JP6369720B2 - ラックハウジングの製造方法 - Google Patents
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Description
ラックハウジングは、ラック軸の軸方向に長く形成され、操舵時に車輪から伝達される操舵反力を受けるため、ラックハウジング全体を強度や剛性に優れたアルミダイキャスト等によって形成するのが一般的である。
軽量化のために、例えば、下記特許文献1に記載のように、ラックハウジングにおいてラック軸が挿通される円筒部を、織物繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを筒状に成形することが考えられる。
また、下記特許文献3では、プリプレグとして樹脂を含浸させたカーボン繊維の織物によって、プラスチックケースを形成することが提案されている。
特許文献2のように熱可塑性樹脂によるプリプレグを用いれば、ラックハウジングのサイクルタイムの短縮を図ることができる。しかし、プリプレグは、肉厚で撓みにくい1枚のシートなので、ラックハウジング成形のためにプレプレグを一気にプレス加工する際に、プリプレグに層間剥離や皺といった不具合が発生する虞がある。
請求項3記載の発明は、前記ラックハウジングは、前記筒部の両端の少なくとも一方に連結される連結部(14,15)を備え、前記2枚の積層シートを加熱された状態で前記金型にセットする際に、前記金型において前記連結部に対応する領域に、他部品(7,8)が挿通されるカラー(26,30,31,32,34,36)をセットする工程を含み、前記筒部に熱可塑性樹脂を射出する工程では、前記カラーが一体化された前記連結部が当該熱可塑性樹脂によって形成されるとともに、前記筒部と前記連結部とが一体化されることを特徴とする、請求項2記載のラックハウジングの製造方法である。
そして、筒部を構成する積層シートは、材料の段階では、炭素繊維シートと熱可塑性樹脂のフィルムとに分かれていて、炭素繊維シートおよび熱可塑性樹脂のフィルムのそれぞれは、予め繊維に樹脂が含浸されたプリプレグと比べて、薄く撓みやすい。そのため、ラックハウジングの製造の際、炭素繊維シートと熱可塑性樹脂のフィルムとを積層して構成された2枚の積層シートを、加熱された状態で金型にセットし、金型の型締めによってプレス加工しても、2つの半筒体の接続部同士が結合されることによって形成された筒部には、層間剥離や皺といった不具合が発生しにくい。
よって、軽量化されたラックハウジングを、成形時の不具合の発生を抑制しつつ短時間で製造できる。
請求項2記載の発明によれば、筒部を構成する2つの半筒体において結合された接続部同士を覆うように射出された熱可塑性樹脂によって形成したリブによって、接続部同士の接続を補強できるので、筒部の強度を向上できる。
請求項4記載の発明によれば、金属円環を介して筒部と連結部とが連結される構成のラックハウジングにおいて、プレス加工により筒部を形成する際に、筒部と金属円環とを一体化することもできるので、ラックハウジングをさらに短時間で製造できる。
図1は、本発明のラックハウジングを組み込むことができるステアリング装置の一例の概略図である。
図1を参照して、ステアリング装置1は、ハンドル2と一体回転可能に連結されたステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結されたインターミディエートシャフト5とを備えている。さらに、ステアリング装置1は、インターミディエートシャフト5に自在継手6を介して連結されたピニオンシャフト7と、ピニオンシャフト7に設けられたピニオン歯7aに噛み合うラック歯8aを有して自動車の左右方向に延びるラック軸8とを備えている。
ラック軸8は、車体に固定されるラックハウジング10内においてラック軸8の軸方向Xに沿って直線往復動自在となるように、図示しない複数の軸受を介してラックハウジング10によって支持されている。ラック軸8の両端部は、ラックハウジング10の両側へ突出し、各端部にはタイロッド11が結合されている。
図2は、本発明のラックハウジング10の実施の形態の一例を示す斜視図である。図3(a)は、図2のラックハウジングにおける筒部を軸方向に直交する切断面で切断したときの断面図であり、図3(b)は、図3(a)の一部を拡大した断面図である。
図3(a)を参照して、筒部13は、その半周分の断面形状を有する2つの半筒体17に2分割される。各半筒体17では、その周方向Sの両端から、筒部13の軸方向Xの全長に亘って外方へ折曲するように延設された平板状の接続部16が一体的に形成されている。2つの半筒体17によって1つの円形の断面形状が形成されるように2つの半筒体17の接続部16の側面16a同士を結合させることによって、筒部13が形成されている。
複数層の繊維強化複合材18では、そのうち少なくとも2層の繊維強化複合材18にランダムに貫通させた長繊維状のフィラー19によって層間の結合が補強されており、各半筒体17では、層間剥離や、層間剥離による強度や耐衝撃性やヒートショック性等の低下が防止されている。
リブ20〜22および被覆24のいずれも、次に説明する連結部14および15とともに、フィラー19を含む熱可塑性樹脂によって一体に形成されている。
連結部14における開口25の周縁部には、当該周縁部を補強する金属製のカラー26が一体化されている。カラー26には、ラックハウジング10に対する他部品であるラック軸8が挿通されるとともに、ラック軸8の直線運動を許容しつつ開口25を閉じるブーツ(図示せず)が取り付けられる。
連結部14における開口27の周縁部には、当該周縁部を補強する金属製のカラー30が一体化されている。カラー30には、ラックハウジング10に対する他部品であるピニオンシャフト7が挿通されるとともに、図示しないピニオンシャフトのカバーが取り付けられる。
取付部29は、フィラー19を含む熱可塑性樹脂によって連結部14と一体に形成されている。また、取付部29には、車体への取り付けのためのボルト等が挿通される通孔を備えた金属製のカラー32が一体化されている。
連結部15における開口33の周縁部には、当該周縁部を補強する金属製のカラー34が一体化されている。カラー34には、ラック軸8が挿通されるとともに、ラック軸8の直線運動を許容しつつ開口33を閉じるブーツ(図示せず)が取り付けられる。
図4は、筒部13の材料となる積層シートの構成を示す模式図である。図5(a)および図5(b)は、ラックハウジング10を本発明の製造方法によって製造する一工程を説明する断面図である。
単体の炭素繊維シート63は、樹脂が含浸されていないドライの状態にある。炭素繊維シート63としては、筒部13の強度向上や軽量化を考えて、連続して延びる炭素繊維55からなる織布、不織布、ストランド等が挙げられる。炭素繊維55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炭素繊維を用いることができる。また、炭素繊維55の一部をガラス繊維やアラミド繊維に置き換えることも可能である。炭素繊維シート63における炭素繊維55の向きは、筒部13の剛性向上に寄与するように設定され、炭素繊維55は、主に軸方向Xに引き揃えられる。
完成した積層シート37において、炭素繊維シート63が前述したようにドライの状態にあり、この実施形態では、積層シート37は、「セミプレグシート(炭素繊維55に樹脂が含浸されていないシート)」とも呼ばれる。なお、繊維に樹脂が予め含浸されたシートは、プリプレグ(シート)と呼ばれる。
金型38は、筒部13の内径に対応する外径を有して軸方向Xに延びる柱状の内型39と、2つの外型40とを備えている。2つの外型40のそれぞれには、金型38の型締めの際に相手側の外型40に当接される平坦な合わせ面41が設けられている。金型38の型締めの際、2つの外型40の合わせ面41同士が面接触する。各外型40の合わせ面41には、相手側の合わせ面41から離れる方向に窪む凹部42が形成されている。凹部42は、筒部13の半周分に一致するように形成されていて、筒部13の外径に対応する内径と、筒部13の軸方向Xの全長に対応する長さとを有している。
そのため、凹部42の合わせ面41での開口部には、リブ20の半分の厚み分の深さを有して軸方向Xにおける凹部42の全長に亘る凹溝43が形成されている。また、各外型40における凹部42の最奥部(最深部)には、リブ21に対応して軸方向Xにおける凹部42の全長に亘る凹溝44が形成されている。さらに、凹部42において軸方向Xにおける複数箇所には、各リブ22に対応する円弧状の凹溝45が形成されている。
このような金型38を使用してラックハウジング10を製造するには、まず、前述した積層シート37を、半筒体17と同数の2枚準備する。
次いで、2枚の積層シート37のそれぞれを、例えばオーブンや赤外線ヒータを用いて熱可塑性樹脂の融点前後(主に融点以上)まで加熱(予熱)して軟化または溶融させる。そして、加熱された状態の2枚の積層シート37を、図5(a)に示すように、金型38において筒部13に対応する領域(2つの外型40と内型39との間の空間)に、内型39を挟むようにセットする。この際、金型38内において、前述したように連結部14および15のそれぞれに対応する連結部形成領域の保持部(図示せず)に、カラー26、30、31、32、34および36をセットする。
また、金型38内に注入された熱可塑性樹脂が、プレス加工により形成された筒部13に射出されることにより、筒部13の外周には、当該熱可塑性樹脂によってリブ20〜22が一体に形成され、筒部13の内周面は、被覆24によって被覆される。ここでの工程では、さらに、筒部13の一端側に、カラー26、30、31および32が一体化された連結部14が当該熱可塑性樹脂によって形成され、筒部13の他端側に、カラー34および36が一体化された連結部15が当該熱可塑性樹脂によって形成され、連結部14および15のそれぞれと筒部13とリブ20〜22とが当該熱可塑性樹脂を介して一体化される。
以上の製造方法によれば、ラックハウジング10においてラック軸8を覆う筒部13が、熱可塑性樹脂を用いたCFRTPで構成されているので、アルミダイキャスト等の金属で構成される場合と比べて、ラックハウジング10の軽量化を図ることができる。
また、筒部13を構成する2つ半筒体17において結合された接続部16同士を覆うように射出された熱可塑性樹脂によって形成したリブ20によって、接続部16同士の接続を補強できるので、筒部13の強度を向上できる。
また、フィラー19が、筒部13に射出される熱可塑性樹脂内で分散して熱可塑性樹脂の構造物(筒部13、連結部14および15ならびにリブ20〜22)を補強したり、2つの半筒体17において結合された接続部16同士を跨って貫通して強固に連結したりする。これによって、半筒体17同士の締結強度を向上し、連結部14および15を含む筒部13全体の強度および剛性の向上を図ることができる。
図6は、本発明の第1変形例に係るラックハウジング10を軸方向Xに沿った切断面で切断したときの断面図である。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(以下で説明する図7および図8において同じ)。
この場合、第1変形例に係るラックハウジング10は、筒部13の両端において当該別部品が位置する少なくとも一方に連結される金属円環51をさらに備えている。図6では、筒部13の両端のそれぞれに金属円環51が1つずつ連結されている。金属円環51に、前述した別部品(連結部14および15の少なくとも一方)が連結される。
その後、前述したように金型38を型締めしてプレス加工により筒部13を形成する工程において、筒部13を構成する積層シート37が金属円環51の外周面51Aに巻き付けられる。その結果、筒部13の両端の少なくとも一方(図6の場合は、両方)に金属円環51が1つずつ内嵌されて、筒部13と金属円環51とが一体化される。その後、前述した実施形態と同様に、リブ20〜22が形成される。
連結部14の雄ねじ部54が、図6における右側の金属円環51の雌ねじ部53にねじ締結(機械的締結)されることにより、連結部14は、この金属円環51に連結されるとともに、この金属円環51を介して筒部13に一体化される。また、連結部15の雄ねじ部54が、図6における左側の金属円環51の雌ねじ部53にねじ締結されることにより、連結部15は、この金属円環51に連結されるとともに、この金属円環51を介して筒部13に一体化される。これにより、筒部13と連結部14と連結部15とが一体化され、ラックハウジング10が完成する。
図7を参照して、完成したラックハウジング10では、筒部13の内周面における各炭素繊維55が周方向Sに延びていることが好ましい。各炭素繊維55が周方向Sに延びていれば、前述したプレス加工での加圧により、筒部13の内周面における各炭素繊維55および熱可塑性樹脂は、金属円環51の外周面51Aの凹凸部52の凹部52Aに進入した状態になる。この状態では、筒部13の内周面において積層シート37から染み出た熱可塑性樹脂が、金属円環51の外周面51Aの凹凸部52に沿った形状で固化して抜け止め(アンカー)として機能しているとともに、金属円環51の外周面51Aの凹部52Aに進入した炭素繊維55も抜け止めとして機能している。そのため、筒部13の内周面における熱可塑性樹脂および炭素繊維55のアンカー効果によって、筒部13と金属円環51とが強固に接続されている。
図8を参照して、第2変形例における金属円環51の外周面51Aには、凹凸部52に沿うように熱接着フィルム56が設けられている。熱接着フィルム56は、金属円環51が金型38の内型39の端部に対して外嵌される前に、金属円環51の外周面51Aに取り付けられてもよいし、金属円環51が内型39に対して外嵌された後に金属円環51の外周面51Aに取り付けられてもよい。熱接着フィルム56が介在されることにより、筒部13と金属円環51とがより一層強固に接続される。
たとえば、前述した実施形態(変形例も含む)では、筒部13の両端に、連結部14および15が1つずつ連結されていたが、筒部13の両端における少なくとも一方に連結部14または15が連結されていればよく、連結部14および15のどちらかが省略されてもよい。
また、射出成形する熱可塑性樹脂としては、炭素繊維シート63に含浸させる熱可塑性樹脂よりもメルトフローレートが大きいものを選択して用いるのが好ましい。
かかる効果の点で、射出成形する熱可塑性樹脂としては、メルトフローレートが30g/10min以上、特に50g/10min以上であるものを用いるのが好ましい。メルトフローレートがこの範囲未満では、熱可塑性樹脂とフィラー19とを、繊維強化複合材18の層間、および繊維強化複合材18中に良好に浸透させて、層間剥離を防止する効果が得られないおそれがある。
また、本発明は、ラックハウジング10以外の筒状部材の製造にも適用可能である。
Claims (5)
- ラック軸を覆う筒部を備えたラックハウジングの立体形状に対応した金型において前記筒部に対応する領域に、炭素繊維シートと熱可塑性樹脂のフィルムとを積層して構成された2枚の積層シートであって、前記炭素繊維シートにおける炭素繊維に樹脂が含浸されていない状態にある当該2枚の積層シートを、加熱された状態でセットする工程と、
前記金型を型締めして、前記炭素繊維シートにおける炭素繊維間を前記フィルムの熱可塑性樹脂で埋めるように前記炭素繊維シートに当該熱可塑性樹脂を含浸させ、前記2枚の積層シートのそれぞれを、前記筒部の半周分の半筒体と、前記半筒体の周方向の両端の接続部とを有する形状にプレス加工するとともに、両半筒体をそれぞれの前記接続部同士で結合させて前記筒部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、ラックハウジングの製造方法。 - 前記プレス加工により形成された前記筒部に熱可塑性樹脂を射出し、結合された前記接続部同士を覆うリブを当該熱可塑性樹脂によって形成する工程を含むことを特徴とする、請求項1記載のラックハウジングの製造方法。
- 前記ラックハウジングは、前記筒部の両端の少なくとも一方に連結される連結部を備え、
前記2枚の積層シートを加熱された状態で前記金型にセットする際に、前記金型において前記連結部に対応する領域に、他部品が挿通されるカラーをセットする工程を含み、
前記筒部に熱可塑性樹脂を射出する工程では、前記カラーが一体化された前記連結部が当該熱可塑性樹脂によって形成されるとともに、前記筒部と前記連結部とが一体化されることを特徴とする、請求項2記載のラックハウジングの製造方法。 - 前記ラックハウジングは、前記筒部の両端の少なくとも一方に連結される金属円環と、前記金属円環に連結される連結部とを備え、
前記2枚の積層シートを加熱された状態で前記金型にセットする際に、前記金型に前記金属円環をセットする工程を含み、
前記プレス加工により前記筒部を形成する工程では、前記筒部の両端の少なくとも一方に前記金属円環が内嵌されて、前記筒部と前記金属円環とが一体化されることを特徴とする、請求項2記載のラックハウジングの製造方法。 - 前記筒部に射出される熱可塑性樹脂は、フィラーを含むことを特徴とする、請求項2〜4のいずれかに記載のラックハウジングの製造方法。
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DE102004017888A1 (de) * | 2004-04-13 | 2005-11-03 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zur Herstellung von Hohlprofilen |
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