JP5092884B2 - ラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)運転者の操舵により回転するステアリング軸と、前記ステアリング軸に連結されたピニオンと、前記ピニオンに噛み合うとともに車軸に連結されるラックと、前記操蛇を補助する回転力を発生させる電動モータとを備え、前記回転力が前記ステアリング軸または前記ピニオンに伝達されるラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置において、
前記ラックに、炭素繊維を一方向に配列して熱硬化性樹脂で結着させてシート状に成形したプリプレグ、炭素繊維の織物に熱硬化性樹脂を含浸させてシート状に成形したプリプレグ及び炭素繊維を3次元的に織った立体織物に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸立体織物の少なくとも一種を積層した炭素繊維強化プラスチックと、芯材との中実体を用いたことを特徴とするラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
(2)熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂及びビスマレイミド樹脂の少なくとも一方であることを特徴とする上記(1)記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
(3)コラムアシスト方式であることを特徴とする上記(1)または(2)記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
(4)炭素繊維強化プラスチックにおける熱硬化性樹脂の含有量が25〜40質量%であることを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか1項に記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
(5)炭素繊維の繊維直径が4〜8μm、引張強度が3000〜6500MPa、引張弾性率が220〜700GPaであることを特徴とする上記(1)〜(4)の何れか1項に記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
(6)炭素繊維の一部をパラ系アラミド繊維としたことを特徴とする上記(1)〜(5)の何れか1項に記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
(7)一方向プリプレグにおいて、上下の炭素繊維同士が所定角度で交差して積層されていることを特徴とする上記(1)〜(6)の何れか1項に記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
(8)運転者の操舵により回転するステアリング軸と、前記ステアリング軸に連結されたピニオンと、前記ピニオンに噛み合うとともに車軸に連結されるラックと、前記操蛇を補助する回転力を発生させる電動モータとを備え、前記回転力が前記ステアリング軸または前記ピニオンに伝達されるラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置の製造方法において
芯棒に、炭素繊維を一方向に配列して熱硬化性樹脂で結着させてシート状に成形したプリプレグ、炭素繊維の織物に熱硬化性樹脂を含浸させてシート状に成形したプリプレグ及び炭素繊維を3次元的に織った立体織物に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸立体織物の少なくとも一種を積層して巻き付けて筒状体を作製し、前記筒状体をラック歯が形成された金型を用いて成形して前記ラックを作製する工程を含むことを特徴とするラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置の製造方法。
(9)ラックを製造する工程が、
芯棒に、炭素繊維を一方向に配列して熱硬化性樹脂で結着させてシート状に成形したプリプレグ及び炭素繊維の織物に熱硬化性樹脂を含浸させてシート状に成形したプリプレグを巻き付けて筒状体を作製し、ラック下金型に収容する工程と、
ギア歯が形成されたラック上金型に、炭素繊維を3次元的に織った立体織物に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸立体織物を配置する工程と、
前記ラック下金型と前記ラック上金型とを連結して加圧成形する工程とを備えることを特徴とする上記(8)記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置の製造方法。
(10)内面にフッ素系離型剤を塗布した金型を用いることを特徴とする上記(8)または(9)記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置の製造方法。
繊維直径が6.9μmで、引張強度5000MPa、引張弾性率240GPa、伸度2.1%の炭素繊維を一方向に配列してエポキシ樹脂(硬化温度130℃)を含浸させ、厚さ0.113mmのシート状に成形して一方向プリプレグを作製した。尚、エポキシ樹脂の含有量は30質量%である。
S45C製で、熱処理及び冷間鍛造で作製した実施例1と同形で中空構造のラックを作製した。
上記で作製した各ラックの中央部に荷重をかけ、折れるまでの撓み量を測定した。結果を表1に示す。また、表1には、各ラックの、中空部を除いた密度を示す。
11 ステアリング軸
12 ステアリング軸用ハウジング
13 電動モータ
20 ラックアンドピニオン機構
21 ラック
22 ピニオン軸
24 芯材
30 減速ギア
Claims (10)
- 運転者の操舵により回転するステアリング軸と、前記ステアリング軸に連結されたピニオンと、前記ピニオンに噛み合うとともに車軸に連結されるラックと、前記操蛇を補助する回転力を発生させる電動モータとを備え、前記回転力が前記ステアリング軸または前記ピニオンに伝達されるラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置において、
前記ラックに、炭素繊維を一方向に配列して熱硬化性樹脂で結着させてシート状に成形したプリプレグ、炭素繊維の織物に熱硬化性樹脂を含浸させてシート状に成形したプリプレグ及び炭素繊維を3次元的に織った立体織物に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸立体織物の少なくとも一種を積層した炭素繊維強化プラスチックと、芯材との中実体を用いたことを特徴とするラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。 - 熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂及びビスマレイミド樹脂の少なくとも一方であることを特徴とする請求項1記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
- コラムアシスト方式であることを特徴とする請求項1または2記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
- 炭素繊維強化プラスチックにおける熱硬化性樹脂の含有量が25〜40質量%であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
- 炭素繊維の繊維直径が4〜8μm、引張強度が3000〜6500MPa、引張弾性率が220〜700GPaであることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
- 炭素繊維の一部をパラ系アラミド繊維としたことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
- 一方向プリプレグにおいて、上下の炭素繊維同士が所定角度で交差して積層されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置。
- 運転者の操舵により回転するステアリング軸と、前記ステアリング軸に連結されたピニオンと、前記ピニオンに噛み合うとともに車軸に連結されるラックと、前記操蛇を補助する回転力を発生させる電動モータとを備え、前記回転力が前記ステアリング軸または前記ピニオンに伝達されるラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置の製造方法において
芯棒に、炭素繊維を一方向に配列して熱硬化性樹脂で結着させてシート状に成形したプリプレグ、炭素繊維の織物に熱硬化性樹脂を含浸させてシート状に成形したプリプレグ及び炭素繊維を3次元的に織った立体織物に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸立体織物の少なくとも一種を積層して巻き付けて筒状体を作製し、前記筒状体をラック歯が形成された金型を用いて成形して前記ラックを作製する工程を含むことを特徴とするラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置の製造方法。 - ラックを製造する工程が、
芯棒に、炭素繊維を一方向に配列して熱硬化性樹脂で結着させてシート状に成形したプリプレグ及び炭素繊維の織物に熱硬化性樹脂を含浸させてシート状に成形したプリプレグを巻き付けて筒状体を作製し、ラック下金型に収容する工程と、
ギア歯が形成されたラック上金型に、炭素繊維を3次元的に織った立体織物に熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂含浸立体織物を配置する工程と、
前記ラック下金型と前記ラック上金型とを連結して加圧成形する工程とを備えることを特徴とする請求項8記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置の製造方法。 - 内面にフッ素系離型剤を塗布した金型を用いることを特徴とする請求項8または9記載のラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置の製造方法。
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