(57)【要約】【課題】製造の際に環状の補強部材を繊維強化樹脂製パイプに後から挿入することに起因する問題点を解消して、筒状体の内側の所定位置に、精度良く環状の補強部を設けることができる動力伝達用シャフトを提供する。【解決手段】シャフト本体１１は、繊維強化樹脂製パイプ１２の中間部内側の所定位置に、金属製の環状の補強部材１３が一体に成形されている。補強部材１３は繊維強化樹脂製パイプ１２の軸方向と直角となる状態で、かつ一部が樹脂中に埋設された状態で一体に成形されている。補強部材１３は円環状で外周に複数の係止凸部１３ａを有する形状に形成されている。係止凸部１３ａが繊維強化樹脂製パイプ１２の内周面に食い込んでいる。繊維強化樹脂製パイプ１２の内面には、補強部材１３と対応する部分に補強部材１３を挟んで盛り上がった凸条１２ａが存在する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂製パイプの中間部内側に、前記繊維強化樹脂と異なる材質で形成された環状の補強部材が、繊維強化樹脂製パイプの軸方向と直角となる状態で、かつ一部が樹脂中に埋設された状態で一体に成形されている動力伝達用シャフト。
【請求項２】
前記補強部材は、外周に複数の係止凸部を有し、かつ前記係止凸部が前記繊維強化樹脂製パイプの内周面に食い込んでいる請求項１に記載の動力伝達用シャフト。
【請求項３】
繊維強化樹脂製パイプの中間部内側に、前記繊維強化樹脂から成る環状の凸条が軸方向と直角となる状態で形成され、前記繊維強化樹脂を構成する繊維は前記繊維強化樹脂製パイプの一端から他端まで連続する動力伝達用シャフト。
【請求項４】
前記凸条には周方向に沿って延びるように繊維が配列されている請求項３に記載の動力伝達用シャフト。
【請求項５】
フィラメントワインディング法による繊維強化樹脂製の動力伝達用シャフトの製造方法であって、
軸方向と直交する面で複数の被巻付け部材を互いに結合して、結合部の一箇所に環状凹部が形成されたマンドレルを形成し、そのマンドレルを使用してフィラメントワインディングを行い、マンドレルの周面に樹脂含浸繊維束を所定量巻き付け、樹脂を加熱硬化した後、マンドレルを分解して取り外すことにより前記環状凹部と対応する内側中間部に環状の凸条を有する繊維強化樹脂製パイプを形成する工程を備えた動力伝達用シャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用のプロペラシャフト等に使用される動力伝達用シャフトに係り、詳しくは繊維強化樹脂製の動力伝達用シャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から自動車の燃費向上等を目的とし、車両用部品の軽量化が進められている。例えば、プロペラシャフト等の軸部品では、一部に金属に替えて繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を使用する試みがなされている。プロペラシャフトの場合、プロペラシャフトの軸部（本体部）をＦＲＰ製とし、その両端部に自在継手の一部を構成する継手（ヨーク）や駆動力を伝達するための他部品（例えば、スプラインギヤ付きシャフト）を接合する構成が採られている。ＦＲＰ製の軸部にはフィラメントワインディング法により形成された円筒体が使用される。
【０００３】
シャフト本体の軽量化のためには肉厚が薄い方が良い。しかし、単なる円筒体にすると強度、特にねじり強度が低くなる。円筒体のねじり強度を向上させるため、円筒内部に金属製のリングや板を補強部材として挿入、固定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には図７に示すように、円筒体（中空ロール）４１の中間部内側の所定位置に硬度の高い材質からなる補強隔壁４２を挿入し、中空ロール４１の軸方向と直角となる状態で接着剤４３により接着固定したものが提案されている。
【０００４】
また、ＦＲＰ製の円筒体を肉厚に形成した後、内面を切削して環状の補強凸条を形成することも考えられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６３−３０３２１３号公報（実施例、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＦＲＰ製の円筒体を形成した後に、円形の補強部材を挿入する構成では、ＦＲＰ製の円筒体の樹脂硬化後に補強部材を挿入する工程が必要となる。また、十分なねじり強度を確保するには、補強部材と円筒体とは強固に結合されている必要があり、そのためには補強部材が円筒体に嵌合状態で挿入されることが好ましい。しかし、補強部材を円筒体の所定位置に嵌合状態で挿入するには、補強部材の周面と円筒体の内面との間に微少な隙間を形成するか、補強部材に弾性を持たせて挿入する必要があり、十分なねじり強度が得られ難く、また、補強部材を所定位置に精度良く挿入するのが難しい。さらに、補強部材を挿入する際、補強部材が円筒体の内面を削り、強度が低下する場合がある。
【０００７】
また、肉厚の円筒体の内面を切削して環状の補強凸条を形成するのは、製造に手間がかかる。
本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は製造の際に環状の補強部材を繊維強化樹脂製パイプに後から挿入することに起因する問題点を解消して、筒状体の内側の所定位置に、精度良く環状の補強部を設けることができる動力伝達用シャフトを提供することにある。また、第２の目的はその動力伝達用シャフトの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、繊維強化樹脂製パイプの中間部内側に、前記繊維強化樹脂と異なる材質で形成された環状の補強部材が、繊維強化樹脂製パイプの軸方向と直角となる状態で、かつ一部が樹脂中に埋設された状態で一体に成形されている。
【０００９】
この発明では、環状の補強部材は、繊維強化樹脂製パイプに挿入されて所定の位置に固定されるのではなく、繊維強化樹脂製パイプの樹脂中に一部が埋設されている。補強部材は、繊維強化樹脂製パイプを例えばフィラメントワインディング法で製造する際に一体に成形される。従って、製造の際に補強部材を繊維強化樹脂製パイプに後から挿入することに起因する、従来技術の問題点を解消できる。例えば、動力伝達用シャフトを構成する筒状体（繊維強化樹脂製パイプ）の内側の所定位置に、精度良く環状の補強部を設けることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記補強部材は、外周に複数の係止凸部を有し、かつ前記係止凸部が前記繊維強化樹脂製パイプの内周面に食い込んでいる。この発明では、補強部材の外周に形成された係止凸部が繊維の配列位置に存在する状態となり、補強部材の周縁が繊維の存在しない樹脂部分に食い込んだ場合に比較して強度が向上する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、繊維強化樹脂製パイプの中間部内側に、前記繊維強化樹脂から成る環状の凸条が軸方向と直角となる状態で形成され、前記繊維強化樹脂を構成する繊維は前記繊維強化樹脂製パイプの一端から他端まで連続する。この発明では、環状の凸条が補強部として機能する。肉厚の繊維強化樹脂製パイプを形成した後、軽量化のため凸条の部分を残すように内面を削って形成したものに比較して、強度が高くなるとともに、製造も簡単となる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記凸条には周方向に沿って延びるように繊維が配列されている。この発明では、凸条が樹脂だけで形成される場合に比較して強度が向上する。
【００１３】
前記第２の目的を達成するため、請求項５に記載の発明は、フィラメントワインディング法による繊維強化樹脂製の動力伝達用シャフトの製造方法である。軸方向と直交する面で複数の被巻付け部材を互いに結合して、結合部の一箇所に環状凹部が形成されたマンドレルを形成し、そのマンドレルを使用してフィラメントワインディングを行う。マンドレルの周面に樹脂含浸繊維束を所定量巻き付け、樹脂を加熱硬化した後、マンドレルを分解して取り外すことにより前記環状凹部と対応する内側中間部に環状の凸条を有する繊維強化樹脂製パイプを形成する工程を備えた。
【００１４】
この発明では、結合部の一箇所に環状凹部が形成された状態のマンドレルを使用してフィラメントワインディングを行うことで、繊維強化樹脂製パイプの内側中間部の所定の位置に環状の凸条が一体に成形される。そして、マンドレルを分解することにより、繊維強化樹脂製パイプからマンドレルが取り外される。従って、フィラメントワインディングで形成され中間部内側に凸条を有する動力伝達シャフトを繊維強化樹脂製パイプの内側を切削加工することなく製造することができる。また、環状凹部と対応する位置に金属製等の補強部材を配置して結合した（組み付けた）マンドレルを使用して、フィラメントワインディングを行えば、繊維強化樹脂と異なる材質で形成された環状の補強部を備えた動力伝達用シャフトを容易に製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明をプロペラシャフトを構成するシャフト本体に具体化した第１の実施の形態を図１（ａ）〜（ｃ）及び図２（ａ），（ｂ）に従って説明する。
【００１６】
図１（ａ）はシャフト本体の模式断面図、（ｂ）は補強部材の斜視図、（ｃ）はプロペラシャフトの模式断面図である。図２（ａ）はシャフト本体を製造する際に使用するマンドレルの模式分解斜視図、（ｂ）はマンドレルの模式側面図である。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、動力伝達用シャフトとしてのシャフト本体１１は、繊維強化樹脂製パイプ１２の中間部内側の所定位置（この実施の形態では長手方向の中央）に、繊維強化樹脂と異なる材質で形成された環状の補強部材１３が一体に成形されている。補強部材１３は繊維強化樹脂製パイプ１２の軸方向と直角となる状態で、かつ一部が樹脂中に埋設された状態で一体に成形されている。
【００１８】
補強部材１３は金属製（例えば、鉄製）の板材で、図１（ｂ）に示すように、円環状で外周に複数の係止凸部１３ａを有する形状に形成されている。そして、係止凸部１３ａが繊維強化樹脂製パイプ１２の内周面に食い込んでいる。繊維強化樹脂製パイプ１２の内面には、補強部材１３と対応する部分に補強部材１３を挟んで盛り上がった凸条１２ａを有する。補強部材１３及び凸条１２ａは環状の補強部を構成する。
【００１９】
繊維強化樹脂製パイプ１２は、金属製の継手部材が嵌合される端部１２ｂが肉厚に形成されている。繊維強化樹脂製パイプ１２はフィラメントワインディング法（ＦＷ法）によって作製され、強化繊維としては炭素繊維が使用され、マトリックス樹脂としてはエポキシ樹脂が使用されている。樹脂含浸繊維はヘリカル巻を主にして巻き付けられ、端部１２ｂにはフープ巻が余分に形成されて肉厚に形成されている。炭素繊維として炭素繊維のロービングが使用される。ロービングとは細い単繊維のフィラメントを多数本束ねた実質無撚りの繊維束を意味する。
【００２０】
次に前記のように構成されたシャフト本体１１の製造方法を説明する。シャフト本体１１を製造する場合、図２（ａ）に示すように、複数（この実施の形態では２個）に分割可能なマンドレル１４を使用してフィラメントワインディング法により製造する。
【００２１】
マンドレル１４は、一端に支軸１５ａが形成され、他端にねじ軸１５ｂが形成された第１の被巻付け部材１５と、一端に支軸１６ａが形成され、他端にねじ穴１６ｂが形成された第２の被巻付け部材１６とを備え、ねじ軸１５ｂをねじ穴１６ｂに螺合させることで結合可能に構成されている。なお、ねじの向きは、マンドレル１４がフィラメントワインディング装置に取り付けられて樹脂含浸繊維束の巻付けが行われる際に、ねじが緩まない方向となっている。
【００２２】
両被巻付け部材１５，１６の組付け時に対向する端面の周縁部には、面取り部１５ｃ，１６ｃが形成されている。また、第２の被巻付け部材１６のねじ穴１６ｂ側の端面には嵌合凸部としてのボス部１６ｄが形成されている。ボス部１６ｄはその外径が補強部材１３を嵌合可能な大きさに形成され、厚さが補強部材１３の厚さ以下に形成されている。そして、補強部材１３がボス部１６ｄに嵌合された状態で、両被巻付け部材１５，１６を結合されると、図２（ｂ）に示すように、補強部材１３が両被巻付け部材１５，１６間に固定され、補強部材１３の固定位置と対応する両被巻付け部材１５，１６の対向する端面間に環状凹部１７が形成された状態となる。
【００２３】
そして、補強部材１３を両被巻付け部材１５，１６間に固定したマンドレル１４を使用してフィラメントワインディング装置で樹脂含浸繊維束をマンドレル１４に巻き付ける。マンドレル１４上に巻き付けられた繊維層の数が所定数となるまで樹脂含浸繊維束が巻き付けられて積層繊維層が形成されると、樹脂含浸繊維束の巻付けが終了する。巻付けは主としてヘリカル巻で行われ、端部には肉厚を厚くするためにフープ巻きが余分に形成される。
【００２４】
樹脂含浸繊維束の巻付けが完了した後、樹脂含浸繊維束の端部が１４に仮止めされ、マンドレル１４がフィラメントワインディング装置の支持部（チャック部）から取り外される。次に成形体とともにマンドレル１４が加熱炉に入れられ、所定温度で樹脂が硬化される。硬化温度は樹脂により異なるが、例えばエポキシ樹脂の場合は１８０℃程度である。加熱硬化により繊維強化樹脂製パイプ１２が、マンドレル１４上に形成される。冷却後、マンドレル１４から繊維強化樹脂製パイプ１２が取り外された後、端部の仕上げ加工が行われ、長手方向の中央内側に補強部材１３が一体に形成された繊維強化樹脂製パイプ１２から成るシャフト本体１１が形成される。繊維強化樹脂製パイプ１２の内面の、環状凹部１７と対応する箇所には補強部材１３を挟むように環状の凸条１２ａが形成される。
【００２５】
マンドレル１４上に巻き付けられた樹脂含浸繊維束の一部は補強部材１３の係止凸部１３ａの間に配列され、加熱硬化により補強部材１３が繊維強化樹脂製パイプ１２の内側に強固に結合される。マンドレル１４は、その中央に形成された環状凹部１７を挟んで第１の被巻付け部材１５及び第２の被巻付け部材１６に分割可能なため、樹脂含浸繊維束の加熱硬化後に補強部材１３に干渉せずに取り外される。
【００２６】
前記のように構成されたシャフト本体１１には、図１（ｃ）に示すように、両端部１２ｂに金属製の継手部材としてのヨーク１８が圧入嵌合されてプロペラシャフト１９が構成される。ヨーク１８は、外周面に軸方向に延びるセレーション１８ａを有する円筒部と、円筒部の一端に溶着された継手部１８ｂを有する。継手部１８ｂには、自在継手（例えば十字軸式ジョイント）を取り付けるための孔が形成されている。
【００２７】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）  シャフト本体１１は、繊維強化樹脂製パイプ１２の中間部内側に、繊維強化樹脂と異なる材質で形成された環状の補強部材１３が、繊維強化樹脂製パイプ１２の軸方向と直角となる状態で、かつ一部が樹脂中に埋設された状態で一体に形成されている。従って、補強部材１３が無い場合に比較してシャフト本体１１の強度が向上し、シャフト本体１１をプロペラシャフト１９に使用したときにねじり強度及び共振性能が向上する。また、製造の際に補強部材１３を繊維強化樹脂製パイプ１２に後から挿入することに起因する、従来技術の問題点を解消して、動力伝達用シャフトとしての繊維強化樹脂製パイプ１２の内側の所定位置に、精度良く環状の補強部を設けることができる。
【００２８】
（２）  補強部材１３は、外周に複数の係止凸部１３ａを有する環状に形成され、かつ係止凸部１３ａが繊維強化樹脂製パイプ１２の内周面に食い込んでいる。従って、補強部材１３の外周に形成された係止凸部１３ａが繊維の配列位置に存在する状態となり、補強部材１３の周縁が繊維の存在しない樹脂部分に食い込んだ場合に比較して強度が向上する。
【００２９】
（３）  繊維強化樹脂製パイプ１２の補強部材１３が設けられた部分に、補強部材１３を挟むように盛り上がった状態で凸条１２ａが形成されている。従って、補強部材１３と繊維強化樹脂製パイプ１２との結合がより強固となり、強度アップに寄与する。
【００３０】
（４）  第１及び第２の被巻付け部材１５，１６を互いに結合して、結合部となる長手方向の中間部に環状凹部１７が形成されるとともに軸方向と直交する面で分割可能なマンドレル１４を使用してフィラメントワインディングを行う。従って、長手方向の中間部内側の所定位置に精度良く環状の凸条１２ａが形成された繊維強化樹脂製パイプ１２を容易に製造することができる。そして、環状の凸条１２ａを形成すべき位置に対応した長さに設定された第１及び第２の被巻付け部材１５，１６を使用することで、凸条１２ａの位置を繊維強化樹脂製パイプ１２の中央に限らず任意の位置に変更することができる。
【００３１】
（５）  第１及び第２の被巻付け部材１５，１６の対向面に補強部材１３が固定可能に構成され、補強部材１３が当該位置に固定されたマンドレル１４を使用してフィラメントワインディングを行う。従って、繊維強化樹脂製パイプ１２の中間部内側に補強部材１３が一体に成形されたシャフト本体１１を容易に製造することができる。
【００３２】
（６）  第１及び第２の被巻付け部材１５，１６の対向面の周縁に面取り部１５ｃ，１６ｃが形成され、補強部材１３を両被巻付け部材１５，１６間に固定した状態でフィラメントワインディングを行う。従って、容易に環状の凸条１２ａが形成できる。
【００３３】
（７）  第１及び第２の被巻付け部材１５，１６は、支軸１５ａ，１６ａが形成された側と反対側の端面に形成されたねじ軸１５ｂとねじ穴１６ｂとの螺合により互いに結合される構成である。従って、両被巻付け部材１５，１６の結合及び分解（分割）を容易に行うことができる。
【００３４】
（８）  補強部材１３は金属製（例えば、鉄製）で、円環状の板材の外周に複数の係止凸部１３ａを有する形状に形成されている。従って、補強部材１３は金属板のプレス加工で簡単に製造することができる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態を図３（ａ），（ｂ）に従って説明する。この実施の形態では、繊維強化樹脂製パイプ１２の中間部内側に、繊維強化樹脂と異なる材質で形成された環状の補強部材１３を一体に成形する代わりに、繊維強化樹脂から成る環状の凸条が繊維強化樹脂製パイプ１２と一体に形成されている点が第１の実施の形態と大きく異なっている。また、シャフト本体１１をフィラメントワインディングで形成する際のマンドレルの構造も第１の実施の形態と異なっている。第１の実施の形態と同様な部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、シャフト本体１１は、繊維強化樹脂製パイプ１２の中間部内側に、繊維強化樹脂から成る環状の凸条２０が軸方向と直角となる状態で形成されている。繊維強化樹脂を構成する繊維は繊維強化樹脂製パイプ１２の一端から他端まで連続する。凸条２０には周方向に沿って延びるよう繊維が配列されている。凸条２０が環状の補強部を構成する。
【００３７】
次に前記のように構成されたシャフト本体１１の製造方法を説明する。シャフト本体１１を製造する場合、図３（ｂ）に示すように、２個に分割可能なマンドレル２１を使用してフィラメントワインディング法により製造する。
【００３８】
マンドレル２１は、第１の被巻付け部材２２及び第２の被巻付け部材２３を備え、連結ボルト２４とナット２５とにより両被巻付け部材２２，２３が結合可能に構成されている。両被巻付け部材２２，２３は同じ構造に形成され、有底円筒状の本体部２６，２７と、各本体部２６，２７の開口を覆う蓋部２８，２９とを備えている。各蓋部２８，２９にはフィラメントワインディング装置の支持部に取り付けられる支軸２８ａ，２９ａが形成され、本体部２６，２７の開口端と反対側には凸部２６ａ，２７ａが支軸２８ａ，２９ａと同軸上に位置するように形成されている。両本体部２６，２７の凸部２６ａ，２７ａ側の端面の周縁部には、面取り部２６ｂ，２７ｂが形成されている。本体部２６，２７及び蓋部２８，２９には連結ボルト２４が嵌挿される孔が形成されている。そして、連結ボルト２４が孔に嵌挿され、連結ボルト２４の先端に形成された雄ねじ部２４ａにナット２５を螺合させて締め付けることにより、中央に凸部２６ａ，２７ａの合計厚さの幅を有する環状凹部１７を備えたマンドレル２１が形成される。なお、本体部２６，２７と蓋部２８，２９とは図示しない規制手段により、それぞれ相対回転不能となっている。
【００３９】
そして、前記の構成のマンドレル２１を使用してフィラメントワインディング装置で樹脂含浸繊維束をマンドレル２１に巻き付ける。マンドレル２１上に巻き付けられた繊維層の数が所定数となるまで樹脂含浸繊維束が巻き付けられて積層繊維層が形成されると、樹脂含浸繊維束の巻付けが終了する。樹脂含浸繊維束の巻付けは、第１層目にフープ巻きを形成するように行われ、環状凹部１７と対応する位置には環状凹部１７が埋まるまでフープ巻が形成される。第２層目以降はヘリカル巻あるいはフープ巻が適宜形成され、マンドレル２１の周面に樹脂含浸繊維束が所定量巻き付けられる。樹脂含浸繊維束の巻付け終了後、樹脂が加熱硬化された後、マンドレル２１が分解されて取り外されることにより、環状凹部１７と対応する内側中間部に環状の凸条２０を有するシャフト本体１１が形成される。
【００４０】
この実施の形態では次の効果を有する。
（９）  第１及び第２の被巻付け部材２２，２３を互いに結合して、長手方向の中間部に環状凹部１７が形成されるとともに軸方向と直交する面で分割可能なマンドレル２１を使用してフィラメントワインディングを行う。従って、長手方向の中間部内側の所定位置に精度良く環状の補強部（凸条２０）が形成されたシャフト本体１１を容易に製造することができる。そして、環状の凸条２０を形成すべき位置に対応した長さに設定された第１及び第２の被巻付け部材２２，２３を使用することで、凸条２０の位置を繊維強化樹脂製パイプ１２の中央に限らず任意の位置に変更することができる。
【００４１】
（１０）  繊維強化樹脂製パイプ１２の中間部内側に、繊維強化樹脂から成る環状の凸条２０が軸方向と直角となる状態で形成され、繊維強化樹脂を構成する繊維は繊維強化樹脂製パイプ１２の一端から他端まで連続する。従って、凸条２０が補強部材の役割を果たし、第１実施の形態と異なり、フィラメントワインディングの前に別に形成された環状の補強部材１３をマンドレルに組み付けて一体に成形しなくても、繊維強化樹脂製パイプ１２の中間部内側に環状の補強部を形成することができる。また、肉厚の繊維強化樹脂製パイプを形成した後、軽量化のため凸条の部分を残すように内面を削って形成したものに比較して、強度が高くなるとともに、製造も簡単となる。
【００４２】
（１１）  凸条２０には周方向に沿って延びるよう繊維が配列されている。従って、凸条２０が樹脂だけで形成される場合に比較して強度が向上する。
（１２）  環状凹部１７を有するマンドレル２１を使用してフィラメントワインディングによりシャフト本体１１を形成する際、第１層目をフープ巻で形成する。従って、凸条２０内に繊維束が確実に配列されたシャフト本体１１を形成することができる。
【００４３】
（１３）  マンドレル２１を構成する第１及び第２の被巻付け部材２２，２３は同一形状に構成されているため、それぞれ別の形状に形成されたものを２個組み合わせてマンドレル２１を形成する構成に比較して、マンドレル２１の製造が簡単になる。
【００４４】
なお、実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  第１の実施の形態において使用される補強部材１３の形状は係止凸部１３ａが補強部材１３の外周に放射状に延びるように形成された形状に限らない。例えば、図４（ａ），（ｂ）に示すように、係止凸部１３ａが軸方向に延び、かつその先端の向きが交互に変化する形状としてもよい。また、係止凸部１３ａが軸方向に延び、かつその先端の向きが全て同方向の形状としてもよい。これらの場合も係止凸部１３ａを有さない環状の補強部材を使用する場合に比較して繊維強化樹脂製パイプ１２との結合力が強くなる。
【００４５】
〇  補強部材１３を有するシャフト本体１１を形成する場合に、第１層をフープ巻とし、２層目以降をヘリカル巻としてもよい。この場合、第１層目をヘリカル巻とする構成に比較して、補強部材１３と繊維強化樹脂製パイプ１２との結合強度が強くなる。
【００４６】
○  補強部材１３の周縁に形成される係止凸部１３ａの数は適宜変更してもよい。また、補強部材１３は、必ずしも周縁に係止凸部１３ａが形成されたものに限らず、単なる環状であってもよい。しかし、係止凸部１３ａを有する方が繊維強化樹脂製パイプ１２との結合が強くなる。
【００４７】
○  第１の実施の形態において、マンドレル１４の構造は、ねじ軸１５ｂを備えた第１の被巻付け部材１５と、ねじ穴１６ｂを備えた第２の被巻付け部材１６との組み合わせに限らない。例えば、第２の実施の形態のマンドレル２１のように、中空の被巻付け部材を連結ボルト２４及びナット２５で連結固定する構成としてもよい。また、第２の実施の形態において、第１の実施の形態のマンドレル１４のように、被巻付け部材に設けられたねじ軸とねじ穴との螺合により、両被巻付け部材の結合を行う構成としてもよい。
【００４８】
○  第２の実施の形態のように連結ボルト２４及びナット２５で両被巻付け部材２２，２３を結合する構成において、両被巻付け部材を同じ形状とする必要はない。例えば、本体部に設ける凸部を一方の本体部のみに設けてもよい。
【００４９】
○  マンドレルは２個に分割される構成に限らず、例えば、各被巻付け部材もそれぞれ複数に分割可能にしてもよい。但し、環状凹部１７は両被巻付け部材の対向面と対応する結合部の箇所に１個だけ設けられる。例えば、第１及び第２の被巻付け部材１５，１６をそれぞれ２個に分割可能とすれば、マンドレル１４を保管するときに、短い状態でも保管でき、保管スペースの確保が容易となる。
【００５０】
○  プロペラシャフト１９として、両端部にヨーク１８を備えた図１（ｃ）に示す構成に代えて、一方の端部に図５に示すような滑り継手３０を備えた構成としてもよい。滑り継手３０もヨーク１８と同様に金属製で、外周面に軸方向に延びるセレーション３０ａを有する円筒部を備え、セレーション３０ａがシャフト本体１１の端部に圧入されている。
【００５１】
〇  補強部材１３あるいは凸条２０の配設位置は繊維強化樹脂製パイプ１２の中央に限らず、シャフト本体１１の形状等によって中央以外に設けてもよい。例えば、図６に示すように繊維強化樹脂製パイプ１２がテーパー部と直線部とを備えた形状の場合、凸条２０はテーパー部と直線部との境目に設けられる。また、繊維強化樹脂製パイプ１２全体がテーパー状に形成された場合も補強部材１３あるいは凸条２０の位置は中央ではなくなる。
【００５２】
〇  補強部材１３の材質は鉄以外の他の金属でもよく、例えばステンレスでもよい。ステンレスの場合、特に防錆処理を施さなくても耐久性が良くなる。
〇  補強部材１３の材質は金属に限らず、セラミックスでもよい。
【００５３】
○  繊維強化樹脂製パイプ１２の形状は全体を円筒状とするものに限定されず、両端部を円筒状とし、中間部を多角形筒状としてもよい。その場合、補強部材１３も対応する多角形状の板状に形成される。
【００５４】
○  繊維強化樹脂製パイプ１２は必ずしも両端部１２ｂの肉厚が厚く形成されるものに限らず、全長にわたって一定の厚さであってもよい。
○  動力伝達用シャフトは、プロペラシャフト１９用に限定されず、その他の動力伝達用シャフトに適用してもよい。
【００５５】
○  繊維強化樹脂製パイプ１２の材料であるＦＲＰは、強化繊維として炭素繊維を、マトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を使用したものに限らない。例えば、強化繊維として、アラミド繊維、ガラス繊維等の一般に高弾性・高強度といわれるその他の繊維を採用したり、マトリックス樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等のその他の熱硬化性樹脂を採用してもよい。
【００５６】
○  第２の実施の形態において、マンドレル２１は、中空の第１及び第２の被巻付け部材２２，２３を結合する代わりに、充実体にボルト挿通孔が形成された被巻付け部材を結合して構成してもよい。
【００５７】
○  第２の実施の形態において、マンドレル２１は、第１及び第２の被巻付け部材２２，２３が、本体部２６，２７と蓋部２８，２９とに分割可能な構成に代えて、本体部２６，２７と蓋部２８，２９とが一体であってもよい。
【００５８】
○  ＦＲＰのマトリックス樹脂が熱硬化性樹脂であることに限定されない。例えば紫外線硬化樹脂や熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂として使用することもできる。
【００５９】
前記実施の形態から把握できる発明（技術的思想）について以下に記載する。
（１）  請求項５に記載の発明において、前記マンドレルは２個に分割可能で、分割面に環状の補強部材を固定保持する嵌合凸部を備え、前記補強部材を前記嵌合凸部に嵌合固定した状態で各被巻付け部材を結合し、その状態でフィラメントワインディングを行って前記環状凹部に侵入した樹脂及び繊維束によって前記補強部材を固定する。
【００６０】
（２）  前記技術的思想（１）に記載の発明において、前記補強部材は外周面に複数の係止凸部が形成され、両被巻付け部材を結合した状態でその係止凸部が前記環状凹部から突出する長さに形成されている。
【００６１】
（３）  請求項５に記載の発明において、前記環状凹部内にフープ巻で繊維束を配列する。
【００６２】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜請求項４に記載の発明によれば、製造の際に環状の補強部材を繊維強化樹脂製パイプに後から挿入することに起因する問題点を解消して、筒状体の内側の所定位置に、精度良く環状の補強部を設けることができる。請求項５に記載の発明によれば、筒状体の内側の所定位置に、精度良く環状の補強部が設けられた動力伝達用シャフトを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は第１の実施の形態のシャフト本体の模式断面図、（ｂ）は補強部材の斜視図、（ｃ）はプロペラシャフトの模式断面図。
【図２】（ａ）はシャフト本体を製造する際に使用するマンドレルの模式分解斜視図、（ｂ）はマンドレルの側面図。
【図３】（ａ）は第２の実施の形態のシャフト本体の模式断面図、（ｂ）はマンドレル上に樹脂含浸繊維束が巻き付けられた状態の模式断面図。
【図４】（ａ）は別の実施の形態の補強部材を使用したシャフト本体の部分模式断面図、（ｂ）は補強部材の斜視図。
【図５】別の実施の形態のプロペラシャフトの一部破断部分模式断面図。
【図６】別の実施の形態の模式断面図。
【図７】従来技術を示す模式部分断面図。
【符号の説明】
１１…動力伝達用シャフトとしてのシャフト本体、１２…繊維強化樹脂製パイプ、１２ａ，２０…凸条、１３…補強部材、１３ａ…係止凸部、１４，２１…マンドレル、１５，１６，２２，２３…被巻付け部材、１７…環状凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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