JP6288418B2

JP6288418B2 - Rack bar manufacturing method

Info

Publication number: JP6288418B2
Application number: JP2013254397A
Authority: JP
Inventors: 国島　武史; 武史国島
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2033-12-09
Also published as: JP2015113359A

Description

この発明は、たとえば車両のステアリング装置を構成するラックバーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a rack bar that constitutes, for example, a vehicle steering device.

下記特許文献１のプロペラシャフトは、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製本体筒の端部内側に、その本体筒の内径と実質的に等しい金属製薄肉リングが装着され、その薄肉リングの内側に、薄肉リングの内径よりも大きな外径を有する金属製継手が圧入されることによって製造される。当該圧入の際、薄肉リングの外周面に配置した硬質の粒子がＦＲＰ製本体筒の内面に食い込む。 In the propeller shaft of Patent Document 1 below, a thin metal ring that is substantially equal to the inner diameter of the main body cylinder is attached to the inside of the end of the FRP (fiber reinforced plastic) main body cylinder. It is manufactured by press fitting a metal joint having an outer diameter larger than the inner diameter of the ring. During the press-fitting, the hard particles arranged on the outer peripheral surface of the thin ring bite into the inner surface of the FRP main body cylinder.

また、繊維強化プラスチックの応用例としては、下記特許文献２のように、金属円筒体の内部に接着層を介してＦＲＰ製円筒体が内嵌されたグラビア用印刷ロールのロール本体や、下記特許文献３のように、芯金の小径部にプリプレグを巻きつけて積層し、炭素繊維強化プラスチック外殻を形成することによって得られるラックが挙げられる。 In addition, as an application example of fiber reinforced plastic, as disclosed in Patent Document 2 below, a roll body of a gravure printing roll in which a FRP cylindrical body is fitted inside a metal cylindrical body via an adhesive layer, and the following patent As in Document 3, a rack obtained by winding a prepreg around a small diameter portion of a core metal and laminating it to form a carbon fiber reinforced plastic outer shell can be mentioned.

特開平７−９１４３３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-91433 特開平５−１９３０９７号公報JP-A-5-193097 特開２０１３−７５５３３号公報JP 2013-75533 A

特許文献１のプロペラシャフトは、ＦＲＰ製本体筒と継手との間に薄肉リングが存在するので、ＦＲＰ製本体筒と継手とを同軸状になるように位置決めすること（同軸度の確保ともいう）が困難である。さらに、薄肉リングに対する継手の圧入によって、薄肉リングの外周面がＦＲＰ製本体筒の内面に食い込むため、本体筒の繊維強化プラスチックを構成する繊維が切断される虞がある。そこで、繊維の切断の防止するための加工等の対策が必要となるので、プロペラシャフトの製造コストが増大する虞がある。 In the propeller shaft of Patent Document 1, since a thin ring exists between the FRP main body cylinder and the joint, the FRP main body cylinder and the joint are positioned so as to be coaxial (also referred to as ensuring the coaxiality). Is difficult. Furthermore, since the outer peripheral surface of the thin ring bites into the inner surface of the FRP main body cylinder due to the press fitting of the joint to the thin ring, the fibers constituting the fiber reinforced plastic of the main body cylinder may be cut. Therefore, since measures such as processing for preventing the fiber from being cut are necessary, the manufacturing cost of the propeller shaft may increase.

この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、炭素繊維強化樹脂製のパイプと金属部品とを連結することでバー状部品を構成する場合において、パイプと金属部品との位置決め精度を向上させつつ、製造コストの低減を図ることができるラックバーの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made under such a background, and in the case where a bar-shaped part is configured by connecting a pipe made of carbon fiber reinforced resin and a metal part, the positioning accuracy between the pipe and the metal part is improved. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a rack bar that can improve the manufacturing cost while improving the manufacturing cost.

請求項１記載の発明は、炭素繊維強化樹脂製のパイプ（１０）と、前記パイプの軸方向（Ｘ）に並ぶ本体部（２０）および前記本体部よりも細い延長部（２１）を有し、前記延長部において前記パイプに連結される金属部品（１７，１８）とを含むラックバー（８）の製造方法であって、前記軸方向に延びる金属製のマンドレル（２４）と、前記金属部品において粗面加工が施された外周面（２１Ａ）を有する前記延長部とを前記軸方向につなげることによって構成される芯材（２３）の外周面（２３Ａ）に、炭素繊維に樹脂（２８）を含浸させたプリプレグシート（２６）を巻き付ける工程と、前記芯材の外周面に巻き付けられた前記プリプレグシートを焼成硬化させることによって、前記延長部の外周面に対して一部（１０Ａ，１０Ｂ）が外嵌固定された前記パイプを形成する工程と、前記芯材のうち前記マンドレルだけを前記パイプから取り除く工程と、を含み、前記プリプレグシートを巻き付ける工程では、前記プリプレグシートが、前記軸方向における前記プリプレグシートの端部と前記金属部品の前記本体部との間に隙間が設けられ、かつ、前記マンドレルの外周面と前記金属部品の前記延設部の前記外周面とに跨るように、前記芯材の外周面に巻き付けられることを特徴とする、ラックバーの製造方法である。 The invention according to claim 1 has a pipe (10) made of carbon fiber reinforced resin, a main body (20) aligned in the axial direction (X) of the pipe, and an extension (21) narrower than the main body. A method of manufacturing a rack bar ( 8 ) including a metal part (17, 18) connected to the pipe in the extension portion, the metal mandrel (24) extending in the axial direction, and the metal part In the outer peripheral surface (23A) of the core member (23) formed by connecting the extending portion having the outer peripheral surface (21A) subjected to the rough surface processing in the axial direction, the resin (28) to the carbon fiber. A portion (10A, 10B) with respect to the outer peripheral surface of the extension portion by winding the prepreg sheet (26) impregnated with the prepreg sheet, and baking and curing the prepreg sheet wound around the outer peripheral surface of the core material There forming a fitted fixed the pipe comprises a step of removing only the mandrel from the pipe of the core material, in the step of winding the prepreg sheet, the prepreg sheet, in the axial direction a gap is provided between the main body portion of the metal part and the end portion of the prepreg sheet, and, in so that extend over the outer peripheral surface and the outer peripheral surface of the extended portion of the front Symbol metal parts of the mandrel The method of manufacturing a rack bar is characterized by being wound around the outer peripheral surface of the core member .

請求項２記載の発明は、前記延長部の外周面は、前記軸方向において前記本体部から離れるにしたがって拡径するテーパ状であることを特徴とする、請求項１記載のラックバーの製造方法である。
請求項３記載の発明は、前記延長部は、その外周面から突出し、前記パイプを前記軸方向に位置決めするための突出部（３１）を含むことを特徴とする、請求項１記載のラックバーの製造方法である。 According to a second aspect of the invention, the outer peripheral surface of said extension, characterized in that in the axial direction is tapered to enlarged as the distance from the body portion, the manufacturing method of the rack bar according to claim 1, wherein It is.
The invention according to claim 3 is the rack bar according to claim 1, wherein the extension part protrudes from an outer peripheral surface thereof and includes a protrusion part (31) for positioning the pipe in the axial direction. It is a manufacturing method.

請求項４記載の発明は、前記プリプレグシートを前記芯材の外周面に巻き付ける工程は、前記プリプレグシートと前記延長部の外周面との間に熱接着フィルム（３０）を介在させる工程を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のラックバーの製造方法である。
請求項５記載の発明は、前記金属部品が、前記軸方向における前記パイプの一端に連結される第１金属部品と、前記軸方向における前記パイプの他端に連結される第２金属部品とを有し、前記第１金属部品および前記第２金属部品のうちの少なくとも一方には、ラック歯が形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のラックバーの製造方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, the step of winding the prepreg sheet around the outer peripheral surface of the core includes a step of interposing a thermal adhesive film (30) between the prepreg sheet and the outer peripheral surface of the extension portion. The method of manufacturing a rack bar according to any one of claims 1 to 3.
According to a fifth aspect of the present invention, the metal part includes a first metal part connected to one end of the pipe in the axial direction, and a second metal part connected to the other end of the pipe in the axial direction. The rack bar according to any one of claims 1 to 4 , wherein rack teeth are formed on at least one of the first metal part and the second metal part. It is a manufacturing method.

なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 Contact name above, like numbers in parentheses, but is representative of the reference numerals of the corresponding components in embodiments described later, it is not intended to limit the scope of the claims by these reference numerals.

請求項１記載の発明によれば、バー状部品は、炭素繊維強化樹脂製のパイプと、延長部を有する金属部品とを含んでいる。バー状部品の製造の際に準備される芯材は、パイプの軸方向に延びる金属製のマンドレルと、金属部品において粗面加工が施された外周面を有する延長部とを軸方向につなげることによって構成されている。バー状部品の製造の際、炭素繊維に樹脂を含浸させたプリプレグシートが芯材の外周面に巻き付けられた後に焼成硬化されることで、延長部の外周面に対して一部が外嵌固定されたパイプが形成される。 According to the first aspect of the present invention, the bar-shaped component includes a pipe made of carbon fiber reinforced resin and a metal component having an extension. The core material prepared in the manufacture of the bar-shaped part is an axial connection between a metal mandrel extending in the axial direction of the pipe and an extension having an outer peripheral surface that has been roughened in the metal part. It is constituted by. When manufacturing bar-shaped parts, a prepreg sheet with carbon fiber impregnated with resin is wound around the outer peripheral surface of the core material and then baked and cured, so that part of the extension is fixed to the outer peripheral surface of the extension. A pipe is formed.

プリプレグシートの焼成硬化によって、延長部において粗面加工（凹凸加工）が施された外周面の凹部には、プリプレグシートから染み出した樹脂が進入している。これにより、パイプは、延長部に密着し、強固に固定されている。
このように、バー状部品では、パイプと金属部品との間に別部品を介在させることなく、パイプと金属部品とが直接連結されている。そのため、パイプと金属部品とが同軸状に配置された状態を保つことができ、パイプと金属部品との位置決め精度を向上させることができる。また、当該別部品を省略できるうえに、当該別部品を備える場合において炭素繊維の切断の防止するための必要となる対策が不要となるため、バー状部品全体の製造コストを低減することができる。 Due to the calcination and hardening of the prepreg sheet, the resin that has exuded from the prepreg sheet has entered the recesses on the outer peripheral surface that has been subjected to rough surface processing (concavo-convex processing) at the extension. As a result, the pipe is in close contact with the extension and is firmly fixed.
Thus, in the bar-shaped part, the pipe and the metal part are directly connected without interposing another part between the pipe and the metal part. Therefore, the state where the pipe and the metal part are coaxially arranged can be maintained, and the positioning accuracy between the pipe and the metal part can be improved. In addition, the separate part can be omitted, and when the separate part is provided, a necessary measure for preventing the cutting of the carbon fiber is not required, and thus the manufacturing cost of the entire bar-shaped part can be reduced. .

以上の結果、パイプと金属部品との位置決め精度を向上させつつ、製造コストの低減を図ることができる。
請求項２記載の発明のように延長部の外周面がテーパ状である場合、パイプが延長部から抜けにくくなることから、パイプと金属部品とが分解しにくくなるので、バー状部品の強度の向上を図ることができる。 As a result, the manufacturing cost can be reduced while improving the positioning accuracy between the pipe and the metal part.
When the outer peripheral surface of the extension portion is tapered as in the second aspect of the invention, since the pipe is difficult to be removed from the extension portion, the pipe and the metal part are difficult to disassemble. Improvements can be made.

請求項３記載の発明のように延長部の外周面の突出部がパイプを軸方向に位置決めている場合、パイプが延長部から抜けにくくなることから、パイプと金属部品とが分解しにくくなるので、バー状部品の強度の向上を図ることができる。
請求項４記載の発明のように、プリプレグシートと延長部の外周面との間に熱接着フィルムを介在させる場合、延長部の外周面とパイプとが、プリプレグシートの樹脂だけでなく熱接着フィルムによっても接着されるため、延長部とパイプとをより強固に固定することができる。 When the protruding portion of the outer peripheral surface of the extension portion positions the pipe in the axial direction as in the invention described in claim 3, it is difficult for the pipe and the metal part to be disassembled because the pipe is difficult to be removed from the extension portion. The strength of the bar-shaped part can be improved.
When the thermal adhesive film is interposed between the prepreg sheet and the outer peripheral surface of the extension portion as in the invention described in claim 4, the outer peripheral surface of the extension portion and the pipe are not only the resin of the prepreg sheet but also the thermal adhesive film. Therefore, the extension portion and the pipe can be more firmly fixed.

図１は、本発明の一実施形態におけるバー状部品２２を備えるステアリング装置１の概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view of a steering apparatus 1 including a bar-like component 22 according to an embodiment of the present invention. 図２は、バー状部品２２の製造工程を示す模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the bar-shaped component 22. 図３は、図２の次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 図４は、図３の次の工程を示す模式的な断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG. 図５は、図４において２点鎖線で囲った部分を拡大して示した図である。FIG. 5 is an enlarged view of a portion surrounded by a two-dot chain line in FIG. 図６は、図５に本発明の第１変形例を適用した図である。FIG. 6 is a diagram in which the first modification of the present invention is applied to FIG. 図７は、第２変形例の第２金属部品１８とパイプ１０とが連結している部分の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a portion where the second metal part 18 and the pipe 10 of the second modification are connected. 図８は、図７に第３変形例を適用した図である。FIG. 8 is a diagram in which the third modification is applied to FIG.

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態におけるバー状部品２２を備えるステアリング装置１の概略正面図である。
図１を参照して、ステアリング装置１は、操舵部材２と、ステアリングシャフト３と、中間軸５と、ピニオン軸７と、ラックバー８と、ハウジング９とを主に含んでいる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic front view of a steering apparatus 1 including a bar-like component 22 according to an embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, steering device 1 mainly includes a steering member 2, a steering shaft 3, an intermediate shaft 5, a pinion shaft 7, a rack bar 8, and a housing 9.

操舵部材２として、たとえば、ステアリングホイールを用いることができる。操舵部材２には、ステアリングシャフト３の一端が連結されている。ステアリングシャフト３の他端と中間軸５の一端とが自在継手４によって連結されている。また、中間軸５の他端とピニオン軸７の一端とが自在継手６によって連結されている。ステアリングシャフト３と、中間軸５と、ピニオン軸７とは、同一直線上に存在しなくてもよい。 For example, a steering wheel can be used as the steering member 2. One end of a steering shaft 3 is connected to the steering member 2. The other end of the steering shaft 3 and one end of the intermediate shaft 5 are connected by a universal joint 4. Further, the other end of the intermediate shaft 5 and one end of the pinion shaft 7 are connected by a universal joint 6. The steering shaft 3, the intermediate shaft 5, and the pinion shaft 7 do not have to be on the same straight line.

ピニオン軸７の他端の外周面にはピニオン歯１４が一体的に設けられている。ラックバー８は、車両の幅方向（図１の左右方向）に延びる略円柱状である。ここで、ラックバー８が延びる方向を軸方向Ｘとする。軸方向Ｘは、車両の幅方向（図１の左右方向）と同じである。
ラックバー８の外周面の周上１箇所には、ピニオン歯１４と噛み合うラック歯１５が形成されている。ピニオン軸７のピニオン歯１４およびラックバー８のラック歯１５は、互いに噛み合うことでラックアンドピニオン式の転舵機構Ａを構成している。 Pinion teeth 14 are integrally provided on the outer peripheral surface of the other end of the pinion shaft 7. The rack bar 8 has a substantially cylindrical shape extending in the width direction of the vehicle (the left-right direction in FIG. 1). Here, the direction in which the rack bar 8 extends is defined as the axial direction X. The axial direction X is the same as the vehicle width direction (left-right direction in FIG. 1).
Rack teeth 15 that mesh with the pinion teeth 14 are formed at one place on the circumference of the outer peripheral surface of the rack bar 8. The pinion teeth 14 of the pinion shaft 7 and the rack teeth 15 of the rack bar 8 mesh with each other to constitute a rack-and-pinion type steering mechanism A.

ラックバー８は、ハウジング９に収容されている。ハウジング９は、車体に固定される略円筒体である。ラックバー８の両端部は、ハウジング９の両側へ突出し、各端部にはそれぞれ継手１１を介してタイロッド１２が結合されている。各タイロッド１２は、対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する転舵輪１３に連結されている。
操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン歯１４およびラック歯１５によって、軸方向Ｘに沿ったラックバー８の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１３の転舵が達成される。このように、ラックバー８は、操舵部材２の操舵に応じて軸方向Ｘに移動することによって転舵輪１３を転舵させることができる。 The rack bar 8 is accommodated in the housing 9. The housing 9 is a substantially cylindrical body fixed to the vehicle body. Both end portions of the rack bar 8 protrude to both sides of the housing 9, and tie rods 12 are coupled to the respective end portions via joints 11. Each tie rod 12 is connected to a corresponding steered wheel 13 via a corresponding knuckle arm (not shown).
When the steering member 2 is operated and the steering shaft 3 is rotated, this rotation is converted into a linear motion of the rack bar 8 along the axial direction X by the pinion teeth 14 and the rack teeth 15. Thereby, the turning of the steered wheel 13 is achieved. Thus, the rack bar 8 can steer the steered wheels 13 by moving in the axial direction X in accordance with the steering of the steering member 2.

ラックバー８は、一端部（図１における軸方向Ｘの左側の端部）８Ａと他端部（図１における軸方向Ｘの右側の端部）８Ｂとを含んでいる。ラックバー８は、パイプ１０と、２つの金属部品である第１金属部品１７および第２金属部品１８とを主に含んでいる。第２金属部品１８には、ラック歯１５が設けられている。
パイプ１０は、炭素繊維強化樹脂製であり、軸方向Ｘに延びる略円筒状である。パイプ１０は、たとえばラックバー８においてラック歯１５よりも一端部８Ａ側に設けられており、軸方向Ｘにおいて第１金属部品１７と第２金属部品１８との間に配置されている。パイプ１０の一端部（図１における軸方向Ｘの左側の端部）に、符号「１０Ａ」を付し、他端部（図１における軸方向Ｘの右側の端部）に符号「１０Ｂ」を付し、パイプ１０の内周面に、符号「１０Ｃ」を付すことにする。 The rack bar 8 includes one end (the left end in the axial direction X in FIG. 1) 8A and the other end (the right end in the axial direction X in FIG. 1) 8B. The rack bar 8 mainly includes a pipe 10 and two metal parts, a first metal part 17 and a second metal part 18. Rack teeth 15 are provided on the second metal component 18.
The pipe 10 is made of carbon fiber reinforced resin and has a substantially cylindrical shape extending in the axial direction X. The pipe 10 is provided, for example, on the rack bar 8 on the one end 8 A side with respect to the rack teeth 15, and is disposed between the first metal component 17 and the second metal component 18 in the axial direction X. One end of the pipe 10 (the left end in the axial direction X in FIG. 1) is marked with “10A”, and the other end (the right end in the axial direction X in FIG. 1) is marked with “10B”. The reference numeral “10C” is attached to the inner peripheral surface of the pipe 10.

第１金属部品１７は、ラックバー８の一端部８Ａとして、一端部８Ａ側の継手１１に隣接している。第１金属部品１７は、パイプ１０の一端部１０Ａに対してラックバー８の一端部８Ａ側から連結されている。
第１金属部品１７は、軸方向Ｘに並ぶ本体部２０および延長部２１を一体的に有している。本体部２０は、軸方向Ｘに延びる中心軸を有する円筒状である。延長部２１は、第１金属部品１７において本体部２０よりもラックバー８の他端部８Ｂ側に設けられている。延長部２１は、本体部２０から他端部８Ｂ側へ向けて軸方向Ｘに延びる円筒状である。延長部２１は、本体部２０よりも細く、本体部２０と同軸状に並んでいる。また、第１金属部品１７には、軸方向Ｘに延びる挿通孔１７Ａが形成されている。挿通孔１７Ａは、本体部２０および延長部２１のそれぞれの中心軸を通って本体部２０および延長部２１の両方を軸方向Ｘに貫通している。 The first metal component 17 is adjacent to the joint 11 on the one end 8A side as one end 8A of the rack bar 8. The first metal component 17 is connected to the one end 10 A of the pipe 10 from the one end 8 A side of the rack bar 8.
The first metal component 17 integrally has a main body portion 20 and an extension portion 21 arranged in the axial direction X. The main body 20 has a cylindrical shape having a central axis extending in the axial direction X. The extension 21 is provided on the first metal component 17 on the other end 8B side of the rack bar 8 with respect to the main body 20. The extension portion 21 has a cylindrical shape extending in the axial direction X from the main body portion 20 toward the other end portion 8B side. The extension 21 is narrower than the main body 20 and is arranged coaxially with the main body 20. The first metal component 17 is formed with an insertion hole 17A extending in the axial direction X. The insertion hole 17A penetrates both the main body 20 and the extension 21 in the axial direction X through the central axes of the main body 20 and the extension 21.

第２金属部品１８は、ラックバー８の他端部８Ｂとして、他端部８Ｂ側の継手１１に隣接している。第２金属部品１８は、ラック歯１５の摩耗を防止するために、たとえば、焼き入れ処理したＳ４５Ｃ等の炭素鋼で形成されている。ここでの焼き入れ処理としては、浸炭焼き入れ加工や高周波焼き入れ加工等が挙げられる。第２金属部品１８は、パイプ１０の他端部１０Ｂに対してラックバー８の他端部８Ｂ側から連結されている。第２金属部品１８は、第１金属部品１７と同様に、前述した本体部２０および延長部２１を一体的に有している。ただし、第２金属部品１８の本体部２０および延長部２１は、第１金属部品１７の本体部２０および延長部２１とは、寸法（直径や軸方向Ｘにおける長さ）等において異なっていてもよい。 The second metal component 18 is adjacent to the joint 11 on the other end 8B side as the other end 8B of the rack bar 8. The second metal component 18 is made of, for example, a carbon steel such as S45C that has been quenched to prevent the rack teeth 15 from being worn. Examples of the quenching process include carburizing quenching and induction quenching. The second metal component 18 is connected to the other end 10 B of the pipe 10 from the other end 8 B side of the rack bar 8. Similar to the first metal component 17, the second metal component 18 integrally includes the main body portion 20 and the extension portion 21 described above. However, the main body portion 20 and the extension portion 21 of the second metal component 18 may differ from the main body portion 20 and the extension portion 21 of the first metal component 17 in dimensions (diameter and length in the axial direction X). Good.

第２金属部品１８の本体部２０は、軸方向Ｘに延びる中心軸を有する円筒状である。この本体部２０にラック歯１５が設けられている。第２金属部品１８の延長部２１は、第２金属部品１８において本体部２０よりもラックバー８の一端部８Ａ側に設けられている。延長部２１は、本体部２０から一端部８Ａ側へ向けて軸方向Ｘに延びる円筒状である。ただし、第２金属部品１８は、第１金属部品１７の挿通孔１７Ａに相当する挿通孔を有しておらず、中実となっている。 The main body portion 20 of the second metal component 18 has a cylindrical shape having a central axis extending in the axial direction X. Rack teeth 15 are provided on the main body 20. The extension portion 21 of the second metal component 18 is provided on the end portion 8 A side of the rack bar 8 with respect to the main body portion 20 in the second metal component 18. The extension portion 21 has a cylindrical shape extending in the axial direction X from the main body portion 20 toward the one end portion 8A side. However, the second metal part 18 does not have an insertion hole corresponding to the insertion hole 17A of the first metal part 17, and is solid.

第１金属部品１７の延長部２１が、パイプ１０の一端部１０Ａの中空部分に対して軸方向Ｘ（図１における左側）から嵌め込められている。また、第２金属部品１８の延長部２１が、パイプ１０の他端部１０Ｂの中空部分に対して軸方向Ｘ（図１における右側）から嵌め込められている。これにより、第１金属部品１７および第２金属部品１８のそれぞれは、延長部２１において、パイプ１０の端部（一端部１０Ａまたは他端部１０Ｂ）に対して軸方向Ｘから連結されている。 The extension portion 21 of the first metal component 17 is fitted from the axial direction X (left side in FIG. 1) into the hollow portion of the one end portion 10A of the pipe 10. Further, the extension portion 21 of the second metal part 18 is fitted into the hollow portion of the other end portion 10B of the pipe 10 from the axial direction X (right side in FIG. 1). Thereby, each of the 1st metal component 17 and the 2nd metal component 18 is connected with the end part (the one end part 10A or the other end part 10B) of the pipe 10 from the axial direction X in the extension part 21.

連結状態のパイプ１０、第１金属部品１７および第２金属部品１８は、一体化されていて、全体として軸方向Ｘに延びるバー状部品２２を構成している。このバー状部品２２が、ラックバー８を構成している。ラックバー８の一部が炭素繊維強化樹脂製のパイプ１０で構成されているので、ラックバー８全体を金属で構成する場合と比べて、大幅な軽量化を図ることができる。 The connected pipe 10, the first metal part 17, and the second metal part 18 are integrated to form a bar-shaped part 22 that extends in the axial direction X as a whole. This bar-shaped component 22 constitutes the rack bar 8. Since a part of the rack bar 8 is constituted by the pipe 10 made of carbon fiber reinforced resin, the weight can be significantly reduced as compared with the case where the whole rack bar 8 is constituted by metal.

次に、このようなバー状部品２２の製造方法について説明する。
図２は、バー状部品２２の製造工程を示す模式的な断面図である。図２における各部材の姿勢は、図１と一致している（後述する図３〜図８においても同様）。
図２を参照して、バー状部品２２の製造の初期段階として、芯材２３が準備される。芯材２３は、円筒状のパイプ１０を形成するために必要な部材である。芯材２３は、マンドレル２４と、第１金属部品１７および第２金属部品１８の各延長部２１とを軸方向Ｘにつなげることによって構成されている。 Next, a method for manufacturing such a bar-shaped part 22 will be described.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the bar-shaped component 22. The posture of each member in FIG. 2 is the same as that in FIG. 1 (the same applies to FIGS. 3 to 8 described later).
With reference to FIG. 2, a core material 23 is prepared as an initial stage of manufacturing the bar-shaped part 22. The core material 23 is a member necessary for forming the cylindrical pipe 10. The core member 23 is configured by connecting the mandrel 24 and the extended portions 21 of the first metal component 17 and the second metal component 18 in the axial direction X.

マンドレル２４は、金属製であり、軸方向Ｘに延びる円柱状である。
第１金属部品１７および第２金属部品１８の各延長部２１の外周面２１Ａには、予め粗面加工が施されている。そのため、外周面２１Ａは、多数の凹凸部２７を有している。ここでの粗面加工としては、たとえば、アヤメローレット加工、キー溝加工、スプライン加工、ショットブラスト加工、酸によるエッチング、レーザーエッチング等が挙げられるが、加工コストを考慮するとアヤメローレット加工が望ましい。 The mandrel 24 is made of metal and has a cylindrical shape extending in the axial direction X.
The outer peripheral surface 21A of each extension portion 21 of the first metal component 17 and the second metal component 18 is roughened in advance. Therefore, the outer peripheral surface 21 A has a large number of uneven portions 27. Examples of the rough surface processing here include iris knurl processing, key groove processing, spline processing, shot blast processing, acid etching, laser etching, and the like.

また、第２金属部品１８は、前述した焼き入れ加工が施されているため、第２金属部品１８の延長部２１は、曲げ応力に対する耐力が向上されており、延長部２１の外周面２１Ａにおいて粗面加工が施された部分は、焼き入れ加工が施されていない材料と比較して靭性が向上されている。なお、第１金属部品１７にも焼き入れ加工が施されてもよい。
図２では、バー状部品２２の製造工程の初期段階として、マンドレル２４と、第１金属部品１７および第２金属部品１８の各延長部２１とを軸方向Ｘにつなげることによって芯材２３が準備される。具体的には、第１金属部品１７と第２金属部品１８とが、互いの延長部２１が対向した状態で、軸方向Ｘに離して配置され、その後、第１金属部品１７の挿通孔１７Ａにマンドレル２４が挿通される。挿入後のマンドレル２４では、一部が挿通孔１７Ａ内に残っているもの、他の部分は、挿通孔１７Ａからはみ出して第２金属部品１８まで延びている。マンドレル２４において第２金属部品１８側の端部２４Ａは、第２金属部品１８の延長部２１に対して軸方向Ｘ（第１金属部品１７側）から突き当たっている。これにより、第１金属部品１７と第２金属部品１８との間にマンドレル２４が架設され、第１金属部品１７と第２金属部品１８とマンドレル２４とが同軸状で連結された状態になり、芯材２３が完成する。なお、第２金属部品１８およびマンドレル２４のうち、一方に凸部が設けられ、他方に凹部が設けられて、凸部が凹部に嵌まり込むことによって第２金属部品１８とマンドレル２４とが同軸状に位置決めされてもよいし、凹部および凸部の代わりに、位置決めのための専用の治具を用いてもよい。 Further, since the second metal part 18 has been subjected to the above-described quenching process, the extension portion 21 of the second metal part 18 has improved resistance to bending stress, and the outer peripheral surface 21A of the extension portion 21 is improved. The toughness is improved in the portion subjected to the rough surface processing as compared with the material not subjected to the quenching processing. The first metal component 17 may also be quenched.
In FIG. 2, as an initial stage of the manufacturing process of the bar-shaped part 22, the core member 23 is prepared by connecting the mandrel 24 and the extended portions 21 of the first metal part 17 and the second metal part 18 in the axial direction X. Is done. Specifically, the first metal component 17 and the second metal component 18 are arranged apart from each other in the axial direction X with the extension portions 21 facing each other, and then the insertion hole 17 A of the first metal component 17. The mandrel 24 is inserted through the cable. In the mandrel 24 after insertion, part of the mandrel 24 remains in the insertion hole 17A, and the other part extends from the insertion hole 17A and extends to the second metal part 18. In the mandrel 24, the end portion 24 A on the second metal component 18 side abuts against the extension portion 21 of the second metal component 18 from the axial direction X (first metal component 17 side). Thereby, the mandrel 24 is constructed between the first metal part 17 and the second metal part 18, and the first metal part 17, the second metal part 18 and the mandrel 24 are coaxially connected, The core material 23 is completed. Of the second metal part 18 and the mandrel 24, a convex part is provided on one side, a concave part is provided on the other side, and the convex part fits into the concave part, whereby the second metal part 18 and the mandrel 24 are coaxial. In place of the concave and convex portions, a dedicated jig for positioning may be used.

完成した芯材２３の外周面２３Ａは、各延長部２１の外周面２１Ａと、マンドレル２４において挿通孔１７Ａから第２金属部品１８側にはみ出ている部分の外周面２４Ｂとを含んでいる。
第１金属部品１７と第２金属部品１８とマンドレル２４とが同軸状で連結されていることから、第１金属部品１７および第２金属部品１８の各延長部２１の中心軸Ｃ１とマンドレル２４の中心軸Ｃ２とは、一致して軸方向Ｘに延びている。 The completed outer peripheral surface 23 A of the core member 23 includes an outer peripheral surface 21 A of each extension portion 21 and an outer peripheral surface 24 B of the mandrel 24 that protrudes from the insertion hole 17 A to the second metal component 18 side.
Since the first metal part 17, the second metal part 18, and the mandrel 24 are connected coaxially, the central axis C 1 of each extension 21 of the first metal part 17 and the second metal part 18 and the mandrel 24 The central axis C2 extends in the axial direction X in agreement.

図３は、図２の次の工程を示す模式的な断面図である。
図３を参照して、前述したパイプの材料となるプリプレグシート２６が準備される。プリプレグシート２６は、たとえば一方向（Uni-Direction）に引き揃えられた多数の炭素繊維（図示せず）に樹脂２８を含浸させたシート状である。プリプレグシート２６には、“トレカ”（商標登録）Ｔ３００や“トレカ”（商標登録）Ｔ７００に代表されるあらゆる炭素繊維を用いることができる。また、樹脂２８には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂および不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。ラックバー８は、車両のエンジンルーム内で使用されるため、樹脂２８の硬化温度は、１３０℃以上であることが望ましい。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG.
With reference to FIG. 3, the prepreg sheet 26 used as the material of the pipe is prepared. The prepreg sheet 26 is, for example, a sheet shape in which a large number of carbon fibers (not shown) aligned in one direction (Uni-Direction) are impregnated with a resin 28. For the prepreg sheet 26, any carbon fiber typified by “Torayca” (registered trademark) T300 and “Torayca” (registered trademark) T700 can be used. The resin 28 may be a thermosetting resin such as an epoxy resin, a polyimide resin, a bismaleimide resin, and an unsaturated polyester resin. Since the rack bar 8 is used in the engine room of the vehicle, the curing temperature of the resin 28 is preferably 130 ° C. or higher.

図３に示す工程において、プリプレグシート２６は、たとえばシートワインディング法によって芯材２３の外周面２３Ａに対して１重または２重以上に巻き付けられる。巻き付け後の状態では、図３に示すように、プリプレグシート２６がマンドレル２４と各延長部２１とに跨っている。また、プリプレグシート２６は、マンドレル２４の外周面２４Ｂおよび各延長部２１の外周面２１Ａに対して密着して、芯材２３を取り囲んでいることから、全体として略円筒状になっている。 In the process shown in FIG. 3, the prepreg sheet 26 is wound around the outer peripheral surface 23 A of the core member 23 in a single or double manner by, for example, a sheet winding method. In the state after winding, as shown in FIG. 3, the prepreg sheet 26 straddles the mandrel 24 and each extension portion 21. Further, since the prepreg sheet 26 is in close contact with the outer peripheral surface 24B of the mandrel 24 and the outer peripheral surface 21A of each extension portion 21 and surrounds the core member 23, the prepreg sheet 26 has a substantially cylindrical shape as a whole.

次に、芯材２３の外周面２３Ａに巻き付けられた状態のプリプレグシート２６を焼成硬化させる。ここでの焼成硬化により、プリプレグシート２６の形状は、芯材２３の外周面２３Ａに巻き付けられたときの略円筒状のままで固定される。その後、プリプレグシート２６は、常温での冷却を経てパイプ１０となる。つまり、パイプ１０は、外周面２３Ａに巻き付けられたプリプレグシート２６を焼成硬化させることによって形成される。この状態のパイプ１０では、一部（端部１０Ａおよび１０Ｂ）が、各延長部２１の外周面２１Ａに対して外嵌（詳しくは、後述するように外嵌固定）されている。 Next, the prepreg sheet 26 wound around the outer peripheral surface 23 A of the core material 23 is baked and cured. By the baking and curing here, the shape of the prepreg sheet 26 is fixed in a substantially cylindrical shape when wound around the outer peripheral surface 23 A of the core member 23. Thereafter, the prepreg sheet 26 becomes the pipe 10 after cooling at room temperature. That is, the pipe 10 is formed by baking and curing the prepreg sheet 26 wound around the outer peripheral surface 23A. In the pipe 10 in this state, a part (end portions 10A and 10B) is externally fitted to the outer peripheral surface 21A of each extension portion 21 (specifically, externally fixed as described later).

また、パイプ１０の中心軸Ｃ３は、各延長部２１の中心軸Ｃ１およびマンドレル２４の中心軸Ｃ２と一致しており、パイプ１０が各延長部２１およびマンドレル２４と同軸状に配置されている。
なお、プリプレグシート２６は、炭素繊維の延びる方向を軸方向Ｘに向ける巻き方（いわゆるヘリカル巻き）を主な巻き方として、芯材２３の外周面２３Ａに巻き付けられる。そのため、パイプ１０では、内部の炭素繊維が軸方向Ｘに引き揃えられているので、軸方向Ｘに対する強度が高い。 The center axis C3 of the pipe 10 coincides with the center axis C1 of each extension 21 and the center axis C2 of the mandrel 24, and the pipe 10 is arranged coaxially with each extension 21 and mandrel 24.
The prepreg sheet 26 is wound around the outer peripheral surface 23 A of the core member 23 with a main winding method (so-called helical winding) in which the extending direction of the carbon fibers is directed in the axial direction X. Therefore, in the pipe 10, since the internal carbon fibers are aligned in the axial direction X, the strength in the axial direction X is high.

図４は、図３の次の工程を示す模式的な断面図である。
図４を参照して、次に、芯材２３のうちマンドレル２４だけをパイプ１０から取り除く。具体的には、マンドレル２４全体を、第１金属部品１７の挿通孔１７Ａから引き抜く。このとき、マンドレル２４を、円滑に引き抜くために、冷却によって収縮させてもよい。その場合、マンドレル２４をパイプ１０から引き抜く際に必要な力が低減される。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the next step of FIG.
Next, referring to FIG. 4, only the mandrel 24 of the core material 23 is removed from the pipe 10. Specifically, the entire mandrel 24 is pulled out from the insertion hole 17 A of the first metal component 17. At this time, the mandrel 24 may be contracted by cooling in order to pull it out smoothly. In that case, the force required to pull out the mandrel 24 from the pipe 10 is reduced.

マンドレル２４が取り除かれた状態では、各本体部２０と、パイプの一端部１０Ａおよび他端部１０Ｂとの間に隙間２５（たとえば、軸方向Ｘにおける端部の１ｍｍ〜２ｍｍ程度の隙間）を設けておくことが好ましい。そのためには、プリプレグシート２６を芯材２３の外周面２３Ａに巻き付ける工程において、本体部２０との間に隙間２５を設けてプリプレグシート２６を巻き付ければよい。 In the state where the mandrel 24 is removed, a gap 25 (for example, a gap of about 1 mm to 2 mm at the end in the axial direction X) is provided between each main body 20 and the one end 10A and the other end 10B of the pipe. It is preferable to keep it. For this purpose, in the step of winding the prepreg sheet 26 around the outer peripheral surface 23 A of the core member 23, the gap 25 may be provided between the main body portion 20 and the prepreg sheet 26 may be wound.

隙間２５を設けていれば、パイプ１０に対して曲げ応力が負荷された場合に、端部１０Ａおよび１０Ｂが各本体部２０と接触することを防止することができ、パイプ１０の曲げ応力に対する破壊強度を向上させることができる。
以上により、パイプ１０は、軸方向Ｘにおける両端部１０Ａおよび１０Ｂにおいて、第１金属部品１７および第２金属部品１８に連結された状態になり、バー状部品２２が完成する。 If the gap 25 is provided, it is possible to prevent the end portions 10A and 10B from coming into contact with the main body portions 20 when a bending stress is applied to the pipe 10, and the pipe 10 is destroyed against the bending stress. Strength can be improved.
As described above, the pipe 10 is connected to the first metal component 17 and the second metal component 18 at both end portions 10A and 10B in the axial direction X, and the bar-shaped component 22 is completed.

この状態で、各延長部２１の中心軸Ｃ１とパイプ１０の中心軸Ｃ３とが一致した状態を保っており、各延長部２１がパイプ１０と同軸状に配置された状態を保っている。
図５は、図４において２点鎖線で囲った部分を拡大して示した図である。
図５を参照して、完成したバー状部品２２において、パイプ１０の内周面１０Ｃと各延長部２１の外周面２１Ａとの間には、プリプレグシート２６から染み出た樹脂２８が介在されている。樹脂２８は、前述した芯材２３へのプリプレグシート２６の巻き付け工程およびその後の焼成硬化の工程において（図３参照）、各延長部２１の外周面２１Ａに形成された凹凸部２７における各凹部２９に進入して硬化する。樹脂２８が凹部２９に進入した硬化した状態では、凹凸部２７の凸部３５は、パイプ１０の内周面１０Ｃに対して噛み合うように密着しているものの、プリプレグシート２６内の炭素繊維には接触していない。よって、パイプ１０の端部１０Ａおよび１０Ｂは、内部の炭素繊維が切断されていない状態で、対応する延長部２１の外周面２１Ａに対して、外嵌固定（抜け止め）されている（図４参照）。なお、この状態の各延長部２１は、パイプ１０の端部１０Ａおよび１０Ｂに対して軸方向Ｘにずれないし、周方向にもずれないように位置決めされている（図４参照）。 In this state, the center axis C1 of each extension portion 21 and the center axis C3 of the pipe 10 are kept in agreement with each other, and each extension portion 21 is kept coaxially with the pipe 10.
FIG. 5 is an enlarged view of a portion surrounded by a two-dot chain line in FIG.
Referring to FIG. 5, in the completed bar-shaped part 22, a resin 28 that exudes from the prepreg sheet 26 is interposed between the inner peripheral surface 10 C of the pipe 10 and the outer peripheral surface 21 A of each extension portion 21. Yes. In the step of winding the prepreg sheet 26 around the core material 23 and the subsequent baking and curing step (see FIG. 3), the resin 28 is formed in each concave portion 29 in the concave-convex portion 27 formed on the outer peripheral surface 21 A of each extension portion 21. Enter and harden. In the cured state where the resin 28 has entered the concave portion 29, the convex portion 35 of the concave and convex portion 27 is in close contact with the inner peripheral surface 10C of the pipe 10, but the carbon fiber in the prepreg sheet 26 has There is no contact. Therefore, the end portions 10A and 10B of the pipe 10 are externally fitted and fixed (prevented from coming off) to the outer peripheral surface 21A of the corresponding extension portion 21 in a state where the inner carbon fibers are not cut (FIG. 4). reference). Each extension 21 in this state is positioned so as not to be displaced in the axial direction X with respect to the end portions 10A and 10B of the pipe 10 or in the circumferential direction (see FIG. 4).

ここで、本実施形態とは異なり、粗面加工が施された延長部２１を用いない比較例を想定してみる。比較例の場合、パイプ１０と第１金属部品１７および第２金属部品１８のそれぞれとをねじ締結するために、パイプ１０の内周面１０Ｃにねじ部を設ける必要がある。比較例においてプリプレグシート２６をヘリカル巻きによって芯材２３に巻き付ける場合には、パイプ１０の内周面１０Ｃにねじ部を設ける際に、最内層（最も芯材２３側）におけるプリプレグシート２６内の炭素繊維が切断される虞がある。炭素繊維が切断されると、パイプ１０の強度が著しく低下する。比較例において炭素繊維の切断を防止するためには、少なくとも最内層のプリプレグシート２６は、芯材２３の周方向に炭素繊維が延びるような巻き方（いわゆるフープ巻）で芯材２３に巻き付けられる必要がある。 Here, unlike the present embodiment, a comparative example in which the extended portion 21 that has been roughened is not used will be assumed. In the case of the comparative example, in order to screw-fasten the pipe 10 and each of the first metal component 17 and the second metal component 18, it is necessary to provide a screw portion on the inner peripheral surface 10 C of the pipe 10. In the comparative example, when the prepreg sheet 26 is wound around the core member 23 by helical winding, the carbon in the prepreg sheet 26 in the innermost layer (most core member 23 side) is provided when the thread portion is provided on the inner peripheral surface 10C of the pipe 10. There is a risk of the fibers being cut. When the carbon fiber is cut, the strength of the pipe 10 is significantly reduced. In order to prevent the carbon fiber from being cut in the comparative example, at least the innermost prepreg sheet 26 is wound around the core member 23 in such a manner that the carbon fiber extends in the circumferential direction of the core member 23 (so-called hoop winding). There is a need.

一方、本実施形態であれば、パイプ１０の内周面１０Ｃにねじ部を設ける必要がなく、パイプ１０をヘリカル巻きのみ（またはヘリカル巻きの割合を高めて）で作成できる。つまり、本実施形態では、比較例と比べて、一種類の巻き方によって作成することができる分だけ、プリプレグシート２６の芯材２３（図３参照）への巻き数を減らすこともでき、軸方向Ｘにおける強度を高めることができる。つまり、延長部２１に粗面加工を施すことによって、パイプ１０の軽量化と強度向上とを図ることができる。さらに、パイプ１０と第１金属部品１７および第２金属部品１８との間に別部品を介在させることなく、パイプ１０と第１金属部品１７および第２金属部品１８とが直接連結されている。そのため、パイプ１０と第１金属部品１７および第２金属部品１８とが同軸状に配置された状態を保つことができ、パイプ１０と第１金属部品１７および第２金属部品１８との位置決め精度を向上させることができる。また、当該別部品を省略できるうえに、当該別部品を備える場合において炭素繊維の切断の防止するための必要となる対策が不要となるため、バー状部品２２全体の製造コストを低減することができる。 On the other hand, in the present embodiment, it is not necessary to provide a threaded portion on the inner peripheral surface 10C of the pipe 10, and the pipe 10 can be created only by helical winding (or by increasing the ratio of helical winding). That is, in this embodiment, compared with the comparative example, the number of windings around the core material 23 (see FIG. 3) of the prepreg sheet 26 can be reduced by the amount that can be created by one type of winding. The strength in the direction X can be increased. That is, it is possible to reduce the weight and improve the strength of the pipe 10 by roughening the extended portion 21. Further, the pipe 10 and the first metal part 17 and the second metal part 18 are directly connected without interposing another part between the pipe 10 and the first metal part 17 and the second metal part 18. Therefore, the pipe 10 and the first metal component 17 and the second metal component 18 can be kept coaxially arranged, and the positioning accuracy between the pipe 10 and the first metal component 17 and the second metal component 18 can be increased. Can be improved. In addition, since the separate part can be omitted, and when the separate part is provided, a necessary measure for preventing the cutting of the carbon fiber is not required, so that the manufacturing cost of the entire bar-shaped part 22 can be reduced. it can.

また、パイプ１０と第１金属部品１７および第２金属部品１８のそれぞれとの間に金属製の別部品（金属円環）を介在させる場合には、当該別部品に曲げ耐性向上のために焼き入れ加工および粗面加工を施す必要があるので、本実施形態と比較して製造コストが増大する虞がある。さらに、第１金属部品１７および第２金属部品１８のそれぞれと別部品とをねじ締結するのであれば、ねじ加工およびねじ締結の手間がかかるし、第１金属部品１７および第２金属部品１８のそれぞれとパイプ１０との間における同軸度の確保がますます困難になる。 Further, when another metal part (metal ring) is interposed between the pipe 10 and each of the first metal part 17 and the second metal part 18, the other part is baked to improve bending resistance. Since it is necessary to perform insert processing and rough surface processing, there is a concern that the manufacturing cost may increase as compared with the present embodiment. Furthermore, if each of the first metal part 17 and the second metal part 18 and another part are screwed together, it takes time for screwing and screw fastening, and the first metal part 17 and the second metal part 18 It becomes increasingly difficult to ensure the coaxiality between each pipe 10.

また、バー状部品２２は、パイプ１０に第１金属部品１７および第２金属部品１８のそれぞれを圧入することで構成された訳でないので、完成したパイプ１０と第１金属部品１７および第２金属部品１８のそれぞれとの間に余計な力がほとんど加わっていない。そのため、パイプ１０の中心軸Ｃ３と第１金属部品１７および第２金属部品１８の中心軸Ｃ１とが一致した状態を保つことができる。つまり、パイプ１０と第１金属部品１７および第２金属部品１８とが同軸状に配置された状態を保つことができ、パイプ１０と第１金属部品１７および第２金属部品１８との位置決め精度を向上させることができる。 Further, since the bar-shaped part 22 is not configured by press-fitting each of the first metal part 17 and the second metal part 18 into the pipe 10, the completed pipe 10, the first metal part 17 and the second metal Almost no extra force is applied to each of the parts 18. Therefore, the center axis C3 of the pipe 10 and the center axes C1 of the first metal part 17 and the second metal part 18 can be kept in agreement. That is, the pipe 10 and the first metal part 17 and the second metal part 18 can be kept coaxially arranged, and the positioning accuracy between the pipe 10 and the first metal part 17 and the second metal part 18 can be increased. Can be improved.

以上の結果、パイプ１０と第１金属部品１７および第２金属部品１８との位置決め精度を向上させつつ、製造コストの低減を図ることができる。
次に、本発明の第１変形例について説明する。
図６は、図５に第１変形例を適用した図である。また、図６において、上記に説明した部材と同様の部材には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する（後述する図７および図８も同様）。 As a result, the manufacturing cost can be reduced while improving the positioning accuracy between the pipe 10 and the first metal component 17 and the second metal component 18.
Next, a first modification of the present invention will be described.
FIG. 6 is a diagram in which the first modification is applied to FIG. In FIG. 6, the same members as those described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted (the same applies to FIGS. 7 and 8 described later).

図６を参照して、第１変形例における延長部２１の外周面２１Ａには、凹凸部２７に沿うように熱接着フィルム３０が設けられている。
延長部２１に熱接着フィルム３０が取り付けられた芯材２３が準備された後に、前述したように芯材２３の外周面２３Ａにプリプレグシート２６を巻き付ける（図３参照）。これにより、熱接着フィルム３０は、プリプレグシート２６と外周面２１Ａとの間に介在される。つまり、第１変形例では、プリプレグシート２６を芯材２３の外周面２３Ａに巻き付ける工程は、プリプレグシート２６と外周面２１Ａとの間に熱接着フィルム３０を介在させる工程を含んでいる。プリプレグシート２６を芯材２３の外周面２３Ａに巻き付ける工程によって、熱接着フィルム３０は、芯材２３の径方向に沿って外周面２１Ａとプリプレグシート２６とに挟まれ、外周面２１Ａとプリプレグシート２６とに接着される。次に、プリプレグシート２６を焼成硬化することで、熱接着フィルム３０は、プリプレグシート２６と外周面２１Ａとに一層強固に接着される。これにより、延長部２１とパイプ１０とをより強固に固定することができる。なお、当該強度向上のために、熱接着フィルム３０の厚みＴは、凹凸部２７における凸部３５の高さＨ（凹部２９の深さ）を超えない程度であることが望ましい。また、熱接着フィルム３０は、パイプ１０と第１金属部品１７や第２金属部品１８との間に生じる応力を緩和する機能も発揮できる。 With reference to FIG. 6, a thermal adhesive film 30 is provided along the concavo-convex portion 27 on the outer peripheral surface 21 A of the extension portion 21 in the first modification.
After the core material 23 having the thermal adhesive film 30 attached to the extension portion 21 is prepared, the prepreg sheet 26 is wound around the outer peripheral surface 23A of the core material 23 as described above (see FIG. 3). Thereby, the heat bonding film 30 is interposed between the prepreg sheet 26 and the outer peripheral surface 21A. That is, in the first modified example, the step of winding the prepreg sheet 26 around the outer peripheral surface 23A of the core member 23 includes the step of interposing the thermal adhesive film 30 between the prepreg sheet 26 and the outer peripheral surface 21A. By the step of winding the prepreg sheet 26 around the outer peripheral surface 23 A of the core material 23, the thermal adhesive film 30 is sandwiched between the outer peripheral surface 21 A and the prepreg sheet 26 along the radial direction of the core material 23. And glued to. Next, the prepreg sheet 26 is baked and cured, so that the thermal adhesive film 30 is more firmly bonded to the prepreg sheet 26 and the outer peripheral surface 21A. Thereby, the extension part 21 and the pipe 10 can be fixed more firmly. In order to improve the strength, it is desirable that the thickness T of the thermal adhesive film 30 does not exceed the height H (the depth of the concave portion 29) of the convex portion 35 in the concave and convex portion 27. The thermal adhesive film 30 can also exhibit a function of relieving stress generated between the pipe 10 and the first metal component 17 or the second metal component 18.

熱接着フィルム３０としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびポリエステル樹脂を含む熱接着フィルムが適用可能である。その中でも、エポキシ樹脂を含む熱接着フィルム３０を使用することが望ましい。エポキシ樹脂を含む熱接着フィルム３０を使用すれば、エポキシ樹脂を含むプリプレグシート２６との接着強度がより一層高くなり、耐熱性も向上される。 As the thermal adhesive film 30, a thermal adhesive film containing an epoxy resin, an acrylic resin, and a polyester resin is applicable. Among these, it is desirable to use the thermal adhesive film 30 containing an epoxy resin. If the thermal adhesive film 30 containing an epoxy resin is used, adhesive strength with the prepreg sheet 26 containing an epoxy resin will become still higher, and heat resistance will also be improved.

図７は、第２変形例の第２金属部品１８とパイプ１０とが連結している部分の断面図である。
図７を参照して、第２変形例の延長部２１の外周面２１Ａは、軸方向Ｘにおいて本体部２０から離れるにしたがって拡径するテーパ状である。パイプ１０は、延長部２１に沿って巻き付けられた状態で焼成硬化されるため、パイプ１０の内周面１０Ｃも軸方向Ｘにおいて本体部２０から離れるにしたがって拡径するテーパ状になっている。この構成であれば、パイプ１０に対して軸方向Ｘ（軸方向Ｘにおける外側）に力が加わった場合、第２金属部品１８の延長部２１においてテーパ状の外周面２１Ａがパイプ１０の内周面１０Ｃに軸方向Ｘ（軸方向Ｘにおける内側）から引っかかる。そのため、パイプ１０が延長部２１から抜けにくくなることから、パイプ１０と第２金属部品１８とが分解しにくくなるので、バー状部品２２の強度の向上を図ることができる。なお、図７では、第２金属部品１８の周辺のみが図示されているが、もちろん、第１金属部品１７の延長部２１の外周面２１Ａも第２金属部品１８の延長部２１と同様にテーパ状であってもよい。そうすれば、第１金属部品１７および第２金属部品１８の両方からパイプ１０が抜けることを防止できる。 FIG. 7 is a cross-sectional view of a portion where the second metal part 18 and the pipe 10 of the second modification are connected.
Referring to FIG. 7, the outer peripheral surface 21 A of the extension portion 21 of the second modified example has a tapered shape that increases in diameter as the distance from the main body portion 20 increases in the axial direction X. Since the pipe 10 is baked and cured in a state of being wound along the extension portion 21, the inner peripheral surface 10 C of the pipe 10 is also tapered so as to expand in diameter in the axial direction X. With this configuration, when a force is applied to the pipe 10 in the axial direction X (outside in the axial direction X), the tapered outer peripheral surface 21 A is the inner periphery of the pipe 10 in the extension portion 21 of the second metal component 18. The surface 10C is caught from the axial direction X (inside in the axial direction X). Therefore, since the pipe 10 is difficult to be removed from the extension portion 21, the pipe 10 and the second metal part 18 are difficult to be disassembled, so that the strength of the bar-shaped part 22 can be improved. In FIG. 7, only the periphery of the second metal part 18 is shown, but of course, the outer peripheral surface 21 A of the extension 21 of the first metal part 17 is also tapered similarly to the extension 21 of the second metal part 18. It may be a shape. Then, the pipe 10 can be prevented from coming off from both the first metal part 17 and the second metal part 18.

図８は、図７に第３変形例を適用した図である。
図８を参照して、第３変形例の延長部２１は、外周面２１Ａから突出し、パイプ１０を軸方向Ｘに位置決めするための突出部３１を含んでいる。第３変形例の突出部３１は、延長部２１の軸方向Ｘにおいて本体部２０とは反対側の端部において外周面２１Ａの周方向の全周に亘って形成されている。パイプ１０の他端部１０Ｂは、突出部３１だけでなく、突出部３１よりも本体部２０側における延長部２１の外周面２１Ａに対しても外嵌されている。そのため、突出部３１が、炭素繊維を切断しない程度にパイプ１０の内周面１０Ｃに食い込んで、パイプ１０を軸方向Ｘに位置決めしている。この構成であれば、パイプ１０に対して軸方向Ｘ（軸方向Ｘにおける外側）に力が加わった場合、第２金属部品１８の突出部３１がパイプ１０の内周面１０Ｃに引っかかる。そのため、パイプ１０が延長部２１から抜けにくくなることから、パイプ１０と第２金属部品１８とが分解しにくくなるので、バー状部品２２の強度の向上を図ることができる。なお、図８では、第２金属部品１８の周辺のみが図示されているが、もちろん、第１金属部品１７の延長部２１も第２金属部品１８の延長部２１と同様に突出部３１を含んでいてもよい。そうすれば、第１金属部品１７および第２金属部品１８の両方からパイプ１０が抜けることを防止できる。 FIG. 8 is a diagram in which the third modification is applied to FIG.
Referring to FIG. 8, the extension portion 21 of the third modified example includes a protruding portion 31 that protrudes from the outer peripheral surface 21 A and positions the pipe 10 in the axial direction X. The protruding portion 31 of the third modification is formed over the entire circumference of the outer circumferential surface 21 A at the end portion on the opposite side of the main body portion 20 in the axial direction X of the extension portion 21. The other end 10 B of the pipe 10 is fitted not only to the protrusion 31, but also to the outer peripheral surface 21 A of the extension 21 on the main body 20 side of the protrusion 31. Therefore, the protruding portion 31 bites into the inner peripheral surface 10C of the pipe 10 to such an extent that the carbon fiber is not cut, and positions the pipe 10 in the axial direction X. With this configuration, when a force is applied to the pipe 10 in the axial direction X (outside in the axial direction X), the protruding portion 31 of the second metal component 18 is caught on the inner peripheral surface 10 C of the pipe 10. Therefore, since the pipe 10 is difficult to be removed from the extension portion 21, the pipe 10 and the second metal part 18 are difficult to be disassembled, so that the strength of the bar-shaped part 22 can be improved. In FIG. 8, only the periphery of the second metal component 18 is illustrated, but of course, the extension 21 of the first metal component 17 includes the protruding portion 31 in the same manner as the extension 21 of the second metal component 18. You may go out. Then, the pipe 10 can be prevented from coming off from both the first metal part 17 and the second metal part 18.

この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、ラック歯１５が形成される第２金属部品１８の強度を考慮すると、前述した実施形態のように第１金属部品１７に挿通孔１７Ａを設けることが望ましい。しかし、第２金属部品１８の強度を考慮せずに済むのであれば、第１金属部品１７の挿通孔１７Ａの代わりに、当該挿通孔１７Ａに相当する挿通孔が第２金属部品１８に設けられてもよい。この場合、マンドレル２４は、第２金属部品１８の挿通孔に挿通される。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made within the scope of the claims.
For example, considering the strength of the second metal part 18 on which the rack teeth 15 are formed, it is desirable to provide the insertion hole 17A in the first metal part 17 as in the above-described embodiment. However, if it is not necessary to consider the strength of the second metal part 18, an insertion hole corresponding to the insertion hole 17A is provided in the second metal part 18 instead of the insertion hole 17A of the first metal part 17. May be. In this case, the mandrel 24 is inserted through the insertion hole of the second metal component 18.

また、第１変形例の熱接着フィルム３０は、第２変形例および第３変形例のバー状部品２２にも適用可能である。
また、第２変形例のテーパ状の外周面２１Ａは、第１金属部品１７または第２金属部品１８のいずれかのみに設けられている場合もあり得る。
また、第３変形例の突出部３１は、外周面２１Ａの周方向における全周に設けられていなくてもよい。また、突出部３１は、延長部２１の外周面２１Ａにおいて軸方向Ｘにおける端部以外の部分に設けられていてもよい。また、突出部３１は、第１金属部品１７または第２金属部品１８のいずれかのみに設けられている場合もあり得る。 Moreover, the thermobonding film 30 of a 1st modification is applicable also to the bar-shaped components 22 of a 2nd modification and a 3rd modification.
Further, the tapered outer peripheral surface 21 A of the second modification may be provided only on either the first metal component 17 or the second metal component 18.
Moreover, the protrusion part 31 of a 3rd modification does not need to be provided in the perimeter in the circumferential direction of 21 A of outer peripheral surfaces. Further, the protruding portion 31 may be provided on a portion other than the end portion in the axial direction X on the outer peripheral surface 21 A of the extension portion 21. Further, the protruding portion 31 may be provided only on either the first metal component 17 or the second metal component 18.

また、前述した実施形態のバー状部品２２は、ラックバー８であったが、ラックバー８以外のバー状部品（たとえば各種シャフト、ロッド、パイプ状部品）として構成してもよい。 Further, the bar-shaped component 22 of the above-described embodiment is the rack bar 8, but may be configured as a bar-shaped component other than the rack bar 8 (for example, various shafts, rods, pipe-shaped components).

１…ステアリング装置、８…ラックバー、１０…パイプ、１０Ａ…一端部、１０Ｂ…他端部、１７…第１金属部品、１８…第２金属部品、２０…本体部、２１…延長部、２１Ａ…外周面、２２…バー状部品、２３…芯材、２３Ａ…外周面、２４…マンドレル、２６…プリプレグシート、２８…樹脂、３０…熱接着フィルム、３１…突出部、Ｘ…軸方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering device, 8 ... Rack bar, 10 ... Pipe, 10A ... One end part, 10B ... Other end part, 17 ... 1st metal component, 18 ... 2nd metal component, 20 ... Main-body part, 21 ... Extension part, 21A ... outer peripheral surface, 22 ... bar-shaped part, 23 ... core material, 23A ... outer peripheral surface, 24 ... mandrel, 26 ... prepreg sheet, 28 ... resin, 30 ... thermal bonding film, 31 ... protrusion, X ... axial direction

Claims

Manufacturing of a rack bar including a pipe made of carbon fiber reinforced resin, a main body part aligned in the axial direction of the pipe, and an extension part thinner than the main body part, and a metal part connected to the pipe in the extension part A method,
A carbon fiber is formed on the outer peripheral surface of the core member formed by connecting the metal mandrel extending in the axial direction and the extension portion having the outer peripheral surface subjected to the roughening process in the metal part in the axial direction. Winding a prepreg sheet impregnated with resin,
Forming the pipe partially fitted and fixed to the outer peripheral surface of the extension by baking and curing the prepreg sheet wound around the outer peripheral surface of the core; and
Removing only the mandrel of the core material from the pipe,
In the step of winding the prepreg sheet, the prepreg sheet, a gap is provided between the main body portion of the metal part and the end portion of the prepreg sheet in the axial direction, and the outer peripheral surface and the front Symbol of the mandrel A method of manufacturing a rack bar , wherein the rack bar is wound around the outer peripheral surface of the core member so as to straddle the outer peripheral surface of the extension part of the metal part.

The rack bar manufacturing method according to claim 1, wherein an outer peripheral surface of the extension portion has a taper shape whose diameter increases as the distance from the main body portion increases in the axial direction.

The rack bar manufacturing method according to claim 1, wherein the extension part protrudes from an outer peripheral surface thereof and includes a protrusion part for positioning the pipe in the axial direction.

The step of winding the prepreg sheet around the outer peripheral surface of the core member includes a step of interposing a thermal adhesive film between the prepreg sheet and the outer peripheral surface of the extension part. The manufacturing method of the rack bar in any one.

The metal part has a first metal part connected to one end of the pipe in the axial direction and a second metal part connected to the other end of the pipe in the axial direction;
The rack bar manufacturing method according to any one of claims 1 to 4 , wherein rack teeth are formed on at least one of the first metal part and the second metal part. .