(57)【要約】  本発明は、複合材料からなる回転動力伝達シャフトの中空本体（２０）をプルトル―ジョン法により形成する方法に関し、方法は、  −補強材（７２）に樹脂を含浸させるステップと、  −強化織物（８２）をプルトル―ジョンチャックの周りに配置して、プルトル―ジョンチャックに巻き付けるステップであって、織物（８２）が、チャックの長手軸に直角な平面に配置される周方向繊維を含む、巻き付けるステップと、  −樹脂含浸補強材（７２）を強化織物（８２）の周りに堆積させるステップと、  を含む。
2016511168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料からなる回転動力伝達シャフト（１２）の中空本体（２０）をプルトル―ジョン法により形成する方法であって、方法は、補強材（７２）に樹脂を含浸させるステップを含み、
方法は更に、
強化織物（８２）をプルトル―ジョンチャック（８６）の周りに配置して、プルトル―ジョンチャック（８６）に巻き付けるステップであって、織物（８２）が、チャックの長手軸（９４）に直角な平面に配置される周方向繊維（９２）を含む、巻き付けるステップと、
樹脂含浸補強材（７２）を強化織物（８２）の周りに堆積させるステップと、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
強化織物（８２）を配置するステップが、このソックス形状織物をチャック（８６）の周りに取り付けることにより行なわれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記強化織物（８２）をプルトル―ジョンチャック（８６）の周りに乾燥状態で堆積させ、そして次に、樹脂含浸補強材（７２）の樹脂を、強化織物（８２）に接触させて含浸させることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記強化織物（８２）が、繊維が直交している状態の２Ｄ織物であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
強化織物（８２）の前記周方向繊維（９２）が、これらの織物繊維の全ての８０％超を占めていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記補強材（７２）が幾つかの一方向配向繊維から形成されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
方法が、補強材（７２）に樹脂を含浸させるステップの後に、補強材（７２）を成形するステップを含み、成形するステップを行なっている間に、樹脂含浸補強材（７２）を強化織物（８２）の周りに堆積させる前記ステップが行なわれるだけでなく、補強材及び強化織物により形成される組付体を硬化させるステップが行なわれることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
方法が、硬化させるステップの後に、得られた管状部材（９９）を切断して、回転動力伝達シャフトの前記本体を取得するステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
航空機用ターボ機械のアクセサリーシステム（１）の入口部材（３４）と出口部材（３２）との間に配置されるように構成されることが好ましい回転動力伝達シャフト（１２）であって、前記回転動力伝達シャフトは、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法に従って取得される中空本体（２０）を有し、中空本体（２０）の両方の端部では、２つのシャフトノーズピース（３０ａ，３０ｂ）がそれぞれ、前記入口部材及び前記出口部材と協働するよう適合されて取り付けられ、各ノーズピース（３０ａ，３０ｂ）は、ノーズピースの接続先の本体端部（２０ａ，２０ｂ）に形状嵌合リンクによって回転可能に結合され、形状嵌合リンクは、非円形横断面を有する第１表面（５８ａ，５８ｂ）により行なわれ、非円形横断面は、接続先のノーズピースを収容する本体端部に形成される、回転動力伝達シャフト（１２）。
【請求項１０】
航空機用ターボ機械のアクセサリーシステム（１）であって、前記アクセサリーシステムの入口部材（３４）と出口部材（３２）との間に配置される請求項９に記載の少なくとも１つの回転動力伝達シャフト（１２，６）を備える、アクセサリーシステム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転動力伝達シャフト製造、好適には航空機用ターボ機械のアクセサリーシステムの回転動力伝達シャフト製造の分野に関する。航空機では、例えばエンジンと、後縁可動フラップのような航空機のアクセサリーとの間など他の用途も考慮に値する。
【０００２】
本発明は更に、このような回転動力伝達シャフトが用いられるいずれの他の分野にも適用することができ、他の分野として、例えば回転動力伝達シャフトがエンジンとプロペラとの間に設けられるような艦船分野を挙げることができる。例えば、回転動力伝達シャフトがエンジンと車輪との間に設けられるような自動車分野を取り上げることもできる。
【背景技術】
【０００３】
航空機用ターボ機械のアクセサリーシステムは普通、幾つかのギヤボックスを備え、これらのギヤボックスは、回転動力伝達シャフトにより互いに接続される。一般的に、ラジアル駆動力伝達シャフトは動力伝達ギヤボックスを内部ドライブギヤボックスに接続し、この内部ドライブギヤボックスが今度は、ターボ機械のドライブシャフトに接続され、別の動力伝達長手方向シャフトは、動力伝達ギヤボックスをアクセサリードライブギヤボックスに接続する。
【０００４】
動力伝達シャフトは、有機マトリクスによる複合材料からなる本体を含むハイブリッド技術ソリューションとすることができ、本体の両端に、２つの金属ノーズピースがそれぞれ取り付けられ、接続されるギヤボックスに設けられる入口部材及び出口部材と協働するよう適合される。
【０００５】
動力伝達を確実に行なうために、各ノーズピースは、ノーズピースの接続先の本体端部に回転可能に結合される必要がある。そのようにするためには、異なる方法が知られているが、これらの方法は全く満足できるものではない。
【０００６】
第１の回転結合方法では、金属ノーズピースを、有機マトリクスによる複合材料からなる本体端部に接合させることを含む。しかしながら、構造的な接合によるこの方法は、実行するのが難しく、かつ認証問題に遭遇する。
【０００７】
第２のソリューションでは、これらのノーズピースを、シャフト本体に回転可能に結合する機械システムを設置することである。第２のソリューションでは、例えば本体を、炭素繊維又は樹脂含浸繊維の編組体を用いて形成し、この編組体の両端は、“ハリネズミ”状のノーズピースを被覆する。ハリネズミ状の尖端のインターロック編組体は、回転結合機能を提供するが、この方法は、コストが高く付くことが判明している。この欠点は、機械システムを用いる殆どの他のソリューションにも生じ、他のソリューションでは、シャフト本体に穿孔することが、このような機械システムを取り付けるために必要になるので、シャフト本体の機械的強度が低下してしまう場合もある。
【０００８】
次に、有機マトリクスによる複合材料からなる中空本体をプルトル―ジョンにより形成して、中空本体に２つのノーズピースを、形状嵌合リンクにより結合する構成が想到される。しかしながら、トルクを金属ノーズピースに加えると、複合材料チューブがチューブの厚さに応じて変形する危険が生じてしまい、複合材料本体とノーズピースとの接触が外れる可能性がある。接触がこのように外れることによって、形状嵌合リンクが機能しなくなってしまう。
【０００９】
このような欠点は、同一の態様で、又は同様な態様で、艦船分野及び自動車分野のような回転動力伝達シャフトを搭載する他の分野の全てにおいて見い出すことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、先行技術による実施形態に関する上述の欠点を少なくとも部分的に解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の欠点を少なくとも部分的に解決するために、本発明の目的は、複合材料からなる回転動力伝達シャフトの中空本体をプルトル―ジョン法により形成する方法であり、方法は、補強材に樹脂を含浸させるステップを含み、方法は更に、
−強化織物をプルトル―ジョンチャックの周りに配置して、プルトル―ジョンチャックに巻き付けるステップであって、織物が、チャックの長手軸に直角な平面に配置される周方向繊維を含む、巻き付けるステップと、そして次に、
−樹脂含浸補強材を強化織物の周りに堆積させるステップと、を含む。
【００１２】
本発明は、本発明において、プルトル―ジョン法を、この本体に装着されるように構成されるノーズピースの応力に最も耐えることができるように完全に適合させた周方向繊維を含む織物の導入と組み合わせることが注目に値する。従って、本発明は、本体軸に対して略９０°の角度で配向する繊維の配置を可能にするとともに、プルトル―ジョン法により得られる繊維を普通、この同じ軸に対して約４５°未満の角度で堆積させるだけで済む有効なソリューションを提供する。
【００１３】
本体端部の“開放”を阻止する抵抗力は、強化織物を設けることにより著しく大きくなり、合計重量が増えて悪影響を与えることがない。別の表現をすると、本発明により、これらのノーズピースから使用中に加わる応力の影響を受けている状態で、非常に満足の行く調整が、妥当な合計重量と本体の変形を阻止する大きな抵抗力との間で達成される。この点に関して、これらのノーズピースは、これらの本体端部に本体端部の外壁又は内壁で結合することができることに留意されたい。従って、本製造方法を実行して、非円形内壁及び／又は外壁を実現することにより、これらのノーズピースとの形状嵌合リンクを構成することができることが好ましい。
【００１４】
好適には、強化織物を配置するステップは、このソックス形状織物をチャックの周りに取り付けることにより行なわれる。
【００１５】
好適には、前記強化織物をプルトル―ジョンチャックの周りに乾燥状態で堆積させ、次に、樹脂含浸補強材の樹脂を、強化織物に接触させて含浸させる。この場合、この方法は、強化織物への樹脂の含浸が、補強材の上に既に堆積している余分の樹脂によって確実に行なわれるので、更に簡略になる。更に、チャックの上へのこの織物の配置は、チャックの周りへの配置が、本発明の範囲から逸脱しない範囲で、含浸状態で行なわれると考えることができる場合でも、織物が乾燥状態になっている場合に容易に行なわれる。更に別の構成によれば、特定の含浸システムを設けて、樹脂を、チャックに既に螺合されている織物に浸み込ませることもできる。
【００１６】
好適には、前記強化織物は、横断面で見たときに、閉鎖線に沿って延在する。上に説明したように、この強化織物は従って、チャックの周りに取り付けられる１種のスリーブ又はソックスである。従って、前記閉鎖線は、チャックの形状嵌合部分を有し、閉鎖線が、この形状嵌合部分を取り囲むように構成されている。別の構成として、閉鎖線は閉じている必要はないが、互いを被覆する少なくとも２つの辺縁部を有することにより、この場合も同じように、強化織物が、閉鎖横断面をチャックの周りに有するようになる。後者の場合、エンベロープは、織物で形成することができ、例えばリールとして保管することができ、そして織物の２つの対向辺縁部を徐々に近付けて、最終的に織物をチャックの円筒状外周面全体に巻き付ける。
【００１７】
好適には、前記強化織物は、繊維が直交している状態の２Ｄ織物である。
【００１８】
好適には、強化織物の前記周方向繊維は、これらの織物繊維の全ての８０％超を占める。これにより、この強化織物は基本的に、中空本体の厚さ方向に従った変形を阻止するための専用の織物とすることができる。
【００１９】
好適には、前記補強材は幾つかの一方向配向繊維により形成される。
【００２０】
好適には、方法は、補強材に樹脂を含浸させるステップの後に、補強材を成形するステップを含み、成形するステップを行なっている間に、樹脂含浸補強材を強化織物の周りに堆積させる前記ステップが行なわれるだけでなく、補強材及び強化織物により形成される組付体を硬化させるステップが行なわれる。ダイ及び硬化装置は、互いに一体化された装置とすることができる、又は別の装置とすることができる。更に、ダイは、プルトル―ジョン繊維の流れ方向に離間配置される幾つかのモジュールを有することができ、これらのモジュールによって、例えば所望のシャフト本体を徐々に成形することができる。
【００２１】
好適には、方法は、硬化させるステップの後に、得られた管状部材を切断して、回転動力伝達シャフトの前記本体を取得するステップを含む。
【００２２】
また、本発明の目的は、航空機用ターボ機械のアクセサリーシステムの入口部材と出口部材との間に配置されるように構成されることが好ましい回転動力伝達シャフトであり、前記シャフトは、前述の方法により取得される中空本体を有し、中空本体の両方の端部では、２つの適合されたシャフトノーズピースがそれぞれ、前記入口部材及び前記出口部材と協働するように取り付けられる。更に、各ノーズピースは、ノーズピースの接続先の本体端部に形状嵌合リンクによって回転可能に結合され、形状嵌合リンクは第１表面によって行なわれ、第１表面は、本体端部に形成される非円形横断面を有し、かつ接続先のノーズピースを収容する。
【００２３】
この構成は、本体の曲げ強度、及びノーズピースとの本体の回転結合の点で信頼できるソリューションを提供する。実際、形状嵌合リンクの原理に基づくこの回転結合は、簡単であり、効率的であり、かつコストが安く付き、シャフト本体の機械的強度を低下させないことが判明している。具体的には、これらのノーズピースの位置では、強化織物が周方向繊維を有することにより、嵌合形状を有するこれらのノーズピースから加わる応力の影響を受けている状態で本体が“開放される”危険を大幅に制限することができる。
【００２４】
これらのノーズピースは、これらのノーズピースを長手方向の引っ張り状態で確実に保持し、かつこれらのノーズピースが逃げてしまうのを防止するためにのみ本体に固定することができることに留意されたい。従って、使用する固定用手段は、固定用手段が決して、回転結合のためにのみ使用されるのではないとした場合に、先行技術において見られる固定用手段よりもずっと拘束性が小さい。好適には、これらの固定用手段は接着剤である。
【００２５】
更に、形状嵌合リンクの第１表面は、本発明に固有のプルトル―ジョン法で容易に形成され、この技術は、“抜き押出成形方法”とも表記される。これは特に、この第１表面が楕円形横断面を有する場合に、又は多角形の曲線又は多角形の形状を有する場合に当てはまる。
【００２６】
上に説明したように、本発明は、航空機用ターボ機械のアクセサリーシステムへの適用に限定されず、このような回転動力伝達シャフトを必要とする他のいずれのシステムにも組み込むこともできる。本発明は、例えばエンジンと後縁の可動フラップのような航空機アクセサリーとの間のシャフトとすることができる、又は例えばエンジンとプロペラとの間の艦船分野におけるシャフトとすることができる、或いは例えばエンジンと車輪との間の自動車のシャフトとすることもできる。
【００２７】
好適には、前記形状嵌合リンクは、非円形横断面を有し、かつノーズピースに形成される第２表面によっても行なわれ、第２表面は前記第１表面に協働し、この第２表面の形状は従って、第１表面の形状と同一であることが好ましい。この場合、リンクの第１表面及び第２表面は、略同一寸法を有することにより、これらの表面が、好ましくは１種類のみの組み付けクリアランスを形成するようにインターロックすることができることが好ましい。例えば窒素で冷却して取り付ける構成を想到することもできる。他の形状を第２表面について、本発明の範囲から逸脱しない限り想到することもできるが、必ず、回転結合を確実に行なう形状嵌合が得られるようにする。
【００２８】
好適には、本体端部に形成される前記第１表面は、シャフトの内周面であり、従ってこれは、前記第２表面を支持面とするノーズピースが、ノーズピースの接続先のシャフト端部に収容されるように設けられることを意味している。別の構成として、第１表面は、シャフトの外周面とすることができる。従って、第２表面を支持面とするノーズピースは、ノーズピースの接続先のシャフト端部の周りに収容されるように設けられることになる。
【００２９】
好適には、内壁及び外壁はそれぞれ、楕円形形状又は多角形形状の横断面を有する。この場合、両方の壁は中心が一致していることが好ましく、そして両方の壁の間として定義されるシャフト本体の厚さは略一定である。シャフト本体は従ってこの場合、楕円形断面を有するチューブの形態である。しかしながら、余分の厚さを、遭遇する必要性に応じて設けることもできる。
【００３０】
同様に、内壁及び外壁のうちの一方の壁だけが、楕円形横断面を有する、又は多角形の形状を有することにより、特にノーズピースに協働するように構成される前記第１表面を形成し、両方の壁のうちの他方の壁が、好ましくは、円形断面を有することもできる。この場合、これらの中空本体の厚さは一様ではない。プルトル―ジョン法のこれらの主要な利点のうちの１つの利点は、厚さが断面に沿って変化するにも拘わらず、プルトル―ジョン法によって、繊維の体積分布が確実に均一になることである。
【００３１】
好適には、各ノーズピースは更に、ノーズピースの接続先の入口部材／出口部材に嵌合するように構成されるスプライン／溝（いずれも複数可）を持つ表面を有する。表面は等価的に、ノーズピースが嵌合する必要がある入口部材／出口部材の表面の性状に応じた雄嵌合面又は雌嵌合面とすることができる。
【００３２】
上に説明したように、前記シャフト本体は、一部がプルトル―ジョン法により形成され、このプルトル―ジョン法は、プルトル―ジョン法の実行コストが低いので、かつ特に、繊維がチューブの長手軸に対して４５°の角度で堆積することに起因する結合強度、及び特に、繊維がチューブの長手軸に沿って堆積することに起因する曲げ強度の両方の強度を有する部材を製造するプルトル―ジョン法の製造能力が高いので、非常に高い注目を集めている。これは特に、取得される部材が楕円形形状又は多角形形状を有している場合に当てはまる。プルトル―ジョン法によって更に、これらのシャフトのバランスを適正化するために適する正確な厚さを実現することができる。
【００３３】
更に、本発明の目的は、航空機用ターボ機械のアクセサリーシステムであり、システムは、前記システムの入口部材と出口部材との間に配置される上述の少なくとも１つの回転動力伝達シャフトを備える。
【００３４】
好適には、システムは、ターボ機械のドライブシャフトに接続されるように構成される内部ドライブギヤボックスと、動力伝達ギヤボックスと、アクセサリードライブギヤボックスと、内部ドライブギヤボックス及び動力伝達ギヤボックスを接続する第１動力伝達シャフトと、動力伝達ギヤボックス及びアクセサリードライブギヤボックスを接続する第２動力伝達シャフトと、を備え、第１動力伝達シャフト及び第２動力伝達シャフトのうちの少なくとも一方の動力伝達シャフトは、上に説明したようなシャフトである。
【００３５】
本発明の目的は最終的に、このようなアクセサリーシステムを備える航空機用ターボ機械である。
【００３６】
本発明の更に別の利点及び特徴は、以下の非限定的な詳細な説明を読み取ることにより明らかになる。
【００３７】
本説明は、添付の図面を参照して行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好適な実施形態による航空機用ターボ機械のアクセサリーシステムの正面図を表わしている。
【図２】前の図に図示されるアクセサリーシステムの一部の斜視図を表わしている。
【図３】前の図に図示されるアクセサリーシステムに装着される本発明に固有の動力伝達シャフトの長手方向断面図を表わしている。
【図４】図３の直線ＩＶ−ＩＶに沿って切断したときの動力伝達シャフトの横断面図を表わしている。
【図５】図４の図と同様の図を表わしており、動力伝達シャフトは、本発明の別の好適な実施形態の構成になっている。
【図６ａ】図５に図示される実施形態を実現するために採用される可能性のある異なる多角形形状を表わしている。
【図６ｂ】図５に図示される実施形態を実現するために採用される可能性のある異なる多角形形状を表わしている。
【図６ｃ】図５に図示される実施形態を実現するために採用される可能性のある異なる多角形形状を表わしている。
【図６ｄ】図５に図示される実施形態を実現するために採用される可能性のある異なる多角形形状を表わしている。
【図７】前の図に図示される動力伝達シャフトを製造する方法を実行する装置の模式側面図を表わしており、この方法は、本発明の好適な実施形態の構成になっている。
【図８ａ】図７の直線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って切断したときの断面図である。
【図８ｂ】図８ａの断面図を側面から見た図である。
【図９ａ】図７の直線ＩＸ−ＩＸに沿って切断したときの断面図である。
【図９ｂ】図９ａの断面図を側面から見た図である。
【図１０】ダイの入口で切断したときの図７に示す装置の模式横断面図である。
【図１１】シャフト本体を装置の出口で得るよう被着された種々の繊維層を表わす模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１及び図２を参照するに、航空機用ターボ機械のアクセサリーシステム１が、例えばツインスプール形ターボファンエンジンが図示されている。
【００４０】
公知のように、ターボファンエンジンで発生する動力の一部をブリードオフ制御して、このターボファンエンジンに装着される異なるアクセサリーだけでなく、航空機関連装置に動力供給される。
【００４１】
このブリード機能の一部は普通、高圧本体シャフトに対して機械的に実行される。このような機能を実行するために、システム１はまず、高圧本体シャフトと一体に形成されるピニオンにより駆動される内部ドライブギヤボックス２を含む。ギヤボックス２は、別の動力伝達ギヤボックス４に回転動力伝達シャフト６を介して接続され、回転動力伝達シャフト６は、ターボファンエンジン中間ケースのアーム８内を通って半径方向に延在し、二次流近くに取り付けられるように構成される。任意であるが、シャフト６は、２つのシャフト構成部分に分けて形成することができ、２つのシャフト構成部分は、互いに対して取り付けられ、かつ互いに対して半径方向に沿って続く。
【００４２】
次に、動力伝達ギヤボックス４はアクセサリードライブギヤボックス１０に、別の回転動力伝達シャフト１２を介して接続され、この回転動力伝達シャフト１２は、ターボファンエンジンの長手軸に平行な長手方向に、かつ前方に延在する。“アクセサリーギヤボックス”（ＡＧＢ）とも表記されるギヤボックス１０は普通、異なるアクセサリー、例えば発電機、スタータ、オルタネータ、燃料ポンプ及びオイルポンプなどを駆動し、かつ支持する。これらのアクセサリーを取り付けて駆動するプラットフォーム１４は従って、このギヤボックス１０に設けられ、ギヤボックス１０は従来より、ファンケースの周りの周方向に、限定された角度範囲に延在している。
【００４３】
従って、駆動システム１では、これらのアクセサリーを高圧本体シャフトで、ギヤボックス２，４，１０及びシャフト６，１２を介して駆動することができる。
【００４４】
次に、図３及び図４を参照するに、動力伝達シャフト１２が、更に詳細に図示されて、本発明に固有の構造を示しており、動力伝達シャフト１２の製造方法が以下に説明されている。勿論、同一のシャフト、又は同様のシャフトを設けて、ラジアルシャフト６を形成することができる、又は同じシャフトが２つの部分に分けて設計される場合に、その各々を形成することもできる。
【００４５】
長手軸１８を有するシャフト１２は、シャフト全体を貫通していることが好ましいチューブの形状の中空本体２０を備え、チューブの長さは、例えば２１５ｍｍ〜１，２５０ｍｍである。このチューブは、略楕円形の形状を採り、かつ更に具体的には、共に軸１８を中心とする内壁２２及び外壁２４を有し、好適にはいずれの切断平面でも同一になる楕円形横断面を有する。
【００４６】
内壁２２の大きい方の寸法Ｌ１が、例えば２０ｍｍ〜３５ｍｍであるのに対し、内壁の小さい方の寸法Ｌ２は、１６ｍｍ〜３１．５ｃｍであることが好ましく、Ｌ２に対するＬ１の比は従って、１．１〜１．３となる。
【００４７】
チューブ２０の厚さ“ｅ”は、チューブの長さ全体に亘って、かつ軸１８の全周で一定であることが好ましく、例えばシャフトが内側楕円形断面及び外側楕円形断面を有する場合に、約２ｍｍ〜５ｍｍである。厚さは、シャフトが内側楕円形断面又は内側多角形断面を有する場合に、又は外側円形断面を有する場合に、或いは逆に、シャフトが外側楕円形断面又は外側多角形断面を有する場合に、又は内側円形断面を有する場合に、一定ではなくなる。しかしながら、繊維の体積分布は均一に保たれることになる。
【００４８】
本体２０は、以下に詳述されるように、プルトル―ジョン法により形成される。本体の端部２０ａ，２０ｂの各端部では、本体２０は、システム１の部材に回転可能に結合されるように構成される金属シャフトノーズピース３０ａ，３０ｂを収容する。更に正確に表現すると、ノーズピース３０ｂが、動力伝達ギヤボックス４の出口部材３２に嵌合するように構成されるのに対し、ノーズピース３０ａは、アクセサリードライブギヤボックス１０の入口部材３４に嵌合するように構成される。従って、ギヤボックス４の出口部材３２の回転運動がノーズピース３０ｂに伝達され、ノーズピース３０ｂが今度は、回転運動を本体２０に、形状嵌合により伝達する。同様に、本体２０は、軸１８に沿って、他方のノーズピース３０ａを回転可能に駆動し、ノーズピース３０ａが今度は、回転運動をギヤボックス１０の入口部材３４に伝達する。
【００４９】
図３及び図４に示す好適な実施形態では、各ノーズピース３０ａ，３０ｂは実際には、スプライン又は溝を有する内側面４０ａ，４０ｂで画定され、かつノーズピースの接続先の部材３４，３２に形成される嵌合形状を有する外側面５２，５４に嵌合する開口部３８ａ，３８ｂを有することにより、ノーズピースの接続先の部材３４，３２と協働するよう適合する。各開口部３８ａ，３８ｂは、軸１８を中心として配置され、かつこの軸の方向に一致した、又は一致しない貫通開口部であることに留意されたい。一旦、これらのスプライン加工面が、２ヶ所で嵌合されると、これらのスプライン加工面は、部材３２，３４をノーズピース３０ｂ，３０ａに回転可能に結合するというこれらのスプライン加工面の機能を果たすことができる。
【００５０】
ノーズピースと、ノーズピースの接続先のシャフト本体端部との協働は、両方のノーズピースについて同じである。従って、以下の記述全体を通じて、ノーズピース３０ａ及びノーズピースの接続先の端部２０ａについてのみ説明することとする。これらの図では、ノーズピース３０ｂ及び端部２０ｂに添付される文字“ｂ”を含む参照番号は従って、文字“ａ”付きの同じ参照番号が付されているノーズピース３０ａ及び端部２０ａの構成要素と同一の、又は同様の構成要素に対応する。
【００５１】
ノーズピース３０ａ及び端部２０ａは、軸１８に沿って、形状嵌合部によって回転可能に結合され、この形状嵌合部は、本体２０の内壁２２の端部に相当する第１表面５８ａによって実現されることにより楕円形の横断面を有する。この形状嵌合部には更に、これもまた楕円形の横断面を有し、かつノーズピース３０ａの外壁に形成される第２表面６０ａが結合する。表面５８ａ，６０ａが同様の寸法であることにより、ノーズピース３０ａを端部２０ａに完全にインターロックさせることができ、かつ所望の回転結合を実現することができる。
【００５２】
実際には、１種類のみの組み付けクリアランスを、両方の表面５８ａと表面６０ａとの間で維持することができる。しかしながら、ノーズピース３０ａが端部２０ａに接合されて、ノーズピース３０ａが端部２０ａから逃げるのを防止するように構成される好適な事例では、クリアランスをそれに応じて大きくすることができる。ノーズピースを窒素冷却することにより冷却して取り付ける構成を想到することもできる。
【００５３】
動力伝達シャフト１２の製造は、まず、動力伝達シャフトの本体２０及び動力伝達シャフトのノーズピース３０ａ、３０ｂを別々に製造することにより行なわれる。ノーズピース３０ａ、３０ｂは金属で形成され、かつ機械加工により製造されることが好ましい。本体２０は、有機マトリクスによる複合材料で、後で説明される本発明に固有の方法を用いてプルトル―ジョン法により形成される。形成されると、ノーズピース３０ａ、３０ｂは、シャフトが次に、駆動システム１内の入口部材３４及び出口部材３２に取り付けられる前に、これらのノーズピースそれぞれが対応する端部２０ａ、２０ｂに収容されて接合される。上に説明したように、これらのノーズピースの配置は、冷却法により形成することができ、好ましくは、これらのノーズピースを窒素で、ノーズピースを本体端部に摺動嵌入する前に冷却することにより形成することができることに留意されたい。
【００５４】
図５は、本発明の別の好適な実施形態を示しており、この実施形態では、壁２２，２４、及び第１表面５８ａ及び第２表面６０ａが全て、この場合、３つの突出部を有する多角形の形状を有している。保有形状は、Ｐ３Ｇ−ＤＩＮ３２７１１に基づいて規格化されているタイプであり、図６ｂのライン７０で表わされる。この図から分かるように、３つの頂点が、１２０°の角度ごとに配置される突出部を形成し、各突出部の中心点はほぼ、同じ円上に内接される。
【００５５】
形状が規格化されているかどうかに関係なく、他の多角形の形状を想到することもでき、例えば図６ａに図示され、かつ楕円形の横断面形状と同様の突出部のような突出部を２個有する形状、又は図６ｃ及び図６ｄのライン７０でそれぞれ表わされる突出部を４個も、又は７個も有するような形状を想到することもできる。多角形の形状が、突出部を４個有する場合、この多角形の形状は、Ｐ４Ｃ−ＤＩＮ３２７１２に基づいて規格化されている形状とすることができる。
【００５６】
次に、図７〜図１０を参照するに、図３及び図４に示す中空本体２０を製造する装置１００が図示されている。この製造方法ではまず、以下に簡単にまとめて説明することができるプルトル―ジョン法を行なう。補強材７２、この場合は、リール７４に密に巻いた繊維が、浴７６に通すことにより樹脂を含浸させ、長い加熱ダイ７７に沿って引き出され、この加熱ダイ７７が、樹脂含有量を制御し、かつ断面形状を決定する。このオーブンを通過させることにより、熱硬化性樹脂を重合させて、樹脂の最終形状をシャフト本体に付与する。引き出しは、加熱ダイ７７の上流に設置されるローラ７８のような専用手段により行なわれ、回転ローラが摩擦により、得られた管状部材９９を確実に移動させることができる。次に、管状部材９９を所望の長さに、これらの本体２０を得るための適切な手段８０により切断する。
【００５７】
本発明の種々の特徴のうちの１つの特徴は、このプルトル―ジョン法を、繊維強化織物８２の構造、好適にはスリーブ又はソックスの形態である２Ｄ織物の配置と結合することにある。補強材７２の繊維と丁度同じように、織物８２の繊維は、例えばガラス繊維及び／又は炭素繊維である。繊維強化織物８２はまた、リール８４に密に巻かれることが好ましい。
【００５８】
本発明による方法は、この繊維強化織物８２をプルトル―ジョンチャック８６の周りに、ソックス形状織物をチャックに取り付けることにより配置するステップを提供する。この点に関して、チャック８６及び繊維強化織物８２は、シャフト本体の所望の内壁の形状に一致する同じ形状を有する横断面を有する。従って、乾燥状態の織物８２は、リール８４から連続的に巻き出され、次にチャック８６の周りに配置され、以下に説明するように、引き抜きローラ８０によって移動される。図８ａ及び図８ｂが、織物８２をチャックに、チャックの外周面全体に亘って、ぴったり巻き付けて取り付ける前の織物８２を示しているのに対し、図９ａ及び図９ｂは、このようにして巻き付けた後の織物８２を示している。更に、図９ａ及び図９ｂでは、２Ｄ織物が、チャックの長手軸９４に平行な長手方向繊維９０だけでなく、この同じ軸９０と直角な平面に配置される周方向繊維９２を有するものとして図示され、この平面は、側面から見たときに、この軸９４と約９０°の角度をなしている。直交するこれらの繊維９０，９２の中では、これらの周方向繊維が最も多く、周方向繊維が占める割合は、体積換算及び重量換算で、織物繊維８２の全ての８０％超であるか、又は８５％以上にもなる。
【００５９】
図８ａ〜図９ｂから分かるように、横断面では、ソックス形状織物８２は、この場合、楕円形の形状を有する周方向繊維９２のうちの１本の周方向繊維と同様に、閉鎖線９６に沿って延在している。
【００６０】
今度は、補強材の繊維７２を巻き出し、そして次に、樹脂を浴７６中で含浸させた後に、取り出し装置１０１に送り込んで、これらの繊維が幾つかの異なる配向を製造部材中で採ることができるようにする。浴７６の樹脂は、プルトル―ジョン法に従来より使用されている、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、又はエポキシド樹脂のようないずれの樹脂とすることもできることに留意されたい。選択される樹脂はこの場合、エポキシド系の熱硬化性樹脂であることが好ましい。
【００６１】
補強材に樹脂含浸させるこのステップの後、補強材を成形するステップは、繊維７２を、図１０に模式的に示すように、加熱ダイ７７に導入することにより行なわれる。
【００６２】
この成形ステップの間、これらの繊維７２をプルトル―ジョンチャック８６に、かつチャックに既に配置されている強化織物８２の周りに押し付ける。樹脂含浸補強材７２を乾燥織物８２の上に堆積させると、乾燥織物８２は従って、補強材に残留する余分の樹脂で含浸されるようになるので有利である。また、加熱ダイ７７では、織物８２及び従来のプルトル―ジョン補強材７２が、樹脂を含浸させた１つの組付体を形成し、この組付体に硬化ステップが施されることにより、分割後のシャフト本体を形成するように構成される一体管状部材９９を形成する。ローラ７８に接触することにより上流で駆動されるのがこの部材９９であるので、部材９９に補強材７２及び織物８２を組み込むことができ、従って補強材７２及び織物８２は、硬化済み管状部材９９による牽引作用下で、自動的に巻き出される。
【００６３】
上に説明したように、補強材の一方向配向繊維７２は、軸８６に対して異なる角度で堆積させることができる。図１１は、内側層が勿論、強化織物８２を用いて形成される構成の例示的な実施形態を示しており、強化織物８２の内側表面は、シャフト本体２０の内壁２２を形成するように構成される。次に、一方の層が他方の層の上に積み重なる構成の６個の層を設け、第１層１０２ａは長手方向層である、すなわち得られた硬化済み部材の軸９４に平行な繊維を有する。第１層１０２ａを被覆する第２層１０２ｂが今度は、軸９４に対して所定の方向に４５°未満の角度で傾斜する繊維を有し、さらに、軸９４に対して、但し前記所定の方向とは反対の方向に４５°未満の角度で傾斜する繊維を有する第３層１０２ｃで被覆される。第２層１０２ｂ及び第３層１０２ｃの繊維の傾斜角の絶対値は同一であることが好ましい。従って、このようにして積層する３つの層１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、同じようにして積層する３つの他の層１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆで被覆され、第６層１０２ｆは、シャフト本体の外壁を形成するように構成される。
【００６４】
勿論、種々の変形は、この技術分野の当業者であれば、これまで非限定的な例を通してのみ説明してきた本発明に加えることができる。
【図１】
2016511168.tif 000003
【図２】
2016511168.tif 000004
【図３】
2016511168.tif 000005
【図４】
2016511168.tif 000006
【図５】
2016511168.tif 000007
【図６ａ】
2016511168.tif 000008
【図６ｂ】
2016511168.tif 000009
【図６ｃ】
2016511168.tif 000010
【図６ｄ】
2016511168.tif 000011
【図７】
2016511168.tif 000012
【図８ａ】
2016511168.tif 000013
【図８ｂ】
2016511168.tif 000014
【図９ａ】
2016511168.tif 000015
【図９ｂ】
2016511168.tif 000016
【図１０】
2016511168.tif 000017
【図１１】
2016511168.tif 000018
【国際調査報告】
2016511168.tif 000019
2016511168.tif 000020
2016511168.tif 000021
2016511168.tif 000022