[发明专利]齿条壳体的制造方法、以及齿条壳体

说明书

本发明提供一种齿条壳体的制造方法，在将层叠使热塑性树脂浸入纤维片的纤维强化复合材料的预成型料冲压成型而形成齿条壳体的筒部之后，将包含填料的热塑性树脂注射成型而形成将金属圆环一体化的连结部。齿条壳体通过所述制造方法制造。

技术领域

本申请主张于2014年1月22日提出的日本专利申请第2014-009684号的优先权，并在此引用包括说明书，附图以及说明书摘要的全部内容。

本发明涉及齿条壳体的制造方法以及通过该方法制造出的齿条壳体。

背景技术

在汽车等的转向装置中，使用齿条壳体以用于将齿条轴支承为能够自由地进行直线往复移动、并且固定于车身框架。齿条壳体沿齿条轴的轴向较长地形成，并接受在转向操作时从车轮传递而来的操舵反作用力。因此，一般将整体由强度和刚性优越的铝压铸件等而形成为一体。

但是，根据近年节能的要求，对于汽车部件也逐渐要求其轻量化。因此，对于在转向装置的总重量中所占据的重量比大的齿条壳体来说，也要在确保必要的强度和刚性的基础上，研究其轻量化。例如，将齿条壳体分为供齿条轴插通的筒部、和设置于该筒部两端的与其他部件连结的连结部。其中，可以考虑通过使热固化性树脂浸入碳纤维的CFRP(CarbonFiber Reinforced Plastics)等纤维强化复合材料来形成筒部并使该筒部轻量化。

对于具备插通小齿轮轴、插通齿条引导件(支持轭部)、或者安装于车身的部分的连结部而言，与以往一样由铝压铸件等形成，该连结部与筒部可以通过螺纹紧固、螺旋镶套(helisert)插入、金属螺纹一体成型等方式连结。另外，在日本特开2013-208927号公报中记载的发明中，将所述插通小齿轮轴、插通齿条引导件、或安装于车身的部分中的、至少构成开口的金属圆环，与由纤维强化复合材料形成的筒部一同配置于模具，将热塑性树脂注射成型而形成齿条壳体。由此，能够使齿条壳体进一步轻量化。

然而，使用CFRP等包含热固化性树脂的纤维强化复合材料来形成筒部需要较长时间。即，包含为了将纤维强化复合材料的片状的预成型料成型为筒状而加热软化的流动化时间、和成型为筒状后使之进一步升温至热固化性树脂的固化温度的升温时间，从加热开始至通过热固化性树脂的完全固化而完成筒部为止，大约需要五个小时以上的时间。

若考虑汽车部件的制造所需要的周期时间为一分钟左右，则这个时间非常长，而且在这期间持续加热所消耗掉的能量也很多，所以这些成为成本增大的重要因素。

发明内容

本发明的目的之一，是提供一种与整体由铝压铸件等形成的以往的结构相比，能够尽可能以短的时间和少的能量来高效地制造出轻量化的齿条壳体的制造方法，以及通过这样的制造方法制造出的齿条壳体。

本发明涉及齿条壳体的制造方法，包含：对于与具备覆盖齿条轴的筒部和与该筒部的两端相连的与其他部件连结的连结部的齿条壳体的立体形状对应的模具而言，在该模具的与所述连结部对应的区域，配置用于与其他部件连结或者插通的金属圆环，并且在该模具的与所述筒部对应的区域，配置将使热塑性树脂浸入于纤维片的至少两层的纤维强化复合材料层叠而成的、被加热的两个预成型料的工序；对所述模具进行合模，并将两个预成型料冲压成型为分别具有与筒部的半周对应的半筒体、和从该半筒体的周向的两端在筒部的轴向全长上向外侧延伸的平板状的连接部的形状，并且使两半筒体用各自的连接部的侧面彼此进行结合而形成筒部的工序；以及在与所述连结部及筒部对应的整个区域，将包含填料的热塑性树脂进行注射成型，从而形成将金属圆环一体化的连结部，并且将该连结部与筒部进行一体化的工序。

附图说明

根据以下参照附图对实施方式进行的详细说明，本发明的所述以及更多的特点和优点会变得更加清楚，其中对相同的元素标注相同的附图标记，其中，

图1是能够装入本发明的齿条壳体的转向装置的一个例子的示意图。

图2是表示本发明的齿条壳体的实施方式的一个例子的立体图。