杆部件的制造方法和杆部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种杆部件的制造方法以及该杆部件。
【背景技术】
[0002]日本特许申请公报N0.7-91433 (JP 7-91433 A)中描述的螺桨轴通过将外径与由纤维增强塑料(FRP)制成的主体管的内径大致相等的金属薄环附接至主体管的端部内以及将外径大于薄环的内径的金属接头压配合至薄环中来制造。当压配合金属接头时，布置在薄环的外周面上的硬质颗粒咬合至由FRP制成的主体管的内表面中。
[0003]另外，FRP的应用示例包括如日本特许申请公报N0.5-193097 (JP5-193097 A)中描述的凹版印刷辊一一其中，由纤维增强树脂制成的圆筒形本体经由粘合层配装至金属圆筒形本体中——的辊主体以及如日本特许申请公报N0.2012-153314(JP 2012-153314 A)中描述的通过将预浸料坯绕金属芯材缠绕以形成层并由此形成由碳化FRP制成的外壳而获得的齿条。
[0004]在JP 7-91433 A描述的螺桨轴中，由于薄环的外周面通过将接头压配合至薄环中而咬合至由FRP制成的主体管的内表面中，因此构成FRP的纤维可能被切割。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种能够防止碳纤维在金属构件固定至由碳纤维增强树脂制成的管的内部时被切割的杆部件的制造方法以及该杆部件。
[0006]本发明的第一方面涉及一种杆部件的制造方法，该杆部件包括由碳纤维增强树脂制成的管和具有与管的端部的内周面在轴向方向上接触的外周面的内部金属构件。该方法包括:制备芯材，芯材包括沿轴向方向延伸的金属心轴和具有经过表面粗糙化处理的外周面的内部金属构件；将通过用树脂浸渍碳纤维获得的预浸片绕芯材的外周面缠绕；通过将绕芯材的外周面缠绕的预浸处理片进行烘烤并固化来形成具有配装并固定至内部金属构件的外周面的端部的管；以及从管移除心轴。
[0007]根据以上构型，在烘烤并固化后，从管仅移除芯材的心轴，内部金属构件配装至管的端部中。在该状态下，已从预浸片渗出的树脂进入内部金属构件的经过表面粗糙化处理(使表面凹凸化的处理)的外周面的凹部中。据此，在碳纤维不被切割的状态下，管的端部与内部金属构件的外周面紧密接触并且管的端部更牢固地固定至内部金属构件的外周面。由于前述原因，可以防止管中的碳纤维在内部金属构件固定至由碳纤维增强树脂制成的管的内部时被切割。
[0008]本发明的第二方面涉及根据第一方面的杆部件的制造方法。在第二方面中，内部金属构件可以是金属圆环，芯材可以通过将该金属圆环压配合至心轴上而制备。
[0009]根据以上构型，在烘烤并固化后，仅芯材的心轴被从管拉出，金属圆环配装至管的端部中。在该状态下，已从预浸片渗出的树脂进入金属圆环的经过表面粗糙化处理(使表面凹凸化的处理)的外周面的凹部中。据此，在碳纤维不被切割的状态下，管的端部与金属圆环的外周面紧密接触并且管的端部更牢固地固定至金属圆环的外周面。
[0010]制造方法还可以包括将金属部件螺纹紧固至金属圆环的内周面以将金属部件紧固至管的端部。另外，该制造方法还可以包括在金属圆环的内周面中形成拟螺纹紧固至设置在金属部件中的外螺纹部的内螺纹部。
[0011]另外，金属部件和金属圆环彼此螺纹紧固，因此，与金属部件压配合至金属圆环的情况不同，可以在不施加额外力至金属圆环的情况下将管的端部和金属部件更可靠及牢固地彼此紧固。因此，金属圆环的外周面不咬合至管中，管中的碳纤维没有被切割。
[0012]由于前述原因，可以防止管中的碳纤维被切割并且可以实现管与金属部件之间的联接部的强度的提尚。
[0013]预浸片可以在预浸片与金属圆环的外周面之间设置有热粘合膜的情况下绕芯材的外周面缠绕。
[0014]根据以上构型，在热粘合膜设置在预浸片与金属圆环的外周面之间的情况下，金属圆环的外周面和管不仅通过预浸片的树脂而且通过热粘合膜彼此结合，因此可以将金属圆环更牢固地固定至管。根据以上构型，可以防止管中的碳纤维被切割并且可以实现管与金属部件之间的联接部的强度的提高。
[0015]本发明的第三方面涉及根据第一方面的杆部件的制造方法。在第三方面中，杆部件包括管和金属部件，金属部件具有主体部和直径小于主体部的延伸部，主体部和延伸部沿管的轴向方向布置；内部金属构件为延伸部；以及芯材通过将心轴和延伸部沿轴向方向彼此连接来制备。
[0016]通过将预浸片进行烘烤并固化，从预浸片渗出的树脂进入延伸部的经过表面粗糙化处理(使表面凹凸化的处理)的外周面的凹部中。据此，管与延伸部紧密接触并且管牢固地固定至延伸部。因此，在杆部件中，管和金属部件在未在管与金属部件之间设置其他部件的情况下直接地彼此联接。因此，可以保持管与金属部件同轴地布置的状态并且提高管与金属部件的定位准确性。另外，可以省去其他部件并且不再需要采取对策来防止在设置有其他部件的情况下的碳纤维被切割，因此，可以减少整个杆部件的制造成本。由于前述情况，可以在提高管与金属部件的定位准确性的同时实现制造成本的降低。
[0017]延伸部可以具有直径随着在轴向方向上远离主体部而增大的渐缩形状。
[0018]根据以上构型，在延伸部的外周面具有渐缩形状的情况下，管变得不太可能从延伸部被拉出从而管和金属部件变得不太可能彼此分离，因此，可以实现杆部件的强度的提尚O
[0019]延伸部可以包括突出部，所述突出部从延伸部的外周面突出并且在轴向方向上定位管。
[0020]根据以上构型，在延伸部的外周面的突出部将管定位在轴向方向上的情况下，管变得不太可能从延伸部被拉出从而管和金属部件变得不太可能彼此分离，因此，可以实现杆部件的强度的提尚。
[0021]预浸片可以以热粘合膜设置在预浸片与延伸部的外周面之间的方式绕芯材的外周面缠绕。
[0022]根据以上构型，在热粘合膜设置在预浸片与延伸部的外周面之间的情况下，延伸部的外周面和管不仅通过预浸片的树脂而且通过热粘合膜彼此结合，因此，可以将延伸部更牢固地固定至管。
[0023]本发明的第四方面是由根据第一方面的制造方法制造的杆部件。
[0024]根据该构型，可以防止管中的碳纤维在内部金属构件固定至由碳纤维增强树脂制成的管的内部时被切割。
[0025]本发明的第五方面是由根据第二方面的制造方法制造的杆部件。
[0026]根据该构型，可以防止管中的碳纤维在金属圆环固定至管时被切割。
[0027]金属圆环的一部分可以从管沿轴向方向突出至外侧。
[0028]根据以上构型，金属圆环的一部分从管沿轴向方向突出至外侧。因此，当管相对于金属部件弯曲时，金属部件不是与管而是与金属圆环接触，因此，可以防止管的端部与金属部件接触。由此，可以防止由与金属部件接触引起的对管的损坏。
[0029]杆部件可以构成包含在齿轮齿条式转向装置中的齿条杆。
[0030]本发明的第六方面是由根据第三方面的制造方法制造的杆部件。
[0031]根据以上构型，可以在提高管与金属部件的定位准确性的同时实现制造成本的降低。
[0032]杆部件可以构成包含在齿轮齿条式转向装置中的齿条杆。
【附图说明】
[0033]下面将参照附图描述本发明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，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0034]图1是包括本发明的第一实施方式的杆部件221的转向装置I的示意性正视图；
[0035]图2是示出了杆部件221的制造步骤的示意性截面图；
[0036]图3是示出了图2中的步骤之后的步骤的示意性截面图；
[0037]图4是示出了图3中的步骤之后的步骤的示意性截面图；
[0038]图5是示出了图4中的步骤之后的步骤的示意性截面图；
[0039]图6是由图5的VI指示的部分的放大图；
[0040]图7是对图6中所示的杆部件221应用第一改型的视图；
[0041]图8是包括本发明的第二实施方式的杆部件222的转向装置I的示意性正视图；
[0042]图9是示出了杆部件222的制造步骤的示意性截面图；
[0043]图10是示出了图9中的步骤之后的步骤的示意性截面图；
[0044]图11是示出了图10中的步骤之后的步骤的示意性截面图；
[0045]图12是由图11中的双点划线包围的部分的放大图；
[0046]图13是对图12中所示的杆部件222应用第二改型的视图；
[0047]图14是其中第三改型的第二金属部件182和管10彼此联接的部分的截面图；以及
[0048]图15是对图14中所示的杆部件222应用第四改型的视图。
【具体实施方式】
[0049]下文，将参照附图详细描述本发明的第一实施方式。图1是包括本实施方式的杆部件221的转向装置I的示意性正视图。如图1所示，转向装置I包括转向构件2、转向轴3、第一万向接头4、中间轴5、第二万向接头6、小齿轮杆7、齿条杆8以及外壳9。
[0050]可以使用例如方向盘作为转向构件2。转向轴3的一端联接至转向构件2。转向轴3的另一端和中间轴5的一端用第一万向接头4彼此联接。