(57)【要約】【課題】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バー状部品の製造方法、および、当該バー状部品を提供すること。【解決手段】バー状部品２２は、パイプ１０と、パイプ１０の軸方向Ｘに並ぶ本体部２０および延長部２１を有し、延長部２１がパイプ１０に対して軸方向Ｘから連結される金属部品１７、１８とを含む。バー状部品２２の製造方法は、マンドレルと、粗面加工が施された外周面２１Ａを有する延長部２１とを軸方向Ｘにつなげることによって構成される芯材に樹脂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、芯材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で外周面２１Ａに対して外嵌固定されたパイプ１０を形成する工程と、マンドレルをパイプ１０から取り除く工程とを含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維強化樹脂製のパイプと、前記パイプの軸方向に並ぶ本体部および前記本体部よりも細い延長部を有し、前記延長部において前記パイプに連結される金属部品とを含むバー状部品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と、前記金属部品において粗面加工が施された外周面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の外周面に、炭素繊維に樹脂を含浸させたプリプレグシート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、
を含むことを特徴とする、バー状部品の製造方法。
【請求項２】
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記載のバー状部品の製造方法。
【請求項３】
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を含むことを特徴とする、請求項１記載のバー状部品の製造方法。
【請求項４】
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バー状部品の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする、バー状部品。
【請求項６】
前記バー状部品は、ラックアンドピニオン式のステアリング装置に含まれるラックバーを構成していることを特徴とする、請求項５記載のバー状部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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バー状部品の製造方法および当該バー状部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−９１４３３号公報
【特許文献２】特開平５−１９３０９７号公報
【特許文献３】特開２０１３−７５５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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バー状部品の製造方法、および、当該バー状部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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）とを含むバー状部品（２２）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、を含むことを特徴とする、バー状部品の製造方法である。
【０００８】
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記載のバー状部品の製造方法である。
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記載のバー状部品の製造方法である。
【０００９】
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バー状部品の製造方法である。
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする、バー状部品である。
【００１０】
請求項６記載の発明は、前記バー状部品は、ラックアンドピニオン式のステアリング装置（１）に含まれるラックバー（８）を構成していることを特徴とする、請求項５記載のバー状部品である。
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれかの記載の製造方法によって製造されたバー状部品では、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６記載の発明のように、バー状部品は、ラックアンドピニオン式のステアリング装置に含まれるラックバーを構成していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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２】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３】図３は、図２の次の工程を示す模式的な断面図である。
【図４】図４は、図３の次の工程を示す模式的な断面図である。
【図５】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６】図６は、図５に本発明の第１変形例を適用した図である。
【図７】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８】図８は、図７に第３変形例を適用した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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）。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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）。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【符号の説明】
【００５１】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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