[发明专利]制造杆状构件的方法以及杆状构件

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

日本专利申请公报No.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No.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No.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。

发明内容

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。本发明提供一种制造杆状构件——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——的方法并且还提供该杆状构件。

本发明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。

根据本发明的第一方面，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——分离。

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。