JP2003278885A - Resin-made worm wheel - Google Patents

Resin-made worm wheel

Info

Publication number
JP2003278885A
JP2003278885A JP2002086665A JP2002086665A JP2003278885A JP 2003278885 A JP2003278885 A JP 2003278885A JP 2002086665 A JP2002086665 A JP 2002086665A JP 2002086665 A JP2002086665 A JP 2002086665A JP 2003278885 A JP2003278885 A JP 2003278885A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
worm wheel
tooth
thermoplastic polyurethane
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002086665A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Nishida
健次 西田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bando Chemical Industries Ltd filed Critical Bando Chemical Industries Ltd
Priority to JP2002086665A priority Critical patent/JP2003278885A/en
Publication of JP2003278885A publication Critical patent/JP2003278885A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To materialize both stability of dimensional accuracy in tooth parts 4, 4, etc., of the resin-made worm wheel W and reduction of tooth chipping by high toughness, by employing resin materials simultaneously satisfying both low hygroscopicity and high toughness as a rim part 3 (tooth parts 4, 4, etc.), in the resin-made worm wheel having tooth parts 4, 4, etc., in a resin-made outer peripheral rim 3 and a recessed shape in the tooth groove longitudinal direction of a tooth groove bottom part 5 between the tooth parts 4, 4. <P>SOLUTION: The rim 3 comprising tooth parts 4, 4, etc., is made up of thermoplastic polyurethane resin containing 80 wt.% or more of reactant of methylenediphenyldiisocyanate and cyclohexanedimethanol and 3-20 wt.% of acrylic polymer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製ウォームホ
イールに関する技術分野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of resin worm wheels.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、この種のウォームホイールは、
外周部に軸心方向に対して螺旋状(斜め)に延びる多数
の歯部が形成されたものであり、このウォームホイール
とウォームとの間で伝動を行うときに、ウォームホイー
ルの外周部にウォームをその軸心がウォームホイールの
軸心と略直交するように交差して配置し、ウォームホイ
ール外周の歯部にウォームの外周歯部に噛合させ、ウォ
ームを回転させることで、その回転をウォームホイール
に伝動するようになっている。そして、ウォームホイー
ルの歯部間の歯溝底部は、ウォームの歯部に噛合するた
めに、通常、そのウォームの歯部の外周形状に対応し
て、歯溝長さ方向の中央部が凹陥した中凹形状に形成さ
れる。
2. Description of the Related Art Generally, this type of worm wheel is
The outer peripheral portion is formed with a large number of tooth portions that extend spirally (obliquely) with respect to the axial direction. When transmitting between the worm wheel and the worm, the worm wheel is attached to the outer peripheral portion of the worm wheel. Are arranged so that their axes are substantially orthogonal to the axis of the worm wheel, and the rotation of the worm wheel is caused by rotating the worm by engaging the teeth of the worm wheel with the teeth of the worm. It is designed to be transmitted to. Since the tooth groove bottom portion between the tooth portions of the worm wheel meshes with the tooth portion of the worm, the central portion in the tooth groove length direction is usually depressed corresponding to the outer peripheral shape of the tooth portion of the worm. It is formed in a concave shape.

【0003】ところで、このようなウォームホイールを
樹脂により製造する場合、金属製ウォームホイールと同
様に、ブランクの外周部をホブにより切削加工して歯部
を形成することが一般的に行われている。
By the way, when manufacturing such a worm wheel with resin, it is common to form a tooth portion by cutting the outer peripheral portion of the blank with a hob, similarly to a metal worm wheel. .

【0004】例えば、特開2000―130564号公
報には、樹脂製歯車のボス及びアームとなるインサート
金具を金型に配置固定して、そのインサート金具周りの
キャビティにリム対応部を形成し、キャビティ内に樹脂
を射出して、インサート金具にリム対応部の樹脂からな
るリムを一体に成形し、この歯車素材のリム外周面に歯
切り加工を施すことにより、樹脂製リムの強度を高める
ことが提案されている。
For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-130564, insert metal fittings which are bosses and arms of a resin gear are arranged and fixed in a mold, and a rim corresponding portion is formed in a cavity around the insert metal fitting. The strength of the resin rim can be increased by injecting resin into the inside, integrally molding the rim made of resin of the rim corresponding part into the insert metal fitting, and performing gear cutting processing on the rim outer peripheral surface of this gear material. Proposed.

【0005】しかし、この方法では、高い強度や寸法精
度の樹脂製ウォームホイールを製造することができる
が、切削加工を要するためにコストが高くなるという問
題がある。
However, this method can manufacture a resin worm wheel having high strength and dimensional accuracy, but has a problem that the cost is high because a cutting process is required.

【0006】そこで、樹脂の成形性を利用し、金型内の
キャビティで樹脂を射出成形してウォームホイールを形
成するようにしてもよいが、上記の如く、外周歯部間の
歯溝底部を凹陥形状にしようとしても、この歯溝底部が
アンダカットになり、成形後にウォームホイールを金型
から離型させるのができない。
Therefore, the worm wheel may be formed by injection molding the resin in the cavity in the mold by utilizing the moldability of the resin. However, as described above, the bottom of the tooth gap between the outer peripheral teeth is formed. Even if an attempt is made to make a concave shape, the bottom of the tooth groove becomes an undercut, and the worm wheel cannot be released from the mold after molding.

【0007】このため、成形により製造される樹脂製の
ウォームホイールとしては、従来、各歯部の歯溝底部を
平面状(直線状)としたはす歯歯車が用いられている。
For this reason, as a resin worm wheel manufactured by molding, a helical gear having a tooth groove bottom portion of each tooth portion formed into a flat (linear) shape has been conventionally used.

【0008】一方、例えば実開平4―49254号公報
に示されるように、ウォームホイールの歯部間の歯溝底
部のうち、その長さ方向の一半部は凹陥状の半部をなす
ように円弧状に形成するが、他半部については軸心と平
行な平面形状とすることで、歯溝底部のアンダカット部
をなくし、金型のキャビティ内でウォームホイールを樹
脂により射出成形して離型できるようにしたものが提案
されている。
On the other hand, as disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-49254, one half of the bottom of the groove between the teeth of the worm wheel in the lengthwise direction is a concave half. Although it is formed in an arc shape, the other half of the worm wheel is injection-molded with resin in the cavity of the mold by eliminating the undercut part at the bottom of the tooth groove by making it a plane shape parallel to the axis. Something that can be done is proposed.

【0009】また、特開平11―286032号公報に
示されるように、内周面にウォームホイールの歯部を成
形する歯部成形部が形成された金型の両側にコア型を配
置して、これらの型間にキャビティを形成し、そのキャ
ビティに樹脂を射出してウォームホイールを成形した
後、そのウォームホイールを歯部の捻れ角度に沿って旋
回させかつウォームホイールを弾性変形させながら、樹
脂の収縮を利用して金型から抜き出すいわゆるむり抜き
することが提案されている。
Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-286032, a core die is arranged on both sides of a die having a tooth portion forming portion for forming a tooth portion of a worm wheel formed on an inner peripheral surface thereof. After forming a cavity between these molds and injecting resin into the cavity to form a worm wheel, rotate the worm wheel along the twist angle of the teeth and elastically deform the worm wheel, It has been proposed to use so-called stripping, which uses shrinkage to pull out from a mold.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に、樹脂製ウォームホイールの歯部の材料として射出成
形可能な熱可塑性樹脂が種々検討されているが、この歯
部の材料としては、使用中に歯が破損せず、しかも寸法
形状が安定した特性が要求されるので、一長一短がある
のが現状である。
As described above, various injection-moldable thermoplastic resins have been studied as the material of the tooth portion of the resin worm wheel as described above. At present, there are merits and demerits because it is required that the teeth are not damaged and the dimension and shape are stable.

【0011】例えば、材料が66ナイロンや46ナイロ
ンである場合、靱性や繰り返し疲労性に優れているが、
吸湿性が大きいので、寸法精度が安定せず、ウォームと
の噛合精度が低下し、例えば車両の電動パワーステアリ
ング装置における駆動系に用いた場合、車両の操舵性の
低下や歯打ち音による騒音の発生を招く原因となる。
For example, when the material is nylon 66 or nylon 46, it is excellent in toughness and cyclic fatigue,
Since the hygroscopicity is large, the dimensional accuracy is not stable and the meshing accuracy with the worm is reduced.For example, when used in a drive system of an electric power steering device of a vehicle, the steering performance of the vehicle is reduced and noise due to rattling noise is generated. It causes to occur.

【0012】一方、6Tナイロンや9Tナイロンは吸湿
性が低いために、寸法精度が安定し、上記の如き問題は
生じないものの、66ナイロンや46ナイロンに比較し
て靱性が劣り、歯欠けが生じ易く、基本的な機能の信頼
性が低い。
On the other hand, since 6T nylon and 9T nylon have low hygroscopicity, the dimensional accuracy is stable and the above-mentioned problems do not occur, but the toughness is inferior to 66 nylon and 46 nylon, and tooth chipping occurs. Easy and unreliable for basic functions.

【0013】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、上記樹脂製ウォームホイールの樹脂材
料として、低吸湿性及び高靱性の両方を同時に満たし得
る材料を特定することで、樹脂製ウォームホイールの歯
部の寸法精度の安定性と、高靱性による歯欠けの低減と
を両立させ得るようにすることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to specify, as the resin material of the resin worm wheel, a material that can simultaneously satisfy both low hygroscopicity and high toughness. It is intended to achieve both stability of dimensional accuracy of the tooth portion of the resin worm wheel and reduction of tooth chipping due to high toughness.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、樹脂製ウォームホイールの材料を
熱可塑性ポリウレタン樹脂とするようにした。
In order to achieve the above object, in the present invention, the material of the resin worm wheel is thermoplastic polyurethane resin.

【0015】具体的には、請求項1の発明では、少なく
とも外周のリム部が樹脂からなり、該リム部の外周部に
歯部を有していて該歯部間の歯溝底部が歯溝長さ方向に
凹陥した形状とされた樹脂製ウォームホイールであっ
て、上記歯部を含む外周部は、熱可塑性ポリウレタン樹
脂で構成されていることを特徴とする。
Specifically, in the invention of claim 1, at least the outer peripheral rim portion is made of resin, the outer peripheral portion of the rim portion has tooth portions, and the tooth groove bottom portion between the tooth portions has a tooth groove. A resin worm wheel having a shape recessed in the length direction, characterized in that an outer peripheral portion including the tooth portion is made of a thermoplastic polyurethane resin.

【0016】また、請求項2の発明では、上記熱可塑性
ポリウレタン樹脂は、メチレンジフェニルジイソシアネ
ート及びシクロヘキサンジメタノールの反応物を80w
t%以上と、アクリルポリマーを3〜20wt%(3w
t%以上でかつ20wt%以下)とを含んでなるものと
する。
Further, in the invention of claim 2, the thermoplastic polyurethane resin contains 80 w of a reaction product of methylene diphenyl diisocyanate and cyclohexane dimethanol.
t% or more and 3 to 20 wt% of acrylic polymer (3 w
t% or more and 20 wt% or less).

【0017】これら発明の構成によると、樹脂製ウォー
ムホイールの歯部を構成する外周部は、熱可塑性ポリウ
レタン樹脂からなり、この熱可塑性ポリウレタン樹脂
は、メチレンジフェニルジイソシアネート及びシクロヘ
キサンジメタノールの反応物80wt%以上と、アクリ
ルポリマー3〜20wt%とを含んでなるものであるの
で、吸湿性が極めて低くて、吸湿により寸法精度が変化
し難いとともに、靱性も大きく、このことで、噛合精度
が高くて歯打ち音等の騒音も低く、歯欠けの生じ難い樹
脂製ウォームホイールが得られる。
According to the constitutions of these inventions, the outer peripheral portion of the tooth portion of the resin worm wheel is made of thermoplastic polyurethane resin, and this thermoplastic polyurethane resin is a reaction product of methylenediphenyl diisocyanate and cyclohexanedimethanol of 80 wt%. As described above, the acrylic polymer is contained in an amount of 3 to 20 wt%, so that the hygroscopicity is extremely low, the dimensional accuracy is hard to change due to the hygroscopicity, and the toughness is large. It is possible to obtain a resin-made worm wheel that has low noise such as hammering noise and is unlikely to cause tooth chipping.

【0018】上記メチレンジフェニルジイソシアネート
及びシクロヘキサンジメタノールの反応物の含有量は、
80wt%未満であると、機械的強度と耐熱性とが低下
するので、80wt%以上に設定されている。
The content of the reaction product of methylene diphenyl diisocyanate and cyclohexane dimethanol is
If it is less than 80 wt%, the mechanical strength and heat resistance will decrease, so it is set to 80 wt% or more.

【0019】また、アクリルポリマーの含有量は、3w
t%未満であると、靱性が低下し、引張伸びも低下する
一方、20wt%を越えると、機械的強度及び耐熱性が
低下するので、3〜20wt%が好ましい。
The content of acrylic polymer is 3w.
When it is less than t%, toughness and tensile elongation are lowered, while when it exceeds 20 wt%, mechanical strength and heat resistance are lowered, so 3 to 20 wt% is preferable.

【0020】請求項3の発明では、上記熱可塑性ポリウ
レタン樹脂の平均分子量は8万以上とする。こうする
と、歯部の強度や耐摩耗性等の機械的特性及び耐熱性を
向上維持することができる。
In the invention of claim 3, the average molecular weight of the thermoplastic polyurethane resin is 80,000 or more. This makes it possible to improve and maintain mechanical properties such as strength and wear resistance of the teeth and heat resistance.

【0021】請求項4の発明では、上記熱可塑性ポリウ
レタン樹脂をマトリックスとし、このマトリックス樹脂
100重量部に対し、PTFE(四弗化エチレン樹
脂)、グラファイト又はシリコンオイルからなるグルー
プより選ばれた1種以上の物質が1〜30重量部以上複
合されていることを特徴とする。このことで、歯部の摺
動性を高めることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the thermoplastic polyurethane resin is used as a matrix, and one kind selected from the group consisting of PTFE (tetrafluoroethylene resin), graphite or silicone oil is used for 100 parts by weight of the matrix resin. It is characterized in that 1 to 30 parts by weight or more of the above substances are combined. As a result, the slidability of the teeth can be improved.

【0022】一方、請求項5の発明では、同様に、熱可
塑性ポリウレタン樹脂をマトリックスとし、このマトリ
ックス樹脂100重量部に対し、酸化亜鉛ウィスカ、チ
タン酸カリウム又はカーボンからなるグループにより選
ばれた1種以上の物質が1〜30重量部以上複合されて
いることを特徴とする。このことで、歯部の強度を高め
ることができる。
On the other hand, similarly, in the invention of claim 5, a thermoplastic polyurethane resin is used as a matrix, and one kind selected from the group consisting of zinc oxide whiskers, potassium titanate or carbon per 100 parts by weight of this matrix resin. It is characterized in that 1 to 30 parts by weight or more of the above substances are combined. As a result, the strength of the teeth can be increased.

【0023】請求項6の発明では、上記樹脂製ウォーム
ホイールは、電動パワーステアリング装置に用いられる
ことを特徴とする。このことで、本発明の効果が有効に
発揮される最適な用途の樹脂製ウォームホイールが得ら
れる。
According to a sixth aspect of the invention, the resin worm wheel is used in an electric power steering device. As a result, it is possible to obtain the worm wheel made of resin for the optimum use in which the effects of the present invention are effectively exhibited.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1及び図2は本発明の実施形態に
係る樹脂製ウォームホイールWを示し、この樹脂製ウォ
ームホイールWは、図示しないが、自動車の電動パワー
ステアリング装置における公知の歯車伝動機構の一部を
構成している。すなわち、上記電動パワーステアリング
装置は、ステアリングホイール(ハンドル)の操舵の動
きをラックピニオン機構に伝達する経路に配置され、そ
の歯車伝動機構は、ラックピニオン機構に駆動連結され
たウォームホイールと、このウォームホイールに噛合さ
れたウォームとを備えている。そして、このウォームホ
イールは、電動モータの出力軸に取り付けられ、この電
動モータは、ステアリングホイールの操舵方向や操舵速
度を検出してそれらに応じてECU(コントロールユニ
ット)により制御されるようになっており、この実施形
態の樹脂製ウォームホイールWは上記歯車伝動機構のウ
ォームホイールとして用いられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show a resin worm wheel W according to an embodiment of the present invention. The resin worm wheel W, which is not shown, constitutes a part of a known gear transmission mechanism in an electric power steering device of an automobile. is doing. That is, the electric power steering device is arranged in a path for transmitting the steering movement of the steering wheel (handle) to the rack and pinion mechanism, and the gear transmission mechanism thereof is a worm wheel drivingly connected to the rack and pinion mechanism and the worm wheel. And a worm meshed with the wheel. The worm wheel is attached to the output shaft of the electric motor, and the electric motor detects the steering direction and steering speed of the steering wheel and is controlled by the ECU (control unit) according to the detected steering direction and steering speed. The resin worm wheel W of this embodiment is used as a worm wheel of the gear transmission mechanism.

【0025】上記ウォームホイールWは、モータの出力
軸(図示せず)が挿通される軸孔1aを有する円筒状の
金属製ボス部1と、この金属製ボス部1の外周面に一体
に接合された外周のリム部3とを備えてなる。このリム
部3は樹脂からなり、この樹脂部分の外周には、ボス部
1の軸心Oに沿った方向(図1で左右方向)に対して螺
旋状(斜め)に延びかつ上記ウォームに噛み合う多数の
歯部4,4,…が形成され、この歯部4,4間の歯溝底
部5は、図外のウォームの歯部の外周形状に対応して、
歯溝長さ方向の中央部が円弧状に凹陥した中凹形状とさ
れている。
The worm wheel W is integrally joined to a cylindrical metal boss portion 1 having a shaft hole 1a through which an output shaft (not shown) of a motor is inserted, and an outer peripheral surface of the metal boss portion 1. The outer peripheral rim portion 3 is formed. The rim portion 3 is made of resin, and extends on the outer periphery of the resin portion spirally (obliquely) with respect to the direction along the axis O of the boss portion 1 (left and right direction in FIG. 1) and meshes with the worm. A large number of tooth portions 4, 4, ... Are formed, and the tooth groove bottom portion 5 between the tooth portions 4, 4 corresponds to the outer peripheral shape of the tooth portion of the worm (not shown).
The center portion in the lengthwise direction of the tooth space has a concave shape that is recessed in an arc shape.

【0026】そして、この実施形態のウォームホイール
Wのリム部3(外周部)をなす樹脂は、熱可塑性ポリウ
レタン樹脂で構成されている。具体的には、この熱可塑
性ポリウレタン樹脂は、メチレンジフェニルジイソシア
ネート及びシクロヘキサンジメタノールの反応物を80
wt%以上と、アクリルポリマーを3〜20wt%(3
wt%以上でかつ20wt%以下)とを含んでなる。
The resin forming the rim portion 3 (outer peripheral portion) of the worm wheel W of this embodiment is made of thermoplastic polyurethane resin. Specifically, this thermoplastic polyurethane resin has a reaction product of methylene diphenyl diisocyanate and cyclohexane dimethanol of 80%.
wt% or more and 3 to 20 wt% (3
wt% or more and 20 wt% or less).

【0027】上記メチレンジフェニルジイソシアネート
及びシクロヘキサンジメタノールの反応物の含有量が8
0wt%未満であると、機械的強度及び耐熱性が低下す
るので、80wt%以上に設定されている。
The content of the reaction product of methylenediphenyldiisocyanate and cyclohexanedimethanol is 8
If it is less than 0 wt%, the mechanical strength and heat resistance will decrease, so it is set to 80 wt% or more.

【0028】また、上記アクリルポリマーの含有量は、
3wt%未満であると、靱性が低下し、引張伸びも低下
する一方、20wt%を越えると、機械的強度及び耐熱
性が低下するので、3〜20wt%が好ましい。
The content of the acrylic polymer is
When it is less than 3 wt%, toughness and tensile elongation are lowered, while when it exceeds 20 wt%, mechanical strength and heat resistance are lowered, so 3 to 20 wt% is preferable.

【0029】また、上記熱可塑性ポリウレタン樹脂の平
均分子量は8万以上とする。こうすると、歯部4の強度
や耐摩耗性等の機械的特性及び耐熱性を向上維持するこ
とができる。すなわち、熱可塑性ポリウレタン樹脂の平
均分子量は、通常、9万〜11万であり、5万以下にな
ると、上記機械的特性及び耐熱性が通常の70%程度に
なる。そして、成形のための樹脂ペレットが十分に乾燥
してしない状態で射出成形した場合、加水分解が起きて
分子量が低下する。このことを考慮し、分子量を8万以
上とすることで、斯かる問題を回避することができる。
The average molecular weight of the thermoplastic polyurethane resin is 80,000 or more. This makes it possible to improve and maintain mechanical properties such as strength and wear resistance of the tooth portion 4 and heat resistance. That is, the average molecular weight of the thermoplastic polyurethane resin is usually 90,000 to 110,000, and when it is 50,000 or less, the mechanical properties and heat resistance are about 70% of the usual values. When injection molding is performed in a state where the resin pellet for molding is not sufficiently dried, hydrolysis occurs and the molecular weight decreases. Considering this, by setting the molecular weight to 80,000 or more, such a problem can be avoided.

【0030】上記熱可塑性ポリウレタン樹脂をマトリッ
クスとし、このマトリックス樹脂100重量部に対し、
PTFE、グラファイト又はシリコンオイルからなるグ
ループの中から選ばれた1種以上の物質を1〜30重量
部以上複合することもできる。これらの物質は、潤滑性
を持つもので、歯部4の摺動性を高めることができる。
The thermoplastic polyurethane resin is used as a matrix, and 100 parts by weight of this matrix resin is added to
It is also possible to compound 1 to 30 parts by weight or more of one or more substances selected from the group consisting of PTFE, graphite or silicone oil. These substances have lubricity and can improve the slidability of the tooth portion 4.

【0031】また、熱可塑性ポリウレタン樹脂をマトリ
ックスとして、このマトリックス樹脂100重量部に対
し、酸化亜鉛ウィスカ、チタン酸カリウム又はカーボン
からなるグループの中から選ばれた1種以上の物質を1
〜30重量部以上複合してもよい。これら物質は、樹脂
の補強作用を持つもので、歯部4の強度を高めることが
できる。
Further, using a thermoplastic polyurethane resin as a matrix, 100 parts by weight of this matrix resin is mixed with one or more substances selected from the group consisting of zinc oxide whiskers, potassium titanate or carbon.
˜30 parts by weight or more may be combined. These substances have a reinforcing effect on the resin and can increase the strength of the tooth portion 4.

【0032】したがって、この実施形態においては、樹
脂製ウォームホイールWの歯部4,4,…を構成するリ
ム部3(外周部)が、メチレンジフェニルジイソシアネ
ート及びシクロヘキサンジメタノールの反応物80wt
%以上と、アクリルポリマー3〜20wt%とを含んだ
熱可塑性ポリウレタン樹脂からなり、この熱可塑性ポリ
ウレタン樹脂は、吸湿性が極めて低くて吸湿により寸法
精度が変化し難く、しかも靱性も大きい材料であるの
で、樹脂製ウォームホイールWの噛合精度が高くて歯打
ち音等の騒音を低減することができるとともに、歯部
4,4,…の歯欠けを生じ難くすることができる。よっ
て、電動パワーステアリング装置に用いられるのに好適
な樹脂製ウォームホイールWが得られる。
Therefore, in this embodiment, the rim portion 3 (outer peripheral portion) forming the tooth portions 4, 4, ... Of the resin worm wheel W has a reaction product of methylenediphenyldiisocyanate and cyclohexanedimethanol of 80 wt.
% Or more and 3 to 20 wt% of an acrylic polymer, which is a thermoplastic polyurethane resin. The thermoplastic polyurethane resin is a material that has extremely low hygroscopicity, hardly changes in dimensional accuracy due to moisture absorption, and has high toughness. Therefore, the meshing accuracy of the resin worm wheel W is high, noise such as rattling noise can be reduced, and tooth chipping of the tooth portions 4, 4, ... Is unlikely to occur. Therefore, the resin worm wheel W suitable for use in the electric power steering device can be obtained.

【0033】[0033]

【実施例】次に、具体的に実施した実施例について説明
する。
EXAMPLES Next, concretely implemented examples will be described.

【0034】(実施例1)上記実施形態の構造の樹脂製
ウォームホイール(図1及び図2参照)を作製した。こ
の実施例1は、そのウォームホイールにおける歯部を含
む外周リム部の樹脂材料として、メチレンジフェニルジ
イソシアネート及びシクロヘキサンジメタノールの反応
物を80wt%以上と、アクリルポリマーを3〜20w
t%とを含んでなる熱可塑性ポリウレタン樹脂のみを用
いた。
Example 1 A resin worm wheel (see FIGS. 1 and 2) having the structure of the above-described embodiment was produced. In this Example 1, 80 wt% or more of a reaction product of methylene diphenyl diisocyanate and cyclohexane dimethanol and 3 to 20 w of an acrylic polymer were used as a resin material of an outer peripheral rim portion including a tooth portion in the worm wheel.
Only a thermoplastic polyurethane resin comprising t% was used.

【0035】(実施例2)上記実施例1の組成の熱可塑
性ポリウレタン樹脂をマトリックス樹脂とし、このマト
リックス樹脂100重量部に対し、酸化亜鉛ウィスカを
15重量部複合させたものである。
(Example 2) The thermoplastic polyurethane resin having the composition of Example 1 was used as a matrix resin, and 15 parts by weight of zinc oxide whiskers were compounded with 100 parts by weight of the matrix resin.

【0036】(実施例3)実施例1の組成の熱可塑性ポ
リウレタン樹脂をマトリックス樹脂とし、このマトリッ
クス樹脂100重量部に対し、PTFEを15重量部複
合させたものである。
(Example 3) The thermoplastic polyurethane resin having the composition of Example 1 was used as a matrix resin, and 15 parts by weight of PTFE was compounded with 100 parts by weight of this matrix resin.

【0037】(比較例1)実施形態の構造の樹脂製ウォ
ームホイールにおける歯部を含む外周リム部の樹脂材料
として、MCナイロンを用いたものである。
Comparative Example 1 MC nylon is used as the resin material of the outer peripheral rim portion including the tooth portion in the resin worm wheel having the structure of the embodiment.

【0038】(比較例2)実施形態の構造の樹脂製ウォ
ームホイールにおける歯部を含む外周リム部の樹脂材料
として、9TPAを用いたものである。
(Comparative Example 2) 9TPA was used as the resin material of the outer peripheral rim portion including the tooth portion in the resin worm wheel having the structure of the embodiment.

【0039】(比較例3)実施形態の構造の樹脂製ウォ
ームホイールにおける歯部を含む外周リム部の樹脂材料
として、PA66を用いたものである。
Comparative Example 3 PA66 is used as the resin material of the outer peripheral rim portion including the tooth portion in the resin worm wheel of the embodiment.

【0040】(比較例4)実施形態の構造の樹脂製ウォ
ームホイールにおける歯部を含む外周リム部の樹脂材料
として、PA46を用いたものである。
(Comparative Example 4) PA46 is used as the resin material of the outer peripheral rim portion including the tooth portion in the resin worm wheel of the embodiment.

【0041】(樹脂材料特性評価試験)以上の実施例1
〜3及び比較例1〜4の各々の外周部をなす樹脂そのも
のについて、その材料特性、具体的には引張降伏強
さ、引張破断時伸び、曲げ強さ、曲げ弾性率、
アイゾット衝撃強度、熱変形を表す1.82MPaで
の熱変形温度、60℃及び90%RHの条件下で80
Hr保持したときの吸水率、20℃°での線膨張係
数、及び23℃での損失係数(tanδ)を表1に示
す。
(Resin Material Characteristic Evaluation Test) Above Example 1
To 3 and Comparative Examples 1 to 4 regarding the resin itself forming the outer peripheral portion, its material properties, specifically, tensile yield strength, tensile elongation at break, bending strength, bending elastic modulus,
80 under the conditions of Izod impact strength, heat distortion temperature at 1.82 MPa which represents heat deformation, 60 ° C. and 90% RH
Table 1 shows the water absorption rate when held for Hr, the linear expansion coefficient at 20 ° C, and the loss coefficient (tan δ) at 23 ° C.

【0042】また、樹脂自体の摺動性として動摩擦係数
及び摩耗量を評価した。この試験は鈴木式摩擦摩耗試験
機を用いて行い、その条件は、S45C(機械構造用炭
素鋼)からなる相手材に対し所定形状の樹脂材を、23
℃の温度のグリース内で一定の圧力(4.3MPa)で
押し付けながら一定の速度(50cm/sec)で2時
間に亘り摺動させたものである。この結果を表1に併せ
て示す。
The coefficient of dynamic friction and the amount of wear were evaluated as the slidability of the resin itself. This test is carried out using a Suzuki-type friction and wear tester, and the conditions are: a resin material having a predetermined shape for a mating material made of S45C (carbon steel for machine structure)
It was slid for 2 hours at a constant speed (50 cm / sec) while being pressed at a constant pressure (4.3 MPa) in grease at a temperature of ° C. The results are also shown in Table 1.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】(電動パワーステアリング用ウォームホイ
ール性能評価試験)さらに、実施例1〜3及び比較例1
〜4の各々を電動パワーステアリング装置のウォームホ
イールとして用いた場合の歯部の耐破壊強度特性、
耐衝撃性、寸法安定性、低騒音性及び耐摩耗性を
試験した。ここで、上記歯部の耐破壊強度特性は、強
度と伸びとの双方を基にした歯部の破壊エネルギーの指
標となるものである。耐衝撃性は、上記樹脂材料特性
評価試験でのアイゾット衝撃強度に基づいて判定した。
寸法安定性は、吸水率と線膨張係数との両方に基づい
て判定した。低騒音性については、樹脂成形品をスチ
ール製の棒で叩き、その打撃音の大きさを官能検査し
た。耐摩耗性は、上記摩擦摩耗試験による樹脂摩耗量
に基づいて判定した。これらの結果を表2に示す。尚、
この試験の項目において、◎印は「優」の評価を、また
印は「良」の評価を、さらに△印は「やや不良」の評価
を、さらに×印は「完全不良」の評価をそれぞれ表して
いる。
(Worm Wheel Performance Evaluation Test for Electric Power Steering) Examples 1 to 3 and Comparative Example 1
4 to 4 are used as worm wheels of an electric power steering device, fracture resistance strength characteristics of teeth,
Impact resistance, dimensional stability, low noise and abrasion resistance were tested. Here, the fracture resistance property of the tooth portion is an index of the fracture energy of the tooth portion based on both strength and elongation. The impact resistance was judged based on the Izod impact strength in the resin material property evaluation test.
Dimensional stability was determined based on both water absorption and linear expansion coefficient. Regarding the low noise property, a resin molded product was hit with a steel rod, and the loudness of the hit sound was subjected to a sensory test. The abrasion resistance was judged based on the amount of resin abrasion by the friction abrasion test. The results are shown in Table 2. still,
In this test item, ⊚ indicates “excellent”, “mark” indicates “good”, Δ indicates “slightly bad”, and “x” indicates “completely bad”. It represents.

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】この表2の結果を考察するに、熱可塑性ポ
リウレタン樹脂を用いた実施例1〜3はいずれも、比較
例1〜4に比べて寸法安定性、耐衝撃性、耐摩耗性及び
耐久性が優れており、本発明による効果が有効であるこ
とが判る。
Considering the results shown in Table 2, all of Examples 1 to 3 using the thermoplastic polyurethane resin have dimensional stability, impact resistance, abrasion resistance and durability as compared with Comparative Examples 1 to 4. It is found that the effect is excellent and the effect of the present invention is effective.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明した如く、請求項1の発明で
は、樹脂からなる外周リム部に歯部を有し該歯部間の歯
溝底部が歯溝長さ方向に凹陥した形状とされた樹脂製ウ
ォームホイールに対し、その上記歯部を含む外周部を熱
可塑性ポリウレタン樹脂で構成した。また、請求項2の
発明では、上記熱可塑性ポリウレタン樹脂は、メチレン
ジフェニルジイソシアネート及びシクロヘキサンジメタ
ノールの反応物を80wt%以上と、アクリルポリマー
を3〜20wt%とを含んでなるものとした。従って、
これらの発明によると、歯部の吸湿性を極めて低くして
吸湿による寸法精度が変化し難く、歯部の靱性も大きく
でき、噛合精度が高くて歯打ち音等の騒音も低く、歯欠
けの生じ難い樹脂製ウォームホイールが得られる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the outer peripheral rim portion made of resin has the tooth portions, and the tooth groove bottom portion between the tooth portions has a shape recessed in the tooth groove length direction. With respect to the resin worm wheel, the outer peripheral portion including the above tooth portion was made of thermoplastic polyurethane resin. Further, in the invention of claim 2, the thermoplastic polyurethane resin contains 80 wt% or more of a reaction product of methylene diphenyl diisocyanate and cyclohexane dimethanol and 3 to 20 wt% of an acrylic polymer. Therefore,
According to these inventions, the hygroscopicity of the tooth portion is made extremely low, the dimensional accuracy due to the moisture absorption is unlikely to change, the toughness of the tooth portion can be increased, the meshing accuracy is high, the noise such as the rattling noise is low, and the chipping It is possible to obtain a resin worm wheel that is unlikely to occur.

【0048】請求項3の発明によると、上記熱可塑性ポ
リウレタン樹脂の平均分子量を8万以上としたことで、
歯部の強度や耐摩耗性等の機械的特性及び耐熱性を向上
維持することができる。
According to the invention of claim 3, the thermoplastic polyurethane resin has an average molecular weight of 80,000 or more.
It is possible to improve and maintain mechanical properties such as strength and wear resistance of the teeth and heat resistance.

【0049】請求項4の発明によれば、熱可塑性ポリウ
レタン樹脂をマトリックスとし、このマトリックス樹脂
100重量部に対し、PTFE、グラファイト又はシリ
コンオイルからなるグループより選ばれた1種以上の物
質を1〜30重量部以上複合させたことにより、歯部の
摺動性を高めることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, a thermoplastic polyurethane resin is used as a matrix, and 100 parts by weight of this matrix resin is mixed with one or more substances selected from the group consisting of PTFE, graphite or silicone oil. By combining 30 parts by weight or more, the slidability of the teeth can be improved.

【0050】請求項5の発明によると、熱可塑性ポリウ
レタン樹脂をマトリックスとし、このマトリックス樹脂
100重量部に対し、酸化亜鉛ウィスカ、チタン酸カリ
ウム又はカーボンからなるグループにより選ばれた1種
以上の物質を1〜30重量部以上複合させたことによ
り、歯部の強度を高めることができる。
According to the invention of claim 5, a thermoplastic polyurethane resin is used as a matrix, and 100 parts by weight of this matrix resin is provided with one or more substances selected from the group consisting of zinc oxide whiskers, potassium titanate or carbon. By combining 1 to 30 parts by weight or more, the strength of the tooth portion can be increased.

【0051】請求項6の発明によると、樹脂製ウォーム
ホイールは、電動パワーステアリング装置に用いられる
ものとしたことにより、本発明の効果が有効に発揮され
る最適な用途の樹脂製ウォームホイールが得られる。
According to the invention of claim 6, since the resin worm wheel is used for the electric power steering device, the resin worm wheel for the optimum use can effectively obtain the effect of the present invention. To be

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態に係る樹脂製ウォームホイー
ルの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a resin worm wheel according to an embodiment of the present invention.

【図2】樹脂製ウォームホイールの正面図である。FIG. 2 is a front view of a resin worm wheel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W 樹脂製ウォームホイール 3 リム部 4 歯部 5 歯溝底部 W Resin Worm Wheel 3 rim part 4 teeth 5 Tooth groove bottom

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 75/04 C08L 75/04 F16H 55/22 F16H 55/22 // B62D 5/04 B62D 5/04 (C08L 75/04 C08L 33:08 33:08) 27:18 (C08L 75/04 C08L 83:04 27:18) (C08L 75/04 83:04) Fターム(参考) 3D033 CA04 3J030 BA03 BC01 CA10 4F071 AA27 AA31 AA53 AA67 AB03 AB18 AB20 AD01 AF14 AF54 AH17 4J002 BD153 BG042 CK021 CP033 DA017 DA026 DE107 DE187 FA037 GM00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C08L 75/04 C08L 75/04 F16H 55/22 F16H 55/22 // B62D 5/04 B62D 5/04 ( C08L 75/04 C08L 33:08 33:08) 27:18 (C08L 75/04 C08L 83:04 27:18) (C08L 75/04 83:04) F term (reference) 3D033 CA04 3J030 BA03 BC01 CA10 4F071 AA27 AA31 AA53 AA67 AB03 AB18 AB20 AD01 AF14 AF54 AH17 4J002 BD153 BG042 CK021 CP033 DA017 DA026 DE107 DE187 FA037 GM00

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも外周のリム部が樹脂からな
り、該リム部の外周部に歯部を有していて該歯部間の歯
溝底部が歯溝長さ方向に凹陥した形状とされた樹脂製ウ
ォームホイールであって、 上記歯部を含むリム部は、熱可塑性ポリウレタン樹脂で
構成されていることを特徴とする樹脂製ウォームホイー
ル。
1. At least an outer peripheral rim portion is made of resin, and a tooth groove is formed on the outer peripheral portion of the rim portion, and a tooth groove bottom portion between the tooth portions is recessed in the tooth groove length direction. A resin worm wheel, wherein the rim portion including the tooth portion is made of a thermoplastic polyurethane resin.
【請求項2】 請求項1の樹脂製ウォームホイールにお
いて、 熱可塑性ポリウレタン樹脂は、メチレンジフェニルジイ
ソシアネート及びシクロヘキサンジメタノールの反応物
を80wt%以上と、アクリルポリマーを3〜20wt
%とを含んでなるものであることを特徴とする樹脂製ウ
ォームホイール。
2. The resin worm wheel according to claim 1, wherein the thermoplastic polyurethane resin comprises 80% by weight or more of a reaction product of methylenediphenyldiisocyanate and cyclohexanedimethanol and 3 to 20% of an acrylic polymer.
%, And a resin worm wheel.
【請求項3】 請求項1の樹脂製ウォームホイールにお
いて、 熱可塑性ポリウレタン樹脂の平均分子量は8万以上であ
ることを特徴とする樹脂製ウォームホイール。
3. The resin worm wheel according to claim 1, wherein the thermoplastic polyurethane resin has an average molecular weight of 80,000 or more.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1つの樹脂製ウ
ォームホイールにおいて、 熱可塑性ポリウレタン樹脂をマトリックスとし、このマ
トリックス樹脂100重量部に対し、PTFE、グラフ
ァイト又はシリコンオイルからなるグループより選ばれ
た1種以上の物質が1〜30重量部以上複合されている
ことを特徴とする樹脂製ウォームホイール。
4. The resin worm wheel according to claim 1, wherein a thermoplastic polyurethane resin is used as a matrix, and 100 parts by weight of the matrix resin is selected from the group consisting of PTFE, graphite and silicone oil. A resin worm wheel, characterized in that 1 to 30 parts by weight or more of one or more substances are compounded.
【請求項5】 請求項1〜3のいずれか1つの樹脂製ウ
ォームホイールにおいて、 熱可塑性ポリウレタン樹脂をマトリックスとし、このマ
トリックス樹脂100重量部に対し、酸化亜鉛ウィス
カ、チタン酸カリウム又はカーボンからなるグループに
より選ばれた1種以上の物質が1〜30重量部以上複合
されていることを特徴とする樹脂製ウォームホイール。
5. The resin worm wheel according to claim 1, wherein the thermoplastic polyurethane resin is used as a matrix, and zinc oxide whiskers, potassium titanate or carbon is added to 100 parts by weight of the matrix resin. A worm wheel made of resin, characterized in that 1 to 30 parts by weight or more of one or more kinds of substances selected by (1) are mixed.
【請求項6】 電動パワーステアリング装置に用いられ
ることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つの樹脂
製ウォームホイール。
6. The resin worm wheel according to claim 1, which is used in an electric power steering device.
JP2002086665A 2002-03-26 2002-03-26 Resin-made worm wheel Pending JP2003278885A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002086665A JP2003278885A (en) 2002-03-26 2002-03-26 Resin-made worm wheel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002086665A JP2003278885A (en) 2002-03-26 2002-03-26 Resin-made worm wheel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003278885A true JP2003278885A (en) 2003-10-02

Family

ID=29233187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002086665A Pending JP2003278885A (en) 2002-03-26 2002-03-26 Resin-made worm wheel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003278885A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1826242B1 (en) Polyamide resin composition containing glass fiber
KR101719392B1 (en) Servo steering apparatus
EP3078706B1 (en) Method of manufacturing a sliding member
CA2728517A1 (en) Steering yoke
EP1083111A2 (en) Electrical power steering apparatus
EP2476933A1 (en) Gear from a PA66/PA6 polymer blend
JP2001108024A (en) Electric power steering device
JP2003278885A (en) Resin-made worm wheel
JP2007331662A (en) Electric power steering device
JP6247482B2 (en) GEAR AND ELECTRIC ACTUATOR HAVING THE SAME
JP6784477B2 (en) Manufacturing method of sliding member
JP6579360B2 (en) Gear manufacturing method
JP2009041683A (en) Resinous worm wheel
JP3664670B2 (en) Electric power steering device
JP5098167B2 (en) Reduction gear for electric power steering device
KR20080030814A (en) Manufacture method and worm wheel of electrical power steering
JP2003083423A (en) Reduction gear for electric power steering device
JP2004155223A (en) Worm wheel for electric power steering device
JP2005053300A (en) Electric power steering device
JP2007168718A (en) Reduction gear for electric power steering device
EP3718857A1 (en) Composition for worm wheel having excellent durability and wear resistance and worm wheel manufactured using the same
JP2013095221A (en) Gear for electric power steering device
JP2003011828A (en) Reduction gear for motor-driven power steering device
JP2006290062A (en) Reduction gear for electric power steering device
JP2002327829A (en) Gear and motor-driven power steering device provided with this