异种材料接合，重量减轻50％的CFRP传动轴

日本藤仓橡胶工业公司开发出了轻量化出色的汽车传动轴“CFRP制扭矩传递轴”，并在“人与车科技展2016”（5月25～27日于太平洋横滨国际会展中心举行）上展出（图1）。该传动轴分为两端部和中央部3个部件，中央部使用碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）制成的管件。与全钢制成的现行传动轴相比，重量减半，从2kg降至1kg。

图1：使用CFRP减轻重量的传动轴
为实现轻量化，将传动轴中央部的材料换成了CFRP。此外，为了能够承受大扭矩的传递，还提高了强度。藤仓橡胶工业开发了名为“同时多层卷绕”的预浸料（碳纤维树脂含浸片）卷绕方法。
CFRP制管件是通过在芯棒上卷附预浸料的方法制造的。这时，使预浸料以3种角度卷附，具体为，相对于轴倾斜交叉的（±45°）角度，以及沿着轴的转动方向卷附的（＋90°）角度。通过这样的卷绕方法层叠预浸料，使新型传动轴的扭曲强度提高了20％。
新型传动轴的两端为钢制部件（短轴）。因此，CFRP制管件与短轴之间要实施异种材料接合。具体操作时，首先在短轴上切割出花键（细齿），压入CFRP制管件（图2）。然后，为了掩盖短轴与CFRP制管件的接合部，覆盖钢制外壳，并用环氧类粘合剂接合。这样便使强度达到了与钢制传动轴同等的水平。

图2：新型传动轴的构造。将CFRP制管件与钢制部件高强度接合在一起。
藤仓橡胶工业表示，正在与某汽车厂商推进相关研发。不过，目前的成本高达两倍左右。