JP3230411B2 - Manufacturing method of composite shaft - Google Patents

Manufacturing method of composite shaft

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JP3230411B2
JP3230411B2 JP14270595A JP14270595A JP3230411B2 JP 3230411 B2 JP3230411 B2 JP 3230411B2 JP 14270595 A JP14270595 A JP 14270595A JP 14270595 A JP14270595 A JP 14270595A JP 3230411 B2 JP3230411 B2 JP 3230411B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
製の軸本体の端部にフランジを一体に有する複合軸の製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a composite shaft having a flange integrally formed at an end of a shaft body made of fiber reinforced plastic.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車に対する軽量化要求が高ま
る中で、プロペラシャフトについても繊維強化プラスチ
ック(FRP)で製造することが推し進められている。
ところで、プロペラシャフトは、通常、設置高さの異な
るトランスミッションとディファレンシャルとの間に介
装されるため、これらに対して所定のたわみ角(ジョイ
ント角)がとれるように連結する必要があるが、あまり
大きなジョイント角を必要としない場合は、フレキシブ
ルジョイントがそれらの連結に用いられる。このフレキ
シブルジョイントの一つの例として、図10に示すよう
なディスクジョイント1がある。
2. Description of the Related Art In recent years, as the demand for reducing the weight of automobiles has increased, the production of propeller shafts using fiber reinforced plastic (FRP) has been promoted.
By the way, since a propeller shaft is usually interposed between a transmission having a different installation height and a differential, it is necessary to connect the propeller shaft so that a predetermined bending angle (joint angle) can be obtained. If large joint angles are not required, flexible joints are used for their connection. One example of this flexible joint is a disc joint 1 as shown in FIG.

【0003】このディスクジョイント1は、同一ピッチ
円上に複数(こゝでは6つ)のボルト挿通孔2を配設
し、このボルト挿通孔2を有する部分を厚肉部3として
構成すると共に、この厚肉部3の相互間を薄肉部4とし
て構成している。このようなディスクジョイント1に
は、その1つおきの3つのボルト挿通孔2を利用してト
ランスミッションやディファレンシャルがボルト止めさ
れると共に、残りの3つのボルト挿通孔2を利用してプ
ロペラシャフトがボルト止めされ、その薄肉部4がたわ
むことにより所定のジョイント角がとれるようになって
いる。
In the disc joint 1, a plurality of (six in this case) bolt insertion holes 2 are arranged on the same pitch circle, and a portion having the bolt insertion holes 2 is formed as a thick portion 3, and The thin portions 4 are formed between the thick portions 3. In such a disc joint 1, a transmission and a differential are bolted using every other three bolt insertion holes 2, and a propeller shaft is bolted using the remaining three bolt insertion holes 2. It is stopped, and a predetermined joint angle can be obtained by bending the thin portion 4.

【0004】したがって、上記のように用いられるプロ
ペラシャフトには、その端部にディスクジョイント1と
ほゞ同形のフランジが必要となり、従来は、このフラン
ジを金属から形成し、これを、別途形成した繊維強化プ
ラスチック製(FRP製)の軸本体の端部に接着剤を用
いて結合するようにしていた(例えば、特開平5−87
116号公報参照)。
Accordingly, the propeller shaft used as described above requires a flange having substantially the same shape as the disc joint 1 at its end. Conventionally, this flange is formed from metal and is separately formed. The end of the shaft body made of fiber reinforced plastic (made of FRP) is bonded to the end using an adhesive (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-87).
No. 116).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たようにフランジを金属製としてFRP製の軸本体の端
部に接着剤を用いて結合する方法によれば、十分なる結
合強度が得られないばかりか、フランジの重量が嵩んで
軸本体をFRP化したせっかくの軽量利点が損なわれる
という問題があった。
However, according to the method in which the flange is made of metal and bonded to the end of the shaft body made of FRP using an adhesive as described above, sufficient bonding strength cannot be obtained. Alternatively, there is a problem in that the weight of the flange is increased and the advantage of lightening the shaft body by FRP is impaired.

【0006】なお、上記対策として、本発明者等は、樹
脂を含浸させた繊維をマンドレルに巻付けて軸本体を形
成した後、その端部を拡げてフランジを形成する方法を
開発し、既に特願平6−34213号にて明らかにして
いる(未公知)。しかし、この方法によれば、軸本体と
フランジとでピンを用いて角度を変更しているため、ピ
ン近傍での強度にいま一つ不安がある。
As a countermeasure, the present inventors have developed a method of winding a resin-impregnated fiber around a mandrel to form a shaft body, and then expanding the end thereof to form a flange. This is disclosed in Japanese Patent Application No. 6-34213 (unknown). However, according to this method, since the angle is changed between the shaft main body and the flange using the pin, there is another concern about the strength near the pin.

【0007】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その課題とするところは、フランジを部分的にF
RP化すると共に、フランジと軸本体との結合方法に改
善を加えることにより、軽量で強度的にも十分な複合軸
を得ることである。
[0007] The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a method in which a flange is partially formed with an F.
An object of the present invention is to obtain a composite shaft that is lightweight and has sufficient strength by making the RP and improving the method of connecting the flange and the shaft body.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第1の発明は、嵌合孔を有しかつ該嵌合孔の周りに
複数の筒状部材を突設してなるプレートを用意し、樹脂
を含浸させた繊維を前記筒状部材に巻付けながら前記嵌
合孔の軸方向へ積層して、前記嵌合孔の内面を含む仮想
筒状面に部分的に接するフランジを形成し、該フランジ
をその嵌合孔を用いて、別途樹脂を含浸させた繊維をマ
ンドレルに巻付けて形成した軸本体の端部に嵌合し、し
かる後に硬化処理を行って前記フランジと前記軸本体と
を一体化するようにしたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a plate having a fitting hole and a plurality of cylindrical members protruding around the fitting hole. Then, fibers impregnated with resin are laminated in the axial direction of the fitting hole while being wound around the cylindrical member to form a flange that partially contacts the virtual cylindrical surface including the inner surface of the fitting hole. The flange is fitted to the end of a shaft body formed by winding a fiber impregnated with resin separately around a mandrel by using the fitting hole, and thereafter, the flange and the shaft body are subjected to hardening treatment. And is integrated.

【0009】また、第2の発明は、上記第1の発明にお
いて、フランジを軸本体の端部に嵌合した後、硬化処理
を行う前に、前記フランジと軸本体との間に樹脂を含浸
させた繊維を巻付けるようにしたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a resin is impregnated between the flange and the shaft body before the hardening process is performed after the flange is fitted to an end of the shaft body. The wound fiber is wound.

【0010】さらに、第3の発明は、嵌合孔を有しかつ
該嵌合孔の周りに複数の筒状部材を突設してなるプレー
トを用意し、該プレートをその嵌合孔を用いて、別途樹
脂を含浸させた繊維をマンドレルに巻付けて形成した軸
本体の端部に嵌合し、次に、前記プレート上の筒状部材
と軸本体との間に樹脂を含浸させた繊維を巻付けながら
フランジを形成し、しかる後に硬化処理を行って前記フ
ランジと前記軸本体とを一体化するようにしたことを特
徴とする。
Further, according to a third aspect of the present invention, there is provided a plate having a fitting hole and having a plurality of cylindrical members projecting around the fitting hole, and using the plate with the fitting hole. Then, a fiber impregnated with resin is separately fitted around the end of the shaft body formed by winding the fiber around the mandrel, and then the fiber impregnated with resin between the cylindrical member on the plate and the shaft body is formed. And a hardening process is performed thereafter to integrate the flange with the shaft main body.

【0011】[0011]

【作用】上記3つの発明においては、プレートと筒状部
材とを除くフランジ部分が樹脂を含浸させた繊維で形成
されるので、全てを金属製としたフランジに比してその
重量が軽減される。また、硬化処理と同時にフランジと
軸本体とを一体化するので、両者の結合強度は十分とな
り、しかも、プレートに突設した筒状部材を相手部材と
の連結に用いることで、連結部の強度も十分となる。
In the above three inventions, since the flange portion excluding the plate and the cylindrical member is formed of the fiber impregnated with the resin, the weight is reduced as compared with the flange made entirely of metal. . In addition, since the flange and the shaft body are integrated together with the hardening process, the bonding strength between them is sufficient, and the strength of the connecting portion is improved by using the cylindrical member protruding from the plate to connect with the mating member. Will be enough.

【0012】また、第2の発明では、フランジと軸本体
との間に樹脂を含浸させた繊維をさらに巻付けることに
より、フランジと軸本体との間における繊維の接触面積
が拡がり、両者の間の結合強度がより高まる。また、第
3の発明では、軸本体上でフランジを形成するので、軸
本体を形成するマンドレルを共用して能率よくフランジ
を形成できる。
According to the second aspect of the present invention, the fiber impregnated with the resin is further wound between the flange and the shaft main body, so that the contact area of the fiber between the flange and the shaft main body is increased, and between the two. The bonding strength is further increased. Further, in the third aspect, since the flange is formed on the shaft main body, the flange can be formed efficiently by sharing the mandrel forming the shaft main body.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0014】図1〜4は、本発明の第1実施例を示した
ものである。本第1実施例においては、図3に示すよう
に中央に円形の嵌合孔10を有する三角形状のプレート
11と軸孔12を有する筒状部材13とを用意し、プレ
ート11の3つの角部内側に予め設けられた取付孔14
に筒状部材13の一端に設けたボス部13aを圧入し
て、該筒状部材13をプレート11に固定する。なお、
この固定には溶接または接着を併用してもよい。また、
このプレート11には、隣接する取付孔14の相互間に
位置して2つの三角柱状の第1のガイド部材15を突設
すると共に、2つのガイド部材15の間に位置して1つ
の四角柱状の第2のガイド部材16を突設する。第1の
ガイド部材15は、その1つの頂点を第2のガイド部材
16に指向させると共に、前記頂点に対向する底面15
aを取付孔14の側に、側面の1つ15bを嵌合孔10
にそれぞれ向けてプレート11上に配置されている。な
お、筒状部材13および第1、第2のガイド部材15、
16は、プレート11からの突出長さが等しくなるよう
にそれぞれの長さが設定されている。
FIGS. 1 to 4 show a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, a triangular plate 11 having a circular fitting hole 10 in the center and a cylindrical member 13 having a shaft hole 12 are prepared as shown in FIG. Mounting hole 14 provided in advance inside the part
The boss 13 a provided at one end of the tubular member 13 is press-fitted into the plate 13 to fix the tubular member 13 to the plate 11. In addition,
This fixing may be performed by welding or bonding. Also,
The plate 11 has two triangular prism-shaped first guide members 15 protrudingly located between the adjacent mounting holes 14, and one quadrangular prism-shaped one positioned between the two guide members 15. The second guide member 16 is protruded. The first guide member 15 has one vertex directed toward the second guide member 16 and a bottom surface 15 facing the vertex.
a to the side of the mounting hole 14 and one of the side surfaces 15b to the fitting hole 10
Are arranged on the plate 11. The cylindrical member 13 and the first and second guide members 15,
The lengths 16 are set so that the protruding lengths from the plate 11 are equal.

【0015】第1のガイド部材15はまた、取付孔14
の側に向けたその底面15aが前記筒状部材13の外周
面に倣う湾曲面とされ、取付孔14に固定した筒状部材
13の外周面との間に所定の隙S1を形成している。ま
た、第1のガイド部材15は、嵌合孔10に向けたその
側面15bが嵌合孔10の接線と平行に延ばされると共
に、嵌合孔10の内面を含む仮想円筒面(筒状面)に対
する最接近位置で該仮想円筒面との間に所定の隙S2を形
成している。
The first guide member 15 also has a mounting hole 14.
The bottom surface 15a facing the side of the cylindrical member 13 is a curved surface following the outer peripheral surface of the cylindrical member 13 and forms a predetermined gap S1 between the outer peripheral surface of the cylindrical member 13 fixed to the mounting hole 14. . The first guide member 15 has a side surface 15 b facing the fitting hole 10 extending parallel to a tangent to the fitting hole 10, and a virtual cylindrical surface (cylindrical surface) including the inner surface of the fitting hole 10. A predetermined gap S2 is formed between the virtual cylinder surface and the closest cylindrical position.

【0016】上記筒状部材13と第1、第2のガイド部
材15、16とを突設したプレート11は、後述するフ
ランジ17(図4)を形成する治具としてかつ該フラン
ジ17の構成要素として用いられるものである。フラン
ジ17の形成に際しては、図1および2に示すように前
記プレート11を、その嵌合孔10を利用してマンドレ
ル18に嵌合固定する。そして、樹脂を含浸させた繊維
(以下、樹脂含浸繊維という)19を、筒状部材13に
巻き回しながら第1のガイド部材15の内側(一側面1
5bの内側)から第2のガイド部材16の外側を通して
連続に巻付け、プレート11の嵌合孔10の軸線方向へ
順次積層していく。この時、樹脂含浸繊維19を筒状部
材13の内側で交差させて延ばし、これにより該繊維1
9は第1のガイド部材15の側面15bに沿って第2の
ガイド部材16の方向へ直線的に延ばされ、前記隙S2
(図3)を埋める。この結果、嵌合孔10の周りの繊維
積層部20は六角形となり、嵌合孔10の内面を含む仮
想円筒面、すなわちマンドレル18の周面に円周方向の
6箇所で接するようになる。なお、樹脂含浸繊維19
は、隙S2を埋めて嵌合孔10の内側に少しはみ出して
も良い。
The plate 11 having the cylindrical member 13 and the first and second guide members 15 and 16 protruding therefrom serves as a jig for forming a flange 17 (FIG. 4) described later and is a component of the flange 17. It is used as In forming the flange 17, the plate 11 is fitted and fixed to the mandrel 18 by using the fitting hole 10 as shown in FIGS. Then, a fiber 19 impregnated with a resin (hereinafter referred to as a resin-impregnated fiber) 19 is wound around the cylindrical member 13 (inside the first guide member 15 (one side 1 side).
5b), continuously wind from the outside of the second guide member 16 to the outside, and sequentially laminate in the axial direction of the fitting hole 10 of the plate 11. At this time, the resin-impregnated fibers 19 are crossed and extended inside the tubular member 13, whereby the fibers 1 are impregnated.
9 is linearly extended in the direction of the second guide member 16 along the side surface 15b of the first guide member 15, and the gap S2
(FIG. 3). As a result, the fiber laminated portion 20 around the fitting hole 10 becomes hexagonal, and comes into contact with the virtual cylindrical surface including the inner surface of the fitting hole 10, that is, the peripheral surface of the mandrel 18 at six locations in the circumferential direction. The resin-impregnated fibers 19
May fill the gap S2 and slightly protrude inside the fitting hole 10.

【0017】このようにして樹脂含浸繊維19を筒状部
材13(もちろん第1、第2のガイド部材15、16も
含む)の長さ一杯に積層し、これによりプレート11を
含み、かつ3つの筒状部材13を樹脂含浸繊維19で相
互に結合してなるフランジ(未硬化フランジ)17が完
成する。このフランジ17の形成に際しては、樹脂含浸
繊維19が筒状部材13の周りで第1のガイド部材15
の底面15aで押えられるので、その盛り上がりが規制
されて、外観品質は向上する。なお、ガイド部材15は
フランジ17の隙間を埋める役割もなしており、これ
は、フランジ成形時には取外しておき、成形後に取付け
るようにしても良い。
In this way, the resin-impregnated fibers 19 are laminated to the full length of the cylindrical member 13 (including the first and second guide members 15, 16), thereby including the plate 11, and A flange (uncured flange) 17 formed by connecting the tubular members 13 to each other with the resin-impregnated fibers 19 is completed. When the flange 17 is formed, the resin-impregnated fibers 19 are wound around the cylindrical member 13 by the first guide member 15.
Is raised by the bottom surface 15a, so that the swelling is restricted, and the appearance quality is improved. The guide member 15 also has a role of filling the gap between the flanges 17, and may be removed at the time of forming the flange and attached after the formation.

【0018】次に、上記未硬化フランジ17をマンドレ
ル18から抜き取り、図4に示すように、その嵌合孔1
0を利用して、別途樹脂含浸繊維をマンドレル21に巻
付けて形成した軸本体(未硬化軸本体)22に嵌合す
る。この嵌合により、前記嵌合孔10の周りの繊維積層
部20が、前出図1におけるマンドレル18に対すると
同様に軸本体22の周面に円周方向の6箇所で接触し、
フランジ17を形成する樹脂含浸繊維19内の樹脂と軸
本体22を形成する樹脂含浸繊維内の樹脂とが融合す
る。その後、前記嵌合状態を維持して硬化処理を行い、
これによりフランジ17と軸本体22とが強固に一体化
され、フランジ付きの複合軸が完成する。このように完
成した複合軸においては、プレート11上に突設した筒
状部材13をそのまゝ相手部材との連結に用いることが
でき、その連結部の強度も十分となる。
Next, the uncured flange 17 is removed from the mandrel 18 and, as shown in FIG.
Using 0, a resin impregnated fiber is separately wound around the mandrel 21 and fitted into a shaft body (uncured shaft body) 22. By this fitting, the fiber laminated portion 20 around the fitting hole 10 comes into contact with the peripheral surface of the shaft main body 22 at six places in the circumferential direction, similarly to the mandrel 18 in FIG.
The resin in the resin-impregnated fibers 19 forming the flange 17 and the resin in the resin-impregnated fibers forming the shaft body 22 are fused. Thereafter, a hardening process is performed while maintaining the fitted state,
Thereby, the flange 17 and the shaft main body 22 are firmly integrated, and a composite shaft with a flange is completed. In the composite shaft completed in this way, the cylindrical member 13 protruding from the plate 11 can be used as it is for connection with the counterpart member, and the strength of the connection portion is sufficient.

【0019】こゝで、フランジ17と軸本体22とは、
同じ繊維を用いてもよいが、例えばフランジ17を炭素
繊維により形成し(CFRP化)、軸本体22をガラス繊維
により形成する(GFRP化)、というように両者を異なる
繊維を用いて形成してもよい。また、これら繊維に含浸
させる樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を用いることができ
る。
Here, the flange 17 and the shaft main body 22 are
The same fiber may be used. For example, the flange 17 is formed of carbon fiber (CFRP), and the shaft body 22 is formed of glass fiber (GFRP). Is also good. Further, as a resin impregnated in these fibers, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, an unsaturated polyester resin, or the like can be used.

【0020】なお、上記プレート11の嵌合孔10の口
径を軸本体22の外径よりもわずかに小さく設定するこ
とにより、未硬化フランジ17を未硬化軸本体22に嵌
合した際、軸本体22側の繊維が押し潰されて両者の接
触面積が拡大し、両者の結合強度はより高まるようにな
る。また、このフランジ17は、軸本体22を形成する
マンドレル21を共用して形成してもよく、この場合
は、該マンドレル21の一端を延長してその延長部分に
上記フランジ形成用マンドレル18と同径の部分を設
け、この部分にプレート11を嵌合してフランジ17を
形成し、このフランジを、同時的に形成された軸本体2
2上に移行させて、上記と同様に硬化処理を行う。この
ように軸本体22を形成するマンドレル21を共用する
ことで、マンドレルからマンドレルへフランジを移し替
える手間が省け、作業性が向上する。
By setting the diameter of the fitting hole 10 of the plate 11 to be slightly smaller than the outer diameter of the shaft body 22, when the uncured flange 17 is fitted to the uncured shaft body 22, The fibers on the 22 side are crushed to increase the contact area between the two, and the bonding strength between the two is further increased. Further, the flange 17 may be formed by sharing the mandrel 21 forming the shaft main body 22. In this case, one end of the mandrel 21 is extended and the extended portion thereof is made the same as the flange forming mandrel 18. A diameter portion is provided, and the plate 11 is fitted to this portion to form a flange 17, and this flange is attached to the shaft body 2 formed simultaneously.
2 and a curing treatment is performed in the same manner as described above. By sharing the mandrel 21 forming the shaft main body 22 in this manner, the labor for transferring the flange from the mandrel to the mandrel can be omitted, and workability is improved.

【0021】図5、6および7は、上記第1実施例の変
形実施例を示したもので、図5に示す例では、プレート
11上から第1のガイド部材15を廃して、樹脂含浸繊
維19を筒状部材13の外側から第2のガイド部材16
の内側に通すようにし、図6に示す例では、第1のガイ
ド部材15に加えて第2のガイド部材16も廃して、樹
脂含浸繊維19を単に筒状部材13の外側に掛け回すよ
うにし、図7に示す例では、図6に示したものと同様の
プレート11を用いて、樹脂含浸繊維19を筒状部材1
3の内側で交差させながら各筒状部材13に掛け回すよ
うにしている。何れの実施例においても、筒状部材13
の大きさや設置位置を適当に設定することで、嵌合孔1
0の周りの繊維積層部20が嵌合孔10の内面を含む仮
想円筒面に部分接触し、この接触部分を前記軸本体22
との嵌合に用いることができ、、十分なる結合強度が得
られる。ただし、これらの変形実施例では、樹脂含浸繊
維19の巻き形状が三角形となって軸本体22との接触
箇所が円周方向の3箇所となるため、6箇所で接触する
上記第1実施例に比べて結合強度の面で不利である。な
お、それぞれの実施例では、フランジの隙間を埋める目
的でプレート11上に突起を設けても良い。
FIGS. 5, 6 and 7 show a modification of the first embodiment. In the example shown in FIG. 5, the first guide member 15 is removed from the plate 11 and the resin-impregnated fiber is removed. 19 from the outside of the cylindrical member 13 to the second guide member 16
In the example shown in FIG. 6, the second guide member 16 in addition to the first guide member 15 is also omitted, and the resin impregnated fiber 19 is simply wound around the outside of the tubular member 13. In the example shown in FIG. 7, the resin-impregnated fibers 19 are transferred to the cylindrical member 1 using the same plate 11 as that shown in FIG.
Each of the cylindrical members 13 is wound around the cylindrical member 13 while intersecting with each other. In any of the embodiments, the cylindrical member 13
By properly setting the size and installation position of the
The fiber lamination portion 20 surrounding the shaft body 22 partially contacts the virtual cylindrical surface including the inner surface of the fitting hole 10, and this contact portion is
And sufficient bonding strength can be obtained. However, in these modified embodiments, the winding shape of the resin-impregnated fibers 19 is triangular and the contact points with the shaft body 22 are three places in the circumferential direction. This is disadvantageous in connection strength. In each embodiment, a protrusion may be provided on the plate 11 for the purpose of filling the gap between the flanges.

【0022】図8および9は、本発明の第2実施例を示
したものである。本第2実施例においては、上記第1実
施例に用いた治具に対して、その第1のガイド部材15
の外側面15cにプレート11の側方へ向けて複数のガ
イドピン25を突設し、さらに、各第1のガイド部材1
5の端面に嵌合孔10の軸本体方向へ延ばして押え治具
26を脱着自在に突設している。複数のガイドピン25
は、プレート11との接続端(基端)側ほど第2のガイ
ド部材16に寄るように斜めに配列して、第1のガイド
部材15に対して固定されている。
FIGS. 8 and 9 show a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the jig used in the first embodiment is replaced with the first guide member 15.
A plurality of guide pins 25 project from an outer side surface 15c of the first guide member 1 toward the side of the plate 11.
A holding jig 26 is protruded from the end face of the fitting 5 so as to extend in the direction of the shaft main body of the fitting hole 10 so as to be detachable. Multiple guide pins 25
Are arranged diagonally so as to be closer to the second guide member 16 toward the connection end (proximal end) with the plate 11, and are fixed to the first guide member 15.

【0023】本第2実施例においては、上記第1実施例
と同様にフランジ17を形成した後、このフランジ17
をその嵌合孔10を用いて、別途形成したマンドレル2
1上の軸本体22に嵌合する。その後、樹脂含浸繊維2
7をフランジ17の1つの角部(1つの筒状部材13に
対応)に巻き回しながらガイドピン25に掛けて方向転
換し、さらに軸本体22に巻き回すことをガイドピン2
5に順次掛けながら繰り返す。この時、樹脂含浸繊維2
7は押え治具26の内側を通し、その盛り上がりを規制
する。そして、前記巻付け作業をフランジ17の残りの
2つの角部についても繰り返し、これによりフランジ1
7と軸本体22とは、フランジ17の端面の前方の広い
範囲で樹脂含浸繊維27を介して接触し、その後、硬化
処理を行うことにより両者はより強固に結合される。な
お、押え治具26は、この硬化処理後または硬化処理前
にプレート11から取り除く。
In the second embodiment, after the flange 17 is formed in the same manner as in the first embodiment, the flange 17 is formed.
The mandrel 2 formed separately using the fitting hole 10
1 is fitted to the upper shaft body 22. Then, resin impregnated fiber 2
7 is wound around one corner (corresponding to one cylindrical member 13) of the flange 17, the direction is changed by hanging on a guide pin 25, and further wound around the shaft main body 22.
Repeat while multiplying by 5. At this time, the resin impregnated fiber 2
Numeral 7 passes through the inside of the holding jig 26 to regulate the swelling. Then, the above-mentioned winding operation is repeated for the remaining two corners of the flange 17, whereby the flange 1
The shaft 7 and the shaft body 22 are in contact with each other via the resin-impregnated fiber 27 over a wide area in front of the end face of the flange 17, and thereafter, by performing a hardening treatment, the two are more firmly joined. The holding jig 26 is removed from the plate 11 after or before the curing process.

【0024】本第2実施例では特に、第1のガイド部材
15上のガイドピン25の位置を軸方向および円周方向
で変更するようにしているので、樹脂含浸繊維27の交
差部27a(図9)が軸本体方向へ偏在し、結果として
第1のガイド部材15の相互間における樹脂含浸繊維2
7の盛り上がりが押えられて、外観品質が向上する。ま
た、押え治具26により軸本体22上における樹脂含浸
繊維27の盛り上がりが規制されるので、完成した複合
軸本体を相手部材と結合する際、その筒状部材13を挿
通させたボルト頭あるいはナットに軸本体の周面が干渉
することがなく、組付作業性が阻害されることはない。
In the second embodiment, in particular, since the position of the guide pin 25 on the first guide member 15 is changed in the axial direction and the circumferential direction, the intersection 27a of the resin impregnated fiber 27 (see FIG. 9) are unevenly distributed in the direction of the shaft main body, and as a result, the resin-impregnated fibers 2 between the first guide members 15
7 is suppressed and the appearance quality is improved. In addition, since the swelling of the resin-impregnated fibers 27 on the shaft main body 22 is regulated by the holding jig 26, when the completed composite shaft main body is joined to the mating member, the bolt head or nut through which the cylindrical member 13 is inserted is inserted. Therefore, the peripheral surface of the shaft body does not interfere, and the assembly workability is not hindered.

【0025】なお、上記第2実施例では、フランジ17
と軸本体22とを別体に形成した後、両者を合せて樹脂
含浸繊維27を後巻きし、この後巻きした樹脂含浸繊維
27により両者の結合強度の増強を図るようにしたが、
本発明は、前記第2実施例の要領で軸本体22上で直接
フランジを形成することができる。この場合は、第2実
施例で用いたプレート11を、マンドレル21(図4)
上の軸本体22上に嵌合した後、前出図8および9に示
したと同様の手順で、樹脂含浸繊維27をプレート11
上の筒状部材13と軸本体22との間に巻付けながらフ
ランジを形成し、その後、硬化処理を行ってフランジ1
7と軸本体22とを一体化する。ただし、プレート11
上の第1のガイド部材15上に設けるガイドピン25
(図8、9)は、その数をできるだけ多くして繊維の集
積度を高めるように配慮し、またプレート11上から
は、第2のガイド部材16(図8、9)を廃しておく。
本実施例(第3実施例)では、軸本体22を形成するマ
ンドレル21を共用することで、プレート11を含む治
具を移動させる必要がなくなり、より高能率に複合軸を
製造できるようになる。
In the second embodiment, the flange 17
After forming the shaft body 22 and the shaft body 22 separately, the two are combined and the resin-impregnated fiber 27 is post-wound, and the resin-impregnated fiber 27 wound thereafter is used to increase the bonding strength between the two.
According to the present invention, a flange can be formed directly on the shaft main body 22 in the same manner as in the second embodiment. In this case, the plate 11 used in the second embodiment is replaced with a mandrel 21 (FIG. 4).
After fitting onto the upper shaft body 22, the resin-impregnated fibers 27 are applied to the plate 11 by the same procedure as shown in FIGS.
A flange is formed while being wound between the upper cylindrical member 13 and the shaft main body 22, and then a hardening process is performed to form the flange 1.
7 and the shaft body 22 are integrated. However, plate 11
Guide pin 25 provided on the upper first guide member 15
In FIGS. 8 and 9, the number is increased as much as possible to increase the degree of fiber accumulation, and the second guide member 16 (FIGS. 8 and 9) is omitted from the plate 11.
In the present embodiment (third embodiment), since the mandrel 21 forming the shaft main body 22 is shared, it is not necessary to move the jig including the plate 11, and the composite shaft can be manufactured with higher efficiency. .

【0026】[0026]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝる複合軸の製造方法によれば、フランジの一部を繊
維強化プラスチック化して、フランジの重量軽減を図る
ことができるので、軸本体を繊維強化プラスチック製と
した軽量利点を最大限に発揮させることができ、その利
用価値が著しく高まる。また、硬化処理と同時にフラン
ジと軸本体とを一体化し、かつプレートに突設した筒状
部材を相手部材との連結に用いるので、フランジと軸本
体との結合強度が十分となるばかりか、相手部材に対す
る連結部の強度も十分となり、得られる複合軸の耐久信
頼性は著しく向上する。また、別途形成したフランジと
軸本体とを嵌合し、硬化処理前に両者の間に樹脂を含浸
させた繊維をさらに巻付ける場合は、フランジと軸本体
との間における繊維の接触面積の拡大により両者の結合
強度がより高まり、得られる複合軸の耐久信頼性はより
一層向上する。また、軸本体に筒状部材を有するプレー
トを嵌合し、軸本体上でフランジを形成する場合は、軸
本体を形成するマンドレルを共用して能率よくフランジ
を形成することができ、製造コストが低減する。また、
軸本体とフランジとで繊維の種類を変え、例えばフラン
ジに安価な繊維を用いることでコスト低減が図れる。さ
らに、接着または圧入工程が省かれ、硬化が1回で済む
ため、効率良く複合軸を製造できる。
As described in detail above, according to the method of manufacturing a composite shaft according to the present invention, a part of the flange can be made of fiber reinforced plastic to reduce the weight of the flange. In addition, the light weight advantage that the shaft main body is made of fiber reinforced plastic can be maximized, and the use value thereof is significantly increased. In addition, since the flange and the shaft body are integrated at the same time as the hardening treatment, and the cylindrical member protruding from the plate is used for connection with the mating member, not only the coupling strength between the flange and the shaft body becomes sufficient, The strength of the connecting portion to the member is also sufficient, and the durability reliability of the obtained composite shaft is significantly improved. If the separately formed flange and the shaft body are fitted together and the fiber impregnated with resin is further wound between them before the curing treatment, the contact area of the fiber between the flange and the shaft body must be increased. Thereby, the bonding strength between the two is further increased, and the durability reliability of the obtained composite shaft is further improved. Further, when a plate having a cylindrical member is fitted to the shaft main body and a flange is formed on the shaft main body, the flange can be efficiently formed by sharing the mandrel forming the shaft main body, and the manufacturing cost is reduced. Reduce. Also,
The cost can be reduced by changing the type of fiber between the shaft main body and the flange, and using inexpensive fiber for the flange, for example. Further, since the bonding or press-fitting step is omitted and only one curing is required, the composite shaft can be manufactured efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例におけるフランジ形成工程
を模式的に示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a flange forming step according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本第1実施例におけるフランジ形成工程を模式
的に示す正面図である。
FIG. 2 is a front view schematically showing a flange forming step in the first embodiment.

【図3】本第1実施例で用いる治具の構造を一部分解し
て示す平面図である。
FIG. 3 is a partially exploded plan view showing the structure of the jig used in the first embodiment.

【図4】本第1実施例におけるフランジと軸本体との結
合工程を模式的に示す正面図である。
FIG. 4 is a front view schematically showing a step of connecting the flange and the shaft body in the first embodiment.

【図5】第1実施例の変形実施例としてのフランジ形成
工程を模式的に示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view schematically showing a flange forming step as a modified example of the first embodiment.

【図6】第1実施例の変形実施例としての、他のフラン
ジ形成工程を模式的に示す平面図であある。
FIG. 6 is a plan view schematically showing another flange forming step as a modified example of the first embodiment.

【図7】第1実施例の変形実施例としての、さらに他の
フランジ形成工程を模式的に示す平面図であある。
FIG. 7 is a plan view schematically showing still another flange forming step as a modified example of the first embodiment.

【図8】本発明の第2実施例におけるフランジと軸本体
との結合工程を模式的に示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view schematically showing a joining step of a flange and a shaft body according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本第2実施例におけるフランジと軸本体との結
合工程を模式的に示す正面図である。
FIG. 9 is a front view schematically showing a joining process of the flange and the shaft main body in the second embodiment.

【図10】本発明で製造する複合軸の相手材料の一つで
あるディスクジョイントの形状を示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view showing a shape of a disc joint which is one of mating materials of a composite shaft manufactured by the present invention.

【符号の説明】 10 嵌合孔 11 プレート 13 筒状部材 15 ガイド部材 16 ガイド部材 17 フランジ 19 樹脂を含浸させた繊維 21 軸本体形成用マンドレル 22 軸本体 27 樹脂を含浸させた繊維DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fitting hole 11 Plate 13 Cylindrical member 15 Guide member 16 Guide member 17 Flange 19 Resin impregnated fiber 21 Shaft main body forming mandrel 22 Shaft main body 27 Resin impregnated fiber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 霜田 好司 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−174131(JP,A) 特開 平6−74248(JP,A) 特開 平6−87341(JP,A) 特開 昭59−109319(JP,A) 特開 昭55−65538(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 69/00 - 69/02 B29C 67/14 B60K 17/22 F16C 3/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Yoshiji Shimoda 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (56) References JP-A-7-174131 (JP, A) JP-A-6-174 74248 (JP, A) JP-A-6-87341 (JP, A) JP-A-59-109319 (JP, A) JP-A-55-65538 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 7 , DB name) B29C 69/00-69/02 B29C 67/14 B60K 17/22 F16C 3/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 嵌合孔を有しかつ該嵌合孔の周りに複数
の筒状部材を突設してなるプレートを用意し、樹脂を含
浸させた繊維を前記筒状部材に巻付けながら前記嵌合孔
の軸方向へ積層して、前記嵌合孔の内面を含む仮想筒状
面に部分的に接するフランジを形成し、該フランジをそ
の嵌合孔を用いて、別途樹脂を含浸させた繊維をマンド
レルに巻付けて形成した軸本体の端部に嵌合し、しかる
後に硬化処理を行って前記フランジと前記軸本体とを一
体化することを特徴とする複合軸の製造方法。
1. A plate having a fitting hole and a plurality of cylindrical members protruding around the fitting hole is prepared, and a fiber impregnated with resin is wound around the cylindrical member. The fitting hole is laminated in the axial direction to form a flange that partially contacts the virtual cylindrical surface including the inner surface of the fitting hole, and the flange is separately impregnated with resin using the fitting hole. A method of manufacturing a composite shaft, comprising: fitting a fiber that has been wound around a mandrel to an end of a shaft body formed by forming the flange and the shaft body.
【請求項2】 フランジを軸本体の端部に嵌合した後、
硬化処理を行う前に、前記フランジと軸本体との間に樹
脂を含浸させた繊維を巻付けることを特徴とする請求項
1に記載の複合軸の製造方法。
2. After fitting the flange to the end of the shaft body,
The method for manufacturing a composite shaft according to claim 1, wherein a fiber impregnated with a resin is wound between the flange and the shaft main body before performing the hardening treatment.
【請求項3】 嵌合孔を有しかつ該嵌合孔の周りに複数
の筒状部材を突設してなるプレートを用意し、該プレー
トをその嵌合孔を用いて、別途樹脂を含浸させた繊維を
マンドレルに巻付けて形成した軸本体の端部に嵌合し、
次に、前記プレート上の筒状部材と軸本体との間に樹脂
を含浸させた繊維を巻付けながらフランジを形成し、し
かる後に硬化処理を行って前記フランジと前記軸本体と
を一体化することを特徴とする複合軸の製造方法。
3. A plate having a fitting hole and a plurality of cylindrical members protruding around the fitting hole is prepared, and the plate is separately impregnated with resin using the fitting hole. Fitted to the end of the shaft body formed by winding the made fiber around the mandrel,
Next, a flange is formed while winding fibers impregnated with resin between the cylindrical member on the plate and the shaft main body, and thereafter, a hardening process is performed to integrate the flange with the shaft main body. A method of manufacturing a composite shaft, comprising:
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