制造杆状构件的方法以及杆状构件技术

一种制造杆状构件(22)的方法，杆状构件(22)包括管(10)和金属构件(17、18)，该方法包括：形成芯构件的步骤，芯构件包括芯轴以及具有经过表面粗糙化的外周面(16A)的金属环(16)；绕外周面(16A)缠绕玻璃纤维(50)的步骤；绕芯构件缠绕碳纤维预浸料坯(26)的步骤；通过对碳纤维预浸料坯(26)进行烘烤和固化来形成外部地配合并固定到外周面(16A)的管(10)的步骤；将芯轴从管(10)拉出的步骤；以及将金属构件(17、18)与金属环(16)螺纹接合在一起的步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造包括在例如车辆的转向装置中的杆状构件的方法以及该杆状构件。
技术介绍
日本专利申请公报N0.7-91433中的传动轴是通过将具有与由纤维增强塑料(FRP)制成的本体筒的内径大致相等的外径的金属薄壁环安装在该本体筒的端部的内侧上并且将具有比该薄壁环的内径更大的外径的金属接头压配合到该薄壁环的内侧中来制造的。在压配合时，设置在该薄壁环的外周面上的硬质颗粒钻入由FRP制成的本体筒的内面中。应用FRP的示例包括如在日本专利申请公报N0.5-193097中描述的凹版印刷辊——在凹版印刷辊中由FRP制成的圆筒形本体经由粘合层内部地配合至由金属制成的圆筒形本体的内部——的辊体以及如在日本专利申请公报N0.2012-153314中描述的通过绕芯缠绕预浸料坯并层压从而形成由碳纤维增强塑料制成的外壳而获得的齿条。
技术实现思路
在JP 7-91433A的传动轴中，存在由FRP制成的本体筒会与由金属制成的金属薄壁环分离的可能性。在JP 5-193097A和JP 2012-153314A的每一者中，同样存在由FRP制成的构件与由金属制成的构件会由于这些构件之间的不充分的连接而彼此分开的可能性。本专利技术提供一种制造杆状构件一一该杆状构件构造成防止由碳纤维增强塑料制成的管在该管与由金属制成的构件连接在一起以构成杆状构件时与由金属制成的该构件分离一一的方法并且还提供该杆状构件。本专利技术的第一方面是一种制造杆状构件的方法，该杆状构件包括由碳纤维增强树脂制成的管以及紧固至管的轴向方向上的端部的金属构件。该制造方法包括:通过将具有经过表面粗糙化处理的外周面的金属环外部地配合至沿轴向方向延伸的由金属制成的芯轴来形成芯构件，芯构件包括芯轴以及金属环；绕金属环的外周面缠绕玻璃纤维；通过绕芯构件的外周面缠绕用树脂浸渍碳纤维而获得的预浸料片使玻璃纤维介于预浸料片与金属环的外周面之间；通过对缠绕在芯构件的外周面的预浸料片进行烘烤和固化来形成管，在该管中，该端部外部地配合并固定至金属环的外周面；仅将芯构件中的芯轴拉出管；以及将金属构件与金属环的内周面螺纹接合在一起。根据本专利技术的第一方面，杆状构件包括由碳纤维增强树脂制成的管以及紧固至管的轴向方向上的端部的金属构件。另外，为制造杆状构件而形成的芯构件包括金属环以及沿轴向方向延伸的由金属制成的芯轴，金属环的外周面经过表面粗糙化处理并且金属环外部地配合至芯轴。当制造杆状构件时，首先，绕金属环的外周面缠绕玻璃纤维。绕芯构件的外周面缠绕通过用树脂浸渍碳纤维而获得的预浸料片，之后预浸料片通过烘烤而被固化以形成管。在该管中，轴向方向上的端部外部地配合并固定至金属环的外周面。仅将芯构件中的芯轴拉出管，并且将金属构件与金属环螺纹接合在一起。因此，完成了杆状构件。在对预浸料片进行烘烤和固化后，金属环内部地配合至管的端部。在这种状态下，从预浸料片渗出的树脂进入金属环的经过表面粗糙化处理(凹凸加工)的外周面的凹部并固化在该凹部中。因此，由于管的端部与金属环的外周面处于紧密接触，因此管不太可能与金属环分离。此外，绕金属环的外周面缠绕的玻璃纤维也介于预浸料片与金属环的外周面之间。因此，在玻璃纤维进入金属环的外周面的凹部的状态下该玻璃纤维被固定并且在烘烤固化后被卡在金属环的外周面的凸部上。由此，管在玻璃纤维处于管与金属环之间的情况下更难以与金属环分离。因此，可以防止管与金属环——金属环为由金属制成的构件--分呙。在以上方面中，绕金属环的外周面缠绕玻璃纤维的过程可以包括绕金属环的外周面缠绕玻璃纤维的织物的过程。根据以上方法，随着绕金属环的外周面缠绕玻璃纤维的过程而绕金属环缠绕玻璃纤维的织物。因此，金属环的外周面的凸部进入织物的间隙使得织物中的玻璃纤维进入金属环的外周面的凹部并通过烘烤固化而固定至金属环的外周面。因此金属环和管更加刚性地固定在一起，该管因而变得更难以与金属环分离。在以上第一方面中，绕金属环的外周面缠绕玻璃纤维的过程可以包括绕金属环的外周面缠绕玻璃纤维的非织物的过程。根据以上方法，随着绕金属环的外周面缠绕玻璃纤维的过程而绕金属环的外周面缠绕玻璃纤维的非织物。在非织物中的玻璃纤维沿各个方向定向的状态下该玻璃纤维一旦进入金属环的外周面的凹部就被固定。玻璃纤维从各个方向卡在金属环的外周面的凸部上以有效地起到阻挡的作用。管因此变得更难以与金属环分离。以上第一方面还可以包括在绕芯构件的外周面缠绕玻璃纤维和预浸料片中的每一者时露出金属环的一部分以使得该部分从完成后的管沿轴向方向突出到外侧。根据以上方法，当绕芯构件的外周面缠绕玻璃纤维和预浸料片中的每一者时，露出金属环的一部分以使得该部分从完成后的管沿轴向方向突出至外侧。因此，当管迎着金属构件弯曲时，金属构件与金属环接触而不与管接触。由此可以防止该管的端部中的每个端部与金属构件中的对应一个金属构件接触。因此，可以防止管由于与金属构件接触而被损坏。以上第一方面还可以包括在金属环的内周面上形成要被螺纹接合至设置在金属构件上的外螺纹部的内螺纹部。根据以上方法，当金属构件与金属环的内周面螺纹接合在一起时，设置在金属构件上的外螺纹部螺纹接合至形成在金属环的内周面上的内螺纹部。在金属环的内周面上形成内螺纹部的过程可以在将金属环外部地配合至芯轴之前执行或在将芯轴拉出管之后执行。本专利技术的第二方面为通过根据第一方面的制造方法制造的杆状构件。该杆状构件可以构成包括在齿条小齿轮式转向装置中的齿条杆。在以上方面的杆状构件中，可以防止管与金属环——金属环为由金属制成的构件——分离。【附图说明】以下将参照附图描述本专利技术的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记指示相同的元件，并且其中:图1为包括根据本专利技术的一个实施方式的杆状构件的转向装置的示意性正视图；图2为示出了制造杆状构件的步骤的示意性截面图；图3为示意性示出了图2中所示步骤的下一个步骤的视图；图4为示出了玻璃纤维的织物的视图；图5为示意性示出了图3中所示步骤的下一个步骤的视图；图6为示意性示出了图5中所示步骤的下一个步骤的视图；图7为示意性示出了图6中所示步骤的下一个步骤的视图；图8为由图7中的虚线包围的部分的放大视图；以及图9为通过对图8应用第一改型而获得的视图。【具体实施方式】在下文中，参照附图详细描述本专利技术的实施方式。图1为包括根据本专利技术的一个实施方式的杆状构件22的转向装置I的示意性正视图。如图1所示，转向装置I主要包括转向构件2、转向轴3、中间轴5、小齿轮轴7、齿条杆8以及壳体9。例如，可以使用方向盘作为转向构件2。转向轴3的一端连接至转向构件2。转向轴3的另一端与中间轴5的一端经由万向接头4连接在一起。中间轴5的另一端与小齿轮轴7的一端经由万向接头6也连接在一起。小齿轮14与小齿轮轴7的另一端的外周面一体地设置。齿条杆8为沿车辆宽度方向(图1中的左右方向)延伸的大致柱状构件。齿条杆8延伸所沿着的方向将称为轴向方向X。轴向方向X与车辆宽度方向一致。相对于图1中的转向装置I的位置，轴向方向X上的左侧将由附图标记“XI”指示，轴向方向X上的右侦_由附图标记“X2”指示。[00当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造杆状构件(22)的方法，所述杆状构件(22)包括由碳纤维增强树脂制成的管(10)和紧固至所述管的在所述管的轴向方向上的端部(10A、10B)的金属构件(16、17)，所述方法的特征在于包括：通过将具有经过表面粗造化处理的外周面(16A)的金属环(16)外部地配合至沿所述轴向方向延伸的由金属制成的芯轴(24)上来形成芯构件(23)的步骤，所述芯构件(23)包括所述芯轴(24)和所述金属环(16)；绕所述金属环的所述外周面缠绕玻璃纤维(50)的步骤；通过绕所述芯构件的外周面缠绕用树脂浸渍碳纤维(25)获得的预浸料片(26)而使所述玻璃纤维介于所述预浸料片(26)与所述金属环的所述外周面之间的步骤；通过对缠绕在所述芯构件的所述外周面的所述预浸料片进行烘烤和固化来形成所述管的步骤，在所述管中，所述端部外部地配合并固定至所述金属环的所述外周面；仅将所述芯构件中的所述芯轴拉出所述管的步骤；以及将所述金属构件与所述金属环的内周面(16B)螺纹接合在一起的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：丰留州二，国岛武史，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，茨木工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP