JP2010095208A - ステアリング軸 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自動車のステアリング装置に組み込まれ、運転者の操舵により回転するステアリング軸1を、樹脂と炭素繊維とを含有する炭素繊維強化樹脂で構成した。ステアリング軸においては、前記炭素繊維強化樹脂中の前記炭素繊維の割合は、10質量%以上80質量%以下とすることが好ましい。また、前記炭素繊維の平均繊維長は、0.5mm以上とすることが好ましい。ステアリング軸は、炭素繊維強化樹脂で構成されているため、鋼材と同程度の強度を有し、軽量で且つ優れたエネルギー吸収能力を有する。
【選択図】図1
Description
本発明のステアリング軸においては、前記炭素繊維強化樹脂中の前記炭素繊維の割合は、10質量%以上80質量%以下とすることが好ましい。また、前記炭素繊維の平均繊維長は、0.5mm以上とすることが好ましい。
さらに、前記炭素繊維強化樹脂は、軸方向とは異なる方向に配向する前記炭素繊維を含有し、その配向方向は2方向以上であることが好ましい。
図示しないステアリングホイールが上端部(図1においては右側端部)に固定されたステアリング軸1が、略管状のステアリングコラム2の内部に挿通され、図示しない軸受によって軸心を中心に回転自在に支承されている。このステアリングコラム2は、下部を車両の前方に向けて傾斜した姿勢で、車室内部の所定位置に固定されている。
また、ステアリング軸1の変位により、ステアリング軸1の下端部に連結する第一の自在継手13が車両の前方(図1においては左方)に変位し、第一の自在継手13と第二の自在継手17との距離が縮まるが、これら両自在継手13,17の間に設けた伝達軸14の全長が縮まることにより、両自在継手13,17の距離変化が吸収されるようになっている。
また、炭素繊維強化樹脂に含まれる炭素繊維の平均繊維長は、特に限定されるものではないが、0.5mm以上とすることが好ましい。0.5mm未満であると、炭素繊維強化樹脂の強度が不十分となるおそれがある。
以下に、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。ステアリング軸となる中空軸を炭素繊維強化樹脂で製造し、その性能を評価した。まず、中空軸の製造方法について説明する。
一方向プリプレグ(樹脂の種類はエポキシ樹脂である)をマンドレルに巻き付けて積層し、管状とした。この管状の積層体に熱(130℃)及び圧力を付加して2時間保持し、エポキシ樹脂が硬化したらマンドレルを脱芯した。こうして得られた中空軸の両端に、他の部品と接合するため、セレーションを刻み込んだ鉄製ヨークを圧入した。
中空軸に含まれる炭素繊維の繊維角度比率を表1に示すようにしたものを製造し、質量,曲げ強さ,ねじれ強さ,衝撃吸収エネルギーを測定した。そして、鋼製の中空軸(比較例1)と比較した。結果を表1に示す。なお、繊維角度比率における角度0°の炭素繊維とは、中空軸の軸方向に沿う方向に配向した炭素繊維であり、角度±45°の炭素繊維とは、中空軸の軸方向に45°又は−45°の角度で交差する方向に配向した炭素繊維であり、角度90°の炭素繊維とは、中空軸の軸方向に直交する方向に配向した炭素繊維である。
2 ステアリングコラム
3 ハウジング
4 電動モータ
13 第一の自在継手
14 伝達軸
17 第二の自在継手
Claims (7)
- 自動車のステアリング装置に組み込まれ、運転者の操舵により回転するステアリング軸において、樹脂と炭素繊維とを含有する炭素繊維強化樹脂で構成したことを特徴とするステアリング軸。
- 前記炭素繊維強化樹脂中の前記炭素繊維の割合を10質量%以上80質量%以下としたことを特徴とする請求項1に記載のステアリング軸。
- 前記炭素繊維の平均繊維長を0.5mm以上としたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のステアリング軸。
- 前記樹脂を熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂の少なくとも一方としたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のステアリング軸。
- 前記熱硬化性樹脂をエポキシ樹脂及びフェノール樹脂の少なくとも一方としたことを特徴とする請求項4に記載のステアリング軸。
- 前記熱可塑性樹脂をポリアミド樹脂及びポリプロピレン樹脂の少なくとも一方としたことを特徴とする請求項4に記載のステアリング軸。
- 前記炭素繊維強化樹脂は、軸方向とは異なる方向に配向する前記炭素繊維を含有しており、その配向方向は2方向以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のステアリング軸。
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2008
- 2008-10-20 JP JP2008269463A patent/JP2010095208A/ja active Pending
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