KR20000006487A

KR20000006487A - 동력전달축

Info

Publication number: KR20000006487A
Application number: KR1019990024375A
Authority: KR
Inventors: 나카지마타쭈오
Original assignee: 이토오 도요아키; 엔티엔 가부시키가이샤
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2000-01-25
Also published as: FR2780460B1; FR2780460A1; US6464591B1

Abstract

동력전달축은 층내부에 막, 필림, 금속막 또는 박판을 휘감는 것에 의해 구성되고, FRP층만으로 구성된 긴 중앙부, 중앙부와 양단부 사이에 FRP층과 금속층의 합성된 층으로 구성된 이행부, 금속층만으로 된 단부로 구성되어 있다. 연결요소로서 금속구멍, 마찰압입, 압축압입, 핀고정, 용접에 의한 연결은 단부 또는 단부와 이행부에 효과가 있다.

Description

동력전달축{POWER TRANSMISSION SHAFT}

본 발명은 동력을 전달하기 위한 회전축에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 자동차의 동력전달축으로서 사용되는 프로펠러축과 드라이브축으로 대표되는 동력전달축에 관한 것이다.

자동차의 동력전달축으로서 사용되는 프로펠러축은, 변속기에서 감속기어장치에 동력을 전달하는 추진축이고, 양단부에서 등속조인트(이음매)를 통하여 연결되고, 변속기와 감속기어장치의 상대위치의 변화에 의한 길이와 각도의 변화에 대응할 수 있는 구조를 가지고 있다.

프로펠러축를 구성하는 조인트 및 그 조인트사이의 중간축에는, 종래에, 강철제인 것을 사용하는 것이 일반적이었다. 또, 구부림강성(剛性)의 관점에서, 장축으로 되면 3분할이나 4분할 등의 분할구조로 하고, 그 중간부를 센터베어링서포트 (CENTER BEARING SUPPORT)로 지지하는 구조로 되어 있다. 그 때문에, 중량 및 비용 등의 면에서 개선이 요구되고 있다.

그래서, 최근에는, 도 10에 예시하듯이, 구부림강성이 강한 섬유강화플라스틱(이하, FRP로 칭함)제의 중공(中空)축을 사용하는 것이 제안되고 있다(특개평 3-249429호 공보참조). 이것에 의하여, 강철에서 FRP로 재료를 변경하므로서 경량화가 도모될 뿐만아니라, 장축화가 도모되고, 분할이 불필요하게 되며, 중간부의 서포트축받이를 사용할 필요가 없다는 점에서도 경량화와 낮은비용이 도모된다.

그런데, FRP제의 중간축을 축단부의 금속부품과 접합할려고 하면, 접합부의 강도를 확보하여 토크(TORQUE)전달을 실현하기 위하여 축단부의 단면형상을 다각형으로 하거나, 또는, 중공축의 축단부가 중합(重合)하는 부분에서의 접합면을 널링 (knurling)가공 등에 의해서 면을 거칠게 하거나, FRP제의 중공축를 코킹(caulking )하거나, 더욱이 중공축의 축심부(軸芯部)로 금속부품을 압입하거나 하므로서 접합하고 있었다. 또, FRP제의 중공축의 축단부와 금속부품의 접촉경계면에 접착제를사이에 끼워서 접합하거나, 면을 거칠게 하는 것, 코킹, 압입 등의 가공과 접착제를 병용하거나 하여 접합부의 강도유지의 다양한 고안이 이루어지고 있었다.

그런데, 이들의 방법에서는 축단부의 가공방법이 곤란하게 되거나, 접합부의 강도를 확보하기 위하여 외경을 굵게해야 하거나, 또는, 축방향의 발지(拔止)대책도 신뢰성확보를 위하여 별도로 실시해야만 하는 등의 성형상의 문제가 있었다. 또, FRP제의 중공축를 코킹하거나, 중공축의 축심부에 금속부품을 압입하거나 하는 방법에서는, FRP부의 크리프(CREEP)나 응력완화에 의해서 압입시 긴박력(緊縛力)의 저하가 있으므로, 둘레방향으로 미끄럼이 발생하거나, 축방향으로 빠져나가는 일이 있고, 제품기능상에서 장기의 신뢰성에 부족하는 등의 중대한 결점이 있었다.

접합부를 보았을 때, FRP와 금속부품의 접촉면적만에서, 압입시에 발생하는 긴박력을 항력(抗力)으로 하는 마찰력이나, 접촉경계면의 사이에 끼우는 접착제에 의한 화학적 및 물리적접착에 의해서 토크전달이 행해지고 있다. 이 경우에, 충격적으로 발생하는 과대토크에 대응할려고 하면, 압입량을 깊게하여 접촉경계면의 면적을 되도록 크게하거나, FRP의 압입에 의한 탄성변형량을 크게하거나 하지만, 제조가공시 FRP부에 균열이 발생하거나, 사용시의 크리프나 응력완화를 피할 수 없으므로, 접합상의 문제가 발생하고 있었다.

한편, 동력전달축인 프로펠러축의 중간축에, 경량화, 저연비화, 및 저비용화, 진동·소음특성의 향상을 도모하기 위하여 FRP제의 중공축를 사용한 경우, 자동차내에서의 스페이스상의 제약에서 중공축의 외경을 가늘게 하지 않으면 안된다라는 문제점도 해결하지 않으면 안된다.

본 발명의 목적은, 상술한 개선요구에 답하기 위해, FRP중공축의 축단부에 있어서의 금속부품과의 용접, 핀고정, 압입 등의 접합이 가능하며, 정상적인 하중상태에서 적정한 토크전달을 실현한 데다가 충격적으로 발생하는 과대한 토크에 대해서도 충분한 접합강도를 확보하고, 또, 장기의 사용에 있어서도 그 접합부의 신뢰성을 유지하는 동력전달축을 제공하는데 있다.

도 1은, 본 발명의 구상을 나타내는 동력전달축의 반단면도이다.

도 2는, (A)는 동력전달축의 사시도이고 (B)는 맨드릴(MANDREL)의 사시도이다.

도 3은, (A)는 프리프레그시이트(PREPREG-SHEET)의 정면도이고 (B)는 밑면도이다.

도 4는, (A)는 프리프레그시이트의 정면도이고 (B)는 밑면도이다.

도 5는, 겹쳐 맞춘 프리프레그시이트의 정면도이다.

도 6은, 프리프레그시이트의 정면도이다.

도 7은, (A)는 프로펠러축의 종단면도이고 (B)는 B부확대도이다.

도 8은, (A)는 프로펠러축의 종단면도이고 (B)는 (A)의 B₁부분 및 B₂부분의 확대도이다.

도 9는, (A)는 프로펠러축의 종단면도이고 (B)는 (A)의 B₁부분 및 B₂부분의 확대도이다.

도 10은, 종래의 기술을 표시하는 프로펠러축의 종단면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1,3 … FRP프리프레그

2,2',4,4' … 금속필름

5 … 맨드릴

6 … 척킹(CHUCKING)용축

7 … 중앙부(FRP층)

8 … 이행부(복합층)

9 … 단부(금속층)

13 … 중간축

14 … 금속제이음매요소

15 … 접합부

16 … 크로스그루브형 등속자재이음매

17 … 더블오프셋형 등속자재이음매

18 … 버필드형 등속자재이음매

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적수단으로서, 본 발명은, 길이방향의 중앙부에 FRP를 두루 감아서 파이프형상으로 성형된 FRP적층(積層)구조체로 구성되고, 축단부를 금속막(필름), 박 또는 박판을 두루 감은 금속적층구조체로 구성되고, 중앙부와 축단부의 사이의 이행부를 FRP적층구조와 금속적층구조의 혼재하는 복합적층구조체로 구성된 것이다. 축단부, 또는, 축단부와 이행부 등에서, 조인트 등과의 접합에 필요한 강도를 확보하고, 또한, 장기로 유지할 수 있는 접합을 실시할 수 있다.

결국, 축단부근방에는, 중앙부측에서 축단으로 향해서 순차적으로, FRP만의 적층구조에서 FRP와 금속필름의 혼재된 적층구조, 또 금속필름만의 적층구조로 되어 있다. 이때에, FRP와 금속필름의 혼재된 이행부에서는, 금속필름은 FRP필름의 사이로 샌드위치되어서 접착되는 구조로 되어 있고, 더욱이 그 층구조가 다중하게 적층되므로서 접합면적이 각별하게 커져있다. 따라서, 이 동력전달축에 부하되는 힘의 둘레방향 및 축방향 어느것의 성분에 있어서도, 가령 큰 전단응력이 발생하더라도 충분한 내구(耐久)강도를 유지하여 힘을 전달할 수 있다.

또, 축단부에 있어서 접합에 관한 부위가 FRP단체가 아니므로, 금속적층부와 금속부품과의 용접 또는 마찰압접과 같은 신뢰성이 있는 완전한 접합법을 가능하게 한다. 가령 FRP와 금속필름의 혼재된 이행부에 있어서도 FRP가 플라스틱재료를 매트릭스(MATRIX)로 사용하는데도 불구하고 금속필름과의 적층접착에 의하여, 크리프특성이나 응력완화특성이 각별하게 개선되므로, 압입 등의 접합방법을 사용해도 둘레방향의 미끄럼이나 축방향의 빠져나감의 불편함은 전혀 발생하지 않고, 접합부의 신뢰성을 장기에 걸쳐서 확보할 수 있다.

더욱이, 적층을 구성하는 FRP의 섬유배향각을, 중공축의 축방향에 대하여 0°, 90° 및 ±45°의 플라이(PLY)의 짜맞춤으로써, 구부림강성이나 비틀림강성의 조정 및 지름방향의 변형(좌굴(座屈))을 억제할 수 있다. 이때, 각각의 플라이수에 대해서도, 이 동력전달축(예컨대 프로펠러축)에 작용하는 회전수나 토크에 따라, 적당히 조합시켜서 적층구조체를 구성할 수 있다.

적층을 구성하는 섬유는, 이 동력전달축(예컨대 프로펠러축)의 위험회전수를 높이기 위하여, 밀도가 작고 탄성률이 높은 재료가 바람직하다. 이와 같은 섬유로서, PAN계 및 피치계탄소섬유, 탄화규소섬유, 알루미나섬유, 보론섬유, 글라스섬유, 파라계아라미드(케브라)섬유, 금속(스틸, 알루미늄합금, 티탄늄합금, 구리, 텅스텐)섬유 등이 열거된다.

프로펠러축(의 중간축)에 적용하는 경우, 섬유의 인장탄성률은, 1000㎏f / ㎟(9.8㎬) 이상이 좋고, 더욱 바람직하게는 2000㎏f/㎟(19.6㎬) 이상이다. 1000㎏f /㎟(9.8㎬) 미만에서는, FRP의 섬유배향각을 어떤식으로 구성하여도 프로펠러축의위험회전수를 높일 수가 없다.

또, 섬유의 강도는 100㎏f/㎟(980㎫) 이상이 좋고, 더욱 바람직하게는 200 ㎏f/㎟(1960㎫)이상이다. 100㎏f/㎟(980㎫) 미만에서는, FRP의 섬유배향각을 어떤식으로 구성하여도 프로펠러축에 작용하는 토크에 대하여 강도적으로 불충분하다.

이들의 섬유를 2종이상 조합하여 사용해도 좋다. 비강도와 비탄성률의 큰섬유가 경량화의 효과가 크며, 프로펠러축의 사용은 바람직하다. 즉, 비강도에서는 PAN계탄소섬유가, 비탄성률에서는 피치계탄소섬유가 아주 적합하다. 비용저감의 관점에서, 이들의 탄소섬유끼리, 혹은 이들의 탄소섬유와 글라스섬유의 하이브리드(H YBRID)의 조합으로 사용할 수도 있다.

이들의 섬유는, 토우(tow)형상이라도 프리프레그형상이라도 좋지만, 토우형상인 경우 미경화(未硬化)된 매트릭수지로 함침(含浸)하면서 필라멘트와인딩법에 의하여 얇고 두터운 지름으로 성형된다. 프리프레그형상인 경우, 파이프로울링법에 의하여 얇고 두터운지름으로 성형된다. FRP의 섬유배향각을 중공축의 축방향에 대하여 0°, 90° 및 ±45°의 플라이의 조합으로 적층하려면, 프리프레그를 사용한 파이프로울링법이 적용되어 있고, 필라멘트와인딩법에서는 0 °의 섬유배향각을 보유하는 것은 곤란하다. 파이프로울링법으로 사용되는 프리프레그란 것은, 섬유에 열경화성수지를 함침시킨 반경화상태의 시이트형상인 것이고, 실의 배열을 한방향으로 일정하게 유지할 수 있고, 더욱 안정하여 적층가공을 할 수 있고, 또, 임의의 섬유배향각으로 휘감을 수 있다. 이때에 사용하는 섬유시이트는, 한방향이외에 미리 직교하여 짜넣은 상태의 크로스를 사용해도 좋다.

매트릭스로서 함침하는 열경화성수지는, 특별히 제한되는 것은 아니다. 일반적으로, 열경화성을 표시하는 에폭시수지, 페놀수지, 불포화폴리에스테르수지, 비닐에스테르수지, 우레탄수지, 알키드수지, 키실렌수지, 멜라민수지, 실리콘수지, 폴리이미드수지 등이 사용할 수 있지만, 강도상에서 에폭시수지가 아주 적당하다. 매트릭스에 에폭시수지를 사용하는 경우, 에폭시경화후의 내열성이 60℃이상인 것이 좋지만, 더욱 바람직하게는 80℃이상이 좋다. 자동차의 동력전달축으로서 사용되는 프로펠러축의 분위기온도는 60℃정도로 되므로, 에폭시경화후의 내열성이 60℃미만에서는 파손 등의 중대한 문제를 발생시키는 일이 있고, 매트릭스에 사용할 수 없다.

에폭시수지 중에 고무입자를 사이에 끼워도 구조를 형성하여 내충격성을 부여한 개질(改質)에폭시수지나, 주쇄 또는 측쇄를 화학구조적으로 변성한 에폭시수지를 사용할 수도 있다. 또, 에폭시수지 중에 도전성(導電性)의 카본블랙과 같은 충전재나 금속분을 분산시켜서 도전성을 부여한 에폭시수지를 사용할 수도 있다. 이 수지를 사용한 경우, 스포트용접 등의 전기용접이 가능하게 된다. 더욱이, 함침하는 섬유표면을 오존산화처리나 자외선의 조사로 표면활성화하거나, 실란커플링제 또는 티탄늄커플링제 등에서 습식처리를 실시하여 친화성을 향상시키거나, 반응성의 높은 관능기(官能基)시이트를 섬유표면에 형성하고, 열경화성매트릭수지와의 경화후 화학결합을 보유하는 강고한 접착을 부여하므로서, 매트릭스와 섬유간의 계면강도를 향상시킬 수도 있다.

파이프로울링법을 사용하여 적층구조를 형성하는 경우, 축단부에 사용하는금속막(필름), 박 또는 박판의 종류는, 파이프 등으로 휘감길 수 있고, 구멍뚫기가공 등의 기계가공 또는 용접가공 또는 마찰압접가공할 수 있는 금속이라면 특히 제안되지 않지만, 바람직한 것으로는, 철, 알루미늄, 구리, 티탄늄, 텅스텐 등이 열거된다. 이들 중 어떤 것의 금속의 합금이라도 좋다. 또, 축단부에 사용하는 금속막(필름), 박 또는 박판의 표면을, 오존산화처리나 자외선의 조사(照射)로 표면활성화하거나, 실란커플링제 또는 티탄늄커플링제 등으로 습식처리를 실시하여 친화성을 향상시키거나, 반응성의 높은 관능기사이트를 금속표면에 형성하고, 열경화성매트릭스수지와의 경화후 화학결합을 보유하는 강고한 접착을 부여하므로서, 매트릭스와 금속표면간의 계면강도를 향상시킬 수도 있다. 축단부에 사용하는 금속막(필름), 박 또는 박판의 표면에, 전술한 표면처리와 병용하여, 또는 단독으로, 표면을 거칠게 하는 처리를 실시하여도 좋다. 여기서의 표면추화처리란 것은, 샌드러스트처리, 주름, 프레스, 압연가공 등의 물리적추화처리나, 질산이나 염산 등의 화학약품에 의한 화학부식법을 사용한 표면추화처리 등이 열거된다.

파이프로울링법을 사용하여 금속막(필름), 박 또는 박판에서 축단부로 적층구조를 형성하는 경우, 금속막(필름), 박 또는 박판끼리의 틈사이에 접착제를 사용하여 접착시켜도 좋다. 이때에 사용하는 접착제에는 일반적으로 사용되는 것은 전부사용할 수 있지만, 필름형상인 호트멜트타이프 열접착테이프가 휘감겨 가공성이나 가경화(加硬化)후의 막후(膜厚)관리 등의 면에서 아주 적합하다. 이 타입의 열접착테이프에는, 에폭시계, 니트릴·페놀계 혹은 나일론계의 것이 있지만, 특별히 제한되는 것은 아니다. 또, 용액타입의 접착제로서는, 에폭시계 접착제에 알루미늄가루 혹은 산화철가루를 함유시켜, 스포트용접으로 대표되는 저항용접을 가능하게한 구조용 접착제가 아주 적합하다. 이때의 에폭시계 접착제의 점도는, 50∼10000푸아즈(POISE)(5∼1000㎩·s)가 바람직하다. 50푸아즈(5㎩·s) 이하에서는, 금속필름을 맨드릴에 휘감을 때에 흘러버리는 경우가 있고, 10000푸아즈(1000㎩·s) 이상에서는 금속필름상에 균일하게 도포하기 어려운 등의 가공상의 불편함이 있었다.

필름형상인 열접착테이프를 사용하는 경우, 테이프 표면에 구멍뚫기가공을 실시하고, 금속막(필름), 박 또는 박판에 겹쳐서 휘감고, 테이프개공부(開孔部)에 있어서 금속막(필름), 박 또는 박판끼리가, 직접 접촉하도록하여 통전(通電)경로를 확보하고, 스포트용접에 대표되는 저항용접에 의한 너깃형성을 실시하면서, 용접열에서의 접착경화를 이용하여 접착하여도 좋다.

아래에서, 파이프로울링법을 사용하여, 양단부에, 중앙부측에서 축단으로 향해서 차례로, 가) FRP만의 적층구조영역, 나) FRP와 금속필름이 서로 번갈아 적층된 구조를 함유하는 영역, 다) 금속필름만 혹은 금속필름이 접착제로 구속된 적층구조영역, 을 구비한 적층구조체(FRP중공축)를 형성하는 방법을 설명한다.

도 2(A)에 표시하듯이, 파이프로울링법을 사용하여 얻어진 FRP중공축의 칫수를 내경(d), 외경(D), 길이SL로 하고, 사용하는 프리프레그의 두께를 t₁및 t₃, 금속필름의 두께를 t₂및 t₄로 한다. 또, 프리프레그의 휘감긴 방향의 길이를 PL로 하고, 휘감긴 후의 두께를 T=(D-d)/2로 한다.

이때에, FRP중공축는 프로펠러축의 중간축로서 사용하는 경우, 길이SL은 50㎜ 이상 11000㎜ 이하가 좋지만, 바람직하게는 100㎜ 이상 10000㎜ 이하가 좋다. 길이SL이 50㎜ 보다 짧으면 맨드릴(도 2(B))상에 후술하는 FRP프리프레그와 금속필름의 복합프리프레그시이트가 훌륭하게 휘감기지 않는 등의 불편함이 있고, 11000㎜ 보다 길면, 가령 트럭자동차 등에 사용하는 경우라도 차에의 맞붙는 시공이 곤란하게 된다.

FRP중공축의 외경(D)은, 10㎜ 이상 250㎜ 이하가 좋지만, 바람직하게는 15㎜ 이상 230㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 20㎜ 이상 200 이하가 좋다. 외경(D)이 10㎜ 작으면 승용차에 사용하는 프로펠러축으로서 전달토크가 만족할 수 없고, 250㎜ 보다 크면 자동차내에서 다른 부품과의 간섭 등 스페이스상의 문제가 발생한다. FRP중공축의 휘감긴 후의 두께(T)는, 0.3㎜ 이상 30㎜ 이하가 좋지만, 바람직하게는 0.5㎜ 이상 25㎜ 이하가 좋다. 이 두께(T)가 0.3보다 작으면 승용차용 프로펠러축로서 전달토크가 만족할 수 없고, 30㎜ 보다 크면 FRP프리프레그의 매트릭스열경화수지의 경화시간이 길어지고 제조비용가 많이 커지게 되는 등의 문제가 발생한다.

도 5에, 사용하는 프리프레그의 기본적 구조를 표시한다. 또한, 이 프리프레그를 사용하여 얻어지는 FRP중공축은, 그 축양단이, 중앙부에서 축단으로 향해서 차례로, 가) FRP만의 적층구조영역, 나) FRP와 금속필름이 서로 번갈아 적층된 구조를 함유하는 영역, 다) 금속필름만 또는 금속필름이 접착제로 구속된 적층구조영역, 을 구비한 구조이다.

우선, 도 3(A)에 표시하듯이, 사다리꼴형성(EFGH)의 FRP프리프레그(1)를 사다리꼴형상(AEHD, FBCG)의 금속필름(2)(2')로 대치하여 끼어넣도록 배치한 프리프레그시이트(ABCD)를 준비한다. 이때에, 시이트의 휘감긴 방향의 길이(AD 또는 BC)를 PL로 하고, 폭(AB 또는 CD)을 SL로 한다. 도 3(B)에 표시하듯이, FRP 프리프레그(1)의 두께는 t₁, 금속필름(2)의 두께는 t₂이다.

마찬가지로, 도 4(A)에 표시하듯이, 구형형상(OPQR)의 FRP프리프레그(3)를 구형형상(JORM, PKLQ)의 금속필름(4)(4')으로 대치하여 끼어넣도록 배치한 프리프레그시이트(JKLM)를 준비한다. 이때에, 시이트의 휘감긴 방향의 길이(JM 또는 KL)를 PL', 폭(JK 또는 LM)을 SL로 한다. 도 4(B)에 표시하듯이, FRP프리프레그(3)의 두께는 t₃, 금속필름(4)의 두께는 t₄이다.

그리고, 도 5(A)에 표시하듯이, 도 3의 프리프레그시이트(ABCD)의 위로 도 4의 프리프레그시이트(JKLM)를 겹쳐서 1개의 복합프리프레그시이트를 형성한다. 명확하듯이, 프리프레그부의 두께는 t₁+t₃, 금속필름부의 두께는 t₂+t₄로 된다. 이 복합프리프레그시이트를, 도 5(A)에 화살표(a) 또는 (b)로 표시하는 방향으로 맨드릴 (5 : 도 1(B))상에 휘감긴다.

도 3(A)의 구형형상(ABCD)에 있어서는, AB=CD=SL, AD=BC=PL, AB=AE+BF+EF, CD=DH+CG+GH의 관계가 있다. 또, AE와 DH 및 BF와 CG는 다음과 같은 관계에 설정되어 있다.

10㎜＜AE≤DH, 또한, 10㎜＜DH＜SL/2

10㎜＜BF≤CG, 또한, 10㎜＜CG＜SL/2

또, 맨드릴상으로의 복합프리프레그시이트의 권수(卷數)를 n, 맨드릴외경(FRP중공축의 내경과 동일)을 d로 하면, PL≒ndπ의 관계에 있다.

도 4(a)의 구형형상(JKLM)에 있어서는, JM=JO+KP+OP, LM=MR+LQ+QR의 관계가 있다. 또, JO와 MR, 및 KP와 LQ는 다음과 같은 관계에 설정되어 있다.

10㎜＜JO≒MR≤AE≪SL/2

10㎜＜KP≒LQ≤BF≪SL/2

이때, PL'와 PL에는, PL'≤PL 또는 PL'≥PL의 관계가 있고, JO와 OP에는, JO≤OP 또는 JO≥OP의 관계가 있고, MR과 QR에는, MR≤QR 또는 MR≥OP의 관계가 있다.

도 3의 구형형상(ABCD)과 도 4의 구형형상(JKLM)을 겹처서 얻어진 복합프리프레그 (도 5(A))에 있어서, 사다리꼴형상(AEHD)과 구형형상(JORM)의 금속필름이 겹처서 휘감겨지므로서, 또, 사디리꼴형상(FBCG)과 구형형상(PKLQ)의 금속필름이 겹쳐서 휘감겨지므로서, 금속필름만의 휘감긴영역(9 : 도 1)이 FRP중공축의 양단부에 형성되지만, 이 영역의 길이는, 10㎜ 이상, 또한, SL/2 미만이 바람직하다. 이 영역의 길이가 10㎜ 미만에서는, 압입에 의한 접합이나 구멍뚫기가공 등의 기계가공 또는 용접가공 혹은 마찰압접가공을 사용한 접합방법을 채용해도 장기적으로 신뢰성이 있는 접합법으로 되지 않는 경우가 있다. 또, SL/2 이상에서는, FRP중공축의 1/2 이상이 금속부로 되고 경량화의 효과가 손상되는 경우가 있다.

사용하는 사다리꼴형상(AEHD, FBCG)인 금속필름(2)(2')의 두께t₂와, 구형형상(JORM, PKLQ)인 금속필름(4)(4')의 두께t₄는, 동일하여도 달라져 있어도 좋지만,이들의 두께t₂또는 t₄는 1㎛ 이상 300㎛ 이하가 좋고, 바람직하게는 10㎛ 이상 250㎛ 이하, 더욱이는 15㎛ 이상 200㎛ 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 금속필름의 두께가 1㎛ 미만에서는 맨드릴에 휘감길때에 주름이 발생하기 쉽고, 300㎛ 보다 두꺼우면 감기지 않는 경우가 있다.

또, 사용하는 사다리꼴형상(EFGH)의 FRP의 프리프레그(1)의 두께t₁과 구형형상(OPQR)의 FRP프리프레그(3)의 두께 t₃는, 동일하여도 달라져 있어도 좋지만, 이들의 두께t₁또는 t₃은, 5㎛ 이상 300㎛ 이하가 좋고, 바람직하게는 10㎛ 이상 280㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 15㎛ 이상 250㎛ 이하가 좋다. FRP프리프레그의 두께가 5㎛ 미만에서는 맨드릴에 휘감길때에 주름이나 파손이 발생하기 쉽고, 300㎛ 보다 두꺼우면 복합프리프레그를 구성했을 때 지나치게 두꺼워져서 감기어렵다.

이 복합프리프레그시이트는, 맨드릴에 휘감길때의 단차를 완화하기 위하여, 도 5(B)에 표시하듯이 도 3의 시이트와 도 4의 시이트를 옮겨서 겹치거나, 도 3의 시이트와 도 4의 시이트의 휘감긴 방향의 길이가 달라지도록 (PL≠PL')형성하여 두고, 두루 감기의 개시부에서 옮겨서 중합하여 제작해도 좋다.

도 5에 화살표(a)로 표시하는 방향에서 휘감긴 경우, 도 1(A)와 같은 단면을 보유하는 FRP프리프레그와 금속필름의 적층구조체가 얻어지고, 도 5에 화살표(b)로 표시하는 방향에서 휘감긴 경우, 도 1(B)와 같은 단면을 보유하는 FRP프리프레그와 금속필름의 적층구조체가 얻어진다.

계속하여, 이 적층구조체의 외경표면에 열수축필름으로 테이핑하거나, 또는진공팩을 사용하여 적층구조체를 부압상태로 한다. 이것은, 프리프레그의 경화전의 되감는 방지의 임시방지나, 경화과정에서의 적층구조체중의 가스층 또는 보이드(공동)형성방지 때문이다. 경화후의 적층구조체중에 가스층 또는 보이드를 내포하면, 프로펠러축의 중간축에 사용한 경우, 그 사용기간에 있어서 가스층 또는 보이드가 토크부하시의 손상기점으로 되고, 현저하게 내구강도를 저하시키는 일이 있다.

이와 같이하여 형성된 적층구조체를 FRP프리프레그의 매트릭스열경화수지의 경화조건(예컨대 열처리)에서 처리되고, 그후 맨드릴을 뽑아내는 것에서, 축양단부에 중앙부측에서 축단으로 향해서 차례로, 가) FRP만의 적층구조영역, 나) FRP와 금속필름이 서로 번갈아 적층된 구조를 함유하는 영역, 다) 금속필름만 또는 금속필름이 접착제로 구속된 적층구조영역, 을 구비한 기대했던 적층구조체 즉 FRP축이 경화형성된다.

이때에, 금속필름이 접착제로 구속된 적층구조를 형성하기 위해서는, 예컨대 도 4의 금속필름(4)(4')의 윗면에 접착제를 도포하든지, 혹은 접착필름을 겹쳐서 두루 감으면 좋다.

도 1의 이행부(8)의 영역에 있어서의 적층구조중에서는, FRP프리프레그의 매트릭스열경화수지가 금속필름의 상하로 샌드위치된 구성에서 경화접착하여 있으므로, 큰 접착면적을 얻을 수 있다.

또, 가) FRP만의 적층구조영역(중앙부(7)), 나) FRP와 금속필름이 서로 번갈아 적층된 구조를 함유하는 영역(이행부(8)), 다) 금속필름이 접착제로 구속된 적층구조영역(단부(9))에서는, 각각의 영역에서 강성이 달라지고, 강성의 크기순서로, 다)＞나)＞가)로 된다. 이 때문에, 예컨대 큰 비틀림토크가 작용했을 때의 응력집중부위는, 중공축축방향단면(도 1)중의, 나) FRP와 금속필름이 서로 번갈아 적층된 구조를 함유하는 영역(이행부(8))으로 된다. 결국, 도 1중의 (DH-AE) 또는 (CG-BF)의, 금속필름선단이 형성하는 포락면(包絡面) 또는 그 근방으로 응력이 집중한다. 이 응력집중영역을 확대하여 최대응력치를 완화할려고 하면, AE와 DH 또는 BF와 CG의 칫수차를 크게하든지, 권수를 증가시켜 FRP축의 두께를 두껍게 하면 좋다. 이들의 칫수차나 두께칫수는, 프로펠러축에 부하되는 비틀림토크의 크기에 의하여 설계된다.

크리프특성이나 응력완화특성(이들은 망소특성이다.)에 있어서도 다) 및 나)의 영역이 우수하며, 에컨대 프로펠러축의 중간축에 이 적층구조체를 사용한 경우의 축단부의 접합에 있어서, 다) 및 나)의 영역에서 압입 등의 접합방법을 사용해도 장기의 신뢰성을 얻을 수 있다. 이점, 가)의 영역에 있어서는, 다) 및 나)의 영역에 비하여, 크리프나 응력완화의 특성에서 뒤떨어지며, 이 영역에서 압입 등의 접합방법을 실시한 경우, 제품의 실용적인 장기의 신뢰성을 얻을 수 없고, 예컨대 접착제와의 병용과 같은 대책이 필요하게 된다. 특히 다)의 영역에 있어서, 금속필름만의 적층구조체의 경우, 용접가공이나 마찰압접가공과 같은 금속부품의 접합에 있어서 신뢰성의 점에서 충분히 실적이 있는 접합방법을 채용할 수 있다.

더욱이, 금속필름이 접착제로 구속된 적층구조영역에 있어서는, 도전성의 카본블랙과 같은 충전재나, 알루미늄가루 및 산화철가루와 같은 금속가루를 분산시켜서 도전성을 부여한 구조용 에폭시수지를 접착제로 사용하여, 스포트용접에 대표되는 저항용접을 접합법으로 채용할 수 있다. 또, 이때, 필름형상인 열접착테이프를 접착제로 사용하는 경우, 테이프표면에 구멍뚫기가공을 실시하여 금속필름에 겹쳐서 휘감고, 금속필름끼리가 테이프구멍뚫기부에 있어서 직접 접촉하도록 하여 통전경로를 확보하고, 스포트용접에 대표되는 저항용접에 의한 너깃형성에 의해서, 접합하여도 좋다.

또, 예컨대 N플라이의 적층구조를 보유하는 FRP축에 있어서, 중공축의 축방향에 대한 FRP의 섬유배향각이 0°인 것을 n1 플라이, 90°인 것을 n2 플라이, ±45°의 것을 n3 플라이로 휘감길려고 한 경우(N=n1+n2+n3), 도 3의 부호(1) 또는 도 4의 부호(3)의 영역에서, 휘감는 대응부위에 각각 n1, n2, n3로 상당하는 길이(도 6의 PL₁, PL₂, PL₃참조)의, 중공축의 축방향에 대하여 0°, 90° ±45°의 섬유배향각을 보유하는 FRP프리프레그(도 6의 10, 11, 12참조)를 미리 배치하여 맨드릴 (5)상에 휘감기면, 목적으로 하는 적층구조를 보유하는 FRP축를 얻을 수 있다.

또, 비용저감의 관점에서, 도 3의 부호(1) 또는 도 4의 부호(3)의 영역으로 배치하는 FRP프리프레그를, 예컨대 탄소섬유프리프레그와 글라스섬유프리프레그로 말하듯이 이 종류의 프리프레그를 조합시키므로서, 보다 싼값의 이 종류의 FRP가 적층된 FRP축를 얻을 수가 있다.

도 7(A)는, 본 발명에 의한 FRP축을 중간축(13)으로서 사용한 프로펠러축의 구성을 예시하는 것이고, 중간축(13)의 양단부에 이음요소(14)를 구비하고 있다. 도 7(B)에 표시하듯이, 중간축(13)의 단부의 금속층(도 1의 부호9의 부분)과, 금속제의 이음요소(14) 등이, 부호(15)로 표시하는 위치에서 용접하므로서 항구적으로 접합되어 있다.

별도의 실시형태로서, 도 8에, 중간축(13)의 양단부에 크로스그루부형 등속자재이음(16)을 설치한 자동차용 프로펠러축를 표시한다. 또, 도 9에, 중간축 (13)의 양단부에 접동식의 더블오프셋형 등속자재이음(17)과 고정식의 버필드형 등속자재이음(18)을 설치한 자동차용 프로펠러축를 표시한다. 어떤 경우도, 중간축(13)의 단부의 금속층(도 1의 부호9의 부분)과, 금속제의 이음요소(14) 즉 여기에서는 스터브축 등이, 부호(15)로 표시하는 위치에서 용접하므로서 항구적으로 접합되어 있다.

(실시예)

아래에서, 자동차의 동력전달축인 프로펠러축에 적용하여 경량화, 저비용화 및 저열비화(低熱費化) 또 진동·소음특성의 향상을 도모한 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 하등 한정되는 것은 아니다.

(실시예1)

도 2(A)에 표시하는 형상인 FRP중공축을, 도 2(B)에 표시하는 원통형상인 맨드릴(5)에 이형제(離型制)를 도포하고, 아래에 설명하는 에폭시수지매트릭스의 PAN계 탄소섬유프리프레그와 금속필름을 사용한 복합프리프레그를 파이프로울링법에 의하여 휘감아서 제작하였다. 맨드릴(5)은 직경 76㎜, 길이 1500㎜이고, 양단으로 길이 150㎜의 처킹용축(6)을 구비하고 있다. 또한, 이 실시예의 FRP중공축는, 중공축의 축방향에 대한 FRP의 섬유배향각이 0°인 것을 6플라이, 90°인 것을 6플라이, ±45°인 것을 8플라이 휘감아서 구성된 것이다.

중공축의 외경D : 80㎜

중공축의 내경d : 76㎜

중공축의 두께T : 2㎜

중공축의 길이SL : 1300㎜

프리프레그의 길이PL : 2400㎜

프리프레그의 길이PL' : 2400㎜

프리프레그사디리꼴시이트EFGH(1)에 있어서,

EF=960㎜,

GH=900㎜.

프리프레그사다리꼴 또는 구형시이트OPQR(3)에 있어서,

OP=1040㎜,

QR=1040㎜.

프리프레그사다리꼴시이트EFGH(1) 및 프리프레그사다리꼴시이트OPQR(3)에 사용하는 탄소섬유프리프레그의 두께는, 어느것도 0.1㎜이다.

도 3중의 프리프레그사디리꼴시이트EFGH(1)에 있어서, 변EF측에서, 중공축의 축방향에 대한 섬유배향각이 0°의 프리프레그를 720㎜, ±45°의 프리프레그를 960㎜, 90°의 프리프레그를 720㎜, 배치하였다(도 6). 마찬가지로, 도 4의 프리프레그구형시이트OPQR(3)에 있어서, 변OP측에서, 중공축의 축방향에 대한 섬유배향각이 0°의 프리프레그를 720㎜, ±45°의 프리프레그를 960㎜, 90°의 프리프레그를720㎜, 배치하였다.

사용된 금속필름의 칫수는 다음과 같다.

금속필름시이트 AEHD(2)에 있어서,

AE=170㎜,

HD=200㎜,

AD=2400㎜.

금속필름시이트FBCG(2')에 있어서,

FB=170㎜,

CG=200㎜,

BC=2400㎜.

금속필름시이트AEHD(2) 및 금속필름시이트FBCG(2')의 두께는 어느것도 0.1㎜이다.

금속필름시이트JORM(4)에 있어서,

JO=130㎜,

RM=130㎜,

JM=2400㎜.

금속필름시이트PKLQ(4')에 있어서,

PK=130㎜,

LQ=130㎜,

KL=2400㎜.

금속필름시이트JORM(4) 및 금속필름시이트PKLQ(4')의 두께는 어느것도 0.09㎜이다. 또한, 금속필름에는 압연된 철필름을 사용하였다. 이들의 철필름시이트 JO RM(4), PKLQ(4')의 표면에, 에폭시계의 구조접착제 월드본드(상품명, 선스터 기현 주식회사제)를 도포하였다.

이들의 프리프레그 및 금속필름시이트를 도 3 및 도 4와 같은 배치하여 중합시켜, 도 5(A)와 같은 복합시이트를 구성하였다. 이 복합시이트를 도 2(B)의 맨드릴(5)에 도 5(A)의 하변측에서 휘감고, 계속하여 열수축필름을 휘감아서, 150℃에서 2시간 가열경화되였다. 경화후 양단부의 불필요한 부분을 절단제거하고, 맨드릴(5)에서 탈형하여 FRP중공축(도 2(A))를 얻었다. 이 FRP중공축는, FRP의 섬유배향각을 중공축의 축방향에 대하여 0°를 6플라이, 90°를 6플라이, ±45°를 8플라이(6+6+8=20) 휘감아서 구성되어 있다.

중공축의 단면구성을 도 1에 모식적(模式的)으로 표시한다. 긴쪽방향의 중앙부(7)는 FRP만의 적층구조영역이고, 내경측에서 외경측으로 향해서, 섬유배향각 90°, ±45°, 0°의 순서로, 각각, 두께 0.6㎜, 0.6㎜, 0.8㎜로 되어 있다. 축단보다 13㎝의 위치에 20㎝의 위치로 걸친이행부(8)는 FRP와 금속필름이 서로 번갈아 적층된 구조를 함유하는 영역이다. 축단보다 13㎝로 뻗치는 단부(9)는 금속필름이 접착제로 구속된 적층구조영역이다.

이와 같이하여 얻어진 중공축의 양단에 금속제의 이음요소를 100㎜의 깊이까지 압입하고, 그후 중공축의 선단을 용접하여 프로펠러축를 제작하였다. 정적비틀림시험 및 비틀림피로시험에 의하여 축의 강도 및 내구성의 평가를 실시하였다. 이때, 정적비틀림강도에서는 자동차용 프로펠러축에 부하되는 토크레벨에서 150㎏·m 이상을 합격으로 판단하며, 비틀림피로시험에서는 150㎏·m의 비틀림토크를 양쪽진동으로 50만회 작용시켜, 피로시험후의 상태를 관찰하였다.

얻어진 결과를 표 1 및 표 2에 기록한다. 또한, 표 1과 표 2는 1개의 표를 일점쇄선부분에서 분할된 것이다. 정적비틀림강도에 관해서는, 400㎏·m의 토크로 축중앙부가 파손되었다. 비틀림피로강도에 관해서는, 150㎏·m의 비틀림토크를 50만회 작용시켜도 접합부 및 축부에 이상은 없었다.

실시예번호	FRP프리프레그	금속필름	접착제종류	AE(=FB)㎜	HD(=CG)㎜
실시예번호	섬 유종 류	두께㎛	접착제종류	AE(=FB)㎜	HD(=CG)㎜	종 류	두께㎛
1	주1)CFRP(FAN계)	100	주4)Fe	100	주6)에폭시계(용액)	170	200
2	↑	200	↑	200	↑	↑	↑
3	↑	50	↑	50	↑	↑	↑
4	↑	100	↑	100	↑	↑	170
5	↑	↑	↑	↑	↑	↑	250
6	↑	↑	↑	↑	없음	↑	200

JO(=PK)㎜	PL(=PL')㎜	권 수n, 플라이(①=0°)(②=±45°)(③=90°)	접합법	평 가 결 과
				정적꼬임강도㎏·m(파손개소)	꼬임피로테스트후의접합부상태
						130	2400	20① 6② 8③ 6	용접	합 격400(중앙부)	합 격접합부이상없음
						↑	1200	10① 3② 4③ 3	↑	합 격380(중앙부)	합 격접합부이상없음
↑	4800	40① 12② 16③ 12	↑	합 격450(중앙부)	합 격접합부이상없음
↑	2400	20① 6② 8③ 6	↑	합 격300(중앙부)	합 격접합부이상없음
↑	↑	↑	↑	합 격400(중앙부)	합 격접합부이상없음
↑	↑	↑	↑	합 격390(중앙부)	합 격접합부이상없음

표 3 및 표 4 또 표 5 및 표 6에, 섬유 및 금속필름의 종류·두께, 접착제의 종류, 금속필름의 사이즈 및 복합프리프레그의 권수를 바꿔서 제작된 FRP중공축에, 금속제의 이음요소와의 접합법도 다양으로 변경된 프로펠러축(실시예 2 ∼18)를 사용하여, 정적비틀림시험 및 비틀림피로시험에 의하여 프로펠러축의 강도 및 내구성을 평가한 결과를 표시한다. 어느것도 정적비틀림시험 및 비틀림피로시험은, 합격하고 있었다. 또한, 표 3과 표 4, 표 5와 표 6도, 각각, 합쳐서 1개의 표를 구성한다.

실시예번호	FRP프리프레그	금속필름	접착제종류	AE(=FB)㎜	HD(=CG)㎜
실시예번호	섬 유종 류	두께㎛	접착제종류	AE(=FB)㎜	HD(=CG)㎜	종 류	두께㎛
7	CFRP(FAN계)	100	Fe	100	에폭시계(용액)	170	200
8	↑	↑	↑	↑	주7)니트릴·페놀계(필름)	↑	↑
9	↑	↑	주5)Al	↑	주8)에폭시계(필름)	↑	↑
10	↑	200	↑	200	에폭시계(필름)	↑	↑
11	주2)CFRP(피치계)	100	↑	100	니트릴·페놀계(필름)	↑	↑
12	↑	↑	Fe	↑	에폭시계(용액)	↑	↑

JO(=PK)㎜	PL(=PL')㎜	권 수n, 플라이(①=0°)(②=±45°)(③=90°)	접합법	평 가 결 과
				정적꼬임강도㎏·m(파손개소)	꼬임피로테스트후의접합부상상태
						130	2400	20① 6② 8③ 6	압입압입깊이100㎜	합 격390(중앙부)	합 격접합부이상없음
						↑	↑	↑	↑	합 격380(중앙부)	합 격접합부이상없음
↑	↑	↑	↑	합 격380(중앙부)	합 격접합부이상없음
↑	1200	10① 3② 4③ 3	↑	합 격370(중앙부)	합 격접합부이상없음
↑	2400	20① 6② 8③ 6	↑	합 격340(중앙부)	합 격접합부이상없음
↑	↑	↑	용접	합 격340(중앙부)	합 격접합부이상없음

실시예번호	FRP프리프레그	금속필름	접착제종류	AE(=FB)㎜	HD(=CG)㎜
실시예번호	섬 유종 류	두께㎛	접착제종류	AE(=FB)㎜	HD(=CG)㎜	종 류	두께㎛
13	주3)GFRP	100	Fe	100	에폭시계(용액)	170	200
14	↑	↑	↑	↑	↑	↑	↑
15	↑	↑	↑	↑	주8)에폭시계(필름)	↑	↑
16	↑	↑	Al	↑	에폭시계(용액)	↑	↑
17	↑	200	↑	200	에폭시계(필름)	↑	↑
18	CFRP(PAN계)	100	Fe	100	주9)니트릴·페놀계(필름)	↑	↑

JO(=PK)㎜	PL(=PL')㎜	권 수n, 플라이(①=0°)(②=±45°)(③=90°)	접합법	평 가 결 과
				정적꼬임강도㎏·m(파손개소)	꼬임피로테스트후의접합부상상태
						130	2400	20① 6② 8③ 6	용접	합 격320(중앙부)	합 격접합부이상없음
						↑	↑	↑	압입압입깊이100㎜	합 격310(중앙부)	합 격접합부이상없음
↑	↑	↑	용접	합 격310(중앙부)	합 격접합부이상없음
↑	↑	↑	압압압입깊이100㎜	합 격310(중앙부)	합 격접합부이상없음
↑	1200	10① 3② 4③ 3	↑	합 격290(중앙부)	합 격접합부이상없음
↑	2400	20① 6② 8③ 6	용접	합 격380(중앙부)	합 격접합부이상없음

비교하기 위하여, 표 7 및 표 8에, FRP적층구조단체의 중공축에 금속제의 이음요소를 압입법 및 용접법에 의한 접합을 사용하여 제작된 프로펠러축(비교예 1에서 4)의, 정적비틀림시험 및 비틀림피로시험에서 프로펠러축의 강도 및 내구성을 평가한 결과를 나타낸다. 어느것도 정적비틀림시험 및 비틀림피로시험은, 불합격이 었다. 특히 FRP적층구조단체의 중공축와 금속제의 이음요소와의 용접법에 의한 접합은 성립할 수 없었기 때문에, 프로펠러축는 제작할 수 없었다(비교예 2 및 4).

비교예번호	FRP프리프레그	금속필름	접착제종류	AE(=FB)㎜	HD(=CG)㎜
비교예번호	섬 유종 류	두께㎛	접착제종류	AE(=FB)㎜	HD(=CG)㎜	종 류	두께㎛
1	CFRP(PAN계)	100	-	-	-	-	-
2	↑	↑	↑	↑	↑	↑	↑
3	GFRP	↑	↑	↑	↑	↑	↑
4	↑	↑	↑	↑	↑	↑	↑

JO(=PK)㎜	PL(=PL')㎜	권 수n, 플라이(①=0°)(②=±45°)(③=90°)	접합법	평 가 결 과
				정적꼬임강도㎏·m(파손개소)	꼬임피로테스트후의접합부상태
						-	2400	20① 6② 8③ 6	압입압입깊이100㎜	불합격120(접합부)	불합격접합부동방향미끄럼축방향빠짐
						↑	↑	↑	용접(용접되지않음)	-	-
↑	↑	↑	압입압입깊이100㎜	불합격80(접합부)	불합격접합부동방향미끄럼축방향빠짐
↑	↑	↑	용접(용접되지않음)	-	-

또한, 상기한 표중의 주1)∼주9)는 다음과 같다.

주1) CFRP(PAN계) : 미쓰비시 레이욘 주식회사제 파이로필프리프레그

주2) CFRP(PAN계) : 일본섬유 주식회사제 그라노크프리프레그

주3) GFRP : 일동방적 주식회사제 글라스파이버프리프레그

주4) Fe필름 : 이자와 금속 주식회사제 Fe압연박

주5) Al필름 : 이자와 금속 주식회사제 Al압연박

주6) 에폭시계(용액) : 신스터-기연 주식회사제 웰폰드

주7) 니트릴·페놀계 : 소니케미칼 주식회사제 열접착테이프

주8) 에폭시계(필름) : 수미토모 스리엠 주식회사제 스코치웰드

주9) 필름상에 2500개/㎡의 밀도에서 φ10㎜의 공(空)구멍을 뚫어서 사용하였다.

본 발명에 의한 동력전달축은, FRP제 중공축이므로 경량이면서도, FRP층만으로된 중앙부와, FRP층과 금속층과의 복합층으로 구성된 이행부와, 금속층만으로 구성된 단부를 준비하기 때문에, 장기적인 사용에서도 신뢰성이 높다. 따라서, 양단부에서 등속조인트를 끼워 자동차의 동력전달계에 연결되는 프로펠러축의 경량화, 저비용화를 도모하기 위하여, 프로펠러축(의 중간축)을 FRP제로 하는데 있어서의 모든문제가 본 발명에 의해서 해소된다. 또, 본 발명은, 자동차용도 뿐만아니라, 선박이나 각종산업기계 및 항공기 등의 동력전달축으로도 마찬가지의 효과로 실시할 수 있다.

Claims

막, 필름, 박 또는 박판을 다층으로 두루 감아서 구성된 통형상인 동력전달축으로서, 길이방향의 중앙부를 섬유강화수지층만으로 구성하고, 중앙부와 단부의 사이의 이행부를 섬유강화수지층과 금속층과의 복합층으로 구성하며, 단부를 금속층만으로 구성한 것을 특징으로 하는 동력전달축.
제1항에 있어서, 섬유강화수지층이 PAN계 탄소섬유로된 프리프레그에서 파이프로울링법에 의해서 형성된 것을 특징으로 하는 동력전달축.
제1항에 있어서, 섬유강화수지층이 피치계 탄소섬유로된 프리프레그에서 파이프로울링법에 의해서 형성된 것을 특징으로 하는 동력전달축.
제2항 또는 제3항에 있어서, 프리프레그의 두께가 5㎛ 이상 300㎛ 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 동력전달축.
제2항 또는 제3항에 있어서, 프리프레그를 구성하는 섬유의 파단강도가 100㎏f/㎟(980㎫) 이상인 것을 특징으로 하는 동력전달축.
제1항에 있어서, 금속층이 철 또는 철계합금으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 동력전달축.
제1항에 있어서, 금속층이 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 동력전달축.
제1항에 있어서, 각 금속층의 두께가 1㎛ 이상 300㎛ 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 동력전달축.
제1항에 있어서, 금속층사이로 접착제를 사이에 끼운 것을 특징으로 하는 동력전달축.
제1항 내지 제9항 중 어느 한항에 있어서, 전장이 50㎜ 이상 11000㎜ 이하에서, 외경이 10㎜ 이상 250㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 동력전달축.
제1항 내지 제10중 어느 한 항에 있어서, 적어도 한쪽의 축단측에 있어서의 단부 및 인접하는 이행부의 길이가 10㎜ 이상이고, 또한 전장의 50% 미만인 것을 특징으로 하는 동력전달축.
제1항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서, 적어도 한쪽의 축단측으로 금속제이음요소를 접합하여 구성된 것을 특징으로 하는 동력전달축.
제1항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서, 양단으로 등속자재이음을 장착하여 구성된 것을 특징으로 하는 동력전달축.