树脂成形部件及其制造方法与流程

未命名 08-15 阅读:73 评论:0


1.本发明涉及由含连续纤维的树脂成形的树脂成形部件及其制造方法。


背景技术:

2.作为用于制造树脂成形部件的材料,使用了混入有各种纤维的树脂材料。例如,通过在注塑成型用的树脂中添加玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺连续纤维等,并向模具内进行注塑填充且进行固化,从而制造出提高了强度、耐磨损性的树脂成形部件。
3.在使用连续纤维以作为加强用的纤维的情况下,在树脂成型装置中,当用螺杠对混入了连续纤维的树脂材料进行混炼时,连续纤维破损。另外,当使树脂材料通过喷嘴以及浇口而填充至空腔时,连续纤维因施加于树脂材料的剪断应力而破损。因此,存在无法保持连续纤维的纤维长度而使加强效果降低这样的问题。
4.另外,当在具备与对象部件滑动的滑动部在内的成形件中混入玻璃纤维或玄武岩纤维以作为加强用的纤维时,使对象部件磨损。因此,可考虑一起混入提高耐磨损性的纤维(例如,碳纤维或芳族聚酰胺连续纤维)。但是,当一起混入不同的纤维时,在混炼时或填充时一方短纤维对另一方的纤维进行供给而失去相互的特性,也降低了强度和耐磨性。
5.在日本专利特开2019-104138号公报中,记载了在模具内预先配置连续纤维之后填充树脂的树脂成形部件的制造方法。在日本专利特开2019-104138号公报中,制作出使树脂浸渍于连续强化纤维的复合材料,通过在模具内嵌件复合材料并进行闭锁,从而使复合材料追随于模具空腔形状。


技术实现要素:

6.在日本专利特开2019-104138号公报中,使用含连续纤维的复合材料以作为插入部件,并在插入部件的两侧填充注塑成型用的热塑性树脂而进行一体化。借此,能够失去在树脂材料的混炼或注塑填充时的连续纤维的破损、纤维彼此的相互作用。然而,日本专利特开2019-104138号公报的插入部件为具有柔软性的片材状或者布状的部件。因此,难以高精度地将使取向一致的连续纤维配置于加强部位。特别地,难以在复杂的形状的部位或精密的形状的部位配置连续纤维。
7.本发明的目的在于,提高在使用具备连续纤维的插入部件而对树脂成形部件进行加强时的加强效果。
8.根据本发明的某一方式,一种树脂成形部件的制造方法具备:插入部件成形工序,其通过3d打印机层叠包含连续纤维的基底树脂而成形插入部件;定位工序,其在注塑成型用模具的空腔内定位插入部件;树脂部成形工序,其向空腔中填充注塑成型用树脂而成形出与插入部件一体化的树脂部,通过树脂部成形工序,插入部件被配置于在树脂部上所形成的焊接部的表面,插入部件的连续纤维取向于横跨焊接部的方向。
9.根据本发明的另一方式,一种树脂成形部件具备:插入部件,其层叠有包含连续纤维的基底树脂;树脂部,其与插入部件一体形成,插入部件被配置于在树脂部上所形成的焊
接部的表面,插入部件的连续纤维取向于横跨焊接部的方向。
附图说明
10.图1为本发明的实施方式所涉及的树脂齿轮的立体图。
11.图2a为树脂齿轮的俯视图。
12.图2b为树脂齿轮的剖视图。
13.图3a为外侧嵌件套筒的俯视图。
14.图3b为外侧嵌件套筒的侧视图。
15.图3c为内侧嵌件套筒的俯视图。
16.图3d为内侧嵌件套筒的侧视图。
17.图4为在树脂齿轮的制造中所使用的注塑成型用模具的剖视图。
18.图5a为注塑成型用模具的空腔的俯视图。
19.图5b为表示注塑成型用模具的空腔中的插入部件的配置的俯视图。
20.图6a为表示向第一空腔部分中填充注塑成型用树脂的中途的状态的图。
21.图6b为表示内侧嵌件套筒因注塑成型用树脂的热量以及压力而变形并与中心销紧贴的状态的图。
22.图6c为表示开模后的树脂齿轮的凸柱部的结构的图。
23.图7a是表示向第三空腔部分中填充注塑成型用树脂的中途的状态的图。
24.图7b为表示外侧嵌件套筒因注塑成型用树脂的热量以及压力而变形并与齿型部紧贴的状态的图。
25.图7c为表示开模后的树脂齿轮的外周部的结构的图。
26.图8为具备本发明的实施方式所涉及的弹簧引导件在内的悬架装置的局部剖视图。
27.图9为弹簧引导件的俯视图。
28.图10为在树脂齿轮的制造中所使用的注塑成型用模具的剖视图。
29.图11为表示弹簧引导件中的插入部件的配置的俯视图。
30.图12a为表示弹簧引导件中的插入部件的配置的剖视图,其为沿着图11的a-a线的剖视图。
31.图12b为表示弹簧引导件中的插入部件的配置的剖视图,其为沿着图11的b-b线的剖视图。
32.图12c为表示弹簧引导件中的插入部件的配置的剖视图,其为沿着图11的c-c线的剖视图。
33.图13为配置有插入部件的部位的局部放大剖视图。
34.图14为旋转限制肋的立体图。
35.图15为示意地表示利用插入部件的间隙的排气方法的说明图。
36.图16a为表示弹簧引导件中的插入部件的另一结构例的剖视图,其表示与图12a相同的截面位置。
37.图16b为表示弹簧引导件中的插入部件的另一结构例的剖视图,其表示与图12b相同的截面位置。
38.图16c为表示弹簧引导件中的插入部件的另一结构例的剖视图,其表示与图12c相同的截面位置。
39.图17为配置有另一结构例的插入部件的部位的局部放大剖视图。
具体实施方式
40.本发明的树脂成形部件为使用模具并通过注塑成型而被制造出的成形件。在以下说明的第一实施方式中,树脂成形部件为在中央设置有供旋转轴穿过的孔部、并在外周面设置有齿部的树脂齿轮1。另外,在第二实施方式中,树脂成形部件为在车辆的车身与车轮之间所设置的悬架装置40的弹簧引导件30。
41.另外,本发明并未被限定于以下说明的实施方式。例如,在以下说明的第一实施方式中,孔部为贯穿孔,但是,孔部可以不贯穿,也可以为凹部。另外,虽然在以下说明的第一实施方式中,齿部被设置于全周,但是,齿部也可以仅被设置于周向的一部分。另外,虽然在以下说明的第一实施方式中,树脂成形部件具备孔部和齿部这两方,但是,也可以仅具备孔部和齿部中的一方。在不具备齿部的情况下,树脂成形部件也可以不是齿轮。即,本发明能够应用于具备孔部的任意的树脂成形部件。例如,能够应用于滑轮。
42.<第一实施方式>
43.(树脂齿轮的结构)
44.图1为应用了本发明的树脂齿轮1的立体图。图2(a)为图1的树脂齿轮1的俯视图,图2(b)为图1的树脂齿轮1的剖视图。如图1、图2所示,树脂齿轮1具备:筒状的凸柱部2;环状的连接部3,其被设置于凸柱部2的外周;环状的外周部4,其被设置于连接部3的外周。外周部4与凸柱部2同轴地被配置。在第一实施方式中,将树脂齿轮1的中心轴设为l,并将沿着中心轴l的方向称为轴向。
45.树脂齿轮1具备在轴向上贯穿凸柱部2的孔部5。在孔部5的内周面,形成有当将树脂齿轮1与转轴连结时成为止转部的凸部6。另外,树脂齿轮1具备在外周部4的外周面上所形成的齿部。齿部具备在周向上排列的多个齿7。树脂齿轮1为斜齿轮,齿7在相对于轴向倾斜的方向上延伸。另外,树脂齿轮1也可以为正齿轮,齿7也可以相对于轴向平行地延伸。另外,树脂齿轮1也可以为仅在周向的一部分上设置有齿部的缺齿齿轮。另外,在孔部5的内周面上所设置的止转部的形状也可以与第一实施方式不同。例如,也可以设为d形切口形状。
46.在通过注塑成型而制造出如树脂齿轮1那样具备孔形状的成形件的情况下,在向模具填充树脂时,能够在供于形成孔的销的周围流动的树脂合流的位置处形成焊接部。由于焊接部为树脂与树脂的对流部,因此,即便向注塑成型用树脂添加连续纤维,在焊接部处,连续纤维的取向也是不均匀的。另外,在如树脂齿轮1那样具备精密的凹凸形状的情况、或者成形件具备复杂的形状的情况下,即便向注塑成型用树脂添加连续纤维,也无法使纤维均匀地沿着模具形状,因此,加强效果降低。第一实施方式的树脂齿轮1是针对上述技术问题、实施了由通过3d打印机而制造出的插入部件10实施的加强后获得的齿轮。
47.(树脂齿轮的制造方法)
48.树脂齿轮1是通过将树脂制的插入部件10(参照图3a~图3d)配置于模具内并填充树脂的嵌件成形而被制造出的。因此,树脂齿轮1具备插入部件10、和与插入部件10一体化的树脂部9。如后所述,插入部件10在填充注塑成型用树脂时,因注塑成型用树脂的热量以
及压力而变形并与注塑成型用模具20的模面紧贴,从而转印模面的形状。因此,插入部件10构成了所完成的树脂齿轮1的表面部分。
49.如后所述,由注射成型用树脂构成的树脂部9具备第一焊接部w1以及第二焊接部w2。第一焊接部w1为从孔部5起在径向上延伸的焊接线(参照图2a、图6c)。另外,第二焊接部w2被形成于在外周面4上所设置的齿部的齿根8(参照图7)在第一实施方式中,通过在树脂齿轮1的表面部分上所配置的插入部件10而加强了第一焊接部w1以及第二焊接部w2。
50.(插入部件)
51.图3为插入部件10的俯视图以及侧视图。在第一实施方式中,作为插入部件10,使用了第一插入部件以及第二插入部件这两个部件。第一插入部件为内侧嵌件套筒11,第二插入部件为外侧嵌件套筒12。使用了内侧嵌件套筒11以及外侧嵌件套筒12这两个部件。图3a为外侧嵌件套筒12的俯视图,图3b为外侧嵌件套筒12的侧视图。图3c为内侧嵌件套筒11的俯视图,图3d为内侧嵌件套筒11的侧视图。内侧嵌件套筒11为圆筒状,并且与树脂齿轮1的孔部5相比直径稍许较大。内侧嵌件套筒11的轴向的高度与凸柱部2大致相同。外侧嵌件套筒12为圆筒状,并且与树脂齿轮1的齿底圆相比直径稍许较小。内侧嵌件套筒11的轴向的高度与外周部4大致相同。
52.插入部件10通过3d打印机而被制造出。插入部件10是通过层叠包含连续纤维的基底树脂而被制造出的。3d打印机具备:支持台,其供包含基底树脂的成形材料层叠;注塑部,其朝向支持台而注塑出成形材料。支持台以及注塑部被控制成,一边根据插入部件10的三维形状的数据而相对移动,一边注塑出成形材料。借此,控制成形材料的注塑位置,并将成形材料层叠成插入部件10的三维形状。通过使所层叠的成形材料固化,从而完成插入部件10。
53.基底树脂为热塑性树脂。插入部件10是通过使用聚酰胺树脂以作为基底树脂而被制造出的。另外,作为基底树脂,也可以使用其他的热塑性树脂。连续纤维例如为芳族聚酰胺纤维、碳纤维、钛酸钾纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维(basalt fiber)等连续纤维。内侧嵌件套筒11由包含聚酰胺树脂以及碳连续纤维在内的成形材料成形。另外,外侧嵌件套筒12由包含聚酰胺树脂以及芳族聚酰胺连续纤维在内的成形材料成形。即,内侧嵌件套筒11和外侧嵌件套筒12的基底树脂相同,且连续纤维不同。
54.3d打印机能够在制造插入部件10时,控制连续纤维的取向。当层叠成形材料时,连续纤维在沿着注塑部相对于支持台的移动路径的方向上进行取向。因此,通过根据插入部件10的三维形状以及插入部件10的各部中的连续纤维的取向数据而使喷嘴移动,从而制造出连续纤维取向于期望的方向上的插入部件10。内侧嵌件套筒11以及外侧嵌件套筒12均为圆筒形,连续纤维的取向在周向上一致。
55.(注塑成型用模具)
56.图4为在图1的树脂齿轮1的制造中所使用的注塑成型用模具20的剖视图。如图4所示,注塑成型用模具200具备被设置成可动模的第一模部件21、和被设置成固定模的第二模部件22,通过使第一模部件21和第二模部件22抵接从而形成空腔c。注塑成型用模具20具备在空腔c的中央所配置的中心销23。中心销23为树脂齿轮1的孔部5的反转形状,在中心销23的外周面的轴向的一部分设置有在轴向上延伸的凹部24。另外,注塑成型用模具20具备用于在树脂齿轮1的外周部4上成形齿部的齿型部25。齿型部25被形成于第一模部件21。在齿
型部25的内周面,在周向上排列着齿7的反转形状。
57.另外,第一模部件21以及第二模部件22也可以分别由多个模部件构成。例如,第一模部件21的中心销23也可以为能够在轴向上滑动的结构。另外,齿型部25也可以为能够在周向上分割的结构。
58.图5a为注塑成型用模具20的空腔c的俯视图,图5b为表示空腔c中的插入部件10的配置的俯视图。如图4、图5所示,空腔c具备:筒状的第一空腔部分c1,其对树脂齿轮1的凸柱部2进行成形;第二空腔部分c2,其对树脂齿轮1的连接部3进行成形;筒状的第三空腔部分c3,其对树脂齿轮1的外周部4进行成形。第一空腔部分c1和第三空腔部分c3经由第二空腔部分c2而被连接。如图5b所示,内侧嵌件套筒11被配置于第一空腔部分c1,并以包围中心销23的全周的方式而被定位。另外,外侧嵌件套筒12被配置于第三空腔部分c3,并被定位于齿型部25的内侧。
59.如图4所示,注塑成型用模具20具备用于向空腔c中填充注塑成型用树脂(树脂材料)的浇口26。浇口26被设置于第二空腔部分c2,从浇口26被供给的注塑成型用树脂通过第二空腔部分c2而向第一空腔部分c1以及第三空腔部分c3被填充。如图5a所示,在第一实施方式中,在第二空腔部分c2上,在周向上等间隔地设置有六个部位的浇口26。在这种浇口26的配置中,在于周向上相邻的浇口26的中间位置处形成有在径向上延伸的六条焊接线(第一焊接部w1)。
60.另外,在树脂齿轮1的制造时,当向第三空腔部分c3中填充注射成型用树脂时,在相邻的齿7与齿7之间的齿根形成有焊接(第二焊接部w2)。另外,虽然省略图示,但是在各齿7的齿面上,也形成有通过树脂的流动因齿数、扭转角等的形状而紊乱从而引起的焊接部。
61.在树脂齿轮1的树脂部9的成形中所使用的注射成型用树脂为热塑性树脂。树脂部9使用了聚酰胺树脂以作为注射成型用树脂。如上所述,构成插入部件10的基底树脂为聚酰胺树脂。因此,注射成型用树脂和基底树脂是相同的树脂。另外,作为注射成型用树脂,也可以使用其他的热塑性树脂。
62.(由内侧嵌件套筒实施的第一焊接部的加强)
63.图6为表示通过树脂压力而使内侧嵌件套筒11与中心销23紧贴的工序的图。图6a示出了向第一空腔部分c1中填充注塑成型用树脂的中途的状态。图6b示出了内侧嵌件套筒11因注塑成型用树脂的热量以及压力而变形并与中心销23紧贴的状态。图6c示出了开模后的树脂齿轮1的凸柱部2的结构。
64.如图6a所示,内侧嵌件套筒11被定位于浇口26的内侧。因此,当从浇口26填充注塑成型用树脂时,内侧嵌件套筒11通过树脂压力而被按压至内侧。其结果是,内侧嵌件套筒11因注塑成型用树脂的热量以及压力而变形,并且如图6b所示,与中心销23的外周面紧贴。因此,在开模后的树脂齿轮1中,如图6c所示,孔部5的内周面由因热量而被延长并被转印了中心销23的形状的内侧嵌件套筒11构成。
65.在内侧嵌件套筒11中所包含的连续纤维取向于周向。因此,在中心销23的外周面上,以取向于周向的状态配置有连续纤维,并以横跨在径向上延伸的焊接线(第一焊接部w1)的方式而配置有连续纤维。当使树脂齿轮1从注塑成型用模具20开模时,在孔部5的内周面上,在全周上配置有取向于周向的连续纤维。因此,在所有六个部位的焊接线上以横跨焊接线的方式配置有连续纤维,因此,六个部位的焊接线(第一焊接部w1)全部由连续纤维加
强。
66.(由外侧嵌件套筒实施的第二焊接部的加强)
67.图7为表示通过树脂压力而使外侧嵌件套筒12与齿型部25紧贴的工序的图。图7a示出了向第三空腔部分c3中填充注塑成型用树脂的中途的状态。图7b示出了外侧嵌件套筒12因注塑成型用树脂的热量以及压力而变形并与齿型部25紧贴的状态。图7c示出了开模后的树脂齿轮1的外周部4的结构。
68.如图7a所示,外侧嵌件套筒12被定位于浇口26的外侧。因此,当向空腔c填充注塑成型用树脂时,外侧嵌件套筒12通过树脂压力而被按压至外周侧。其结果是,外侧嵌件套筒12因注塑成型用树脂的热量以及压力而变形,并且如图7b所示,与齿型部25的内周面紧贴。因此,在开模后的树脂齿轮1中,如图7c所示,齿部的表面由因热量而被延长并被转印了齿型部25的形状的外侧嵌件套筒12构成。
69.在外侧嵌件套筒12中所包含的连续纤维取向于周向。因此,在齿型部25的内周面上,以取向于周向的状态配置有连续纤维,并以横跨被形成于齿根8的第二焊接部w2的方式而配置有连续纤维。当使树脂齿轮1从注塑成型用模具20开模时,在齿部的外周面上配置有取向于周向的连续纤维。因此,以横跨被形成于齿根8的第二焊接部w2的方式而配置有连续纤维,因此,第二焊接部w2由连续纤维加强。
70.当使用3d打印机对内侧嵌件套筒11以及外侧嵌件套筒12进行制造时,在周向的预定部位处能够形成成为连续纤维的断点的连接面的情况下,当将内侧嵌件套筒11配置于空腔c时,将第一焊接部w1的周向的位置和内侧嵌件套筒11中的连续纤维的断点的位置以错开一度以上的方式进行定位。同样地,将第二焊接部w2周向的位置和外侧嵌件套筒12中的连续纤维的断点的位置以错开一度以上的方式进行定位。借此,能够避免加强效果降低的情况。
71.(第一实施方式的主要作用效果)
72.如上所述,第一实施方式的树脂齿轮1的制造方法具备:插入部件成形工序,其通过3d打印机层叠包含连续纤维的基底树脂而成形插入部件10;定位工序,其在注塑成型用模具20的空腔c内定位插入部件10;树脂部成形工序,其向空腔c中填充注塑成型用树脂而成形出与插入部件10一体化的树脂部9通过树脂部成形工序,插入部件10被配置于在树脂部9上所形成的焊接部w1、w2的表面,插入部件10的连续纤维取向于横跨焊接部w1、w2的方向。
73.另外,第一实施方式的树脂齿轮1具备:插入部件10,其通过3d打印机而层叠有包含连续纤维的基底树脂;树脂部9,其通过注塑成型而被成形,并与插入部件10一体形成。插入部件10被配置于在树脂部9上所形成的焊接部w1、w2的表面,插入部件10的连续纤维取向于横跨焊接部w1、w2的方向。
74.由于在第一实施方式中,通过3d打印机对插入部件10进行制造,因此,能够提高插入部件10的形状精度,并能够在插入部件10的内部使连续纤维的取向一致。因此,通过将插入部件10配置于空腔c内,从而能够在树脂齿轮1的加强部位处以取向一致的状态配置连续纤维。由此,能够提高由连续纤维实现的加强效果。
75.另外,在第一实施方式中,通过在向空腔c中填充注塑成型用树脂时的树脂压力,能够将在由3d打印机实施的插入部件10的制造时进入包含连续纤维的基底树脂的层间的
空气挤出并脱气。因此,能够抑制由插入部件10构成的部分的机械性强度的降低。
76.此外,在第一实施方式中,利用在由3d打印机实施的插入部件10的制造时在包含连续纤维的基底树脂的层间所形成的间隙,能够使从浇口26流入空腔c中的注塑成型用树脂与插入部件10之间的空气释放到空气口(省略图示)侧。因此,能够在注塑填充时使注塑成型用树脂顺利地流动,因此,能够抑制成形不良。
77.在第一实施方式中,通过向空腔c填充注塑成型用树脂时的树脂压力,使插入部件10与对注塑成型用树脂的合流部进行成形的模面紧贴。因此,在树脂齿轮1中,对树脂部9进行成形的注塑成型用模具20的模面的形状被转印于插入部件10。另外,在被形成于树脂部9的焊接部的表面,形成有转印了注塑成型用模具20的形状的插入部件10。因此,不用使连续纤维破损,能够以横跨在焊接部处树脂合流时的表层和表层的方式而在取向一致的状态下配置连续纤维。因此,能够通过连续纤维加强焊接部的表面部分,并能够抑制因焊接部的产生而引起的树脂齿轮1的强度降低。由此,能够提高树脂齿轮1的强度。
78.在第一实施方式的制造方法中,注塑成型用模具20具备被配置于空腔c内的中心销23,插入部件10具备被配置于浇口26的内侧、且以包围中心销23的方式而被定位的内侧嵌件套筒11。在注塑成型工序中,通过从浇口26流入的注塑成型用树脂的树脂压力,使内侧嵌件套筒11与中心销23的外周面紧贴,从而对从中心销23向外周侧延伸的第一焊接部w1进行加强。即,在第一实施方式中,与内侧嵌件套筒11紧贴的模面为中心销23的外周面。
79.第一实施方式的树脂齿轮1具备孔部5,插入部件10具备被转印了孔部5的形状的内侧嵌件套筒11。这样,在树脂齿轮1具备通过中心销23而被形成的孔部5的情况下,通过使内侧嵌件套筒11与中心销23的外周面紧贴,从而能够通过内侧嵌件套筒11中所包含的连续纤维来加强被形成于孔部5的内周面的第一焊接部w1。因此,能够抑制因焊接部的产生而引起的树脂齿轮1的强度降低。
80.另外,在第一实施方式的制造方法中,注塑成型用模具20具备在树脂齿轮1的外周部形成齿部的齿型部25,插入部件10具备被配置于浇口26的外侧且被定位于齿型部25的内侧的外侧嵌件套筒12。在注塑成型工序中,通过从浇口26流入的注塑成型用树脂的树脂压力,使嵌件套筒10与齿型部25的内周面紧贴,从而对在齿部中的齿根8上所形成的第二焊接部w2进行加强。即,在第一实施方式中,与外侧嵌件套筒12紧贴的模面为齿型部25的内周面。
81.第一实施方式的树脂齿轮1在外周面具备齿部,插入部件10具备被转印了齿部的形状的外侧嵌件套筒12。这样,在树脂齿轮1的外周部设置有齿部的情况下,通过使外侧嵌件套筒12与齿型部25的内周面紧贴,从而能够通过连续纤维对被形成于齿根8的第二焊接部w2进行加强。因此,能够抑制因焊接部的产生而引起的树脂齿轮1的强度降低。
82.在第一实施方式中,作为插入部件10,使用了内侧嵌件套筒11和外侧嵌件套筒12这两个部件,内侧嵌件套筒11中所包含的连续纤维和外侧嵌件套筒12中所包含的连续纤维不同。因此,能够制造出在内周面和外周面具有不同的特性的树脂成形部件。在第一实施方式中,能够在内周侧的加强部位和外周侧的加强部位分别使用恰当的连续纤维,因此,能够提高加强效果。另外,能够避免因不同的连续纤维混合存在而在相互作用下失去各连续纤维的特性的情况。例如,能够将玻璃连续纤维、玄武岩连续纤维(basalt continuous fiber)等使对象零件磨损的纤维、和用于提高滑动性的碳连续纤维、芳族聚酰胺连续纤维
以不混合存在的方式进行配置,因此,能够避免因相互作用而失去各连续纤维的特性的情况。
83.例如,在第一实施方式中,在内侧嵌件套筒11中包含碳连续纤维,在外侧嵌件套筒12中包含芳族聚酰胺连续纤维。因此,形成有孔部5的凸柱部2能够通过碳连续纤维提高蠕变特性以及弯曲强度,因此,能够加强焊接部,并且能够提高滑动性。另外,形成有齿部的外周部4能够通过芳族聚酰胺连续纤维加强焊接部,并且能够提高各齿7的抗冲击性。另外,能够避免因碳连续纤维和芳族聚酰胺连续纤维的相互作用而失去各连续纤维的特性的情况。
84.例如,由于内侧嵌件套筒11包含碳连续纤维,因此,能够制造出在孔部5的周围所形成的第一焊接部w1的弯曲弹性率为35gpa以上且640gpa以下的树脂齿轮1。
85.另外,由于外侧嵌件套筒12包含芳族聚酰胺连续纤维,因此,能够制造出在齿根8所形成的第二焊接部w2的拉伸弹性率为54gpa以上且140gpa以下的树脂齿轮1。
86.由于在第一实施方式中,基底树脂和注塑成型用树脂为相同的树脂,因此,插入部件10和通过注塑成型而被形成的树脂部9的一体性较高。因此,能够提高树脂齿轮1的强度。
87.(第一实施方式的变形例)
88.(1)虽然在第一实施方式中,基底树脂和注塑成型用树脂为相同的树脂,但是,基底树脂和注塑成型用树脂也可以不是相同的树脂。在该情况下,优选为,基底树脂的熔点低于注塑成型用树脂的熔点。若基底树脂的熔点较低,则与被注塑填充的树脂接触的插入部件10容易因热量而变形。因此,容易使对焊接部进行成形的模面的形状转印于插入部件10。
89.另外,优选为,在基底树脂和注塑成型用树脂不是相同的树脂的情况下,基底树脂和注塑成型用树脂存在相溶性。若存在相溶性,则能够提高插入部件10和通过注塑成型而被形成的树脂部9的一体性。因此,能够提高树脂齿轮1的强度。
90.(2)虽然在第一实施方式中,在注塑成型用树脂中未添加纤维、填充物,但是也可以添加。例如,能够在注塑成型用树脂以及基底树脂中的一方或者两方中添加玻璃纤维、碳纤维、钛酸钾纤维、玄武岩纤维等短纤维。由于在上述方式中,对焊接部进行加强的连续纤维以被添加于插入部件10中的状态而被配置于空腔c内,因此,即便在注塑成型用树脂中添加了与连续纤维不同的纤维,也能够避免与连续纤维的相互干涉。因此,能够利用添加于插入部件10中的连续纤维和添加于注塑成型用树脂中的短纤维这两方的特性。
91.(3)由3d打印机实施的插入部件10的成形方法只要是能够将连续纤维在取向一致的状态下与基底树脂一起层叠并成形为三维形状的方法即可。例如,也可以是使用ud片材以作为成形材料的方法。ud片材为使热塑性树脂或者热固性树脂浸渍于在一个方向上取向的连续纤维中而获得的片材状的单向纤维强化件。由于ud片材包含较多的取向一致的连续纤维,因此,在树脂齿轮1的表面高密度地配置有取向一致的连续纤维。因此,由连续纤维产生的加强效果较高。
92.例如,在热熔层叠方式的3d打印机中,向对成形材料进行注塑的供给部供给线状或者带状的ud片材以及基底树脂。在线状或者带状的ud片材中,包含取向一致的连续纤维的纤维束。ud片材与加热熔融后的基底树脂一起从注塑部被挤出,并被层叠在支持台上。例如,在制造圆筒状的插入部件10的情况下,通过将线状或者带状的ud片材与基底树脂一起层叠成螺旋状,从而对插入部件10进行成形。借此,能够对连续纤维取向于周向上的插入部件10进行成形。
93.<第二实施方式>
94.(悬架装置的结构)
95.图8为具备应用了本发明的弹簧引导件30在内的悬架装置40的局部剖视图。图9为图8的弹簧引导件30的俯视图。首先,参照图8,对悬架装置40的结构及其功能进行说明。悬架装置40为,被安装于车辆的车身与车轮之间,且对车轮进行定位并且对在车辆行驶过程中从路面受到的冲击或振动进行吸收的装置。
96.如图8所示,悬架装置40具备:减震器41,其具备缸41a以及活塞杆41b;上支架42,其被安装于活塞杆41b的顶端;弹簧引导件30,其被安装于缸41a的外周;螺旋弹簧43,其被配置于弹簧引导件30与上支架42之间。活塞杆41b由未图示的筒状的防撞帽(bump cap)保护。在第二实施方式中,将缸41a的中心轴设为l1,并将沿着中心轴l1的方向设为轴向。上支架42被配置于减震器41的轴向的一方侧l1a。弹簧引导件30从轴向的另一方侧l1b支持螺旋弹簧43。
97.上支架42与车身连结,缸41a经由未图示的支架而与保持车轮的防撞帽连结。减震器41在活塞杆41b于缸41a的轴向上移动时使衰减力产生。悬架装置40通过减震器41的衰减力而使车身的振动衰减。螺旋弹簧43以压缩状态被配置于弹簧引导件30与上支架42之间,并在伸长方向上对减震器41进行施力。在螺旋弹簧43与上支架42之间配置有圆弧状的橡胶片材44。另外,在螺旋弹簧43与弹簧引导件30之间配置有圆弧状的橡胶片材45。
98.(弹簧引导件)
99.图9为图8的弹簧引导件30的俯视图。如图8、图9所示,弹簧引导件30具备:圆筒部31,其被固定于缸41a;碟状的弹簧支撑部(spring catcher)32,其对螺旋弹簧43进行支持。弹簧支撑部32具备:环状的载置部33,其从圆筒部31向外侧扩张;圆环状的外缘部34,其从载置部33的外周缘向一方侧l1a立起。弹簧支撑部32相对于中心轴l1在车身侧朝向另一方l1b的方向上倾斜,并且,相对于中心轴l1在车轮侧朝向一方侧l1a的方向上倾斜。圆筒部31被配置于相对于弹簧支撑部32的中心向车身侧偏心的位置。另外,弹簧支撑部32也可以呈载置部33未相对于与中心轴l正交的方向倾斜的形状。另外,也可以在弹簧支撑部32的中央配置有圆筒部31。在弹簧支撑部32的内周部,设置有从载置部33向一方侧l1a侧突出且圆弧状地包围圆筒部31的车轮侧的突出部35。在突出部35的周围配置有夹装于螺旋弹簧43与弹簧引导件30之间的橡胶片材45。
100.弹簧引导件30通过向圆筒部31的内侧压入缸41a从而被固定于减震器41。弹簧引导件30通过在缸41a的外周面所固定的支持环46而从另一方侧l1b被支持。圆筒部31具备对弹簧引导件30相对于缸41a的相对旋转进行限制的旋转限制肋36。旋转限制肋36从圆筒部31的另一方侧l1b的端面突出。支持环46具备在周向上与弹簧引导件30的旋转限制肋36抵接的抵接部。另外,弹簧引导件30具备在弹簧支撑部32的另一方侧l1b的面上所形成的加强用的肋37。
101.虽然悬架装置用的弹簧引导件以轻量化作为目的而被实施了从金属向树脂的材料置换,但是,难以仅通过在注塑成型用树脂中添加加强用的纤维来控制纤维的取向,因此,存在以下技术问题,即,无法获得针对螺旋弹簧43的折损时的冲击、以及相对于来自螺旋弹簧43的负载的疲劳破坏所需的加强效果这样的技术问题。另外,由于无法通过焊接而相对于减震器41进行固定,因此,需要旋转限制肋36,需要确保相对于旋转限制肋36所承受
的负载的强度。此外,关于相对于减震器41的组装,为了防止车轮行驶时的异声以及提高操控响应性,基于压入的固定是优选的,需要压入裂开对策以及针对伴随着时间经过的压入力的对策。第二实施方式的弹簧引导件30是针对上述技术问题、实施了由通过3d打印机而制造出的插入部件50实施的加强后获得的弹簧引导件。
102.(弹簧引导件的制造方法)
103.图10为在图8的弹簧引导件30的制造中所使用的注塑成型用模具60的剖视图。弹簧引导件30是通过将树脂制的插入部件50配置于注塑成型用模具60的内部并填充树脂的嵌件成形而被制造出的。因此,弹簧引导件30具备插入部件50、和与插入部件50一体形成的树脂部39(参照图11、图12)。
104.如图10所示,插入部件50被配置于注塑成型用模具60的空腔c10,并被吸附于模面。在该状态下,从浇口63向空腔c10填充注塑成型用树脂并进行固化。插入部件50被配置于所完成的弹簧引导件30的表面。另外,插入部件50在填充注塑成型用树脂时因其热量以及压力而与注塑成型用模具60的模面紧贴。因此,在插入部件50上转印有模面的形状。
105.注塑成型用树脂为热塑性树脂。弹簧引导件30是通过使用聚酰胺树脂以作为注塑成型用树脂而被制造出的。另外,也可以使用其他的热塑性树脂。在第二实施方式中,使用在聚酰胺树脂中添加了短纤维的注塑成型用树脂而实施注射成型。短纤维能够使用芳族聚酰胺纤维、碳纤维、钛酸钾纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维等短纤维。例如,既可以为与后述的插入部件50中所含有的连续纤维相同的材质的短纤维,也可以是不同的材质的短纤维。
106.如图10所示,注塑成型用模具60具备被设置成固定模的第一模部件61、和被设置成可动模的第二模部件62,通过使第一模部件61和第二模部件62抵接从而形成空腔c10。另外,第一模部件61以及第二模部件62也可以分别由多个模部件构成。注塑成型用模具60的空腔c10具备:第一空腔部分c11,其对圆筒部31进行成形;第二空腔部分c12,其对弹簧支撑部32进行成形。
107.注塑成型用模具60具备用于向空腔c10填充注塑成型用树脂(树脂材料)的浇口63。浇口63被设置于第一空腔部分c11的一方侧l1a的端部,从浇口63被供给的注塑成型用树脂通过第一空腔部分c11而向第二空腔部分c12被填充。浇口63在周向上以预定间隔被排列。因此,注塑成型用树脂从多点的浇口63呈辐射状地被供给,因此,在圆筒部31以及弹簧支撑部32上,在周向上相邻的浇口63的中间的角度位置形成有焊接部(省略图示)。
108.(插入部件)
109.图11为表示弹簧引导件30中的插入部件50的配置的俯视图。图12为表示弹簧引导件30中的插入部件50的配置的剖视图。图12a为沿着图11的a-a线的剖视图。图12b为沿着图11的b-b线的剖视图。图12c为沿着图11的c-c线的剖视图。
110.如图10~图12所示,弹簧引导件30通过插入部件50而被加强了四个部位。插入部件50具备第一插入部件51、第二插入部件52、第三插入部件53、以及第四插入部件54。第一插入部件51被配置于弹簧支撑部32的外周部分。第二插入部件52被配置于圆筒部31的另一方侧l1b的端部。第三插入部件53被配置于圆筒部31的一方侧l1a的端部。第四插入部件54呈圆弧状地被配置于圆筒部31与弹簧支撑部32的连接部。
111.在弹簧引导件30上,由注塑成型用树脂构成的树脂部39具备构成圆筒部31的第一树脂部分391、和构成弹簧支撑部32的第二树脂部分392。第一插入部件51与第一树脂部分
392被一体化。第二插入部件52以及第三插入部件53与第一树脂部分391被一体化。第四插入部件54与第一树脂部分391以及第二树脂部分392被一体化。
112.插入部件50通过3d打印机而被制造出。插入部件50与第一实施方式相同地是通过层叠包含连续纤维的基底树脂而被制造出的。基底树脂为热塑性树脂。插入部件50是通过使用聚酰胺树脂以作为基底树脂而被制造出的。另外,作为基底树脂,也可以使用其他的热塑性树脂。连续纤维能够使用例如芳族聚酰胺纤维、碳纤维、钛酸钾纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维等连续纤维。
113.插入部件50的连续纤维的取向在一个方向上一致,或者,按照成形材料的每一层一致。若连续纤维的取向按每一层一致,则连续纤维的取向也可以按每一层在不同的方向上一致。例如,通过3d打印机,能够制造出具备第一层和与第一层重叠的第二层、并且第一层和第二层的连续纤维的取向不同的结构的插入部件50。通过使用具备取向不同的连续纤维的层在内的插入部件50,从而能够相对于多个方向的应力获得加强效果。另外,在第一实施方式的插入部件10中,也能够设置连续纤维的取向不同的第一层和第二层。
114.(由第一插入部件实施的弹簧支撑部的加强)
115.图13为配置有插入部件50的部位的局部放大剖视图,其为图12a的区域d的放大图。如图11所示,第一插入部件51为以遍及全周的方式而被配置于弹簧支撑部32的外周部分的圆环状的部件。如图13所示,第一插入部件51被配置于弹簧支撑部32的载置部33的外周部分以及外缘部34,并延伸至外缘部34的顶端部。第一插入部件51被配置于弹簧支撑部32的一方侧l1a的表面。即,第一插入部件51被配置于螺旋弹簧43折损的情况下螺旋弹簧43可能落下的部位,并被配置于对螺旋弹簧43的落下冲击进行承受的座面侧的表面。第一插入部件51的另一方侧l1b被第二树脂部分392覆盖。
116.第一嵌件部分51为双层结构的树脂部件,其具备第一加强部511、和与第一加强部511的另一方侧l1b重叠的第二加强部512。第一插入部件51是通过3d打印机层叠第一加强部511和第二加强部512而被制造出的,第一加强部511和第二加强部512被一体化。第一加强部511和第二加强部512所含有的连续纤维不同。第一加强部511包含芳族聚酰胺连续纤维,第二加强部512包含碳连续纤维或者玻璃连续纤维。
117.第一加强部511以及第二加强部512分别具备多层包含连续纤维在内的基底树脂的层,各层的连续纤维的取向一致。第一加强部511以及第二加强部512具备连续纤维在周向上取向的层。另外,第一加强部511以及第二加强部512也可以具备连续纤维在与周向不同的方向上取向的层。另外,第一加强部511以及第二加强部512也可以具备连续纤维在周向上取向的第一层、和连续纤维在与周向不同的方向上取向的第二层。
118.第一插入部件51以包含芳族聚酰胺连续纤维的第一加强部511形成螺旋弹簧43可能落下的部分的表面的方式而被配置。因此,弹簧支撑部32的对螺旋弹簧43的落下冲击进行承受的面由芳族聚酰胺连续纤维加强。借此,抑制了因螺旋弹簧43的落下冲击而引起的弹簧支撑部32的断裂。
119.另外,第一插入部件51的通过包含碳连续纤维或者玻璃连续纤维而提高了刚性的第二加强部512被配置于第一加强部511的背面侧。因此,第一加强部511提高了螺旋弹簧43可能落下的部分的刚性,因此,抑制了因冲击而引起的弹簧支撑部32的变形。借此,抑制了弹簧支撑部32的破裂以及裂纹的传播。
120.(由第二插入部件实施的旋转限制肋的加强)
121.图14为旋转限制肋36的立体图,其为从另一方侧l1b观察到圆筒部31的另一方侧l1b的端部的立体图。如图14所示,第二插入部件52被配置于圆筒部31的另一方侧l1b的端部,并与由注塑成型用树脂构成的第一树脂部分391一体化。旋转限制肋36由从第一树脂部分391的另一方侧l1b的端部突出的凸部393、和将凸部393的周向的两侧以及另一方侧l1b覆盖的加强部521构成。
122.第二插入部件52具备:圆环部522,其被固定于第一树脂部分391的另一方侧l1b的端面;加强部521,其从圆环部522向另一方侧l1b突出;缺口部523,其是将加强部521的一方侧l1a的部分向另一方侧l1b切开而成的。当对圆筒部31进行成形时,从定位于第一空腔部分c11的另一方侧l1b的端部的第二插入部件52的一方侧l1a填充注塑成型用树脂并进行固化。借此,在缺口部523中填充注塑成型用树脂而成形出凸部393,加强部521与凸部393被一体化。
123.第二插入部件52包含碳连续纤维或者玻璃连续纤维。以连续纤维在周向上取向的方式而制造出第二插入部件52的圆环部522。另外,以横跨加强部521和圆环部522的边界的方式而配置有连续纤维。因此,圆筒部31的另一方侧l1b的端部全周由碳连续纤维或者玻璃连续纤维加强。另外,旋转限制肋36与圆筒部31的边界由碳连续纤维或者玻璃连续纤维加强。借此,抑制了因当旋转方向的负载施加于旋转限制肋36时所产生的剪断应力而引起的破坏。
124.(由第三插入部件实施的圆筒部的加强)
125.如图11~图13所示,第三插入部件53为圆筒形状,并被配置于圆筒部31的一方侧l1a的端部。因此,圆筒部31的一方侧l1a的端部的外周部由第三插入部件53构成,内周部由第一树脂部分391构成。注塑成型用模具60的浇口63被设置于对圆筒部31进行成形的第一空腔部分c1的一方侧l1a的端部。因此,第三插入部件53被配置于对圆筒部31的浇口63侧的端部进行加强的位置。
126.第三插入部件53包含碳连续纤维或者玻璃连续纤维。第三插入部件53以连续纤维在周向上取向的方式而被制造出。因此,连续纤维以遍及圆筒部31的全周的方式而被配置,并且,以横跨在周向上相邻的浇口63的中间的角度位置处所形成的焊接部的方式而被配置。借此,能够抑制因在将减震器41的缸41a压入至圆筒部31时所产生的应力而引起的圆筒部31的裂开。另外,通过仅在圆筒部31的浇口63侧的端部配置第三插入部件53,从而能够在针对焊接部的加强效果最高的位置配置连续纤维。因此,能够有效地加强焊接部。
127.另外,第三插入部件53构成圆筒部31的外周部分,与缸41a接触的内周部分由注塑成型用树脂构成。因此,通过实施了基于第三嵌件板部件53的加强,从而缸41a向圆筒部31的压入不会变得困难。此外,由于在缸41a的压入后,通过第三插入部件53抑制了圆筒部31的蠕变以及应力缓和,因此,能够抑制圆筒部31相对于缸41a的紧缚力伴随着时间经过而降低的情况。
128.(由第四插入部件实施的圆筒部与弹簧支撑部的连接部的加强)
129.如图11~图13所示,第四插入部件54被配置于圆筒部31与弹簧支撑部32的连接部。如图11所示,第四插入部件54呈圆弧状地被配置于圆筒部31中的车身侧的范围,并被配置于未设置有突出部35的角度范围。如图13所示,第四插入部件54具备:第一部分541,其被
配置于圆筒部31;第二部分542,其被配置于弹簧支撑部32的载置部33。第一部分541在轴向上延伸,并构成圆筒部31的外周侧的表层部分。第二部分542从第一部分541的另一方侧l1b的端部向外周侧延伸,并构成载置部33的一方侧l1a的表面部分。因此,第二部分542被配置于对螺旋弹簧43进行支持的座面侧的表面。
130.第四插入部件54包含碳连续纤维或者玻璃连续纤维。借此,能够提高圆筒部31与弹簧支撑部32的连接部的表层部分的刚性,因此,能够抑制因从螺旋弹簧43被施加的负载而引起的挠曲,并能够提高疲劳耐久性。另外,圆筒部31与弹簧支撑部32的连接部的树脂的流动容易变得复杂,容易形成焊接部。因此,通过在该位置配置连续纤维,从而能够有效地加强焊接部。
131.第四插入部件54包含在横跨第一部分541与第二部分542的边界的方向上取向的连续纤维。另外,第四插入部件54也可以包含在周向上取向的连续纤维。在该情况下,当制造第四插入部件54时,只要层叠连续纤维在横跨第一部分541与第二部分542的方向上取向的层、和连续纤维在周向上取向的层即可。
132.(利用插入部件的间隙的注塑填充时的排气方法)
133.图15为示意地表示利用插入部件50的间隙的排气方法的说明图。注塑成型用模具60具备当填充注塑成型用树脂时将模具内的空气向外部进行排气的空气口64。图15为示意地表示从空气口64、插入部件50、以及浇口63流入的注塑成型用树脂65的图。当通过3d打印机制造层叠了包含连续树脂的基底树脂的成形件时,在成形材料的层间形成有微小的间隙。因此,插入部件50在内部具备间隙56。
134.如图15所示,在将插入部件50沿着注塑成型用模具60的模面进行配置,并从被配置于与模面相反的一侧的浇口63填充注塑成型用树脂65的情况下,能够使插入部件50与注塑成型用树脂65之间的空气从插入部件50的间隙56释放到模面侧。因此,能够从空气口64顺利地进行排气,从而能够将注塑成型用树脂65顺利地填充至配置有插入部件50的部位。借此,注塑填充时的注塑成型用树脂65的流动变得顺利,因此,能够抑制成形不良。
135.由于在注塑填充时树脂压力施加于插入部件50,因此,插入部件50的间隙56因树脂压力而被压溃,进入了包含连续纤维的基底树脂的层间的空气被脱气。因此,抑制了弹簧引导件30的由插入部件50构成的部分的机械性强度的降低。
136.(第二实施方式的主要作用效果)
137.第二实施方式的弹簧引导件30的制造方法具备:插入部件成形工序,其通过3d打印机层叠包含连续纤维的基底树脂而成形插入部件50;定位工序,其将插入部件50定位于注塑成型用模具的空腔c10;树脂部成形工序,其向空腔c10中填充注塑成型用树脂而成形出与插入部件50一体化的树脂部39。通过树脂部成形工序,插入部件50被配置于在树脂部39上所形成的焊接部的表面,插入部件50的所述连续纤维取向于横跨焊接部的方向。
138.另外,第二实施方式的弹簧引导件30具备:插入部件50,其通过3d打印机而层叠有包含连续纤维的基底树脂;树脂部39,其通过注塑成型而被成形,并与插入部件50一体形成。插入部件50被配置于在树脂部39上所形成的焊接部的表面,插入部件50的连续纤维取向于横跨焊接部的方向。
139.由于在第二实施方式中,通过3d打印机对插入部件50进行制造,因此,能够提高插入部件50的形状精度,并能够在插入部件50的内部使连续纤维的取向一致。因此,通过将插
入部件50配置于空腔c10内,从而能够在弹簧引导件30的加强部位处以取向一致的状态高精度地配置连续纤维。由此,能够提高由连续纤维实现的加强效果。
140.另外,在第二实施方式中,通过在向空腔c10中填充注塑成型用树脂时的树脂压力,能够将在由3d打印机实施的插入部件50的制造时进入包含连续纤维的基底树脂的层间的空气挤出并脱气。因此,能够抑制由插入部件50构成的部分的机械性强度的降低。
141.此外,在第二实施方式中,利用在由3d打印机实施的插入部件50的制造时在包含连续纤维的基底树脂的层间所形成的间隙56,能够使从浇口63流入空腔c10中的注塑成型用树脂与插入部件50之间的空气释放到空气口64侧。因此,能够在注塑填充时使注塑成型用树脂顺利地流动,从而能够抑制成形不良。
142.在第二实施方式中,通过向空腔c10中填充注塑成型用树脂时的树脂压力,将注塑成型用模具60的模面的形状转印于插入部件50。因此,弹簧引导件30的插入部件50被配置于树脂部39的表面,对树脂部39进行成形的注塑成型用模具60的模面的形状被转印于插入部件50。
143.这样,通过用插入部件50覆盖弹簧引导件30的表面来进行加强,从而能够提高弹簧引导件30的强度。特别地,能够抑制因冲击而引起的弹簧引导件30的表面的断裂。另外,由于通过树脂压力将模面的形状转印于插入部件50,因此,能够以不使连续纤维破损的方式而以取向一致的状态配置于成形件的表面。因此,能够提高由连续纤维实现的加强效果。
144.弹簧引导件30在通过注射成型制造树脂部39时,从在周向上被排列的多点的浇口63注塑填充树脂。因此,在注塑填充用树脂的合流部形成有焊接部。另外,由于为在圆筒部31上连接有弹簧支撑部32的形状,因此,树脂的流动变得复杂,产生焊接部等的成形不良。插入部件50被配置于在树脂部39上所形成的焊接部的表面,连续纤维取向于横跨焊接部的方向。由此,能够通过连续纤维加强焊接部的表面,因此,能够抑制因焊接部的产生而引起的弹簧引导件30的强度降低。
145.弹簧引导件30的作为插入部件50的成形材料的基底树脂为聚酰胺树脂,作为树脂部39的成形材料的注塑成型用树脂也为聚酰胺树脂。由此,使用与树脂部39相同的树脂以作为基底树脂,从而制造出插入部件50,因此,插入部件50和树脂部39的一体性较高。
146.在弹簧引导件30的树脂部39中含有短纤维。当制造弹簧引导件30时,以不使注塑成型用树脂含有连续纤维的方式,将连续纤维以插入部件50的方式配置于空腔c10内,因此,即便在注塑成型用树脂中添加了短纤维,也能够避免与连续纤维的相互干涉。因此,能够利用添加于插入部件50中的连续纤维和添加于注塑成型用树脂中的短纤维这两方的特性。另外,在第二实施方式中,也可以采用在注塑成型用树脂中不添加短纤维的结构。
147.弹簧引导件30具备多个插入部件50,第一插入部件51和第二插入部件52包含不同的连续纤维。即,第一插入部件51包含芳族聚酰胺连续纤维,第二插入部件52包含碳连续纤维或者玻璃连续纤维。第一插入部件51和第二插入部件52被配置于不同的加强部位。由此,能够根据加强部位改变连续纤维的种类,因此,能够提高加强效果。另外,由于不同的的连续纤维混合不存在,因此,能够避免因相互作用而失去各连续纤维的特性的情况。
148.(第二实施方式的变形例)
149.(1)虽然在第二实施方式中,基底树脂和注塑成型用树脂为相同的树脂,但是,与第一实施方式相同,基底树脂和注塑成型用树脂也可以不是相同的树脂。在该情况下,优选
为,基底树脂与注塑成型用树脂存在相溶性。另外,优选为,在基底树脂和注塑成型用树脂不是相同的树脂的情况下,基底树脂的熔点低于注塑成型用树脂的熔点。
150.(2)虽然第二实施方式的弹簧引导件30在四个部位配置有插入部件50,但是,也可以采用在四个部位中的一个部位至三个部位不配置插入部件50、并通过插入部件50仅加强四个部位中的一部分的结构。第一插入部件51、第二插入部件52、第三插入部件53、以及第四插入部件54能够分别独立地获得加强效果。因此,能够采用仅加强了四个部位中的一部分的结构。
151.(3)虽然在第二实施方式中,第一插入部件51成为层叠了第一加强部511和第二加强部512的双层结构,但是,也可以采用以下结构,即,使用仅由包含芳族聚酰胺连续纤维的第一加强部511构成的第一插入部件51来加强弹簧支撑部32的结构。
152.(4)虽然在第二实施方式中,第二插入部件52具备圆环部522,并在圆筒部31的另一方侧l1b的端部于全周上配置连续纤维,但是,也可以采用以下结构,即,在周向上分割第二插入部件52,并且仅在旋转限制肋36和其附近配置有第二插入部件52的结构。
153.(5)在第二实施方式中,第三插入部件53仅被配置于圆筒部31的一方侧l1a的端部,但是,也可以使第三插入部件53的轴向的长度与圆筒部31的长度相同。在该情况下,由于第三插入部件53与第四插入部件54干涉,因此,能够采用使第三插入部件53和第四插入部件54一体化、或者、不配置第四插入部件54的结构。通过使第三插入部件53的轴向的长度与圆筒部31的长度相同,从而能够减少圆筒部31的轴向的刚性变化。另外,由于树脂部39的径向的厚度的局部变化较少,因此,能够抑制成形不良。
154.(6)虽然在第二实施方式中,第三插入部件53被配置于圆筒部31的外周部,但是,也可以配置于圆筒部31的内周部。在圆筒部31的内周部配置圆筒状的第三插入部件53的情况下,设置在径向上贯穿第三插入部件53的贯穿孔,从而在注塑填充时从贯穿孔向内周侧供给注塑成型用树脂,进而能够形成从第三插入部件53的内周面向内周侧突出的压入用的肋。借此,能够通过压入固定缸41a。另外,通过由第三插入部件53构成圆筒部31的内周部,从而能够抑制因注塑成型用树脂的冷却而引起的圆筒部内径的尺寸变化。
155.(对弹簧引导件进行加强的插入部件的另一结构例)
156.图16a~图16c为图8的弹簧引导件30中的插入部件50的另一结构例的剖视图,其为在与图12a~图12c相同的截面位置切断弹簧引导件30的剖视图。图17为配置有另一结构例的插入部件的部位的局部放大剖视图,其为图16a的区域e的放大图。图16所示的弹簧引导件30除了具备上述方式的第一插入部件51之外,还具备两个第一插入部件51a、51b。另外,与上述方式相同,除了具备第二插入部件52、第四插入部件54之外,第三插入部件53还具备第二插入部件52a、第四插入部件54a。此外,还具备在圆筒部31的内周部所配置的第五插入部件55。
157.如图17所示,第一插入部件51a包含芳族聚酰胺连续纤维,并被配置于弹簧支撑部32的载置部33的外周部分以及外缘部34的一方侧l1a的表面。第一插入部件51b包含碳连续纤维或者玻璃连续纤维,并被配置于弹簧支撑部32的载置部33的外周部分以及外缘部34的另一方侧l1b的表面。因此,弹簧支撑部32的外周部分为在第一插入部件51a、51b之间夹着第二树脂部分392的结构。在该结构中,当承受螺旋弹簧43的落下冲击时,第二树脂部分392压溃并变形,因此,能够缓和冲击。因此,针对螺旋弹簧43的落下冲击的断裂抑制效果较高。
158.在图16、图17所示的方式中,圆筒部31由距浇口63较近的一方侧l1a的端部的外周部由第三插入部件53加强。第五插入部件55由在基底树脂中添加了短纤维的成形材料成形,并被配置于圆筒部31的内周部。第五插入部件55的轴向的长度(高度)与圆筒部31的轴向的长度相同。由于利用第五插入部件55对圆筒部31的内周部进行加强,因此,与通过注塑成型对圆筒部31的内周部进行制造的情况相比较,能够抑制因注塑成型用树脂被冷却时的变形而引起的圆筒部31的内径尺寸的变化。因此,能够抑制圆筒部31相对于缸41a的固定强度的降低。
159.对旋转限制肋36和圆筒部31的连接部进行加强的第二插入部件52a的径向的厚度与上述方式的第二插入部件52的径向的厚度相比较薄,该第二插入部件52a被配置于圆筒部31的另一方侧l1b的端部的外周部分。借此,能够避免延伸至圆筒部31的另一方侧l1b的端部为止的第五插入部件55与第二插入部件52a的干涉。
160.第四插入部件54a具备:第一部分541a,其在轴向上延伸;第二部分542,其从第一部分541a的轴向的中途位置向外周侧延伸。第一部分541a的另一方侧l1b的端部延伸至与第二部分542相比靠另一方侧l1b为止。第一部分541a被配置于圆筒部31的表层部,第二部分542被配置于承受螺旋弹簧43的落下冲击的座面侧的表面。在该状态下,第一部分541a相对于第二部分542向轴向的两侧延伸,因此,能够有效地抑制供第二部分542配置的载置部33的挠曲。
161.(其他方式)
162.(1)在具备由3d打印机制造出的插入部件在内的树脂成形部件的形状为板厚局部性地变化的形状的情况下,通过在板厚局部性地变化的部分配置插入部件,从而能够减少树脂部的厚度的变化。借此,能够抑制在对树脂部进行注塑成型时产生成形不良的情况。
163.(2)虽然上述各实施方式及其变形例在树脂成形部件的表面配置由3d打印机制造出的插入部件,但是,本发明也可以包括插入部件未露出至树脂成形部件的表面的结构。例如,在第二实施方式的弹簧引导件30中,第四插入部件54也可以采用以下结构,即,第一部分541被埋设于圆筒部31的内部,并且,第二部分542被埋设于弹簧支撑部32的内部,表面全部被注塑成型用树脂覆盖。
164.(3)也可以通过3d打印机对弹簧引导件30的整个表面或者整体进行成形。
165.以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是,上述实施方式仅仅表示本发明的应用例的一部分,并不是将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构的意思。
166.本技术要求基于在2020年12月11日向日本专利局提出的日本特愿2020-205642的优先权,并通过参照的方式在本说明书中引入了该申请的全部内容。

技术特征:
1.一种树脂成形部件的制造方法,具备:插入部件成形工序,其通过3d打印机对包含连续纤维的基底树脂进行层叠来成形插入部件;定位工序,其在注塑成型用模具的空腔内定位所述插入部件;树脂部成形工序,其向所述空腔中填充注塑成型用树脂而成形出与所述插入部件一体化的树脂部,通过所述树脂部成形工序,所述插入部件配置于在所述树脂部上形成的焊接部的表面,所述插入部件的所述连续纤维在跨越所述焊接部的方向上取向。2.如权利要求1所述的树脂成形部件的制造方法,其中,利用向所述空腔中填充所述注塑成型用树脂时的树脂压力,将所述注塑成型用模具的模面的形状转印于所述插入部件。3.一种树脂成形部件,具备:插入部件,其层叠有包含连续纤维的基底树脂;树脂部,其与所述插入部件一体形成,所述插入部件配置于在所述树脂部上形成的焊接部的表面,所述插入部件的所述连续纤维在跨越所述焊接部的方向上取向。4.如权利要求3所述的树脂成形部件,其中,所述插入部件配置于所述树脂部的表面,并转印有对所述树脂部进行成形的注塑成型用模具的模面的形状。5.如权利要求3所述的树脂成形部件,其中,所述基底树脂为与所述树脂部相同的树脂、与所述树脂部存在相溶性的树脂、以及、与所述树脂部相比熔点较低的树脂中的任意一个。6.如权利要求3所述的树脂成形部件,其中,所述树脂部包含短纤维。7.如权利要求3所述的树脂成形部件,其中,所述插入部件具备第一插入部件以及第二插入部件,所述第一插入部件中所包含的所述连续纤维和所述第二插入部件中所包含的所述连续纤维不同。8.如权利要求7所述的树脂成形部件,其中,所述第一插入部件以及所述第二插入部件中的一方包含芳族聚酰胺连续纤维,所述第一插入部件以及所述第二插入部件中的另一方包含碳连续纤维或者玻璃连续纤维。9.如权利要求3所述的树脂成形部件,其中,所述插入部件具备多个层,每个所述层的所述连续纤维的取向一致。10.如权利要求3所述的树脂成形部件,其中,所述插入部件具备第一层和与所述第一层重叠的第二层,所述第一层和所述第二层的所述连续纤维的取向不同。11.如权利要求3所述的树脂成形部件,其中,
所述树脂成形部件为在中央设置有供旋转轴穿过的孔部、并且在外周面设置有齿部的树脂齿轮,所述插入部件具备第一插入部件以及第二插入部件,所述孔部的内周面由所述第一插入部件构成,并且,所述齿部的表面由所述第二插入部件构成,所述第一插入部件包含碳连续纤维或者玻璃连续纤维,所述第二插入部件包含芳族聚酰胺连续纤维。12.如权利要求3所述的树脂成形部件,其中,所述树脂成形部件为具有圆筒部、和从圆筒部向外周侧扩张的蝶状的弹簧支撑部的弹簧引导件,所述插入部件以遍及全周的方式配置于所述弹簧支撑部的外周部分。13.如权利要求3所述的树脂成形部件,其中,所述树脂成形部件为具有圆筒部、和从所述圆筒部向外周侧扩张的蝶状的弹簧支撑部的弹簧引导件,所述插入部件配置于所述圆筒部与所述弹簧支撑部的连接部。14.如权利要求12或13所述的树脂成形部件,其中,所述插入部件含有芳族聚酰胺连续纤维。15.如权利要求12或13所述的树脂成形部件,其中,所述插入部件含有玻璃连续纤维或者碳连续纤维。

技术总结
一种树脂成形部件的制造方法具备:插入部件成形工序,其通过3D打印机层叠包含连续纤维的基底树脂而成形插入部件(10、50);定位工序,其在注塑成型用模具的空腔(C、C10)内定位插入部件(10、50);树脂部成形工序,其向空腔(C、C10)中填充注塑成型用树脂而成形出与插入部件(10、50)一体化的树脂部(9、39),通过树脂部成形工序,插入部件(10、50)被配置于在树脂部(9、39)上所形成的焊接部(W1、W2)的表面,插入部件(10、50)的连续纤维取向于横跨焊接部(W1、W2)的方向。W2)的方向。W2)的方向。


技术研发人员:田中洋尔 栗原健太
受保护的技术使用者:KYB株式会社
技术研发日:2021.12.10
技术公布日:2023/8/14
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