[发明专利]纤维增强树脂制筒部件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于由芯棒和未固化的树脂浸渍纤维来制造纤维增强树脂制的筒部件的方法，尤其是制造作为车辆的转矩管(torque tube)而被使用的筒部件。

背景技术

在搭载前置发动机和在车辆的后侧搭载传动装置(transmission)以及差速器(differential)(transaxle，驱动桥)而成的构造形态的车辆中，作为从前置发动机向传动装置传递驱动力的构造部件，使用驱动轴(输入轴)贯穿内部、且内置有对该驱动轴进行支承的轴承的圆筒状的转矩管。

该转矩管的一端由螺栓等与发动机箱体刚性结合，其另一端也由螺栓等与传动装置刚性结合。由于涉及的较长部件是将其两端刚性结合于驱动系统的结构，因此在车辆启动时或转弯行驶时等多种情况时，该转矩管会特别地因来自车轮的转矩反作用力等而发生弯曲。因此，代替例如专利文献1中公开的传动轴(propeller shaft)那样的要求具有扭转刚性，而对该转矩管要求具有弯曲刚性。

现有的转矩管为金属制的筒体，但在主张车辆的轻量化的今天，逐渐代替金属材料，而由轻量、高刚性的纤维增强树脂来形成。该情况下的制造方法例如通过所谓的缠绕成形法(filament winding)来进行制造，该成形法是：使多根树脂纤维浸渍基质(matrix)树脂，并施加张力以预定角度缠绕在旋转的金属模芯棒上，直到成为预定厚度，在使树脂热固化后，使芯棒脱模来进行成形。该树脂纤维层有时以多层构造来进行成形，所述多层构造包括在芯棒的周向上缠绕而成的层、和相对于其轴向(长度方向)而以预定的倾斜角螺旋缠绕形成的层。上述专利文献1所公开的传动轴也是纤维增强塑料制的筒状部件，为在其两端连接了转矩传递连接器的结构。

但是，在包括上述的金属制的芯棒和形成于其外周的树脂纤维增强层的转矩管中，在其两端部安装有带法兰盘(带凸缘)的金属制的筒状部件。如上述那样，这用于将转矩管的两端分别螺栓固定到发动机箱体和传动装置上。

该带凸缘的筒状部件的具体的组装方法为：使缠绕在金属模芯棒表面的、树脂未固化的纤维层的端部折回，接着，在芯棒和该纤维层之间插入筒状部件来确定位置，使折回的纤维层复元而在芯棒和纤维层之间设置筒状部件，使树脂热固化。

根据上述组装方法，当纤维层折回时，纤维的取向被弄乱，相对于其端部卓越的弯矩，会产生无法发挥初期的弯曲强度这样的严重问题。另外，也会产生如下问题：未固化的树脂附着在金属模芯棒上，在其热固化时，会同时固化到芯棒上。关于上述专利文献1所公开的传动轴中的转矩传递连接器和纤维增强塑料制的筒状部件的连接方法，完全没有公开上述问题，也没有关于解决方法的任何记载。

专利文献1：日本特开平6-123308号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于提供一种纤维增强树脂制筒部件的制造方法，不需要使浸渍了未固化树脂的纤维层的端部折回，因此，能够将纤维取向维持在初期的取向姿势，并用极其简单的方法使包括树脂纤维的筒部件、和直接刚性结合于发动机箱体的带凸缘的筒材料接合。

为了实现上述目的，本发明的纤维增强树脂制筒部件的制造方法的特征在于包括：第一工序，该工序准备包括截面为圆形的较长的芯棒、和安装在该芯棒的一端的端部安装材料的基材，所述端部安装材料具有相比于芯棒而扩径了的扩径部和突起；第二工序，该工序在所述芯棒的外周在其周向上环向缠绕浸渍未固化树脂而成的纤维、或者在所述突起处使纤维折回并对该纤维进行螺旋缠绕，从而形成第一卷层，接着，切断该第一卷层的端部，使该端部和所述端部安装材料从芯棒分离，从而在第一卷层和芯棒之间形成插入空间；第三工序，该工序从所述芯棒的一端插入带凸缘的筒材料，形成该筒材料的一部分插入到所述插入空间的姿势；第四工序，该工序在形成于所述芯棒和所述筒材料的外周的第一卷层的外周，环向缠绕或者螺旋缠绕浸渍未固化树脂而成的纤维来形成第二卷层，由此制造包括筒材料和第一卷层、第二卷层的中间材料；第五工序，该工序对所述中间材料进行加热处理，由此制造第一卷层、第二卷层热固化而成的纤维增强树脂制筒部件，接着使芯棒脱模。

本发明的纤维增强树脂制筒部件的制造方法，涉及由纤维增强树脂形成上述的转矩管的制造方法，特别涉及当在纤维增强树脂制的筒部件的端部接合带凸缘(带环状法兰盘)的金属制筒材料时，能够不弄乱初期的纤维取向，并且通过简单的方法来使双方接合的制造方法。