桿部件的制造方法和桿部件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種桿部件的制造方法以及該桿部件。
【背景技術(shù)】
[0002]日本特許申請公報(bào)N0.7-91433 (JP 7-91433 A)中描述的螺槳軸通過將外徑與由纖維增強(qiáng)塑料(FRP)制成的主體管的內(nèi)徑大致相等的金屬薄環(huán)附接至主體管的端部內(nèi)以及將外徑大于薄環(huán)的內(nèi)徑的金屬接頭壓配合至薄環(huán)中來制造。當(dāng)壓配合金屬接頭時(shí)，布置在薄環(huán)的外周面上的硬質(zhì)顆粒咬合至由FRP制成的主體管的內(nèi)表面中。
[0003]另外，F(xiàn)RP的應(yīng)用示例包括如日本特許申請公報(bào)N0.5-193097 (JP5-193097 A)中描述的凹版印刷輥一一其中，由纖維增強(qiáng)樹脂制成的圓筒形本體經(jīng)由粘合層配裝至金屬圓筒形本體中——的輥主體以及如日本特許申請公報(bào)N0.2012-153314(JP 2012-153314 A)中描述的通過將預(yù)浸料坯繞金屬芯材纏繞以形成層并由此形成由碳化FRP制成的外殼而獲得的齒條。
[0004]在JP 7-91433 A描述的螺槳軸中，由于薄環(huán)的外周面通過將接頭壓配合至薄環(huán)中而咬合至由FRP制成的主體管的內(nèi)表面中，因此構(gòu)成FRP的纖維可能被切割。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種能夠防止碳纖維在金屬構(gòu)件固定至由碳纖維增強(qiáng)樹脂制成的管的內(nèi)部時(shí)被切割的桿部件的制造方法以及該桿部件。
[0006]本發(fā)明的第一方面涉及一種桿部件的制造方法，該桿部件包括由碳纖維增強(qiáng)樹脂制成的管和具有與管的端部的內(nèi)周面在軸向方向上接觸的外周面的內(nèi)部金屬構(gòu)件。該方法包括:制備芯材，芯材包括沿軸向方向延伸的金屬心軸和具有經(jīng)過表面粗糙化處理的外周面的內(nèi)部金屬構(gòu)件；將通過用樹脂浸漬碳纖維獲得的預(yù)浸片繞芯材的外周面纏繞；通過將繞芯材的外周面纏繞的預(yù)浸處理片進(jìn)行烘烤并固化來形成具有配裝并固定至內(nèi)部金屬構(gòu)件的外周面的端部的管；以及從管移除心軸。
[0007]根據(jù)以上構(gòu)型，在烘烤并固化后，從管僅移除芯材的心軸，內(nèi)部金屬構(gòu)件配裝至管的端部中。在該狀態(tài)下，已從預(yù)浸片滲出的樹脂進(jìn)入內(nèi)部金屬構(gòu)件的經(jīng)過表面粗糙化處理(使表面凹凸化的處理)的外周面的凹部中。據(jù)此，在碳纖維不被切割的狀態(tài)下，管的端部與內(nèi)部金屬構(gòu)件的外周面緊密接觸并且管的端部更牢固地固定至內(nèi)部金屬構(gòu)件的外周面。由于前述原因，可以防止管中的碳纖維在內(nèi)部金屬構(gòu)件固定至由碳纖維增強(qiáng)樹脂制成的管的內(nèi)部時(shí)被切割。
[0008]本發(fā)明的第二方面涉及根據(jù)第一方面的桿部件的制造方法。在第二方面中，內(nèi)部金屬構(gòu)件可以是金屬圓環(huán)，芯材可以通過將該金屬圓環(huán)壓配合至心軸上而制備。
[0009]根據(jù)以上構(gòu)型，在烘烤并固化后，僅芯材的心軸被從管拉出，金屬圓環(huán)配裝至管的端部中。在該狀態(tài)下，已從預(yù)浸片滲出的樹脂進(jìn)入金屬圓環(huán)的經(jīng)過表面粗糙化處理(使表面凹凸化的處理)的外周面的凹部中。據(jù)此，在碳纖維不被切割的狀態(tài)下，管的端部與金屬圓環(huán)的外周面緊密接觸并且管的端部更牢固地固定至金屬圓環(huán)的外周面。
[0010]制造方法還可以包括將金屬部件螺紋緊固至金屬圓環(huán)的內(nèi)周面以將金屬部件緊固至管的端部。另外，該制造方法還可以包括在金屬圓環(huán)的內(nèi)周面中形成擬螺紋緊固至設(shè)置在金屬部件中的外螺紋部的內(nèi)螺紋部。
[0011]另外，金屬部件和金屬圓環(huán)彼此螺紋緊固，因此，與金屬部件壓配合至金屬圓環(huán)的情況不同，可以在不施加額外力至金屬圓環(huán)的情況下將管的端部和金屬部件更可靠及牢固地彼此緊固。因此，金屬圓環(huán)的外周面不咬合至管中，管中的碳纖維沒有被切割。
[0012]由于前述原因，可以防止管中的碳纖維被切割并且可以實(shí)現(xiàn)管與金屬部件之間的聯(lián)接部的強(qiáng)度的提尚。
[0013]預(yù)浸片可以在預(yù)浸片與金屬圓環(huán)的外周面之間設(shè)置有熱粘合膜的情況下繞芯材的外周面纏繞。
[0014]根據(jù)以上構(gòu)型，在熱粘合膜設(shè)置在預(yù)浸片與金屬圓環(huán)的外周面之間的情況下，金屬圓環(huán)的外周面和管不僅通過預(yù)浸片的樹脂而且通過熱粘合膜彼此結(jié)合，因此可以將金屬圓環(huán)更牢固地固定至管。根據(jù)以上構(gòu)型，可以防止管中的碳纖維被切割并且可以實(shí)現(xiàn)管與金屬部件之間的聯(lián)接部的強(qiáng)度的提高。
[0015]本發(fā)明的第三方面涉及根據(jù)第一方面的桿部件的制造方法。在第三方面中，桿部件包括管和金屬部件，金屬部件具有主體部和直徑小于主體部的延伸部，主體部和延伸部沿管的軸向方向布置；內(nèi)部金屬構(gòu)件為延伸部；以及芯材通過將心軸和延伸部沿軸向方向彼此連接來制備。
[0016]通過將預(yù)浸片進(jìn)行烘烤并固化，從預(yù)浸片滲出的樹脂進(jìn)入延伸部的經(jīng)過表面粗糙化處理(使表面凹凸化的處理)的外周面的凹部中。據(jù)此，管與延伸部緊密接觸并且管牢固地固定至延伸部。因此，在桿部件中，管和金屬部件在未在管與金屬部件之間設(shè)置其他部件的情況下直接地彼此聯(lián)接。因此，可以保持管與金屬部件同軸地布置的狀態(tài)并且提高管與金屬部件的定位準(zhǔn)確性。另外，可以省去其他部件并且不再需要采取對策來防止在設(shè)置有其他部件的情況下的碳纖維被切割，因此，可以減少整個(gè)桿部件的制造成本。由于前述情況，可以在提高管與金屬部件的定位準(zhǔn)確性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)制造成本的降低。
[0017]延伸部可以具有直徑隨著在軸向方向上遠(yuǎn)離主體部而增大的漸縮形狀。
[0018]根據(jù)以上構(gòu)型，在延伸部的外周面具有漸縮形狀的情況下，管變得不太可能從延伸部被拉出從而管和金屬部件變得不太可能彼此分離，因此，可以實(shí)現(xiàn)桿部件的強(qiáng)度的提尚O
[0019]延伸部可以包括突出部，所述突出部從延伸部的外周面突出并且在軸向方向上定位管。
[0020]根據(jù)以上構(gòu)型，在延伸部的外周面的突出部將管定位在軸向方向上的情況下，管變得不太可能從延伸部被拉出從而管和金屬部件變得不太可能彼此分離，因此，可以實(shí)現(xiàn)桿部件的強(qiáng)度的提尚。
[0021]預(yù)浸片可以以熱粘合膜設(shè)置在預(yù)浸片與延伸部的外周面之間的方式繞芯材的外周面纏繞。
[0022]根據(jù)以上構(gòu)型，在熱粘合膜設(shè)置在預(yù)浸片與延伸部的外周面之間的情況下，延伸部的外周面和管不僅通過預(yù)浸片的樹脂而且通過熱粘合膜彼此結(jié)合，因此，可以將延伸部更牢固地固定至管。
[0023]本發(fā)明的第四方面是由根據(jù)第一方面的制造方法制造的桿部件。
[0024]根據(jù)該構(gòu)型，可以防止管中的碳纖維在內(nèi)部金屬構(gòu)件固定至由碳纖維增強(qiáng)樹脂制成的管的內(nèi)部時(shí)被切割。
[0025]本發(fā)明的第五方面是由根據(jù)第二方面的制造方法制造的桿部件。
[0026]根據(jù)該構(gòu)型，可以防止管中的碳纖維在金屬圓環(huán)固定至管時(shí)被切割。
[0027]金屬圓環(huán)的一部分可以從管沿軸向方向突出至外側(cè)。
[0028]根據(jù)以上構(gòu)型，金屬圓環(huán)的一部分從管沿軸向方向突出至外側(cè)。因此，當(dāng)管相對于金屬部件彎曲時(shí)，金屬部件不是與管而是與金屬圓環(huán)接觸，因此，可以防止管的端部與金屬部件接觸。由此，可以防止由與金屬部件接觸引起的對管的損壞。
[0029]桿部件可以構(gòu)成包含在齒輪齒條式轉(zhuǎn)向裝置中的齒條桿。
[0030]本發(fā)明的第六方面是由根據(jù)第三方面的制造方法制造的桿部件。
[0031]根據(jù)以上構(gòu)型，可以在提高管與金屬部件的定位準(zhǔn)確性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)制造成本的降低。
[0032]桿部件可以構(gòu)成包含在齒輪齒條式轉(zhuǎn)向裝置中的齒條桿。
【附圖說明】
[0033]下面將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且其中:
[0034]圖1是包括本發(fā)明的第一實(shí)施方式的桿部件221的轉(zhuǎn)向裝置I的示意性正視圖；
[0035]圖2是示出了桿部件221的制造步驟的示意性截面圖；
[0036]圖3是示出了圖2中的步驟之后的步驟的示意性截面圖；
[0037]圖4是示出了圖3中的步驟之后的步驟的示意性截面圖；
[0038]圖5是示出了圖4中的步驟之后的步驟的示意性截面圖；
[0039]圖6是由圖5的VI指示的部分的放大圖；
[0040]圖7是對圖6中所示的桿部件221應(yīng)用第一改型的視圖；
[0041]圖8是包括本發(fā)明的第二實(shí)施方式的桿部件222的轉(zhuǎn)向裝置I的示意性正視圖；
[0042]圖9是示出了桿部件222的制造步驟的示意性截面圖；
[0043]圖10是示出了圖9中的步驟之后的步驟的示意性截面圖；
[0044]圖11是示出了圖10中的步驟之后的步驟的示意性截面圖；
[0045]圖12是由圖11中的雙點(diǎn)劃線包圍的部分的放大圖；
[0046]圖13是對圖12中所示的桿部件222應(yīng)用第二改型的視圖；
[0047]圖14是其中第三改型的第二金屬部件182和管10彼此聯(lián)接的部分的截面圖；以及
[0048]圖15是對圖14中所示的桿部件222應(yīng)用第四改型的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]下文，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的第一實(shí)施方式。圖1是包括本實(shí)施方式的桿部件221的轉(zhuǎn)向裝置I的示意性正視圖。如圖1所示，轉(zhuǎn)向裝置I包括轉(zhuǎn)向構(gòu)件2、轉(zhuǎn)向軸3、第一萬向接頭4、中間軸5、第二萬向接頭6、小齒輪桿7、齒條桿8以及外殼9。
[0050]可以使用例如方向盤作為轉(zhuǎn)向構(gòu)件2。轉(zhuǎn)向軸3的一端聯(lián)接至轉(zhuǎn)向構(gòu)件2。轉(zhuǎn)向軸3的另一端和中間軸5的一端用第一萬向接頭4彼此聯(lián)接。