JP2003343539A - Main shaft - Google Patents
Main shaftInfo
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- JP2003343539A JP2003343539A JP2002153832A JP2002153832A JP2003343539A JP 2003343539 A JP2003343539 A JP 2003343539A JP 2002153832 A JP2002153832 A JP 2002153832A JP 2002153832 A JP2002153832 A JP 2002153832A JP 2003343539 A JP2003343539 A JP 2003343539A
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- chamber
- absorbing material
- sound absorbing
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、原動機の回転駆動
により発生する共鳴を低減させた主軸に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spindle having reduced resonance generated by rotational driving of a prime mover.
【０００２】[0002]
【従来の技術】概して、船舶等では、原動機の回転駆動
力をプロペラに伝達するために軸系装置が使用されてい
る。通常、このような軸系装置に用いられる主軸の軸長
は長く、軸全体を中実の金属で製造すると重量が非常に
増して軸が撓むことから、中空の主軸が使用されてき
た。2. Description of the Related Art Generally, in a ship or the like, a shaft system device is used for transmitting a rotational driving force of a prime mover to a propeller. Usually, the main shaft used in such a shaft system has a long shaft length, and if the whole shaft is made of a solid metal, the weight is greatly increased and the shaft bends. Therefore, a hollow main shaft has been used.
【０００３】図４は、従来の中空の主軸１を示してい
る。主軸１には一端にプロペラ３が設けられるとともに
他端に原動機５が取り付けられており、主軸１内には自
身の長手軸線方向に沿って中空部７が形成されている。
なお、実際には、主軸１は軸受により支承されている
が、図では省略している。FIG. 4 shows a conventional hollow main shaft 1. A propeller 3 is provided at one end of the main shaft 1 and a prime mover 5 is attached to the other end thereof, and a hollow portion 7 is formed in the main shaft 1 along the longitudinal axis direction of the main shaft 1.
Although the main shaft 1 is actually supported by bearings, it is omitted in the drawing.
【０００４】ところで、主軸１は中空部７内に気体（空
気）が満たされていることから、原動機５の回転駆動に
伴い振動が軸内を気柱伝播し、気柱共鳴が生じて、主軸
１から騒音が生じるといった問題が生じていた。By the way, since the hollow portion 7 of the main shaft 1 is filled with gas (air), vibration is propagated through the air column in the shaft due to the rotational drive of the prime mover 5, and air column resonance occurs, causing the main shaft to resonate. There was a problem that noise was generated from 1.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたものであり、主軸内の伝播音を抑制して
共鳴を低減させることが可能な主軸を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a spindle capable of suppressing propagation sound in the spindle and reducing resonance. .
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次にような構成の主軸を採用する。す
なわち本発明に係る請求項１記載の主軸は、長手中心軸
線に沿って延在した室を内部に有してなり、一端に作用
部が設けられるとともに他端に駆動部が取り付けられ、
駆動部により自身の長手中心軸線回りに回転駆動される
主軸において、室内に共鳴低減手段が設けられているこ
とを特徴とする。As means for solving the above problems, a spindle having the following structure is adopted. That is, the main shaft according to claim 1 according to the present invention has a chamber extending along the longitudinal center axis line therein, the action portion is provided at one end, and the drive portion is attached at the other end,
Resonance reducing means is provided inside the main shaft that is driven to rotate about its longitudinal center axis by the drive unit.
【０００７】この主軸においては、駆動部で生じた振動
による共鳴の発生が共鳴低減手段により抑制され、主軸
から生じる共鳴音を低減させることが可能である。In this main shaft, the resonance reducing means suppresses the occurrence of resonance due to the vibration generated in the drive unit, and the resonance sound generated from the main shaft can be reduced.
【０００８】本発明に係る請求項２記載の主軸は、請求
項１記載の主軸において、共鳴低減手段は吸音材である
ことを特徴とする。この主軸においては、室内に吸音材
が設けられることにより、主軸の固有振動等、気柱共鳴
の生ずる条件が変化し、室内での気柱共鳴の発生が防止
される。さらに、駆動部で生じた振動が吸音材により吸
収され、主軸内を伝播する振動が抑制されることから、
主軸からの共鳴音を極力低減することが可能である。A spindle according to a second aspect of the present invention is the spindle according to the first aspect, wherein the resonance reducing means is a sound absorbing material. In this main shaft, the sound absorbing material is provided in the room, so that conditions causing air column resonance such as natural vibration of the main shaft change, and air column resonance is prevented from occurring in the room. Further, the vibration generated in the drive unit is absorbed by the sound absorbing material, and the vibration propagating in the main shaft is suppressed,
It is possible to reduce the resonance sound from the main shaft as much as possible.
【０００９】本発明に係る請求項３記載の主軸は、請求
項２記載の主軸において、吸音材が室全体に充填されて
いることを特徴とする。この主軸においては、室が吸音
材によって完全に塞がれるため室内での気柱共鳴はその
発生を完全に防止される。また、主軸内を伝播する振動
の吸収作用も最大限発揮されるものとなる。A spindle according to claim 3 of the present invention is characterized in that, in the spindle according to claim 2, the sound absorbing material is filled in the entire chamber. On this main axis, the air column resonance in the room is completely prevented because the room is completely closed by the sound absorbing material. Further, the absorbing effect of the vibration propagating in the main shaft is also maximized.
【００１０】本発明に係る請求項４記載の主軸は、請求
項２記載の主軸において、室が長手方向軸線と直交する
方向に設けられた分割板により複数の部屋に区画され、
吸音材はこれら部屋の少なくとも１つに充填されている
ことを特徴とする。この主軸においては、室が分割板に
よって長手方向に分割されるので、これにより、気柱共
鳴の発生条件が消滅し、室による気柱共鳴が生じない。
さらに、この分割板により区画された部屋に設けられた
吸音材が主軸内で伝播する振動を抑制する。また、この
構成では、分割板の存在自体によって、主軸の曲げ剛性
が高められ、このことが振動抑制にも寄与する。A spindle according to a fourth aspect of the present invention is the spindle according to the second aspect, wherein the chamber is divided into a plurality of chambers by a dividing plate provided in a direction orthogonal to the longitudinal axis.
The sound absorbing material is characterized in that at least one of these chambers is filled. On this main axis, the chamber is divided in the longitudinal direction by the dividing plate, so that the condition for generating the air column resonance disappears, and the air column resonance due to the chamber does not occur.
Further, the sound absorbing material provided in the room partitioned by the dividing plate suppresses the vibration propagating in the main shaft. Further, in this configuration, the bending rigidity of the main shaft is increased due to the existence of the dividing plate itself, which also contributes to vibration suppression.
【００１１】本発明に係る請求項５記載の主軸は、請求
項１記載の主軸において、室が長手方向軸線と直交する
方向に設けられた分割板により複数の部屋に区画され、
これら部屋の少なくとも１つにオリフィスが設けられて
いることを特徴とする。この主軸においては、オリフィ
スによって、室内の気体に生ずる運動（振動）が抑制さ
れるため、これによっても主軸内での共鳴を低減するこ
とが可能である。A spindle according to a fifth aspect of the present invention is the spindle according to the first aspect, wherein the chamber is divided into a plurality of chambers by a dividing plate provided in a direction orthogonal to the longitudinal axis.
An orifice is provided in at least one of these chambers. In this main shaft, since the orifice suppresses the motion (vibration) generated in the gas in the chamber, it is also possible to reduce the resonance in the main shaft.
【００１２】本発明に係る請求項６記載の主軸は、請求
項１記載の主軸において、作用部は水中プロペラである
ことを特徴とする。この主軸においては、駆動部から生
じた振動を主軸において吸収することから、作用部への
振動伝達が抑制され、以て、該主軸がポンプ軸や船舶の
プロペラ軸として使用された場合に、装置の駆動に伴う
騒音を低減することが可能である。A spindle according to a sixth aspect of the present invention is the spindle according to the first aspect, wherein the operating portion is an underwater propeller. In this main shaft, since the vibration generated from the drive unit is absorbed in the main shaft, the transmission of the vibration to the action unit is suppressed, so that when the main shaft is used as a pump shaft or a propeller shaft of a ship, the device It is possible to reduce the noise that accompanies driving.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１〜図３を参照して説明する。なお、従来技術の欄にて
記載した構成要素と同様のものについては、同一の符合
を付している。さらに、主軸は、実際には、軸受により
支承されているが、図では省略している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. The same components as those described in the section of the prior art are designated by the same reference numerals. Further, although the main shaft is actually supported by bearings, it is omitted in the drawing.
【００１４】図１は、本発明の第１実施形態を示す図で
あり、符号１０は主軸である。主軸１０には一端にプロ
ペラ３が設けられるとともに他端に原動機５が取り付け
られており、主軸１０が原動機５により自身の長手中心
軸線回りに回転駆動される。主軸１０内部には長手中心
軸線に沿って延在する室１７が形成されている。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention, in which reference numeral 10 is a main shaft. A propeller 3 is provided at one end of the main shaft 10 and a prime mover 5 is attached to the other end of the main shaft 10, and the main shaft 10 is rotationally driven by the prime mover 5 around its longitudinal center axis. A chamber 17 is formed inside the main shaft 10 and extends along the central longitudinal axis.
【００１５】室１７内には、吸音材１９が室１７全体に
渡って充填されている。吸音材１９としては、比重が比
較的軽くかつ大きな吸音率を有する材料であればよく、
多孔質材料（例えば、ポリウレタンフォームといった高
分子発泡材料や連続気泡材料）が好ましい。A sound absorbing material 19 is filled in the chamber 17 throughout the chamber 17. The sound absorbing material 19 may be a material having a relatively low specific gravity and a large sound absorbing coefficient,
Porous materials (eg, polymeric foam materials such as polyurethane foam and open cell materials) are preferred.
【００１６】次に、上記の構成からなる主軸１０の作用
について説明する。原動機５が回転駆動を開始するに伴
い、主軸１０も回転する。この原動機５の回転駆動によ
り振動が発生し、この振動が主軸１０側に伝達される。
室１７内が空間とされていた従来の主軸では、この振動
が軸の固有振動に対応した場合、室１７内で気柱共鳴が
生じ、それに起因した大きな共鳴音が発生していたが、
本発明による主軸１０では、室１７全体が吸音材１９に
よって塞がれるので、室１７の存在に基づく気柱共鳴の
発生は完全に防止される。また、吸音材１９によって室
１７内を伝達する音そのものも吸収され、振動の伝播が
抑制されることから、主軸１０から発生する音はさらに
低減される。Next, the operation of the main shaft 10 having the above structure will be described. As the prime mover 5 starts to rotate, the main shaft 10 also rotates. Vibration is generated by the rotational driving of the prime mover 5, and this vibration is transmitted to the main shaft 10 side.
In the conventional main shaft in which the chamber 17 is a space, when this vibration corresponds to the natural vibration of the shaft, air column resonance occurs in the chamber 17 and a large resonance sound is generated.
In the main shaft 10 according to the present invention, the entire chamber 17 is closed by the sound absorbing material 19, so that the occurrence of air column resonance due to the presence of the chamber 17 is completely prevented. In addition, the sound absorbing material 19 also absorbs the sound itself transmitted in the chamber 17 and suppresses the propagation of vibration, so that the sound generated from the main shaft 10 is further reduced.
【００１７】図２は、本発明の第２実施形態を示す図で
あり、符号２０は主軸である。第１実施形態による前記
主軸１０と異なる点は、主軸２０の室１７が長手方向軸
線と直交する方向に分割板２５，２５，・・・により複
数の部屋２７，２７，・・・に区画されていることであ
る。そして、これら部屋２７，２７，・・・の少なくと
も１つに、吸音材１９が設けられている。この吸音材１
９を設ける部屋２７については、気柱共鳴の伝わりの減
衰する位置を実験的に求めることで特定される。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, in which reference numeral 20 is a main shaft. The difference from the main shaft 10 according to the first embodiment is that the chamber 17 of the main shaft 20 is divided into a plurality of chambers 27, 27, ... In the direction orthogonal to the longitudinal axis by the dividing plates 25, 25 ,. It is that. A sound absorbing material 19 is provided in at least one of the rooms 27, 27, .... This sound absorbing material 1
The room 27 in which 9 is provided is specified by experimentally obtaining the position where the transmission of the air column resonance is attenuated.
【００１８】次に、上記の構成からなる主軸２０の作用
について説明する。原動機５の回転駆動により振動が発
生し、この振動が主軸２０側に伝達される。この振動
は、主軸２０の特定の部屋に設けられた吸音材１９によ
って吸収され、振動の伝播が抑制されることから、主軸
２０内での共鳴を低減させることが可能となっている。
さらに、特定の部屋だけに吸音材１９を充填できること
から、室１７全体に充填する場合に比べて、吸音材１９
の充填量を節約することができる。Next, the operation of the main shaft 20 having the above structure will be described. Vibration is generated by rotational driving of the prime mover 5, and this vibration is transmitted to the main shaft 20 side. This vibration is absorbed by the sound absorbing material 19 provided in a specific room of the main shaft 20, and the propagation of the vibration is suppressed, so that the resonance in the main shaft 20 can be reduced.
Further, since the sound absorbing material 19 can be filled only in a specific room, the sound absorbing material 19 can be filled as compared with the case where the whole room 17 is filled.
The filling amount can be saved.
【００１９】分割板２５によって区画された部屋２７の
容積は全て一定である必要はなく、必要な箇所に必要な
容積を付与することが可能である。さらに、分割板２５
の取付枚数は、共鳴状態に応じて適切な枚数が選択可能
である。また、この構成では、室１７内に該主軸２０の
長手軸線方向と交差する方向に設けられた分割板２５
が、内部に室１７が形成されることによって、いわゆる
管状構造をなす該主軸２０の部分の管壁部を支持して、
該管壁部の振動を抑制するので、これら分割板２５自体
も該主軸２０の共鳴を低減させる作用を有する。The volume of the chamber 27 divided by the dividing plate 25 does not have to be constant, and it is possible to give a required volume to a required place. Furthermore, the dividing plate 25
As for the number of attached sheets, an appropriate number can be selected according to the resonance state. Further, in this configuration, the dividing plate 25 provided in the chamber 17 in a direction intersecting with the longitudinal axis direction of the main shaft 20.
However, since the chamber 17 is formed inside, it supports the tube wall portion of the main shaft 20 that forms a so-called tubular structure,
Since the vibration of the tube wall portion is suppressed, the dividing plates 25 themselves also have the action of reducing the resonance of the main shaft 20.
【００２０】図３は、本発明の第３実施形態を示す図で
あり、符号３０は主軸である。第２実施形態による前記
主軸２０と異なる点は、部屋２７，２７，・・・の少な
くとも１つに、吸音材の代わりに、オリフィス３２ａを
有したオリフィス板３２が設けられていることである。
この場合、これらオリフィス板３２は、前記分割板２５
と同様に、該主軸３０の長手軸線方向と交差するように
設けられている。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention, in which reference numeral 30 is a main shaft. A difference from the main shaft 20 according to the second embodiment is that at least one of the chambers 27, 27, ... Is provided with an orifice plate 32 having an orifice 32a instead of the sound absorbing material.
In this case, these orifice plates 32 are the same as the division plate 25.
Similarly, is provided so as to intersect the longitudinal axis direction of the main shaft 30.
【００２１】次に、上記の構成からなる主軸３０の作用
について説明する。原動機５の回転駆動により振動が発
生し、この振動が主軸３０側に伝達される。この振動に
より、たとえ部屋２７内に気柱共鳴が生じるような条件
が成立したとしても、オリフィス板３２によって波の伝
達が絞られることから、主軸３０内での共鳴を低減させ
ることが可能となっている。Next, the operation of the main shaft 30 having the above structure will be described. Vibration is generated by the rotational drive of the prime mover 5, and this vibration is transmitted to the main shaft 30 side. Due to this vibration, even if a condition in which air column resonance occurs in the chamber 27 is established, since the wave transmission is restricted by the orifice plate 32, it is possible to reduce the resonance in the main shaft 30. ing.
【００２２】なお、上記の実施形態においては、オリフ
ィス板３２を分割板２５によって区切られた部屋２７内
に設けたものとしたが、分割板２５を設けずにオリフィ
ス板３２のみを設ける構成とすることもできる。さら
に、本発明は、一端に作用部を有し回転駆動されるポン
プの回転軸、船舶のプロペラ軸等の他、如何なる種類の
主軸にも適用することができる。In the above embodiment, the orifice plate 32 is provided in the chamber 27 divided by the dividing plate 25. However, the dividing plate 25 is not provided and only the orifice plate 32 is provided. You can also Further, the present invention can be applied to any type of main shaft other than the rotary shaft of a pump having an action portion at one end and driven to rotate, the propeller shaft of a ship, and the like.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項１記載の主軸によれば、駆動部で生じた振動による共
鳴の発生が共鳴低減手段により抑制され、主軸から生じ
る共鳴音を低減させることが可能である。As described above, according to the spindle of the first aspect of the present invention, the resonance reducing means suppresses the occurrence of resonance due to the vibration generated in the drive unit, and reduces the resonance sound generated from the spindle. It is possible to
【００２４】本発明に係る請求項２記載の主軸によれ
ば、室内に吸音材が設けられることにより、主軸の固有
振動等、気柱共鳴の生ずる条件が変化し、室内での気柱
共鳴の発生が防止される。さらに、駆動部で生じた振動
が吸音材により吸収され、主軸内を伝播する振動が抑制
されることから、主軸からの共鳴音を極力低減すること
が可能である。According to the second aspect of the present invention, since the sound absorbing material is provided in the room, conditions causing air column resonance such as the natural vibration of the main axis change, and the air column resonance in the room is reduced. Occurrence is prevented. Further, since the vibration generated in the drive section is absorbed by the sound absorbing material and the vibration propagating in the main shaft is suppressed, it is possible to reduce the resonance sound from the main shaft as much as possible.
【００２５】本発明に係る請求項３記載の主軸によれ
ば、室が吸音材によって完全に塞がれるため室内での気
柱共鳴はその発生を完全に防止される。また、主軸内を
伝播する振動の吸収作用も最大限発揮されるものとな
る。According to the third aspect of the present invention, since the chamber is completely closed by the sound absorbing material, the occurrence of air column resonance in the chamber is completely prevented. Further, the absorbing effect of the vibration propagating in the main shaft is also maximized.
【００２６】本発明に係る請求項４記載の主軸によれ
ば、室が分割板によって長手方向に分割されるので、こ
れにより、気柱共鳴の発生条件が消滅し、室による気柱
共鳴が生じない。さらに、この分割板により区画された
部屋に設けられた吸音材が主軸内で伝播する振動を抑制
する。また、この構成では、分割板の存在自体によっ
て、主軸の曲げ剛性が高められ、このことが振動抑制に
も寄与する。According to the fourth aspect of the present invention, since the chamber is divided in the longitudinal direction by the dividing plate, the condition for generating the air column resonance disappears, and the air column resonance by the chamber occurs. Absent. Further, the sound absorbing material provided in the room partitioned by the dividing plate suppresses the vibration propagating in the main shaft. Further, in this configuration, the bending rigidity of the main shaft is increased due to the existence of the dividing plate itself, which also contributes to vibration suppression.
【００２７】本発明に係る請求項５記載の主軸によれ
ば、オリフィスによって、室内の気体に生ずる運動（振
動）が抑制されるので、これによっても主軸内での共鳴
を低減することが可能である。According to the spindle of claim 5 of the present invention, since the orifice suppresses the motion (vibration) generated in the gas in the room, the resonance in the spindle can be reduced also by this. is there.
【００２８】本発明に係る請求項６記載の主軸によれ
ば、駆動部から生じた振動を主軸において吸収すること
から、作用部への振動伝達が抑制され、以て、該主軸が
ポンプ軸や船舶のプロペラ軸として使用された場合に、
装置の駆動に伴う騒音を低減することが可能である。According to the sixth aspect of the present invention, since the vibration generated from the drive section is absorbed by the main axis, the transmission of the vibration to the acting section is suppressed, and the main axis is the pump axis or When used as a propeller shaft of a ship,
It is possible to reduce noise associated with driving the device.
【図１】 本発明に係る第１実施形態であって、主軸を
示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a spindle according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明に係る第２実施形態であって、主軸を
示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main shaft according to a second embodiment of the present invention.
【図３】 本発明に係る第３実施形態であって、主軸を
示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a spindle according to a third embodiment of the present invention.
【図４】 中空部を有する従来の主軸を示す断面図であ
る。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional main shaft having a hollow portion.
３ プロペラ（作用部） ５ 原動機（駆動部） １０，２０，３０ 主軸 １７ 室 １９ 吸音材 ２５ 分割板 ２７ 部屋 ３２ａ オリフィス 3 Propeller (action part) 5 prime mover (drive unit) 10, 20, 30 Spindle 17 rooms 19 Sound absorbing material 25 division plate 27 rooms 32a orifice
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 一彦 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 3J033 AA01 BA07 BA13 BC06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kazuhiko Yamashita 2-1-1 Niihama, Arai-cho, Takasago, Hyogo Prefecture Takasago Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. F term (reference) 3J033 AA01 BA07 BA13 BC06
Claims (6)
に有してなり、一端に作用部が設けられるとともに他端
に駆動部が取り付けられ、前記駆動部により自身の長手
中心軸線回りに回転駆動される主軸において、 前記室内に共鳴低減手段が設けられていることを特徴と
する主軸。1. A chamber having a chamber extending along a longitudinal center axis line therein, an action portion being provided at one end, and a drive portion being attached at the other end, wherein the drive portion rotates the longitudinal center axis line around itself. A resonance reducing means is provided in the chamber in a main shaft driven to rotate.
特徴とする請求項１記載の主軸。2. The spindle according to claim 1, wherein the resonance reducing means is a sound absorbing material.
ることを特徴とする請求項２記載の主軸。3. The spindle according to claim 2, wherein the sound absorbing material is filled in the entire chamber.
向に設けられた分割板により複数の部屋に区画され、 前記吸音材は、これら部屋の少なくとも１つに充填され
ていることを特徴とする請求項２記載の主軸。4. The chamber is divided into a plurality of chambers by a dividing plate provided in a direction orthogonal to the longitudinal axis, and the sound absorbing material is filled in at least one of the chambers. The main shaft according to claim 2.
向に設けられた分割板により複数の部屋に区画され、 これら部屋の少なくとも１つにオリフィスが設けられて
いることを特徴とする請求項１記載の主軸。5. The chamber is divided into a plurality of chambers by a dividing plate provided in a direction orthogonal to the longitudinal axis, and an orifice is provided in at least one of the chambers. The spindle described in 1.
特徴とする請求項１記載の主軸。6. The spindle according to claim 1, wherein the acting portion is an underwater propeller.
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| JP2002153832A JP2003343539A (en) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Main shaft |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006013730A1 (en) * | 2004-08-02 | 2006-02-09 | Ntn Corporation | Hollow power transmission shaft and method of manufacturing the same |
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2002
- 2002-05-28 JP JP2002153832A patent/JP2003343539A/en not_active Withdrawn
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