JP2015187458A - Composite component, metho of manufacturing the same, rack bar, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複合部品及びその製造方法並びにラックバー及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a composite part, a manufacturing method thereof, a rack bar, and a manufacturing method thereof.
特許文献1では、継手部材のボス部の外周面に形成された雄ねじを、FRP製円筒部材の内周に形成された雌ねじにねじ込むことにより、FRP製円筒部材と継手部材とを接合した動力伝達部材が提案されている。
特許文献2では、軸方向中間部にラック歯部および小径部が加工された芯金と、芯金の小径部の周囲および小径部側の端部の周囲に形成された炭素繊維強化プラスチック外郭とを含むラックが提案されている。
In Patent Literature 1, a male screw formed on an outer peripheral surface of a boss portion of a joint member is screwed into a female screw formed on an inner circumference of the FRP cylindrical member, thereby joining the FRP cylindrical member and the joint member. Members have been proposed.
In
特許文献1では、継手部材のボスの外径が小径となり、動力伝達部材の曲げ強度が低くなるおそれがある。
特許文献2では、重量のある芯金が、ラックの軸方向の全長に延びているため、ラックの重量が重くなる。
そこで、本発明の目的は、軽量で高い曲げ強度を持つ複合部品及びその製造方法並びにラックバー及びその製造方法を提供することである。
In Patent Document 1, the outer diameter of the boss of the joint member becomes a small diameter, and the bending strength of the power transmission member may be lowered.
In
Accordingly, an object of the present invention is to provide a composite part having a light weight and high bending strength, a manufacturing method thereof, a rack bar, and a manufacturing method thereof.
前記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、円筒状の中空部(9,13)を含む金属部材(2,3)と、前記中空部の内周(9a,13a)に固着された端部(41,42)を含むチューブ(4)と、前記チューブの内周(4a)に嵌合され、内側から加圧膨張可能な円筒状の中空袋体(5)と、を備え、前記金属部材の前記中空部の前記内周と前記チューブの前記端部の外周とが、互いに凹凸係合する抜け止め用の凹凸係合部(19a,19b;20a,20b)を含み、前記チューブは、熱硬化により前記金属部材の前記中空部の前記内周に固着された樹脂を含むCFRPからなる、複合部品(1)を提供する。 In order to achieve the object, the invention according to claim 1 is fixed to the metal member (2, 3) including the cylindrical hollow portion (9, 13) and the inner periphery (9a, 13a) of the hollow portion. A tube (4) including the end portions (41, 42), and a cylindrical hollow bag body (5) which is fitted to the inner periphery (4a) of the tube and can be pressurized and expanded from the inside, The inner periphery of the hollow portion of the metal member and the outer periphery of the end portion of the tube include concave and convex engaging portions (19a, 19b; 20a and 20b) for engaging with each other, and the tube Provides a composite part (1) made of CFRP containing a resin fixed to the inner periphery of the hollow portion of the metal member by thermosetting.
請求項2のように、前記凹凸係合部は、前記金属部材の中空部の内周に設けられ、軸方向とは交差する方向に延びるローレットを含んでいてもよい。
請求項3のように、前記金属部材は、前記中空袋体の表面に臨む挿通孔(15)を含んでいてもよい。
請求項4のように、前記中空袋体は、前記挿通孔を通して気体供給針(17)を刺し通し可能な弾性栓(18)を含んでいてもよい。
請求項5の発明は、前記複合部品としてのラックバー(1)であって、前記金属部材は、第1中空部(9)を有し外周にラック(6)を形成した筒状の第1金属部材(2)と、第2中空部(13)を有する筒状の第2金属部材(3)と、を含み、前記第1金属部材および前記第2金属部材の何れか一方は、前記中空袋体の表面に臨む挿通孔(15)を含み、前記チューブの前記端部は、前記第1中空部の内周に固着された第1端部(41)と、前記第2中空部の内周に固着された第2端部(42)と、を含むラックバーを提供する。
According to a second aspect of the present invention, the concave-convex engaging portion may be provided on the inner periphery of the hollow portion of the metal member, and may include a knurl extending in a direction intersecting the axial direction.
According to a third aspect of the present invention, the metal member may include an insertion hole (15) that faces the surface of the hollow bag body.
According to a fourth aspect of the present invention, the hollow bag body may include an elastic stopper (18) that can pierce the gas supply needle (17) through the insertion hole.
The invention of
請求項6の発明は、炭素繊維を主とする強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させてなるプリプレグが円筒状の中空袋体の外周に巻回されたプリプレグ層(21)を、中空部を有し前記中空部の内周に抜け止め加工が施された筒状の金属部材と前記金属部材に隣接して配置される中空型(22)とによって形成される密閉された中空空間(S)内で、前記中空袋体の加圧膨張に伴って膨張させることにより、前記プリプレグ層を前記中空空間の内周に加圧する工程と、前記プリプレグ層の樹脂を所定の熱硬化温度に加熱して熱硬化させることにより、前記金属部材と一体のチューブを形成する工程と、前記中空袋体の加圧を解除した状態で前記チューブから前記中空型を取り外すことにより、複合部品を得る工程と、を含む複合部品の製造方法を提供する。 In the invention of claim 6, a prepreg layer (21) in which a prepreg formed by impregnating a thermosetting resin into a reinforcing fiber mainly composed of carbon fiber is wound around the outer periphery of a cylindrical hollow bag body is provided with a hollow portion. A sealed hollow space (S) formed by a cylindrical metal member that is provided with a retaining process on the inner periphery of the hollow part and a hollow mold (22) disposed adjacent to the metal member The step of pressurizing the prepreg layer to the inner periphery of the hollow space by inflating with the pressure expansion of the hollow bag body, and heating the resin of the prepreg layer to a predetermined thermosetting temperature. A step of forming a tube integral with the metal member by thermosetting, and a step of obtaining a composite part by removing the hollow mold from the tube in a state where the pressure of the hollow bag body is released. Providing a method of manufacturing composite parts including To.
請求項7の発明は、炭素繊維を主とする強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させてなるプリプレグが円筒状の中空袋体の外周に巻回されたプリプレグ層を、第1中空部を有し前記第1中空部の内周に抜け止め加工が施された筒状の第1金属部材と第2中空部を有し前記第2中空部の内周に抜け止め加工が施された筒状の第2金属部材と第3中空部(22a)を有し両金属部材間に配置される中空型とによって形成される密閉された中空空間内で、前記中空袋体の加圧膨張に伴って膨張させることにより、前記プリプレグ層を前記中空空間の内周に加圧する工程と、前記プリプレグ層の樹脂を所定の熱硬化温度に加熱して熱硬化させることにより、両金属部材と一体のチューブを形成する工程と、前記中空袋体の加圧を解除した状態で前記チューブから前記中空型を取り外すことにより、ラックバーを得る工程と、を含むラックバーの製造方法を提供する。 According to the seventh aspect of the present invention, there is provided a prepreg layer in which a prepreg formed by impregnating a reinforcing fiber mainly composed of carbon fiber with a thermosetting resin is wound around an outer periphery of a cylindrical hollow bag body, and having a first hollow portion. A cylindrical metal member having a cylindrical first metal member and a second hollow portion that are provided with a retaining process on the inner periphery of the first hollow portion, and a retaining shape that is provided on the inner periphery of the second hollow portion. In the sealed hollow space formed by the second metal member and the hollow mold having the third hollow portion (22a) and disposed between the two metal members, with the pressure expansion of the hollow bag body The step of pressurizing the prepreg layer to the inner periphery of the hollow space by inflating, and heating the resin of the prepreg layer to a predetermined thermosetting temperature to thermoset the tube integral with both metal members. And forming the tube in a state in which the pressurization of the hollow bag body is released By removing the al said hollow, to provide a method of manufacturing a rack bar comprising the steps of obtaining a rack bar, a.
請求項1の発明の複合部品によれば、金属部材の中空部の内周に固着された樹脂を含むCFRP製のチューブが、金属部材と凹凸係合することで高い抜け止め強度で抜け止めされている。したがって、CFRP製のチューブにより軽量化を図りつつ、チューブに強固に連結された大径の金属部材を用いることで高い曲げ強度を達成することができる。
すなわち、従来のように金属部材の端部の雄ねじ部をCFRP製のチューブにねじ込んで金属部材とチューブとを締結する場合には、雄ねじ部が最細径となるため、曲げ負荷を受けたときに雄ねじ部で破壊するおそれがある。これに対して、本発明では、細径の雄ねじ部が無くて、チューブに強固に連結された大径の金属部材を用いるので、曲げ負荷に対して金属部材が破壊することを抑制して、高い曲げ強度を得ることができる。
According to the composite part of the first aspect of the present invention, the CFRP tube containing the resin fixed to the inner periphery of the hollow portion of the metal member is prevented from coming off with high retaining strength by engaging the metal member with the unevenness. ing. Therefore, a high bending strength can be achieved by using a large-diameter metal member firmly connected to the tube while reducing the weight with a CFRP tube.
That is, when the male threaded portion at the end of the metal member is screwed into a CFRP tube and the metal member and the tube are fastened as in the prior art, the male threaded portion has the smallest diameter, and therefore when subjected to a bending load. There is a risk of destruction at the male thread. On the other hand, in the present invention, since there is no small-diameter male screw portion and a large-diameter metal member firmly connected to the tube is used, it is possible to suppress the metal member from being broken against a bending load. High bending strength can be obtained.
また、複合部品の製造時において、円筒状の中空袋体の加圧膨張によって、中空袋体の外周に巻回されたプリプレグ層を金属部材の中空部の内周に加圧した状態で、プリプレグ層の樹脂を熱硬化させて、金属部材と一体のチューブを形成することが可能となる。
請求項2の発明によれば、抜け止め用の凹凸係合部として、軸方向とは交差する方向に延びるローレットを用いることにより、チューブが、大径で曲げ強度の高い金属部材に対して、高い抜け止め強度(連結強度)で連結される。したがって、複合部品全体として高い曲げ強度を達成することができる。
In addition, during the manufacture of the composite part, the prepreg layer is pressed in the inner periphery of the hollow part of the metal member while the prepreg layer wound around the outer periphery of the hollow bag body is pressed by the pressure expansion of the cylindrical hollow bag body. It becomes possible to form a tube integral with the metal member by thermally curing the resin of the layer.
According to the invention of
請求項3の発明によれば、複合部品の製造時において、金属部材の挿通孔を通して、金属部材の外部から中空袋体に気体を供給することができる。
請求項4の発明によれば、複合部品の製造時において、金属部材の挿通孔を通した気体供給針を、中空袋体の弾性栓に刺し通すことにより、金属部材の外部から中空袋体に容易に気体を供給することができる。
According to the invention of
According to the invention of
請求項5の発明によれば、チューブの端部にチューブよりも大径で強度のある両金属部材を配置しており、且つ両金属部材の中空部の内周に固着された樹脂を含むCFRP製のチューブと両金属部材とが、互いの凹凸係合部による凹凸係合により抜け止めされている。したがって、軽量化を図りつつ、高い曲げ強度を持つラックバーを得ることができる。また、ラックバーの製造時において、円筒状の中空袋体の加圧膨張によって、中空袋体の外周に巻回されたプリプレグ層を両金属部材の中空部の内周に加圧した状態で、プリプレグ層の樹脂を熱硬化させて、両金属部材と一体のチューブを形成することが可能となる。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、筒状に巻回されたプリプレグ層を外周上に有する円筒状の中空袋体を、金属部材と中空型とによって形成される中空空間内で膨張させることにより、プリプレグ層を中空空間の内周に加圧する。次いで、プリプレグ層の樹脂を熱硬化させて、金属部材と一体のチューブを形成する。次いで、中空袋体の加圧を解除した状態でチューブから中空型を取り外すことにより、軽量で高い曲げ強度を持つ複合部品を製造することができる。 According to the invention of claim 6, by inflating a cylindrical hollow bag body having a prepreg layer wound in a cylindrical shape on the outer periphery in a hollow space formed by a metal member and a hollow mold, The prepreg layer is pressurized to the inner periphery of the hollow space. Next, the resin of the prepreg layer is thermally cured to form a tube integral with the metal member. Next, by removing the hollow mold from the tube in a state where the pressurization of the hollow bag body is released, it is possible to manufacture a composite component that is lightweight and has high bending strength.
請求項7の発明によれば、筒状に巻回されたプリプレグ層を外周上に有する円筒状の中空袋体を、両金属部材と中空型とによって形成される中空空間内で膨張させることにより、プリプレグ層を中空空間の内周に加圧する。次いで、プリプレグ層の樹脂を熱硬化させることにより、両金属部材とチューブとを一体化させる。次いで、中空袋体の加圧を解除した状態で中空型を取り外すことにより、軽量で高い曲げ強度を持つラックバーを製造することができる。
According to the invention of
図1は本発明の一実施形態の複合部品としてのラックバーの概略側面図である。図1に示すように、ラックバー1(複合部品)は、第1金属部材2と、第2金属部材3と、第1金属部材2と第2金属部材3とを連結するCFRP製のチューブ4と、チューブ4内に収容された中空袋体5とを備えている。
FIG. 1 is a schematic side view of a rack bar as a composite part according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the rack bar 1 (composite part) includes a
第1金属部材2は、外周(第1金属部材2の外周2aの一部に相当)にラック6が形成された軸部7と、軸部7の一端に設けられた拡径部8と、拡径部8内に設けられた第1中空部9と、軸部7の他端に設けられた継手要素10とを備えている。
The
第1金属部材2には、ラック6の摩耗を抑制するため浸炭焼き入れ加工や高周波焼き入れ加工等の焼き入れ処理が施されていることが好ましい。第1中空部9は、軸方向に延びる円筒孔である。継手要素10は、一方のタイロッド(図示せず)と連結するための継手の一部である。
The
第2金属部材3は、軸部11と、軸部11の一端に設けられた拡径部12と、拡径部12内に設けられた第2中空部13と、軸部11の他端に設けられた継手要素14とを備えている。継手要素14は、他方のタイロッド(図示せず)と連結するための継手の一部である。第2中空部13は、軸方向に延びる円筒孔である。
The
チューブ4は、第1中空部9の内周9aに固着された第1端部41と第2中空部13の内周13aに固着された第2端部42とを備える。チューブ4は、炭素繊維と、熱硬化により各中空部9,13の内周9a,13aに固着された樹脂(マトリックス樹脂としての熱硬化性樹脂である例えばエポキシ樹脂)とを含む。
The
第1金属部材2および第2金属部材3の何れか一方、例えば第1金属部材2は、チューブ4内の中空袋体5の表面に臨む挿通孔15を備えている。挿通孔15の入口は、例えばゴム栓等の封止部材16によって閉塞されており、外部からの水分等の侵入が防止されている。封止部材16として、公知のシーリング剤を用いてもよい。
One of the
中空袋体5は、円筒状をなして、チューブ4の内周4aに嵌合され、内側から加圧膨張可能である。中空袋体5は、挿通孔15を通して気体供給針17を刺し通し可能な弾性栓18を備えている。弾性栓18は、例えばゴム栓であり、中空袋体5と単一の材料で一体に形成されていてもよいし、中空袋体5とは別部材で設けられて一体に固定されていてもよい。
The
図3(a)および図4(a)に示すように、第1金属部材2の第1中空部9の内周9aとチューブ4の第1端部41の外周41aとは、互いに凹凸係合する抜け止め用の凹凸係合部19a,19bを含む。
As shown in FIG. 3A and FIG. 4A, the
図3(b)および図4(b)に示すように、第2金属部材3の第1中空部13の内周13aとチューブ4の第2端部42の外周42aとは、互いに凹凸係合する抜け止め用の凹凸係合部20a,20bを含む。
As shown in FIGS. 3B and 4B, the
図3(a)および(b)に示すように、各金属部材2,3の中空部9,13の内周9a,13aに設けられた凹凸係合部19a,20aは、軸方向とは交差する方向に延びるローレットであってもよい。ローレットは、互いに交差する2方向に延びるローレット(アヤメローレット)であってもよいし、一方向のみに延びるローレットであってもよい。また、凹凸係合部19a,20aは、ショットブラストや、酸やレーザーによるエッチング等を用いて形成された凹凸であってもよい。加工コスト等を考慮すると、凹凸係合部19a,20aとして、アヤメローレットが好ましい。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the concave and convex
次いで、図5(a)〜(c)並びに図6(a)〜(c)は、ラックバー1の製造工程を順次に示している。 Next, FIGS. 5A to 5C and FIGS. 6A to 6C sequentially show the manufacturing process of the rack bar 1.
まず、図5(a)に示すように、炭素繊維を主とする強化繊維にマトリックス樹脂としての熱硬化性樹脂を含浸させてなるプリプレグを円筒状の中空袋体5の外周5aに巻き付けることにより、中空袋体5の外周5aに巻回された円筒状のプリプレグ層21を形成する。プリプレグは必要に応じて積層されて用いられる。
First, as shown in FIG. 5A, by winding a prepreg obtained by impregnating a reinforcing fiber mainly composed of carbon fiber with a thermosetting resin as a matrix resin around an
炭素繊維には、“トレカ”(登録商標)T300や“トレカ”(登録商標)T700に代表されるあらゆるポリアクリロニトリル(PAN)系やピッチ系炭素繊維を用いることができる。また、炭素繊維の一部をガラス繊維やアラミド繊維に置き換えて、強化繊維を構成してもよい。 As the carbon fiber, any polyacrylonitrile (PAN) -based or pitch-based carbon fiber typified by “Torayca” (registered trademark) T300 or “Torayca” (registered trademark) T700 can be used. Further, a part of the carbon fiber may be replaced with glass fiber or aramid fiber to constitute the reinforcing fiber.
プリプレグとしては、例えば強化繊維の織物シートや、強化繊維が一方向に引きそろえられた一方向強化材(いわゆるUD材)等が用いられる。織物シートは、例えば所定方向に直線状に延びる強化繊維の束(トウ)と、当該束と交差する方向に延びる強化繊維の束とが平織によって互いに織り合わされて、形成されている。織物シートの織り方は、平織りに限定されず、綾織り、朱子織り、多軸織り等の一般的な織り方を適用することが可能である。 As the prepreg, for example, a woven fabric sheet of reinforcing fibers or a unidirectional reinforcing material (so-called UD material) in which reinforcing fibers are aligned in one direction is used. The woven sheet is formed, for example, by weaving a bundle of reinforcing fibers (tow) extending linearly in a predetermined direction and a bundle of reinforcing fibers extending in a direction intersecting the bundle with a plain weave. The weaving method of the woven sheet is not limited to plain weaving, and general weaving methods such as twill weaving, satin weaving, and multiaxial weaving can be applied.
マトリックス樹脂としての熱硬化性樹脂には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂等を用いることができ、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。 As the thermosetting resin as the matrix resin, an epoxy resin, a polyimide resin, a bismaleimide resin, a phenol resin, or the like can be used, and an epoxy resin is preferably used.
次いで、図5(b)に示すように、外周5aに円筒状のプリプレグ層21が形成された中空袋体5の一対の端部を、第1金属部材2の第1中空部9および第2金属部材3の第2中空部13内に、それぞれ挿入する。
Next, as shown in FIG. 5 (b), the pair of end portions of the
次いで、図5(b)、(c)に示すように、第1金属部材2および第2金属部材3の間において、円筒状のプリプレグ層21の外周21aを覆う中空型22を配置し、図5(c)に示すように、第1金属部材2の第1中空部9、第2金属部材3の第2中空部13および中空型22の第3中空部22aとによって形成される密閉された中空空間Sを形成する。
Next, as shown in FIGS. 5B and 5C, a
中空型22は、図5(b)に示すように、周方向に複数分割された分割型であり、円筒状のプリプレグ層21の外周21aに対して、径方向から装着したり、チューブ4の外周4b[図6(b)参照]から径方向に取り外したりすることが可能である。
As shown in FIG. 5B, the
第1金属部材2の第1中空部9の内周9aや、第2金属部材2の第2中空部13の内周13aには、前述の図3(a)、(b)で示した凹凸係合部19a,20aが、予め加工されている。
The
次いで、図6(a) に示すように、第1金属部材2の挿通孔15を挿通した気体供給針17を中空袋体5の弾性栓18に刺し通し、ポンプ(図示せず)等から送給される気体(例えば、空気或いは不活性ガスとしての窒素ガス)を気体供給針17を通して中空袋体5内に注入する。これにより、中空袋体5を中空空間S内で膨張させることにより、プリプレグ層21を中空空間Sの内周Saに加圧する。
Next, as shown in FIG. 6 (a), the
次いで、図6(b)に示すように、中空袋体5の加圧状態を維持したままで、プリプレグ層21の樹脂(例えばエポキシ樹脂)を所定の熱硬化温度に加熱して熱硬化させて、上記樹脂を各金属部材2,3の中空部9,13の内周9a,13aに固着させる。これにより、両金属部材2,3と一体のチューブ4を形成する。
Next, as shown in FIG. 6B, the resin (for example, epoxy resin) of the
次いで、全体を冷却した後、図6(c)に示すように、中空袋体5の加圧を解除した状態でチューブ4から中空型22を取り外すことにより、ラックバー1を得る。その後、図1に示すように、挿通孔15に入口を塞ぐ封止部材16を装着する。
Next, after cooling the whole, as shown in FIG. 6C, the rack bar 1 is obtained by removing the
本実施形態の複合部品(ラックバー1)によれば、チューブ4の端部41,42にチューブ4よりも大径で強度のある金属部材2,3を配置している。また、金属部材2,3の中空部9,13の内周に固着された樹脂を含むCFRP製のチューブ4と、金属部材2,3とが、互いの凹凸係合部19a,19b;20a,20bによる凹凸係合により抜け止めされて、高い抜け止め強度(連結強度)で連結されている。したがって、CFRP製のチューブ4により軽量化を図りつつ、チューブ4に強固に連結された大径の金属部材2,3を用いることで高い曲げ強度を達成することができる。
According to the composite part (rack bar 1) of the present embodiment, the
すなわち、従来のように金属部材の端部の雄ねじ部をCFRP製のチューブにねじ込んで金属部材とチューブとを締結する場合には、雄ねじ部が最細径となるため、曲げ負荷を受けたときに雄ねじ部で破壊するおそれがある。これに対して、本発明では、細径の雄ねじ部が無くて、チューブ4に強固に連結された大径の金属部材2,3を用いるので、曲げ負荷に対して金属部材2,3が破壊することを抑制して、高い曲げ強度を得ることができる。
That is, when the male threaded portion at the end of the metal member is screwed into a CFRP tube and the metal member and the tube are fastened as in the prior art, the male threaded portion has the smallest diameter, and therefore when subjected to a bending load. There is a risk of destruction at the male thread. On the other hand, in the present invention, since the large-
また、複合部品(ラックバー1)の製造時において、円筒状の中空袋体5の加圧膨張によって、中空袋体5の外周5aに巻回されたプリプレグ層21を金属部材2,3の中空部9,13の内周9a,13aに加圧した状態で、プリプレグ層21の樹脂を熱硬化させて、金属部材2,3と一体のチューブ4を形成することが可能となる。
Further, when the composite part (rack bar 1) is manufactured, the
また、金属部材2,3側の抜け止め部19a,20aとして、軸方向とは交差する方向に延びるローレットを用いることにより、チューブ4が、大径で曲げ強度の高い金属部材2,3に対して、高い抜け止め強度(連結強度)で連結される。したがって、複合部品(ラックバー1)全体として高い曲げ強度を達成することができる。
Further, by using knurling extending in the direction intersecting the axial direction as the retaining
第1金属部材2に挿通孔15を設けてあるので、複合部品の製造時において、第1金属部材2の挿通孔15を通して、第1金属部材2の外部から中空袋体5内に気体を供給することができる。
Since the
具体的には、複合部品(ラックバー1)の製造時において、第1金属部材2の挿通孔15を通した気体供給針17を、中空袋体5の弾性栓18に刺し通すことにより、第1金属部材2の外部から中空袋体5内に容易に気体を供給することができる。なお、挿通孔15は、第2金属部材3に設けられていてもよい。
Specifically, at the time of manufacturing the composite part (rack bar 1), the
また、チューブ4の両端部41,42にチューブ4よりも大径で強度のある第1金属部材2および第2金属部材3を配置している。また、第1金属部材2の第1中空部9の内周9aおよび第2金属部材13の第2中空部13の内周13aに固着された樹脂を含むCFRP製のチューブ4と、両金属部材2,3とが、凹凸係合により高い抜け止め強度で抜け止めされている。したがって、CFRP製のチューブ4により軽量化を図りつつ、チューブ4に強固に連結された大径の金属部材2,3を用いることにより高い曲げ強度を持つラックバー1を得ることができる。また、ラックバー1の製造時において、円筒状の中空袋体5の加圧膨張によって、中空袋体5の外周5aに巻回されたプリプレグ層21を両金属部材2,3の中空部9,13の内周9a,13aに加圧した状態で、プリプレグ層21の樹脂を熱硬化させて、両金属部材2,3と一体のチューブ4を形成することが可能となる。
In addition, the
また、長期の使用において、万一、中空袋体5内の気体が漏れ出したとしても、空気や窒素ガスであれば、金属部品の錆発生等の悪影響を及ぼすおそれがない。特に、窒素ガスの場合は、不活性ガスであるので、好ましい。
Moreover, even if the gas in the
本実施形態の複合部品(ラックバー1)の製造方法によれば、円筒状の中空袋体5の外周5aに巻回されたプリプレグ層21を、両金属部材2,3と中空型22とによって形成される中空空間S内で、中空袋体5の加圧膨張に伴って膨張させることにより、プリプレグ層21を中空空間Sの内周Saに加圧する。次いで、プリプレグ層21の樹脂を熱硬化させることにより、両金属部材2,3とチューブ4とを一体化させる。次いで、中空袋体5の加圧を解除した状態で中空型22を取り外すことにより、軽量で高い曲げ強度を持つ複合部品としてのラックバー1を製造することができる。
According to the manufacturing method of the composite part (rack bar 1) of the present embodiment, the
本実施形態では、複合部品がラックバーである例に則して説明したが、これに限らず、本発明を、CFRPからなるチューブの一方の端部のみに金属部材が固着される複合部品に適用してもよい。その他、本発明は、特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。 In the present embodiment, the description has been given based on an example in which the composite part is a rack bar. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is applied to a composite part in which a metal member is fixed to only one end of a tube made of CFRP. You may apply. In addition, the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
1…ラックバー(複合部品)、2…第1金属部材、3…第2金属部材、4…チューブ、4a…内周、4b…外周、5…中空袋体、5a…外周、6…ラック、7…軸部、8…拡径部、9…第1中空部、9a…内周、10…継手要素、11…軸部、12…拡径部、13…第2中空部、13a…内周、14…継手要素、15…挿通孔、17…気体供給針、18…弾性栓、19a,19b…凹凸係合部、20a,20b…凹凸係合部、21…プリプレグ層、22…中空型、22a…第3中空部、S…中空空間、Sa…内周
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rack bar (composite part), 2 ... 1st metal member, 3 ... 2nd metal member, 4 ... Tube, 4a ... Inner periphery, 4b ... Outer periphery, 5 ... Hollow bag body, 5a ... Outer periphery, 6 ... Rack, DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記中空部の内周に固着された端部を含むチューブと、
前記チューブの内周に嵌合され、内側から加圧膨張可能な円筒状の中空袋体と、を備え、
前記金属部材の前記中空部の前記内周と前記チューブの前記端部の外周とが、互いに凹凸係合する抜け止め用の凹凸係合部を含み、
前記チューブは、熱硬化により前記金属部材の前記中空部の前記内周に固着された樹脂を含むCFRPからなる、複合部品。 A metal member including a cylindrical hollow portion;
A tube including an end fixed to the inner periphery of the hollow portion;
A cylindrical hollow bag body fitted to the inner periphery of the tube and capable of being pressurized and expanded from the inside;
The inner periphery of the hollow portion of the metal member and the outer periphery of the end portion of the tube include a concave / convex engaging portion for retaining the concave / convex engagement with each other,
The tube is a composite part made of CFRP containing a resin fixed to the inner periphery of the hollow portion of the metal member by thermosetting.
前記金属部材は、第1中空部を有し外周にラックを形成した筒状の第1金属部材と、第2中空部を有する筒状の第2金属部材と、を含み、
前記第1金属部材および前記第2金属部材の何れか一方は、前記中空袋体の表面に臨む挿通孔を含み、
前記チューブの前記端部は、前記第1中空部の内周に固着された第1端部と、前記第2中空部の内周に固着された第2端部と、を含むラックバー。 A rack bar as a composite part according to any one of claims 1 to 4,
The metal member includes a cylindrical first metal member having a first hollow portion and a rack formed on the outer periphery, and a cylindrical second metal member having a second hollow portion,
Either one of the first metal member and the second metal member includes an insertion hole facing the surface of the hollow bag body,
The end portion of the tube is a rack bar including a first end portion fixed to an inner periphery of the first hollow portion and a second end portion fixed to an inner periphery of the second hollow portion.
前記プリプレグ層の樹脂を所定の熱硬化温度に加熱して熱硬化させることにより、前記金属部材と一体のチューブを形成する工程と、
前記中空袋体の加圧を解除した状態で前記チューブから前記中空型を取り外すことにより、複合部品を得る工程と、を含む複合部品の製造方法。 A prepreg layer in which a prepreg formed by impregnating a reinforcing fiber mainly composed of carbon fiber with a thermosetting resin is wound around the outer periphery of a cylindrical hollow bag body has a hollow portion and is pulled out to the inner periphery of the hollow portion. In the sealed hollow space formed by the cylindrical metal member subjected to the stop processing and the hollow mold disposed adjacent to the metal member, the hollow bag body is inflated with the pressure expansion. By pressurizing the prepreg layer to the inner periphery of the hollow space,
Forming a tube integral with the metal member by heating and curing the resin of the prepreg layer to a predetermined thermosetting temperature;
Obtaining a composite part by removing the hollow mold from the tube in a state where the pressurization of the hollow bag body is released.
前記プリプレグ層の樹脂を所定の熱硬化温度に加熱して熱硬化させることにより、両金属部材と一体のチューブを形成する工程と、
前記中空袋体の加圧を解除した状態で前記チューブから前記中空型を取り外すことにより、ラックバーを得る工程と、を含むラックバーの製造方法。 A prepreg layer in which a prepreg formed by impregnating a reinforcing fiber mainly composed of carbon fiber with a thermosetting resin is wound around the outer periphery of a cylindrical hollow bag body has a first hollow portion, A cylindrical second metal member, which has a cylindrical first metal member and a second hollow portion, the inner periphery of which is provided with a retaining process, and a cylindrical second metal member, which is provided with a retaining process on the inner periphery of the second hollow portion. The prepreg layer is expanded by the pressure expansion of the hollow bag body in a sealed hollow space formed by a hollow mold having three hollow portions and disposed between both metal members. Pressurizing the inner periphery of the hollow space;
Forming a tube integral with both metal members by heating and curing the resin of the prepreg layer to a predetermined thermosetting temperature;
And a step of obtaining a rack bar by removing the hollow mold from the tube in a state where the pressurization of the hollow bag body is released.
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---|---|---|---|---|
JP2020041566A (en) * | 2018-09-07 | 2020-03-19 | ナブテスコ株式会社 | Junction for fiber containing composite material |
JP7148333B2 (en) | 2018-09-07 | 2022-10-05 | ナブテスコ株式会社 | Bonding of fiber-containing composites |
US11668339B2 (en) | 2018-09-07 | 2023-06-06 | Nabtesco Corporation | Joining of fiber-containing composite material |
CN115027107A (en) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | Reinforced composite assembly and method of making the same |
CN115027107B (en) * | 2021-03-05 | 2024-03-22 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | Reinforced composite component and method of making the same |
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