【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、操舵補助出力発生用電動モータの出力をステアリングシャフトに伝達するための電動パワーステアリング装置用樹脂歯車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動パワーステアリング装置では、電動モータに比較的高回転、低トルクのものが使用されるため、電動モータとステアリングシヤフトとの間に歯車減速機構が組み込まれている。歯車減速機構としては、平歯車その他の歯車を使用した歯車減速機構も知られているが、一組で大きな減速比が得られる等の理由から、図１０に示すような、図示しない電動モータの回転軸に結合されるウォーム１０１と、ウォーム１０１に噛合するウォームホイール１０２とから構成される周知のウォーム歯車減速機構１００が使用されるのが一般的である。
【０００３】
このようなウォーム歯車減速機構１００では、ウォーム１０１とウォームホイール１０２の両方を金属製にすると、ハンドル操作時に歯打ち音や振動音等の不快音が発生するという不都合があるので、この対策として、従来は、ウォームを金属製とした場合は、ウォームホイールとして、金属製のハブ、即ち芯金の外周部に合成樹脂材からなるブランク円板（樹脂部）を一体に形成し、ブランク円板の円周部に切削その他の手段で歯を形成して樹脂製の歯部が一体形成された合成樹脂製の歯部を備えた樹脂歯車であるウォームホイールを使用し、歯打ち音や振動音等の不快音の発生を抑えていた。
【０００４】
上記樹脂材料としては、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等のベース樹脂に、ガラス繊維や炭素繊維等の繊維補強材を配合した材料のほか、補強材を含有しないＭＣ（モノマーキャスト）ナイロン、ポリアミド６、ポリアミド６６等も使用されている。
【０００５】
寸法安定性やコストを考慮した場合は、繊維補強材を含有しないＭＣナイロンが使用されるほか、繊維補強材としてガラス繊維を含有したポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６等が使用される（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特公平６−６０６７４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したポリアミド系材料は、耐熱性、耐疲労性に優れるものの、生分解性は殆どない。このため、電動パワーステアリング装置に使用される樹脂歯車については、自動車の内装部品等で進んでいる不燃物ゴミの削減や燃焼時の二酸化炭素（ＣＯ２ ）削減を目的とした、生分解性プラスチック化に対応していなかった。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決することを目的とするもので、電動パワーステアリング装置用の樹脂歯車に使用される樹脂部を、生分解性樹脂で構成することで解決するものであり、これにより上記した樹脂歯車は土壌中に放置されれば微生物により二酸化炭素と水に分解され、環境にやさしい電動パワーステアリング装置用の樹脂歯車を提供することができる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、操舵補助出力発生用電動モータの出力をステアリングシャフトに伝達するための電動パワーステアリング装置用樹脂歯車において、前記樹脂歯車は、金属製芯金の外周に生分解性樹脂をベース樹脂とする樹脂組成物からなる樹脂部を一体に設け、その樹脂部の外周面にギア歯を形成して構成された樹脂歯車であることを特徴とする電動パワーステアリング装置用樹脂歯車である。
【００１０】
そして、前記生分解性樹脂は、ポリエチレンテレフタレートサクシネートとすることができる。
【００１１】
また、前記生分解性樹脂は、ポリビニルアルコールとすることができる。
【００１２】
さらに、前記樹脂歯車は、円筒ウォーム歯車、はすば歯車、平歯車、かさ歯車またはハイポイドギアのいずれかである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、この発明を実施するに適した電動パワーステアリング装置１０の構成の一例を説明する正面図で、コラム式の電動パワーステアリング装置である。図１において、１１は舵輪軸、１２は舵輪軸ハウジング、１３は電動モータ、２０はラック・ピニオン式運動変換機構を示す。
【００１５】
舵輪軸１１は、図１では図示されていないが、上部舵輪軸１１ａと下部舵輪軸１１ｂとから構成され、舵輪軸１１は舵輪軸ハウジング１２の内部に軸心回りに回転自在に支承されており、舵輪軸ハウジング１２は、車室内部の所定位置に下部を前方に向けて傾斜した状態に固定されている。また、上部舵輪軸１１ａの上端には、図示されていない舵輪が固定されている。
【００１６】
さらに、上部舵輪軸１１ａと下部舵輪軸１１ｂとは、図示されていないトーションバーにより結合されており、舵輪から上部舵輪軸１１ａを経て下部舵輪軸１１ｂに伝達される操舵トルクが、トーションバーにより検出され、検出された操舵トルクに基づいて電動モータ１３の出力が制御される。
【００１７】
ラック・ピニオン式運動変換機構２０は、長手方向を車両の左右方向として車両前部のエンジンルーム内にほぼ水平に配置され、軸方向に移動自在なラック軸２１と、ラック軸２１の軸心に対して斜めに支承されてラック軸２１の歯部に噛合する歯部を備えたピニオンを含むピニオン軸２２、及びラック軸２１とピニオン軸２２を支承する筒状のラック軸ケース２３とから構成される。
【００１８】
ピニオン軸２２と下部舵輪軸１１ｂの下部とは、２個の自在継手２５及び２６で連結されている。また、下部舵輪軸１１ｂの中間部分には後述するウォーム歯車減速機構３０が配置され、電動モータ１３から下部舵輪軸１１ｂに対して操舵補助力が供給されるように構成されている。
【００１９】
図２は、上記した電動パワーステアリング装置１０のウォーム歯車減速機構３０の構成を示す部分断面図で、３１はウォームホイール、３２はウォームホイール３１に噛合するウォーム、３３はギアケースである。ウォーム３２はその両端にウォーム軸３２ａ、３２ｂが一体に形成されており、ウォーム軸３２ａ、３２ｂはそれぞれギアケース３３に装着された玉軸受３４ａ、３４ｂにより回転自在に支承されている。また、ウォーム軸３２ｂは、電動モータ１３の駆動軸１３ａにスプライン、或いはセレーション結合している。
【００２０】
ウォームホイール３１のハブ、即ち芯金４２は下部舵輪軸１１ｂに結合し、電動モータ１３の回転はウォーム３２、ウォームホイール３１を経て下部舵輪軸１１ｂに伝達される。
【００２１】
図３は、この発明の実施の形態のウォーム歯車減速機構３０のウォームホイール３１の構成を示す斜視図で、樹脂歯車であるウォームホイール３１は、金属製のハブ、即ち芯金４２の外周面に、ローレット加工を施すなどの加工を行い、その加工面に合成樹脂で一体形成した円筒形の樹脂部４３を設けたもので、樹脂部４３の外周面にギア歯４４を形成して構成されている。一方、ウォーム３２は従来のウォームと同じく金属製のものとする。
【００２２】
ウォームホイール３１の樹脂部４３は、生分解性樹脂であれば特に制限はないが、使用環境を考慮すると、ある程度の耐熱性を有することが必要であり、融点が２００℃以上の樹脂が適当である。具体的には、以下に記載するポリビニルアルコール（化学式１、部分けん化型）、ポリビニルアルコールの熱安定性を改良したオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール（構造例：化学式２、部分けん化型）、ポリエチレンテレフタレートサクシネートの他、ポリ乳酸とポリエチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステルとのブロック共重合体などが好適である。
【００２３】
（化学式１）
［ＣＨ２ ＣＨ（ＯＨ）］ｎ−［ＣＨ２ ＣＨ（ＯＣＯＣＨ３ ）］ｍ
（化学式２）
［ＣＨ２ ＣＨ（ＯＨ）］ｘ−［ＣＨ２ ＣＨ（ＯＣＯＣＨ３ ）］ｙ−
−［ＣＨ２ −ＣＨ｛ＣＨ２ （Ｃ２ Ｈ４ Ｏ）ｎ Ｈ｝］ｚ
これらのベース樹脂には、より過酷な使用条件での使用時のギア歯の摩耗や破損を想定して、信頼性を高めるために補強材を配合することが好ましい。
【００２４】
補強材としては、ガラス繊維、炭素繊維などでもよいが、好ましくは、樹脂成分が分解時に土壌等の環境に及ぼす影響が少ない軽質炭酸カルシウム（結晶形：カルサイト、アルゴナイト）、天然含水ケイ酸アルミニウム（カオリン、クレー）、タルク、ベントナイト、繊維状水酸化マグネシウム、ウォラストナイト、セピオライト、カーボンブラック、マイカ、二酸化ケイ素、珪藻土等がよい。
【００２５】
補強材の含有量は、樹脂組成物全体の１０重量％以上５０重量％未満とすることが好ましい。補強材の配合比率が１０重量％未満であると、機械的強度の改善が少なく、樹脂歯車としての実用性が低い。
【００２６】
また、補強材の配合比率が５０重量％を越えるときは、溶融成形時の樹脂組成物の流動性を十分に確保することが困難になり、射出成形等で成形する場合に生産性に影響を及ぼし、好ましくない。
【００２７】
なお、補強材の他に、樹脂の熱劣化等を防止する添加剤を別途添加してもよい。添加剤としては、ベース樹脂の生分解性に影響を及ぼすことなく、環境汚染とならないものがよく、フェノール系酸化防止剤が好ましい。
【００２８】
金属製のハブ、即ち芯金と樹脂部との密着性の向上と芯金境界部の滑り抜けを防止のため、芯金外周面には予めショットブラストやローレット加工を施しておくとよく、特にローレット加工が好ましい。ローレット加工を行う場合のＶ字状の溝の深さは、０．２〜０．８ｍｍ、特に０．３〜０．７ｍｍが適当である。
【００２９】
以上、この発明の実施の形態をウォームホイールに適用した例で説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、他の形式の歯車にも適用できることは言うまでもない。例えば、図４に示す平歯車、図５に示すはすば歯車、図６に示すかさ歯車、図７に示すハイポイドギア等へ適用することができる。
【００３０】
次に、ウォームホイール試験体による生分解性の評価、及び耐久性の評価について説明する。
【００３１】
（１）ウォームホイール試験体
実施例１．
芯金：スチール鋼（Ｓ４５Ｃ）の素材で直径６５ｍｍ、幅１６ｍｍに加工、表面に深さ０．５ｍｍのローレット加工を施した。
樹脂部：ポリエチレンテレフタレートサクシネート（ＧＦ４０重量％含有、デュポン社製バイオマックスＷＵＨ、融点２００℃）。
外径部に切削代を残したはすば形状を有し、内径６４ｍｍ、外径８３ｍｍ、幅１５．５ｍｍの大きさの樹脂部を、芯金部をコアにしてインサート成形（射出成形）。その後、歯部を切削加工してウォームホイールに仕上げた。
【００３２】
実施例２．
芯金：実施例１と同じ。
樹脂部：オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール（ＧＦ３０重量％含有、日本合成化学工業（株）社製エコマティＡＸ、フェノール系酸化防止剤含有、融点２００℃）。樹脂部の加工は実施例１と同じ。
【００３３】
比較例１．
芯金：実施例１と同じ。
樹脂部：ポリアミド６６（ＧＦ３０重量％含有、宇部興産（株）社製ＵＢＥナイロン２０２０ＧＵ６、Ｃｕ系添加剤含有）。樹脂部の加工は実施例１と同じ。
【００３４】
比較例２．
芯金：実施例１と同じ。
樹脂部：ポリ乳酸（ＧＦ３０重量％含有、（株）島津製作所製ラクティ、融点１４９．５℃）。樹脂部の加工は実施例１と同じ。
【００３５】
（２）生分解性の評価
上記した各ウォームホイール試験体を恒温恒湿槽内で温度６０℃、含水率３０重量％に調整した腐葉土中に埋設し、６箇月後に上記試験体の外観変化と重量変化を調査して評価した。
【００３６】
図８のＡ欄にウォームホイール試験体の生分解性の評価結果を示す。６箇月の放置で、樹脂部が原形を留めていなかったものを「Ｏ」、原形を留めていたものを「Ｘ」で示した。
【００３７】
（３）耐久性の評価
上記した各ウォームホイール試験体を実際の自動車の減速機構に組み込み、雰囲気温度を８０℃に設定して、操舵操作を繰り返し行って耐久性を評価した。
【００３８】
図８のＢ欄にウォームホイール試験体の耐久性の評価結果を示す。１０万回の操舵に耐えることができた試験体を「Ｏ」、１０万回の操舵に耐えられなかった試験体を「Ｘ」で示した。
【００３９】
上記評価結果から明らかなように、実施例１及び実施例２は、生分解性及び耐久性が共に優れているが、比較例１は耐久性には優れているが生分解性に劣り、比較例２は生分解性には優れているが耐久性に劣ることが分かる。
【００４０】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明の係る樹脂歯車は、電動パワーステアリング装置の減速機構に使用される歯車に限られるものではなく、広く一般の機械装置に使用される歯車にも適用できることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明によれば、自動車等に使用される電動パワーステアリング装置の減速機構に使用される樹脂歯車の樹脂部を、生分解性樹脂とすることで解決したもので、樹脂歯車の樹脂部は土壌中に放置されれば微生物により二酸化炭素と水に分解されるから、環境にやさしい電動パワーステアリング装置用の樹脂歯車を提供することができる。
【００４２】
また、これにより、自動車の内装部品等で進んでいる不燃物ゴミの削減や燃焼時の二酸化炭素（ＣＯ２ ）削減等を、電動パワーステアリング装置等に使用される樹脂歯車の分野にまで拡張することができ、環境に配慮した自動車の製造に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施するに適した電動パワーステアリング装置の構成の一例を説明する正面図。
【図２】図１に示す電動パワーステアリング装置のウォーム歯車減速機構の構成を示す部分断面図。
【図３】ウォーム歯車減速機構のウォームホイールの構成を示す斜視図。
【図４】平歯車の構成を示す斜視図。
【図５】はすば歯車の構成を示す斜視図。
【図６】かさ歯車の構成を示す斜視図。
【図７】ハイポイドギアの構成を示す斜視図。
【図８】ウォームホイール試験体の生分解性及び耐久性の評価結果を示す図。
【符号の説明】
１０ 電動パワーステアリング装置
１１ 舵輪軸
１１ａ 上部舵輪軸
１１ｂ 下部舵輪軸
１２ 舵輪軸ハウジング
１３ 電動モータ
１３ａ 駆動軸
２０ ラック・ピニオン式運動変換機構
２１ ラック軸
２２ ピニオン軸
２３ ラック軸ケース
２５、２６ 自在継手
３０ ウォーム歯車減速機構
３１ ウォームホイール
３２ ウォーム
３２ａ、３２ｂ ウォーム軸
３３ ギアケース
３４ａ、３４ｂ 玉軸受
４２ ハブ（芯金）
４３ 樹脂部
４４ ギア歯[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin gear for an electric power steering device for transmitting an output of an electric motor for generating a steering assist output to a steering shaft.
[0002]
[Prior art]
In an electric power steering apparatus for a vehicle, since a relatively high-speed and low-torque electric motor is used, a gear reduction mechanism is incorporated between the electric motor and the steering shaft. As a gear reduction mechanism, a gear reduction mechanism using spur gears or other gears is also known. However, because a large reduction ratio can be obtained in one set, an electric motor (not shown) as shown in FIG. In general, a well-known worm gear reduction mechanism 100 including a worm 101 connected to a rotating shaft and a worm wheel 102 meshing with the worm 101 is used.
[0003]
In such a worm gear reduction mechanism 100, if both the worm 101 and the worm wheel 102 are made of metal, there is an inconvenience that unpleasant sounds such as rattling noise and vibration noise are generated at the time of operating the steering wheel. Conventionally, when the worm is made of metal, a blank disk (resin portion) made of a synthetic resin material is integrally formed on the outer periphery of a metal hub, that is, a metal core, as a worm wheel, and Using a worm wheel, which is a resin gear with synthetic resin teeth with resin teeth integrally formed with teeth formed by cutting or other means around the circumference, toothing noise, vibration noise, etc. Of unpleasant noise was suppressed.
[0004]
Examples of the resin material include a material obtained by blending a fiber reinforcing material such as glass fiber or carbon fiber with a base resin such as polyamide 6, polyamide 66, polyacetal, polyetheretherketone (PEEK), or polyphenylene sulfide (PPS). MC (monomer cast) nylon, polyamide 6, polyamide 66 and the like which do not contain a reinforcing material are also used.
[0005]
In consideration of dimensional stability and cost, MC nylon not containing a fiber reinforcing material is used, and polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46, or the like containing glass fiber is used as the fiber reinforcing material (Patent Document 1) 1).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 6-60674
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned polyamide-based material is excellent in heat resistance and fatigue resistance, but hardly biodegradable. For this reason, resin gears used in electric power steering devices are made of biodegradable plastics for the purpose of reducing incombustible garbage and carbon dioxide (CO 2 ) during combustion, which are advancing in interior parts of automobiles. Did not respond to the change.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and is to solve the problem by configuring a resin portion used for a resin gear for an electric power steering device with a biodegradable resin. If the above-described resin gear is left in the soil, it will be decomposed into carbon dioxide and water by microorganisms, and an environmentally friendly resin gear for an electric power steering device can be provided.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above-mentioned problem, and the invention of claim 1 is a resin gear for an electric power steering device for transmitting an output of an electric motor for generating a steering assist output to a steering shaft, wherein the resin gear is made of metal. It is a resin gear formed by integrally providing a resin portion made of a resin composition having a biodegradable resin as a base resin on an outer periphery of a metal core, and forming gear teeth on an outer peripheral surface of the resin portion. A resin gear for an electric power steering device.
[0010]
And the said biodegradable resin can be polyethylene terephthalate succinate.
[0011]
Further, the biodegradable resin can be polyvinyl alcohol.
[0012]
Further, the resin gear is any one of a cylindrical worm gear, a helical gear, a spur gear, a bevel gear, and a hypoid gear.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0014]
FIG. 1 is a front view illustrating an example of a configuration of an electric power steering device 10 suitable for carrying out the present invention, and is a column-type electric power steering device. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a steering wheel shaft, 12 denotes a steering wheel shaft housing, 13 denotes an electric motor, and 20 denotes a rack and pinion type motion conversion mechanism.
[0015]
Although not shown in FIG. 1, the steering shaft 11 includes an upper steering wheel shaft 11a and a lower steering wheel shaft 11b. The steering wheel shaft 11 is supported inside a steering wheel shaft housing 12 so as to be rotatable around an axis. The steering shaft housing 12 is fixed to a predetermined position in the vehicle interior such that a lower portion thereof is inclined forward. A steering wheel (not shown) is fixed to the upper end of the upper steering shaft 11a.
[0016]
Further, the upper steering wheel shaft 11a and the lower steering wheel shaft 11b are connected by a not-shown torsion bar, and the steering torque transmitted from the steering wheel to the lower steering wheel shaft 11b via the upper steering wheel shaft 11a is detected by the torsion bar. The output of the electric motor 13 is controlled based on the detected steering torque.
[0017]
The rack and pinion type motion conversion mechanism 20 is disposed substantially horizontally in the engine room at the front of the vehicle with the longitudinal direction being the left-right direction of the vehicle, and the rack shaft 21 is movable in the axial direction. It comprises a pinion shaft 22 including a pinion having a tooth portion that is supported obliquely with respect to the tooth portion of the rack shaft 21, and a cylindrical rack shaft case 23 that supports the rack shaft 21 and the pinion shaft 22. You.
[0018]
The pinion shaft 22 and the lower part of the lower steering wheel shaft 11b are connected by two universal joints 25 and 26. A worm gear reduction mechanism 30 described later is arranged in an intermediate portion of the lower steering wheel shaft 11b, and is configured so that a steering assist force is supplied from the electric motor 13 to the lower steering wheel shaft 11b.
[0019]
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the worm gear reduction mechanism 30 of the electric power steering device 10 described above. Reference numeral 31 denotes a worm wheel, 32 denotes a worm that meshes with the worm wheel 31, and 33 denotes a gear case. The worm 32 has worm shafts 32a and 32b integrally formed at both ends thereof. The worm shafts 32a and 32b are rotatably supported by ball bearings 34a and 34b mounted on the gear case 33, respectively. The worm shaft 32b is splined or serrated to the drive shaft 13a of the electric motor 13.
[0020]
The hub of the worm wheel 31, that is, the core metal 42 is connected to the lower steering wheel shaft 11 b, and the rotation of the electric motor 13 is transmitted to the lower steering wheel shaft 11 b via the worm 32 and the worm wheel 31.
[0021]
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of the worm wheel 31 of the worm gear reduction mechanism 30 according to the embodiment of the present invention. The worm wheel 31 which is a resin gear is provided on the outer peripheral surface of a metal hub, that is, a cored bar 42. A knurling process or the like, and a cylindrical resin portion 43 integrally formed of synthetic resin is provided on the processed surface. Gear teeth 44 are formed on the outer peripheral surface of the resin portion 43. I have. On the other hand, the worm 32 is made of metal like the conventional worm.
[0022]
The resin portion 43 of the worm wheel 31 is not particularly limited as long as it is a biodegradable resin. However, considering the use environment, the resin portion 43 needs to have some heat resistance, and a resin having a melting point of 200 ° C. or more is suitable. is there. Specifically, polyvinyl alcohol (chemical formula 1, partially saponified type) described below, an oxyalkylene group-containing polyvinyl alcohol having improved thermal stability of polyvinyl alcohol (structure example: chemical formula 2, partially saponified type), polyethylene terephthalate succinate In addition to salts, block copolymers of polylactic acid and aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate are preferred.
[0023]
(Chemical formula 1)
[CH 2 CH (OH)] n - [CH 2 CH (OCOCH 3)] m
(Chemical formula 2)
[CH 2 CH (OH)] x - [CH 2 CH (OCOCH 3)] y -
- [CH 2 -CH {CH 2 (C 2 H 4 O) n H}] z
It is preferable to incorporate a reinforcing material into these base resins in order to enhance reliability, assuming wear and breakage of gear teeth during use under more severe use conditions.
[0024]
As the reinforcing material, glass fiber, carbon fiber, etc. may be used, but preferably, light calcium carbonate (crystal form: calcite, argonite) having little effect on the environment such as soil when the resin component is decomposed, natural hydrated silica Aluminum (kaolin, clay), talc, bentonite, fibrous magnesium hydroxide, wollastonite, sepiolite, carbon black, mica, silicon dioxide, diatomaceous earth and the like are preferred.
[0025]
It is preferable that the content of the reinforcing material is 10% by weight or more and less than 50% by weight of the whole resin composition. If the compounding ratio of the reinforcing material is less than 10% by weight, the improvement in mechanical strength is small, and the practicability as a resin gear is low.
[0026]
When the compounding ratio of the reinforcing material exceeds 50% by weight, it is difficult to sufficiently secure the fluidity of the resin composition at the time of melt molding, and the productivity is affected when molding by injection molding or the like. Has an adverse effect.
[0027]
Note that, in addition to the reinforcing material, an additive for preventing thermal deterioration of the resin may be separately added. As the additive, one that does not affect the biodegradability of the base resin and does not cause environmental pollution is preferable, and a phenolic antioxidant is preferable.
[0028]
In order to improve the adhesion between the metal hub, that is, the core metal and the resin part, and to prevent slippage at the core metal boundary, it is preferable that the outer peripheral surface of the metal core be subjected to shot blasting or knurling in advance. Knurling is preferred. The appropriate depth of the V-shaped groove when performing knurling is 0.2 to 0.8 mm, particularly 0.3 to 0.7 mm.
[0029]
Although the embodiment of the present invention has been described above with reference to an example in which the present invention is applied to a worm wheel, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention can be applied to other types of gears. For example, the present invention can be applied to a spur gear shown in FIG. 4, a helical gear shown in FIG. 5, a bevel gear shown in FIG. 6, a hypoid gear shown in FIG.
[0030]
Next, evaluation of biodegradability and durability evaluation using a worm wheel specimen will be described.
[0031]
(1) Worm Wheel Specimen Example
Core metal: Steel material (S45C) was processed into a diameter of 65 mm and a width of 16 mm, and the surface was knurled to a depth of 0.5 mm.
Resin part: polyethylene terephthalate succinate (containing 40 wt% GF, Biomax WUH manufactured by DuPont, melting point 200 ° C.).
Insert molding (injection molding) of a resin part having a helical shape with a cutting margin left in the outer diameter part, a resin part having an inner diameter of 64 mm, an outer diameter of 83 mm, and a width of 15.5 mm is used with a core part as a core. Thereafter, the tooth portion was cut and finished into a worm wheel.
[0032]
Embodiment 2. FIG.
Core: Same as in Example 1.
Resin part: oxyalkylene group-containing polyvinyl alcohol (containing 30% by weight of GF, Ecomaty AX manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., containing phenolic antioxidant, melting point 200 ° C.). The processing of the resin part is the same as in the first embodiment.
[0033]
Comparative Example 1
Core: Same as in Example 1.
Resin part: Polyamide 66 (containing 30% by weight of GF, UBE nylon 2020GU6 manufactured by Ube Industries, Ltd., containing Cu-based additive). The processing of the resin part is the same as in the first embodiment.
[0034]
Comparative Example 2.
Core: Same as in Example 1.
Resin part: polylactic acid (containing 30% by weight of GF, Lacty manufactured by Shimadzu Corporation, melting point 149.5 ° C). The processing of the resin part is the same as in the first embodiment.
[0035]
(2) Evaluation of biodegradability Each worm wheel specimen was buried in humus adjusted to a temperature of 60 ° C. and a water content of 30% by weight in a constant temperature and humidity chamber. The change in weight was investigated and evaluated.
[0036]
The column A of FIG. 8 shows the evaluation results of the biodegradability of the worm wheel specimen. When the resin part did not retain its original shape after standing for 6 months, it was indicated by "O", and when the resin part retained its original shape, it was indicated by "X".
[0037]
(3) Evaluation of Durability Each of the worm wheel test pieces described above was incorporated into an actual vehicle speed reduction mechanism, the ambient temperature was set to 80 ° C., and the steering operation was repeated to evaluate the durability.
[0038]
The evaluation result of the durability of the worm wheel specimen is shown in column B of FIG. Specimens that could withstand 100,000 times of steering were indicated by “O”, and specimens that could not withstand 100,000 times of steering were indicated by “X”.
[0039]
As is clear from the above evaluation results, Examples 1 and 2 are excellent in both biodegradability and durability, while Comparative Example 1 is excellent in durability but inferior in biodegradability. Example 2 is excellent in biodegradability but inferior in durability.
[0040]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the resin gear according to the present invention is not limited to the gear used for the reduction mechanism of the electric power steering device, but the gear used widely for general machinery. Needless to say, it can also be applied to
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the resin portion of the resin gear used for the reduction mechanism of the electric power steering device used for an automobile or the like is solved by using a biodegradable resin. Since the resin portion is decomposed into carbon dioxide and water by microorganisms when left in the soil, it is possible to provide an environment-friendly resin gear for an electric power steering device.
[0042]
In addition, the reduction of incombustible waste and the reduction of carbon dioxide (CO 2 ) during combustion, which are progressing in automobile interior parts and the like, are extended to the field of resin gears used in electric power steering devices and the like. And contribute to the production of eco-friendly vehicles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view illustrating an example of a configuration of an electric power steering device suitable for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a partial sectional view showing a configuration of a worm gear reduction mechanism of the electric power steering device shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a worm wheel of the worm gear reduction mechanism.
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a spur gear.
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a helical gear.
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a bevel gear.
FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of a hypoid gear.
FIG. 8 is a view showing evaluation results of biodegradability and durability of a worm wheel specimen.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 electric power steering device 11 steering wheel shaft 11a upper steering wheel shaft 11b lower steering wheel shaft 12 steering wheel shaft housing 13 electric motor 13a drive shaft 20 rack-pinion type motion conversion mechanism 21 rack shaft 22 pinion shaft 23 rack shaft cases 25, 26 universal joint 30 Worm gear reduction mechanism 31 Worm wheel 32 Worm 32a, 32b Worm shaft 33 Gear case 34a, 34b Ball bearing 42 Hub (core metal)
43 resin part 44 gear teeth
