JP2002321250A - 樹脂成形品およびその製造方法ならびに電動パワーステアリング装置 - Google Patents
樹脂成形品およびその製造方法ならびに電動パワーステアリング装置Info
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- JP2002321250A JP2002321250A JP2001129339A JP2001129339A JP2002321250A JP 2002321250 A JP2002321250 A JP 2002321250A JP 2001129339 A JP2001129339 A JP 2001129339A JP 2001129339 A JP2001129339 A JP 2001129339A JP 2002321250 A JP2002321250 A JP 2002321250A
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- resin material
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Abstract
(57)【要約】
【課題】生産性を低下させることなく疲労強度、クリー
プ特性、耐摩耗性、伸び率等を向上できる樹脂成形品と
その製造方法を提供する。 【解決手段】成形型内に射出された溶融状態の合成樹脂
材を硬化させることで樹脂成形品１０を射出成形するに
際して、その成形型内での硬化前に、その合成樹脂材の
架橋をエネルギー線に感応することで促進する機能を有
する架橋剤を、その合成樹脂材に添加する。その硬化後
に合成樹脂材にエネルギー線を照射することで、その合
成樹脂材の架橋を促進する。
プ特性、耐摩耗性、伸び率等を向上できる樹脂成形品と
その製造方法を提供する。 【解決手段】成形型内に射出された溶融状態の合成樹脂
材を硬化させることで樹脂成形品１０を射出成形するに
際して、その成形型内での硬化前に、その合成樹脂材の
架橋をエネルギー線に感応することで促進する機能を有
する架橋剤を、その合成樹脂材に添加する。その硬化後
に合成樹脂材にエネルギー線を照射することで、その合
成樹脂材の架橋を促進する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形される樹
脂成形品およびその製造方法と、操舵補助力発生用電動
アクチュエータの回転を、ウォームのような駆動ギヤ
と、この駆動ギヤに噛み合うウォームホイールのような
従動ギヤとから構成される減速ギヤ機構を介して車輪に
舵角が変化するように伝達する電動パワーステアリング
装置に関する。
脂成形品およびその製造方法と、操舵補助力発生用電動
アクチュエータの回転を、ウォームのような駆動ギヤ
と、この駆動ギヤに噛み合うウォームホイールのような
従動ギヤとから構成される減速ギヤ機構を介して車輪に
舵角が変化するように伝達する電動パワーステアリング
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】射出成形により種々の樹脂成形品が成形
されている。例えば、操舵補助力発生用電動アクチュエ
ータの回転の減速ギヤ機構を構成する従動ギヤを、低騒
音化と軽量化のためにナイロン等の合成樹脂材から射出
成形することが行われている。
されている。例えば、操舵補助力発生用電動アクチュエ
ータの回転の減速ギヤ機構を構成する従動ギヤを、低騒
音化と軽量化のためにナイロン等の合成樹脂材から射出
成形することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そのような樹脂成形品
の疲労強度やクリープ特性等を向上するため、その原料
となる合成樹脂材の粘度を高くすることが考えられてい
る。しかし、成形型内に溶融状態で射出される合成樹脂
材の粘度を高くすると、成形時のボイド発生、せん断発
熱等を抑制するため、成形型内への射出速度を遅くする
必要がある。その結果、合成樹脂材の溶融状態での滞留
時間が長くなり、熱分解による低粘度化が生じて特性を
向上できなくなり、また、生産性が低下する。
の疲労強度やクリープ特性等を向上するため、その原料
となる合成樹脂材の粘度を高くすることが考えられてい
る。しかし、成形型内に溶融状態で射出される合成樹脂
材の粘度を高くすると、成形時のボイド発生、せん断発
熱等を抑制するため、成形型内への射出速度を遅くする
必要がある。その結果、合成樹脂材の溶融状態での滞留
時間が長くなり、熱分解による低粘度化が生じて特性を
向上できなくなり、また、生産性が低下する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の樹脂成形品の製
造方法は、成形型内に射出された溶融状態の合成樹脂材
を硬化させることで樹脂成形品を射出成形するに際し
て、その成形型内での硬化前に、その合成樹脂材の架橋
をエネルギー線に感応することで促進する機能を有する
架橋剤を、その合成樹脂材に添加し、その硬化の後にエ
ネルギー線を照射することで、その合成樹脂材の架橋を
促進することを特徴とする。本発明の樹脂成形品は、成
形型内に射出された溶融状態の合成樹脂材を硬化させる
ことで射出成形され、その成形型内での硬化前に、その
合成樹脂材の架橋をエネルギー線に感応することで促進
する機能を有する架橋剤が、その合成樹脂材に添加さ
れ、その硬化の後にエネルギー線が照射されることで、
その合成樹脂材の架橋が促進されていることを特徴とす
る。本発明によれば、成形型内に射出されて硬化される
前の合成樹脂材に、エネルギー線に感応することで架橋
を促進する機能を有する架橋剤が添加されているので、
成形型内で硬化後の合成樹脂材にエネルギー線を照射す
ることで、合成樹脂材の架橋を促進して分子量を大きく
して高粘度化させることができる。これにより、その成
形型へ射出される溶融状態の合成樹脂材の粘度を低く
し、射出速度等の成形条件幅を広範囲に取ることができ
て成形性が向上し、成形しやすい材料を選択でき、ボイ
ド発生やせん断発熱を抑制し、射出速度を遅くする必要
がないので成形時間を短縮できる。しかも、架橋により
一分子鎖の分子量が増加することで最終的に得られる樹
脂成形品の粘度が高くなり、その照射するエネルギー線
の線量を調整することにより、その合成樹脂材の分子量
の増加量を任意に調整できるので、耐クリープ性、耐摩
耗性、疲労強度、伸び率等の特性を分子量増加に応じて
改善できる。
造方法は、成形型内に射出された溶融状態の合成樹脂材
を硬化させることで樹脂成形品を射出成形するに際し
て、その成形型内での硬化前に、その合成樹脂材の架橋
をエネルギー線に感応することで促進する機能を有する
架橋剤を、その合成樹脂材に添加し、その硬化の後にエ
ネルギー線を照射することで、その合成樹脂材の架橋を
促進することを特徴とする。本発明の樹脂成形品は、成
形型内に射出された溶融状態の合成樹脂材を硬化させる
ことで射出成形され、その成形型内での硬化前に、その
合成樹脂材の架橋をエネルギー線に感応することで促進
する機能を有する架橋剤が、その合成樹脂材に添加さ
れ、その硬化の後にエネルギー線が照射されることで、
その合成樹脂材の架橋が促進されていることを特徴とす
る。本発明によれば、成形型内に射出されて硬化される
前の合成樹脂材に、エネルギー線に感応することで架橋
を促進する機能を有する架橋剤が添加されているので、
成形型内で硬化後の合成樹脂材にエネルギー線を照射す
ることで、合成樹脂材の架橋を促進して分子量を大きく
して高粘度化させることができる。これにより、その成
形型へ射出される溶融状態の合成樹脂材の粘度を低く
し、射出速度等の成形条件幅を広範囲に取ることができ
て成形性が向上し、成形しやすい材料を選択でき、ボイ
ド発生やせん断発熱を抑制し、射出速度を遅くする必要
がないので成形時間を短縮できる。しかも、架橋により
一分子鎖の分子量が増加することで最終的に得られる樹
脂成形品の粘度が高くなり、その照射するエネルギー線
の線量を調整することにより、その合成樹脂材の分子量
の増加量を任意に調整できるので、耐クリープ性、耐摩
耗性、疲労強度、伸び率等の特性を分子量増加に応じて
改善できる。
【０００５】その成形型内での硬化前における合成樹脂
材の蟻酸法による相対粘度は１００未満とされるのが好
ましい。その成形型内での硬化前における合成樹脂材の
蟻酸法による相対粘度を１００未満とすることで、従来
から用いられている標準的な粘度の合成樹脂材により樹
脂成形品を射出成形でき、射出速度を遅くする必要がな
いので生産性低下を防止できる。そのエネルギー線照射
による架橋後における合成樹脂材の蟻酸法による相対粘
度を１００以上とすることで、樹脂成形品の蟻酸法によ
る相対粘度を従来よりも大きくして特性を向上できる。
材の蟻酸法による相対粘度は１００未満とされるのが好
ましい。その成形型内での硬化前における合成樹脂材の
蟻酸法による相対粘度を１００未満とすることで、従来
から用いられている標準的な粘度の合成樹脂材により樹
脂成形品を射出成形でき、射出速度を遅くする必要がな
いので生産性低下を防止できる。そのエネルギー線照射
による架橋後における合成樹脂材の蟻酸法による相対粘
度を１００以上とすることで、樹脂成形品の蟻酸法によ
る相対粘度を従来よりも大きくして特性を向上できる。
【０００６】その樹脂成形品は歯車であるのが好まし
い。その樹脂成形品が歯車であることにより、歯車の疲
労強度、クリープ特性、歯元強度といった特性を向上す
ることができる。特に、その歯車の蟻酸法による相対粘
度をエネルギー線照射により１００以上とすることで、
歯車の歯元強度向上により疲労強度をより向上できる。
すなわち、金属材製歯車に適用される一般的な理論計算
式によれば、歯車の歯元強度は材料の引っ張り強度、曲
げ強度に相関する。しかし、合成樹脂材製歯車の場合、
歯元強度は材料の引っ張り強度、曲げ強度に相関しな
い。事実、引っ張り強度や曲げ強度を向上するために合
成樹脂材に強化繊維を充填した場合、その充填量が過大
になると、充填しなかった場合よりも歯元強度は低下し
た。これは、合成樹脂材製歯車の歯元強度は、合成樹脂
材の弾性に基づき歯に作用する面圧の緩和と、合成樹脂
材の強度とのバランスによって定まるためである。そし
て、合成樹脂材により成形された歯車の相対粘度を従来
よりも大きな１００以上の値とすることで、歯元強度を
増大して疲労強度を向上できる。
い。その樹脂成形品が歯車であることにより、歯車の疲
労強度、クリープ特性、歯元強度といった特性を向上す
ることができる。特に、その歯車の蟻酸法による相対粘
度をエネルギー線照射により１００以上とすることで、
歯車の歯元強度向上により疲労強度をより向上できる。
すなわち、金属材製歯車に適用される一般的な理論計算
式によれば、歯車の歯元強度は材料の引っ張り強度、曲
げ強度に相関する。しかし、合成樹脂材製歯車の場合、
歯元強度は材料の引っ張り強度、曲げ強度に相関しな
い。事実、引っ張り強度や曲げ強度を向上するために合
成樹脂材に強化繊維を充填した場合、その充填量が過大
になると、充填しなかった場合よりも歯元強度は低下し
た。これは、合成樹脂材製歯車の歯元強度は、合成樹脂
材の弾性に基づき歯に作用する面圧の緩和と、合成樹脂
材の強度とのバランスによって定まるためである。そし
て、合成樹脂材により成形された歯車の相対粘度を従来
よりも大きな１００以上の値とすることで、歯元強度を
増大して疲労強度を向上できる。
【０００７】操舵補助力発生用電動アクチュエータの回
転を、駆動ギヤと、この駆動ギヤに噛み合う従動ギヤと
を介して車輪に舵角が変化するように伝達する減速ギヤ
機構を備える電動パワーステアリング装置において、そ
の従動ギヤとして本発明の歯車が用いられるのが好まし
い。これにより、大きな操舵補助力を必要とする電動パ
ワーステアリング装置においても従動ギヤを合成樹脂製
とし、その電動パワーステアリング装置を備えた車両の
運転中における静粛性を向上できる。
転を、駆動ギヤと、この駆動ギヤに噛み合う従動ギヤと
を介して車輪に舵角が変化するように伝達する減速ギヤ
機構を備える電動パワーステアリング装置において、そ
の従動ギヤとして本発明の歯車が用いられるのが好まし
い。これにより、大きな操舵補助力を必要とする電動パ
ワーステアリング装置においても従動ギヤを合成樹脂製
とし、その電動パワーステアリング装置を備えた車両の
運転中における静粛性を向上できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１に示す車両用電動パワーステ
アリング装置１は、ステアリングホイール２の操舵によ
り発生する操舵トルクを、ステアリングシャフト３によ
りピニオン４に伝達することで、そのピニオン４に噛み
合うラック５を移動させる。そのラック５の動きがタイ
ロッドやナックルアーム等（図示省略）を介して車輪６
に伝達されることで舵角が変化する。
アリング装置１は、ステアリングホイール２の操舵によ
り発生する操舵トルクを、ステアリングシャフト３によ
りピニオン４に伝達することで、そのピニオン４に噛み
合うラック５を移動させる。そのラック５の動きがタイ
ロッドやナックルアーム等（図示省略）を介して車輪６
に伝達されることで舵角が変化する。
【０００９】そのステアリングシャフト３により伝達さ
れる操舵トルクに応じた操舵補助力を付与するため、そ
の操舵トルクを検出するトルクセンサ７と、その検出さ
れた操舵トルクに応じ駆動されるモータ（電動アクチュ
エータ）８と、そのモータ８により駆動される駆動シャ
フト５０の外周に設けられる金属製ウォーム（駆動ギ
ヤ）９と、そのウォーム９に噛み合うと共にステアリン
グシャフト３に取り付けられるウォームホイール（従動
ギヤ）１０とが設けられている。そのモータ８の回転
を、ウォーム９およびウォームホイール１０を介してス
テアリングシャフト３からピニオン４、ラック５を介し
て車輪６に舵角が変化するように伝達することで操舵補
助力を付与できる。図２に示すように、ハウジング２１
に取り付けられるモータ８により駆動される駆動シャフ
ト５０は、そのハウジング２１により軸受６２、６３を
介して支持される。
れる操舵トルクに応じた操舵補助力を付与するため、そ
の操舵トルクを検出するトルクセンサ７と、その検出さ
れた操舵トルクに応じ駆動されるモータ（電動アクチュ
エータ）８と、そのモータ８により駆動される駆動シャ
フト５０の外周に設けられる金属製ウォーム（駆動ギ
ヤ）９と、そのウォーム９に噛み合うと共にステアリン
グシャフト３に取り付けられるウォームホイール（従動
ギヤ）１０とが設けられている。そのモータ８の回転
を、ウォーム９およびウォームホイール１０を介してス
テアリングシャフト３からピニオン４、ラック５を介し
て車輪６に舵角が変化するように伝達することで操舵補
助力を付与できる。図２に示すように、ハウジング２１
に取り付けられるモータ８により駆動される駆動シャフ
ト５０は、そのハウジング２１により軸受６２、６３を
介して支持される。
【００１０】そのステアリングシャフト３は、ステアリ
ングホイール２に連結される第１シャフト３ａと、この
第１シャフト３ａにピン２２により連結される筒状の第
２シャフト３ｂと、この第２シャフト３ｂの外周にブッ
シュ２５を介して相対回転可能に嵌め合わされる筒状の
第３シャフト３ｃとに分割されている。各シャフト３
ａ、３ｂ、３ｃの中心孔にトーションバー２３が挿入さ
れている。そのトーションバー２３の一端は第１シャフ
ト３ａと第２シャフト３ｂとに前記ピン２２により連結
され、他端はピン２４により第３シャフト３ｃに連結さ
れている。これにより、その第２シャフト３ｂと第３シ
ャフト３ｃとは操舵トルクに応じて弾性的に相対回転可
能とされている。その第２シャフト３ｂは、そのハウジ
ング２１に圧入されたステアリングコラム３０によりブ
ッシュ３１を介して支持される。その第３シャフト３ｃ
は、ハウジング２１により軸受２６、２７を介して支持
される。その第３シャフト３ｃの外周に嵌め合わされる
金属製スリーブ１１の外周に、上記ウォームホイール１
０が一体化されている。そのスリーブ１１は第３シャフ
ト３ｃに、圧入されたり、キー等を介して強固に固定さ
れる。
ングホイール２に連結される第１シャフト３ａと、この
第１シャフト３ａにピン２２により連結される筒状の第
２シャフト３ｂと、この第２シャフト３ｂの外周にブッ
シュ２５を介して相対回転可能に嵌め合わされる筒状の
第３シャフト３ｃとに分割されている。各シャフト３
ａ、３ｂ、３ｃの中心孔にトーションバー２３が挿入さ
れている。そのトーションバー２３の一端は第１シャフ
ト３ａと第２シャフト３ｂとに前記ピン２２により連結
され、他端はピン２４により第３シャフト３ｃに連結さ
れている。これにより、その第２シャフト３ｂと第３シ
ャフト３ｃとは操舵トルクに応じて弾性的に相対回転可
能とされている。その第２シャフト３ｂは、そのハウジ
ング２１に圧入されたステアリングコラム３０によりブ
ッシュ３１を介して支持される。その第３シャフト３ｃ
は、ハウジング２１により軸受２６、２７を介して支持
される。その第３シャフト３ｃの外周に嵌め合わされる
金属製スリーブ１１の外周に、上記ウォームホイール１
０が一体化されている。そのスリーブ１１は第３シャフ
ト３ｃに、圧入されたり、キー等を介して強固に固定さ
れる。
【００１１】そのトルクセンサ７は、第２シャフト３ｂ
に固定される磁性材製の第１検出リング３６と、第３シ
ャフト３ｃに固定される磁性材製の第２検出リング３７
と、両検出リング３６、３７の対向間を覆う検出コイル
３３とを有する。第１検出リング３６の端面に周方向に
沿って設けられる複数の歯３６ａと、第２検出リング３
７の端面に周方向に沿って設けられる複数の歯３７ａと
の対向面積が、第２シャフト３ｂと第３シャフト３ｃの
操舵トルクに応じた弾性的な相対回転に応じて変化し、
その変化に対応して検出コイル３３の発生磁束に対する
磁気抵抗が変化することから、その検出コイル３３の出
力に基づき操舵トルクが検出できる。このトルクセンサ
７は公知の構成のものを用いることができる。その検出
された操舵トルクに対応した信号に応じて上記モータ８
が駆動され、このモータ８の回転はウォーム９、ウォー
ムホイール１０を介してステアリングシャフト３に伝達
され、操舵補助力が付与される。
に固定される磁性材製の第１検出リング３６と、第３シ
ャフト３ｃに固定される磁性材製の第２検出リング３７
と、両検出リング３６、３７の対向間を覆う検出コイル
３３とを有する。第１検出リング３６の端面に周方向に
沿って設けられる複数の歯３６ａと、第２検出リング３
７の端面に周方向に沿って設けられる複数の歯３７ａと
の対向面積が、第２シャフト３ｂと第３シャフト３ｃの
操舵トルクに応じた弾性的な相対回転に応じて変化し、
その変化に対応して検出コイル３３の発生磁束に対する
磁気抵抗が変化することから、その検出コイル３３の出
力に基づき操舵トルクが検出できる。このトルクセンサ
７は公知の構成のものを用いることができる。その検出
された操舵トルクに対応した信号に応じて上記モータ８
が駆動され、このモータ８の回転はウォーム９、ウォー
ムホイール１０を介してステアリングシャフト３に伝達
され、操舵補助力が付与される。
【００１２】そのモータ８の回転の減速ギヤであるウォ
ームホイール１０は合成樹脂材製とされ、成形型内に射
出された溶融状態の合成樹脂材を硬化させることで射出
成形されている。そのウォームホイール１０を構成する
合成樹脂材に、その合成樹脂材の架橋をエネルギー線に
感応することで促進する機能を有する架橋剤が添加され
ている。
ームホイール１０は合成樹脂材製とされ、成形型内に射
出された溶融状態の合成樹脂材を硬化させることで射出
成形されている。そのウォームホイール１０を構成する
合成樹脂材に、その合成樹脂材の架橋をエネルギー線に
感応することで促進する機能を有する架橋剤が添加され
ている。
【００１３】そのウォームホイール１０を構成する合成
樹脂材は、例えばＰＡ（ポリアミド）６、ＰＡ６６、Ｐ
Ａ４６、ＰＡ１２、ＰＡ１１、ＰＡ６１２、ＰＡ６Ｔ、
ＰＡ６６Ｔ、ＰＡ９Ｔ、ＰＰＡ（ポリパラバン酸）のよ
うなナイロン系熱可塑性合成樹脂材や、ナイロン系以外
のＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＢＴ
（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリアセタ
ール）等の熱可塑性合成樹脂材を用いることができる。
本実施形態においては、その合成樹脂材は強化繊維等に
よっては強化されておらず、架橋剤以外には何らも添加
されていないものが用いられる。
樹脂材は、例えばＰＡ（ポリアミド）６、ＰＡ６６、Ｐ
Ａ４６、ＰＡ１２、ＰＡ１１、ＰＡ６１２、ＰＡ６Ｔ、
ＰＡ６６Ｔ、ＰＡ９Ｔ、ＰＰＡ（ポリパラバン酸）のよ
うなナイロン系熱可塑性合成樹脂材や、ナイロン系以外
のＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＢＴ
（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリアセタ
ール）等の熱可塑性合成樹脂材を用いることができる。
本実施形態においては、その合成樹脂材は強化繊維等に
よっては強化されておらず、架橋剤以外には何らも添加
されていないものが用いられる。
【００１４】その架橋剤としては、例えばトリアリルイ
ソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリアリルシアヌレート
（ＴＡＣ）、リン酸トリアリル（ＴＡＰ）等を用いるこ
とができる。その架橋剤の添加量は５重量％以下が好ま
しく、より好ましくは１重量％〜３重量％である。その
添加量が少な過ぎると架橋促進効果が小さくなって生産
性が低下し、多過ぎても架橋促進効果に差はないことに
よる。
ソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリアリルシアヌレート
（ＴＡＣ）、リン酸トリアリル（ＴＡＰ）等を用いるこ
とができる。その架橋剤の添加量は５重量％以下が好ま
しく、より好ましくは１重量％〜３重量％である。その
添加量が少な過ぎると架橋促進効果が小さくなって生産
性が低下し、多過ぎても架橋促進効果に差はないことに
よる。
【００１５】その架橋剤は、その成形型内で硬化する前
に合成樹脂材に添加され、例えば、原料となる合成樹脂
材製ペレットと共に射出成形機の樹脂溶融部に投入さ
れ、その成形型内での硬化前にエネルギー線が照射され
ることはないものとされる。
に合成樹脂材に添加され、例えば、原料となる合成樹脂
材製ペレットと共に射出成形機の樹脂溶融部に投入さ
れ、その成形型内での硬化前にエネルギー線が照射され
ることはないものとされる。
【００１６】その成形型内での硬化後に合成樹脂材にエ
ネルギー線を照射することで、その合成樹脂材の架橋が
促進される。そのエネルギー線として、例えば電子線、
放射線、Ｘ線等が照射される。そのエネルギー線の照射
量は、５０ｋＧｙ以下とするのが好ましく、より好まし
くは１ｋＧｙ〜１０ｋＧｙである。その照射量が少な過
ぎると架橋促進効果が小さくなって生産性が低下し、多
過ぎても架橋促進効果に差はないことによる。その成形
型内での硬化前における合成樹脂材の蟻酸法による相対
粘度（ＶＲ）は１００未満とされ、そのエネルギー線照
射による架橋後における合成樹脂材の蟻酸法による相対
粘度（ＶＲ）は１００以上とされる。図３の（１）はエ
ネルギー線照射量と架橋剤としてトリアリルイソシアヌ
レートを添加した合成樹脂材の粘度との関係一例を定性
的に示し、図３の（２）はエネルギー線照射量と架橋剤
としてトリアリルイソシアヌレートを添加した合成樹脂
材の架橋度との関係一例を定性的に示し、それぞれ２点
鎖線が架橋剤の添加量が最も少なく、次いで１点鎖線が
架橋剤の添加量が少なく、実線が架橋剤の添加量が最も
多い場合の関係を示す。
ネルギー線を照射することで、その合成樹脂材の架橋が
促進される。そのエネルギー線として、例えば電子線、
放射線、Ｘ線等が照射される。そのエネルギー線の照射
量は、５０ｋＧｙ以下とするのが好ましく、より好まし
くは１ｋＧｙ〜１０ｋＧｙである。その照射量が少な過
ぎると架橋促進効果が小さくなって生産性が低下し、多
過ぎても架橋促進効果に差はないことによる。その成形
型内での硬化前における合成樹脂材の蟻酸法による相対
粘度（ＶＲ）は１００未満とされ、そのエネルギー線照
射による架橋後における合成樹脂材の蟻酸法による相対
粘度（ＶＲ）は１００以上とされる。図３の（１）はエ
ネルギー線照射量と架橋剤としてトリアリルイソシアヌ
レートを添加した合成樹脂材の粘度との関係一例を定性
的に示し、図３の（２）はエネルギー線照射量と架橋剤
としてトリアリルイソシアヌレートを添加した合成樹脂
材の架橋度との関係一例を定性的に示し、それぞれ２点
鎖線が架橋剤の添加量が最も少なく、次いで１点鎖線が
架橋剤の添加量が少なく、実線が架橋剤の添加量が最も
多い場合の関係を示す。
【００１７】その射出成形に際して、上記スリーブ１１
が挿入された状態の成形型内に合成樹脂材が注入される
ことで、ウォームホイール１０が成形されると共にスリ
ーブ１１と一体化される。その成形後にウォームホイー
ル１０の歯の仕上げ等を機械加工により行っている。そ
のスリーブ１１におけるウォームホイール１０との接合
部である外周に歯列が形成され、各歯１１ａの間にウォ
ームホイール１０を構成する合成樹脂材が充填されるこ
とで、そのウォームホイール１０とスリーブ１１との軸
中心の相対回転変位と径方向相対変位とが阻止される。
また、そのウォームホイール１０がスリーブ１１の両端
面を抱き込むように成形されることで、ウォームホイー
ル１０とスリーブ１１との軸方向相対変位が阻止され
る。
が挿入された状態の成形型内に合成樹脂材が注入される
ことで、ウォームホイール１０が成形されると共にスリ
ーブ１１と一体化される。その成形後にウォームホイー
ル１０の歯の仕上げ等を機械加工により行っている。そ
のスリーブ１１におけるウォームホイール１０との接合
部である外周に歯列が形成され、各歯１１ａの間にウォ
ームホイール１０を構成する合成樹脂材が充填されるこ
とで、そのウォームホイール１０とスリーブ１１との軸
中心の相対回転変位と径方向相対変位とが阻止される。
また、そのウォームホイール１０がスリーブ１１の両端
面を抱き込むように成形されることで、ウォームホイー
ル１０とスリーブ１１との軸方向相対変位が阻止され
る。
【００１８】上記構成によれば、モータ８の回転を伝達
するウォームホイール１０を合成樹脂材製とすることで
軽量化および低騒音化を図ることができ、電動パワース
テアリング装置１を備えた車両の運転中における静粛性
を向上できる。そのウォームホイール１０を射出成形す
る際に、成形型へ射出されて硬化される前の合成樹脂材
に、エネルギー線に感応することで架橋を促進する機能
を有する架橋剤が添加されているので、成形型内で硬化
後の合成樹脂材にエネルギー線を照射することで、合成
樹脂材の架橋を促進して分子量を大きくして高粘度化さ
せることができる。これにより、その成形型へ射出され
る溶融状態の合成樹脂材の粘度を低くし、成形条件幅を
広範囲に取ることができて成形性が向上し、成形しやす
い材料を選択でき、ボイド発生やせん断発熱を抑制し、
射出速度を遅くする必要がないので成形時間を短縮でき
る。しかも、架橋により一分子鎖の分子量が増加するこ
とで最終的に得られるウォームホイール１０の粘度が高
くなり、その照射するエネルギー線の線量を調整するこ
とにより、その合成樹脂材の分子量の増加量を任意に調
整できるので、耐クリープ性、耐摩耗性、疲労強度、伸
び率等の特性を分子量増加に応じて改善できる。その成
形型内での硬化前における合成樹脂材の蟻酸法による相
対粘度を１００未満とすることで、従来から用いられて
いる標準的な粘度、例えば蟻酸法による相対粘度が６０
程度の合成樹脂材によりウォームホイール１０を射出成
形でき、射出速度を遅くする必要がないので生産性低下
を防止できる。そのエネルギー線照射による架橋後にお
ける合成樹脂材の蟻酸法による相対粘度を１００以上と
することで、ウォームホイール１０の蟻酸法による相対
粘度を従来よりも大きくし、疲労強度、クリープ特性、
歯元強度といった特性を向上することができる。
するウォームホイール１０を合成樹脂材製とすることで
軽量化および低騒音化を図ることができ、電動パワース
テアリング装置１を備えた車両の運転中における静粛性
を向上できる。そのウォームホイール１０を射出成形す
る際に、成形型へ射出されて硬化される前の合成樹脂材
に、エネルギー線に感応することで架橋を促進する機能
を有する架橋剤が添加されているので、成形型内で硬化
後の合成樹脂材にエネルギー線を照射することで、合成
樹脂材の架橋を促進して分子量を大きくして高粘度化さ
せることができる。これにより、その成形型へ射出され
る溶融状態の合成樹脂材の粘度を低くし、成形条件幅を
広範囲に取ることができて成形性が向上し、成形しやす
い材料を選択でき、ボイド発生やせん断発熱を抑制し、
射出速度を遅くする必要がないので成形時間を短縮でき
る。しかも、架橋により一分子鎖の分子量が増加するこ
とで最終的に得られるウォームホイール１０の粘度が高
くなり、その照射するエネルギー線の線量を調整するこ
とにより、その合成樹脂材の分子量の増加量を任意に調
整できるので、耐クリープ性、耐摩耗性、疲労強度、伸
び率等の特性を分子量増加に応じて改善できる。その成
形型内での硬化前における合成樹脂材の蟻酸法による相
対粘度を１００未満とすることで、従来から用いられて
いる標準的な粘度、例えば蟻酸法による相対粘度が６０
程度の合成樹脂材によりウォームホイール１０を射出成
形でき、射出速度を遅くする必要がないので生産性低下
を防止できる。そのエネルギー線照射による架橋後にお
ける合成樹脂材の蟻酸法による相対粘度を１００以上と
することで、ウォームホイール１０の蟻酸法による相対
粘度を従来よりも大きくし、疲労強度、クリープ特性、
歯元強度といった特性を向上することができる。
【００１９】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、上記実施形態におけるウォームとウォームホイー
ルに代えて、ベベルギヤやハイポイドギヤ等の別の種類
の歯車を駆動ギヤおよび従動ギヤとして用い、その従動
ギヤとなる歯車に本発明を適用してもよい。また、本発
明の歯車は、上記実施形態のような電動パワーステアリ
ング装置における従動ギヤとして用いられるものに限定
されず、他の歯車と噛み合って回転伝達用ギア機構を構
成する歯車であれば本発明の歯車を用いることができ
る。さらに、本発明が適用される樹脂成形品は歯車に限
定されず、例えば歯車以外の機械要素や建材等であって
射出成形されるものであれば、本発明を適用することが
できる。
えば、上記実施形態におけるウォームとウォームホイー
ルに代えて、ベベルギヤやハイポイドギヤ等の別の種類
の歯車を駆動ギヤおよび従動ギヤとして用い、その従動
ギヤとなる歯車に本発明を適用してもよい。また、本発
明の歯車は、上記実施形態のような電動パワーステアリ
ング装置における従動ギヤとして用いられるものに限定
されず、他の歯車と噛み合って回転伝達用ギア機構を構
成する歯車であれば本発明の歯車を用いることができ
る。さらに、本発明が適用される樹脂成形品は歯車に限
定されず、例えば歯車以外の機械要素や建材等であって
射出成形されるものであれば、本発明を適用することが
できる。
【００２０】
【実施例】上記実施形態の架橋剤を添加した低粘度の合
成樹脂材からウォームホイールを射出成形する場合を実
施例とし、架橋剤を添加していない高粘度の合成樹脂材
からウォームホイールを射出成形する場合を比較例とし
て、射出成形時に合成樹脂材を溶融させる樹脂加熱部の
温度と、一成形工程に要するサイクルタイムを測定し
た。実施例の合成樹脂材は、蟻酸法による相対粘度が６
０のＰＡ６６とし、架橋剤のみを添加した。比較例の合
成樹脂材は蟻酸法による相対粘度が１００〜３００の何
ら添加されていない無垢のＰＡ６６とした。実施例にお
いては、樹脂加熱部の温度は２６５℃〜２７５℃であ
り、射出速度は３０ｍｍ／秒程度でサイクルタイムは４
０秒〜５０秒であった。比較例においては、樹脂加熱部
の温度範囲は２８５℃〜３００℃であり、射出速度は３
〜５ｍｍ／秒程度でサイクルタイムは９０秒〜１２０秒
であった。すなわち、実施例によれば比較例に比べて成
形時間を短縮できることが確認される。
成樹脂材からウォームホイールを射出成形する場合を実
施例とし、架橋剤を添加していない高粘度の合成樹脂材
からウォームホイールを射出成形する場合を比較例とし
て、射出成形時に合成樹脂材を溶融させる樹脂加熱部の
温度と、一成形工程に要するサイクルタイムを測定し
た。実施例の合成樹脂材は、蟻酸法による相対粘度が６
０のＰＡ６６とし、架橋剤のみを添加した。比較例の合
成樹脂材は蟻酸法による相対粘度が１００〜３００の何
ら添加されていない無垢のＰＡ６６とした。実施例にお
いては、樹脂加熱部の温度は２６５℃〜２７５℃であ
り、射出速度は３０ｍｍ／秒程度でサイクルタイムは４
０秒〜５０秒であった。比較例においては、樹脂加熱部
の温度範囲は２８５℃〜３００℃であり、射出速度は３
〜５ｍｍ／秒程度でサイクルタイムは９０秒〜１２０秒
であった。すなわち、実施例によれば比較例に比べて成
形時間を短縮できることが確認される。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、生産性を低下させるこ
となく疲労強度、クリープ特性、耐摩耗性、伸び率等を
向上できる樹脂成形品およびその製造方法を提供でき、
さらに、その樹脂成形品として歯元強度等の特性に優れ
た歯車と、その歯車を備えることで大きな操舵補助力を
要する車両における車室内の静粛性を向上できる電動パ
ワーステアリング装置を提供できる。
となく疲労強度、クリープ特性、耐摩耗性、伸び率等を
向上できる樹脂成形品およびその製造方法を提供でき、
さらに、その樹脂成形品として歯元強度等の特性に優れ
た歯車と、その歯車を備えることで大きな操舵補助力を
要する車両における車室内の静粛性を向上できる電動パ
ワーステアリング装置を提供できる。
【図１】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装
置の断面図
置の断面図
【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線断面図
【図３】（１）はエネルギー線照射量と合成樹脂材の粘
度との関係一例を示す図、（２）はエネルギー線照射量
と合成樹脂材の架橋度との関係一例を示す図
度との関係一例を示す図、（２）はエネルギー線照射量
と合成樹脂材の架橋度との関係一例を示す図
６ 車輪 ８ モータ（電動アクチュエータ） ９ ウォーム（駆動ギヤ） １０ ウォームホイール（従動ギヤ）
Claims (5)
- 【請求項１】成形型内に射出された溶融状態の合成樹脂
材を硬化させることで樹脂成形品を射出成形するに際し
て、その成形型内での硬化前に、その合成樹脂材の架橋
をエネルギー線に感応することで促進する機能を有する
架橋剤を、その合成樹脂材に添加し、その硬化の後にエ
ネルギー線を照射することで、その合成樹脂材の架橋を
促進することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。 - 【請求項２】その成形型内での硬化前における合成樹脂
材の蟻酸法による相対粘度は１００未満とされる請求項
１に記載の樹脂成形品の製造方法。 - 【請求項３】成形型内に射出された溶融状態の合成樹脂
材を硬化させることで射出成形される樹脂成形品であっ
て、その成形型内での硬化前に、その合成樹脂材の架橋
をエネルギー線に感応することで促進する機能を有する
架橋剤が、その合成樹脂材に添加され、その硬化の後に
エネルギー線が照射されることで、その合成樹脂材の架
橋が促進されていることを特徴とする樹脂成形品。 - 【請求項４】その樹脂成形品が歯車である請求項３に記
載の樹脂成形品。 - 【請求項５】操舵補助力発生用電動アクチュエータの回
転を、駆動ギヤと、この駆動ギヤに噛み合う従動ギヤと
を介して車輪に舵角が変化するように伝達する減速ギヤ
機構を備える電動パワーステアリング装置において、そ
の従動ギヤとして請求項４に記載の歯車が用いられるこ
とを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001129339A JP2002321250A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 樹脂成形品およびその製造方法ならびに電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001129339A JP2002321250A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 樹脂成形品およびその製造方法ならびに電動パワーステアリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002321250A true JP2002321250A (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=18977879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001129339A Pending JP2002321250A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 樹脂成形品およびその製造方法ならびに電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002321250A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017006212A1 (en) * | 2015-07-06 | 2017-01-12 | Sabic Global Technologies B.V. | High fatigue thermoplastic formulations |
-
2001
- 2001-04-26 JP JP2001129339A patent/JP2002321250A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017006212A1 (en) * | 2015-07-06 | 2017-01-12 | Sabic Global Technologies B.V. | High fatigue thermoplastic formulations |
| CN107873040A (zh) * | 2015-07-06 | 2018-04-03 | 沙特基础工业全球技术公司 | 高疲劳热塑性配方 |
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