JP2024002299A - Resin injection mold device, method for manufacturing carbon fiber-reinforced resin tubular bodies, and carbon fiber-reinforced resin tubular bodies - Google Patents

Resin injection mold device, method for manufacturing carbon fiber-reinforced resin tubular bodies, and carbon fiber-reinforced resin tubular bodies Download PDF

Info

Publication number
JP2024002299A
JP2024002299A JP2022101404A JP2022101404A JP2024002299A JP 2024002299 A JP2024002299 A JP 2024002299A JP 2022101404 A JP2022101404 A JP 2022101404A JP 2022101404 A JP2022101404 A JP 2022101404A JP 2024002299 A JP2024002299 A JP 2024002299A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
carbon fiber
metal member
dividing
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022101404A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
貴博 中山
Takahiro Nakayama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Astemo Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Astemo Ltd filed Critical Hitachi Astemo Ltd
Priority to JP2022101404A priority Critical patent/JP2024002299A/en
Publication of JP2024002299A publication Critical patent/JP2024002299A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin injection mold device capable of producing carbon fiber reinforced resin tubular bodies in which unnecessary portions of resin can be easily removed.
SOLUTION: The molding device 100A as a resin injection mold device includes: housing sections 111, 121 in which a second metal member 50, a carbon fiber layer 31, and an end fixing member 60 are housed; resin accumulation portions 113, 123 provided in a portion corresponding to the end fixing member 60, connected to the housing sections 111, 121; and a first section 130A capable of dividing the resin accumulation portions 113, 123 into a first section that is closer to one end of the carbon fiber in the longitudinal direction and a second section that is closer to the other end of the carbon fiber in the longitudinal direction.
SELECTED DRAWING: Figure 7
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、樹脂注入成形金型装置、炭素繊維強化樹脂管体の製造方法及び炭素繊維強化樹脂管体に関する。 The present invention relates to a resin injection molding mold apparatus, a method for manufacturing a carbon fiber reinforced resin tube, and a carbon fiber reinforced resin tube.

炭素繊維強化樹脂製管体として、特許文献1には、多給糸フィラメントワインディング工法及び樹脂注入成形工法によって形成された管体が記載されている。多給糸フィラメントワインディング工法は、マンドレル(芯材)の外周面に、編み込まれた複数の層からなる炭素繊維束を配置するものである。また、樹脂注入成形工法は、多給糸フィラメントワインディング工法で巻回された半完成品を金型内に配置し、樹脂を注入、加熱・硬化させることで管体が完成するものであり、大量生産に向いている。 As a carbon fiber-reinforced resin tube, Patent Document 1 describes a tube formed by a multi-fiber filament winding method and a resin injection molding method. The multi-filament winding method involves arranging carbon fiber bundles consisting of multiple woven layers on the outer circumferential surface of a mandrel (core material). In addition, with the resin injection molding method, a semi-finished product wound using the multi-filament winding method is placed in a mold, resin is injected, and the tubular body is completed by heating and curing. suitable for production.

特許第6873369号公報Patent No. 6873369

多給糸フィラメントワインディング工法では、円筒状に編み上げられた炭素繊維束をマンドレルの外周に配置するが、繊維の配向角度を管理するために、炭素繊維束の端部を管体の端部に配置される金属部材に対して強固に固定することが必要となる。このために、炭素繊維束の端部にテープを巻回して固定している。 In the multi-fiber filament winding method, carbon fiber bundles woven into a cylindrical shape are placed around the outer periphery of a mandrel, but in order to control the orientation angle of the fibers, the ends of the carbon fiber bundles are placed at the ends of the tube body. It is necessary to firmly fix it to the metal member to be used. For this purpose, a tape is wound around the end of the carbon fiber bundle to fix it.

樹脂注入成形工法では、マンドレルの両端に配置される金属部材と、マンドレルの外周面上且つ金属部材間を接続するように配置される炭素繊維束が一体になった半完成品を金型内に配置し、一方の金属部材上の炭素繊維束端部の近傍に対して樹脂が注入される。樹脂は他方の金属部材側に形成される排出口に向けて負圧を受けて流動し、炭素繊維全体に樹脂が含浸される。ここで、樹脂注入部はテープを包囲し、炭素繊維の外径よりも大径となる樹脂溜まり層が形成されるが、この部分は製品としては不要となるため、機械加工で切除する。 In the resin injection molding method, a semi-finished product consisting of metal members placed at both ends of a mandrel and carbon fiber bundles placed on the outer peripheral surface of the mandrel to connect the metal parts is placed in a mold. The resin is injected into the vicinity of the end of the carbon fiber bundle on one metal member. The resin flows toward the discharge port formed on the other metal member side under negative pressure, and the entire carbon fiber is impregnated with the resin. Here, the resin injection part surrounds the tape, and a resin reservoir layer is formed whose diameter is larger than the outer diameter of the carbon fibers, but since this part is unnecessary as a product, it is removed by machining.

本発明は、このような事情に鑑みて創作されたものであり、樹脂の不要な部位を除去しやすい炭素繊維強化樹脂管体を製造可能な樹脂注入成形金型装置、当該樹脂注入成形金型装置を用いた炭素繊維強化樹脂管体の製造方法及び炭素繊維強化樹脂管体を提供することを課題とする。 The present invention was created in view of the above circumstances, and provides a resin injection molding device and a resin injection molding mold capable of manufacturing a carbon fiber-reinforced resin tube body from which unnecessary parts of the resin can be easily removed. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a carbon fiber reinforced resin pipe using an apparatus and a carbon fiber reinforced resin pipe.

本開示によれば、金属部材、当該金属部材の外周面に巻回される炭素繊維及び前記炭素繊維の長手方向一端部を前記金属部材に固定する固定部材が収容される収容部と、前記収容部と繋がっており、前記固定部材に対応する部位に設けられる樹脂溜まり部と、前記樹脂溜まり部を、前記炭素繊維の長手方向一端部に近い側となる第一部位と、前記炭素繊維の長手方向他端部に近い側となる第二部位と、に区分可能な第一の区分部と、を備える樹脂注入成形金型装置が提供される。 According to the present disclosure, a metal member, a housing part in which a carbon fiber wound around the outer peripheral surface of the metal member, and a fixing member for fixing one longitudinal end of the carbon fiber to the metal member are housed; a resin pool part connected to the part and provided at a part corresponding to the fixing member; a first part that is closer to one end in the longitudinal direction of the carbon fiber; A resin injection mold device is provided, which includes a second section that is closer to the other end in the direction, and a first section that can be sectioned into two.

本発明によると、樹脂の不要な部位を除去しやすい炭素繊維強化樹脂管体を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a carbon fiber-reinforced resin pipe body in which unnecessary portions of resin can be easily removed.

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。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a mandrel according to a first embodiment of the present invention. 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。1 is a diagram schematically showing a power transmission shaft manufactured using a mandrel according to a first embodiment of the present invention. 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。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a power transmission shaft according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の第一の炭素繊維層を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a first carbon fiber layer of a power transmission shaft according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の第二の炭素繊維層を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a second carbon fiber layer of the power transmission shaft according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の第三の炭素繊維層を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a third carbon fiber layer of the power transmission shaft according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第一の実施形態に係る成形装置を模式的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a molding apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第一の実施形態に係る成形装置を模式的に示す断面図であり、第一の区分部を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a molding apparatus according to a first embodiment of the present invention, and a cross-sectional view showing a first section. 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。It is a flowchart for explaining the manufacturing method of the power transmission shaft concerning a first embodiment of the present invention. 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断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a power transmission shaft according to a first embodiment of the present invention. 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断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a power transmission shaft according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第二の実施形態に係る成形装置を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a molding device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第二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断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a power transmission shaft according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第二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断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a power transmission shaft according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第三の実施形態に係る成形装置を模式的に示す断面図である。It is a sectional view showing typically a molding device concerning a third embodiment of the present invention. 本発明の第三の実施形態に係る成形装置を模式的に示す断面図であり、第一の区分部を示す断面図である。It is a sectional view showing typically a molding device concerning a third embodiment of the present invention, and is a sectional view showing a first section. 本発明の第三の実施形態に係る成形装置を模式的に示す断面図であり、第一の区分部を示す断面図である。It is a sectional view showing typically a molding device concerning a third embodiment of the present invention, and is a sectional view showing a first section. 本発明の第三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断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a power transmission shaft according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第三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断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a power transmission shaft according to a third embodiment of the present invention.

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、繊維強化樹脂管体の一例である車両の動力伝達軸(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。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking as an example a case in which a vehicle power transmission shaft (propeller shaft), which is an example of a fiber-reinforced resin tube, is manufactured from carbon fiber-reinforced plastic. In the following description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Furthermore, the drawings referred to are deformed for ease of understanding.

<第一の実施形態>
図1に示すように、本発明の第一の実施形態に係るマンドレル1は、繊維強化樹脂管体30(図2参照)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20と、を備える。
<First embodiment>
As shown in FIG. 1, a mandrel 1 according to a first embodiment of the present invention is used for manufacturing a fiber-reinforced resin pipe body 30 (see FIG. 2), and includes a mandrel body 10 and an inner A fitting member 20 is provided.

≪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。マンドレル本体10には、繊維強化樹脂管体30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10Aは、軸方向中間部の大径部11と、当該大径部11側から順に段部12及び第一の小径部13を備える第一の端部と、当該大径部11側から順にテーパ部14、第二の小径部15及び突出部16を備える第二の端部と、を一体に備える。
≪Mandrel body≫
The mandrel body 10 is a resin member having a cylindrical shape. The mandrel main body 10 can be made of a material that can withstand heating during resin curing in the fiber-reinforced resin tube 30. Examples of such materials include PP (polypropylene resin), PET (polyethylene terephthalate resin), SMP (shape memory polymer), and the like. The mandrel main body 10A includes a large diameter portion 11 at an axially intermediate portion, a first end portion including a stepped portion 12 and a first small diameter portion 13 in order from the large diameter portion 11 side, and a first end portion including a step portion 12 and a first small diameter portion 13 in order from the large diameter portion 11 side. A second end portion including a tapered portion 14, a second small diameter portion 15, and a protruding portion 16 in this order are integrally provided.

段部12の外径は、大径部11の外径よりも第一の金属部材40の径方向寸法分だけ小さい。第一の小径部13の外径は、段部12の外径よりも小さい。テーパ部14の外径は、大径部11側から第二の小径部15側に向かうにつれて小さくなる。第一の小径部13及び第二の小径部15の外径の大小関係は、適宜設定可能である。突出部16の外径は、第二の小径部15の外径よりも小さい。 The outer diameter of the stepped portion 12 is smaller than the outer diameter of the large diameter portion 11 by the radial dimension of the first metal member 40 . The outer diameter of the first small diameter portion 13 is smaller than the outer diameter of the stepped portion 12 . The outer diameter of the tapered portion 14 becomes smaller from the large diameter portion 11 side toward the second small diameter portion 15 side. The size relationship between the outer diameters of the first small diameter portion 13 and the second small diameter portion 15 can be set as appropriate. The outer diameter of the protruding portion 16 is smaller than the outer diameter of the second small diameter portion 15 .

本実施形態において、段部12及び第一の小径部13は、マンドレル本体10の第一の端部を構成する。また、テーパ部14、第二の小径部15及び突出部16は、マンドレル本体10の第二の端部を構成する。また、大径部11は、両端部の間で径方向に膨張変形(拡径)してその後縮小変形(縮径)する本体部を構成する。第一の端部及び第二の端部は、後記する膨張工程では膨張しない部位であり、膨張工程前において、第二の端部(テーパ部14(ただし、大径部11側端部を除く)、第二の小径部15及び突出部16)の外径は、マンドレル本体10が繊維強化樹脂管体30から抜き取られる側である第一の端部(段部12)の外径よりも小さく設定されている。 In this embodiment, the stepped portion 12 and the first small diameter portion 13 constitute a first end portion of the mandrel body 10. Further, the tapered portion 14, the second small diameter portion 15, and the protruding portion 16 constitute a second end portion of the mandrel body 10. Further, the large diameter portion 11 constitutes a main body portion that expands and deforms (expands in diameter) in the radial direction between both ends and then deforms and deforms (reduces in diameter). The first end and the second end are parts that are not expanded in the expansion process described later, and before the expansion process, the second end (the tapered part 14 (excluding the large diameter part 11 side end) ), the outer diameter of the second small diameter portion 15 and the protruding portion 16) is smaller than the outer diameter of the first end portion (step portion 12), which is the side from which the mandrel body 10 is extracted from the fiber-reinforced resin pipe body 30. It is set.

≪内嵌部材≫
内嵌部材20は、マンドレル本体10の第一の端部である第一の小径部13に内嵌される筒状の金属製部材である。内嵌部材20は、第一の小径部13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7参照)(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100Aにおいてマンドレル本体10内を加圧して膨張(拡径)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100A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32)硬化させるために加熱するための加熱用流体でもある。なお、マンドレル1は、マンドレル本体10及び内嵌部材20が一体に形成された金属製部材であってもよい。
≪Internal fitting member≫
The internal fitting member 20 is a cylindrical metal member that is internally fitted into the first small diameter portion 13 that is the first end of the mandrel body 10 . The internal fitting member 20 prevents the first small diameter portion 13 from deforming inward in the radial direction, and is configured to prevent pressurizing fluid F (see FIG. 7) (for example, pressurized air) into the mandrel body 10. A flow path 20a is formed for filling the liquid. In this embodiment, the pressurizing fluid F is for pressurizing the inside of the mandrel body 10 to expand (expand the diameter) in the molding apparatus 100A. Further, the pressurizing fluid F is also a heating fluid for heating a thermosetting resin (resin 32 to be described later) disposed on the outer peripheral surface of the mandrel body 10 in order to harden it in the molding apparatus 100A to be described later. Note that the mandrel 1 may be a metal member in which the mandrel body 10 and the internal fitting member 20 are integrally formed.

<動力伝達軸>
図2及び図3に示すように、マンドレル1(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30と、第一の金属部材40と、第二の金属部材50と、第一の継手部材3と、第二の継手部材4と、を備える。なお、図3において、第一の継手部材3及び第二の継手部材4は、省略されている。
<Power transmission shaft>
As shown in FIGS. 2 and 3, a power transmission shaft 2 manufactured using a mandrel 1 (see FIG. 1) extends in the longitudinal direction of a vehicle, and converts power generated from a power source into rotation around an axis. It is the axis of transmission. The power transmission shaft 2 includes a fiber-reinforced resin pipe 30, a first metal member 40, a second metal member 50, a first joint member 3, and a second joint member 4. In addition, in FIG. 3, the first joint member 3 and the second joint member 4 are omitted.

<繊維強化樹脂管体>
繊維強化樹脂管体30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30は、第一の金属部材40及び第二の金属部材50と一体成型されている。繊維強化樹脂管体30は、マンドレル本体10の大径部11(図1参照)、テーパ部14(図1参照)及び第二の小径部15(図1参照)、第一の金属部材40の軸方向一端部(大径部11側端部)、並びに、第二の金属部材50の軸方向一端部(大径部11側端部)の外周面上に沿うように形成される。繊維強化樹脂管体30は、炭素繊維層31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31a(図4参照)と、第二の炭素繊維層31b(図5参照)と、第三の炭素繊維層31c(図6参照)と、を備える。なお、第二の金属部材50の軸方向他端部(大径部11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30によって被覆されておらず、当該繊維強化樹脂管体30から突出している。
<Fiber-reinforced resin tube body>
The fiber-reinforced resin tube 30 is a resin-containing fiber layer formed into a tubular shape along the outer peripheral surface of the mandrel body 10. The fiber reinforced resin tube 30 is integrally molded with the first metal member 40 and the second metal member 50. The fiber-reinforced resin pipe body 30 includes the large diameter portion 11 (see FIG. 1), the tapered portion 14 (see FIG. 1), and the second small diameter portion 15 (see FIG. 1) of the mandrel body 10, and the first metal member 40. It is formed along the outer peripheral surface of one axial end (end on the large diameter portion 11 side) and one axial end (end on the large diameter portion 11 side) of the second metal member 50 . The fiber-reinforced resin pipe body 30 includes, as the carbon fiber layer 31, a first carbon fiber layer 31a (see FIG. 4) and a second carbon fiber layer 31b (see FIG. ) and a third carbon fiber layer 31c (see FIG. 6). Note that the outer peripheral surface of the other axial end of the second metal member 50 (the end located on the opposite side to the large diameter portion 11) is not covered with the fiber reinforced resin tube 30, and is not covered with the fiber reinforced resin tube 30. It protrudes from the resin pipe body 30.

≪第一の炭素繊維層≫
図4に示すように、第一の炭素繊維層31aは、マンドレル本体10(図1参照)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。より詳細には、複数の炭素繊維を帯状又は束状に纏めることによって、炭素繊維集合体が形成されているとともに、複数の炭素繊維集合体が円周上に等間隔に設けられることによって、第一の炭素繊維層31aが形成されている。第一の炭素繊維層31a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31a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。
≪First carbon fiber layer≫
As shown in FIG. 4, the first carbon fiber layer 31a is composed of a plurality of carbon fibers provided on the outer peripheral surface of the mandrel body 10 (see FIG. 1), etc., so as to cover the mandrel body 10. ing. More specifically, a carbon fiber aggregate is formed by gathering a plurality of carbon fibers into a band or a bundle, and a plurality of carbon fiber aggregates are provided at equal intervals on the circumference. One carbon fiber layer 31a is formed. The carbon fibers in the first carbon fiber layer 31a extend parallel to the axial direction of the mandrel body 10. That is, regarding the first carbon fiber layer 31a, the orientation angle of the carbon fibers with respect to the axis X of the mandrel body 10 is 0°.

≪第二の炭素繊維層≫
図5に示すように、第二の炭素繊維層31bは、第一の炭素繊維層31aの径方向外側に設けられており、第一の炭素繊維層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。より詳細には、複数の炭素繊維を帯状又は束状に纏めることによって、炭素繊維集合体が形成されているとともに、複数の炭素繊維集合体が円周上に等間隔に設けられることによって、第二の炭素繊維層31bが形成されている。第二の炭素繊維層31bにおける炭素繊維は、マンドレル本体10(図1参照)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31b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。
≪Second carbon fiber layer≫
As shown in FIG. 5, the second carbon fiber layer 31b is provided on the radially outer side of the first carbon fiber layer 31a, and includes a plurality of carbon fibers provided so as to cover the first carbon fiber layer. It is made up of. More specifically, a carbon fiber aggregate is formed by gathering a plurality of carbon fibers into a band or a bundle, and a plurality of carbon fiber aggregates are provided at equal intervals on the circumference. A second carbon fiber layer 31b is formed. The carbon fibers in the second carbon fiber layer 31b are wound one or more turns at an angle of 45° with respect to the axial direction of the mandrel body 10 (see FIG. 1), and are spirally wound with respect to the axial direction of the mandrel body 10. It has been extended to That is, regarding the second carbon fiber layer 31b, the orientation angle of the carbon fibers with respect to the axis X of the mandrel body 10 is 45°.

≪第三の炭素繊維層≫
図6に示すように、第三の炭素繊維層31cは、第二の炭素繊維31b層の径方向外側に設けられており、第二の炭素繊維層31b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。より詳細には、複数の炭素繊維を帯状又は束状に纏めることによって、炭素繊維集合体が形成されているとともに、複数の炭素繊維集合体が円周上に等間隔に設けられることによって、第三の炭素繊維層31cが形成されている。第三の炭素繊維層31cにおける炭素繊維は、マンドレル本体10(図1参照)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31c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。なお、第一の炭素繊維層31a、第二の炭素繊維層31b及び第三の炭素繊維層31cは、マンドレル本体10に対して個別に巻回されてもよいし、同時に巻回されてもよい。
≪Third carbon fiber layer≫
As shown in FIG. 6, the third carbon fiber layer 31c is provided on the radially outer side of the second carbon fiber layer 31b, and includes a plurality of carbon fibers provided so as to cover the second carbon fiber layer 31b. Composed of fibers. More specifically, a carbon fiber aggregate is formed by gathering a plurality of carbon fibers into a band or a bundle, and a plurality of carbon fiber aggregates are provided at equal intervals on the circumference. Three carbon fiber layers 31c are formed. The carbon fibers in the third carbon fiber layer 31c are wound one or more turns at an angle of −45° with respect to the axial direction of the mandrel body 10 (see FIG. 1), and are wound spirally with respect to the axial direction of the mandrel body 10. It is extended in a shape. That is, regarding the third carbon fiber layer 31c, the orientation angle of the carbon fibers with respect to the axis X of the mandrel body 10 is −45°. Note that the first carbon fiber layer 31a, the second carbon fiber layer 31b, and the third carbon fiber layer 31c may be individually wound around the mandrel body 10, or may be wound simultaneously. .

図2及び図3に示すように、繊維強化樹脂管体30は、軸方向中央側の大径部30aから第二の端部側となる小径部30cに向かうにつれて縮径するテーパ部30bが形成されている。大径部30aは、マンドレル本体10Aの大径部11(図1参照)の外周面に倣う形状を呈する本体部である。テーパ部30bは、マンドレル本体10のテーパ部14(図1参照)の外周面に倣う形状を呈する。小径部30cは、マンドレル本体10の第二の小径部15(図1参照)及び第二の金属部材50の一部の外周面に倣う形状を呈する端部である。 As shown in FIGS. 2 and 3, the fiber-reinforced resin tube 30 has a tapered portion 30b that decreases in diameter from the large diameter portion 30a at the center in the axial direction toward the small diameter portion 30c at the second end. has been done. The large diameter portion 30a is a main body portion having a shape that follows the outer peripheral surface of the large diameter portion 11 (see FIG. 1) of the mandrel main body 10A. The tapered portion 30b has a shape that follows the outer peripheral surface of the tapered portion 14 (see FIG. 1) of the mandrel body 10. The small diameter portion 30c is an end portion having a shape that follows the second small diameter portion 15 of the mandrel body 10 (see FIG. 1) and the outer peripheral surface of a part of the second metal member 50.

<第一の金属部材及び第一の継手部材>
第一の金属部材40は、略円筒形状を呈する部材である。製造途中段階において、第一の金属部材40は、段部12(図1参照)に嵌合(外嵌)されている。第一の金属部材40の軸方向寸法は、段部12の軸方向寸法に等しい。
<First metal member and first joint member>
The first metal member 40 is a member having a substantially cylindrical shape. During the manufacturing stage, the first metal member 40 is fitted (externally fitted) into the stepped portion 12 (see FIG. 1). The axial dimension of the first metal member 40 is equal to the axial dimension of the stepped portion 12 .

第一の金属部材40は、動力伝達軸2における自在継手である第一の継手部材(ヨーク組立体)3の一部材である。第一の継手部材(ヨーク組立体)3は、かかる第一の金属部材40に対して、スパイダー、ニードルベアリング及びヨーク本体を組み付けることによって形成される。 The first metal member 40 is a member of the first joint member (yoke assembly) 3 that is a universal joint in the power transmission shaft 2 . The first joint member (yoke assembly) 3 is formed by assembling a spider, a needle bearing, and a yoke body to the first metal member 40.

<第二の金属部材及び第二の継手部材>
第二の金属部材50は、略円柱形状を呈する部材(シャフト)である。製造途中段階において、第二の金属部材50は、突出部16(図1参照)に嵌合(外嵌)されている。
<Second metal member and second joint member>
The second metal member 50 is a member (shaft) having a substantially cylindrical shape. During the manufacturing stage, the second metal member 50 is fitted (externally fitted) into the protrusion 16 (see FIG. 1).

図1及び図3に示すように、第二の金属部材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。 As shown in FIGS. 1 and 3, a bottomed hole 50a into which the protrusion 16 of the mandrel body 10 can be inserted is formed at the other axial end of the second metal member 50.

第二の金属部材50は、動力伝達軸2における自在継手である第二の継手部材(プランジジョイント組立体)4の一部材である。第二の継手部材(プランジジョイント組立体)4は、かかる第二の金属部材50に対して、ブーツ及びプランジジョイント本体を組み付けることによって形成される。 The second metal member 50 is a part of a second joint member (plunge joint assembly) 4 that is a universal joint in the power transmission shaft 2 . The second joint member (plunge joint assembly) 4 is formed by assembling the boot and the plunge joint body to the second metal member 50.

<端部固定部材>
図6に示すように、動力伝達軸2の製造段階で用いられる端部固定部材60は、第二の金属部材50の外周面上において、炭素繊維層31の端部の外周面上に巻回されて当該炭素繊維層31の端部を仮固定する金属製のテープ又はバンドである。端部固定部材60は、炭素繊維層31の端部の軸方向への移動を少なくとも規制するように当該炭素繊維層31を第二の金属部材50に対して固定する。
<End fixing member>
As shown in FIG. 6, the end fixing member 60 used in the manufacturing stage of the power transmission shaft 2 is wound on the outer circumferential surface of the end of the carbon fiber layer 31 on the outer circumferential surface of the second metal member 50. This is a metal tape or band that temporarily fixes the ends of the carbon fiber layer 31. The end fixing member 60 fixes the carbon fiber layer 31 to the second metal member 50 so as to at least restrict movement of the end of the carbon fiber layer 31 in the axial direction.

<成形装置>
図7及び図8に示すように、本発明の第一の実施形態に係る樹脂注入成形金型装置(以下、成形装置と称する)100Aは、分割された型(上型110A及び下型120A)内において、マンドレル10の外周面に巻回された炭素繊維層31に樹脂32を含浸させて硬化させることによって、動力伝達軸2を製造するための装置である。成形装置100Aは、上型110A及び下型120Aと、第一の区分部130Aと、を備える。
<Forming equipment>
As shown in FIGS. 7 and 8, a resin injection mold device (hereinafter referred to as a molding device) 100A according to the first embodiment of the present invention has divided molds (an upper mold 110A and a lower mold 120A). This is an apparatus for manufacturing a power transmission shaft 2 by impregnating a resin 32 into a carbon fiber layer 31 wound around the outer peripheral surface of a mandrel 10 and hardening the resin 32. The molding device 100A includes an upper mold 110A, a lower mold 120A, and a first section 130A.

<上型>
上型110Aには、収容部111と、導入ゲート112と、樹脂溜まり部113と、排出ゲート114と、連通路115と、第一の区分部用ゲート116と、が形成されている。
<Upper mold>
The upper mold 110A is formed with a housing portion 111, an introduction gate 112, a resin reservoir portion 113, a discharge gate 114, a communication path 115, and a first dividing portion gate 116.

収容部111は、上型110Aにおいて下型120Aと対向する面に形成されている凹部である。収容部111には、炭素繊維層31が巻回されたマンドレル10、第一の金属部材40及び第二の金属部材50の一部が収容される。 The housing portion 111 is a recess formed in the surface of the upper mold 110A that faces the lower mold 120A. The housing portion 111 accommodates a portion of the mandrel 10 around which the carbon fiber layer 31 is wound, the first metal member 40, and the second metal member 50.

導入ゲート112は、収容部111,121に樹脂32を導入するための通路であり、収容部111と上型110Aにおいて収容部111とは反対側の面とを繋ぐように貫通する孔部である。 The introduction gate 112 is a passage for introducing the resin 32 into the accommodating parts 111 and 121, and is a hole that penetrates so as to connect the accommodating part 111 and the surface of the upper mold 110A on the opposite side from the accommodating part 111. .

樹脂溜まり部113は、収容部111と導入ゲート112との連結部分に形成されている。樹脂溜まり部113は、第二の金属部材50側に設けられている。 The resin reservoir 113 is formed at a connecting portion between the accommodating portion 111 and the introduction gate 112. The resin reservoir portion 113 is provided on the second metal member 50 side.

排出ゲート114は、収容部111,121に導入された樹脂32を外部に排出するための通路でさり、収容部111と上型110Aにおいて収容部111とは反対側の面とを繋ぐように貫通する孔部である。排出ゲート114は、第一の金属部材40側に設けられている。 The discharge gate 114 is a passageway for discharging the resin 32 introduced into the housing parts 111 and 121 to the outside, and is passed through so as to connect the housing part 111 and the surface of the upper mold 110A on the opposite side from the housing part 111. This is the hole where the The discharge gate 114 is provided on the first metal member 40 side.

連通路115は、収容部111,121内に収容されたマンドレル10の内部に加圧用流体Fを充填するための通路であり、収容部111と上型110Aにおいて収容部111とは反対側の面とを繋ぐように貫通する孔部である。連通路115は、第一の金属部材40側に設けられている。 The communication passage 115 is a passage for filling the pressurizing fluid F into the inside of the mandrel 10 housed in the housing parts 111 and 121, and is connected to the surface of the housing part 111 and the upper die 110A on the side opposite to the housing part 111. It is a hole that penetrates to connect the two. The communication path 115 is provided on the first metal member 40 side.

第一の区分部用ゲート116は、第一の区分部130Aが収容される収容部116aと、収容部116aと上型110Aにおいて収容部116aとは反対側の面とを繋ぐように貫通する孔部116bと、を備える。 The first division gate 116 is a hole that passes through the housing part 116a in which the first division part 130A is accommodated, and connects the housing part 116a and the surface of the upper mold 110A opposite to the housing part 116a. 116b.

<下型>
下型120Aには、収容部121と、樹脂溜まり部123と、第一の区分部用ゲート126と、が形成されている。
<Lower mold>
A housing portion 121, a resin reservoir portion 123, and a first dividing portion gate 126 are formed in the lower mold 120A.

収容部121は、下型120Aにおいて上型110Aと対向する面に形成されている凹部である。収容部121には、炭素繊維層が巻回されたマンドレル10の他部が収容される。 The housing portion 121 is a recess formed in the surface of the lower mold 120A that faces the upper mold 110A. The housing portion 121 accommodates the other part of the mandrel 10 around which the carbon fiber layer is wound.

樹脂溜まり部123は、樹脂溜まり部113に対応する部位に形成されている。 The resin reservoir 123 is formed at a location corresponding to the resin reservoir 113.

第一の区分部用ゲート126は、第一の区分部130Aが収容される収容部126aと、収容部126aと下型120Aにおいて収容部126aとは反対側の面とを繋ぐように貫通する孔部126bと、を備える。 The first division gate 126 is a hole that passes through the housing part 126a in which the first division part 130A is accommodated, and connects the housing part 126a and the surface of the lower mold 120A opposite to the housing part 126a. 126b.

<第一の区分部>
第一の区分部130Aは、樹脂溜まり部113を、端部固定部材60を含む第一部位と、第一部位よりも炭素繊維31の長手方向他端部に近い側(第一の金属部材40側)となる第二部位と、に区分可能に構成されている。第一の区分部130Aは、樹脂溜まり部113,123において硬化した樹脂32に対して、当該樹脂32の外周面側に開口部を有する環状の溝部を形成することによって、当該樹脂32を第一の部位及び第二の部位に区分する。かかる溝部は、樹脂32を部分的に除去する際に、溝部が無い場合と比較して樹脂32を脆弱にする脆弱部として機能する。すなわち、第一の区分部130Aは、樹脂溜まり部113に径方向外側から進入する進入部であるといえ、樹脂溜まり部113において樹脂32に脆弱部を形成する脆弱部形成部であるともいえる。
<First division>
The first section 130A divides the resin reservoir 113 into a first part including the end fixing member 60 and a side closer to the other longitudinal end of the carbon fiber 31 than the first part (the first metal member 40 It is configured so that it can be divided into a second part, which is a side). The first section 130A forms an annular groove having an opening on the outer peripheral surface side of the resin 32 cured in the resin reservoirs 113 and 123, thereby allowing the resin 32 to be transferred to the first section. It is divided into the first part and the second part. Such a groove functions as a fragile portion that makes the resin 32 more brittle than when there is no groove when partially removing the resin 32. That is, the first section 130A can be said to be an entry part that enters the resin reservoir 113 from the outside in the radial direction, and can also be said to be a fragile part forming part that forms a fragile part in the resin 32 in the resin reservoir 113.

第一の区分部130Aは、周方向に分割して構成されており、本実施形態では、上型用第一の区分部材131と、下型用第一の区分部材132と、を備える。上型用第一の区分部材131は、第一の区分部用ゲート116の収容部116a内に、径方向に移動可能に収容される金属製の板状部材である。上型用第一の区分部材131の下縁部には、半円形状の凹部131aが形成されている。凹部131aは、側面視でV字形状を呈する。下型用第一の区分部材132は、第一の区分部用ゲート126の収容部126a内に、径方向に移動可能に収容される金属製の板状部材である。下型用第一の区分部材132の上縁部には、半円形状の凹部132aが形成されている。凹部132aは、側面視でV字形状を呈する。 The first dividing portion 130A is configured to be divided in the circumferential direction, and in this embodiment includes a first dividing member 131 for the upper mold and a first dividing member 132 for the lower mold. The first dividing member 131 for the upper mold is a metal plate-like member that is accommodated in the accommodating portion 116a of the first dividing portion gate 116 so as to be movable in the radial direction. A semicircular recess 131a is formed at the lower edge of the first dividing member 131 for the upper mold. The recess 131a has a V-shape when viewed from the side. The first dividing member 132 for the lower mold is a metal plate-like member that is accommodated in the accommodating portion 126a of the first dividing portion gate 126 so as to be movable in the radial direction. A semicircular recess 132a is formed at the upper edge of the first dividing member 132 for the lower mold. The recess 132a has a V-shape when viewed from the side.

<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1及び成形装置100Aを用いた動力伝達軸2の製造方法について、図9のフローチャートを用いて説明する(適宜図1~図8参照)。動力伝達軸2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S5A~S5C)と、繊維設置工程の後に実行される繊維端部固定工程(ステップS6)と、を含む。また、動力伝達軸2の製造方法は、繊維端部固定工程の後に実行される金型内設置工程(ステップS7)と、金型内設置工程の後に実行される膨張工程(ステップS8)と、を含む。また、動力伝達軸12の製造方法は、膨張工程の後に実行される樹脂含浸工程(ステップS9)と、第一の区分部を進出させる進出工程(ステップS10)と、を含む。また、動力伝達軸2の製造方法は、進出工程の後に実行される樹脂硬化工程(ステップS11)と、樹脂硬化工程の後に実行される退出工程(ステップS12)と、を含む。また、動力伝達軸2の製造方法は、退出工程の後に実行される減圧工程(ステップS13)と、減圧工程の後に実行される取出工程(ステップS14)と、を含む。また、動力伝達軸2の製造方法は、取出工程の後に実行される減圧工程(ステップS15)と、減圧工程の後に実行される抜取工程(ステップS16)と、を含む。また、動力伝達軸2の製造方法は、抜取工程の後に実行される樹脂除去工程(ステップS17)と、樹脂除去工程の後に実行されるジョイント組付工程(ステップS18)と、を含む。
<Manufacturing method>
Next, a method for manufacturing the power transmission shaft 2 using the mandrel 1 and the forming apparatus 100A according to the first embodiment of the present invention will be described using the flowchart of FIG. 9 (see FIGS. 1 to 8 as appropriate). The method for manufacturing the power transmission shaft 2 includes a mandrel body forming step (step S1), an internal fitting member installation step (step S2) performed after the mandrel main body forming step, and a second internal fitting member installation step performed after the internal fitting member installation step. The process includes one connection process (step S3) and a second connection process (step S4) executed after the first connection process. Further, the method for manufacturing the power transmission shaft 2 includes a fiber installation step (steps S5A to S5C) performed after the second connection step, a fiber end fixing step (step S6) performed after the fiber installation step, including. The method for manufacturing the power transmission shaft 2 also includes an in-mold installation step (step S7) performed after the fiber end fixing step, an expansion step (step S8) performed after the in-mold installation step, including. Furthermore, the method for manufacturing the power transmission shaft 12 includes a resin impregnation step (step S9) performed after the expansion step, and an advancing step of advancing the first section (step S10). Furthermore, the method for manufacturing the power transmission shaft 2 includes a resin curing step (step S11) performed after the advancing step, and an exit step (step S12) performed after the resin curing step. Furthermore, the method for manufacturing the power transmission shaft 2 includes a pressure reduction step (step S13) that is performed after the exit step, and a take-out step (step S14) that is performed after the pressure reduction step. Furthermore, the method for manufacturing the power transmission shaft 2 includes a pressure reduction step (step S15) executed after the extraction step, and an extraction step (step S16) executed after the pressure reduction step. Furthermore, the method for manufacturing the power transmission shaft 2 includes a resin removal process (step S17) that is executed after the extraction process, and a joint assembly process (step S18) that is executed after the resin removal process.

ステップS1は、図1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。 Step S1 is a step of forming the mandrel body 10 made of resin shown in FIG. 1 using a molding device (not shown).

ステップS1に続いて、ステップS2で、内嵌部材20をマンドレル本体10の第一の小径部13に圧入して内嵌させる。なお、ステップS2は、ステップS7の前までに実行されればよい。 Following step S1, in step S2, the internal fitting member 20 is press-fitted into the first small diameter portion 13 of the mandrel main body 10 to be internally fitted. Note that step S2 only needs to be executed before step S7.

ステップS2に続いて、ステップS3で、マンドレル本体10の第一の端部に第一の金属部材(カラー)40を設ける(図1参照)。 Following step S2, in step S3, a first metal member (collar) 40 is provided at the first end of the mandrel body 10 (see FIG. 1).

ステップS3に続いて、ステップS4で、マンドレル本体10Aの第二の端部に第二の金属部材50を設ける(図1参照)。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。 Following step S3, in step S4, a second metal member 50 is provided at the second end of the mandrel body 10A (see FIG. 1). Here, the order of steps S3 and S4 can be changed as appropriate, and step S4 may be performed first or may be performed simultaneously.

ステップS4に続いて、ステップS5Aで、第一の炭素繊維層31aがマンドレル本体10、第一の金属部材40及び第二の金属部材50の外周面上に形成される。ステップS5Aに続いて、ステップS5Bで、第二の炭素繊維層31bがマンドレル本体10、第一の金属部材40及び第二の金属部材50における第一の炭素繊維層31aの外周面上に形成される。ステップS5Bに続いて、ステップS5Cで、第三の炭素繊維層31cがマンドレル本体10、第一の金属部材40及び第二の金属部材50における第二の炭素繊維層31bの外周面上に形成される。 Following step S4, the first carbon fiber layer 31a is formed on the outer peripheral surfaces of the mandrel body 10, the first metal member 40, and the second metal member 50 in step S5A. Following step S5A, in step S5B, a second carbon fiber layer 31b is formed on the outer peripheral surface of the first carbon fiber layer 31a in the mandrel body 10, the first metal member 40, and the second metal member 50. Ru. Following step S5B, in step S5C, a third carbon fiber layer 31c is formed on the outer peripheral surface of the second carbon fiber layer 31b in the mandrel body 10, the first metal member 40, and the second metal member 50. Ru.

ステップS5A~S5Cにおいて、炭素繊維層31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31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40及び第二の金属部材50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31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。 In steps S5A to S5C, the carbon fiber layer 31 is not resin-impregnated fiber but so-called raw silk. Further, the carbon fiber layer 31 is arranged on the outer circumferential surfaces of the mandrel main body 10, the first metal member 40, and the second metal member 50, respectively, by a multi-filament winding method. The carbon fiber layer 31 fed by the multi-fiber filament winding method exhibits a so-called non-crimp structure in which the layers are independent without being interwoven with each other.

ステップS5Cに続いて、ステップS6で、第二の金属部材50の外周面上に配置された炭素繊維層31の端部を端部固定部材60によって固定する。 Following step S5C, in step S6, the end of the carbon fiber layer 31 disposed on the outer peripheral surface of the second metal member 50 is fixed by the end fixing member 60.

ステップS6に続いて、ステップS7で、図7に示すように、マンドレル1、第一の金属部材40、第二の金属部材50、炭素繊維層31及び端部固定部材60,70の組立体を、成形装置(金型)100A内に設置する。 Following step S6, in step S7, as shown in FIG. , installed in the molding device (mold) 100A.

ステップS7に続いて、ステップS8で、マンドレル本体10を膨張させる。図7に示すように、第一実施形態での成形装置100Aにおいては、流路20aを介してマンドレル本体10Aの内側に連通するように、連通路115が設けられている。ステップS8では、不図示の供給装置に連結された連通路115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32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100A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32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、かかる加圧によってマンドレル本体10と上型の凹部131a及び下型の凹部132aとの間に形成される空間容積が適切に維持されるため、樹脂32の充填量を抑制し、完成品である繊維強化樹脂管体30の重量増加を防止することができる。 Following step S7, the mandrel body 10 is expanded in step S8. As shown in FIG. 7, in the molding apparatus 100A according to the first embodiment, a communication path 115 is provided so as to communicate with the inside of the mandrel body 10A via the flow path 20a. In step S8, the hollow portion of the mandrel body 10 is filled with pressurizing fluid F (for example, pressurized air at 140° C. or higher) via the communication path 115 connected to a supply device (not shown). The mandrel body 10 heated by the high-temperature pressurizing fluid F softens when the temperature reaches a temperature lower than the temperature at which the resin 32 hardens (80° C., which is the transformation temperature), and is pressurized from the inside by the pressurizing fluid F, forming the mold. It expands and deforms to follow the inner peripheral surface of the device 100A. Such pressurization can prevent the mandrel body 10 from being deformed in the diametrical direction by the filled resin 32. In addition, since the space volume formed between the mandrel body 10 and the upper mold recess 131a and the lower mold recess 132a is maintained appropriately by this pressurization, the filling amount of the resin 32 is suppressed, and the finished product is An increase in the weight of a certain fiber-reinforced resin pipe body 30 can be prevented.

ステップS8に続いて、ステップS9で、当該成形装置100A内に樹脂32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31に樹脂32が含浸される。ステップS9に続いて、ステップS10で、図示しない装置(油圧、空気圧、モータ動力等)によって、上型用第一の区分部材131及び下型用第一の区分部材132を、径方向内側に進出させる。ここで、上型用第一の区分部材131及び下型用第一の区分部材132は、樹脂32が成形装置100A内に充填されて硬化する前に進出する。ステップS10に続いて、ステップS11で、成形装置100Aに熱を加えることによって樹脂32を硬化させ、繊維強化樹脂管体30が形成されるとともに、繊維強化樹脂管体30、第一の金属部材40及び第二の金属部材50が一体成型される。ステップS11に続いて、ステップS12で、第一の区分部130Aを、径方向外側に退出させる。 Following step S8, resin 32 is supplied into the molding apparatus 100A in step S9. As a result, the carbon fiber layer 31 disposed on the outer peripheral surface of the mandrel body 10 is impregnated with the resin 32. Following step S9, in step S10, the first dividing member 131 for the upper die and the first dividing member 132 for the lower die are advanced inward in the radial direction by a device (not shown) (hydraulic pressure, pneumatic pressure, motor power, etc.). let Here, the first dividing member 131 for the upper mold and the first dividing member 132 for the lower mold advance before the resin 32 is filled into the molding apparatus 100A and hardened. Following step S10, in step S11, the resin 32 is cured by applying heat to the molding device 100A, and the fiber reinforced resin tube 30 is formed, and the fiber reinforced resin tube 30, the first metal member 40 and the second metal member 50 are integrally molded. Following step S11, in step S12, the first section 130A is withdrawn radially outward.

樹脂32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100A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100A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32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100A内において、溶融状態の樹脂32が導入される導入ゲート112の出口側には空間(樹脂溜まり部113,123)が形成されている。成形装置100A内に導入された樹脂32は、炭素繊維層31の軸方向一端部の側方に位置する当該樹脂溜まり部113,123に貯留される。樹脂溜まり部113,123に貯留された樹脂32は、炭素繊維層31の配列方向において導入ゲート112とは反対側(炭素繊維層31の軸方向他端部の外周面側)に形成された排出ゲート114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31に含浸する。樹脂32が炭素繊維層31に含浸した状態で、成形装置100Aに熱が加えられ、さらに、成形装置100A内に圧力が加えられることによって、繊維強化樹脂管体30が形成される。 The resin 32 is, for example, a thermosetting resin. In this embodiment, the mold of the molding apparatus 100A is divided into a plurality of parts. In step S9, heat is applied to the assembly, a mold closing operation is performed to close the mold of the molding apparatus 100A, and then a mold clamping operation is performed to apply pressure to the closed mold. By increasing the internal pressure, curing of the resin 32 is promoted. Note that in this embodiment, the mold is divided into a plurality of parts, so a mold closing operation and a mold clamping operation are performed, but the mold clamping operation is not essential. Moreover, when the mold is not divided into a plurality of parts, such mold closing operation and mold clamping operation are not essential. In the molding apparatus 100A, a space (resin reservoirs 113, 123) is formed on the exit side of the introduction gate 112 into which the molten resin 32 is introduced. The resin 32 introduced into the molding apparatus 100A is stored in the resin reservoirs 113 and 123 located on the side of one end of the carbon fiber layer 31 in the axial direction. The resin 32 stored in the resin reservoirs 113 and 123 is discharged from a discharge hole formed on the side opposite to the introduction gate 112 in the arrangement direction of the carbon fiber layer 31 (on the outer peripheral surface side of the other axial end of the carbon fiber layer 31). Vacuum suction from the gate 114 moves the mandrel body 10 in the axial direction and impregnates the carbon fiber layer 31. Heat is applied to the molding device 100A in a state in which the carbon fiber layer 31 is impregnated with the resin 32, and pressure is further applied within the molding device 100A, thereby forming the fiber-reinforced resin pipe body 30.

ステップS12に続いて、ステップS13で、マンドレル本体10内の圧力を大気圧程度に減圧する。ステップS13に続いて、ステップS14で、成形された組立体すなわち中間体が成形装置100Aから取り出される。 Following step S12, in step S13, the pressure inside the mandrel body 10 is reduced to approximately atmospheric pressure. Following step S13, in step S14, the molded assembly, ie, the intermediate body, is taken out from the molding apparatus 100A.

ステップS14に続いて、ステップS15で、マンドレル本体10内をさらに減圧する。本実施形態では、マンドレル本体10は、その内部が負圧にされることによって、縮径する(径方向に縮小変形する)。ステップS15に続いて、ステップS16で、マンドレル1が繊維強化樹脂管体30から抜き取られる。ここで、第一の金属部材40及び第二の金属部材50は、繊維強化樹脂管体30側に残る。ステップS16に続いて、ステップS17で、切削工具200が、図示しない装置によって保持された繊維強化樹脂管体30のうち、樹脂溜まり部113,123に対応する大径部30Zを切削して除去する。ここで、周辺の部位と比較して径方向寸法が大きい大径部30Zの外周面には、第一の区分部130Aに対応する環状の溝部30Z1が形成されていることによって、樹脂32が冷却されて硬化及び収縮する際に大径部30Zの内部歪みを抑制することができ、大径部30Zにおいて樹脂32の硬度が大幅に高まることを無くし、大径部30Zを含む除去領域Rが容易に除去可能になっている(図10→図11参照)。なお、溝部31Zは、径方向寸法が大きい樹脂溜まり部113,123に配置されることが好適であり、樹脂溜まり部113,123内において固定部材60の径方向外側に配置されてもよく、固定部材60よりも炭素繊維層31の端部側(図10で固定部材60よりも右側)に配置されてもよい。ステップS17に続いて、ステップS18で、中間体に自在継手を取り付ける。本実施形態では、中間体の第一の金属部材40に第一の継手部材(ヨーク組立体)3を取り付けるとともに、第二の金属部材50に第二の継手部材(プランジジョイント組立体)4を取り付ける。 Following step S14, the pressure inside the mandrel body 10 is further reduced in step S15. In this embodiment, the mandrel main body 10 is reduced in diameter (deformed in a radial direction) by applying a negative pressure inside the mandrel main body 10 . Following step S15, the mandrel 1 is extracted from the fiber-reinforced resin pipe body 30 in step S16. Here, the first metal member 40 and the second metal member 50 remain on the fiber-reinforced resin tube 30 side. Following step S16, in step S17, the cutting tool 200 cuts and removes the large diameter portion 30Z corresponding to the resin pools 113 and 123 of the fiber reinforced resin tube 30 held by a device not shown. . Here, an annular groove 30Z1 corresponding to the first section 130A is formed on the outer circumferential surface of the large diameter portion 30Z, which has a larger radial dimension than the surrounding portion, so that the resin 32 is cooled. The internal distortion of the large diameter portion 30Z can be suppressed when the large diameter portion 30Z hardens and contracts, and the hardness of the resin 32 does not increase significantly in the large diameter portion 30Z, and the removal area R including the large diameter portion 30Z can be easily removed. (See Fig. 10 → Fig. 11). Note that the groove portion 31Z is preferably arranged in the resin reservoir portions 113, 123 having a large radial dimension, and may be arranged on the outside of the fixing member 60 in the radial direction within the resin reservoir portions 113, 123. It may be arranged closer to the end of the carbon fiber layer 31 than the member 60 (on the right side of the fixing member 60 in FIG. 10). Following step S17, a universal joint is attached to the intermediate body in step S18. In this embodiment, the first joint member (yoke assembly) 3 is attached to the first metal member 40 of the intermediate body, and the second joint member (plunge joint assembly) 4 is attached to the second metal member 50. Attach.

本発明の第一の実施形態に係る成形装置100Aは、金属部材(第二の金属部材50)、当該金属部材の外周面に巻回される炭素繊維(炭素繊維層31)及び前記炭素繊維の長手方向一端部を前記金属部材に固定する固定部材(端部固定部材60)が収容される収容部111,121と、前記収容部111,121と繋がっており、前記固定部材に対応する部位に設けられる樹脂溜まり部113,123と、前記樹脂溜まり部113,123を、前記炭素繊維の長手方向一端部に近い側となる第一部位と、前記炭素繊維の長手方向他端部に近い側となる第二部位と、に区分可能な第一の区分部130Aと、を備える。
したがって、成形装置100Aは、樹脂溜まり部113,123において硬化した樹脂32及び固定部材を除去しやすい炭素繊維強化樹脂管体を製造することができる。
The forming apparatus 100A according to the first embodiment of the present invention includes a metal member (second metal member 50), carbon fibers (carbon fiber layer 31) wound around the outer peripheral surface of the metal member, and A fixing member (end fixing member 60) that fixes one end in the longitudinal direction to the metal member is accommodated in accommodating parts 111 and 121, and is connected to the accommodating parts 111 and 121, and a portion corresponding to the fixing member is connected to the accommodating parts 111 and 121. The resin reservoirs 113, 123 provided are separated into a first region closer to one longitudinal end of the carbon fiber and a first region closer to the other longitudinal end of the carbon fiber. A first section 130A that can be divided into a second section and a first section 130A.
Therefore, the molding apparatus 100A can manufacture a carbon fiber-reinforced resin pipe body in which the hardened resin 32 and the fixing member in the resin reservoirs 113 and 123 can be easily removed.

成形装置100Aにおいて、前記第一の区分部130Aは、周方向に複数に分割して構成されており、前記金属部材の径方向に移動可能である。
したがって、成形装置100Aは、成形装置100A内への金属部材及び炭素繊維の収容、及び、製造された炭素繊維強化樹脂管体の成形装置100Aからの取出を容易化することができる。
In the forming apparatus 100A, the first section 130A is divided into a plurality of parts in the circumferential direction, and is movable in the radial direction of the metal member.
Therefore, the molding apparatus 100A can facilitate the accommodation of metal members and carbon fibers in the molding apparatus 100A, and the removal of the manufactured carbon fiber reinforced resin tube from the molding apparatus 100A.

また、本発明の第一の実施形態に係る炭素繊維強化樹脂管体(繊維強化樹脂管体30)の製造方法は、前記樹脂注入成形金型装置(成形装置100A)を用いて、前記炭素繊維(炭素繊維層31)に樹脂32を含浸させて硬化させる炭素繊維強化樹脂管体の製造方法であって、金属部材(第二の金属部材50)の外周面に炭素繊維を巻回し、前記炭素繊維の長手方向一端部を前記固定部材(端部固定部材60)によって固定する工程と、前記金属部材、前記炭素繊維及び前記固定部材を前記収容部111,121に収容する工程と、前記樹脂溜まり部113,123に前記樹脂32を注入し、当該樹脂32を前記炭素繊維に含浸させる工程と、前記第一の区分部130Aによって、前記樹脂溜まり部113,123の前記樹脂32を区分する工程と、前記樹脂32が前記第一の区分部130Aによって区分された状態で、前記樹脂32を硬化させる工程と、前記金属部材、前記炭素繊維、前記固定部材及び硬化した前記樹脂32を前記収容部111,121から取り出す工程と、硬化した前記樹脂32のうち前記樹脂溜まり部113,123に対応する部位を除去する工程と、を含む。
したがって、繊維強化樹脂管体30の製造方法によると、樹脂溜まり部113,123において硬化した樹脂32及び固定部材を除去しやすい炭素繊維強化樹脂管体を製造することができる。
Further, the method for manufacturing a carbon fiber reinforced resin pipe (fiber reinforced resin pipe 30) according to the first embodiment of the present invention uses the resin injection mold device (molding device 100A) to (carbon fiber layer 31) is impregnated with resin 32 and cured. a step of fixing one longitudinal end of the fiber with the fixing member (end fixing member 60); a step of accommodating the metal member, the carbon fiber, and the fixing member in the accommodating portions 111 and 121; and a step of accommodating the resin reservoir. a step of injecting the resin 32 into the portions 113, 123 and impregnating the carbon fiber with the resin 32; and a step of dividing the resin 32 in the resin reservoir portions 113, 123 by the first dividing portion 130A. , a step of curing the resin 32 in a state where the resin 32 is divided by the first dividing section 130A, and the metal member, the carbon fiber, the fixing member, and the cured resin 32 are placed in the housing section 111. , 121, and removing portions of the cured resin 32 corresponding to the resin pools 113, 123.
Therefore, according to the method for manufacturing the fiber-reinforced resin tube 30, it is possible to manufacture a carbon fiber-reinforced resin tube in which the hardened resin 32 and the fixing member in the resin reservoirs 113 and 123 can be easily removed.

繊維強化樹脂管体30の製造方法において、前記第一の区分部130Aは、周方向に複数に分割して構成されており、前記金属部材の径方向に移動可能であり、前記樹脂32を注入する工程において、前記第一の区分部130Aは、径方向外側に退避しており、前記樹脂溜まり部113,123を区分する工程において、前記第一の区分部130Aは、径方向内側に移動して前記樹脂32を区分する。
したがって、繊維強化樹脂管体30の製造方法によると、成形装置100A内への金属部材及び炭素繊維の収容、及び、製造された炭素繊維強化樹脂管体の成形装置100Aからの取出を容易化することができる。
In the method for manufacturing the fiber-reinforced resin pipe body 30, the first section 130A is divided into a plurality of parts in the circumferential direction, is movable in the radial direction of the metal member, and is configured to inject the resin 32. In the step of separating the resin reservoirs 113 and 123, the first dividing portion 130A is retracted radially outward, and in the step of dividing the resin reservoirs 113 and 123, the first dividing portion 130A moves radially inward. The resin 32 is divided into sections.
Therefore, according to the method for manufacturing the fiber-reinforced resin tube 30, it is easy to accommodate the metal member and carbon fibers in the molding device 100A and to take out the manufactured carbon fiber-reinforced resin tube from the molding device 100A. be able to.

<第二の実施形態>
続いて、本発明の第二の実施形態に係る成形装置について、第一の実施形態に係る成形装置100Aとの相違点を中心に説明する。
<Second embodiment>
Next, a molding apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described, focusing on the differences from the molding apparatus 100A according to the first embodiment.

図12に示すように、本発明の第二の実施形態に係る成形装置100Bは、上型110B及び下型120Bと、第一の区分部130A及び第二の区分部140Bと、を備える。 As shown in FIG. 12, a molding device 100B according to the second embodiment of the present invention includes an upper mold 110B, a lower mold 120B, and a first section 130A and a second section 140B.

上型110Bには、第二の区分部用ゲート117が形成されている。第二の区分部用ゲート117は、第二の区分部140Bが収容される収容部117aと、収容部117aと上型110Bにおいて収容部116aとは反対側の面とを繋ぐように貫通する孔部116bと、を備える。 A second division gate 117 is formed in the upper die 110B. The second division gate 117 is a hole that passes through the housing part 117a in which the second division part 140B is accommodated, and connects the housing part 117a and the surface of the upper mold 110B opposite to the housing part 116a. 116b.

下型120Bは、第二の区分部用ゲート127が形成されている。第二の区分部用ゲート127は、第二の区分部140Bが収容される収容部127aと、収容部127aと下型120Bにおいて収容部117aとは反対側の面とを繋ぐように貫通する孔部117bと、を備える。 The lower mold 120B has a second division gate 127 formed therein. The second division gate 127 is a hole that passes through the housing part 127a in which the second division part 140B is accommodated, and connects the housing part 127a and the surface of the lower mold 120B opposite to the housing part 117a. 117b.

<第二の区分部>
第二の区分部140Bは、樹脂溜まり部113,123よりも炭素繊維31の長手方向他端部に近い部位(第一の金属部材40側)において、炭素繊維31の径方向外側を長手方向に区分可能に構成されている。第二の区分部140Bは、炭素繊維31の外周面上において硬化した樹脂32に対して、当該樹脂32の外周面側に開口部を有する環状の溝部を形成することによって、当該樹脂32を軸方向に区分する。かかる溝部は、樹脂32を部分的に除去する際の除去範囲の位置決め部として機能する。
<Second division>
The second section 140B extends the radially outer side of the carbon fiber 31 in the longitudinal direction at a portion closer to the other longitudinal end of the carbon fiber 31 than the resin reservoirs 113 and 123 (on the first metal member 40 side). It is structured so that it can be classified. The second section 140B forms an annular groove having an opening on the outer circumferential side of the resin 32, which is cured on the outer circumferential surface of the carbon fiber 31, so that the resin 32 is axially Separate by direction. The groove functions as a positioning section for a removal range when partially removing the resin 32.

第二の区分部140Bは、周方向に分割して構成されており、本実施形態では、上型用第二の区分部材141と、下型用第二の区分部材142と、を備える。上型用第二の区分部材141は、第二の区分部用ゲート117の収容部117a内に、径方向に移動可能に収容される金属製の板状部材である。上型用第二の区分部材141の下縁部には、半円形状の凹部が形成されている。凹部は、側面視でV字形状を呈する。下型用第二の区分部材142は、第二の区分部用ゲート127の収容部127a内に、径方向に移動可能に収容される金属製の板状部材である。下型用第二の区分部142の下縁部には、半円形状の凹部が形成されている。凹部は、側面視でV字形状を呈する。 The second division part 140B is configured to be divided in the circumferential direction, and in this embodiment includes a second division member 141 for the upper mold and a second division member 142 for the lower mold. The second division member 141 for the upper mold is a metal plate-like member that is accommodated in the housing portion 117a of the second division gate 117 so as to be movable in the radial direction. A semicircular recess is formed at the lower edge of the second upper mold division member 141. The recess has a V-shape in side view. The second dividing member 142 for the lower mold is a metal plate-like member that is accommodated in the accommodating portion 127a of the second dividing portion gate 127 so as to be movable in the radial direction. A semicircular recess is formed at the lower edge of the second section 142 for the lower mold. The recess has a V-shape in side view.

<製造方法>
続いて、本発明の第二の実施形態に係るマンドレル1及び成形装置100Bを用いた動力伝達軸2の製造方法について、第一の実施形態に係る動力伝達軸2の製造方法との相違点を中心に、図9のフローチャートを用いて説明する。
<Manufacturing method>
Next, we will explain the differences between the method for manufacturing the power transmission shaft 2 according to the first embodiment and the method for manufacturing the power transmission shaft 2 using the mandrel 1 and the forming apparatus 100B according to the second embodiment of the present invention. The explanation will be centered on the flowchart shown in FIG.

本動作例では、ステップS10で、上型用第一の区分部材131及び下型用第一の区分部材132、並びに、上型用第二の区分部材141及び下型用第二の区分部材142が径方向内側に進出し、ステップS12で、上型用第一の区分部材131及び下型用第一の区分部材132、並びに、上型用第二の区分部材141及び下型用第二の区分部材142が径方向外側に退出する。上型用第二の区分部材141及び下型用第二の区分部材142の動作は、上型用第一の区分部材131及び下型用第一の区分部材132の動作と同様であるので、図示を省略する。 In this operation example, in step S10, the first dividing member 131 for the upper mold, the first dividing member 132 for the lower mold, the second dividing member 141 for the upper mold, and the second dividing member 142 for the lower mold advances inward in the radial direction, and in step S12, the first dividing member 131 for the upper mold, the first dividing member 132 for the lower mold, the second dividing member 141 for the upper mold, and the second dividing member 141 for the lower mold. The partitioning member 142 is retracted radially outwardly. Since the operation of the second division member 141 for the upper mold and the second division member 142 for the lower mold is the same as that of the first division member 131 for the upper mold and the first division member 132 for the lower mold, Illustrations are omitted.

ここで、第二の区分部140Bに対応する環状の溝部30Y1は、除去領域Rの端部を示すので、ステップS17では、大径部30Zを含む除去領域Rが容易に除去可能になっている(図13→図14参照)。 Here, since the annular groove portion 30Y1 corresponding to the second section 140B indicates the end of the removal region R, the removal region R including the large diameter portion 30Z can be easily removed in step S17. (See Figure 13 → Figure 14).

本発明の第二の実施形態に係る成形装置100Bは、前記樹脂溜まり部113,123よりも前記炭素繊維の長手方向他端部に近い部位において、前記炭素繊維の径方向外側を長手方向に区分可能な第二の区分部140Bを備える。
したがって、成形装置100Bは、樹脂32の除去範囲を好適に設定した炭素繊維強化樹脂管体を製造することができる。
The molding apparatus 100B according to the second embodiment of the present invention longitudinally divides the outside of the carbon fiber in the radial direction at a portion closer to the other longitudinal end of the carbon fiber than the resin reservoirs 113 and 123. A possible second section 140B is provided.
Therefore, the molding apparatus 100B can manufacture a carbon fiber reinforced resin pipe body in which the removal range of the resin 32 is set appropriately.

成形装置100Bにおいて、前記第二の区分部140Bは、周方向に複数に分割して構成されており、前記金属部材の径方向に移動可能である。
したがって、成形装置100B内への金属部材及び炭素繊維の収容、及び、製造された炭素繊維強化樹脂管体の成形装置100Aからの取出を容易化することができる。
In the forming apparatus 100B, the second section 140B is divided into a plurality of parts in the circumferential direction, and is movable in the radial direction of the metal member.
Therefore, it is possible to easily accommodate the metal member and carbon fibers in the molding device 100B and to take out the manufactured carbon fiber reinforced resin tube from the molding device 100A.

また、本発明の第二の実施形態に係る繊維強化樹脂管体30の製造方法において、前記樹脂注入成形金型装置は、前記樹脂溜まり部113,123よりも前記炭素繊維の長手方向他端部に近い部位において、前記炭素繊維を被覆する樹脂32を長手方向に区分可能な第二の区分部を備えており、前記樹脂32を区分する工程において、前記第二の区分部140Bによって、前記樹脂32を長手方向に区分し、前記樹脂32を硬化させる工程において、前記樹脂32は、前記第二の区分部140Bによって区分されている。
したがって、繊維強化樹脂管体30の製造方法によると、樹脂32の除去範囲を好適に設定した炭素繊維強化樹脂管体を製造することができる。
In the method for manufacturing a fiber-reinforced resin pipe body 30 according to the second embodiment of the present invention, the resin injection molding device may be arranged so that the other end of the carbon fiber in the longitudinal direction is The resin 32 covering the carbon fibers is provided with a second dividing section that can longitudinally divide the resin 32 at a portion close to the carbon fiber, and in the step of dividing the resin 32, the second dividing section 140B 32 in the longitudinal direction and curing the resin 32, the resin 32 is divided by the second division portion 140B.
Therefore, according to the method for manufacturing the fiber-reinforced resin tube 30, it is possible to manufacture a carbon fiber-reinforced resin tube in which the removal range of the resin 32 is suitably set.

繊維強化樹脂管体30の製造方法において、前記第二の区分部140Bは、周方向に複数に分割して構成されており、前記金属部材の径方向に移動可能であり、前記樹脂32を注入する工程において、前記第二の区分部140Bは、径方向外側に退避しており、前記樹脂32を区分する工程において、前記第二の区分部は、径方向内側に移動して前記樹脂32を区分する。
したがって、繊維強化樹脂管体30の製造方法によると、成形装置100B内への金属部材及び炭素繊維の収容、及び、製造された炭素繊維強化樹脂管体の成形装置100Aからの取出を容易化することができる。
In the method for manufacturing the fiber-reinforced resin pipe body 30, the second section 140B is configured to be divided into a plurality of parts in the circumferential direction, is movable in the radial direction of the metal member, and is configured to inject the resin 32. In the step of dividing the resin 32, the second dividing section 140B is retracted radially outward, and in the step of dividing the resin 32, the second dividing section 140B moves radially inward to separate the resin 32. Separate.
Therefore, according to the method for manufacturing the fiber-reinforced resin tube 30, it is easy to accommodate the metal member and carbon fibers in the molding device 100B and to take out the manufactured carbon fiber-reinforced resin tube from the molding device 100A. be able to.

また、本発明の第二の実施形態に係る繊維強化樹脂管体30は、金属部材(第二の金属部材50)と、前記金属部材の外周面に巻回される炭素繊維(炭素繊維層31)と、前記炭素繊維に含浸されて硬化した樹脂32と、を備え、前記金属部材の外周面において、前記樹脂の外周面に形成された凹部(溝30Y1)よりも前記炭素繊維における長手方向一端部側の前記炭素繊維及び前記樹脂32が除去されている。
したがって、繊維強化樹脂管体30は、不要な樹脂32の除去範囲が安定しており、生産性が向上されている。
Further, the fiber reinforced resin tube 30 according to the second embodiment of the present invention includes a metal member (second metal member 50) and carbon fibers (carbon fiber layer 31) wound around the outer peripheral surface of the metal member. ), and a resin 32 impregnated into the carbon fibers and hardened, and one longitudinal end of the carbon fibers is further disposed on the outer peripheral surface of the metal member than the recess (groove 30Y1) formed on the outer peripheral surface of the resin. The carbon fibers and the resin 32 on the side have been removed.
Therefore, in the fiber-reinforced resin tube 30, the removal range of unnecessary resin 32 is stable, and productivity is improved.

<第三の実施形態>
続いて、本発明の第三の実施形態に係る成形装置について、第二の実施形態に係る成形装置100Bとの相違点を中心に説明する。
<Third embodiment>
Next, a molding apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described, focusing on the differences from the molding apparatus 100B according to the second embodiment.

図15から図17に示すように、本発明の第三の実施形態に係る成形装置100Cは、上型110C及び下型120Cと、第一の区分部130C及び第二の区分部140Cと、を備える。 As shown in FIGS. 15 to 17, a molding apparatus 100C according to the third embodiment of the present invention includes an upper mold 110C, a lower mold 120C, and a first section 130C and a second section 140C. Be prepared.

上型110Cには、第一の区分部用ゲート116及び第二の区分部用ゲート117に代えて、第一の区分部用ゲート116C及び第二の区分部用ゲート117Cが形成されている。 The upper die 110C is provided with a first divided part gate 116C and a second divided part gate 117C instead of the first divided part gate 116 and the second divided part gate 117.

第一の区分部用ゲート116Cは、収容部111と上型110Cにおいて収容部111とは反対側の面とを繋ぐように貫通する孔部である。 The first dividing portion gate 116C is a hole that penetrates to connect the accommodating portion 111 and the surface of the upper mold 110C opposite to the accommodating portion 111.

第二の区分部用ゲート117Cは、収容部111と上型110Cにおいて収容部111とは反対側の面とを繋ぐように貫通する孔部である。 The second division gate 117C is a hole that penetrates to connect the accommodating part 111 and the surface of the upper mold 110C opposite to the accommodating part 111.

下型120Cには、第一の区分部用ゲート126及び第二の区分部用ゲート127に代えて、第一の区分部用ゲート126C及び第二の区分部用ゲート127Cが形成されている。 In the lower mold 120C, instead of the first section gate 126 and the second section gate 127, a first section gate 126C and a second section gate 127C are formed.

第一の区分部用ゲート126Cは、収容部121と下型120Cにおいて収容部121とは反対側の面とを繋ぐように貫通する孔部である。 The first dividing portion gate 126C is a hole that penetrates so as to connect the accommodating portion 121 and the surface of the lower mold 120C on the opposite side from the accommodating portion 121.

第二の区分部用ゲート127Cは、収容部121と下型120Cにおいて収容部121とは反対側の面とを繋ぐように貫通する孔部である。 The second division gate 127C is a hole that passes through the housing part 121 and the surface of the lower mold 120C opposite to the housing part 121.

<第一の区分部>
第一の区分部130Cは、樹脂溜まり部113において硬化した樹脂32に対して、当該樹脂32の外周面側に開口部を有する複数の孔部を周方向に等間隔に並ぶように形成することによって、当該樹脂32を第一の部位及び第二の部位に区分する。かかる複数の孔部は、樹脂32における冷却による硬化及び収縮を均等化し、大径部30Zにおける内部歪みを抑制することに効果的であり、ステップS17における切削加工時の切削性を向上することができる。
<First division>
The first section 130C is formed by forming a plurality of holes having openings on the outer peripheral surface of the resin 32 in the resin 32 cured in the resin reservoir 113 so as to be arranged at equal intervals in the circumferential direction. The resin 32 is divided into a first part and a second part. Such a plurality of holes are effective in equalizing hardening and shrinkage due to cooling in the resin 32 and suppressing internal distortion in the large diameter portion 30Z, and can improve machinability during the cutting process in step S17. can.

第一の区分部130Cは、複数の上型用第一の区分部材133と、複数の下型用第一の区分部材134と、を備える。上型用第一の区分部133は、第一の区分部用ゲート116C内に、径方向に移動可能に収容される金属製の棒状部材である。下型用第一の区分部材134は、第一の区分部用ゲート126C内に、径方向に移動可能に収容される金属製の棒状部材である。 The first section 130C includes a plurality of first section members 133 for upper molds and a plurality of first section members 134 for lower molds. The first section 133 for the upper mold is a metal bar-shaped member that is accommodated in the first section gate 116C so as to be movable in the radial direction. The first dividing member 134 for the lower mold is a metal bar-shaped member that is accommodated in the first dividing portion gate 126C so as to be movable in the radial direction.

<第二の区分部>
第二の区分部140Cは、炭素繊維31の外周面上において硬化した樹脂32に対して、当該樹脂32の外周面側に開口部を有する複数の孔部を周方向に並ぶように形成することによって、当該樹脂32を軸方向に区分する。かかる複数の孔部は、樹脂32を部分的に除去する際の除去範囲の位置決め部として機能する。
<Second division>
The second section 140C is formed by forming a plurality of holes having openings on the outer circumferential surface side of the resin 32 in the resin 32 cured on the outer circumferential surface of the carbon fiber 31 so as to be lined up in the circumferential direction. The resin 32 is divided in the axial direction. The plurality of holes function as a positioning section for a removal range when partially removing the resin 32.

第二の区分部140Cは、複数の上型用第二の区分部材143と、複数の下型用第二の区分部材144と、を備える。上型用第二の区分部材143は、第二の区分部用ゲート117C内に、径方向に移動可能に収容される金属製の棒状部材である。下型用第二の区分部材144は、第二の区分部用ゲート127C内に、径方向に移動可能に収容される金属製の棒状部材である。 The second division section 140C includes a plurality of second division members 143 for upper molds and a plurality of second division members 144 for lower molds. The second division member 143 for the upper mold is a metal bar-shaped member that is accommodated in the second division gate 117C so as to be movable in the radial direction. The second dividing member 144 for the lower mold is a metal bar-shaped member that is accommodated in the second dividing portion gate 127C so as to be movable in the radial direction.

<製造方法>
続いて、本発明の第三の実施形態に係るマンドレル1及び成形装置100Cを用いた動力伝達軸2の製造方法について、第二の実施形態に係る動力伝達軸2の製造方法との相違点を中心に、図9のフローチャートを用いて説明する。
<Manufacturing method>
Next, we will explain the differences between the method for manufacturing the power transmission shaft 2 according to the second embodiment and the method for manufacturing the power transmission shaft 2 using the mandrel 1 and the forming apparatus 100C according to the third embodiment of the present invention. The explanation will be centered on the flowchart shown in FIG.

本動作例では、ステップS10で、複数の上型用第一の区分部材133及び複数の上型用第一の区分部材134、並びに、複数の上型用第二の区分部材143及び複数の下型用第二の区分部材144が径方向内側に進出し(図14→図15)、ステップS12で、複数の上型用第一の区分部材133及び複数の上型用第一の区分部材134、並びに、複数の上型用第二の区分部材143及び複数の下型用第二の区分部材144が径方向外側に退出する(図15→図14)。 In this operation example, in step S10, a plurality of first division members 133 for upper molds, a plurality of first division members 134 for upper molds, a plurality of second division members 143 for upper molds, and a plurality of second division members 143 for upper molds, and The second mold division member 144 advances inward in the radial direction (FIG. 14→FIG. 15), and in step S12, the plurality of upper mold first division members 133 and the plurality of upper mold first division members 134 , and the plurality of second division members 143 for upper molds and the plurality of second division members 144 for lower molds retreat radially outward (FIG. 15→FIG. 14).

ここで、大径部30Zの外周面には、複数の上型用第一の区分部材133及び複数の下型用第一の区分部材134に対応する複数の孔部30Z2が周方向に並ぶように形成されているため、大径部30Zの内部歪みが小さく抑えられており、大径部30Zを含む除去領域Rが容易に除去可能になっている(図18→図19参照)。また、第二の区分部140Cに対応する孔部30Y2は、除去領域Rの端部を示すので、ステップS17では、部位30Zを含む除去領域Rが容易に除去可能になっている(図18→図19参照)。 Here, on the outer circumferential surface of the large diameter portion 30Z, a plurality of holes 30Z2 corresponding to the plurality of first division members 133 for the upper die and the plurality of first division members 134 for the lower die are lined up in the circumferential direction. As a result, the internal distortion of the large diameter portion 30Z is suppressed to a small level, and the removal region R including the large diameter portion 30Z can be easily removed (see FIGS. 18 to 19). Furthermore, since the hole 30Y2 corresponding to the second section 140C indicates the end of the removal region R, the removal region R including the part 30Z can be easily removed in step S17 (FIG. 18→ (See Figure 19).

本発明の第三の実施形態に係る成形装置100Cは、複数の上型用第一の区分部材133及び複数の上型用第一の区分部材134、並びに、複数の上型用第二の区分部材143及び複数の下型用第二の区分部材144がそれぞれ棒状であるため、第一の区分部用ゲート116,126及び第二の区分部用ゲート117,127内への樹脂32の流入に対して簡単な方法でシール部材(例えばOリング)を配置することが可能であり、当該成形装置100Cのメンテナンス性を向上することができる。 A molding apparatus 100C according to the third embodiment of the present invention includes a plurality of first division members 133 for upper molds, a plurality of first division members 134 for upper molds, and a plurality of second division members for upper molds. Since the member 143 and the plurality of second division members 144 for lower molds are each rod-shaped, the resin 32 does not flow into the first division gates 116, 126 and the second division gates 117, 127. On the other hand, it is possible to arrange a sealing member (for example, an O-ring) by a simple method, and the maintainability of the molding apparatus 100C can be improved.

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、第一の区分部130A及び/又は第二の区分部130Bによって形成される溝30Z1,30Y1の形状は、図示したものに限定されない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention. For example, the shapes of the grooves 30Z1 and 30Y1 formed by the first section 130A and/or the second section 130B are not limited to those illustrated.

また、炭素繊維層41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、参考例として、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。 Further, the carbon fiber layers 41 may have a so-called crimp structure in which they are woven together. Further, as a reference example, the fibrous body is not limited to carbon fibers, and may be any fibrous member (for example, glass fiber, cellulose fiber, etc.) that can strengthen the resin layer.

30 繊維強化樹脂管体(炭素繊維強化樹脂管体)
31 炭素繊維層(炭素繊維)
50 第二の金属部材(金属部材)
60 端部固定部材(固定部材)
100A,100B,100C 成形装置(樹脂注入成形金型装置)
111,121 収容部
130A,130C 第一の区分部
140B,140C 第二の区分部
30 Fiber reinforced resin tube (carbon fiber reinforced resin tube)
31 Carbon fiber layer (carbon fiber)
50 Second metal member (metal member)
60 End fixing member (fixing member)
100A, 100B, 100C Molding equipment (resin injection mold equipment)
111, 121 Storage part 130A, 130C First division part 140B, 140C Second division part

Claims (9)

金属部材、当該金属部材の外周面に巻回される炭素繊維及び前記炭素繊維の長手方向一端部を前記金属部材に固定する固定部材が収容される収容部と、
前記収容部と繋がっており、前記固定部材に対応する部位に設けられる樹脂溜まり部と、
前記樹脂溜まり部を、前記炭素繊維の長手方向一端部に近い側となる第一部位と、前記炭素繊維の長手方向他端部に近い側となる第二部位と、に区分可能な第一の区分部と、
を備える樹脂注入成形金型装置。
a housing portion that accommodates a metal member, carbon fibers wound around the outer peripheral surface of the metal member, and a fixing member that fixes one longitudinal end of the carbon fibers to the metal member;
a resin reservoir connected to the accommodating portion and provided at a portion corresponding to the fixing member;
A first part that can divide the resin reservoir into a first part that is closer to one end in the longitudinal direction of the carbon fibers and a second part that is closer to the other end in the longitudinal direction of the carbon fibers. A dividing section;
A resin injection molding mold device.
前記第一の区分部は、周方向に複数に分割して構成されており、前記金属部材の径方向に移動可能である、
請求項1に記載の樹脂注入成形金型装置。
The first section is divided into a plurality of parts in the circumferential direction, and is movable in the radial direction of the metal member.
The resin injection mold device according to claim 1.
前記樹脂溜まり部よりも前記炭素繊維の長手方向他端部に近い部位において、前記炭素繊維の径方向外側を長手方向に区分可能な第二の区分部を備える、
請求項1に記載の樹脂注入成形金型装置。
a second dividing portion capable of dividing the radially outer side of the carbon fiber in the longitudinal direction at a portion closer to the other longitudinal end of the carbon fiber than the resin reservoir;
The resin injection mold device according to claim 1.
前記第二の区分部は、周方向に複数に分割して構成されており、前記金属部材の径方向に移動可能である、
請求項3に記載の樹脂注入成形金型装置。
The second division part is configured to be divided into a plurality of parts in the circumferential direction, and is movable in the radial direction of the metal member.
The resin injection mold device according to claim 3.
請求項1に記載の樹脂注入成形金型装置を用いて、前記炭素繊維に樹脂を含浸させて硬化させる炭素繊維強化樹脂管体の製造方法であって、
金属部材の外周面に炭素繊維を巻回し、前記炭素繊維の長手方向一端部を前記固定部材によって固定する工程と、
前記金属部材、前記炭素繊維及び前記固定部材を前記収容部に収容する工程と、
前記樹脂溜まり部に前記樹脂を注入し、当該樹脂を前記炭素繊維に含浸させる工程と、
前記第一の区分部によって、前記樹脂溜まり部の前記樹脂を区分する工程と、
前記樹脂が前記第一の区分部によって区分された状態で、前記樹脂を硬化させる工程と、
前記金属部材、前記炭素繊維、前記固定部材及び硬化した前記樹脂を前記収容部から取り出す工程と、
硬化した前記樹脂のうち前記樹脂溜まり部に対応する部位を除去する工程と、
を含む炭素繊維強化樹脂管体の製造方法。
A method for manufacturing a carbon fiber-reinforced resin pipe body in which the carbon fibers are impregnated with a resin and cured using the resin injection mold device according to claim 1,
Wrapping carbon fiber around the outer peripheral surface of a metal member and fixing one longitudinal end of the carbon fiber with the fixing member;
accommodating the metal member, the carbon fiber, and the fixing member in the accommodating part;
Injecting the resin into the resin reservoir and impregnating the carbon fiber with the resin;
dividing the resin in the resin reservoir using the first dividing section;
curing the resin in a state where the resin is divided by the first division part;
a step of taking out the metal member, the carbon fiber, the fixing member, and the cured resin from the storage section;
removing a portion of the cured resin that corresponds to the resin pool;
A method for manufacturing a carbon fiber reinforced resin pipe body comprising:
前記第一の区分部は、周方向に複数に分割して構成されており、前記金属部材の径方向に移動可能であり、
前記樹脂を注入する工程において、前記第一の区分部は、径方向外側に退避しており、
前記樹脂溜まり部を区分する工程において、前記第一の区分部は、径方向内側に移動して前記樹脂を区分する、
請求項5に記載の炭素繊維強化樹脂管体の製造方法。
The first division part is configured to be divided into a plurality of parts in the circumferential direction, and is movable in the radial direction of the metal member,
In the step of injecting the resin, the first section is retracted radially outward;
In the step of dividing the resin pool, the first dividing part moves radially inward to divide the resin.
The method for manufacturing a carbon fiber reinforced resin pipe according to claim 5.
前記樹脂注入成形金型装置は、前記樹脂溜まり部よりも前記炭素繊維の長手方向他端部に近い部位において、前記炭素繊維を被覆する樹脂を長手方向に区分可能な第二の区分部を備えており、
前記樹脂を区分する工程において、前記第二の区分部によって、前記樹脂を長手方向に区分し、
前記樹脂を硬化させる工程において、前記樹脂は、前記第二の区分部によって区分されている、
請求項5に記載の炭素繊維強化樹脂管体の製造方法。
The resin injection mold device includes a second dividing section capable of dividing the resin covering the carbon fibers in the longitudinal direction at a portion closer to the other longitudinal end of the carbon fibers than the resin reservoir section. and
In the step of dividing the resin, dividing the resin in the longitudinal direction by the second dividing section,
In the step of curing the resin, the resin is divided by the second division part,
The method for manufacturing a carbon fiber reinforced resin pipe according to claim 5.
前記第二の区分部は、周方向に複数に分割して構成されており、前記金属部材の径方向に移動可能であり、
前記樹脂を注入する工程において、前記第二の区分部は、径方向外側に退避しており、
前記樹脂を区分する工程において、前記第二の区分部は、径方向内側に移動して前記樹脂を区分する、
請求項7に記載の炭素繊維強化樹脂管体の製造方法。
The second section is divided into a plurality of parts in the circumferential direction, and is movable in the radial direction of the metal member,
In the step of injecting the resin, the second section is retracted radially outward;
In the step of dividing the resin, the second dividing section moves radially inward to divide the resin.
The method for manufacturing a carbon fiber reinforced resin pipe according to claim 7.
金属部材と、前記金属部材の外周面に巻回される炭素繊維と、前記炭素繊維に含浸されて硬化した樹脂と、を備え、
前記金属部材の外周面において、前記樹脂の外周面に形成された凹部よりも前記炭素繊維における長手方向一端部側の前記炭素繊維及び前記樹脂が除去されている、
炭素繊維強化樹脂管体。
comprising a metal member, carbon fibers wound around the outer peripheral surface of the metal member, and a resin impregnated with the carbon fibers and cured,
On the outer circumferential surface of the metal member, the carbon fibers and the resin on the one longitudinal end side of the carbon fibers are removed from the recess formed on the outer circumferential surface of the resin.
Carbon fiber reinforced resin tube body.
JP2022101404A 2022-06-23 2022-06-23 Resin injection mold device, method for manufacturing carbon fiber-reinforced resin tubular bodies, and carbon fiber-reinforced resin tubular bodies Pending JP2024002299A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022101404A JP2024002299A (en) 2022-06-23 2022-06-23 Resin injection mold device, method for manufacturing carbon fiber-reinforced resin tubular bodies, and carbon fiber-reinforced resin tubular bodies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022101404A JP2024002299A (en) 2022-06-23 2022-06-23 Resin injection mold device, method for manufacturing carbon fiber-reinforced resin tubular bodies, and carbon fiber-reinforced resin tubular bodies

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024002299A true JP2024002299A (en) 2024-01-11

Family

ID=89472769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022101404A Pending JP2024002299A (en) 2022-06-23 2022-06-23 Resin injection mold device, method for manufacturing carbon fiber-reinforced resin tubular bodies, and carbon fiber-reinforced resin tubular bodies

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024002299A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230173771A1 (en) Method for manufacturing tube body made of fiber-reinforced resin
CN102474151A (en) Rotor can
CN111231374A (en) Method for producing high-pressure container
JP2024002299A (en) Resin injection mold device, method for manufacturing carbon fiber-reinforced resin tubular bodies, and carbon fiber-reinforced resin tubular bodies
US20160167319A1 (en) Thread Manufacture for Filament Wound Mandrel
EP3275071B1 (en) Fluid-cooled housing jacket for an electrical machine
JP7130892B1 (en) CARBON FIBER FIXING JIG, METHOD FOR MANUFACTURING CARBON FIBER REINFORCED RESIN PIPE, AND POWER TRANSMISSION SHAFT
CN113910648B (en) Method for manufacturing high-pressure tank
JP7296534B1 (en) Manufacturing method of fiber-reinforced resin cylindrical body and jig for manufacturing fiber-reinforced resin cylindrical body
JP2023136190A (en) Method for manufacturing mandrel and fiber-reinforced resin tube body
JP2023146073A (en) jig assembly
JP2023146718A (en) Method for manufacturing fiber-reinforced resin tube
JP2023074868A (en) mandrel
JP7290795B2 (en) Tube intermediate and tube manufacturing method
JP2022143584A (en) Manufacturing method for power transmission shaft
US20220379570A1 (en) Method for producing tube body
US20230182415A1 (en) Method for manufacturing fiber-reinforced resin tube body
JP2022032231A (en) Manufacturing method for high-pressure tank
JP7190614B1 (en) Carbon fiber reinforced resin cylinder for propulsion shaft
US20220412510A1 (en) High-pressure vessel and method for manufacturing same
JP7338583B2 (en) High-pressure tank manufacturing method
CN115023338B (en) Pipe intermediate and method for manufacturing pipe
JPH09178091A (en) Internal pressure vessel and its manufacture
JP2023031426A (en) Mold assembly used for manufacturing fiber-reinforced resin structure, and method for manufacturing fiber-reinforced resin structure
CN115863044A (en) Coil-rack-free multi-coil cylindrical superconducting magnet structure and manufacturing method thereof