齿条外壳的制造方法以及齿条外壳的制作方法_2

文档序号:9481725阅读:来源:国知局
X的多个位置逐一设置有圆环状的肋22 (参照图2)。圆环状的肋22与肋20以及21分别正交并遍及筒部13的整周。
[0029]参照图3的(b),筒部13的内周面由覆盖24覆盖,该覆盖24在使各连接部16朝径向外侧折曲时将在连接部16彼此的基端部之间产生的凹部23填埋。由上所述,能够使筒部13的内周面平滑,能够提高筒部13的内周面与齿条轴8的滑动特性等。利用包含填充物19的热塑性树脂将肋20?22以及覆盖24的任意一个与以下说明的连结部14以及15形成为一体。
[0030]参照图2,连结部14整体由包含填充物19的热塑性树脂,形成为与筒部13的一端(图2中为右端)连续的近似筒状。在连结部14中与筒部13侧相反的一侧(图2中为右侧)形成有用于使齿条轴8的一端部(图2中为右端部)向齿条外壳10外突出的开口 25。在连结部14的开口 25的周边部一体化有加强该周边部的金属制的座环26。在座环26安装有供作为与齿条外壳10不同的部件的齿条轴8插通并且允许齿条轴8的直线运动且封闭开口 25的护罩(未图示)。
[0031]在连结部14的侧面形成有开口 27和开口 28。向开口 27插通小齿轮轴7。向开口 28插入用于支承齿条轴8的支持轭(未图示)。另外,在连结部14的侧面突出地设置有用于将齿条外壳10固定于车体的安装部29。在连结部14的开口 27的周边部一体化有加强该周边部的金属制的座环30。向座环30插通作为与齿条外壳10不同的部件的小齿轮轴7。另外,在座环30安装未图示的小齿轮轴的罩。
[0032]在连结部14的开口 28的周边部一体化有加强该周边部的金属制的座环31。向座环31插通作为与齿条外壳10不同的部件的支持轭(未图示)。在座环31安装将插入有支持轭的开口 28封闭的密封部件(未图示)。安装部29通过包含填充物19的热塑性树脂而与连结部14形成为一体。在安装部29 —体化有金属制的座环32,该座环32具备供向车体安装用的螺栓等插通的通孔。
[0033]连结部15整体由包含填充物19的热塑性树脂,形成为与筒部13的另一端(图2中为左端)连续的近似筒状。在连结部15中与筒部13侧相反的一侧(图2中为左侧)形成有开口 33,该开口 33用于使齿条轴8的另一端部(图2中为左端部)向齿条外壳10外突出。在连结部15的开口 33的周边部一体化有加强该周边部的金属制的座环34。在座环34安装供齿条轴8插通并且允许齿条轴8的直线运动且封闭开口 33的护罩(未图示)。
[0034]在连结部15的侧面突出地设置用于将齿条外壳10固定于车体的安装部35。安装部35通过包含填充物19的热塑性树脂而与连结部15形成为一体。在安装部35 —体化有金属制的座环36,该座环36具备供向车体安装用的螺栓等插通的通孔。图4是表示作为筒部13的材料的层叠薄片的结构的示意图。图5的(a)以及图5的(b)是说明通过本发明的制造方法制造齿条外壳10的一个工序的剖视图。
[0035]参照图4,分别准备为了确保成形后的筒部13的厚度所需要的张数的上述碳纤维薄片(称为碳纤维薄片63)、和热塑性树脂的膜片64。单体的碳纤维薄片63处于没有浸渍树脂的干燥状态。考虑筒部13的强度提高、轻型化,能举出由连续延伸的碳纤维55构成的织物、不织物、绞绳等作为碳纤维薄片63。碳纤维55能够使用以“托雷卡(T0RAYCA) ” (注册商标)T300、“托雷卡”(注册商标)Τ700为代表的所谓的碳纤维。也可以将碳纤维55的一部分置换为玻璃纤维、芳纶纤维。碳纤维薄片63中的碳纤维55的方向设定为有助于提高筒部13的刚性。碳纤维55主要沿轴向X被拉齐。
[0036]作为构成膜片64的热塑性树脂能举出尼龙6、尼龙66、聚酰胺66、聚苯硫醚(PPS)、热塑性聚氨基甲酸乙酯(TPU)、聚醚醚酮(PEEK)等热塑性树脂。热塑性树脂的种类可以适当地改变。但是,由于齿条外壳10在车辆的发动机室内从使用开始瞬间达到150°C附近。因此,作为热塑性树脂,优选使用具有在该样的状况下也能够使用的耐热性并且膜片化容易的聚酰胺66、PPS (聚苯硫醚)树脂或者聚醚醚酮树脂。
[0037]层叠上述碳纤维薄片63膜片64,构成1张层叠薄片37。作为碳纤维薄片63和膜片64的层叠图案,优选将碳纤维薄片63与膜片64交替层叠的层叠图案。然而,除此以外,例如也可以是在连续层叠碳纤维薄片63后层叠膜片64那样的层叠图案。
[0038]在层叠薄片37中,碳纤维薄片63与膜片64可以根据需要而通过粘合剂的部分粘合、利用聚酯等的纱线的缝合来暂时固定。在完成的层叠薄片37中,碳纤维薄片63如上所述那样处于干燥的状态。在该实施方式中,层叠薄片37称为“半浸渍薄片(碳纤维55没有浸渍树脂的薄片)”。此外,将纤维预先浸渍了树脂的薄片称为半固化片(薄片)。
[0039]接着,参照图5的(a),为了实施冲压成型的工序和注射模塑成型的工序,准备注射模塑成型用的模具38。在冲压成型的工序中,将两张层叠薄片37分别冲压成型为半筒体17的形状并且使它们结合而形成筒部13。在注射模塑成型的工序中,对包含填充物19的热塑性树脂进行注射模塑成型从而形成肋20?22、连结部14以及15。模具38具备柱状的内型39和两个外型40。内型39具有与筒部13的内径对应的外径并沿轴向X延伸。在两个外型40分别设置有在模具38合模时与对象侧的外型40抵接的平坦的配合面41。在模具38合模时,两个外型40的配合面41彼此面接触。在各外型40的配合面41形成有朝远离对象侧的配合面41的方向凹陷的凹部42。凹部42形成为与筒部13的半周一致。而且,凹部42具有与筒部13的外径对应的内径、和与筒部13的轴向X的全长对应的长度。
[0040]另外,在各外型40以与凹部42连通的方式形成有与肋20?22对应的凹槽43?45。因此,在凹部42的配合面41的开口部形成有凹槽43,该凹槽43具有肋20的一半的厚度的深度并遍及轴向X的凹部42的全长。另外,在各外型40的凹部42的最里部(最深部)形成有凹槽44,该凹槽44与肋21对应并遍及轴向X的凹部42的全长。并且,在凹部42中沿轴向X的多个位置形成有与各肋22对应的圆弧状的凹槽45。
[0041]并且,在图5的(a)中,在右侧的外型40设置有门46,该门46与未图示的射出成型机的喷嘴的前端连接并用于向模具38内注入热塑性树脂。虽然图5的(a)中没有图示,但在模具38的与筒部13对应的区域的轴向X的两侧(纸面近前侧与里侧)连续形成有与上述连结部14以及15(参照图2)各自的立体形状对应的连结部形成区域的空间。在连结部形成区域的规定的位置具备放置座环26、30、31、32、34以及36中对应的座环的保持部。
[0042]在这样的模具38中,通过合模使配合面41彼此面接触的两个外型40与内型39之间的空间,与齿条外壳10的立体形状对应。在使用这样的模具38制造齿条外壳10时,首先准备与半筒体17数目相同的两张上述层叠薄片37。接着使用例如烤炉、红外线加热器将两张层叠薄片37分别加热(预热)到热塑性树脂的熔点前后(主要熔点以上)使它们软化或者熔融。然后如图5(a)所示,将加热的状态的两张层叠薄片37在模具38中与筒部13对应的区域(两个外型40与内型39之间的空间),以夹着内型39的方式放置。此时,在模具38内,如上所述那样在与连结部14以及15分别对应的连结部形成区域的保持部
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