JP2023074868A - マンドレル - Google Patents

Abstract

【課題】 内部の圧力を高めるための流体の漏れを防止することが可能なマンドレルを提供する。【解決手段】 マンドレル１Ａは、筒形状を呈するマンドレル本体１０と、マンドレル本体１０の軸線方向端部に内嵌される内嵌部材２０Ａと、マンドレル本体１０の軸線方向端部に埋設される埋設部材３０Ａと、を備え、内嵌部材２０Ａは、マンドレル本体１０に流体を流入可能な流路２０ａを備え、マンドレル本体１０の外周面側に配置された熱硬化性樹脂を硬化させるために加熱したときの温度において、埋設部材３０Ａの硬度は、マンドレル本体１０の硬度よりも高い。【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば車両における動力伝達軸等の管体を製造する際に用いられるマンドレルに関する。

車両に搭載される動力伝達軸（プロペラシャフト）は、車両の前後方向に延在する管体を備え、この管体により原動機で発生し変速機で減速された動力を終減速装置に伝達している。このような動力伝達軸に用いられる管体として、マンドレルを利用して製造された繊維強化プラスチック製のものがある（下記特許文献１参照）。

特開平３－２６５７３８号公報

ところで、マンドレルに材料を巻き付ける方法として、樹脂を含浸した連続繊維を巻き付けるフィラメントワインディング法と、プリプレグ（繊維に樹脂を含浸させてなるシート）を巻き付けるシートワインディング法が挙げられる。ここで、フィラメントワインディング法で巻き付けられた繊維に含浸された樹脂を硬化させるために、材料が巻き付けられたマンドレルを金型内に配置してマンドレル内に流体を充填することによってマンドレル内の圧力を高めるとともに、樹脂を加熱することが行われている。ここで、マンドレルの端部には、流体の流路が形成された部材が配置されるが、加熱によってマンドレルが変形すると、前記部材とマンドレルとの間に隙間が生じて流体が漏れてしまい、マンドレル内の圧力が高まらずに製品の成形精度が低下するおそれがある。

本発明は、このような問題を解決するために創作されたものであり、内部の圧力を高めるための流体の漏れを防止することが可能なマンドレルを提供することを課題とする。

本開示によれば、筒形状を呈するマンドレル本体と、前記マンドレル本体の軸線方向端部に内嵌される内嵌部材と、前記マンドレル本体の前記軸線方向端部に埋設される埋設部材と、を備え、前記内嵌部材は、前記マンドレル本体に流体を流入可能な流路を備え、前記マンドレル本体の外周面側に配置された熱硬化性樹脂を硬化させるために加熱したときの温度において、前記埋設部材の硬度は、前記マンドレル本体の硬度よりも高い、マンドレルが提供される。

本発明によると、内部の圧力を高めるための流体の漏れを防止することが可能なマンドレルを提供することができる。

本発明の第一の実施形態に係るマンドレルを模式的に示す断面図である。 図１の部分拡大図であり、マンドレル本体の端部、内嵌部材及び埋設部材を模式的に示す断面図である。 本発明の第一の実施形態に係るマンドレルを用いて製造された動力伝達軸を模式的に示す図である。 本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸を模式的に示す断面図である。 本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。 本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。 本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。 本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。 本発明の第二の実施形態に係るマンドレルを模式的に示す部分拡大断面図である。 本発明の第三の実施形態に係るマンドレルを模式的に示す部分拡大断面図である。 本発明の第四の実施形態に係るマンドレルを模式的に示す部分拡大断面図である。 本発明の第五の実施形態に係るマンドレルを模式的に示す部分拡大断面図である。 本発明の第六の実施形態に係るマンドレルを模式的に示す部分拡大断面図である。

本発明の実施形態について、炭素繊維強化プラスチックによって車両の動力伝達軸（プロペラシャフト）を製造する場合を例にとり、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、参照する図面は、分かりやすさのためにデフォルメされている。

＜第一の実施形態＞
図１に示すように、第一の実施形態に係るマンドレル１Ａは、繊維強化樹脂管体４０（図３参照）を製造するために用いられるものであって、マンドレル本体１０と、内嵌部材２０Ａと、埋設部材３０Ａと、を備える。

≪マンドレル本体≫
マンドレル本体１０は、筒形状を呈する樹脂製部材である。本実施形態において、マンドレル本体１０は、繊維強化樹脂管体４０の内部から除去されるが、繊維強化樹脂管体４０の内部に残留して繊維強化樹脂管体４０の芯材として機能することも可能である。マンドレル本体４０には、繊維強化樹脂管体４０における樹脂硬化の際の加熱に耐えられる材料を用いることができる。そのような材料の例としては、ＰＰ（ポリプロピレン樹脂）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＳＭＰ（形状記憶ポリマー）等が挙げられる。マンドレル本体１０は、軸方向中間部の大径部１１と、軸方向一端部に形成されるテーパ部１２及び中径部１３と、軸方向他端部に形成される段部１４及び小径部１５と、を一体に備える。本実施形態において、中径部１３の軸方向一端部には、中径部１３よりも小径な突出部１６が形成されている。突出部１６は、第一の金属部材３０が外嵌される部位である。

≪内嵌部材≫
図２に示すように、内嵌部材２０Ａは、マンドレル本体１０の軸方向他端部である小径部１５に内嵌される筒状の金属製部材である。内嵌部材２０Ａは、小径部１５の径方向内側への変形を防止するものであって、マンドレル本体１０内に加圧用流体Ｆ（図９参照）（例えば、加圧された空気）を充填させるための流路２０ａが形成されている。本実施形態において、加圧用流体Ｆは、成形装置１００内においてマンドレル本体１０内を加圧して膨張させるためのものである。また、加圧用流体Ｆは、後記する成形装置１００内においてマンドレル本体１０の外周面に配置された熱硬化性樹脂（後記する樹脂４４）を硬化させるために加熱するための加熱用流体でもある。

≪埋設部材≫
埋設部材３０Ａは、マンドレル本体１０の軸方向他端部である小径部１５に埋設される環状（筒状）の金属製部材である。埋設部材３０Ａは、マンドレル本体１０内において周方向全体にわたって存在する環状を呈しており、埋設部位の変形を抑制することによって、内嵌部材２０Ａの外周面とマンドレル本体１０の内周面との間に隙間が発生することを抑制する部材である。埋設部材３０Ａは、マンドレル本体の外周面側に配置された熱硬化性樹脂を硬化させるために加熱したときの温度（好ましくは、室温から前記した加熱したときの温度まで）において、かかる隙間発生抑制の機能を発揮する。埋設部材３０Ａの軸方向一端部は、内嵌部材２０Ａの軸方向一端部よりも軸方向中間側に設けられている。埋設部材３０Ａの軸方向他端部は、軸方向においてマンドレル本体１０の軸方向他端部と同位置に設けられている。

内嵌部材２０Ａ及び埋設部材３０Ａは、後記するステップＳ９の成型工程において、前記した加熱用流体によってマンドレル１Ａが加熱された所定温度（例えば、１４０℃）の状態で、マンドレル本体１０よりも硬い。また、埋設部材３０Ａは、線膨張の観点から、内嵌部材２０Ａと同一の金属材料によって形成されていることが好ましい。

＜動力伝達軸＞
図３及び図４に示すように、マンドレル１Ａ（図１参照）を用いて製造される動力伝達軸２は、車両において前後方向に延設され、動力源で発生した動力を軸線周りの回転として伝達する軸である。動力伝達軸２は、繊維強化樹脂管体４０と、第一の金属部材５０と、第二の金属部材６０と、を備える。

＜繊維強化樹脂管体＞
繊維強化樹脂管体４０は、マンドレル本体１０の外周面に沿うように管状に形成された樹脂含有繊維層である。繊維強化樹脂管体４０は、マンドレル本体１０の大径部１１、テーパ部１２及び中径部１３、第一の金属部材５０の軸方向一端部、並びに、第二の金属部材６０の軸方向他端部位の外周面上に沿うように形成される。図５～図７に示すように、繊維強化樹脂管体４０は、炭素繊維層として、径方向内側（マンドレル本体１０側）から順に、第一の炭素繊維層４１と、第二の炭素繊維層４２と、第三の炭素繊維層４３と、を備える。なお、図５～図７において、炭素繊維層４１，４２，４３は、一部のみが図示されている。また、第一の金属部材５０の軸方向一端部（マンドレル本体１０とは反対側に位置する端部）の外周面、及び、第二の金属部材６０の軸方向他端部（マンドレル本体１０とは反対側に位置する端部）の外周面は、繊維強化樹脂管体４０によって被覆されておらず、当該繊維強化樹脂管体４０から突出している。

≪第一の炭素繊維層≫
図５に示すように、第一の炭素繊維層４１は、マンドレル本体１０等の外周面に対して、当該マンドレル本体１０を被覆するように設けられる複数の炭素繊維によって構成されている。第一の炭素繊維層４１における炭素繊維は、マンドレル本体１０の軸線方向に対して平行に延設されている。すなわち、第一の炭素繊維層４１に関して、マンドレル本体１０の軸線Ｘに対する炭素繊維の配向角度は、０°である。

≪第二の炭素繊維層≫
図６に示すように、第二の炭素繊維層４２は、第一の炭素繊維層４１の径方向外側に設けられており、第一の炭素繊維層４１を被覆するように設けられる複数の炭素繊維によって構成されている。第二の炭素繊維層４２における炭素繊維は、マンドレル本体１０の軸線方向に対して４５°傾斜するように１周以上巻回され、マンドレル本体１０の軸線方向に対して螺旋状に延設されている。すなわち、第二の炭素繊維層４２に関して、マンドレル本体１０の軸線Ｘに対する炭素繊維の配向角度は、４５°である。

≪第三の炭素繊維層≫
図７に示すように、第三の炭素繊維層４３は、第二の炭素繊維層４２の径方向外側に設けられており、第二の炭素繊維層４２を被覆するように設けられる複数の炭素繊維によって構成されている。第三の炭素繊維層４３における炭素繊維は、マンドレル本体１０の軸線方向に対して－４５°傾斜するように１周以上巻回され、マンドレル本体１０の軸線方向に対して螺旋状に延設されている。すなわち、第三の炭素繊維層４３に関して、マンドレル本体１０の軸線Ｘに対する炭素繊維の配向角度は、－４５°である。

図３及び図４に示すように、繊維強化樹脂管体４０は、軸方向一端部側に、軸方向中央側の大径部４０ａから軸方向一端部の小径部４０ｃに向かうにつれて縮径するテーパ部４０ｂが形成されている。大径部４０ａは、マンドレル本体１０の大径部１１の外周面に倣う形状を呈する本体部である。テーパ部４０ｂは、マンドレル本体１０のテーパ部１２の外周面に倣う形状を呈する。小径部４０ｃは、マンドレル本体１０の中径部１３及び第一の金属部材５０の一部の外周面に倣う形状を呈する端部である。

＜第一の金属部材＞
第一の金属部材５０は、略円柱形状を呈する部材（シャフト）である。図７等に示すように、製造途中段階において、マンドレル本体１０から離れた側に位置する第一の金属部材５０の軸線方向一端部は、マンドレル本体１０から突出しており、マンドレル本体１０側に位置する第一の金属部材５０の軸方向他端部は、マンドレル本体１０に嵌合（内嵌）されている。

図１及び図３に示すように、第一の金属部材５０の軸方向他端部には、マンドレル本体１０の突出部１６が挿入可能な有底の孔部５０ａが形成されている。

第一の金属部材５０は、動力伝達軸２におけるプランジジョイント組立体の一部材である。プランジジョイント組立体は、かかる第一の金属部材５０に対して、いずれも不図示のブーツ、プランジジョイントを組み付けることによって形成される。

＜第二の金属部材＞
第二の金属部材６０は、略円筒形状を呈する部材である。図７等に示すように、製造途中段階において、マンドレル本体１０から離れた側に位置する第二の金属部材６０の軸線方向他端部は、マンドレル本体１０から突出しており、マンドレル本体１０側に位置する第二の金属部材６０の軸方向一端部は、マンドレル本体１０に嵌合（外嵌）されている。

第二の金属部材６０は、動力伝達軸２におけるヨーク組立体の一部材である。ヨーク組立体は、かかる第二の金属部材６０に対して、いずれも不図示のスパイダー、ニードルベアリング、ヨークを組み付けることによって形成される。

＜製造方法＞
続いて、本発明の第一の実施形態に係るマンドレル１Ａを用いた動力伝達軸２の製造方法について、図８のフローチャートを用いて説明する。動力伝達軸１の製造方法は、マンドレル本体形成工程（ステップＳ１）と、マンドレル本体形成工程の後に実行される内嵌部材設置工程（ステップＳ２）と、内嵌部材設置工程の後に実行される第一連結工程（ステップＳ３）と、第一連結工程の後に実行される第二連結工程（ステップＳ４）と、を含む。また、動力伝達軸２の製造方法は、第二連結工程の後に実行される繊維設置工程（ステップＳ５～Ｓ７）と、繊維設置工程の後に実行される金型内設置工程（ステップＳ８）と、を含む。また、動力伝達軸２の製造方法は、金型内設置工程の後に実行される成型工程（ステップＳ９）と、成型工程の後に実行される取出工程（ステップＳ１０）と、取出工程の後に実行されるジョイント組付工程（ステップＳ１１）と、を含む。

ステップＳ１は、図１及び図２に示される樹脂製のマンドレル本体１０を図示しない成形装置を用いて形成する工程である。ステップＳ１では、インサート成形によって、埋設部材３０がマンドレル本体１０内に埋設された状態で一体成形される。

ステップＳ１に続いて、ステップＳ２で、内嵌部材２０Ａをマンドレル本体１０の小径部１５に圧入して内嵌させる。圧入の際には、内嵌部材２０Ａの外周面と小径部１５の外周面との間にグリス等の潤滑油を設けてもよい。なお、ステップＳ２は、ステップＳ８の前までに実行されればよい。

ステップＳ２に続いて、ステップＳ３で、マンドレル本体１０の軸線方向一端部に第一の金属部材５０を設ける。ステップＳ３では、まず、第一の金属部材５０の軸方向他端部を、マンドレル本体１０の突出部１６に嵌合（外嵌）させる。続いて、第一の金属部材５０の軸方向他端部の外周面上に接着層（図示せず）を設ける。ステップＳ３において、第一の金属部材５０は、マンドレル本体１０の突出部１６に外嵌される。

ステップＳ３に続いて、ステップＳ４で、マンドレル本体１０の軸線方向他端部に第二の金属部材（カラー）６０を設ける。ステップＳ４において、第二の金属部材６０は、マンドレル本体１０の段部１４に外嵌される。ここで、ステップＳ３，Ｓ４の順番は、適宜変更可能であり、ステップＳ４が先でもよく、同時であってもよい。

ステップＳ４に続いて、ステップＳ５で、図５に示すように、第一の炭素繊維層４１がマンドレル本体１０、第一の金属部材５０及び第二の金属部材６０の外周面上に形成される。ステップＳ５に続いて、ステップＳ６で、図６に示すように、第二の炭素繊維層４２がマンドレル本体１０、第一の金属部材５０及び第二の金属部材６０における第一の炭素繊維層４１の外周面上に形成される。ステップＳ６に続いて、ステップＳ７で、図７に示すように、第三の炭素繊維層４３がマンドレル本体１０、第一の金属部材５０及び第二の金属部材６０における第二の炭素繊維層４２の外周面上に形成される。ステップＳ５～Ｓ７において、第一の金属部材５０及び第二の金属部材６０のそれぞれの軸方向におけるマンドレル１０とは反対側に位置する端部には、それぞれの繊維が配置されないように炭素繊維層４１～４３が形成される。

ステップＳ５～Ｓ７において、炭素繊維層４１～４３は、樹脂が含浸された繊維ではなく、いわゆる生糸である。また、炭素繊維層４１～４３は、それぞれ多給糸フィラメントワインド法によってマンドレル本体１０、第一の金属部材５０及び第二の金属部材６０の軸線方向他端部の外周面上に配置される。多給糸フィラメントワインド法によって給糸された炭素繊維層４１～４３は、互いに織り込まれることなく層として独立した、いわゆるノンクリンプ構造を呈する。

ステップＳ７に続いて、ステップＳ８で、図９に示すように、マンドレル１Ａ、第一の金属部材５０、第二の金属部材６０及び各炭素繊維層４１～４３の組立体を、成形装置（金型）１００内に設置する。

ステップＳ８に続いて、当該成形装置１００内に樹脂４４が供給される。これにより、マンドレル本体１０の外周面に配置された炭素繊維層４１～４３に樹脂４４が含浸される。さらに、成形装置１００に熱を加えることによって樹脂４４を硬化させ、繊維強化樹脂管体４０が形成されるとともに、繊維強化樹脂管体４０、第一の金属部材５０及び第二の金属部材６０が一体成型される（ステップＳ９、成型工程）。樹脂４４は、例えば熱硬化性樹脂である。本実施形態において、成形装置１００の金型は、複数に分割されている。ステップＳ９では、前記組立体に熱が加えられるとともに、成形装置１００の金型を閉じる型閉じ操作を行い、続いて、閉じた金型に圧力を印加する型締め操作を行うことにより、金型内の圧力を上昇させることで、樹脂４４の硬化が促進される。なお、本実施形態では金型が複数に分割されている構成で説明しているため、型閉じ操作及び型締め操作が行われているが、型締め操作は、必須ではない。また、金型が複数に分割されていない場合には、かかる型閉じ操作及び型締め操作は、必須ではない。成形装置１００内において、溶融状態の樹脂４４が導入されるゲート１０１の出口側には空間（樹脂だまり１０２）が形成されている。成形装置１００内に導入された樹脂４４は、炭素繊維層４１～４３の軸方向一端部の側方に位置する当該樹脂だまり１０２に貯留される。樹脂だまり１０２に貯留された樹脂４４は、炭素繊維層４１～４３の配列方向においてゲート１０１とは反対側（炭素繊維層４１～４３の軸方向他端部の外周面側）に形成された吸引口１０３からの真空吸引によって、マンドレル本体１０の軸線方向に移動し、炭素繊維層４１～４３に含浸する。樹脂４４が炭素繊維層２１～２３に含浸した状態で、成形装置１００に熱が加えられ、さらに、成形装置１００内に圧力が加えられることによって、繊維強化樹脂管体４０が形成される。

図９に示すように、第一実施形態での成形装置１００においては、流路２０ａを介してマンドレル本体１０の内側に連通するように、連通路１０４が設けられている。成型工程を行う際には、不図示の供給装置に連結された連通路１０４を介して、マンドレル本体１０の中空部に加圧用流体Ｆ（例えば、加圧された１４０℃以上の空気）を充填させる。高温の加圧用流体Ｆによって加熱されたマンドレル本体１０は、樹脂４４が硬化する温度よりも低い温度（変態温度である８０℃）になると軟化し、加圧用流体Ｆによって内部から加圧され、成形装置１００の内周面に倣うように膨張変形する。かかる加圧により、充填された樹脂４４によってマンドレル本体１０が縮径方向に変形することを防止することができる。また、かかる加圧により、樹脂４４の充填量を抑制し、完成品である繊維強化樹脂管体４０の重量増加を防止することができる。

ここで、マンドレル本体１０が高温の加圧用流体Ｆによる加熱で柔らかくなって変形しやすくなると、加圧用流体Ｆが内嵌部材２０Ａの外周面とマンドレル本体１０の小径部１５の内周面との間からマンドレル本体１０外に漏れるおそれがある。第一の実施形態に係るマンドレル１Ａは、加熱環境下で、マンドレル本体１０の小径部１５内に埋設された埋設部材３０Ａの硬度がマンドレル本体１０の硬度よりも高いため、小径部１５の変形を抑制して加熱用流体Ｆの漏れを防止することができる。埋設部材３０Ａの硬度の方がマンドレル本体１０の硬度よりも高いという関係は、常温（室温）から樹脂４４を硬化させる温度までの間で成立する。

また、第一の実施形態に係るマンドレル１Ａにおいて、マンドレル本体１０の内嵌部材２０Ａと埋設部材３０Ａとの間となる部位１５ａの厚さは、内嵌部材２０Ａと金型１００との間となるマンドレル本体１０（小径部１５の全体）の厚さよりも小さくなっている。したがって、マンドレル１Ａは、内嵌部材２０Ａとの間の隙間を発生するおそれがあるマンドレル本体１０の変形を好適に抑制して、加圧用流体Ｆの漏れを防止することができる。

また、第一の実施形態に係るマンドレル１Ａにおいて、埋設部材３０Ａの軸線方向一端部は、内嵌部材２０Ａの軸線方向一端部よりも軸線方向中央側に位置する。したがって、マンドレル１Ａは、マンドレル１Ａは、マンドレル本体１０の中空部側においてマンドレル本体１０の変形を好適に抑制し、加圧用流体Ｆの漏れを防止することができる。

ステップＳ９に続いて、ステップＳ１０で、成形された組立体すなわち中間体が成形装置１００から取り出される。ステップＳ１０に続いて、ステップＳ１１で、中間体の第一の金属部材５０にプランジジョイント組立体を取り付けるとともに、第二の金属部材６０にヨーク組立体を取り付ける。

なお、ステップＳ１０とステップＳ１１との間に、マンドレル抜き取り工程を実行することが考えられる。このマンドレル抜き取り工程は、第二の金属部材６０の端部開口側から繊維強化樹脂管体２０の外側にマンドレル１Ａを取り出す工程である。この際、マンドレル１Ａは、使用される材料に応じた方法にしたがって、例えば変形され、溶融され、分解され、破壊され、又は溶出されることによって繊維強化樹脂管体４０の内側から取り出される。これにより、動力伝達軸２の軽量化が達成されることとなる。

また、マンドレル１Ａを変形させて第二の金属部材６０の端部開口側から取り出す場合には、例えばマンドレル本体１０の中空部を減圧することで前記の端部開口よりもマンドレル１Ａを小さくなるように収縮させて繊維強化樹脂管体４０から抜き取る方法を採用することができる。

マンドレル抜き取り工程を行う際には、不図示の真空ポンプに連結された連通路１０４を介して、マンドレル本体１０の中空部を減圧することができる。

このようなマンドレル抜き取り工程は、例えば熱可塑性樹脂からなるマンドレル本体１０を加熱等により可塑化することでより好適に実施することができる。また、例えばダイヤカットを施したアルミニウム薄板からなるマンドレル本体１０についても好適に実施することができる。また、マンドレル抜き取り工程を実行した場合には、取り出された内嵌部材２０Ａ及び埋設部材３０Ａは、再利用可能である。

本発明の第一の実施形態に係るマンドレル１Ａは、筒形状を呈するマンドレル本体１０と、前記マンドレル本体１０の軸線方向端部に内嵌される内嵌部材２０Ａと、前記マンドレル本体１０の前記軸線方向端部に埋設される埋設部材３０Ａと、を備え、前記内嵌部材２０Ａは、前記マンドレル本体１０に流体を流入可能な流路２０ａを備え、前記マンドレル本体１０の外周面側に配置された熱硬化性樹脂を硬化させるために加熱したときの温度において、前記埋設部材３０Ａの硬度は、前記マンドレル本体１０の硬度よりも高い。
したがって、マンドレル１Ａは、マンドレル本体１０の端部の変形を抑制することによって、マンドレル本体１０内の圧力を高めるための流体（加圧用流体Ｆ）の漏れを防止することができる。

また、マンドレル１Ａにおいて、前記埋設部材３０Ａは、環状を呈する。
したがって、マンドレル１Ａは、マンドレル本体１０の端部の変形を周方向全体にわたって抑制することによって、マンドレル本体１０内の圧力を高めるための流体の漏れを防止することができる。

また、マンドレル１Ａにおいて、前記内嵌部材２０Ａ及び前記埋設部材３０Ａは、同一の金属材料によって形成されている。
したがって、マンドレル１Ａは、内嵌部材２０Ａ及び埋設部材３０Ａの線膨張を同一にすることによって、マンドレル本体１０内の圧力を高めるための流体の漏れを防止することができる。

＜第二の実施形態＞
続いて、本発明の第二の実施形態に係るマンドレルについて、第一の実施形態に係るマンドレル１Ａとの相違点を中心に説明する。図１０に示すように、第二の実施形態に係るマンドレル１Ｂは、内嵌部材２０Ａ及び埋設部材３０Ａに代えて、内嵌部材２０Ｂ及び埋設部材３０Ｂを備える。

内嵌部材２０Ｂ及び埋設部材３０Ｂの軸線方向他端部は、マンドレル本体１０の小径部１５から軸線方向に突出している。内嵌部材２０Ｂの突出部位の外周面には、雄ネジ部２０ｂが形成されている。雄ネジ部２０ｂのネジ山の高さは、小径部１５の内周面よりも径方向外側に設定されている。埋設部材３０Ｂの突出部位は、径方向内側に延設されており、その内周面には、雌ネジ部３０ｂが形成されている。内嵌部材２０Ｂ及び埋設部材３０Ｂは、雄ネジ部２０ｂ及び雌ネジ部３０ｂが互いに螺合することによって、互いに固定されている。雄ネジ部２０ｂ及び雌ネジ部３０ｂの間には、シール部材が設けられてもよい。

本発明の第二の実施形態に係るマンドレル１Ｂにおいて、前記内嵌部材２０Ｂの端部及び前記埋設部材３０Ｂの端部は、前記マンドレル本体１０から突出しており、互いにネジ締結されている。
したがって、マンドレル１Ｂは、内嵌部材２０Ｂ及び埋設部材３０Ｂが互いに固定されることによって、マンドレル本体１０内の圧力を高めるための流体の漏れを好適に防止することができる。

＜第三の実施形態＞
続いて、本発明の第三の実施形態に係るマンドレルについて、第一の実施形態に係るマンドレル１Ａとの相違点を中心に説明する。図１１に示すように、第三の実施形態に係るマンドレル１Ｃは、内嵌部材２０Ａ及び埋設部材３０Ａに代えて、内嵌部材２０Ｃ及び埋設部材３０Ｃを備える。

内嵌部材２０Ｃ及び埋設部材３０Ｃの軸線方向他端部は、マンドレル本体１０の小径部１５から軸線方向に突出している。内嵌部材２０Ｃの外周面には、雄ネジ部２０ｃが形成されている。雄ネジ部２０ｃのネジ山の高さは、小径部１５の内周面と径方向において同じ位置に設定されている。埋設部材３０Ｃの突出部位は、径方向内側に延設されており、その内周面には、雌ネジ部３０ｃが形成されている。内嵌部材２０Ｃ及び埋設部材３０Ｃは、雄ネジ部２０ｃ及び雌ネジ部３０ｃが互いに螺合することによって、互いに固定されている。雄ネジ部２０ｃ及び雌ネジ部３０ｃの間には、シール部材が設けられてもよい。

本発明の第三の実施形態に係るマンドレル１Ｃにおいて、前記内嵌部材２０Ｃの端部及び前記埋設部材３０Ｃの端部は、前記マンドレル本体１０から突出しており、互いにネジ締結されている。
したがって、マンドレル１Ｃは、内嵌部材２０Ｃ及び埋設部材３０Ｃが互いに固定されることによって、マンドレル本体１０内の圧力を高めるための流体の漏れを好適に防止することができる。

＜第四の実施形態＞
続いて、本発明の第四の実施形態に係るマンドレルについて、第一の実施形態に係るマンドレル１Ａとの相違点を中心に説明する。図１２に示すように、第四の実施形態に係るマンドレルＤは、内嵌部材２０Ａ及び埋設部材３０Ａに代えて、内嵌部材２０Ｄ及び埋設部材３０Ｄを備える。

内嵌部材２０Ｄは、小径部１５内に収容される筒状の第一部材２１と、小径部１５から突出する筒状の第二部材２２と、を備える。第二部材２２の内周面は、第一部材２１の内周面と同一径に設定されている。第二部材２２の外周面は、小径部１５の外周面と同一径に設定されている。第二部材２２は、マンドレル本体１０から突出して径方向外側に延設されるフランジ部を構成する。第二部材２２の軸線方向一端部側面には、環状の凹部２０ｄが形成されている。第一部材２１及び第二部材２２は、ボルトＢを用いた締結によって互いに固定されている。埋設部材３０Ｄの軸線方向他端部は、マンドレル本体１０から突出するとともに凹部２０ｄに嵌合されている。

内嵌部材２０Ｄをマンドレル本体１０の小径部１５に組み付ける際には、まず、作業者は、第一部材２１を小径部１５に圧入させる。続いて、作業者は、第二部材２２をマンドレル本体１０及び第一部材２１に当接させ、埋設部材３０Ｄの突出部位を凹部２０ｄに収容させる。続いて、作業者は、ボルトＢを用いて第二部材２２を第一部材２１に固定させる。かかる組付手法によると、第一部材２１のマンドレル本体１０への圧入と埋設部材３０Ｄの突出部位の凹部２０ｄへの嵌合が時間をずらして行われるので、作業性を向上することができる。

本発明の第四の実施形態に係るマンドレル１Ｄにおいて、前記内嵌部材２０Ｄは、前記マンドレル本体１０から突出して径方向外側に延設されるフランジ部を備え、前記埋設部材３０Ｄの端部は、前記フランジ部に形成された凹部２０ｄに嵌合されている。
したがって、マンドレル１Ｄは、マンドレル本体１０外で埋設部材３０Ｄが内嵌部材２０Ｄの凹部２０ｄに嵌合されることによって、マンドレル本体１０内の圧力を高めるための流体の漏れを好適に防止することができる。

＜第五の実施形態＞
続いて、本発明の第五の実施形態に係るマンドレルについて、第一の実施形態に係るマンドレル１Ａとの相違点を中心に説明する。図１３に示すように、第五の実施形態に係るマンドレル１Ｅは、内嵌部材２０Ａ及び埋設部材３０Ａに代えて、内嵌部材２０Ｅ及び埋設部材３０Ｅを備える。また、第五の実施形態において、金型１００の内周面は、小径部１５の外周面と当接する第一の周面部１１１と、第一の周面部１１１の端部から径方向内側へ延設される第一の段面部１１２と、を備える。また、金型１００の内周面は、第一の段面部１１２の径方向内端部から軸線方向へ延設される第二の周面部１１３と、金型１００の内周面は、第二の周面部１１３の端部から径方向内側へ延設される第二の段面部１１４と、を備える。また、金型１００の内周面は、第二の段面部１１４の径方向内端部から軸線方向へ延設される第三の周面部１１５と、第三の周面部１１５の端部から径方向内側へ延設される第三の段面部１１６と、を備える。

内嵌部材２０Ｅの径方向他端部及び埋設部材３０Ｅの径方向他端部は、マンドレル本体１０から突出している。内嵌部材２０Ｅの突出長は、埋設部材３０Ｅの突出長よりも大きい。内嵌部材２０Ｅの突出部位（詳細には、埋設部材３０Ｅよりもさらに突出する部位）における外周面及び軸線方向側面は、それぞれ、金型１００の第二の周面部１１３及び第二の段面部１１４に当接し、これらの間を気密に密閉する。埋設部材３０Ｅの突出部位における外周面及び軸線方向側面は、それぞれ、金型１００の第三の周面部１１５及び第三の段面部１１６に当接し、これらの間を気密に密閉する。マンドレル１Ｅは、かかる構造によって、加圧用流体Ｆが万が一内嵌部材２０Ｅの外周面とマンドレル本体１０の内周面との間から漏れたとしても、マンドレル本体１０の外周面と金型１００の内周面との間等に移動することを防止することができる。

本発明の第五の実施形態に係るマンドレル１Ｅにおいて、前記埋設部材３０Ｅの端部は、前記マンドレル本体１０から突出しており、前記マンドレル本体１０の外周面側に熱硬化性樹脂を配置するための金型１００内において当該金型１００と当接する。
したがって、マンドレル１Ｅは、マンドレル本体１０外で埋設部材３０Ｅが金型１００の内周面に当接することによって、マンドレル本体１０内の圧力を高めるための流体の漏れを好適に防止することができる。

＜第六の実施形態＞
続いて、本発明の第六の実施形態に係るマンドレルについて、第一の実施形態に係るマンドレル１Ａとの相違点を中心に説明する。図１４に示すように、第六の実施形態に係るマンドレル１Ｆは、内嵌部材２０Ａに代えて、内嵌部材２０Ｆ及びＯリング７０を備える。

内嵌部材２０Ｆの外周面には、環状の凹部２０ｆが形成されている。内嵌部材２０Ｆの外径は、マンドレル本体１０の小径部１５の内径よりも小さい。Ｏリング７０は、一部が径方向外側に突出した状態で凹部２０ｆに収容され、かつ、内嵌部材２０Ｆの外周面（凹部２０ｆの底面）と小径部１５の内周面との間に介設されており、圧縮変形した状態でこれらの間を気密に密閉する。

本発明の第六の実施形態に係るマンドレル１Ｆは、Ｏリング７０を有するので、マンドレル本体１０の小径部１５及び内嵌部材２０Ｆの寸法精度を要求することなく、これらの間を好適に密閉することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形可能である。例えば、マンドレル本体１０内に流入されて充填される流体は、マンドレル本体１０内を加圧するのに加えて、マンドレル本体１０の外周面に配置された熱硬化性樹脂を硬化させるために加熱するためのものであってもよい。なお、かかる流体が加熱を行わない加圧用流体である場合には、熱硬化性樹脂は、別の熱源によって加熱される。また、例えば、第四の実施形態において、内嵌部材２０Ｄは、第一部材２１及び第二部材２２が一体成型されたものであってもよい。また、第六の実施形態におけるＯリング７０は、第二～第五の実施形態に係るマンドレル１Ｂ～１Ｅにも適用可能である。また、マンドレル１Ａ～１Ｆは、内嵌部材２０Ａ～２０Ｅ及び埋設部材３０Ａ～３０Ｆの径方向外側において、マンドレル本体１０に外嵌された筒状の金属製バンドをさらに備える構成であってもよい。

また、ステップＳ９，Ｓ１０の間にマンドレル１Ａ～１Ｆを成形された繊維強化樹脂管体４０から抜き出す構成であってもよい。また、マンドレル本体１０は、ステップＳ８における樹脂４４や成形装置（金型）１００の熱によって溶融して除去される構成であってもよい。その他の熱、電気、振動等のエネルギーによってマンドレル本体１０を溶融して除去することも可能である。また、各炭素繊維層４１～４３は、互いに織り込まれた、いわゆるクリンプ構造を呈してもよい。また、繊維体は、炭素繊維に限定されず、樹脂層を強化可能な繊維部材（例えば、ガラス繊維、セルロース繊維等）であればよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ マンドレル
１０ マンドレル本体
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ 内嵌部材
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ 埋設部材

Claims (6)

1. 筒形状を呈するマンドレル本体と、
   前記マンドレル本体の軸線方向端部に内嵌される内嵌部材と、
   前記マンドレル本体の前記軸線方向一端部に埋設される埋設部材と、
   を備え、
   前記内嵌部材は、前記マンドレル本体に流体を流入可能な流路を備え、
   前記マンドレル本体の外周面側に配置された熱硬化性樹脂を硬化させるために加熱したときの温度において、前記埋設部材の硬度は、前記マンドレル本体の硬度よりも高い、
   マンドレル。
2. 前記埋設部材は、環状を呈する、
   請求項１に記載のマンドレル。
3. 前記内嵌部材の端部及び前記埋設部材の端部は、前記マンドレル本体から突出しており、互いにネジ締結されている、
   請求項２に記載のマンドレル。
4. 前記内嵌部材は、前記マンドレル本体から突出して径方向外側に延設されるフランジ部を備え、
   前記埋設部材の端部は、前記フランジ部に形成された凹部に挿通されている、
   請求項１又は請求項２に記載のマンドレル。
5. 前記埋設部材の端部は、前記マンドレル本体から突出しており、前記マンドレル本体の外周面側に熱硬化性樹脂を配置するための金型内において当該金型と当接する、
   請求項１又は請求項２に記載のマンドレル。
6. 前記内嵌部材及び前記埋設部材は、同一の金属材料によって形成されている、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のマンドレル。

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