(57)【要約】外部溝付きの管状の第１の部分（１）を提供し、第１の部分の上に第２の部分（８）を接合または形成して、外部溝を少なくとも部分的に覆い、第１の部分から材料を取り除いて、外部溝を構成部品の内部空洞内に開口させることを含む、内部溝（２、３）付きの構成部品（９）の製造の方法が開示される。
2015519232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部溝を備えた構成部品の製造方法であって、
外部溝を備える第１の部分を提供し、前記第１の部分の上に第２の部分を接合または形成して、前記外部溝を少なくとも部分的に覆い、前記第１の部分から材料を取り除いて、前記外部溝を前記構成部品の内部空洞内に開口させることを含む方法。
【請求項２】
前記第１の部分に前記外部溝を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の部分上の前記外部溝を充填材で実質的に充填し、前記溝から前記充填材を取り除くことをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記溝を充填材で充填することが、前記溝および前記充填材を最初に離型剤で被覆することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記充填材が、前記第１の部分と同じ材料を含む、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記充填材が分解または溶解することによって取り除かれる、請求項３、４、または５に記載の方法。
【請求項７】
前記充填材が、前記第１の部分から材料を取り除いて、前記溝を前記内部空洞内に開口させる前に取り除かれる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記方法が、前記第１の部分上に一対の外部溝を形成することを含み、前記外部溝が間に鍵部分を画定し、前記第１の部分から材料を取り除くステップが、前記外部溝の両方を前記構成部品の前記内部空洞内に開口させ、それによって前記鍵部分を遊離させる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項９】
前記内部溝から前記鍵部分を取り除くことをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記鍵部分を画定するために使用される前記一対の外部溝のそれぞれが前記鍵部分の幅に比べて狭い、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法が前記鍵部分および前記一対の外部溝を離型剤で被覆することを含む、請求項８、９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法が、前記外部溝をシム材料で充填することを含む、請求項８から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記方法が、管状構成部品の上に複合要素を形成または接合することによって前記第１の部分を形成することを含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の部分から材料を取り除くことが、前記構成部品の前記内部空洞を拡大するまたは形成する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の部分から材料を取り除くことが、前記第１の部分を複数の要素に分割する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記溝の前記壁が隣接する半径方向の突出部によって画定される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の部分が繊維強化複合材を含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の部分の上に前記第２の部分を形成することが、前記第１の部分の前記外面上にフィラメントワインディングし、前記第１の部分の原位置に前記繊維強化複合材を硬化することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の部分が、アルミニウム、チタニウムステンレス鋼、および／または複合材から選択される材料を備える、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
内部溝を備えた管であって、管状複合外側部分と、前記管状複合外側部分に接合され、前記管の中に延びる少なくとも１つの金属部分とを備え、前記内部溝が前記管状複合外側部分と前記少なくとも１つの金属部分の両方によって前記管の内部に画定される、管。
【請求項２１】
前記内部溝が、前記少なくとも１つの金属部分によって画定される２つの実質的な側壁と、前記管状複合外側管によって画定される追加の基部壁とを有する、請求項２０に記載の管。
【請求項２２】
前記内部溝が軸方向に延びる、請求項２０または２１に記載の管。
【請求項２３】
前記複合外側管が繊維強化マトリックスを含む、請求項２０、２１または２２に記載の管。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの金属部分が金属を含む、請求項２０から２３のいずれか１項に記載の管。
【請求項２５】
複数の内部溝が、前記管状複合外側部分と前記少なくとも１つの金属部分の両方によって画定される、請求項２０〜２４のいずれか１項に記載の管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部溝付き構成部品、および内部溝付き構成部品の製造方法に関する。本発明は、複合的な形態の内部溝付き構成部品に特に適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
内部溝を備えた構成部品は、数多くの用途で有用である。１つの用途は、２つの構成部品をともに結合して、２つの構成部品の間でトルクを伝達することにある。第１の構成部品は、鍵のような突出した特徴を含み、第２の構成部品は、突出した特徴が内部に受け入れられる溝を含んでよい。突出した特徴は第１の構成部品の外面に位置してよく、溝は第２の構成部品の内面に位置してよい。代わりに、第１の構成部品の複数の突出した外部特徴が第２の構成部品の複数の内部溝に受け入れられる雄雌スプライン構成が使用されてよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
いくつかの用途では、第１の構成部品は第２の構成部品の中で軸方向に移動できなければならない。一方、第１の構成部品および第２の構成部品はトルクを伝達するように回転結合される。係る用途の例は、伸縮自在の駆動継手である。伸縮自在の駆動継手は、内部に軸方向の鍵を有するシャフトが摺動配置される軸方向の内部溝を有する管を含んでよい。鍵および溝は、継手の両端部の間の軸方向の移動に対応しながら、協働して回転およびトルクを伝達する。
【０００４】
係る継手の１つの用途は、モータおよび関連付けられたトランスミッション装置から回転自在の駆動入力部を備えたアクチュエータに回転駆動力を伝達するために伸縮駆動継手が使用される欧州特許第１９７８２３１号に説明されている。アクチュエータは、可動構成部品の上に取り付けられるため、アクチュエータとトランスミッション装置との間の距離は使用中可変である。継手はこれに対応することができなければならない。係る装置は、可変領域ファンノズル（ＶＡＦＮ）カウルを駆動するために使用されてよい。
【０００５】
いくつかの用途では、内部溝を備えた相対的に長い構成部品が必要とされる。欧州特許第１９７８２３１号のＶＡＦＮ用途は、例えば０．５ｍを超える長さの内部溝付き管を必要とする。
【０００６】
管の内部溝の壁が耐摩耗性のある材料から形成されること、および管の総重量が最小に抑えられることが好ましい。完全に金属から成る内部溝付き管は、多くの用途にとって重過ぎるだろう。
【０００７】
さらに、内部溝を機械加工する、またはそれ以外の場合、内部溝を相対的に長く狭い管の中に形成することは、特に管が薄い壁を有する場合に難易度が高い。管の内部で軸に沿った内部溝を機械加工することは困難かつ高価であり、管が相対的に小さい内径を有し、相対的に長いときには特に困難かつ高価である。既存の製造方法を使用して材料を取り除いて、内部溝を作り出すことは、管の壁の大きな変形を生じさせる傾向がある。この変形は、十分にまっすぐではない溝、幅が受け入れがたく変化する溝、受け入れがたい扁平度の管、またはこれらの影響の任意の組合せを生じさせる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様で、本発明は、外部溝を備えた第１の部分を提供し、第１の部分上に第２の部分を接合または形成して、少なくとも部分的に外部溝を覆い、第１の部分から材料を取り除いて、構成部品の内部空洞内に外部溝を開口させることを含む、内部溝を備えた構成部品の製造の方法を提供する。
【０００９】
方法は、都合よくさらに、第１の部分に外部溝を形成するステップも含む。
【００１０】
好ましくは、方法は、第１の部分上の外部溝を充填材で実質的に充填し、溝から充填材を取り除くことをさらに含む。溝から充填材を取り除くステップは、第１の部分から材料を取り除いて、外部溝を構成部品の内部空洞内に開口させるステップの後であってよい。
【００１１】
都合よく、溝および充填材は、第２の部分が充填材に張り付かないように離型剤で被覆されてよい。
【００１２】
充填材は、第１の部分と同じ材料を含んでよい。
【００１３】
好ましい実施形態では、充填材は、分解または溶解することによって取り除かれる。充填材が分解または溶解することによって取り除かれるとき、好ましくは、充填材は第１の部分から材料を取り除いて溝を内部空洞内に開口させる前に取り除かれる。
【００１４】
充填材で外部溝を実質的に充填する方法の代わりに、方法は、第１の部分上で一対の外部溝を形成することを含んでよく、外部溝はその間に鍵部分を画定し、第１の部分から材料を取り除くステップは、外部溝の両方とも構成部品の内部空洞内に開口させ、それによって鍵部分を遊離させる。方法は、鍵部分を取り除いて内部溝を形成するステップをさらに含んでよい。本明細書で言及される鍵部分が、上述された充填材と実質的に同じ機能を果たすことが理解されるだろう。
【００１５】
鍵部分を画定するために使用される一対の外部溝のそれぞれは、好ましくは鍵部分の幅に比べて狭い。例として、それぞれの外部溝は、鍵部分の幅の５分の１以下である幅を有してよい。
【００１６】
一対の狭い外部溝を使用して内部溝を画定し、形成することによって、内部溝のための幅広い範囲の輪郭を形成できる。さらに、内部溝の輪郭は、狭い外部溝の間隔および／または向きを変更するだけで構成部品の長さに沿って容易に変えることができる。例えば、外部溝が構成部品または構成部品の部分の長さに沿って分岐する場合、方法を使用して形成される内部溝は、先細幅となる。一対の狭い外部溝を使用することは、このようにして幅広い範囲の内部溝の輪郭に対応できるようにする。これは、本方法が、外部溝が実質的に内部溝の所望される輪郭になることを必要としないためである。
【００１７】
さらに、この代替方法では、正確に機械加工された充填材部分、つまり内部溝の形状に対応する鍵をもはや提供する必要はない。螺旋のような複雑な輪郭の鍵を製造し、挿入することは困難だろう。対照的に、鍵部分が一対の溝で画定されるとき、複雑で非線形の内部長穴輪郭を作成することはより簡単である。
【００１８】
鍵部分の挿入に起因する損傷のリスクが排除されるので、パシベーションおよびメッキ等の表面処理は、上記の充填材の方法に比較してより容易に構成部品に適用できる。さらに、全幅の長穴の中への挿入のための鍵の精密製造と関連するコストが取り除かれ、それによって構成部品の総製造コストを削減する。
【００１９】
都合よく、鍵部分および一対の溝は、鍵部分の除去を容易にするために離型剤で被覆されてよい。
【００２０】
第１の部分は、管状構成部品の上に複合要素を接合または形成することによって形成されてよい。
【００２１】
方法は、外部溝をシム材料で充填するステップを含んでよい。
【００２２】
第１の部分から材料を取り除くことは、構成部品の内部空洞を拡大または形成してよく、第１の部分を複数の要素に分けてよい。
【００２３】
溝の壁は、隣接する半径方向の突起によって画定されてよい。
【００２４】
第２の部分は、好ましくは第１の部分の外面上へのフィラメントワインディング、および第１の部分の上で元の場所に繊維強化複合材を硬化することによって形成されてよい繊維強化複合材を含む。
【００２５】
第１の部分は、任意の適切な材料を含んでよい。例えば、第１の部分は、アルミニウム、チタニウム、ステンレス鋼、および／または例えば炭素繊維強化ポリエステルタイプもしくはガラス繊維強化ポリエステルタイプの複合材を含んでよい。好ましい実施形態では、第１の部分は、複合材がその部分の上に提供される金属管を含んでよい。
係る構成は重量の利益を有するであろう。
【００２６】
方法は、内部溝を備えた管状構成部品を提供してよい。構成部品は複合材の形態をとってよいので、構成部品は相対的に低重量で、優れた強度特性を有するであろう。方法は、高い精度で溝を形成できるようにする。
【００２７】
本発明はさらに、管状の複合外側部分および複合外側部分に接合され、管の中に延びる少なくとも１つの金属部分を含む、内部溝を備えた管に関し、内部溝は管の内部で、複合外側部分と少なくとも１つの金属部分の両方によって画定される。係る管は、上記に提示された方法を使用して製造されてよい。
【００２８】
好ましくは、内部溝は、少なくとも１つの金属部分によって画定される２つの実質的な側面、および複合外側管によって画定される追加の基部壁を有する。好ましい実施形態では、内部溝は軸方向に延びる。さらに、複合の外側管は繊維強化マトリックスを備えてよい。
【００２９】
好ましくは、複数の内部溝は、複合外側部分と少なくとも１つの金属部分の両方によって画定される。
【００３０】
別の態様では、第１の部分上の外部溝を充填材で実質的に充填し、第１の部分の上に第２の部分を接合または形成して、充填された外部溝を少なくとも部分的に覆い、第１の部分から材料を取り除いて、充填された溝を構成部品の内部空洞内に開口させ、溝から充填材を取り除くことを含む、内部溝を備えた構成部品の製造の方法が提供される。
【００３１】
さらに別の態様では、内部溝を備えた構成部品の製造の方法が提供され、方法は、第１の部分に少なくとも１つの外部溝を形成し、第１の部分の上に第２の部分を接合または形成して、外部溝を少なくとも部分的に覆い、第１の部分から材料を取り除いて、構成部品の内部空洞内に外部溝を開口させることを含む。本発明は、以下の図面に関して例としてさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】２つの外部溝、および溝ごとに充填材を備えた、本発明の第１の実施形態に係る第１の部分の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る第２の部分に接合される第１の部分の断面図である。
【図３】第１の部分および第２の部分を含み、内部溝を備えた本発明の第１の実施形態に係る構成部品の概略図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る第１の部分の概略図である。
【図５ａ】本発明の第３の実施形態に係る方法で使用するための金属管の概略斜視図である。
【図５ｂ】本発明の第３の実施形態に係る方法で使用するための金属管の概略断面図である。
【図６ａ】本発明の第３の実施形態に係る方法で使用するための第１の部分を形成するために金属管に接合される複合部分の概略斜視図である。
【図６ｂ】本発明の第３の実施形態に係る方法で使用するための第１の部分を形成するために金属管に接合される複合部分の概略断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る方法の中間段階での第１の部分の概略斜視図である。
【図８ａ】本発明の第３の実施形態に係る方法に従って製造される第１の部分および第２の部分を含む内部溝付き構成部品の概略斜視図である。
【図８ｂ】本発明の第３の実施形態に係る方法に従って製造される第１の部分および第２の部分を含む内部溝付き構成部品の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１を参照すると、２つの直径方向に反対の外部軸方向溝２、３を有する管状の第１の部分１が示されている。各溝２、３は、溝の中心で第１の部分１の外周に対して接線方向に延びる平らな基部壁４、および基部壁４に実質的に垂直である２つの側壁５を有する。それぞれの外部溝２、３は、意図された内部溝の必要とされる深さと少なくとも同じくらい深い深さを有する。
【００３４】
各溝２、３に収容されるのは、充填材が溝の中に挿入されるときに、各充填材が実質的にそのそれぞれの溝を充填するように溝の形状と一致するように配置される充填材６、７である。両方の充填材６、７がそのそれぞれの溝２、３の中に挿入されるとき、結合された第１の部分１および充填材６、７の外部輪郭は実質的には円筒形である。図１では、明確にするために、充填材６の内の１つが対応する溝２の外に示されている。
【００３５】
管状の第１の部分１は、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはチタニウム等の金属を含む。外部溝２、３は、例えば機械加工によって等、任意の適切なプロセスによって形成されてよい。充填部材６、７は第１の構成部品と同じ材料を含んでよく、所望される形状およびサイズに予備成形されてよい。充填材６、７の挿入の前、溝２、３および充填材は、後のその除去を支援するために離型剤で被覆されてよい。代わりに、ワックスまたは他の類似した材料が、液状で溝の中に注ぎ込まれ、溝の中で硬化して、充填材６、７を形成できるようにする充填材材料として使用されてよい。
【００３６】
第２の部分８は、管状の第１の部分１上に後に接合または形成され、充填された溝２、３を覆って、第１の部分および第２の部分を含む構成部品９を作り出す。図２を参照すると、管状の第２の部分８は、第１の部分の外部円筒面の上に接合されて示される。充填された溝２、３は、それによって第１の部分および第２の部分１、８によって封入され、第２の部分８は、第１の部分１によって画定される基部壁４から外向きに半径方向にある溝２、３の追加の基部壁１０を画定する。充填材６、７を被覆する離型剤は、第２の部分８が充填材に接合するのを抑制してよい。
【００３７】
第２の部分８は、任意の適切なプロセスによって第１の部分１上に接合または形成されてよい。例えば、第２の部分８は、第１の部分１の上にフィラメントワインディングされ、後に樹脂含浸処理された複合材を含んでよい。代わりに、すでに形成されている第２の部分８が、第１の部分１に接合されてよい。
【００３８】
図２に示されるように、第１の部分の上に第２の部分８を接合または形成し、例えば機械加工もしくは別の適切な技法を使用することによって第１の部分１の内部から実質的に材料を取り除いて、基部壁４を取り除くことによって溝２、３を開口させる。溝２、３は、それによって、この例の実施形態では管の内部１１である構成部品９の内部空洞１１内に開口される。さらに、第１の部分１は、それによって２つの別々の要素１８、１９に分けられる。
【００３９】
充填材６、７は、次いで溝の内向きに面する開口部を通して溝２、３から取り除かれる。構成部品９は、図３に示されるように、それによって内部溝２、３を備えて形成される。
【００４０】
従って、このようにして形成された本発明の一実施形態に係る構成部品は、軽量かつ高強度の複合部分を、内部ベアリング表面つまりキー溝を正確に画定する、機械加工可能で耐摩耗性のある金属部分と結合させる。本発明の一実施形態に係る方法は、この構成部品の製造を容易にすることによって構成部品を実現可能にする。
【００４１】
金属の第１の構成部品が第２の複合構成部品と結合される例の実施形態が説明されたが、第１の構成部品は任意の適切な材料を含んでよい。第１の構成部品は正確な外部溝を機械加工するために適していなければならないので、第１の構成部品を選択する上での重要な要因は材料の機械処理適性である。従って、第１の構成部品にはポリマーまたは複合材料が使用されてよい。工具先端が異なる材料間の界面を通過するにつれ生じることがある激しいきしみまたは工具先端の損傷もしくは鈍化が回避され得る、または減少され得るので、機械加工プロセスを支援するために充填材が第１の構成部品と同じ材料から成ることが有利である場合がある。
【００４２】
要求される用途に応じて、本発明の一実施形態に従って任意の数の溝が含まれてよい。
【００４３】
溝が軸方向（従って、直線状）である一実施形態が説明されてきたが、例えば螺旋形の溝等の非線形の溝を含む代替の構成が予想される。係る構成は、例えば内部ねじ山として数多くの用途で使用され得る。代わりに、溝は軸方向に形成されてよいが、溝の軸方向に延びる部分の各端部で、または溝の軸方向に延びる部分の各端部に隣接して円周方向にまたは一部円周方向に延びることによって相互接続され、閉じられた輪または半分閉じられた輪を形成してよい。
【００４４】
各充填材は、第１の構成部品の基部壁が取り除かれた後に取り除くことができる任意の材料を含んでよい。例えば、充填材は、材料が第１の部分から取り除かれて、溝を開口させた後に溝から溶解または分解できる材料を含んでよい。係る充填材は、硬化が可能になる前に第１の構成部品の外部溝の中に成形される、または注ぎ込まれてよい。液相の充填材を取り除くと、非線形溝および第１の部分の基部壁の部分が最終的な構成部品内で無傷である溝を含むより複雑な溝パターンを実現できるようになる。挿入時に溝の形状に適合される反発力のある弾性材を含む充填材も予想され、複雑な溝に対しては特に適していることがある。
【００４５】
本発明の一実施形態に係る構成部品は、例えば比較的に小さな内径の長く薄壁の管である等、先行技術の生産方法にとっては法外であるサイズおよび形状であってよい。一実施形態に係る構成部品は、例えば長さ０．５ｍを超え、４０ｍｍ未満の内径を有してよい。
【００４６】
例の実施形態では、第１の部分および第２の部分は管状である。代替実施形態では、第１の部分および／または第２の部分は異なる形状であってよい。
【００４７】
第１の部分は、材料が取り除かれて、充填された溝を開口させる前に、管状であるまたは空洞を含む必要はない。空洞は、代わりに、材料が第１の部分から取り除かれて、充填された溝を開口させるのと同時に構成部品に形成されてよい。例えば、第１の部分は、内部軸方向穴が溝の開口と空洞の形成の両方のために形成される中実の棒であってよい。
【００４８】
図４に示される追加の代替物では、第１の部分の実質的に円筒形の外部輪郭における凹部によって画定される代わりに、第１の部分１３の溝１２が代わりに、実質的に円筒形の外部輪郭１５から延びる隣接する半径方向の突出部１４によって画定されてよい。係る構成は、溝１２の側壁にすぐに隣接していないすべての領域で管から材料を取り除くことによって作り出されてよい。第１の部分１３が、本明細書に説明されるように第２の部分８と結合されるとき、第１の部分１３の材料の大部分は、充填された溝１２が開口されるときに都合よく取り除くことができる。例えば、構成部品の内径が、第１の部分１３によって画定される基部壁４を取り除くために大きくされる場合、溝１２を画定する半径方向の突出部１４だけが残される。特に第１の部分が金属であり、第２の部分が複合材である場合に、係る構成が有利なことがあり、例えば、質量が削減された構成部品を生じさせる。
【００４９】
用途に応じて、後に内部溝を形成しない第１の部分の外部領域を充填することが有用である場合がある。図４は、第２の部分がその上に形成または接合されてよい円形の外部輪郭を生じさせる追加の一対の除去可能な充填材１６、１７を示す。第２の部分を円形の外部輪郭の上に接合または形成する方がより都合がよいことがある。
【００５０】
本明細書に開示される方法は、内部機械加工によって構成部品の内部に溝を作り出すのを回避する。方法を使用すると、溝は最初に、溝の側壁が第１の部分の基部壁による適切な形状で固定されている状態で高い精度で画定できる。第２の部分を第１の部分の上に接合または形成すると、溝の側壁は第２の部分によって適切な形状で固定され、第１の部分の基部壁は溝の正確な形状を維持しながら取り除かれ得る。
【００５１】
別の実施形態では、図５ａおよび図５ｂを参照すると、軸方向に貫通するボアつまり通路１０４、および通路の各端部でおよび通路の各端部に隣接して円筒形の外面を有する領域１０１を有する管状構成部品１１０が示されている。それぞれの円筒形の領域１０１に隣接するのは、領域１０１と比較すると直径が縮小された中心の円筒形領域１０３につながる、内向きに先細る領域１０２である。従って、管状構成部品１１０の端部領域１０１は、中心領域１０３の壁厚に比較して増した壁厚を有している。管状構成部品１１０は、都合よく、例えばアルミニウム、チタニウムまたは鋼等の金属素材から作られる。
【００５２】
図６ａおよび図６ｂに示されるように、複合要素１２０は、管状構成部品１１０の上で形成または管状構成部品１１０の上に接合され、それによって第１の部分１２５を形成する。複合要素１２０は実質的に円筒形の外側輪郭１２１を有し、従って、複合要素は、管状構成部品の中心領域１０３の上に重なるその中心部分に比べて、管状構成部品１１０の端部領域１０１の上に重なるその端部でより薄くなる。いくつかの実施形態では、複合要素１２０を管状構成部品１１０の端部まで完全に延びる必要はない場合があり、複合要素１２０は管状構成部品１１０の縮小された直径領域だけを充填する。複合要素１２０は、任意の適切なプロセスによって管状構成部品１１０に接合または形成されてよい。例えば、複合要素１２０は、管状構成部品１１０の上にフィラメントワインディングされ、後に硬化される樹脂含浸処理された複合材を含んでよい。代わりに、すでに形成されている複合要素１２０は、管状構成部品１１０に接合されてよい。
【００５３】
図７に示されるように、第１の部分１２５の形成後、２つの対となった狭い外部溝１２２が第１の部分１２５の外面の中に機械加工される。外部溝１２２は第１の部分１２５の複合要素１２０を通して、および管状構成部品１１０の中に延びるが、その貫通通路１０４の内面を突き破らない。溝１２２の各対は溝の間の鍵部分１２３を画定する。本実施形態では、２つの直径方向に対向する同一の鍵部分１２３が外部溝１２２によって画定される。狭い外部溝１２２は、例えば、製材、フライス加工、または放電加工等の機械加工によって等、任意の適切なプロセスによって形成されてよい。
【００５４】
本実施形態では、狭い溝１２２のそれぞれは実質的に軸方向であり、溝１２２は長手方向と側面方向の両方で平行である。他の実施形態では、異なる数の対となった溝がある場合があり、各対の個々の溝は長手方向および／または側面方向で非平行である場合がある。いくつかの実施形態では、各対の溝１２２によって画定される鍵部分１２３は螺旋形であってよい、および／または長手方向もしくは側面方向で先細ってよい、または他の形状であってよい。
【００５５】
外部溝１２２は、所望される場合、シム材料または類似物で充填されてよい。
【００５６】
外部溝１２２の形成後、第２の繊維強化複合部分１３０が第１の部分１２５に形成される。いったん第２の部分１３０が硬化されると、管状構成部品１１０の内部通路１０４の直径はその適切な機械加工によって拡大される。通路１０４の直径は、外部溝１２２が通路１０４を突き破り、通路１０４内に開口される程度まで拡大される。次に、鍵部分１２３が取り除かれ、内部溝１２６がその中に形成された管状構成部品１１０の形成につながる。内部溝１２６は、第１の部分１２５によって画定される側壁１２６ａ、および第２の部分１３０によって画定される基部壁１２７を有する。側壁１２６ａを画定する第１の部分１２５の部分は、複合要素１２０と管状構成部品１１０の両方の部分を含む。
【００５７】
図８ａおよび図８ｂは、本実施形態の最終的な製品を示す。図８ｂは、管状構成部品の（半径方向で）２分の１の部分の断面である。図８ｂは、第１の構成部品１２５の外面を覆う第２の部分１３０を示す。上述されたように、本実施形態の第１の構成部品１２５は、先細の管状構成部品１１０および複合要素１２０から形成される。
【００５８】
管状構成部品１１０は、軸方向に貫通するボアつまり通路１０４を有し、領域１０１は、その各端部において中心の円筒形の領域１０３よりもより大きな外径を有する円筒形の外面を有する。より大きな円筒形の領域１０１は、先細領域１０２によって中心のより小さい円筒形の領域１０３に連結される。貫通ボア１０４の直径は一定であって、従って管状構成部品の端部領域１０１は中心領域１０３に比べて増した壁厚を有する。
【００５９】
本発明の本実施形態に従って形成される構成部品は、軽量かつ高強度である複合部分１２０を、内部ベアリング面つまりキー溝を正確に画定する機械加工可能かつ耐摩耗性のある金属部分１１０に結合する。さらに、第１の部分１２５は、構成部品がより大きな力にさらされる端部部分で増した強度および耐久性を有するように調整される。本実施形態は、構成部品が重くなり過ぎず、所望される強度および耐久性を提供できる構成部品を提供する。
【００６０】
上記に言及された鍵部分は、（図１から図４に関連して）上述された代替実施形態に説明される充填材と実質的に同じ機能を果たすことが理解されるだろう。
【００６１】
鍵部分１２３の外面および溝１２２の内面および（取り付けられている場合）シムは、第２の部分１３０がそれに結合するまたは付着するリスクに対抗するまたはリスクを削減し、それによって鍵部分１２３の除去を支援するように、第２の部分１３０の形成前に、好ましくは適切な離型剤で被覆される。
【００６２】
上記に説明された方法は、方法が、内部溝を備えた構成部品を製造することをより簡単にし、複雑な幾何学形状の内部溝を作成し得る容易さを改善するという点で有利である。方法を使用して形成される構成部品は、軽量かつ高強度の複合部分を、内部ベアリング面つまりキー溝を正確に画定する耐摩耗性のある金属部分と結合する。
【００６３】
金属および複合材を含む第１の部分１２５が第２の複合部分と結合される例の実施形態が説明されてきたが、第１の構成部品は任意の適切な材料を含んでよく、例えば第１の構成部品は金属の型枠だけであってよい。第１の部分１１０は機械加工またはそれ以外の場合、正確な外部溝を第１の部分の中に形成するための処理に適切でなければならないので、第１の部分１１０の材料および形を選択する上での重要な要因は材料の機械処理適性である。さらに管状構成部品１１０および複合要素１２０から作られる第１の部分１２５も、充填材６、７が溝の中に挿入される上述の実施形態と使用され得る。
【００６４】
任意の数の外部溝は、必要とされる用途に応じて本発明の実施形態に従って含まれてよい。
【００６５】
内部溝が軸方向（従って直線状）である実施形態が説明されてきたが、鍵部分の除去が可能であるのならば、例えば螺旋形の溝等の非線形内部溝を含む代替の構成も予想される。係る構成は、例えば内部ねじ山として、数多くの用途で使用され得る。代わりに、溝は軸方向に形成されてよいが、溝の軸方向に延びる部分の各端部で、または溝の軸方向に延びる部分の各端部に隣接して円周方向にまたは一部円周方向に延びることによって相互接続され、閉じられた輪または半分閉じられた輪を形成してよい。さらに、外部溝の適切な配向によって、複雑な輪郭、例えばその外周面での幅に対してその内周面で異なる幅等の複雑な輪郭の内部溝が可能である。
【００６６】
例の実施形態では、第１の部分および第２の部分は管状である。代替実施形態では、第１の部分および／または第２の部分は異なる形状であってよい。
【００６７】
第１の部分は、材料が取り除かれて、狭い溝を開口させ、鍵部分を切り離す前に管状であるまたは空洞を含む必要はない。空洞は、代わりに、材料が第１の部分から取り除かれて、溝を開口させるのと同時に構成部品に形成されてよい。例えば、第１の部分は、溝の開口および空洞の形成の両方のために内部軸方向穴が形成される中実の棒であってよい。
【００６８】
本発明の特定の実施形態が上記に説明されてきたが、数多くの変更形態および改変形態が、本発明の範囲を逸脱することなく本発明に対して加えられ得ることが理解されるだろう。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月15日(2015.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部溝を備えた構成部品の製造方法であって、
外部溝を備える第１の部分を提供し、前記第１の部分の上に第２の部分を接合または形成して、前記外部溝を少なくとも部分的に覆い、前記第１の部分から材料を取り除いて、前記外部溝を前記構成部品の内部空洞内に開口させることを含む方法。
【請求項２】
前記第１の部分上の前記外部溝を充填材で実質的に充填し、前記溝から前記充填材を取り除くことをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溝を充填材で充填することが、前記溝および前記充填材を最初に離型剤で被覆することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記充填材が、前記第１の部分と同じ材料を含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記充填材が分解または溶解することによって取り除かれる、請求項２、３、または４に記載の方法。
【請求項６】
前記充填材が、前記第１の部分から材料を取り除いて、前記溝を前記内部空洞内に開口させる前に取り除かれる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記方法が、前記第１の部分上に一対の外部溝を形成することを含み、前記外部溝が間に鍵部分を画定し、前記第１の部分から材料を取り除くステップが、前記外部溝の両方を前記構成部品の前記内部空洞内に開口させ、それによって前記鍵部分を遊離させる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記方法が、前記外部溝をシム材料で充填することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記方法が、管状構成部品の上に複合要素を形成または接合することによって前記第１の部分を形成することを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の部分から材料を取り除くことが、前記構成部品の前記内部空洞を拡大するまたは形成する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の部分から材料を取り除くことが、前記第１の部分を複数の要素に分割する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記溝の前記壁が隣接する半径方向の突出部によって画定される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の部分が繊維強化複合材を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
内部溝を備えた管であって、管状複合外側部分と、前記管状複合外側部分に接合され、前記管の中に延びる少なくとも１つの金属部分とを備え、前記内部溝が前記管状複合外側部分と前記少なくとも１つの金属部分の両方によって前記管の内部に画定される、管。
【請求項１５】
前記内部溝が、前記少なくとも１つの金属部分によって画定される２つの実質的な側壁と、前記管状複合外側管によって画定される追加の基部壁とを有する、請求項１４に記載の管。
【国際調査報告】
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2015519232.tif 000015