JPH05180212A - 車両用駆動推進軸の製法 - Google Patents
車両用駆動推進軸の製法Info
- Publication number
- JPH05180212A JPH05180212A JP21110891A JP21110891A JPH05180212A JP H05180212 A JPH05180212 A JP H05180212A JP 21110891 A JP21110891 A JP 21110891A JP 21110891 A JP21110891 A JP 21110891A JP H05180212 A JPH05180212 A JP H05180212A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reinforced resin
- fiber
- metal
- propulsion shaft
- metal joint
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、繊維強化高分子複合車両用駆動推
進軸に利用する際の製造方法を提供する。 【構成】 予め金属ヨーク5を接合した金属継手2を繊
維強化樹脂管体1の両端に接合し、その管体を芯材とし
て、金属継手部及び管体の外周に繊維強化樹脂層を成型
する。さらに、金属継手の一部に(図2の2)凹凸を有
し、外周に成型された繊維強化樹脂層が凹凸部を被覆し
て、ヨークから繊維強化樹脂層への力の伝達を確保す
る。 【効果】 ヨークから繊維強化樹脂への力の伝達が機械
的になされ、信頼度の高い接合強度が得られる。
進軸に利用する際の製造方法を提供する。 【構成】 予め金属ヨーク5を接合した金属継手2を繊
維強化樹脂管体1の両端に接合し、その管体を芯材とし
て、金属継手部及び管体の外周に繊維強化樹脂層を成型
する。さらに、金属継手の一部に(図2の2)凹凸を有
し、外周に成型された繊維強化樹脂層が凹凸部を被覆し
て、ヨークから繊維強化樹脂層への力の伝達を確保す
る。 【効果】 ヨークから繊維強化樹脂への力の伝達が機械
的になされ、信頼度の高い接合強度が得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車用として有利
に採用することができる車両用駆動推進軸の製法に関す
る。
に採用することができる車両用駆動推進軸の製法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、燃料の節約のための軽量化、ある
いは車両走行時における振動騒音を低減させる目的で自
動車用の駆動推進軸として、従来の鋼製に代わって繊維
強化樹脂を主体に製作された駆動推進軸が検討されてい
る。繊維強化樹脂製車両用駆動推進軸は、鋼製のものに
比べてきわめて軽量であり、且つ振動騒音を低減させる
効果を示す場合もあり、優れた特性を示す駆動推進軸で
ある。
いは車両走行時における振動騒音を低減させる目的で自
動車用の駆動推進軸として、従来の鋼製に代わって繊維
強化樹脂を主体に製作された駆動推進軸が検討されてい
る。繊維強化樹脂製車両用駆動推進軸は、鋼製のものに
比べてきわめて軽量であり、且つ振動騒音を低減させる
効果を示す場合もあり、優れた特性を示す駆動推進軸で
ある。
【0003】このような繊維強化樹脂製車両駆動推進軸
を製造する場合、従来は予め繊維強化樹脂管体を成型
し、金属製ヨークを接着接合する方法(特開昭54−1
59930号公報参照)、ボルト等で締結する方法(特
開昭54−78819号公報参照)等があり、また予め
繊維強化樹脂管体の端部に金属管体を接合しておき金属
継手として使用し(特開昭55−159314号公報参
照)、この金属継手部分を金属製ヨークと通常溶接によ
り接合し、駆動推進軸を製造する方法が提案されてい
る。しかしながら、予め成型された繊維強化樹脂管体に
金属製ヨークを接着接合する製造方法においては、接着
接合が破壊した場合、駆動推進軸自体が脆性的破壊を生
じ極めて危険であること、また、量産時の品質管理が困
難であり信頼性に乏しいなどの問題があり、接着接合の
みの構造では実用上不安が伴う。またボルト締結を併用
した場合、繊維強化樹脂管体に穿孔することが必要で、
穿孔による繊維の破損、応力集中を設計の段階から加味
しなければならず、同一トルクを伝達するためには、穿
孔がない場合に比較して肉厚を厚くする等の手段を必要
とし重量増加を伴うことになりがちである。
を製造する場合、従来は予め繊維強化樹脂管体を成型
し、金属製ヨークを接着接合する方法(特開昭54−1
59930号公報参照)、ボルト等で締結する方法(特
開昭54−78819号公報参照)等があり、また予め
繊維強化樹脂管体の端部に金属管体を接合しておき金属
継手として使用し(特開昭55−159314号公報参
照)、この金属継手部分を金属製ヨークと通常溶接によ
り接合し、駆動推進軸を製造する方法が提案されてい
る。しかしながら、予め成型された繊維強化樹脂管体に
金属製ヨークを接着接合する製造方法においては、接着
接合が破壊した場合、駆動推進軸自体が脆性的破壊を生
じ極めて危険であること、また、量産時の品質管理が困
難であり信頼性に乏しいなどの問題があり、接着接合の
みの構造では実用上不安が伴う。またボルト締結を併用
した場合、繊維強化樹脂管体に穿孔することが必要で、
穿孔による繊維の破損、応力集中を設計の段階から加味
しなければならず、同一トルクを伝達するためには、穿
孔がない場合に比較して肉厚を厚くする等の手段を必要
とし重量増加を伴うことになりがちである。
【0004】また、繊維強化樹脂管体の端部に金属継手
を接合する場合、接着接合のみであれば前述の場合と同
様な問題が生ずる。このため、金属継手の繊維強化樹脂
との接合面に凹凸を付ける方法、例えば、多角型の断面
を有する、あるいは、突起を有する金属管体(特開昭5
5−159314号公報、特開昭55−159310号
公報参照)を芯金の両端に配し、未硬化繊維強化樹脂を
巻き付け硬化させ、これらの凹凸の機械的な接合により
トルク伝達強度を発現させ、脆性的な破壊を防ごうとす
る方法が考案されている。しかし、これらの手法は、樹
脂硬化後芯金を脱芯する必要性があるため、金属継手と
金属ヨークを後から接合することになる。金属継手と金
属ヨークの接合方法は通常、溶接が主流であり、この金
属管体と金属ヨークとの溶接時の入熱により繊維強化樹
脂管体が損傷を受ける可能性が高く、また、金属継手と
金属ヨークとの接合に於て絞り加工が必要な場合、加工
により繊維強化樹脂管体と金属継手の接合界面の破損を
生ずる危険性がある。
を接合する場合、接着接合のみであれば前述の場合と同
様な問題が生ずる。このため、金属継手の繊維強化樹脂
との接合面に凹凸を付ける方法、例えば、多角型の断面
を有する、あるいは、突起を有する金属管体(特開昭5
5−159314号公報、特開昭55−159310号
公報参照)を芯金の両端に配し、未硬化繊維強化樹脂を
巻き付け硬化させ、これらの凹凸の機械的な接合により
トルク伝達強度を発現させ、脆性的な破壊を防ごうとす
る方法が考案されている。しかし、これらの手法は、樹
脂硬化後芯金を脱芯する必要性があるため、金属継手と
金属ヨークを後から接合することになる。金属継手と金
属ヨークの接合方法は通常、溶接が主流であり、この金
属管体と金属ヨークとの溶接時の入熱により繊維強化樹
脂管体が損傷を受ける可能性が高く、また、金属継手と
金属ヨークとの接合に於て絞り加工が必要な場合、加工
により繊維強化樹脂管体と金属継手の接合界面の破損を
生ずる危険性がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の繊維強化樹脂製車両駆動推進軸の製造上の問題点を解
決し、繊維強化樹脂管体と金属製ヨークの接合の信頼性
を向上させる車両用駆動推進軸の製法を提供することに
ある。
の繊維強化樹脂製車両駆動推進軸の製造上の問題点を解
決し、繊維強化樹脂管体と金属製ヨークの接合の信頼性
を向上させる車両用駆動推進軸の製法を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、予め金属ヨークを接合した金属継手を繊
維強化樹脂管体の両端に接合して管状成型体とし、その
管状成型体を芯材として、金属継手部分及び繊維強化製
樹脂管体の外周に繊維強化樹脂層を被覆し成型すること
を特徴とする車両用駆動推進軸の製法、さらには、前記
の金属継手の一部に凹凸を有し、外周に成型された繊維
強化樹脂層が前記の凹凸部を被覆している上記の車両用
駆動推進軸の製法を要旨とする。
成するために、予め金属ヨークを接合した金属継手を繊
維強化樹脂管体の両端に接合して管状成型体とし、その
管状成型体を芯材として、金属継手部分及び繊維強化製
樹脂管体の外周に繊維強化樹脂層を被覆し成型すること
を特徴とする車両用駆動推進軸の製法、さらには、前記
の金属継手の一部に凹凸を有し、外周に成型された繊維
強化樹脂層が前記の凹凸部を被覆している上記の車両用
駆動推進軸の製法を要旨とする。
【0007】以下この発明について詳細に説明する。本
発明の車両用駆動推進軸の製造に於て、繊維強化樹脂を
構成する強化繊維は、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス
繊維等の一般的に高弾性、高強度と考えられる繊維であ
る。また樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂
であり、強化繊維及び樹脂は必要に応じて二種類以上組
合せて使用することは差し支えない。この繊維強化樹脂
を用いて管体(以下スリープと呼ぶ)を成型する。管体
の成型は上記強化繊維の繊維束に未硬化樹脂を含浸した
ストランド、あるいはプリプレグを用いてフィラメント
ワインディング、シートワインディング、あるいはブレ
ーダー等の通常の成型方法で行なうことができる。
発明の車両用駆動推進軸の製造に於て、繊維強化樹脂を
構成する強化繊維は、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス
繊維等の一般的に高弾性、高強度と考えられる繊維であ
る。また樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂
であり、強化繊維及び樹脂は必要に応じて二種類以上組
合せて使用することは差し支えない。この繊維強化樹脂
を用いて管体(以下スリープと呼ぶ)を成型する。管体
の成型は上記強化繊維の繊維束に未硬化樹脂を含浸した
ストランド、あるいはプリプレグを用いてフィラメント
ワインディング、シートワインディング、あるいはブレ
ーダー等の通常の成型方法で行なうことができる。
【0008】このようにして成型したスリーブの両端に
金属ヨークを溶接した金属継手を接合して管状成型体と
する。金属継手部分の一部には、機械的なトルク伝達が
行えるように、突起、多角型断面等の凹凸形状が付いて
いることが構造上好ましい。また、スリーブは予め金属
ヨークを溶接した金属継手が接合可能であり、且つ、接
合後、繊維強化樹脂層をその上に被覆し成型可能な状態
にあれば良い。スリーブと金属継手の接合は通常の接着
でよく、必要があれば電食対策等を施す。成型後、管状
成型体を芯金として使用可能な程度接合されていれば問
題ない。
金属ヨークを溶接した金属継手を接合して管状成型体と
する。金属継手部分の一部には、機械的なトルク伝達が
行えるように、突起、多角型断面等の凹凸形状が付いて
いることが構造上好ましい。また、スリーブは予め金属
ヨークを溶接した金属継手が接合可能であり、且つ、接
合後、繊維強化樹脂層をその上に被覆し成型可能な状態
にあれば良い。スリーブと金属継手の接合は通常の接着
でよく、必要があれば電食対策等を施す。成型後、管状
成型体を芯金として使用可能な程度接合されていれば問
題ない。
【0009】次にこの成型体の上に繊維強化樹脂層を被
覆成型する。成型の方法は、フィラメントワインディン
グ、シートワインディング、あるいはブレーダー等の通
常の成型方法で良い。その際、金属継手部分の凹凸の形
状を有する部分で機械的なトルク伝達が行えるように、
凹凸部と繊維強化樹脂管体を覆うように繊維強化樹脂層
を形成する。成型された車両用駆動推進軸の性能に対し
てはスリーブ、繊維強化樹脂層及び金属継手と繊維強化
樹脂の接合状態が重要であり、特にトルク伝達を充分に
するためには、金属継手部分に配された繊維強化樹脂層
が充分な強度を有することを必要とし、このことは繊維
強化樹脂層内の強化繊維の配向状態と繊維強化樹脂層の
厚みにより実現される。一般に、管体長手方向に対し±
45°近傍の方向に強化繊維を配向させた繊維強化樹脂
層が、繊維強化樹脂管体の捩り強度を最大にするため、
車両用駆動推進軸に使用される繊維強化樹脂が何種類か
の積層構成を有する場合、他に特に支障がない場合は、
管体長手方向に対し±45°近傍の方向に強化繊維を配
向させた繊維強化樹脂層を金属継手部分に配するように
配慮すると良い。
覆成型する。成型の方法は、フィラメントワインディン
グ、シートワインディング、あるいはブレーダー等の通
常の成型方法で良い。その際、金属継手部分の凹凸の形
状を有する部分で機械的なトルク伝達が行えるように、
凹凸部と繊維強化樹脂管体を覆うように繊維強化樹脂層
を形成する。成型された車両用駆動推進軸の性能に対し
てはスリーブ、繊維強化樹脂層及び金属継手と繊維強化
樹脂の接合状態が重要であり、特にトルク伝達を充分に
するためには、金属継手部分に配された繊維強化樹脂層
が充分な強度を有することを必要とし、このことは繊維
強化樹脂層内の強化繊維の配向状態と繊維強化樹脂層の
厚みにより実現される。一般に、管体長手方向に対し±
45°近傍の方向に強化繊維を配向させた繊維強化樹脂
層が、繊維強化樹脂管体の捩り強度を最大にするため、
車両用駆動推進軸に使用される繊維強化樹脂が何種類か
の積層構成を有する場合、他に特に支障がない場合は、
管体長手方向に対し±45°近傍の方向に強化繊維を配
向させた繊維強化樹脂層を金属継手部分に配するように
配慮すると良い。
【0010】
【作用】本発明の車両用駆動推進軸は、これまでに提案
されている金属製ヨークを接着接合する方法、ボルト等
で締結する方法によって得られた車両用駆動推進軸と比
較し、トルク伝達の性能低下がなく、機械的に接合され
ているため接合の信頼度が高い利点を有し、また予め金
属継手部分に金属製ヨークを溶接してあるため、熱によ
る繊維強化樹脂の劣化が生じないという利点を有する。
されている金属製ヨークを接着接合する方法、ボルト等
で締結する方法によって得られた車両用駆動推進軸と比
較し、トルク伝達の性能低下がなく、機械的に接合され
ているため接合の信頼度が高い利点を有し、また予め金
属継手部分に金属製ヨークを溶接してあるため、熱によ
る繊維強化樹脂の劣化が生じないという利点を有する。
【0011】
【実施例】次に実施例を示す。図1は本発明の実施例を
示したものである。外径75.2mm、長さ1200mmの
マンドレルに高弾性炭素繊維NT−60,3k糸(新日
鐵(株))3本に液状エポキシ樹脂エピコート828
(油化シェル(株))100部、硬化剤Quinhar
d200(日本ゼオン(株))100部、硬化促進剤s
a102(サンアボット(株))1部の混合液を含浸さ
せフィラメントワインディング成型により長さ1200
mmの繊維強化樹脂管体を成型した。積層構成は、初めに
マンドレル軸方向に対し90°で厚さ0.3mm巻き付
け、次に±15°で3.0mm巻き付けた。その後、所定
の長さに切断しスリーブ1とした。別に鋼製の一端に長
さ50mm、外径75.2mmの円筒型の接着部分を有し、
図2に示すように断面が平らな部分の外径82.5mm、
長さ25mmで12角径断面部分の両側にテーパを有する
金属継手2(斜線で表示)の他方の端部に、金属製ヨー
ク5を溶接した部品を2個用意した。金属継手の接着部
分6をショットブラスト処理、また脱脂等の前処理を行
なった後、スリーブ1と金属継手2を接着剤アラルダイ
ト(チバガイギー(株))により接着した。この管状成
型体の上に高強度炭素繊維T−300,12k糸(東レ
(株))1本に液状エポキシ樹脂エピコート828(油
化シェル(株))100部、硬化剤Quinhard2
00(日本ゼオン(株))100部、硬化促進剤sa1
02(サンアボット(株))1部の混合液を含浸させフ
ィラメントワインディング成型により長さ1200mm、
厚さ0.7mm、±45°配向角を有する繊維強化樹脂層
を12角径部分を覆うように被覆成型した。得られた車
両駆動用推進軸に捩り試験行なった結果、450kgfm
の捩り強度を発現した。
示したものである。外径75.2mm、長さ1200mmの
マンドレルに高弾性炭素繊維NT−60,3k糸(新日
鐵(株))3本に液状エポキシ樹脂エピコート828
(油化シェル(株))100部、硬化剤Quinhar
d200(日本ゼオン(株))100部、硬化促進剤s
a102(サンアボット(株))1部の混合液を含浸さ
せフィラメントワインディング成型により長さ1200
mmの繊維強化樹脂管体を成型した。積層構成は、初めに
マンドレル軸方向に対し90°で厚さ0.3mm巻き付
け、次に±15°で3.0mm巻き付けた。その後、所定
の長さに切断しスリーブ1とした。別に鋼製の一端に長
さ50mm、外径75.2mmの円筒型の接着部分を有し、
図2に示すように断面が平らな部分の外径82.5mm、
長さ25mmで12角径断面部分の両側にテーパを有する
金属継手2(斜線で表示)の他方の端部に、金属製ヨー
ク5を溶接した部品を2個用意した。金属継手の接着部
分6をショットブラスト処理、また脱脂等の前処理を行
なった後、スリーブ1と金属継手2を接着剤アラルダイ
ト(チバガイギー(株))により接着した。この管状成
型体の上に高強度炭素繊維T−300,12k糸(東レ
(株))1本に液状エポキシ樹脂エピコート828(油
化シェル(株))100部、硬化剤Quinhard2
00(日本ゼオン(株))100部、硬化促進剤sa1
02(サンアボット(株))1部の混合液を含浸させフ
ィラメントワインディング成型により長さ1200mm、
厚さ0.7mm、±45°配向角を有する繊維強化樹脂層
を12角径部分を覆うように被覆成型した。得られた車
両駆動用推進軸に捩り試験行なった結果、450kgfm
の捩り強度を発現した。
【0012】
【発明の効果】本発明により、予め金属ヨークを接合し
た金属継手を繊維強化樹脂製管体の両端に接合し、その
管状成型体を芯材として、金属継手部分及び繊維強化製
樹脂管体の外周に繊維強化樹脂層を成型することによっ
て、トルク伝達の性能低下がなく、接合の信頼度の高い
繊維強化樹脂製車両用駆動推進軸を得ることができた。
た金属継手を繊維強化樹脂製管体の両端に接合し、その
管状成型体を芯材として、金属継手部分及び繊維強化製
樹脂管体の外周に繊維強化樹脂層を成型することによっ
て、トルク伝達の性能低下がなく、接合の信頼度の高い
繊維強化樹脂製車両用駆動推進軸を得ることができた。
【図1】本発明の実施例を示す車両用駆動推進軸の断面
図である。
図である。
【図2】図1に示す金属継手接合部分のA−A′断面図
である。
である。
1 スリーブ 2 金属継手 3 繊維強化樹脂 4 溶接部 5 ヨーク 6 接着部分
【手続補正書】
【提出日】平成3年10月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、予め金属ヨークを接合した金属継手を繊
維強化樹脂管体の両端に接合して管状成型体とし、その
管状成型体を芯材として、金属継手部分及び繊維強化樹
脂製管体の外周に繊維強化樹脂層を被覆し成型すること
を特徴とする車両用駆動推進軸の製法、さらには、前記
の金属継手の一部に凹凸を有し、外周に成型された繊維
強化樹脂層が前記の凹凸部を被覆している上記の車両用
駆動推進軸の製法を要旨とする。
成するために、予め金属ヨークを接合した金属継手を繊
維強化樹脂管体の両端に接合して管状成型体とし、その
管状成型体を芯材として、金属継手部分及び繊維強化樹
脂製管体の外周に繊維強化樹脂層を被覆し成型すること
を特徴とする車両用駆動推進軸の製法、さらには、前記
の金属継手の一部に凹凸を有し、外周に成型された繊維
強化樹脂層が前記の凹凸部を被覆している上記の車両用
駆動推進軸の製法を要旨とする。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【発明の効果】本発明により、予め金属ヨークを接合し
た金属継手を繊維強化樹脂製管体の両端に接合し、その
管状成型体を芯材として、金属継手部分及び繊維強化樹
脂製管体の外周に繊維強化樹脂層を成型することによっ
て、トルク伝達の性能低下がなく、接合の信頼度の高い
繊維強化樹脂製車両用駆動推進軸を得ることができた。
た金属継手を繊維強化樹脂製管体の両端に接合し、その
管状成型体を芯材として、金属継手部分及び繊維強化樹
脂製管体の外周に繊維強化樹脂層を成型することによっ
て、トルク伝達の性能低下がなく、接合の信頼度の高い
繊維強化樹脂製車両用駆動推進軸を得ることができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 明博 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 予め金属ヨークを接合した金属継手を繊
維強化樹脂製管体の両端に接合して管状成型体とし、こ
の管状成型体の金属継手部分及び繊維強化製樹脂管体の
外周に繊維強化樹脂層を被覆し成型することを特徴とす
る車両用駆動推進軸の製法。 - 【請求項2】 金属継手の一部に凹凸を有し、外周に成
型された繊維強化樹脂層が凹凸部を被覆している請求項
1記載の車両用駆動推進軸の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21110891A JPH05180212A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 車両用駆動推進軸の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21110891A JPH05180212A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 車両用駆動推進軸の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05180212A true JPH05180212A (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=16600547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21110891A Withdrawn JPH05180212A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 車両用駆動推進軸の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05180212A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8142294B2 (en) * | 2008-05-21 | 2012-03-27 | Hitachi, Ltd. | Power transmission shaft and propeller shaft for vehicle |
-
1991
- 1991-08-22 JP JP21110891A patent/JPH05180212A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8142294B2 (en) * | 2008-05-21 | 2012-03-27 | Hitachi, Ltd. | Power transmission shaft and propeller shaft for vehicle |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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