特開 2022-143584 動力伝達軸の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022143584

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】動力伝達軸の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 3/02 20060101AFI20220926BHJP

   B29C 70/16 20060101ALI20220926BHJP

   B29C 70/32 20060101ALI20220926BHJP

   B29C 70/48 20060101ALI20220926BHJP

   B29C 70/68 20060101ALI20220926BHJP

   B29C 39/10 20060101ALI20220926BHJP

   B60K 17/22 20060101ALI20220926BHJP

   B29K 105/08 20060101ALN20220926BHJP

【ＦＩ】

F16C3/02

B29C70/16

B29C70/32

B29C70/48

B29C70/68

B29C39/10

B60K17/22 Z

B29K105:08

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021044173

(22)【出願日】2021-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】中山 貴博

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 龍弥

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 明香

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 史也

【テーマコード（参考）】

3D042

3J033

4F204

4F205

【Ｆターム（参考）】

3D042AA06

3D042AB01

3D042DA05

3D042DA09

3D042DA14

3J033AA01

3J033AB02

3J033AB03

3J033AC01

3J033BA03

3J033BA07

4F204AC05

4F204AD03

4F204AD16

4F204AG14

4F204AH12

4F204EA03

4F204EB01

4F204EB12

4F204EF05

4F204EF27

4F205AC05

4F205AD03

4F205AD16

4F205AG14

4F205AH12

4F205HA02

4F205HA12

4F205HA29

4F205HA37

4F205HB01

4F205HB12

4F205HC02

4F205HF05

4F205HL02

4F205HM02

4F205HT16

4F205HT22

(57)【要約】

【課題】 繊維の径方向外側への移動を規制することが可能な動力伝達軸の製造方法を提供する。
【解決手段】 動力伝達軸の製造方法は、第一の金属部材３０の外周面に炭素繊維層２３の少なくとも一部を設置する繊維設置工程と、繊維設置工程の後に、繊維固定部材５０を用いて、第一の金属部材３０に設置された炭素繊維層２３を、第一の金属部材３０の径方向への移動を規制するように固定する繊維固定工程と、繊維固定工程の後に、炭素繊維層２３に樹脂を含浸させることによって繊維強化樹脂管体を形成するとともに、繊維強化樹脂管体及び第一の金属部材を一体成型する成型工程と、を含む。
【選択図】 図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトの外周面に繊維の少なくとも一部を設置する繊維設置工程と、
前記繊維設置工程の後に、繊維固定部材を用いて、前記シャフトに設置された前記繊維を、前記シャフトの径方向への移動を規制するように固定する繊維固定工程と、
前記繊維固定工程の後に、前記繊維に樹脂を含浸させることによって繊維強化樹脂管体を形成するとともに、前記繊維強化樹脂管体及び前記シャフトを一体成型する成型工程と、
を含む動力伝達軸の製造方法。

【請求項2】

前記繊維固定工程において、前記繊維固定部材は、前記繊維を前記径方向の外側から押さえつけることによって、前記繊維を前記シャフトに固定する
請求項１に記載の動力伝達軸の製造方法。

【請求項3】

前記繊維固定部材は、シール材である
請求項１又は請求項２に記載の動力伝達軸の製造方法。

【請求項4】

前記繊維固定部材は、前記シャフトに設置された前記繊維の径方向外側に設けられる環状の弾性部材である
請求項１又は請求項２に記載の動力伝達軸の製造方法。

【請求項5】

前記繊維固定部材は、前記シャフトに設置された前記繊維の径方向外側に設けられる環状の金属部材である
請求項１又は請求項２に記載の動力伝達軸の製造方法。

【請求項6】

前記繊維固定部材は、接着剤である
請求項１又は請求項２に記載の動力伝達軸の製造方法。

【請求項7】

前記繊維固定部材は、シャフトに設置された前記繊維に編み込まれることによって当該繊維を固定する固定用繊維である
請求項１又は請求項２に記載の動力伝達軸の製造方法。

【請求項8】

前記繊維固定部材は、前記繊維とともに前記シャフトに設置されており、加熱される過程を経て前記繊維を固定する熱可塑性繊維である
請求項１又は請求項２に記載の動力伝達軸の製造方法。

【請求項9】

前記シャフトの外周面には、凹部が形成されており、
前記繊維固定工程において、前記繊維固定部材は、前記繊維を前記凹部で前記シャフトに固定する
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の動力伝達軸の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば車両における動力伝達軸の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

繊維強化樹脂製の構造物を製造する際に、土台となる物体に繊維を設置する工程を実行することが知られている。例えば、特許文献１には、繊維を巻き付得る際に、ピンが立設された土台に繊維を巻き付けることよって繊維強化樹脂製の駆動軸を製造する手法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０７－１７４１３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の手法では、繊維をピンに巻き掛ける際のテンションによっては、製造段階において繊維が径方向外側に移動して土台から離脱するおそれがある。

【0005】

本発明は、このような問題を解決するために創作されたものであり、径方向外側への繊維の移動を規制することが可能な動力伝達軸の製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示によれば、シャフトの外周面に繊維の少なくとも一部を設置する繊維設置工程と、前記繊維設置工程の後に、繊維固定部材を用いて、前記シャフトに設置された前記繊維を、前記シャフトの径方向への移動を規制するように固定する繊維固定工程と、前記繊維固定工程の後に、前記繊維に樹脂を含浸させることによって繊維強化樹脂管体を形成するとともに、前記繊維強化樹脂管体及び前記シャフトを一体成型する成型工程と、を含む動力伝達軸の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によると、径方向外側への繊維の移動を規制することが可能な動力伝達軸の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明によって製造された動力伝達軸を模式的に示す図である。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。

【図5】本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。

【図6】本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。

【図7】本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。

【図8】本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸の製造方法を説明するための模式図である。

【図9】（ａ）は、本発明の第一から第三の実施形態に係る動力伝達軸の中間体における一端部を模式的に示す断面図、（ｂ）は、本発明の第四の実施形態に係る動力伝達軸の中間体における一端部を模式的に示す断面図、（ｃ）は、本発明の第五の実施形態に係る動力伝達軸の中間体における一端部を模式的に示す断面図、（ｄ）は、本発明の第四の実施形態に係る動力伝達軸の中間体における一端部を模式的に示す断面図である。

【図10】本発明の第四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。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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

【0010】

＜第一の実施形態＞
第一の実施形態によって製造される動力伝達軸１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。図１に示すように、動力伝達軸１は、繊維強化樹脂管体２０と、第一の金属部材３０と、第二の金属部材４０と、を備える。

【0011】

＜繊維強化樹脂管体＞
図２及び図４に示すように、繊維強化樹脂管体２０は、マンドレル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。

【0012】

≪マンドレル≫
図４に示すように、マンドレル１０は、筒形状を呈する樹脂製部材である。本実施形態において、マンドレル１０は、繊維強化樹脂管体２０の内部から除去されるが、繊維強化樹脂管体２０の内部に残留して繊維強化樹脂管体２０の芯材として機能することも可能である。マンドレル１０には、繊維強化樹脂管体２０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１０は、軸方向中間部の大径部１１と、軸方向一端部に形成されるテーパ部１２及び中径部１３と、軸方向他端部に形成される段部１４及び小径部１５と、を一体に備える。本実施形態において、中径部１３の軸方向一端部には、中径部１３よりも小径な突出部１６が形成されている。突出部１６は、第一の金属部材３０が外嵌される部位である。段部１４及び突出部１６の外周面には、スプライン接合用の雄スプラインが形成されている。

【0013】

図１、図２及び図４に示すように、繊維強化樹脂管体２０は、マンドレル１０の大径部１１、テーパ部１２及び中径部１３、第一の金属部材３０の軸方向一端部、並びに、第二の金属部材４０の軸方向他端部位の外周面上に沿うように形成される。図５～図７に示すように、繊維強化樹脂管体２０は、炭素繊維層として、径方向内側（マンドレル１０側）から順に、第一の炭素繊維層２１と、第二の炭素繊維層２２と、第三の炭素繊維層２３と、を備える。なお、図５～図７において、炭素繊維層２１，２２，２３は、一部のみが図示されている。また、第一の金属部材３０の軸方向一端部（マンドレル１０とは反対側に位置する端部）の外周面、及び、第二の金属部材４０の軸方向他端部（マンドレル１０とは反対側に位置する端部）の外周面は、繊維強化樹脂管体２０によって被覆されておらず、当該繊維強化樹脂管体２０から露出している。図４に示すように、繊維強化樹脂管体２０は、第一の金属部材３０の接続部における凹部３０ｂの底部まで満たすように形成されている。

【0014】

≪第一の炭素繊維層≫
図５に示すように、第一の炭素繊維層２１は、マンドレル１０等の外周面に対して、当該マンドレル１０を被覆するように設けられる複数の炭素繊維によって構成されている。第一の炭素繊維層２１における炭素繊維は、マンドレル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２１に関して、マンドレル１０の軸線Ｘに対する炭素繊維の配向角度は、０°である。

【0015】

≪第二の炭素繊維層≫
図６に示すように、第二の炭素繊維層２２は、第一の炭素繊維層２１の径方向外側に設けられており、第一の炭素繊維層２１を被覆するように設けられる複数の炭素繊維によって構成されている。第二の炭素繊維層２２における炭素繊維は、マンドレル１０の軸線方向に対して４５°傾斜するように１周以上巻回され、マンドレル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２２に関して、マンドレル１０の軸線Ｘに対する炭素繊維の配向角度は、４５°である。

【0016】

≪第三の炭素繊維層≫
図７に示すように、第三の炭素繊維層２３は、第二の炭素繊維層２２の径方向外側に設けられており、第二の炭素繊維層２２を被覆するように設けられる複数の炭素繊維によって構成されている。第三の炭素繊維層２３における炭素繊維は、マンドレル１０の軸線方向に対して－４５°傾斜するように１周以上巻回され、マンドレル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２３に関して、マンドレル１０の軸線Ｘに対する炭素繊維の配向角度は、－４５°である。

【0017】

図１及び図２に示すように、繊維強化樹脂管体２０は、軸方向一端部側に、軸方向中央側の大径部２０ａから軸方向一端部の小径部２０ｃに向かうにつれて縮径するテーパ部２０ｂが形成されている。大径部２０ａは、マンドレル１０の大径部１１の外周面に倣う形状を呈する本体部である。テーパ部２０ｂは、マンドレル１０のテーパ部１２の外周面に倣う形状を呈する。小径部２０ｃは、マンドレル１０の中径部１３及び第一の金属部材３０の一部の外周面に倣う形状を呈する端部である。

【0018】

＜第一の金属部材＞
第一の金属部材３０は、略円柱形状を呈する部材（シャフト）である。図５等に示すように、製造途中段階において、マンドレル１０から離れた側に位置する第一の金属部材３０の軸線方向一端部は、マンドレル１０から露出しており、マンドレル１０側に位置する第一の金属部材３０の軸方向他端部は、マンドレル１０に嵌合（内嵌）されている。

【0019】

図２及び図３に示すように、第一の金属部材３０の軸方向他端部には、マンドレル１０の突出部１６が挿入可能な有底の孔部３０ａが形成されている。また、図４に示すように、第一の金属部材３０の軸方向他端部側の外周面には、環状の凹部３０ｂが形成されている。

【0020】

第一の金属部材３０は、動力伝達軸１におけるフランジジョイント組立体の一部材である。フランジジョイント組立体は、かかる第一の金属部材３０に対して、ブーツ、プランジョイントを組み付けることによって形成される。

【0021】

＜第二の金属部材＞
第二の金属部材４０は、略円筒形状を呈する部材である。図７等に示すように、製造途中段階において、マンドレル１０から離れた側に位置する第二の金属部材４０の軸線方向他端部は、マンドレル１０から露出しており、マンドレル１０側に位置する第二の金属部材４０の軸方向一端部は、マンドレル１０に嵌合（外嵌）されている。

【0022】

第二の金属部材４０は、動力伝達軸１におけるヨーク組立体の一部材である。ヨーク組立体は、かかる第二の金属部材４０に対して、スパイダー、ニードルベアリング、ヨークを組み付けることによって形成される。

【0023】

＜繊維固定部材＞
図７に示すように、動力伝達軸１を製造する途中段階において、炭素繊維層２１～２３は、繊維固定部材５０によって、第一の金属部材３０に対して当該第一の金属部材３０の径方向への移動を規制するように固定されている。図９（ａ）に示すように、本実施形態において、繊維固定部材５０は、シール材５０Ａである。シール材５０Ａは、例えば炭素繊維層２１～２３の外周面に巻回されるテープであり、繊維強化樹脂管体２０のうち、樹脂２４が含浸された炭素繊維層２１～２３と、その外周面上に形成される樹脂２４の層と、の間を塞ぐことによって、これらの間に水分等が進入することを防止する。ここで、樹脂２４が含浸された炭素繊維層２１～２３の樹脂２４と、その外周面に形成される樹脂２４の層とは、後記する成型工程においてまとめて形成され、シール材５０Ａはその中に埋設されるため、離脱しにくい。なお、本実施形態では、凹部３０ｂは省略可能である。

【0024】

＜製造方法＞
続いて、本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸１の製造方法について、図３のフローチャートを用いて説明する。動力伝達軸１の製造方法は、マンドレル形成工程（ステップＳ１）と、マンドレル形成工程の後に実行される第一連結工程（ステップＳ２）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Ｓ３）と、を含む。また、動力伝達軸１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Ｓ４～Ｓ６）と、繊維設置工程の後に実行される繊維固定工程（ステップＳ７）と、繊維固定工程の後に実行される金型内設置工程（ステップＳ８）と、を含む。また、動力伝達軸１の製造方法は、金型内設置工程の後に実行される成型工程（ステップＳ９）と、成型工程の後に実行される取出工程（ステップＳ１０）と、取出工程の後に実行されるジョイント組付工程（ステップＳ１１）と、を含む。

【0025】

ステップＳ１は、図４に示される樹脂製のマンドレル１０を図示しない成形装置を用いて形成する工程である。ステップＳ１に続いて、マンドレル１０の軸線方向一端部に第一の金属部材３０を設ける（ステップＳ２）。

【0026】

ステップＳ２では、まず、第一の金属部材３０の軸方向他端部を、マンドレル１０の突出部１６に嵌合（外嵌）させる。続いて、第一の金属部材３０の軸方向他端部の外周面上に接着層（図示せず）を設ける。ステップＳ２において、第一の金属部材３０は、マンドレル１０の突出部１６に外嵌されてスプライン接合される。

【0027】

ステップＳ２に続いて、ステップＳ３で、マンドレル１０の軸線方向他端部に第二の金属部材（カラー）４０を設ける。ステップＳ３において、第二の金属部材４０は、マンドレル１０の段部１４に外嵌されてスプライン接合される。ここで、ステップＳ２，Ｓ３の順番は、適宜変更可能であり、ステップＳ３が先でもよく、同時でもよい。

【0028】

ステップＳ３に続いて、ステップＳ４で、図５に示すように、第一の炭素繊維層２１がマンドレル１０、第一の金属部材３０における凹部３０ｂ及び第二の金属部材４０の軸方向他端部の外周面上に形成される。ステップＳ４に続いて、ステップＳ５で、図６に示すように、第二の炭素繊維層２２がマンドレル１０、第一の金属部材３０及び第二の金属部材４０における第一の炭素繊維層２１の外周面上に形成される。ステップＳ５に続いて、ステップＳ６で、図７に示すように、第三の炭素繊維層２３がマンドレル１０、第一の金属部材３０及び第二の金属部材４０における第二の炭素繊維層２２の外周面上に形成される。ステップＳ４～Ｓ６において、第一の金属部材３０及び第二の金属部材４０のそれぞれの軸方向におけるマンドレル１０とは反対側に位置する端部には、それぞれの繊維が配置されないように炭素繊維層２１～２３が形成される。

【0029】

ステップＳ４～Ｓ６において、炭素繊維層２１～２３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２１～２３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１０、第一の金属部材３０におけるフランジ部３０ａ及び第二の金属部材４０の軸線方向他端部の外周面上に配置される。多給糸フィラメントワインド法によって給糸された炭素繊維層２１～２３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。

【0030】

ステップＳ６に続いて、ステップＳ７で、図７に示すように、シール材５０Ａを、炭素繊維層２３の径方向外側から押さえつけることによって、炭素繊維層２１～２３を第一の金属部材３０に固定する。

【0031】

ステップＳ７に続いて、ステップＳ８で、図８に示すように、マンドレル１０、第一の金属部材３０、第二の金属部材４０、各炭素繊維層２１～２３及び繊維固定部材５０の組立体を、成形装置（金型）１００内に設置する。

【0032】

ステップＳ８に続いて、当該成形装置１００内に樹脂２４が供給される。これにより、マンドレル１０の外周面に配置された炭素繊維層２１～２３に樹脂２４が含浸される。さらに、成形装置１００に熱を加えることによって樹脂２４を硬化させ、繊維強化樹脂管体２０が形成されるとともに、繊維強化樹脂管体２０及び第一の金属部材３０が一体成型される（ステップＳ９、成型工程）。樹脂２４は、例えば熱硬化性樹脂である。本実施形態において、成形装置１００の金型は、複数に分割されている。ステップＳ９では、前記組立体に熱が加えられるとともに、成形装置１００の金型を閉じる型閉じ操作を行い、続いて、閉じた金型に圧力を印加する型締め操作を行うことにより、金型内の圧力を上昇させることで、樹脂２４の硬化が促進される。なお、本実施形態では金型が複数に分割されている構成で説明しているため、型閉じ操作及び型締め操作が行われているが、型締め操作は、必須ではない。また、金型が複数に分割されていない場合には、かかる型閉じ操作及び型締め操作は、必須ではない。成形装置１００内において、溶融状態の樹脂２４が導入されるゲート１０１の出口側には空間（樹脂だまり１０２）が形成されている。成形装置１００内に導入された樹脂２４は、炭素繊維層２１～２３の軸方向一端部の側方に位置する当該樹脂だまり１０２に貯留される。樹脂だまり１０２に貯留された樹脂２４は、炭素繊維層２１～２３の配列方向においてゲート１０１とは反対側（炭素繊維層２１～２３の軸方向他端部の外周面側）に形成された吸引口１０３からの真空吸引によって、マンドレル１０の軸線方向に移動し、炭素繊維層２１～２３に含浸する。樹脂２４が炭素繊維層２１～２３に含浸した状態で、成形装置１００に熱が加えられ、さらに、成形装置１００内に圧力が加えられることによって、シール材５０Ａを内部に有する繊維強化樹脂管体２０が形成される。

【0033】

ステップＳ９に続いて、ステップＳ１０で、成形された組立体すなわち中間体が成形装置１００から取り出される。ステップＳ１０に続いて、ステップＳ１１で、中間体の第一の金属部材３０にフランジジョイント組立体を取り付けるとともに、第二の金属部材４０にヨーク組立体を取り付ける。

【0034】

なお、ステップＳ１０とステップＳ１１との間に、マンドレル抜き取り工程を実行することが考えられる。このマンドレル抜き取り工程は、第二の金属部材４０の端部開口側から繊維強化樹脂管体２０の外側にマンドレル１０を取り出す工程である。この際、マンドレル１０は、使用される材料に応じた方法にしたがって、例えば変形され、溶融され、分解され、破壊され、又は溶出されることによって繊維強化樹脂管体２０の内側から取り出される。これにより、動力伝達軸１の軽量化が達成されることとなる。

【0035】

また、マンドレル１０を変形させて第二の金属部材４０の端部開口側から取り出す場合には、例えばマンドレル１０の中空部を減圧することで前記の端部開口よりもマンドレル１０を小さくなるように収縮させて繊維強化樹脂管体２０から抜き取る方法を採用することができる。

【0036】

図８に示すように、第一実施形態での金型１００においては、マンドレル１０の内側に連通するように、連通路１０４が設けられている。マンドレル抜き取り工程を行う際には、不図示の真空ポンプに連結された連通路１０４を介して、マンドレル１０の中空部を減圧することができる。

【0037】

このような抜き取り工程は、例えば熱可塑性樹脂からなるマンドレル１０を加熱等により可塑化することでより好適に実施することができる。また、例えばダイヤカットを施したアルミニウム薄板からなるマンドレル１０についても好適に実施することができる。

【0038】

本発明の第一の実施形態に係る動力伝達軸１の製造方法は、シャフト（第一の金属部材３０）の外周面に繊維（炭素繊維層２１～２３）の少なくとも一部を設置する繊維設置工程と、前記繊維設置工程の後に、繊維固定部材５０を用いて、前記シャフトに設置された前記繊維を、前記シャフトの径方向への移動を規制するように固定する繊維固定工程と、前記繊維固定工程の後に、前記繊維に樹脂２４を含浸させることによって繊維強化樹脂管体２０を形成するとともに、前記繊維強化樹脂管体２０及び前記シャフトを一体成型する成型工程と、を含む。
かかる構成によると、動力伝達軸１の製造段階において、繊維固定部材５０によって繊維の径方向外側への移動を規制することができる。
また、このようにして製造された動力伝達軸１は、製造段階における繊維の離脱が防止されるので品質が向上するとともに、繊維強化樹脂管体２０内に繊維固定部材５０が内設されるので、完成品からの繊維固定部材５０の離脱を防止することができる。

【0039】

前記繊維固定工程において、前記繊維固定部材５０は、前記繊維を前記径方向の外側から押さえつけることによって、前記繊維を前記シャフトに固定する。
かかる構成によると、繊維の径方向外側への移動を好適に規制することができる。

【0040】

前記繊維固定部材５０は、シール材５０Ａである。
かかる構成によると、繊維強化樹脂管体２０内にシール材５０Ａが内設されるので、水分等の進入を好適に防止することができる。

【0041】

前記シャフトの外周面には、凹部３０ｂが形成されており、前記繊維固定工程において、前記繊維固定部材５０は、前記繊維を前記凹部３０ｂで前記シャフトに固定する。
かかる構成によると、繊維固定部材５０による繊維強化樹脂管体２０の厚み増加を抑えることができる。

【0042】

＜第二の実施形態＞
続いて、本発明の第二の実施形態に係る動力伝達軸及びその製造方法について、第一の実施形態に係る動力伝達軸１及びその製造方法との相違点を中心に説明する。

【0043】

図９（ａ）に示すように、本発明の第二の実施形態に係る動力伝達軸１において、繊維固定部材５０は、環状の弾性部材５０Ｂである。弾性部材５０Ｂは、拡径方向に弾性変形させて炭素繊維層２１～２３の径方向外側に配置された後に復元することによって、炭素繊維層２１～２３に外嵌される。弾性部材５０Ｂは、繊維強化樹脂管体２０のうち、樹脂２４が含浸された炭素繊維層２１～２３と、その外周面上に形成される樹脂２４の層と、の間を塞ぐことによって、これらの間に水分等が進入することを防止する。なお、本実施形態では、凹部３０ｂは省略可能である。

【0044】

本発明の第二の実施形態に係る動力伝達軸１の製造方法において、前記繊維固定部材５０は、前記シャフトに設置された前記繊維の径方向外側に設けられる環状の弾性部材５０Ｂである。
かかる構成によると、弾性部材５０Ｂから炭素繊維層２１～２３へと付与される力によって、径方向外側への繊維の移動を好適に規制することができる。また、繊維強化樹脂管体２０内に弾性部材５０Ｂが内設されるので、水分等の進入を好適に防止することができる。

【0045】

＜第三の実施形態＞
続いて、本発明の第三の実施形態に係る動力伝達軸及びその製造方法について、第一の実施形態に係る動力伝達軸１及びその製造方法との相違点を中心に説明する。

【0046】

図９（ａ）に示すように、本発明の第三の実施形態に係る動力伝達軸１において、繊維固定部材５０は、環状の金属部材５０Ｃである。環状の金属部材５０Ｃは、成型工程における熱の影響を受けにくい。金属部材５０Ｃは、複数の部品を、繊維を抑えつけるように嵌め合わせる構成であってもよい。金属部材５０Ｃは、凹部３０ｂの軸方向側壁部と協働して炭素繊維層２１から２３を挟持することができる。

【0047】

本発明の第三の実施形態に係る動力伝達軸１の製造方法において、前記繊維固定部材５０は、前記シャフトに設置された前記繊維の径方向外側に設けられる環状の金属部材５０Ｃである。
かかる構成によると、成型工程後においてもシャフト及び金属部材５０Ｃによって繊維を好適に挟持することができる。

【0048】

＜第四の実施形態＞
続いて、本発明の第四の実施形態に係る動力伝達軸及びその製造方法について、第一の実施形態に係る動力伝達軸１及びその製造方法との相違点を中心に説明する。

【0049】

図９（ｂ）に示すように、本発明の第四の実施形態に係る動力伝達軸１において、繊維固定部材５０は、接着層（接着剤）５０Ｄである。

【0050】

＜製造方法＞
続いて、本発明の第四の実施形態に係る動力伝達軸１の製造方法について、図１０のフローチャートを用いて説明する。

【0051】

第四の実施形態では、ステップＳ２及びステップＳ３の間に、凹部３０ｂに接着層（接着剤）５０Ｄが設けられる（ステップＳ２Ａ）。また、ステップ７では、凹部３０ｂの径方向外側において、炭素繊維層２１～２３の外周面に接着層（接着剤）５０Ｄが設けられる。径方向内側において環状に設けられた接着層５０Ｄは、炭素繊維層２１～２３を第一の金属部材３０に固定する。径方向外側において環状に設けられた接着層５０Ｄは、炭素繊維層２１～２３の径方向外側への移動を規制することによって、炭素繊維層２１～２３を第一の金属部材３０に固定する。

【0052】

なお、本実施形態では、凹部３０ｂは省略可能である。この場合には、ステップＳ２Ａも省略される。

【0053】

本発明の第四の実施形態に係る動力伝達軸１の製造方法において、前記繊維固定部材５０は、接着剤（接着層５０Ｄ）である。
かかる構成によると、より薄い部材で繊維をシャフトに固定することができる。

【0054】

＜第五の実施形態＞
続いて、本発明の第五の実施形態に係る動力伝達軸及びその製造方法について、第一の実施形態に係る動力伝達軸１及びその製造方法との相違点を中心に説明する。
図９（ｃ）に示すように、本発明の第五の実施形態に係る動力伝達軸１において、繊維固定部材５０は、炭素繊維層２１～２３とは別の固定用繊維５０Ｅである。固定用繊維５０Ｅは、例えば炭素繊維層２１～２３と同じ材料によって形成されており、凹部３０ｂ内において、炭素繊維層２３に編み込まれることによって炭素繊維層２１～２３を固定する。炭素繊維層２３に対する固定用繊維５０Ｅの編込角度は、適宜設定可能である。また、凹部３０ｂの軸方向側壁部に固定用繊維５０Ｅが係止される係止部（突起等）が設けられている構成であってもよい。かかる係止部は、固定用繊維５０Ｅの径方向外側への移動を好適に規制することができる。

【0055】

本発明の第五の実施形態に係る動力伝達軸１の製造方法において、前記繊維固定部材５０は、シャフトに設置された前記繊維に編み込まれることによって当該繊維を固定する固定用繊維５０Ｅである。
かかる構成によると、固定部位における繊維強化樹脂管体２０の繊維による強化を向上することができる。

【0056】

＜第六の実施形態＞
続いて、本発明の第五の実施形態に係る動力伝達軸及びその製造方法について、第一の実施形態に係る動力伝達軸１Ａ及びその製造方法との相違点を中心に説明する。

【0057】

図９（ｄ）に示すように、本発明の第六の実施形態に係る動力伝達軸１において、繊維固定部材５０は、炭素繊維層２１～２３とともに第一の金属部材３０の外周面に設置された熱可塑性繊維５０Ｆである。熱可塑性繊維５０Ｆは、凹部３０ｂ内において、第一の金属部材３０の径方向外方から焼き鏝等によって加熱されることによって軟化し、その後、固化し、炭素繊維層２１～２３を固定する。

【0058】

本発明の第六の実施形態に係る動力伝達軸１の製造方法において、前記繊維固定部材５０は、前記繊維とともに前記シャフトに設置されており、加熱される過程を経て前記繊維を固定する熱可塑性繊維５０Ｆである。
かかる構成によると、繊維層の内部において当該繊維層を固定することができる。

【0059】

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、ステップＳ９，Ｓ１０の間にマンドレル１０を成形された繊維強化樹脂管体２０から抜き出す構成であってもよい。また、マンドレル１０は、ステップＳ８における樹脂２４や成形装置（金型）１００の熱によって溶融して除去される構成であってもよい。その他の熱、電気、振動等のエネルギーによってマンドレル１０を溶融して除去することも可能である。
また、各炭素繊維層２１～２３は、互いに織り込まれた、いわゆるクリンプ構造を呈してもよい。また、繊維体は、炭素繊維に限定されず、樹脂層を強化可能な繊維部材（例えば、ガラス繊維、セルロース繊維等）であればよい。

【符号の説明】

【0060】

１ 動力伝達軸
２０ 繊維強化樹脂管体
２１，２２，２３ 炭素繊維層（繊維）
２４ 樹脂
３０ 第一の金属部材（シャフト）
３０ｂ 凹部
５０ 繊維固定部材
５０Ａ シール材
５０Ｂ 弾性部材
５０Ｃ 金属部材
５０Ｄ 接着層（接着剤）
５０Ｅ 固定用繊維
５０Ｆ 熱可塑性繊維

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】