらに、tanδの値が大きいほどゲインが低くなり、減衰比が大きくなるが、tanδの値が０．０４以下だと、ゲイン、減衰比とも振動抑制層を含まないシャフトとあまり差がない。一方、tanδの値が十分に大きく０．１より大きくなっても、ゲイン、減衰比ともにほとんど変わらない（表４）。
【００４９】
【表１】
2011226633.tif 000003
【００５０】
【表２】
2011226633.tif 000004
【００５１】
【表３】
2011226633.tif 000005
【００５２】
【表４】
2011226633.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係るトルク伝達軸は、乗用車、トラック、バスなどの車両、船舶、へリコプター、一般産業用の工作機械などのあらゆるトルク伝達軸として利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  マンドレル
２  繊維折り返し治具
３  強化繊維
４  係止部
５  軸部
６  振動抑制シート
７  シャフト
８  ゴム
９  加速度センサー
１０  インパルスハンマー
１１  ＦＦＴアナライザー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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