DE60115774T2

DE60115774T2 - Elektrische Servolenkung

Info

Publication number: DE60115774T2
Application number: DE60115774T
Authority: DE
Inventors: Takanori Kurokawa; Hirokazu Arai; Shinich Tahara; Syoji Sawai
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Resonac Corp
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2021-07-21
Also published as: EP1176083A1; JP2002039329A; US20030137072A1; EP1176083B1; US6767491B2; JP3496119B2; US20020011377A1; DE60115774D1; US6557663B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Servolenkung unter Verwendung eines Motors als der Quelle einer Lenkunterstützungskraft.
1 ist eine Querschnittsansicht, die die Struktur einer konventionellen elektrischen Servolenkung zeigt.
Wie dies beispielsweise in 1 gezeigt ist, umfaßt eine elektrische Servolenkung für Automobile eine erste Lenkwelle 101, die mit einem Lenkrad 100 verbunden ist, für ein Lenken; eine zweite Lenkwelle 103, deren oberer Endabschnitt koaxial mit dem unteren Endabschnitt der ersten Lenkwelle 101 durch eine Torsionsstange 102 verbunden ist und deren unterer Endabschnitt mit einem Lenkmechanismus verbunden ist, der mit Rädern verbunden ist; einen Drehmomentsensor 104, um ein Drehmoment zu detektieren, das auf die erste Lenkwelle 101 durch eine Rotation des Lenkrads 100 aufgebracht ist, basierend auf einer Verwindung der Torsionsstange 102; einen Lenkunterstützungsmotor, der gemäß dem Ergebnis einer Detektion angetrieben ist, die wenigstens durch den Drehmomentsensor 104 gegeben ist; und einen Untersetzungs- bzw. Reduktionsmechanismus, welcher mit einer Abtriebswelle des Motors verbunden ist und eine Schnecke 105 und ein Schneckenrad 106 enthält, um eine Rotation der Abtriebswelle zu verzögern und die resultierende Rotation auf die zweite Lenkwelle 103 zu übertragen. Eine derartige elektrische Servolenkung für Automobile ist kon struiert, um die Arbeit bzw. Anstrengung des Fahrers zum Lenken zu reduzieren, indem die Betätigung des Lenkmechanismus entsprechend der Rotation des Lenkrads 100 mit der Rotation des Motors unterstützt ist.
Die Schnecke 105, die den Reduktionsmechanismus ausbildet bzw. darstellt, ist positioniert, um die Achse der zweiten Lenkwelle 103 zu kreuzen, und in einem Gehäuse 107 durch ein Paar von Wälzlagern abgestützt. Die zweite Lenkwelle 103, an welcher das Schneckenrad 106 festgelegt ist, ist in dem Gehäuse 107 durch ein Paar von Wälzlagern 108 abgestützt.
Das Schneckenrad 106 umfaßt bzw. enthält ein kreisförmiges Zahnglied, welches aus einem synthetischen bzw. Kunstharz gefertigt bzw. hergestellt ist und Zähne aufweist, die mit der Schnecke 105 kämmen, und ein metallisches Paßglied, das in das kreisförmige Zahnglied einzupassen ist. Das Schneckenrad 106 ist aus einem synthetischen Harz hergestellt, so daß Geräusche, die durch ein Kämmen mit der Schnecke 105 bewirkt sind bzw. werden, reduziert sind und die Bearbeitbarkeit beim Herstellen der Zähne verbessert ist.
Eine elektrische Servolenkung unter Verwendung eines Motors als der Quelle einer Lenkunterstützungskraft, wie es oben erwähnt ist, wird hauptsächlich bei Kleinwagen und relativ kleinen Autos mit einem Motorhubraum von beispielsweise etwa 1300 cm³ angewandt. Andererseits wenden relativ große Autos mit einem Motorhubraum von etwa 2000 cm³ oder mehr beispielsweise häufig hydraulische Lenkvorrichtungen an, die eine Hydraulikpumpe verwenden, die mit dem Motor als der Lenkunterstützungskraft verbunden ist.
Darüber hinaus wird, da ein Motor als eine Fahrantriebsquelle auch als eine Hydraulikpumpeantriebsquelle der hydraulischen Lenkvorrichtung verwendet wird, selbst wenn eine Lenkunterstützung nicht beabsichtigt ist, die Hydraulikpumpe durch den Motor angetrieben, und somit erfüllt die hydraulische Lenkvorrichtung nicht das Erfordernis eines niedrigen Treibstoffverbrauchs. Darüber hinaus besteht eine steigende Nachfrage eines Anwendens einer elektrischen Servolenkvorrichtung an Autos mit einem Motorhubraum von etwa 1300 cm³ bis 2000 cm³. Entsprechend dieser Anforderung bzw. Nachfrage wurde beabsichtigt, die elektrische Servolenkung an relativ große und schwere Fahrzeuge oder Lastwagen in der nahen Zukunft anzuwenden, und somit wird eine Lenkunterstützung mit höherer Leistung verglichen mit einer konventionellen Lenkunterstützungskraft erforderlich sein. Dementsprechend sind in dem Fall, wo wenigstens ein Teil der Schnecke und des Schneckenrads, die den Reduktionsmechanismus ausbilden, durch ein synthetisches Harz gebildet sind, die hochwärmebeständige, hochfeste Schnecke und das Schneckenrad notwendig.
JP 09024855A offenbart eine elektrische Servolenkung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, in welcher wenigstens das gezahnte Teil des Schneckenrads aus einem synthetischen Harz gefertigt bzw. hergestellt ist. JP 11336878 , US 5074828 und JP 11291274 lehren andere Versuche, um die Widerstandsfähigkeit ähnlicher Vorrichtungen zu verbessern. Insbesondere offenbart JP 11336878 die Verwendung eines thermohärtenden synthetischen Harzes, das mit Aramidfasern ge- bzw. verfüllt ist.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Servolenkung zur Verfügung zu stellen, die fähig ist, das obige Problem zu lösen.
Eine elektrische Servolenkung gemäß der Erfindung ist in Übereinstimmung mit dem beiliegenden Anspruch 1.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist, da eines oder beide des Antriebsritzels und des angetriebenen Ritzels bzw. Zahnrads aus einem thermohärtenden synthetischen Harz mit einer exzellenten Wärmebeständigkeit gefertigt bzw. hergestellt ist bzw. sind, selbst wenn der Reduktionsmechanismus in einem Motorraum verwendet wird oder die Temperatur des Reduktionsmechanismus durch Reibungswärme bei einem Erhöhen der Leistung erhöht ist, das Ritzel bzw. Getriebe dauerhaft.
Darüber hinaus ist das thermohärtende synthetische Harz mit Aramidfasern gefüllt bzw. verfüllt, die eine niedrige Angriffseigenschaft für ein Gegenglied und einen Effekt eines Verbesserns der Abriebbeständigkeit des synthetischen Harzes aufweisen, eines oder beide des Antriebsritzels und des angetriebenen Ritzels, die mit den Aramidfasern ge- bzw. verfüllt sind, hat bzw. haben eine exzellente Abriebbeständigkeit und Zähigkeit und erlaubt bzw. erlauben weiterhin eine Reduktion des Abriebs des Ritzels als dem kämmenden Gegenteil, wodurch die Dauerhaftigkeit von beiden Ritzeln bzw. Zahnrändern erhöht wird. Da die Aramidfasern einen kleinen thermischen Expansionskoeffizienten und eine gute Wärmestabilität besitzen, können weiterhin die Ritzel eine exzellente Dimensionsstabilität besitzen. Da eine para-verbundene Aramidfaser einen negativen thermischen Ex pansionskoeffizienten aufweist, ist sie insbesondere geeignet, die thermische Expansion des thermohärtenden synthetischen Harzes zu begrenzen. Da die para-verbundene Aramidfaser extrem zäh bzw. fest ist, ist es schwierig, die Zähne des Ritzels durch ein Schneiden zu bilden. Daher ist es bevorzugt, die para-verbundenen Aramidfasern mit meta-verbundenen Aramidfasern zu vermischen, welche eine geringfügig niedrigere Zähigkeit zu besitzen, jedoch eine gute Bearbeitbarkeit besitzen, und die gemischten Aramidfasern zu verfüllen bzw. zu füllen.
Gemäß der Erfindung besitzt bzw. besitzen, da die Aramidfasern, die in einem Verhältnis von 20 zu 60 Vol.-% ge- bzw. verfüllt sind, um das thermohärtende synthetische Harz zu verstärken, eines oder beide des Antriebsritzels und des angetriebenen Ritzels eine exzellente Abriebbeständigkeit und Zähigkeit und eine verbesserte Dauerhaftigkeit.
Weiterhin wird bzw. ist, wenn die Füllmenge der Aramidfasern weniger als 20 Vol.-% ist, die Sprödigkeit als ein Charakteristikum bzw. Merkmal des thermohärtenden synthetischen Harzes erhöht, und folglich kann das thermohärtende synthetische Harz nicht zufriedenstellend verstärkt werden. Somit ist es nicht bevorzugt, die Aramidfasern in Mengen von weniger als 20 Vol.-% zu verfüllen bzw. zu füllen. Andererseits ist, wenn die Füllmenge der Aramidfasern 60 Vol.-% übersteigt, es unmöglich, ausreichend das thermohärtende synthetische Harz in die entsprechenden Fasern zu füllen, was in einer unzureichenden Verstärkung des thermohärtenden synthetischen Harzes durch die Aramidfasern resultiert. Daher ist es nicht bevorzugt, die Aramidfasern in einer Menge von mehr als 60 Vol.-% zu verfüllen bzw. zu füllen.
Eine elektrische Servolenkung gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Aramidfasern in ein Blatt ausgebildet sind. Hier ist das Blatt beispielsweise ein Filz, der durch Nadeln eines Stapels der Aramidfasern erhalten ist, um die entsprechenden Fasern zu koppeln, ein gewebtes Material oder ein gewirktes Material, das unter Verwendung von Fäden aus Aramidfasern hergestellt ist. Das Nadeln ist ein Verfahren, wobei eine Nadel, die einen Haken aufweist, in den Faserstapel eingebracht wird und die Nadel aus dem Faserstapel in einer Richtung der Dicke des Faserstapels herausgezogen wird, so daß die Fasern, die durch den Haken in dieser Tätigkeit bzw. in diesem Vorgang gefangen sind bzw. werden, in der Dickenrichtung orientiert bzw. gerichtet sind. Die Fasern, die in der Dickenrichtung orientiert sind, führen die Funktion eines Koppelns der Fasern aus, die in der Ebenenrichtung orientiert sind.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist es, da die positionelle bzw. Positionsanordnung der Aramidfasern und der Abstand zwischen den Aramidfasern frei festgelegt werden kann, möglich, weiterhin die Abriebbeständigkeit und die Zähigkeit des Ritzels zu erhöhen, das mit dem Blatt verfüllt ist.
Eine elektrische Servolenkung gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt wiederholt in eine zylindrische Form gewickelt ist und weiterhin ähnlich einem Faltenbalg in einer axialen Richtung der zylindrischen Form gefaltet ist.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung bilden, da das Blatt von Aramidfasern wiederholt in die zylindrische Form gewickelt und in der axialen Richtung der zylindrischen Form gefaltet ist, die Aramidfasern kreisförmige Faserschichten bzw. -lagen und sind dreidimensional positioniert. Daher ist es, selbst wenn die Zähne durch ein Schneiden gebildet sind bzw. werden, möglich, weiterhin die Abriebbeständigkeit und die Zähigkeit des Zahnabschnitts zu erhöhen.
Wenn diese Struktur insbesondere an dem Schneckenrad durch ein Wählen des oben erwähnten Filzes als dem Blatt angewandt ist bzw. wird, sind die Kontaktflächen der Falten des Blatts in der axialen Richtung so gestapelt, daß die Scherkraft, die von der Schnecke ausgeübt wird, verteilt ist und gleichmäßig durch die entsprechenden Kontaktflächen aufgenommen ist bzw. wird. Es ist daher möglich, weiter die Festigkeit und Dauerhaftigkeit zu verbessern.
Andererseits sind bzw. werden, wenn eine Struktur, wo das Blatt einfach wiederholt gewickelt ist, angenommen bzw. angewandt wird, die Kontaktflächen des gewickelten Blatts in einer radialen Richtung gestapelt, so daß die Richtung der Scherkraft, die von der Schnecke ausgeübt wird, und die Richtung der Kontaktflächen miteinander übereinstimmen. Daher tendiert ein Trennungsphänomen, an den Kontaktflächen aufzutreten und es ist somit nicht bevorzugt, eine derartige Struktur anzunehmen bzw. anzuwenden.
Eine elektrische Servolenkung gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter in Schichten bzw. Lagen gestapelt sind.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist es, da die Blätter der Aramidfasern geschichtet sind, um eine Mehrzahl von Faserschichten zu bilden, möglich, die Dichte der Aramidfasern zu vergleichmäßigen, wodurch die Abriebbeständigkeit und Zähigkeit des Zahnabschnitts weiter erhöht werden, selbst wenn die Zähne durch ein Schneiden gebildet sind bzw. werden.
Die obigen und weitere Gegenstände und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit den beiliegenden Zeichnungen vollständiger ersichtlich werden.
Kurze Beschreibung der mehreren Ansichten der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht, die die Strukturen einer konventionellen elektrischen Servolenkung zeigt;
2 ist eine Querschnittsansicht, die die Strukturen eines Reduktionsmechanismus und eines Abschnitts um einen Motor einer elektrischen Servolenkung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die ein Schneckenrad der elektrischen Servolenkung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist eine Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Linie III-III von 3;
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Blatts zur Verwendung in dem Schneckenrad der elektrischen Servolenkung gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine erläuternde Ansicht, die das Verfahren eines Ausbildens des Blatts in einer Ringform zur Verwendung in dem Schneckenrad der elektrischen Servolenkung gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
7A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem ein Blatt aus Aramidfasern in einer Ringform zur Verwendung in dem Schneckenrad der elektrischen Servolenkung gemäß der vorliegenden Erfindung deformiert ist bzw. wird;
7B ist eine perspektivische Ansicht des Blatts, geschnitten entlang der Linie A-A';
8A ist eine vergrößerte Draufsicht auf ein Blatt, das die Strukturen der zweiten Ausbildung der elektrischen Servolenkung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
8B ist eine Querschnittsansicht desselben Blatts.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die folgende Beschreibung wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklären, die einige Ausbildungen davon illustrieren.
Erste Ausbildung
2 ist eine Querschnittsansicht, die die Strukturen eines Untersetzungs- bzw. Reduktionsmechanismus und eines Abschnitts um einen Motor einer elektrischen Servolenkung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Schneckenrads; und 4 ist eine Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Linie III-III von 3.
Da die Basisstrukturen der elektrischen Servolenkung ähnlich zu jenen einer konventionellen elektrischen Servolenkung sind, die in 1 gezeigt ist, wird die detaillierte Erklärung der ähnlichen Strukturen und die Erklärung der Funktionen weggelassen werden.
Ein Reduktionsmechanismus 5 umfaßt eine Metallschnecke 3, welche mit einer Ausgangs- bzw. Abtriebswelle 1a eines Lenkunterstützungsmotors 1 verbunden ist und positioniert ist, um die Achse einer zweiten Lenkwelle 2 zu kreuzen; und ein Schneckenrad 4, welches mit der Schnecke 3 kämmt und an der Mitte der zweiten Lenkwelle 2 eingepaßt und festgelegt ist. Das Schneckenrad 4 des Reduktionsmechanismus 5 enthält ein kreisförmiges Zahnglied 41, welches aus einem synthetischen Harz gefertigt bzw. hergestellt ist und eine Mehrzahl von Zähnen 4a aufweist, um mit der Schnecke 3 zu kämmen; und ein einpassendes bzw. Paßglied 42, das durch ein Metall gebildet ist, um in das Innere des kreisförmigen Zahnglieds 41 eingepaßt zu sein bzw. zu werden. Weiterhin ist ein Durchgangsloch 42a, das in dem Zentrum dieses Paßglieds 42 ausgebildet ist, auf die zweite Lenkwelle 2 gepaßt.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Blatts aus Aramidfasern zur Verwendung in dem Schneckenrad 4 zeigt. Dieses Blatt 6 ist in der Form bzw. Gestalt eines Filzes, der durch ein Nadeln eines Stapels von Fasern (mit einer Faserlänge von etwa 50 mm) gebildet ist, die durch Mischen von para-verbundenen Aramidfasern mit meta-verbundenen Aramidfasern erhalten sind, und Fasern 61, die in der Dickenrichtung des Faserstapels ausgerichtet bzw. orientiert sind, koppeln Fasern 62, die in der Ebenenrichtung ausgerichtet sind, durch das Nadeln. In dieser Ausbildung wird "Technora^®", erhältlich von TEIJIN LIMITED, als die para-verbundenen Aramidfasern verwendet, und "TEIJINCONEX^®", erhältlich von TEIJIN LIMITED, wird als die meta-verbundenen Aramidfasern verwendet, und sie werden jeweils in einem Verhältnis von 50 Massen-% vermischt.
6 ist eine erläuternde Ansicht, die das Verfahren eines Deformierens bzw. Verformens des Aramidfaserblatts in der Form eines Filzes in eine Ringform zeigt. 7A ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das Aramidfaserblatt in eine Ringform durch das Verfahren, das in 6 gezeigt ist, deformiert ist bzw. wird, und 7B ist eine perspektivische Ansicht des Blatts, geschnitten entlang der Linie A-A'.
Wie dies in 6 gezeigt ist, ist bzw. wird das Blatt 6, d.h. der Aramidfaserfilz, wiederholt gewickelt, um eine zylindrische Form zu bilden, und in einer axialen Richtung der zylindrischen Form innerhalb eines Stempels zum temporären Formen gepreßt, so daß er wie ein Faltenbalg gefaltet wird, und weiterhin in eine Ringform ausgebildet, wobei der Faltenbalg gefaltet ist, wie dies in 7A und 7B gezeigt ist. Das Blatt 6 hat eine Größe, welche eine Ausbildung eines Nicht-Zahnabschnitts und eines Zahnabschnitts ermöglicht, wo die Zähne 4a ausgebildet sind bzw. werden.
Das derart in eine Ringform geformte bzw. ausgebildete Blatt 6 wird gespeichert und in einem Kompressionsformstempel oder einem Gießformstempel positioniert und ein thermohärtendes synthetisches Harz, wie Phenolharz, Melaminharz, quervernetztes Polyesteramid- oder Epoxyharz wird durch ein Kompressionsformen oder Spritzgießen geformt.
Mit anderen Worten werden beim Kompressionsformen das kreisförmige Blatt 6, das das thermohärtende synthetische Harz, wie ein Phenolharz oder ein Melaminharz trägt, und das oben erwähnte Paßglied 42 in dem Kompressionsform stempel gespeichert bzw. aufgenommen und positioniert. Dann dringt durch ein Anwenden von Wärme und Druck das geschmolzene thermohärtende synthetische Harz ausreichend zwischen die entsprechenden Aramidfasern ein, und folglich wird das kreisförmige Zahnglied 41, das das Blatt 6 selbst in dem Abschnitt aufweist, wo die Zähne auszubilden sind, geformt bzw. ausgebildet, und das Paßglied 42 wird mit dem kreisförmigen Zahnglied 41 in einem Körper gekoppelt.
Andererseits werden beim Gießformen das ringförmige Blatt 6 und das Paßglied 42 in dem Gußformstempel gespeichert bzw. aufgenommen und positioniert, der ein Luftsaugloch und ein Harzfülloch bzw. -tor aufweist. Dann wird, wenn die Luft in dem Gußformstempel aus dem Luftsaugtor bzw. -loch entfernt wird, um ein Vakuum auszubilden (wenn der Druck reduziert ist bzw. wird), das geschmolzene thermohärtende synthetische Harz, wie quervernetztes Polyesteramid- oder Epoxyharz in den Gußformstempel von dem Harzfülltor aufgrund des negativen Drucks bzw. Unterdrucks eingebracht, die thermohärtende synthetische Harzflüssigkeit dringt ausreichend zwischen die entsprechenden Aramidfasern ein, das kreisförmige Zahnglied 41, das das Blatt 6 selbst in dem Abschnitt aufweist, wo die Zähne zu bearbeiten sind, wird ausgebildet und das Paßglied 42 wird an das kreisförmige Zahnglied 41 in einem Körper gekoppelt.
In diesem Kompressionsformen oder Gießformen ist es, da das thermohärtende synthetische Harz eine höhere Fluidität bzw. ein höheres Fließvermögen in einem geschmolzenen Zustand, verglichen mit einem thermoplastischen synthetischen Harz aufweist, selbst wenn das Blatt 6 aus den Aramidfasern in einer Ringform ausgebildet ist, möglich, zufriedenstellend das thermohärtende synthetische Harz zwischen die entsprechenden Aramidfasern einzubringen.
Die Aramidfasern werden in einem Verhältnis von 20 bis 60 Vol.-% ge- bzw. verfüllt. Wenn die Füllmenge der Aramidfasern kleiner als 20 Vol.-% ist, wird die Sprödig- bzw. Brüchigkeit als ein Charakteristikum bzw. Merkmal des thermohärtenden synthetischen Harzes erhöht, und folglich kann das thermohärtende synthetische Harz nicht zufriedenstellend verstärkt werden. Andererseits ist es, wenn die Füllmenge der Aramidfasern 60 Vol.-% übersteigt, unmöglich, ausreichend das thermohärtende synthetische Harz zwischen die entsprechenden Fasern während des oben erwähnten Formens einzubringen (zu verfüllen), was in einer unzureichenden Verstärkung des thermohärtenden synthetischen Harzes durch die Aramidfasern resultiert.
In dem Einpaß- bzw. Paßabschnitt zwischen dem kreisförmigen Zahnglied 41 und dem Paßglied 42, d.h. der Außenseite des Paßglieds 42 sind erhobene bzw. erhöhte und vertiefte Linien 43, wie Keile bzw. Keilwellennuten an dem Zentrum in der axialen Richtung des Paßglieds 42 ausgebildet und kreisförmige Vertiefungen bzw. Aussparungen 44 sind an beiden Endabschnitten in der axialen Richtung ausgebildet. Erhöhte und vertiefte Linien und kreisförmige Vorsprünge, die in die angehobenen bzw. erhöhten und vertieften Linien 43 einzupassen sind, und kreisförmige Vertiefungen 44 sind an der Innenseite des kreisförmigen Zahnglieds 41 ausgebildet, so daß das kreisförmige Zahnglied 41 und das Paßglied 42 miteinander in einer derartigen Weise gekoppelt sind bzw. werden, daß eine relative Rotation und eine Relativbewegung in der axialen Richtung unausführbar sind. Alternativ können das kreisförmige Zahnglied 41 und das Paßglied 42 mit einander in einer derartigen Weise gekoppelt sein bzw. werden, daß eine relative Rotation und eine relative Bewegung in der axialen Richtung undurchführbar sind, indem erhobene und vertiefte Linien, wie Rändel bzw. Kerben, an der Außenseite des Paßglieds 42 an dem Paßabschnitt zwischen dem kreisförmigen Zahnglied 41 und dem Paßglied 42 ausgebildet sind.
Nach einem Gießen bzw. Formen in der oben erwähnten Weise werden die Zähne 4a mit einer Zahnführung bzw. -voreilung, die in einer Rotationsrichtung in bezug auf eine Rotationsachse verdreht bzw. verwindet, auf der Umfangsoberfläche des kreisförmigen Zahnglieds 41 durch ein Schneiden ausgebildet.
Weiterhin kann in der ersten Ausbildung das Blatt 6 aus Aramidfasern derart angeordnet sein, daß das ebene bzw. flache Blatt in eine stiftartige Form ähnlich einem verdrillten Papierstreifen gewickelt ist bzw. wird und dieser Stift in kreisförmiger Form ausgebildet wird, wobei seine beiden Endabschnitte teilweise überlappen, um schließlich einen Ring auszubilden.
Zweite Ausbildung
8A ist eine vergrößerte Draufsicht auf ein Blatt der Aramidfasern, die die Strukturen der zweiten Ausbildung zeigt, und 8B ist eine Querschnittsansicht desselben Blatts der Aramidfasern.
In dieser zweiten Ausbildung ist eine Mehrzahl von Blättern 6 aus gewebten Aramidfasern gelegt bzw. geschichtet, und die gelegten Blätter sind bzw. werden in der Legerichtung durch eine relativ kleine Kraft komprimiert und dann in eine Ringform durch eine Presse gestanzt.
Ähnlich der ersten Ausbildung ist bzw. wird das Blatt 6 dieser zweiten Ausbildung einem Kompressionsformen oder Gießformen unterworfen, so daß das Blatt 6 und das thermohärtende synthetische Harz in einen Körper hergestellt werden und das kreisförmige Zahnglied 41 ausbilden.
Da andere Strukturen und Funktionen dieselben wie jene der ersten Ausbildung sind, wird die detaillierte Erklärung der Strukturen und die Erklärung der Funktionen weggelassen.
Dritte Ausbildung
In dieser dritten Ausbildung wird statt eines Ausbildens des Blatts 6 aus Aramidfasern durch ein Weben der Aramidfasern ein Filz ähnlich jenem verwendet, der in der ersten Ausbildung verwendet ist, und ähnlich der zweiten Ausbildung wird eine Mehrzahl dieser Filzschichten gelegt, die gelegten Schichten werden in der Legerichtung durch eine relativ kleine Kraft komprimiert und dann in eine kreisförmige Form durch eine Presse gestanzt.
Ähnlich der ersten Ausbildung wird das Blatt 6 (Filz) der Aramidfasern dieser dritten Ausbildung einem Kompressionsformen oder Gießformen unterworfen, so daß das Blatt 6 und das thermohärtende synthetische Harz in einem Körper hergestellt werden und das kreisförmige Zahnglied 41 ausbilden.
Da andere Strukturen und Funktionen dieselben wie jene der ersten Ausbildung sind, wird die detaillierte Erklärung der Strukturen und die Erklärung der Funktionen weggelassen.
Vierte Ausbildung
In dieser vierten Ausbildung wird das kreisförmige Zahnglied 41 durch ein Spritzgießen unter Verwendung einer granulären bzw. körnigen Verbindung, die durch ein Mischen und Kneten eines thermohärtenden synthetischen Harzes und von Aramidfasern, die eine Faserlänge länger als 400 μm aufweisen, und Pulverisieren der Mischung erhalten wird, statt eines Wirkens oder Webens von Fäden aus Aramidfasern oder Ansammeln der Aramidfasern, um einen Filz herzustellen, ausgebildet.
In der vierten Ausbildung ist bzw. wird das Paßglied 42 als ein Einsatz in dem Spritzgußstempel gespeichert und positioniert, und die körnige Verbindung wird geschmolzen und dann zu dem Umfang des Paßglieds 42 eingespritzt. Die Zähne 4a werden durch ein Formen ohne Schneiden ausgebildet. Beim Spritzgießen wird ein zufriedenstellendes Gieß- bzw. Formergebnis nicht erhalten, außer die Menge der Aramidfasern ist 30 Vol.-% oder weniger. Der Grund dafür ist, daß, wenn die Menge der Aramidfasern 30 Vol.-% übersteigt, die Aramidfasern sich um ein Tor bzw. einen Anguß bzw. Einlauf winden und die Einspritzung behindern.
Wenn die Faserlänge der Aramidfasern 400 μm oder weniger beträgt, wird die Brüchigkeit als ein Charakteristikum des thermohärtenden synthetischen Harzes erhöht und folglich kann das thermohärtende synthetische Harz nicht zufriedenstellend verstärkt werden. In der vierten Ausbildung weist jedoch, da die Aramidfasern eine relativ große Faserlänge von mehr als 400 μm aufweisen, das Schneckenrad 4 eine exzellente Abriebbeständigkeit und Zähigkeit auf und ermög licht weiterhin eine Reduktion des Abriebs der Schnecke 3 als dem kämmenden Gegenteil, wodurch die Dauerhaftigkeit der Schnecke 3 und des Schneckenrads 4 verbessert wird. Darüber hinaus werden, wenn die Faserlänge der Aramidfasern 8 mm übersteigt, die Aramidfasern auf eine Länge von kleiner als 8 mm durch eine Einspritzschnecke bzw. -schraube während eines Spritzgießens geschnitten. Mit anderen Worten ist es beim Spritzgießen, da die Aramidfasern nicht eine Länge von mehr als 8 mm aufweisen können, nicht notwendig, Aramidfasern mit einer Faserlänge von mehr als 8 mm zu verwenden.
Es ist festzuhalten, daß, während das Blatt 6 durch die Aramidfasern in der oben erklärten ersten Ausbildung gebildet ist, das Blatt 6 auch durch Fasern gebildet sein kann, die aus hitzebeständigen hochfesten organischen makromolekularen Polymeren hergestellt sind, wie einen Heterozyklus enthaltendes aromatisches Polymer oder Polyetheretherketon (PEEK). Darüber hinaus ist es auch möglich, Glasfasern, Kohlenstoffasern usw. innerhalb eines Bereichs zu mischen und zu verwenden, in welchem die Gegenglied-Angriffseigenschaft nicht bemerkbar ist.
Daneben ist es in der oben erklärten ersten bis vierten Ausbildung, während das kreisförmige Zahnglied 41 des Schneckenrads 4, das durch ein Koppeln des Paßglieds 42 mit dem kreisförmigen Zahnglied 41 durch das thermohärtende synthetische Harz gebildet ist, das mit den Aramidfasern ge- bzw. verfüllt ist, möglich, das gesamte Schneckenrad 4 oder die Schnecke 3 durch das thermohärtende synthetische Harz auszubilden, das mit den Aramidfasern verfüllt ist. Alternativ ist es beispielsweise möglich, eine Struktur anzuwenden, in welcher der Zahnabschnitt die Aramidfasern aufweist und der Nicht-Zahnabschnitt Glasfasern oder Kohlenfasern aufweist.
Darüber hinaus kann der Reduktionsmechanismus 5 in der oben erklärten ersten bis vierten Ausbildung ein Hypoidgetriebe sein, enthaltend ein Antriebszahnrad als ein Hypoidritzel und ein angetriebenes Zahnrad als ein Hypoidrad statt eines Schneckengetriebes, enthaltend ein Antriebszahnrad 3 als eine Schnecke und ein angetriebenes Zahnrad 4 als ein Schneckenrad. Weiterhin kann der Reduktionsmechanismus ein Kegelradgetriebe sein.

Claims

Elektrische Servolenkung zum Unterstützen beim Lenken durch Übertragen einer Ausgabe eines Lenkunterstützungsmotors (1) zu einem Lenkmechanismus durch ein Antriebsritzel (3) und ein angetriebenes Zahnrad bzw. Ritzel (4), das mit dem Antriebsritzel (3) kämmt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines aus dem Antriebsritzel (3) und dem angetriebenen Ritzel (4) durch ein thermohärtendes synthetisches Harz gebildet ist, das mit Aramidfasern ge- bzw. verfüllt ist, und daß die Aramidfasern in einem Verhältnis von 20 bis 60 Vol.-% ge- bzw. verfüllt sind.
Elektrische Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aramidfasern in ein Blatt (6) ausgebildet sind.
Elektrische Servolenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt (6) wiederholt in einer zylindrischen Form gewickelt ist und weiters ähnlich einem Faltenbalg in einer axialen Richtung der zylindrischen Form gefaltet ist.
Elektrische Servolenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter (6) in Schichten bzw. Lagen gestapelt sind.